[发明专利]光电转换器件的制造方法

说明书

本发明涉及制造光电转换器件的方法，更具体来说，涉及包括消除在半导体制备过程中产生的短路电流通路的步骤的方法。

迄今，廉价太阳能电池早已使用非单晶半导体的光电转换器件。这种器件主要以小紧凑型生产，例如以几个平方厘米的小面积。为降低每单位面积的光电转换器件的制造成本，曾试图生产例如面积达数千平方厘米的大面积的光电转换器件。然而，大面积光电转换器件必然存有许多缺陷，如针孔，裂纹等，这些缺陷造成短路通道或至少成为漏电部分。由于这些缺陷使该器件的填充系数大幅度地降低，从而使光电转换效率大为下降。由于这原因，只能以小产率来生产这种大面积的器件，于是，制造成本也就没有降低多少。因此，在生产这种大面积太阳能电池时，要求从器件中消除短路电流通道。

各种尝试消除这种短路的方法的一个实例公开于公开号为昭60-46080的日本专利申请中。这种尝试是将具有一个pin结的半导体层的一个表面浸没在浸蚀溶液中，而另一表面装配以电极，并在电极上加电压以便选择性地浸蚀短路电流通道。在该公开的文献第376页、左栏第9行到右栏顶行中对该技术的一个实施例有所描述。该浸蚀溶液为0.01至1重量%的氯化氢与0.05摩尔%的氯化钠的水溶液。

然而，所述公开的现有技术仍存在许多缺陷。即，浸蚀过程之后，被浸蚀的部分需有选择地用绝缘体材料进行填充。此外，还不能在浸蚀之前先在半导体上形成金属膜，这是由于浸蚀溶液包含着能溶解金属的酸性物质。此外，该技术还需要另外的能有效地消除浸蚀过程中包含在半导体中的水或其他杂质的附加过程。

在美国专利第4，166918中也曾提出过另一个措施。在该美国专利中是利用一个反向偏压以烧毁带有一层厚的薄膜铝热剂的半导体层中的短路电流通道。从而消除短路效应。然而即使消除过程完毕后，仍会有遗留的可穿过半导体层的通道，该通道也就可能成为短路电流通道。

因此，本发明一个目的是提供一种改进的、成本极为低廉的制造光电转换器件的方法。

本发明的另一个目的是提供一种改进的制造优良特性的光电转换器件的方法。

本发明的又一个目的是提供一种改进的以高产率地制造光电转换器件的方法。

本发明的再一个目的是提供一种改进的制造高工作性能的光电转换器件的方法。

本发明还有一个目的就是提供一种改进的制造高转换效率的光电转换器件的方法。

为实现上述目的，在形成具有一光电转换区的半导体层之后，向该半导体层施加反向电压，其中的短路电流通路被烧毁且加热使之变成绝缘。从批量中准备废弃的品质差的制品可加以修整，因而使生产率得到提高。

此外，修整处理也可压低产品特性的离散程度和降低在使用该器件时损坏的可能性。由于修整处理只在完成传统的操作过程之后进行的，故可在对传统操作不作大量改进的情况下实现修整处理工作。按照本发明的方法，由于光电转换器件的并联电阻成分提高，因而使填充系数得到改进，从而最终改进了转换效率。

当邻接半导体层的透明电极是由氧化物或氮化物组成时，则在烧毁后，可将短路电流通道转变成为例如氧化物或氮化物制成填塞好的间隙（stop-gaps）。

图1是显示按照本发明的方法的原理图。

图2（A）是显示当施加在光电转换器件的反向电压逐渐地增加时通过该器件的电流的变化的曲线图。

图2（B）是按照本发明所制造的光电转换器件的电压-电流特性的曲线图。

图3（A）和（B）显示按照本发明的光电转换器件的其他布置法及向本发明的光电转换器件提供反向电压的电压源的剖视图。

图4是显示在按照本发明的修整处理过程完毕时电流与电压点分布的图。

图5与6显示在按本发明的方法制造的光电转换器件上施加反向电压之前与之后的光电流的曲线图。

现参照图1来说明按照本发明的光电转换器件。为便于理解，本实施例只用简单的一个Pin结进行描绘。所述器件是由一个玻璃衬底，一个第一电极2，一个p-型非晶态硅半导体层3，一个本征型非晶态硅半导层4，一个n-型非晶态硅半导体层5，及一个第二电极6组成的。第一电极2和第二电极6分别连接到电压源7的负极端和正极端。电压源的电压由0伏特逐渐地提高到将近8伏特。在试验中光电转换器件的电压-电流关系由图2的曲线表示。