專(zhuān)利名稱(chēng)：：光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及對(duì)下導(dǎo)電層的表面結(jié)構(gòu)、i層晶體結(jié)構(gòu)，和摻雜層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)的非單晶光電轉(zhuǎn)換元件。迄今為止，研究表明將非單晶半導(dǎo)體的pin結(jié)引入到光電轉(zhuǎn)換元件中可以增加光電轉(zhuǎn)換效率并可改善光衰減(opticaldegradation)。眾所周知，增加摻雜層中的摻雜劑濃度會(huì)降低摻雜層中的激活能，從而增加pin結(jié)的內(nèi)建電勢(shì)并增加元件的開(kāi)路電壓。同樣公知，i型半導(dǎo)體層使用微晶材料可以改善光衰減。據(jù)報(bào)道，通過(guò)采用VHF(70MHz)的等離子增強(qiáng)CVD工藝，使用微晶硅(μc-Si)的太陽(yáng)能電池可以獲得4.6％的光電轉(zhuǎn)換效率，并且太陽(yáng)能電池根本沒(méi)有光衰減，這可在IEEEWCPEC；1994Hawaii，p409J.Meier，A.Shah的INTRINSICMICROCRYSTALLINE(μc-SiH)-APROMISINGNEWTHINFILMSOLARCELLMATERIAL，中看到。此外，層疊型太陽(yáng)能電池是將無(wú)定形硅與微晶硅結(jié)合制造的，并獲得9.1％的初始光電轉(zhuǎn)換效率。同樣公知，透明的導(dǎo)電層插在接觸金屬層的基片和半導(dǎo)體層之間。這可防止金屬層中的元素?cái)U(kuò)散或遷移到半導(dǎo)體層中，從而防止光電轉(zhuǎn)換元件分流。而且，它具有適當(dāng)?shù)碾娮璨⒖煞乐褂捎诶玑樋椎热毕菰斐傻陌雽?dǎo)體層短路。此外，透明導(dǎo)電層的表面不平坦，因而增加了入射光和反射光的不規(guī)則反射，從而增長(zhǎng)了半導(dǎo)體層中的光路徑長(zhǎng)度。但是使用微晶硅材料的上述太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率仍然很低，4.6％，沒(méi)有達(dá)到實(shí)用的水平。雖然α-Si/μc-Si層疊型太陽(yáng)能電池的初始光電轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)9.1％，但在光入射側(cè)上的o-Si層存在著光衰減的問(wèn)題。而且，μc-Si層很厚為3.6μm，淀積速率很低為1.2埃/sec。因此，形成層所需的時(shí)間大約為八小時(shí)，這就面臨另一問(wèn)題，形成層的時(shí)間不具備工業(yè)實(shí)用的水平。本發(fā)明的目的在于提供一種光電轉(zhuǎn)換元件，該元件具有基片、下導(dǎo)電層、第一摻雜層、i層、第二摻雜層，和上導(dǎo)電層，其中下導(dǎo)電層的表面具有不均勻結(jié)構(gòu)，i層含有斜方晶粒，斜方晶粒的軸向相對(duì)于基片的法線方向傾斜。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，作為數(shù)值上的限定，斜方晶粒的整個(gè)體積相對(duì)于i層的整個(gè)體積的百分比為70％以上，每個(gè)斜方晶粒具有20°以下下面定義的角度；該角定義為穿過(guò)斜方晶粒并平行它的軸向的直線A和穿過(guò)斜方晶粒A的直線B間的角度，該直線B取自第一摻雜層和i層間的界面1與第二摻雜層和i層間的界面2間的最短直線。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于，第三摻雜層、第二i層和第四摻雜層插在第二摻雜層和上導(dǎo)電層之間，第二i層是無(wú)定形硅基半導(dǎo)體，第二i層的厚度在大于等于0.1μm小于等于0.4μm的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，光電轉(zhuǎn)換元件的特征在于，第一摻雜層和/或第三摻雜層具有以微晶硅為半導(dǎo)體材料的層和以無(wú)定形硅為半導(dǎo)體材料層的層疊結(jié)構(gòu)，其特征還在于以微晶硅為半導(dǎo)體材料的層與i層相接觸。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件改善的特性包括光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)路電壓、短路光電流、低照度開(kāi)路電壓，漏電流。此外，在戶(hù)外暴露試驗(yàn)、機(jī)械強(qiáng)度，和長(zhǎng)期的光照下，元件的耐用性得到了增強(qiáng)。而且可以極大地降低光電轉(zhuǎn)換元件的成本。圖1A和1B顯示的是具有下導(dǎo)電層和i層特征的本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件；圖2顯示的是常規(guī)光電轉(zhuǎn)換元件；圖3顯示的是收集電極的例子；圖4A和4B顯示的是根據(jù)本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的組件的例子；圖5顯示的是具有第一摻雜層特征的本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件；圖6顯示的是下導(dǎo)電層表面粗糙程度與光電轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系；圖7顯示的是光電轉(zhuǎn)換效率與在圖1A中限定在大于等于15°小于等于45°的范圍內(nèi)角度G的百分比之間的關(guān)系；圖8顯示的是形成本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的下導(dǎo)電層和上透明電極的裝置；圖9顯示的是形成本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的光生伏特層的裝置；圖10顯示的是連續(xù)形成本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的下導(dǎo)電層和上透明電極的裝置；圖11顯示的是連續(xù)形成本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的光生伏特層的裝置；圖12A顯示的是光電轉(zhuǎn)換效率與在圖12B中限定在大于等于0°小于等于20°的范圍內(nèi)角度F的百分比之間的關(guān)系；圖12B為定義角度F的圖；并且圖13為帶匯流條的本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)例子。