光發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光發(fā)電裝置，具體涉及具有異質(zhì)結(jié)的光發(fā)電裝置（太陽能電池）。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為不產(chǎn)生CO2等溫室效應氣體的清潔的發(fā)電裝置，此外作為替代原子能發(fā)電的 作業(yè)安全性高的發(fā)電裝置，光發(fā)電裝置受到矚目。具有發(fā)電效率高的異質(zhì)結(jié)的光發(fā)電裝置 是光發(fā)電裝置的一種。
[0003] 如圖6的（A)和圖6的⑶所示，具有異質(zhì)結(jié)的所述光發(fā)電裝置60包括：光伏元 件61，通過光照射產(chǎn)生電力；以及集電構(gòu)件62、63,設置在光伏元件61的兩面上，收集產(chǎn)生 的電力。光伏元件61是在η型晶體半導體基板64的一側(cè)依次層疊有第一本征非晶系硅薄 膜65、ρ型非晶系硅薄膜66和第一透明導電膜67,并在η型晶體半導體基板64的另一側(cè) 依次層疊有第二本征非晶系硅薄膜68、η型非晶系硅薄膜69和第二透明導電膜70而構(gòu)成 的多層結(jié)構(gòu)體。這樣，通過在η型晶體半導體基板64和ρ型非晶系硅薄膜66之間設置第 一本征非晶系硅薄膜65,能夠抑制η型晶體半導體基板64和ρ型非晶系硅薄膜66之間產(chǎn) 生的載流子復合，通過在η型晶體半導體基板64和η型非晶系硅薄膜69之間設置第二本 征非晶系硅薄膜68,同樣地能夠抑制其間產(chǎn)生的載流子的復合。此外，集電構(gòu)件62 (63)具 有：多個母線電極71，以彼此平行的方式形成；以及多個指狀電極72,與母線電極71連接， 以彼此平行的方式形成。通過將集電構(gòu)件62(63)設為這種形狀，能夠抑制集電構(gòu)件自身造 成的光的遮蔽，并且能夠進行有效的集電。
[0004] 在具有這種結(jié)構(gòu)的光發(fā)電裝置60中，優(yōu)選的是加大P型非晶系硅薄膜66的膜厚， 具體地說例如設為6nm以上（參照專利文獻1)。層疊在ρ型非晶系硅薄膜66上的第一透 明導電膜67,通常通過濺射成膜。因此，通過使用具有一定程度膜厚的ρ型非晶系硅薄膜 66,能夠防止濺射導致的表面劣化，從而能夠抑制光發(fā)電裝置60的性能降低。可是，對于光 發(fā)電裝置，在追求更低成本且有效的發(fā)電性能的當前，為了提高填充因子，需要進一步進行 改良。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本專利公報特許第5031007號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009] 本發(fā)明是鑒于所述的問題而做出的發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種填充因子（曲 線因子）高的光發(fā)電裝置。
[0010] 解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0011] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：⑴如果加大P型非晶系硅薄膜的膜厚，則成為串聯(lián)電阻的增大因 素反而使填充因子降低；（2)為了提高填充因子，減小ρ型非晶系硅薄膜的膜厚并且減小設 置在所述P型非晶系硅薄膜側(cè)的指狀電極的間隔等是有效的；以及（3)反過來即使減小設 置在η型非晶系硅薄膜側(cè)的指狀電極的間隔，也不會使填充因子提高，基于這些發(fā)現(xiàn)達成 了本發(fā)明。
[0012] 即，符合所述目的的本發(fā)明的光發(fā)電裝置，其具備：多層狀的光伏元件；以及層疊 在所述光伏元件的一個面上的第一集電構(gòu)件和層疊在另一個面上的第二集電構(gòu)件，所述光 伏元件具有：η型晶體半導體基板；依次層疊在所述η型晶體半導體基板的所述第一集電構(gòu) 件側(cè)的第一本征非晶系硅薄膜、P型非晶系硅薄膜和第一透明導電膜；以及依次層疊在所 述η型晶體半導體基板的所述第二集電構(gòu)件側(cè)的η型非晶系硅薄膜和第二透明導電膜，所 述P型非晶系硅薄膜的膜厚小于6nm，所述第一透明導電膜表面中的所述第一集電構(gòu)件的 非層疊區(qū)域的最大寬度小于2_。
[0013] 按照本發(fā)明的光發(fā)電裝置，通過將P型非晶系硅薄膜的膜厚減薄為小于6nm，并且 使光伏元件的第一透明導電膜表面中的第一集電構(gòu)件的非層疊區(qū)域的最大寬度（例如指 狀電極的間隔）收窄成小于2mm，能夠提高填充因子和發(fā)電效率。此外，可以將η型非晶系 硅薄膜側(cè)的第二集電構(gòu)件設定為任意的形狀。因此，例如通過將第二集電構(gòu)件（η型非晶系 硅薄膜側(cè)的指狀電極等）的間隔加寬使遮光性降低，并將第二集電構(gòu)件（η型非晶系硅薄 膜）側(cè)作為光入射面，可以提高發(fā)電效率等，可以擴大使用方式的范圍。
[0014] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述第一透明導電膜是通過離子鍍法形成 的。通過利用離子鍍法形成層疊在P型非晶系硅薄膜上的第一透明導電膜，能夠抑制P型 非晶系硅薄膜表面的劣化。因此，通過這樣做，能夠使用維持了良好質(zhì)量的P型非晶系硅薄 月旲，能夠進一步提尚填充因子。
