[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

已知有使用多晶、微晶或非晶硅的太阳电池。特别是，具有层叠有微晶或非晶硅的薄膜的结构的光电转换装置，从资源消费的观点、降低成本的观点和高效化的观点受到了关注。

一般而言，光电转换装置是在表面为绝缘性的基板上顺序层叠第一电极、1个以上的半导体薄膜光电转换单元和第二电极而形成的。各光电转换单元构成为从光入射侧起层叠有p型层、i型层和n型层。作为提高光电转换装置的变换效率的方法，已知有在光入射方向层叠两种以上的光电转换单元的方法。在光电转换装置的光入射侧配置包括带隙（band gap）宽的光电转换层的第一光电转换单元，之后配置包括与第一光电转换单元相比带隙窄的光电转换层的第二光电转换单元。由此，能够遍及射光的宽的波长范围进行光电转换，能够实现作为装置整体的变换效率的提高。例如，已知将非晶硅（a-Si）光电转换单元作为顶部单元、将微晶（μc-Si）光电转换单元作为底部单元的结构。其中，在透光性基板上按顺序层叠非晶硅、微晶硅，使光从基板面入射的结构受到了关注，在大面积模块中集成型结构简单，并且能够减少在透光性基板中不参与光电转换的区域面积。

此外，公开了通过使包括杂质的微晶硅类薄膜和包括杂质的非晶硅类薄膜层叠，减少发电层的晶界和晶内缺陷，提高光电转换效率的技术。特别是，公开了在与光入射相反一侧的背面电极上层叠p型微晶硅类薄膜和p型非晶硅类薄膜，和公开了能够使用非晶硅和/或非晶碳化硅作为该p型非晶硅类薄膜（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-294482号公报

发明内容

发明要解决的课题

在顺序层叠有使用非晶硅作为发电层的发电单元（顶部单元）和使用微晶硅作为发电层的发电单元（底部单元）、并且使非晶硅层一侧配置在光入射侧的光电转换装置中，以往使用将顶部单元的n型层作为微晶硅层、并且在其上以相接的方式设置有p型微晶硅层（或p型微晶碳化硅层）、进而以与p型层相接的方式设置有微晶硅发电层的结构。但是，在该结构中，会产生当使顶部单元的n型微晶硅层和底部单元的p型微晶硅层的膜质（结晶率、掺杂率）变化时，微晶硅发电层的结晶性也变化而偏离最佳膜质的问题。因为不能够在各层中单独将膜质调整为最佳，所以导出层叠有两种以上的光电转换单元的光电转换装置的最佳形成条件非常困难。此外，由于底部单元的微晶硅层的各层的形成条件非常严格（临界，critical），所以在制造装置维护后或一定处理片数的处理后需要进行形成条件的再次调整，但该再次调整也会产生相同的问题，并且存在大量生产的情况下生产量大幅降低的问题。

将使p型微晶硅层和p型非晶硅层层叠的结构配置在与光入射侧相反一侧的情况下，接合特性几乎不会受到p型微晶硅层与微晶硅发电层的界面层的结晶性的影响。但是，当将上述层叠结构配置在光入射侧时，接合特性受到p型微晶硅层与发电层的界面层的结晶性的较大影响，界面层的结晶率较低时，会妨碍光电转换效率的提高。于是，即使当在p型层使p型微晶硅层与p型非晶硅层层叠、并且将该结构配置在光入射侧的情况下，也需要不使i型层的界面附近的结晶率降低的技术。

用于解决课题的方法

本发明的一个方面，是一种光电转换装置，其包括光电转换单元，该光电转换单元层叠有包含p型掺杂剂的p型层、作为成为发电层的微晶硅层的i型层和包含n型掺杂剂的n型层，p型层具有第一p型层和第二p型层的层叠结构，上述第一p型层是微晶硅层，上述第二p型层配置在微晶硅p型层与i型层之间，并且包括非晶硅p型层和非晶碳化硅p型层的至少一个。

本发明的另一个方面，是一种光电转换装置的制造方法，上述光电转换装置包括光电转换单元，上述光电转换单元层叠有包含p型掺杂剂的p型层、作为成为发电层的微晶硅层的i型层和包含n型掺杂剂的n型层，上述光电转换装置的制造方法包括：作为p型层，形成作为微晶硅层的第一p型层，在微晶硅p型层和i型层之间形成包括非晶硅p型层和非晶碳化硅p型层的至少一个的第二p型层的工序；和将第二p型层的i型层一侧氧化的工序。

发明效果

根据本发明，能够提高光电转换装置中的光电转换效率，并且能够提高光电转换装置的生产效率。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中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中的光电转换装置的μc-Si单元的结构的图。