[发明专利]光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换装置。

背景技术

近年来，作为全球变暖对策，发电时不排出二氧化碳的光电转换装置备受瞩目。作为上述光电转换装置的代表例子，已知使用单晶硅、多晶硅等结晶硅衬底的太阳能电池。

在使用结晶硅衬底的太阳能电池中，广泛使用具有所谓同质结（homo junction）的结构，其中在结晶硅衬底的一个面一侧通过杂质的扩散来形成其导电型与该结晶硅衬底的导电型相反的层。

另外，也已知如下结构，其中通过在结晶硅衬底的一个面成膜光学带隙及导电型与该结晶硅衬底不同的非晶硅，来形成异质结（hetero junction）（参照专利文献1、2）。

[专利文献1]日本特开平4-130671号公报

[专利文献2]日本特开平10-135497号公报。

发明内容

在上述具有异质结的太阳能电池中，形成有在一导电型的结晶硅衬底和具有与该结晶硅衬底相反的导电型的非晶半导体层之间插入有i型非晶半导体层的p-n结。

上述p-n结区中的i型非晶半导体层的插入发挥在终结结晶硅衬底的表面缺陷并且形成陡峭的结的效果，并有助于减少异质界面中的载流子复合。

另一方面，上述i型非晶半导体层因为是非晶所以尤其是也存在着导电率小的情况，这成为电阻损失的主要原因。

因此，本发明的一个方式的目的之一是提供一种电阻损失少且转换效率高的光电转换装置。

本说明书所公开的本发明的一个方式是一种光电转换装置，其特征在于，在一对电极之间，在具有一导电型的结晶硅衬底的一个面形成具有与该结晶硅衬底相反的导电型的第一硅半导体层，在该结晶硅衬底的另一个面形成具有与该结晶硅衬底相同的导电型的第二硅半导体层，第一硅半导体层及第二硅半导体层在厚度方向上载流子浓度不同。

本说明书所公开的本发明的一个方式是一种光电转换装置，其特征在于，包括：具有一导电型的结晶硅衬底；透光导电膜；第一电极；第二电极；设置在结晶硅衬底与透光导电膜之间的具有与结晶硅衬底相反的导电型的单层或叠层结构的第一硅半导体层；以及设置在结晶硅衬底与第二电极之间的具有与结晶硅衬底相同的导电型的单层或叠层结构的第二硅半导体层，第一硅半导体层中的结晶硅衬底一侧附近的载流子浓度低于透光导电膜一侧附近的载流子浓度，并且第二硅半导体层中的结晶硅衬底一侧附近的载流子浓度低于第二电极一侧附近的载流子浓度。

另外，附注本说明书等中的“第一”、“第二”等序数词是为了避免构成要素的混同而附加的，并不限定顺序或数量。

优选的是，上述结晶硅衬底的导电型为n型，第一硅半导体层的导电型为p型，第二硅半导体层的导电型为n型。

另外，也可以在上述第二硅半导体层与第二电极之间形成透光导电膜。

本说明书所公开的本发明的另一个方式是一种光电转换装置，其特征在于，包括：具有一导电型的结晶硅衬底；在结晶硅衬底的一个面形成的由具有与结晶硅衬底相反的导电型的第一硅半导体层及第二硅半导体层构成的叠层；在第二硅半导体层上形成的透光导电膜；在透光导电膜上形成的第一电极；在结晶硅衬底的另一个面形成的由具有与结晶硅衬底相同的导电型的第三硅半导体层及第四硅半导体层构成的叠层；以及在第四硅半导体层上形成的第二电极，第一硅半导体层的载流子浓度低于第二硅半导体层的载流子浓度，并且第三硅半导体层的载流子浓度低于第四硅半导体层的载流子浓度。

优选的是，上述结晶硅衬底的导电型为n型，第一硅半导体层及第二硅半导体层的导电型为p型，第三硅半导体层及第四硅半导体层的导电型为n型。

另外，也可以在上述第四硅半导体层与第二电极之间形成透光导电膜。

另外，优选的是，上述第一硅半导体层的暗电导率为1×10^-10S/cm以上且1×10^-5S/cm以下，第三硅半导体层的暗电导率为1×10^-9S/cm以上且1×10^-4S/cm以下。