圖1A為本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的示意剖面圖，其中參考數(shù)字101表示基片，下導(dǎo)電層102包括兩層，反射層102a和透明導(dǎo)電層102b，103為以非單晶硅為半導(dǎo)體材料的第一摻雜層，104為以微晶硅為半導(dǎo)體材料且具有i類(lèi)型導(dǎo)電特性的層，105為以非單晶硅為半導(dǎo)體材料且具有和第一摻雜層相反的導(dǎo)電特性的層。103-104-105的層結(jié)構(gòu)形成p-i-n結(jié)，并具有產(chǎn)生光電遷移力的功能。層103、104、105一起稱(chēng)做光生伏特層。數(shù)字106表示上透明電極，107為收集電極。本發(fā)明的下導(dǎo)電層102、i層104，和第一摻雜層103具有以下特征(1)沿斜方晶粒的方向測(cè)量機(jī)械強(qiáng)度和光電轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。如圖12B所示，測(cè)量穿過(guò)某個(gè)斜方晶粒A并平行它的軸向的直線A和穿過(guò)斜方晶粒A的直線B之間的角度F的頻率分布，該直線B取自第一摻雜層和第一i層間的界面1與第二摻雜層和第一i層間的界面2間的最短直線?！翱古ぴ囼?yàn)”之后測(cè)量光電轉(zhuǎn)換效率和斜方晶粒的總體積占第一i層總體積的百分比K之間的關(guān)系，其中每個(gè)斜方晶粒的角度F為20°或以下。結(jié)果顯示在圖12A中。即，發(fā)現(xiàn)當(dāng)百分比K為70％或以上時(shí)，光電轉(zhuǎn)換效率良好，當(dāng)百分比K小于70％時(shí)，開(kāi)路電壓降低及光電轉(zhuǎn)換效率下降?！翱古ぴ囼?yàn)”是依照晶體太陽(yáng)能電池的JISC8917A-10進(jìn)行的。條件為對(duì)10cm×10cm的面積重復(fù)施加高度h＝5mm的扭力五十次。(2)本發(fā)明的下導(dǎo)電層102的制造原則為在它的表面大約幾十微米的長(zhǎng)度內(nèi)的表面粗糙度Ra在大于等于0.1μm小于等于1μm的范圍內(nèi)。然后，(表面粗糙度)×(第一i層的折射率)基本等于可見(jiàn)光或入射光的波長(zhǎng)，從而顯示出光限制效應(yīng)，因此顯著地增加了光電轉(zhuǎn)換元件的短路光電流。沒(méi)有吸收到第一i層內(nèi)的長(zhǎng)波長(zhǎng)光被下導(dǎo)電層反射，反射光再次入射到i層內(nèi)。由于光被下導(dǎo)電層的表面散射，所以在i層內(nèi)它沒(méi)有受到干擾，并且其內(nèi)沒(méi)有強(qiáng)烈吸收光的區(qū)域。因此，有效地抑制了光衰減。同樣，不存在很少吸收光的區(qū)域，因此開(kāi)路電壓增加。測(cè)量表面粗糙度和光電轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。結(jié)果顯示在圖6中。已證實(shí)在上述的表面粗糙度的范圍內(nèi)顯示出優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換效率。(3)當(dāng)在約幾百埃的微小區(qū)域內(nèi)的下導(dǎo)電層表面的法線與基片主平面的法線間的角度G大于等于15°小于等于45°的區(qū)域占整個(gè)表面區(qū)域的80％或以上時(shí)，第一i層的厚度分布很小并且?guī)缀鯖](méi)有厚度極小的區(qū)域。所以，漏電流小，因此開(kāi)路電壓增加。此外，光限制效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)?！翱古ぴ囼?yàn)”之后測(cè)量太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換特性和下導(dǎo)電層微小區(qū)域的法線與基片主平面的法線間的角度(角度G)分布之間的關(guān)系。角度G圖示在圖1A中。圖7顯示的是“抗扭試驗(yàn)”之后上述角度G與光電轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)當(dāng)角度G的百分比為80％或更小時(shí)，分流電阻降低(微弱短路的情況)，因此降低了光電轉(zhuǎn)換效率。(4)由于內(nèi)部電場(chǎng)的緣故，i層內(nèi)產(chǎn)生的光生載流子遷移，內(nèi)部電場(chǎng)幾乎平行于第一摻雜層和第二摻雜層間的最短距離的直線。因此，在本發(fā)明中，含在i層內(nèi)的斜方晶粒的軸向幾乎平行于第一摻雜層和第二摻雜層間的最短距離的直線，并且長(zhǎng)度方向的斜方晶粒的長(zhǎng)度在大于等于100埃小于等于0.3μm之間，這就減少了載流子穿過(guò)界面出現(xiàn)在晶粒間的機(jī)會(huì)，因此增加了填充系數(shù)和短路電流。由于載流子穿過(guò)界面的機(jī)會(huì)減少，所以載流子的復(fù)合率降低。因此，光衰減得到有效的抑制。由于斜方晶粒的方向幾乎都已對(duì)準(zhǔn)，所以斜方晶粒的界面態(tài)密度很小。因此，開(kāi)路電壓增加。而且，光的吸收系數(shù)高于單晶硅的吸收系數(shù)，并且長(zhǎng)波長(zhǎng)光的吸收系數(shù)高于以無(wú)定形硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料的吸收系數(shù)。因此，有效地吸收到上至長(zhǎng)波長(zhǎng)的光(紅外線)，即使厚度約3μm，也可以得到足夠的短路電流。由于斜方晶粒間的區(qū)域被含氫的良好的無(wú)定形硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料占據(jù)，因此光載流子被俘獲在這一區(qū)域的可能性幾乎為零?？偟膩?lái)說(shuō)，斜方晶粒大多數(shù)的長(zhǎng)度方向相對(duì)于基片主平面的法線間的角度大于等于10°小于等于50°，這樣可緩沖外部的扭力等。因此，在用雙卷盤(pán)(roll-to-roll)方法將長(zhǎng)基片繞到卷軸上時(shí)，不會(huì)發(fā)生薄膜分離。由于不會(huì)發(fā)生薄膜分離，所以光電轉(zhuǎn)換元件甚至可以形成在彎曲的基片上。同樣，也容易使用形成在處于彎曲狀態(tài)的平坦基片上的本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件。特別是，當(dāng)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件用做太陽(yáng)能電池時(shí)，它也可以用在如建筑物墻壁表面等彎曲的表面上。