[0015] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述ρ型非晶系硅薄膜的膜厚為Inm以上。 通過使P型非晶系娃薄膜的膜厚為Inm以上，例如能夠抑制缺陷的產(chǎn)生，能夠進一步提高填 充因子。
[0016] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述第二集電構(gòu)件具有：多個母線電極 (II)，以彼此平行的方式形成；以及多個指狀電極（II)，與所述母線電極（II)連接，以彼此 平行的方式形成，所述指狀電極（II)的間隔大于2_。通過這樣加大指狀電極（II)的間隔 而降低遮光性，能夠提高將第二集電構(gòu)件側(cè)作為光入射面的情況下的發(fā)電效率。
[0017] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述第一集電構(gòu)件具有：多個母線電極 (I)，以彼此平行的方式形成；以及多個指狀電極（I)，與所述母線電極（I)連接，以彼此平 行的方式形成，所述指狀電極（I)的間隔成為所述非層疊區(qū)域的最大寬度。通過這樣由母 線電極和指狀電極形成第一集電構(gòu)件，能夠提高生產(chǎn)率等。
[0018] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述第一集電構(gòu)件為金屬膜（即，所述第一 集電構(gòu)件的非層疊區(qū)域的最大寬度為Omm)。通過這樣做，能夠進一步提高第一集電構(gòu)件的 導電性，進而能夠進一步提高集電效率。此外，在該情況下，由于即使將金屬膜薄膜化也能 夠發(fā)揮足夠的導電性等，因此作為結(jié)果，能夠減少形成金屬膜（集電構(gòu)件）的金屬材料的使 用量。
[0019] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述金屬膜的膜厚為IOOnm以上500nm以 下。通過使金屬膜的膜厚處于所述范圍，能夠發(fā)揮足夠的導電性等，并且能夠抑制制造成 本。
[0020] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述第二集電構(gòu)件側(cè)被用作光入射面。在本 發(fā)明的光發(fā)電裝置中，如上所述地第二集電構(gòu)件可以設為任意的形狀。因此，可以加寬第二 集電構(gòu)件的指狀電極的間隔從而能使遮光性降低，通過將所述第二集電構(gòu)件側(cè)作為光入射 面使用，可以提高發(fā)電效率。
[0021 ] 此外，在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，所述第一集電構(gòu)件側(cè)也可以被用作光入射面。本 發(fā)明的光發(fā)電裝置由于將P型非晶系硅薄膜的膜厚減薄，所以在將第一集電構(gòu)件側(cè)作為光 入射面使用的情況下，能夠提高透過P型非晶系硅薄膜的光的比例。
[0022] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，具有第二本征非晶系硅薄膜，所述第二本征 非晶系硅薄膜層疊在所述η型晶體半導體基板和所述η型非晶系硅薄膜之間。通過在η型 晶體半導體基板和η型非晶系硅薄膜之間層疊第二本征非晶系硅薄膜，能夠抑制載流子的 復合等。
[0023] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述η型晶體半導體基板是通過外延生長 法制造的。通過使用利用外延生長法制造的η型晶體半導體基板，能夠提高光發(fā)電裝置的 最大輸出等的輸出特性及其均勻性。
[0024] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述η型晶體半導體基板的電阻率為 0. 5 Ω cm以上5 Ω cm以下。通過采用電阻率在所述范圍的η型晶體半導體基板，能夠提高最 大輸出等。
[0025] 在本發(fā)明的光發(fā)電裝置中，優(yōu)選的是，所述η型晶體半導體基板的厚度為50 μπι以 上200 μ m以下，更優(yōu)選的是80 μ m以上150 μ m以下。這樣，通過設為較薄型的基板，能夠 發(fā)揮足夠的輸出特性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)元件自身的緊湊化、低成本化。
[0026] 在此，"非層疊區(qū)域的最大寬度"是指：在將存在于非層疊區(qū)域內(nèi)且距離所述非層 疊區(qū)域的外緣最遠的位置設為點P時，從點P到所述非層疊區(qū)域的外緣的最短距離的二倍 的長度。例如，當非層疊區(qū)域為長方形時，所述最大寬度為短邊長；在非層疊區(qū)域為圓形時， 所述最大寬度為直徑；在非層疊區(qū)域為三角形時，所述最大寬度為內(nèi)切圓的直徑。此外，當 沒有非層疊區(qū)域亦即層疊于整個面時，所述最大寬度為〇mm。本征非晶系硅薄膜中的"本征" 是指非故意摻雜有雜質(zhì)，也包括原料中存在原本含有的雜質(zhì)和制造過程中非故意混入的雜 質(zhì)的情況。"非晶系"不僅包括非晶體的意思，也包括微晶體的意思。"光入射面"是指使用 時配置在與太陽光等光源相對的一側(cè)（通常的外側(cè)）并實質(zhì)上使光入射一側(cè)的面，此時，光 也可