[发明专利]光电转换装置和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换装置和其制造方法。

背景技术

已知有将多晶硅、微晶硅或非晶硅作为光电转换层使用的太阳能电池。特别是具有将微晶硅或非晶硅的薄膜进行层叠的结构的光电转换装置，从资源消耗的观点、降低成本的观点和效率化的观点出发被关注。

一般而言，光电转换装置在表面为绝缘性的基板上依次层叠第一电极、由半导体薄膜构成的光电转换单元和第二电极而形成。光电转换单元从光入射一侧层叠p型层、i型层和n型层而构成。作为提高光电转换装置的转换效率的方法，已知有将两种以上的光电转换单元在光入射方向层叠的方法。在这种情况下，例如在光电转换装置的光入射一侧配置包括帯隙宽的光电转换层的第一光电转换元件，然后配置包括帯隙比第一光电转换元件窄的光电转换层的第二光电转换元件元件。由此，能够遍及入射光的大的波长范围地进行光电转换，作为装置整体能够实现转换效率的提高。例如已知有以非晶硅(a-Si)光电转换元件为顶部单元、以微晶硅(μc-Si)光电转换元件为底部单元的结构。

将包括微晶相的微晶硅作为发电层即i型层使用的μc-Si光电转换元件，与非晶硅相比具有在光稳定性方面优异等优点，但是存在在膜中由悬挂键(dangling bond)等引起的缺陷多的问题。因此，考虑有通过使i型层内的硅的结晶率和氢含有量在层厚方向变化来提高光电动势的转换效率的技术(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利3679595号公报

发明内容

发明所要解决的问题

因此，在形成微晶硅薄膜的情况下，根据其成膜条件能够使膜中的晶相与非晶相之比率(结晶率)变化。当在p型层上形成微晶硅的i型层时，在以在光电转换装置的面板的中央附近形成结晶率高的微晶硅薄膜的条件进行成膜的情况下，如图3中以虚线所示，光电转换装置的面板面内的结晶率的分散变大，在面板中央附近结晶率高，能够得到光电转换效率高的光电转换单元，但是在面板端部附近结晶率低，只能得到光电转换效率低的光电转换单元。其结果是，存在以光电转换装置的面板整体看转换效率低的问题。

用于解决问题的方式

本发明的一个方式为一种光电转换装置的制造方法，所述光电转换装置包括p型层、i型层和n型层的层叠结构，所述i型层包括成为发电层的微晶硅层，在该光电转换装置的制造方法中，包括形成i型层的工序，该工序形成第一微晶硅层，并且在第一微晶硅层上以与第一微晶硅层相比结晶率高且结晶率的面内分布低的条件形成第二微晶硅层。

本发明的另一个方式是光电转换装置，该光电转换装置具备p型层、i型层和n型层的层叠结构，所述i型层包括成为发电层的微晶硅层，在该光电转换装置中，i型层具有第一微晶硅层与第二微晶硅层的层叠结构，所述第二微晶硅层以与第一微晶硅层相比结晶率高且结晶率的面内分布低的条件而形成。

发明的效果

根据本发明，能够使光电转换装置的面板面内的光电转换效率的分散变小。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的光电转换装置的结构的图。

图2是表示本发明的实施方式的光电转换装置的μc-Si元件的结构的图。

图3是表示本发明的实施方式的μc-Si元件的i型层的结晶率的分布的图。

图4是表示本发明的实施例和比较例的光电转换装置的特性测定点的图。

图5是表示本发明的实施方式的μc-Si元件的i型层的结晶率的测定结果的图。

图6是表示本发明的实施方式的光电转换装置的μc-Si元件的结构的另一个例子的图。

图7是表示测定本发明的实施方式的光电转换装置的效率的基板面内分布而得的结果的图。

图8是表示测定本发明的实施方式的光电转换装置的效率的基板面内分布而得的结果的图。

具体实施方式

图1是表示本发明的实施方式的光电转换装置100的结构的截面图。本实施方式的光电转换装置100具有如下结构：以透明绝缘基板10为光入射侧，从光入射侧层叠有透明导电膜12、作为顶部单元的具有宽的帯隙的非晶硅(a-Si)(光电转换)元件102、中间层14、作为底部单元的与a-Si元件102相比帯隙窄的微晶硅(μc-Si)(光电转换)元件104、第一背面电极层16、第二背面电极层18、填充材料20和保护膜22。此处，a-Si元件102和μc-Si元件104分别作为本发明的实施方式的光电转换装置100的发电层发挥作用。