此外，如前面介紹的短路電流增加，所以形成的第一i層的厚度可以更小，以改善光衰減、提高生產(chǎn)率，并降低能源成本。(5)另一個(gè)特征為相對(duì)于整個(gè)i層區(qū)域，以無(wú)定形硅為半導(dǎo)體材料的i層的微小區(qū)域內(nèi)所占的體積百分比為50％或更小。這樣得到的開(kāi)路電壓高于第一i層的所有區(qū)域都由微晶硅為半導(dǎo)體材料的光電轉(zhuǎn)換元件的開(kāi)路電壓。雖然原因不太清楚，但漏電流降低，所以開(kāi)路電壓可以更高。而且，抗外力的強(qiáng)度高于第一i層所有區(qū)域都以微晶硅為半導(dǎo)體材料的光電轉(zhuǎn)換元件的抗外力的強(qiáng)度。由于無(wú)定形硅的材料中的Si-Si網(wǎng)絡(luò)的柔韌性高于微晶硅的Si-Si網(wǎng)絡(luò)的柔韌性，所以認(rèn)為第一i層內(nèi)以無(wú)定形硅為半導(dǎo)體材料的區(qū)域在緩沖外力時(shí)比較有效。而且，也可認(rèn)為緩沖內(nèi)應(yīng)力同樣有效。當(dāng)體積百分比大于等于50％時(shí)，光衰減便無(wú)法忽略，所以所需的元件結(jié)構(gòu)可以為例如α-Si/μc-Si結(jié)構(gòu)的層疊型。(6)如圖1B顯示的層疊電池的特征在于第三摻雜層110、第二i層111，和第四摻雜層112依次層疊在以上介紹的pin結(jié)103到105上，并且在于第二i層111的厚度在大于等于0.1μm到小于等于0.4μm的范圍內(nèi)。以已介紹的光入射側(cè)的順序，通過(guò)使如α-Si的第二i層的半導(dǎo)體材料的對(duì)短波長(zhǎng)光具有更大的光吸收系數(shù)，并使如μc-Si的第一i層的半導(dǎo)體材料的對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光具有更大的光吸收系數(shù)，可以增加在更寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)光的光譜靈敏度。此外，開(kāi)路電壓高于由μc-Si組成的第一i層的光電轉(zhuǎn)換元件的開(kāi)路電壓，因此可提高光電轉(zhuǎn)換效率。由于通過(guò)連接上述不同光譜靈敏度的i層可以將μc-Si的第二i層的厚度做得更小，因此可以改善光導(dǎo)特性的填充系數(shù)(FF)。由于本發(fā)明的第二i層的厚度很薄，大于等于0.1μm小于等于0.4μm，即使用無(wú)定形半導(dǎo)體做第二i層，光衰減也盡可能地得到抑制。而且，雖然原因未確定，但通過(guò)層疊無(wú)定形硅為半導(dǎo)體材料的第二i層，光電轉(zhuǎn)換元件的漏電流降低。因此，開(kāi)路電壓仍然增加很多。特別是，當(dāng)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件用做光傳感器或圖象傳感器時(shí)，降低漏電流很重要。當(dāng)本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件用做太陽(yáng)能電池時(shí)，即使在低照明度的照明光線下也可以輸出高開(kāi)路電壓。例如，即使在多云日或日出或日落期間也不會(huì)發(fā)生功率產(chǎn)生效率的大幅度下降。由于如前所述下導(dǎo)電層不平坦，第二i層內(nèi)光不受干擾。因此，沒(méi)有強(qiáng)烈吸收光線的區(qū)域，很好地抑制了光衰減。由于同樣沒(méi)有幾乎不吸收光線的區(qū)域，因此開(kāi)路電壓增加。(7)形成第一i層的方法使用頻率在大于等于30MHz小于等于600MHz的電磁波的等離子增強(qiáng)CVD工藝，壓力在大于等于1mTorr小于等于1Torr之間，氫氣和含硅的氣體做源氣，含硅氣體占?xì)錃獾陌俜直鹊姆秶鸀榇笥诘扔?.5％小于等于30％，在此條件形成i層104。由于和RF(工業(yè)使用的13.56MHz)等離子增強(qiáng)CVD工藝相比，使用頻率在以上范圍的電磁波的等離子增強(qiáng)CVD工藝在低壓下引發(fā)了等離子體，因此在汽相中不會(huì)產(chǎn)生聚硅烷(polysilane)，這樣可制造高質(zhì)量的微晶硅基半導(dǎo)體材料。由于可在低壓下引發(fā)等離子體，等離子體會(huì)擴(kuò)展(expanded)，這對(duì)制造大面積的光電轉(zhuǎn)換元件很適合。由于這些原因，淀積的速率提高，因此提高了產(chǎn)量，這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)很有利。由于用大量的氫氣稀釋含硅氣體，大量含氫自由基提供到薄膜要形成于其上的表面，而不是象通常一樣形成無(wú)定形硅的半導(dǎo)體薄膜，所以可形成良好質(zhì)量的微晶硅的半導(dǎo)體薄膜。由于負(fù)自偏壓通常出現(xiàn)在電極放電時(shí)，可以防止高能正離子擊中薄膜要形成于其上的表面，所以可以形成良好質(zhì)量的微晶硅的半導(dǎo)體薄膜。雖然目前還不清楚原因，但按照以上介紹的方法，可以制出具有良好重復(fù)性的本發(fā)明微晶硅結(jié)構(gòu)。由于以上的方法比RF等離子增強(qiáng)CVD工藝具有更高的氣體分解效率，因此對(duì)工業(yè)很有利。(8)形成第二i層的方法第二i層的材料選自無(wú)定形硅半導(dǎo)體材料，具體的例子有α-Si、α-SiC，和α-SiO。特別是，α-Si最佳。要制造更本征的i層，可以加入例如B。補(bǔ)償游離鍵(懸空鍵)的H、Cl，和F原子濃度最好在大于等于0.1％小于等于10％之間。形成該層的方法之一為常見(jiàn)的等離子增強(qiáng)CVD工藝。在這些工藝中，RF等離子增強(qiáng)CVD工藝最優(yōu)選。淀積速率最好在大于等于1埃/sec小于等于20埃/sec之間，形成的溫度最好在大于等于150℃小于等于350℃之間，壓力最好在大于等于0.1Torr小于等于5Torr之間。特別是，在制造微晶結(jié)構(gòu)的第二i層中，最好在氫氣和含硅的氣體做氣體源，含硅氣體占?xì)錃獾陌俜直鹊姆秶鸀榇笥诘扔?％小于等于50％的條件下制造摻雜層。(9)另一個(gè)特征為第一摻雜層103、第二摻雜層105、第三摻雜層110，和第四摻雜層112中至少一層由微晶硅半導(dǎo)體材料構(gòu)成。由于摻雜層使用微晶硅半導(dǎo)體材料可以增加層中的載流子密度，因此光電轉(zhuǎn)換元件的開(kāi)路電壓增加。而且，由于在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)微晶硅半導(dǎo)體材料比無(wú)定形硅半導(dǎo)體材料有更小的吸收系數(shù)，因此在光線入射側(cè)用做窗口層時(shí)可增加短路電流。