[发明专利]光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用硅衬底的光电转换装置。

背景技术

近年来，作为地球变暖对策，在发电时不排出二氧化碳的光电转换装置引人注目。作为其典型例子，已知使用单晶硅、多晶硅等的硅衬底的太阳能电池。

在使用硅衬底的光电转换装置中，控制少数载流子是重要的。通过提高少数载流子的寿命，即通过提高硅衬底中的块体（bulk）的寿命并降低表面复合速度，可以提高转换效率。

为了提高硅衬底中的块体的寿命，降低结晶缺陷或降低杂质等是有效的，主要当形成硅衬底时进行该处理。另一方面，为了降低表面的复合速度，主要对光电转换装置的结构进行处理，诸如导入终结表面缺陷的钝化膜等。例如，非专利文献1公开了如下技术：通过减少硅衬底与电极的接触部，尽可能地用钝化膜覆盖硅衬底，来获得高转换效率。

[非专利文献1] A.W.Blakers,A.Wang,A.M.Milne,J.Zhao and M.A.Green,“22.8％ Efficient Silicon Solar Cell”,Appl. Physics Letters,Vol.55,pp.1363-1365,1989.

然而，非专利文献1所公开的钝化膜是热氧化膜，即绝缘体。因此，为了连接硅衬底与电极，需要在该钝化膜中设置开口部。然而，设置该开口部会导致制造工序的增加。

另外，当利用钝化膜时，虽然可以降低硅衬底的表面的复合速度，但是由于硅衬底与电极的接触面积减少，所以光电转换装置的一对电极之间的串联电阻增加。该串联电阻会成为使光电转换装置的电特性恶化的一个原因。

发明内容

因此，本发明的一个方式的目的之一是提供一种光电转换装置，该光电转换装置具有不需要用来与电极连接的开口部的钝化膜。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种通过具有钝化膜来提高电特性的光电转换装置。

本说明书所公开的本发明的一个方式涉及一种光电转换装置，在该光电转换装置中，将以属于元素周期表的第4族至第8族的金属的氧化物为主要成分的氧化物半导体层用作钝化层。

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，该光电转换装置在一对电极之间包括：具有p型导电型的硅衬底；形成在硅衬底的一方的面一侧的与一对电极的一方接触的具有n型导电型的硅半导体层；以及形成在硅衬底的另一方的面一侧的与一对电极的另一方接触的具有p型导电型的氧化物半导体层。

也可以在上述硅半导体层上形成有具有透光性的薄膜（以下，称为透光薄膜）。通过形成透光薄膜，可以赋予抗反射效果及/或钝化效果。另外，透光薄膜不局限于单层，也可以是叠层。

另外，也可以采用如下结构：上述硅半导体层的一部分区域中的载流子浓度比该硅半导体层的其他区域的载流子浓度高，并且该载流子浓度高的区域与上述一对电极的一方接触。

另外，也可以采用如下结构：在上述硅衬底和氧化物半导体层之间形成有具有p型导电型的硅半导体层。

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，该光电转换装置包括：具有一导电型的硅衬底；形成在该硅衬底的一方的面上的氧化物半导体层；形成在硅衬底的另一方的面上的具有与硅衬底相同的导电型，且其载流子浓度比硅衬底的载流子浓度高的第一杂质区，及具有与硅衬底相反的导电型的第二杂质区；形成在硅衬底的另一方的面上的绝缘层；与第一杂质区接触的第一电极；以及与第二杂质区接触的第二电极。

在上述氧化物半导体层上也可以形成有具有透光性的薄膜。

另外，作为上述氧化物半导体层，可以使用带隙为2eV以上的材料。另外，上述氧化物半导体层中的载流子浓度也可以与上述硅衬底中的载流子浓度相同或低于上述硅衬底中的载流子浓度。

另外，上述氧化物半导体层优选使用以属于第4族至第8族的金属的氧化物为主要成分的材料形成。例如，可以使用以氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼为主要成分的材料。

通过使用本发明的一个方式，可以省略在钝化膜中设置开口部的制造工序。另外，可以提供一对电极之间的串联电阻小的电特性良好的光电转换装置。

附图说明

图1是说明本发明的一个方式的光电转换装置的截面图；

图2是说明本发明的一个方式的光电转换装置的截面图；

图3是说明本发明的一个方式的光电转换装置的截面图；

图4是说明本发明的一个方式的光电转换装置的截面图；

图5是说明本发明的一个方式的光电转换装置的截面图；