[发明专利]光电转换装置的制造方法

说明书

在导电型单晶硅基板(1)上依次具有本征硅系薄膜(12)和导电型硅系薄膜(15)的晶体硅系太阳能电池的制造中，在导电型单晶硅基板上形成本征硅系薄膜后，一边向CVD腔室内导入氢气和含硅气体，一边进行使本征硅系薄膜的表面暴露于氢等离子体的等离子体处理。等离子体处理时的向CVD腔室内的氢导入量为含硅气体导入量的150～2500倍。

技术领域

本发明涉及在单晶硅基板表面具有异质结的晶体硅系光电转换装置的制造方法。

背景技术

作为转换效率高的太阳能电池，已知在单晶硅基板的表面具有非晶硅薄膜的异质结太阳能电池。异质结太阳能电池中，通过在单晶硅基板与导电型硅系薄膜之间插入本征的硅系薄膜，得到存在于晶体硅基板表面的缺陷(主要是硅的悬空键)的氢终止等钝化效果。因此，可以抑制在晶体硅基板表面的载流子复合，提高光电转换效率。

以进一步提高异质结太阳能电池的转换效率为目的，提出有将晶体硅基板表面或其上形成的本征硅系薄膜暴露于氢等离子体的方法(氢等离子体处理)。例如，专利文献1中提出了在晶体硅基板上形成本征的非晶硅系薄膜之前，对晶体硅基板表面进行氢等离子体处理，使基板表面洁净化。

专利文献2中提出了在晶体硅基板上形成膜厚1～10nm的本征非晶硅薄膜后进行氢等离子体处理，其后形成其余的本征非晶硅薄膜的方法。如此，如果在形成本征非晶硅薄膜的一部分膜厚部分后进行氢等离子体处理，则晶体硅基板表面隔着硅薄膜暴露于氢等离子体，因此可以抑制等离子体对晶体硅基板表面的损害，并且能够洁净化基板表面的缺陷。

但是，在对本征非晶硅薄膜进行氢等离子体处理时，有时根据等离子体处理的条件而非晶硅膜的表面被蚀刻而受到损害。专利文献3和专利文献4中提出了除了在形成本征非晶硅薄膜的一部分膜厚部分后进行氢等离子体处理以外，还在形成本征非晶硅薄膜的全膜厚之后，在形成导电型硅薄膜之前也进行氢等离子体处理。

专利文献3中记载了通过在形成本征非晶硅薄膜的全膜厚后进行氢等离子体处理，修复了先前进行氢等离子体处理的界面，本征非晶硅薄膜整体的膜质提高，因此预计进一步提高转换效率。专利文献4中记载了除了可获得基于氢等离子体处理的钝化效果之外，通过在形成本征非晶硅薄膜时，一边对硅烷等原料气体导入2～6倍的氢一边进行CVD成膜，从而还能提高钝化效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第2841335号公报

专利文献2：WO2012/043124号国际公开小册子

专利文献3：日本特开2014－72406号公报

专利文献4：WO2012/085155号国际公开小册子

发明内容

异质结太阳能电池的制造中，通过等离子体CVD，在单晶硅基板上形成硅系薄膜。一般而言，在量产晶体硅系太阳能电池时，在成膜托盘上载置多个硅基板，进行基于等离子体CVD的硅系薄膜成膜。硅系薄膜的成膜中途或者成膜后的氢等离子体处理可以直接在将成膜托盘安置于硅系薄膜成膜用CVD腔室内的状态下实施。

如专利文献2～4所公开那样，通过在单晶硅基板上形成本征硅系薄膜后进行氢等离子体处理，可以期待减少界面的缺陷以及基于膜质改善的异质结太阳能电池的转换效率的提高。尤其是若提高氢等离子体处理时的功率密度，则膜质改善效果有提高的趋势。然而，若在成膜托盘上载置多个硅基板而进行氢等离子体处理，则由于CVD腔室内的硅基板的位置的不同而有时产生转换特性的差，尤其是开路电压(Voc)的差，氢等离子体处理时的功率密度越高该趋势越显著。

发现尤其是在不进行CVD腔室内的维护而一边更换成膜托盘一边连续地实施多个批次的成膜，则伴随着连续成膜批次数的增加，配置于托盘的中央部附近而进行成膜和氢等离子体处理的电池与配置于托盘的端部附近而进行成膜和氢等离子体处理的电池的转换特性的差变得显著。