進(jìn)一步地說(shuō)，當(dāng)微晶硅半導(dǎo)體材料用做第一摻雜層103和第二摻雜層105時(shí)，由于第一i層104的界面沒(méi)有突變，所以該界面態(tài)密度很小。因此，光導(dǎo)特性的填充系數(shù)增加。(10)如圖5所示，制得的第一摻雜層最好為層疊結(jié)構(gòu)，包括下導(dǎo)電層側(cè)上的無(wú)定形硅半導(dǎo)體材料層(503a)和第一i層側(cè)上的微晶硅半導(dǎo)體材料層(503b)。第三摻雜層也可以制成相同的結(jié)構(gòu)。摻雜層采用層疊結(jié)構(gòu)可改善光電轉(zhuǎn)換元件的填充系數(shù)。要形成微晶硅的半導(dǎo)體材料，通常在等離子體中流過(guò)大量的氫氣。在此情況下，例如，當(dāng)氧化錫做下導(dǎo)電層時(shí)，氧化錫減少，會(huì)導(dǎo)致不能形成良好的半導(dǎo)體結(jié)。(11)形成本發(fā)明透明導(dǎo)電層的方法。透明導(dǎo)電層由選自氧化鋅、氧化錫、氧化銦、ITO，和硫化鋅中的一種材料制成。然而，考慮到表面結(jié)構(gòu)容易控制和成本，材料最好為氧化鋅或氧化錫。使用高淀積速率的DC磁控濺射法，通常淀積速率在大于等于10(埃/sec)小于等于200(埃/sec)的范圍內(nèi)制成導(dǎo)電層。此外，在大于等于100℃小于等于500℃的溫度范圍內(nèi)制作該層這一點(diǎn)很重要。特別是，溫度最好在大于等于150℃小于等于400℃的范圍內(nèi)。具有本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)的透明導(dǎo)電層可以在以上介紹的形成的淀積速率和溫度下得到，對(duì)于500nm及以上的光，它的透光度為90％或更多。通過(guò)以上方法形成層后，可以用如HNO3、HF、HCl、或H2SO4等酸溶液適當(dāng)腐蝕基片表面，使表面不平坦。下面介紹其他部件。(基片)基片101由選自金屬、塑料、玻璃材料、陶瓷，和半導(dǎo)體本體的材料制成?；谋砻婵梢杂形⑿〉牟黄教苟?。長(zhǎng)形的基片可以進(jìn)行連續(xù)的膜形成。特別優(yōu)選不銹鋼或聚酰亞胺，因?yàn)樗鼈冇锌蓮澢浴?反射層)反射層102a具有電極的功能和反射層的功能，作為反射層可反射到達(dá)基片的光使反射光在半導(dǎo)體層中再次利用。這可由選自汽相淀積、濺射、電鍍，和印刷Al、Cu、Ag、或Au的方法制得。表面不均勻有增長(zhǎng)反射光在半導(dǎo)體層中的光程長(zhǎng)度和增加短路電流的功能。如果基片是導(dǎo)電的，那么不必都制作反射層。(上透明電極)如果厚度設(shè)置得合適，那么上透明電極106也可以用做反射阻擋層。透明電極106由選自汽相淀積、CVD、噴涂、旋涂，并浸漬如ITO、ZnO、或InO3等材料的方法制成。這些化合物可以含改變導(dǎo)電率的物質(zhì)。(收集電極)形成收集電極107是為了增加收集效率。形成收集電極的方法可以選自用掩模濺射形成電極圖形的方法、印刷導(dǎo)電膏或焊膏的方法、用導(dǎo)電膏鍵合金屬線的方法，等等。使用銅線的例子顯示在圖3中。細(xì)銅線周?chē)清冦y層。這層是為了減小與銅線的接觸電阻。此外，鍍銀層周?chē)菐П┧針?shù)脂粘接劑的碳層。該層具有粘附上透明電極的功能和減小與鍍銀層的接觸電阻的功能。它也有防止鍍銀層中的銀擴(kuò)散到光生伏特層的功能。此外，如圖13所示形成引出電能的匯流條等。多個(gè)收集電極不相互交叉地排列在元件的表面，它的一端與匯流條108電連接。匯流條108形成在107上，如銅板等的高導(dǎo)電率的金屬材料都可用做收集電極。一個(gè)電絕緣的雙面膠帶插在匯流條和上透明電極之間，使匯流條粘附到上透明電極上。圖4A和4B顯示的是根據(jù)本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換元件的組件的例子。如圖4A和4B所示，多個(gè)光生伏特元件串聯(lián)連接，旁路二極管406與每個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件并聯(lián)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于即使有一個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件在陰影中，也可以防止其它光電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的所有電壓都施加到陰影中的光電轉(zhuǎn)換元件上。由于將每個(gè)部件按圖4A和4B放置后，本發(fā)明的光生伏特組件用氟樹(shù)脂和支持基片密封，所以可防水蒸汽入侵。例子下面用太陽(yáng)能電池做光電轉(zhuǎn)換元件的例子進(jìn)一步詳細(xì)介紹本發(fā)明，但應(yīng)該注意本發(fā)明并不受這些例子的局限。(例子1)制造具有一個(gè)pin結(jié)的圖1A所示的太陽(yáng)能電池。特別是，制得的太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)包括不銹鋼基片(SUS的面積為10×10cm2并且厚度為0.2mm)/Ag反射層/ZnO的透明導(dǎo)電層/α-SiHP的第一摻雜層/μc-SiH的第一i層/μc-SiHB的第二摻雜層/ITO的上透明電極/Cu線的收集電極/Ag/材料C(圖3)。在這個(gè)例子中，使用圖8的裝置采用濺射工藝制造透明導(dǎo)電層，使用圖9的裝置制得光生伏特層，使用500MHz高頻的等離子增強(qiáng)CVD工藝制造第一i層，采用RF等離子增強(qiáng)CVD工藝制造摻雜層，采用濺射工藝制取上透明電極層。下面將介紹通過(guò)濺射工藝形成反射層的下導(dǎo)電層和透明導(dǎo)電層的步驟。圖8顯示的是能進(jìn)行濺射刻蝕和DC磁控濺射工藝的裝置，其中參考數(shù)字801表示圓筒形淀積室，802為基片夾持器，803為基片，804為加熱器，805為匹配箱，806為RF電源，807為形成反射層的靶，808為形成透明導(dǎo)電層的靶，810和811為DC電源，813和814為活動(dòng)擋板，816為排氣管，817為進(jìn)氣管，818為旋轉(zhuǎn)軸，819為等離子體。此外，供氣設(shè)備接進(jìn)氣管817，真空泵接排氣管816，圖中未示出。數(shù)字821為指示排氣方向的箭頭。首先，將用酸和有機(jī)溶劑清洗過(guò)的基片803附著在盤(pán)形基片夾持器上，旋轉(zhuǎn)作為該盤(pán)形基片夾持器中心軸的旋轉(zhuǎn)軸818。然后使用油擴(kuò)散泵/旋轉(zhuǎn)泵(未圖示)將淀積室抽真空到5×10-6Torr。接著通過(guò)進(jìn)氣管引入Ar，并將RF功率由RF電源806接到淀積室內(nèi)，因此引發(fā)Ar等離子體。調(diào)節(jié)805的匹配電路以使反射的能量最小化。