[发明专利]光电转换装置的制造系统以及光电转换装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换装置的制造系统以及光电转换装置的制造方法。特别地，本发明涉及在层压有两个光电转换单元的叠层型光电转换装置中获得良好性能的技术。

本申请基于2009年4月6日申请的特愿2009-092455号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

近年来，光电转换装置被普遍利用于太阳能电池或光传感器等中，特别是在太阳能电池中，基于有效利用能源的观点而开始被广泛普及。

特别是利用单晶硅的光电转换装置，其在每单位面积的能量转换效率方面优异。

但是，另一方面，由于利用单晶硅的光电转换装置使用将单晶硅结晶块切割而得到的硅片，而在结晶块的制造上会耗费大量能源，因此制造成本较高。

例如，若利用单晶硅来制造在室外等设置的大面积的光电转换装置，就目前来说是相当花费成本的。

因此，作为低成本的光电转换装置，利用可更廉价制造的非晶(非晶质)硅薄膜(以下也表述为“a-Si薄膜”)的光电转换装置正在被普及。

然而，与利用单晶硅或多晶硅、非晶硅中的微晶硅等的结晶型光电转换装置相比，利用该非晶(非晶质)硅薄膜的光电转换装置的转换效率较低。

因此，作为用于提高光电转换装置的转换效率的结构，提出了层压有两个以上的光电转换单元的叠层型、三层型等多结型结构。

例如，已知一种如图7所示的叠层型光电转换装置100。

在该光电转换装置100中，使用配置有透明导电膜102的绝缘性透明基板101。在透明导电膜102上形成有pin型第一光电转换单元103，该第一光电转换单元103是依次层压p型半导体层131(p层)、i型硅层132(非晶质硅层、i层)以及n型半导体层133(n层)而得到的。在第一光电转换单元103上形成有pin型第二光电转换单元104，该第二光电转换单元104是依次层压p型半导体层141(p层)、i型硅层142(晶质硅层、i层)以及n型半导体层143(n层)而得到的。进而，在第二光电转换单元104上形成有背面电极105。

另外，还已知一种叠层型光电转换装置，该叠层型光电转换装置的第二光电转换单元的i型硅层由非晶质硅层或非晶质硅锗层形成。进而，还已知一种三层型光电转换装置，该三层型光电转换装置在第二光电转换单元上层压有非晶质硅层或晶质硅层用以作为第三光电转换单元。在此类结构中，实现了转换效率的提高。

作为制造这种叠层型光电转换装置的方法，例如，已知一种在专利文献1中所公开的制造方法。在该制造方法中，使用与构成非晶质型光电转换单元(第一光电转换单元)的p型半导体层、i型非晶质硅系光电转换层以及n型半导体层分别相对应的等离子体CVD反应室，并且在每个反应室中形成一个层。即，通过使用互不相同的多个等离子体CVD反应室来形成多个层。另外，在该制造方法中，构成晶质型光电转换单元(第二光电转换单元)的p型半导体层、i型晶质硅系光电转换层以及n型半导体层是在相同的等离子体CVD反应室中形成。

在制造该叠层型光电转换装置100的方法中，如图8A所示，首先，准备已形成有透明导电膜102的绝缘性透明基板101。

接着，如图8B所示，在形成于绝缘性透明基板101上的透明导电膜102上，依次形成p层131、i层132以及n层133。在此，在一个等离子体CVD反应室中，形成层131、132、133之中的一个层。即，通过使用互不相同的多个等离子体CVD反应室来形成层131、132以及133。

据此，在绝缘性透明基板101上形成依次层压而成的pin型第一光电转换单元103。

接着，如图8C所示，在第一光电转换单元103的n层133上，在相同的等离子体CVD反应室内，形成p层141、i层142以及n层143。

据此，形成依次层压而成的pin型第二光电转换单元104。

然后，在第二光电转换单元104的n层143上形成背面电极105，从而得到如图7所示的光电转换装置100。

具有上述结构的叠层型光电转换装置100例如通过以下所示的制造系统被制造。

在该制造系统中，使用所谓的直列型第一成膜装置来形成第一光电转换单元103，该第一成膜装置中是将多个被称为腔室的成膜反应室按直线状(线性)连结而配置。

构成第一光电转换单元103的多个层，在第一成膜装置的多个成膜反应室中被形成。即，在互不相同的多个成膜反应室的每一个中，形成用于构成第一光电转换单元103的一个层。

在形成第一光电转换单元103之后，使用所谓的直列型第二成膜装置来形成第二光电转换单元104。