[发明专利]半导体膜及光电转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体膜及光电转换装置。

背景技术

近年来，由于存在能源资源枯竭的问题、大气中CO₂增加这样的地球环境问题等，因而希望开发绿色能源，特别是使用太阳能电池的太阳光发电作为新能源而被开发并实用化，沿着发展的道路正在前进。

现在最普及的太阳能电池是将单晶硅或多晶硅等块状晶体应用于把光能转换为电能的光电转换层的块状太阳能电池，随着块状太阳能电池生产量的扩大，太阳能电池模块的价格下降，太阳能发电系统得以迅速普及。

而且，作为新一代太阳能电池技术，正在促进薄膜太阳能电池的开发，该新一代太阳能电池技术通过由薄膜形成光电转换层，与上述的块状太阳能电池相比，能够大幅度减少材料的使用量，进而降低制造成本。

作为上述薄膜太阳能电池，例如能够举出薄膜硅太阳能电池（非晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池、非晶硅/微晶硅串联太阳能电池等）、CIS（CuInSe₂）薄膜太阳能电池、CIGS（Cu（In，Ga）Se₂）薄膜太阳能电池、CdTe太阳能电池等。

上述薄膜太阳能电池通常使用等离子体CVD装置、溅射装置、蒸镀装置等真空成膜装置在玻璃、金属箔等大面积的基板上层叠构成半导体层及电极层的薄膜而制成。

因此，薄膜太阳能电池随着基板表面的大面积化以及与之相伴的制造装置的大型化，能够通过一次成膜来得到大面积的太阳能电池，所以能够提高制造效率，从这一点来看也能够降低制造成本。

例如，在专利文献1（日本特开2009-38317号公报）中已经公开了作为薄膜太阳能电池的一例的微晶硅太阳能电池。图13表示专利文献1所公开的现有微晶硅太阳能电池的剖面示意图。

图13所示的现有微晶硅太阳能电池通过在透明绝缘性基板101上依次层叠第一透明电极102、p型微晶硅层（p层）103、i型微晶硅层（i层）104、n型微晶硅层（n层）105、第二透明电极106及背面电极107而制成，其中，由p型微晶硅层（p层）103、i型微晶硅层（i层）104及n型微晶硅层（n层）105的层叠体构成微晶硅光电转换层108。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2009-38317号公报

发明概要

发明所要解决的课题

在图13所示的现有微晶硅太阳能电池中形成有微晶硅光电转换层108，微晶硅的结晶化率从图14（a）所示的透明绝缘性基板101表面的中心到周边缘如图14（b）所示地均匀。

因此，如图14（c）所示，存在位于透明绝缘性基板101的表面周边缘的微晶硅光电转换层108与位于透明绝缘性基板101的表面中心的微晶硅光电转换层108相比容易剥离的问题。

上述问题不是只存在于微晶硅太阳能电池，而是使用了含有晶质的半导体膜的所有半导体器件共有的问题。

本发明鉴于上述问题而提出，目的在于提供能够有效地抑制从基板被剥离的半导体膜及包括该半导体膜的光电转换装置。

解决课题的技术手段

本发明提供一种形成在基板表面上且含有晶质的半导体膜，该半导体膜具有包括半导体膜的表面中心的中心区域及位于中心区域周围的周边缘区域，该半导体膜在周边缘区域的结晶化率大于中心区域的结晶化率。

在此，本发明的半导体膜的周边缘区域的结晶化率优选为4以上。

另外，本发明的半导体膜的中心区域的结晶化率优选为2以上。

另外，在本发明的半导体膜中，优选半导体膜的表面面积为1m²以上。

另外，在本发明的半导体膜中，将半导体膜的表面的中心点作为A点，将半导体膜的表面外周上的任意一点作为B点，将连接A点和B点的线段作为线段AB，将线段AB上的不同的两点分别作为C点及D点，当连接A点和C点的线段长度AC、连接C点和D点的线段长度CD、连接D点和B点的线段长度DB之比为AC：CD：DB=17：27：6时，中心区域为在固定线段AB的A点、使B点在半导体膜表面外周上环绕一周时由C点的轨迹围成的区域，周边缘区域为在固定线段AB的A点、使B点在半导体膜表面外周上环绕一周时B点的轨迹与D点的轨迹之间的区域，将半导体膜在中心区域的结晶化率设为Xa、将半导体膜在周边缘区域的结晶化率设为Xb时，优选满足下式（i），进而优选满足下式（ii）：

Xb≥Xa+1…（i）

Xb≥Xa+2…（ii）