此時(shí)，基片被濺射刻蝕(或反向地濺射)得到更清潔的表面。之后將加熱器設(shè)定為形成反射層的溫度。當(dāng)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，接通DC電源810引發(fā)Ar等離子體819。然后打開(kāi)活動(dòng)擋板813。反射層當(dāng)達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)，活動(dòng)擋板關(guān)閉，DC電源關(guān)斷。接下來(lái)，加熱器設(shè)定為形成透明導(dǎo)電層的溫度。當(dāng)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，接通DC電源811引發(fā)Ar等離子體。然后打開(kāi)活動(dòng)擋板814。反射層達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)，活動(dòng)擋板關(guān)閉，DC電源關(guān)斷。圖9顯示的是能進(jìn)行等離子增強(qiáng)CVD工藝的裝置，其中參考數(shù)字901代表反應(yīng)室，902為其上要生成下導(dǎo)電層的基片，903為加熱器，904為導(dǎo)電閥，908為高頻電極，909為帶有內(nèi)建匹配電路的高頻電源(500MHz)，910為等離子體，911為活動(dòng)擋板，914為排氣管，915為進(jìn)氣管。數(shù)字913代表排氣方向，916為進(jìn)氣方向。雖然未圖示，但油擴(kuò)散泵/真空泵如旋轉(zhuǎn)泵接圖中的排氣管，供氣設(shè)備接圖示的進(jìn)氣管。以上介紹的是等離子增強(qiáng)CVD系統(tǒng)的組成。實(shí)際形成層時(shí)使用該等離子增強(qiáng)CVD系統(tǒng)進(jìn)行以下步驟。首先，其上要生成下導(dǎo)電層的基片902被附著在反應(yīng)室901內(nèi)的加熱器903上，在反應(yīng)室內(nèi)的壓力變?yōu)?×10-4Torr以下前，用油擴(kuò)散泵/真空泵如旋轉(zhuǎn)泵抽空反應(yīng)室。當(dāng)壓力變?yōu)?×10-4Torr以下時(shí)，如H2或He等氣體由進(jìn)氣管915引入到反應(yīng)室內(nèi)，加熱器通電使基片902設(shè)定在所需的溫度。當(dāng)基片的溫度穩(wěn)定時(shí)，由進(jìn)氣管引入源氣，高頻電源接通將高頻功率由高頻電極908引入到反應(yīng)室內(nèi)。當(dāng)引發(fā)等離子體910時(shí)，調(diào)節(jié)導(dǎo)電閥得到所需的壓力。此時(shí)，最好調(diào)節(jié)匹配電路以使反射的能量最小化。打開(kāi)活動(dòng)擋板911。當(dāng)反射層達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)，活動(dòng)擋板關(guān)閉，切斷高頻電源和源氣。然后準(zhǔn)備形成下一層。如果該裝置采用RF等離子增強(qiáng)CVD工藝，那么以上的高頻電源909由RF外加電源(13.56MHz)代替來(lái)引入RF功率引發(fā)等離子體。具體的條件見(jiàn)表1A所示。表1A</tables>表1A</tables>表1A</tables>SP方法濺射如圖13所示，電絕緣的雙面膠帶放置在基片的形成上透明電極(ITO)的一側(cè)，每個(gè)包含如圖3所示的Cu線、鍍Ag層，和碳焊膏的收集電極的一端粘接雙面膠帶，匯流條從收集電極的上面粘接雙面膠帶，總體加熱熔化碳焊膏，從而將收集電極固定在匯流條上。制造幾個(gè)和以上介紹的結(jié)構(gòu)相同的太陽(yáng)能電池(例1)。用透射電子顯微鏡(TEM)觀察它們中的一個(gè)的剖面形狀，表明以這種結(jié)構(gòu)制作的第一i層中的斜方晶粒的軸向相對(duì)于基片的法線方向傾斜，如圖1A和1B所示。測(cè)量下導(dǎo)電層(透明導(dǎo)電層和反射層)的表面粗糙度Ra，顯示出平均每50μm的長(zhǎng)度為0.32μm。計(jì)算大于等于15°小于等于45°范圍內(nèi)角度G(每個(gè)為下導(dǎo)電層的微小區(qū)域的法線和基片主平面的法線之間的角度)的百分比，該百分比為91％。斜方晶粒的整個(gè)體積占i層的整個(gè)體積的92％，其中每個(gè)晶粒的角度F小于等于20°。(對(duì)比例1)具有圖2剖面形狀的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)為通過(guò)常用的濺射工藝制得僅有基本平坦的Ag膜、沒(méi)有透明導(dǎo)電層的下導(dǎo)電層。第一i層是通過(guò)RF等離子增強(qiáng)CVD工藝在表1B的條件下制得的。除了以上內(nèi)容，其余按例1相同的方式制造太陽(yáng)能電池(圖2的光電轉(zhuǎn)換元件)。形成的條件如表1B所示。表1B</tables>表1B</tables></tables>表1B</tables>SP方法濺射制造幾個(gè)結(jié)構(gòu)相同的太陽(yáng)能電池(對(duì)比例1)。用透射電子顯微鏡(TEM)觀察它們中的一個(gè)的剖面形狀，表明第一i層由如圖2所示的斜方微晶硅構(gòu)成。測(cè)量下導(dǎo)電層的表面粗糙度Ra，顯示出平均每50μm的長(zhǎng)度為0.02μm。首先，測(cè)量例1的太陽(yáng)能電池(例1)和對(duì)比例1的太陽(yáng)能電池(對(duì)比例1)的原始特性(光電導(dǎo)特性、漏電流，和低照明度下的開(kāi)路電壓)。使用太陽(yáng)模擬器(AM1.5，100mW/cm2，表面溫度25℃)測(cè)量光電轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)路電壓，和短路光電流，結(jié)果為本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的這些參數(shù)分別為對(duì)比例的1.29倍、1.04倍，和1.23倍，比對(duì)比例優(yōu)越得多。下一步，在照明度約為5001×的熒光燈(低照明度)下測(cè)量開(kāi)路電壓，結(jié)果顯示太陽(yáng)能電池(例1)比(對(duì)比例1)的太陽(yáng)能電池好1.2倍。在黑暗的地方施加反向偏置電壓測(cè)量漏電流，結(jié)果表明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池(例1)的漏電流約為對(duì)比例1的(對(duì)比例1)漏電流的八分之一，因此本發(fā)明的太陽(yáng)能電池非常優(yōu)越。接下來(lái)進(jìn)行(例1)和(對(duì)比例1)的太陽(yáng)能電池的浸光(light-soaking)試驗(yàn)。在以上模擬器(AM1.5，100mW/cm2，表面溫度50℃)下曝光1000小時(shí)，試驗(yàn)后未顯示出外觀損傷。浸光試驗(yàn)后，測(cè)量光電轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)路電壓、短路光電流、低照明度下的開(kāi)路電壓、和漏電流，觀察到試驗(yàn)前和試驗(yàn)后低照明度下的開(kāi)路電壓和漏電流下降的不同。此外，試驗(yàn)前和后低照明度下的開(kāi)路電壓的比值(試驗(yàn)后低照明度下的開(kāi)路電壓/試驗(yàn)前低照明度下的開(kāi)路電壓)對(duì)于(例1)為0.95或?qū)τ?對(duì)比例1)為0.92。試驗(yàn)前和后漏電流的比值(試驗(yàn)后的漏電流/試驗(yàn)前的漏電流)對(duì)于(例1)為1.2或?qū)τ?對(duì)比例1)為2.2。因此證明本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件比以上介紹的常規(guī)光電轉(zhuǎn)換元件優(yōu)越得多。此外，進(jìn)行前面介紹的“抗扭試驗(yàn)”。試驗(yàn)后沒(méi)有外觀損傷?？古ぴ囼?yàn)后，測(cè)量光電轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)路電壓，和短路光電流、低照明度下的開(kāi)路電壓、和漏電流，觀察到試驗(yàn)前和試驗(yàn)后光電轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)路電壓、低照明度下的開(kāi)路電壓和漏電流下降的不同。試驗(yàn)前和后光電轉(zhuǎn)換效率的比值(試驗(yàn)后光電轉(zhuǎn)換效率/試驗(yàn)前光電轉(zhuǎn)換效率)對(duì)于(例1)為0.98或?qū)τ?對(duì)比例1)為0.93。試驗(yàn)前和后開(kāi)路電壓的比值(試驗(yàn)后的開(kāi)路電壓/試驗(yàn)前的開(kāi)路電壓)對(duì)于(例1)為0.99或?qū)τ?對(duì)比例1)為0.94。試驗(yàn)前和后低照明度下的開(kāi)路電壓的比值(試驗(yàn)后低照明度下的開(kāi)路電壓/試驗(yàn)前低照明度下的開(kāi)路電壓)對(duì)于(例1)為0.96或?qū)τ?對(duì)比例1)為0.87。試驗(yàn)前和后漏電流的比值(試驗(yàn)后的漏電流/試驗(yàn)前的漏電流)對(duì)于(例1)為1.1或?qū)τ?對(duì)比例1)為3.1。證明本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件比以上介紹的常規(guī)光電轉(zhuǎn)換元件優(yōu)越得多。同樣，根據(jù)與結(jié)晶硅太陽(yáng)能電池有關(guān)的JISC8917進(jìn)行冰雹試驗(yàn)。直徑為25mm且最終速度為23m/sec的冰球落在各個(gè)地方十次。試驗(yàn)后進(jìn)行以上介紹的相同的評(píng)估，結(jié)果顯示(例1)的太陽(yáng)能電池比(對(duì)比例1)的太陽(yáng)能電池優(yōu)越的多。(例2)圖1B的太陽(yáng)能電池按其他實(shí)施形式的例子制造。具體來(lái)說(shuō)，制造的幾個(gè)太陽(yáng)能電池(例2)的結(jié)構(gòu)為不銹鋼基片(SUS430的面積為10×10cm2并且厚度為0.2mm)/Al反射層/ZnO透明導(dǎo)電層/α-SiHP第一摻雜層/μc-SiH第一i層/μc-SiHB第二摻雜層/α-SiHP第三摻雜層/α-SiH第二i層/μc-SiHB第四摻雜層/ITO上透明電極/Cu線收集電極/Ag/材料C。形成的條件如表2所示。表2</tables>表2</tables>表2</tables>SP方法濺射通過(guò)TEM觀察該太陽(yáng)能電池的剖面，表明第一i層由圖1B所示的微晶結(jié)構(gòu)制成。測(cè)量下導(dǎo)電層(透明導(dǎo)電層/反射層)的表面粗糙度Ra，顯示出平均每50μm的長(zhǎng)度為0.29μm。計(jì)算大于等于15°小于等于45°范圍內(nèi)角度G(每個(gè)為下導(dǎo)電層的微小區(qū)域的法線和基片主平面的法線之間的角度)的百分比。該百分比為93％。角度F小于等于20°的斜方晶粒的整個(gè)體積占第一i層的整個(gè)體積的百分比K為94％。(對(duì)比例2)在具有圖2所示結(jié)構(gòu)的對(duì)比例1(表1B)的太陽(yáng)能電池中，和例2一樣，在第二摻雜層和上透明電極之間層疊第三摻雜層、第二i層，和第四摻雜層，制造幾個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件(對(duì)比例2)。通過(guò)TEM觀察該太陽(yáng)能電池的剖面，表明第一i層由圖2所示的微晶結(jié)構(gòu)制成。進(jìn)行和例1相同的測(cè)量和試驗(yàn)，結(jié)果表明(例2)的太陽(yáng)能電池比(對(duì)比例2)的太陽(yáng)能電池更優(yōu)越。(例3)用長(zhǎng)片材做基片，通過(guò)高生產(chǎn)率的雙卷盤(pán)法在其上連續(xù)形成反射層和透明導(dǎo)電層。此外，雙卷盤(pán)法也可以用于形成光生伏特層和上透明電極。有關(guān)具體內(nèi)容下面將介紹。圖10的裝置1000為薄膜形成裝置，它可在真空中有可彎曲性的長(zhǎng)片材的基片1001表面上生成薄膜。參考數(shù)字1001表示有可彎曲性的長(zhǎng)基片，例如不銹鋼，1008為傳送卷軸，基片以卷形繞在其上，1009為將基片繞在其上的繞線軸，1002為傳送卷軸固定于其中的真空容器。如旋轉(zhuǎn)泵等的真空泵1016通過(guò)管1018接真空容器。同樣，繞線軸1009固定在真空容器1007中并在其上連接真空泵。如圖10所示，真空容器1002和1007之間連接著稱(chēng)做氣門(mén)1021的基片的路徑，及通過(guò)DC磁控濺射工藝在其中形成所需薄膜的真空容器1003、1004、1005、1006。如圖所示進(jìn)氣管1010連接每個(gè)氣門(mén)1021，以使Ar等清潔氣體1011流入氣門(mén)，因此可以防止形成不同種類(lèi)的薄膜的真空容器之間氣體相互擴(kuò)散。由此可以形成良好的結(jié)。氣門(mén)接在真空容器之間，但如果在連續(xù)的真空容器中形成相同的薄膜，那么真空容器之間不必提供氣門(mén)。擴(kuò)散泵1017通過(guò)管1019接每個(gè)真空容器1003、1004、1005、1006，如旋轉(zhuǎn)泵等的真空泵通過(guò)管接其上。此外，每個(gè)真空容器1003、1004、1005、1006內(nèi)有加熱基片的加熱器1014、形成所需薄膜的靶1023，有內(nèi)設(shè)磁鐵的電極1013，和引入用于濺射的氣體1022的進(jìn)氣管1020。DC電源接每個(gè)電極。下面介紹使用該裝置的方法。首先，將如不銹鋼等有可彎曲性的長(zhǎng)基片繞在其上的傳送卷軸1008固定在真空容器1002內(nèi)，基片的前端被引導(dǎo)穿過(guò)氣門(mén)和真空容器1003、1004、1005、1006進(jìn)入真空容器1007，并繞在固定在真空容器1007內(nèi)的繞線軸1009上。在每個(gè)真空容器內(nèi)的內(nèi)部壓力變?yōu)閹譵Torr之前，啟動(dòng)每個(gè)真空泵對(duì)每個(gè)真空容器內(nèi)抽空。通過(guò)每個(gè)進(jìn)氣管1010引入Ar氣，所需的氣體通過(guò)1020，接通每個(gè)加熱器的電源，基片沿箭頭方向1024傳輸。當(dāng)基片的溫度恒定時(shí)，接通每個(gè)DC電源，在每個(gè)真空容器1003、1004、1005、1006中引發(fā)等離子體1015，從而形成所需薄膜。達(dá)到基片的后端時(shí)停止傳送，每個(gè)DC電源和每個(gè)加熱器的電源關(guān)閉，基片冷卻。當(dāng)基片的溫度基本等于室溫時(shí)，每個(gè)真空容器進(jìn)氣，然后取出繞線軸。通過(guò)以上方法和表3中所示條件，使用0.15mm厚的不銹鋼基片(SUS430)就可以連續(xù)制造反射層和透明導(dǎo)電層。通過(guò)TEM觀察該下導(dǎo)電層(透明導(dǎo)電層/反射層)的剖面，表明該層有圖1A或1B所示的形狀。平均表面粗糙度Ra每50μm的長(zhǎng)度為0.35μm。計(jì)算大于等于15°小于等于45°范圍內(nèi)角度G的百分比為93％。接下來(lái)介紹用雙卷盤(pán)法在透明導(dǎo)電層上形成光生伏特層的裝置。圖11為在長(zhǎng)基片上連續(xù)形成包含六層的光生伏特層的裝置，一些真空容器未在圖中示出。參考數(shù)字1101表示其上要形成下導(dǎo)電層的長(zhǎng)基片，1108為傳送卷軸，基片以卷形繞在其上，1109為將基片繞在其上的繞線軸，1102為傳送卷軸固定于其中的真空容器。如旋轉(zhuǎn)泵等的真空泵1116通過(guò)管1118接真空容器。同樣，繞線軸1109固定在真空容器1107中并在其上連接真空泵。形成所需的薄膜的真空容器1103-a、1104、1103-b(未示出)、1103-c(未示出)順序放置在真空容器1102和1107之間，且在真空容器間接有氣門(mén)1121。如圖所示進(jìn)氣管1110連接每個(gè)氣門(mén)1121，以使Ar、H2、He等清潔氣體1111流入每個(gè)氣門(mén)，因此可以防止形成不同種類(lèi)的薄膜的真空容器之間氣體相互擴(kuò)散。由此可以形成良好的pin結(jié)。如果在連續(xù)的真空容器中形成相同的薄膜，氣門(mén)并不總接在真空容器之間。在真空容器1103-a、1103-b、1103-c、1103-d、1103-e中進(jìn)行RF等離子增強(qiáng)CVD工藝(電源頻率13.56MHz)。旋轉(zhuǎn)泵和進(jìn)氣管1120通過(guò)管1118接每個(gè)真空容器，加熱器1114和RF電極1113固定在每個(gè)真空容器內(nèi)。RF電源1112接RF電極。高頻等離子增強(qiáng)CVD工藝(電源頻率150MHz)在真空容器1104中進(jìn)行。擴(kuò)散泵1117通過(guò)管1119連接真空容器，如旋轉(zhuǎn)泵等的真空泵也通過(guò)管接于其上。此外，進(jìn)氣管連接真空容器，加熱器1117和高頻電極1126固定在內(nèi)部。高頻電源1125(電源頻率150MHz)接高頻電極。下面介紹使用該裝置的方法。首先，將以上的帶下導(dǎo)電層的不銹鋼基片繞在其上的傳送卷軸1108固定在真空容器1102內(nèi)，基片的前端被引導(dǎo)穿過(guò)氣門(mén)和每個(gè)真空容器進(jìn)入真空容器1107，并繞在固定在真空容器1107內(nèi)的繞線軸1109上。在每個(gè)真空容器內(nèi)的內(nèi)部壓力變?yōu)閹譵Torr之前，啟動(dòng)每個(gè)真空泵對(duì)每個(gè)真空容器內(nèi)抽空。通過(guò)進(jìn)氣管1110引入H2氣，形成光生伏特層的氣體通過(guò)進(jìn)氣管1120，接通每個(gè)加熱器的電源，基片沿箭頭方向1124傳輸。當(dāng)基片的溫度恒定時(shí)，接通每個(gè)RF電源和高頻電源，在每個(gè)真空容器中調(diào)節(jié)匹配電路引發(fā)等離子體1115，從而形成所需薄膜。達(dá)到基片的后端時(shí)停止傳送，每個(gè)RF電源、每個(gè)高頻電源，和每個(gè)加熱器的電源關(guān)閉，基片冷卻。當(dāng)基片的溫度基本等于室溫時(shí)，每個(gè)真空容器進(jìn)氣，然后取出繞線軸。通過(guò)以上方法和表3中所示條件，就可以得到α-SiHP第一摻雜層/μc-SiH第一i層/μc-SiHB第二摻雜層/α-SiHP第三摻雜層/α-SiH第二i層/μc-SiHB第四摻雜層。用圖10所示裝置連續(xù)在卷繞的太陽(yáng)能電池上形成上透明電極(ITO)，然后取出。此時(shí)，在第四摻雜層上形成上ITO透明電極的方式為真空容器1006內(nèi)的靶是ITO，并且僅使用真空容器1006，沒(méi)有在真空容器1003、1004、1005中引發(fā)等離子體。制造每層的條件顯示在表3中。表3</tables></tables></tables></tables>取出的卷繞太陽(yáng)能電池被切成30×30cm2，然后如圖1A所示，與例1相同粘接收集電極和匯流條，如圖4所示串聯(lián)四個(gè)太陽(yáng)能電池，給每個(gè)太陽(yáng)能電池并聯(lián)旁路二極管。然后在0.3mm厚的支撐基片上層疊EVA、聚酰亞胺樹(shù)脂、EVA、無(wú)紡玻璃纖維、串聯(lián)連接的太陽(yáng)能電池、無(wú)紡玻璃纖維、EVA、無(wú)紡玻璃纖維、EVA、無(wú)紡玻璃纖維和含氟樹(shù)脂，層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱-真空密封(層壓工藝)。可以對(duì)以上制造的尺寸為35×130cm2的太陽(yáng)能電池組件(例3)進(jìn)行和例1一樣的測(cè)量和試驗(yàn)。對(duì)于初始特性、抗扭試驗(yàn)和冰雹試驗(yàn)中任意一個(gè)，太陽(yáng)能電池組件(例3)比(例1)的太陽(yáng)能電池組件更優(yōu)越。將太陽(yáng)能電池組件(例3)放在戶(hù)外三個(gè)月進(jìn)行戶(hù)外暴露試驗(yàn)。觀察到其外觀變化極小，光電轉(zhuǎn)換效率下降約5％?？梢源_信本發(fā)明的光生伏特組件具有優(yōu)良的特性。(例4)除了將例1中的第一i層的厚度改為2μm以外，按例1相同的方式制造太陽(yáng)能電池(例4)。通過(guò)TEM觀察該太陽(yáng)能電池的剖面，發(fā)現(xiàn)第一i層的結(jié)構(gòu)如圖1A或1B所示。進(jìn)行和例1相同的測(cè)量和試驗(yàn)，結(jié)果顯示(例4)的太陽(yáng)能電池和(例1)的太陽(yáng)能電池一樣優(yōu)秀。(例5)作為另一個(gè)實(shí)施例形式制造下導(dǎo)電層為單層的太陽(yáng)能電池。下導(dǎo)電層為0.5μm厚的銀，通過(guò)濺射工藝制成。將形成溫度保持在350℃使該層的表面變得粗糙(有紋理)。觀察剖面以計(jì)算大于等于15°小于等于45°范圍內(nèi)角度G(每個(gè)為下導(dǎo)電層的微小區(qū)域的法線和基片主平面的法線之間的角度)的百分比，該百分比為91％。圖1A的幾個(gè)太陽(yáng)能電池(例5)和例1一樣，在下導(dǎo)電層上形成相同的光生伏特層、上透明電極，和收集電極。進(jìn)行和例1相同的測(cè)量和試驗(yàn)，結(jié)果顯示(例5)的太陽(yáng)能電池和(例1)的太陽(yáng)能電池一樣優(yōu)秀。(例6)作為另一個(gè)實(shí)施例形式制造帶圖5的光生伏特層的圖1B的太陽(yáng)能電池，其中第一摻雜層為α-SiHP/μc-SiHP的層疊結(jié)構(gòu)。除了將例2中的第一摻雜層改為α-SiHP/μc-SiHP以外，按例2相同的方式制造太陽(yáng)能電池(例6)。進(jìn)行和例1相同的測(cè)量和試驗(yàn)，結(jié)果顯示(例6)的太陽(yáng)能電池和(例1)的太陽(yáng)能電池一樣優(yōu)秀。權(quán)利要求1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，包括基片、下導(dǎo)電層、第一摻雜層、i層、第二摻雜層，和上導(dǎo)電層，其中所述下導(dǎo)電層的表面為不均勻表面，所述i層含有斜方晶粒，斜方晶粒的軸向相對(duì)于所述基片的法線傾斜。2.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中斜方晶粒的整個(gè)體積相對(duì)于i層的整個(gè)體積的百分比為70％或以上，每個(gè)斜方晶粒具有20°以下下面定義的角度；所述角度為穿過(guò)斜方晶粒并平行它的軸向的直線A和穿過(guò)斜方晶粒A的直線B之間的角度，該直線B取自第一摻雜層和所述i層間的界面1與第二摻雜層和i層間的界面2間的最短直線。3.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中位于基片和半導(dǎo)體層之間的下導(dǎo)電層在大約幾十微米的長(zhǎng)度內(nèi)的表面粗糙度Ra在大于0.1μm小于等于1μm的范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中所述下導(dǎo)電層表面的微小區(qū)域內(nèi)的法線與基片主平面的法線間的夾角大于等于15°小于等于45°的區(qū)域占整個(gè)表面區(qū)域的80％或以上。5.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中所述斜方晶粒的軸向長(zhǎng)度在大于等于10埃小于等于0.3μm之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中所述i層厚度大于等于0.3μm小于等于3μm。7.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中相對(duì)于所述i層內(nèi)的整個(gè)i層區(qū)域，以無(wú)定形硅為半導(dǎo)體材料的i層的微小區(qū)域內(nèi)的體積百分比為50％或更小。8.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中使用電磁波頻率在大于等于30MHz小于等于600MHz之間的等離子增強(qiáng)CVD工藝，在壓力大于等于1mTorr小于等于1Torr之間，氫氣和含硅的氣體做源氣，含硅氣體與氫氣的百分比為大于等于0.5％小于等于30％之間的條件形成所述i層。9.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，包括在所述第二摻雜層和所述上導(dǎo)電層之間的第三摻雜層、第二i層、第四摻雜層，其中所述第二i層是以無(wú)定形硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體，第二i層的厚度在大于等于0.1μm小于等于0.4μm的范圍內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9的光電轉(zhuǎn)換元件，其中至少一層摻雜層中有微晶硅半導(dǎo)體材料。11.根據(jù)權(quán)利要求9的光電轉(zhuǎn)換元件，其中所述第一摻雜層和/或第三摻雜層具有以微晶硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料和以無(wú)定形硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料的層疊結(jié)構(gòu)，其中所述微晶硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體層與所述i層相接觸。12.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換元件，其中所述基片為帶形的長(zhǎng)基片。全文摘要光電轉(zhuǎn)換元件,具有基片、表面結(jié)構(gòu)不均勻的下導(dǎo)電層、第一摻雜層、i層、第二摻雜層,和上導(dǎo)電層,i層含有相對(duì)于基片法線傾斜的斜方晶粒。改進(jìn)的特征包括光電轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)路電壓、短路光電流、低照明度下的開(kāi)路電壓、和漏電流。此外,在戶(hù)外的暴露試驗(yàn)、機(jī)械強(qiáng)度,和長(zhǎng)期的光照射中,耐用性增強(qiáng)。而且,極大地降低了光電轉(zhuǎn)換元件的成本。文檔編號(hào)H01L31/075GK1179628SQ9711964公開(kāi)日1998年4月22日申請(qǐng)日期1997年9月19日優(yōu)先權(quán)日1996年9月19日發(fā)明者狩谷俊光申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社