光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，能夠抑制p層或者n層的摻雜物向相鄰的層擴(kuò)散。光電轉(zhuǎn)換裝置(1)具備硅基板(10)、形成于硅基板(10)的一個(gè)面并且實(shí)質(zhì)上是本征的本征非晶質(zhì)層(11)以及形成于本征非晶質(zhì)層(11)上的第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層(12)。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層(12)包括第1濃度層(121)和層疊于第1濃度層(121)的第2濃度層(122)。第2濃度層(122)的摻雜物濃度是8×1017cm?3以上且低于第1濃度層的摻雜物濃度。
【專利說明】
光電轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及將光轉(zhuǎn)換成電的光電轉(zhuǎn)換裝置。此外，本說明書中的光電轉(zhuǎn)換裝置是 指包括光電轉(zhuǎn)換元件、使用光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換模塊、具備光電轉(zhuǎn)換模塊的太陽光發(fā) 電系統(tǒng)的廣義概念下的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，已知在pn結(jié)部配置有本征非晶質(zhì)層的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)。
[0003] 在日本特開2002-76409號(hào)公報(bào)中，公開了在具有相互相反導(dǎo)電類型的關(guān)系的晶系 半導(dǎo)體基板與非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的接合部插入了薄膜的本征非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的光電動(dòng)勢(shì)裝 置。在該光電動(dòng)勢(shì)裝置中，本征非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的光學(xué)帶隙在與非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜相接的一 側(cè)變寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 配置于pn結(jié)部的本征非晶質(zhì)層抑制在pn結(jié)中生成復(fù)合能級(jí)。然而，有時(shí)由于制造 工序中的熱工藝等，P層或者η層的滲雜物向相鄰的本征非晶質(zhì)層、電極擴(kuò)散。如果滲雜物擴(kuò) 散到本征非晶質(zhì)層、電極，則復(fù)合能級(jí)增加，轉(zhuǎn)換效率下降。另一方面，如果為了抑制滲雜物 的擴(kuò)散而在運(yùn)些層之間配置氮化膜、氧化膜，則短路電流下降，轉(zhuǎn)換效率反而下降。
[0005] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制Ρ層或者η層的滲雜物向相鄰的層擴(kuò)散的光 電轉(zhuǎn)換裝置。
[0006] 此處公開的光電轉(zhuǎn)換裝置具備:娃基板;本征非晶質(zhì)層，形成于娃基板的一個(gè)面， 并且實(shí)質(zhì)上是本征的；W及第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層，形成于本征非晶質(zhì)層上。第1導(dǎo)電類型非 晶質(zhì)層包括第1濃度層W及層疊于第1濃度層的第2濃度層。第2濃度層的滲雜物濃度是8Χ l〇i7cnf3W上且低于第1濃度層的滲雜物濃度。
[0007] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換裝置具備娃基板和第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層。在娃基板與第 1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層之間形成本征非晶質(zhì)層。本征非晶質(zhì)層抑制在娃基板與第1導(dǎo)電類型非 晶質(zhì)層的接合部生成復(fù)合能級(jí)。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層包括層疊于第1濃度層的第2濃度層。 第2濃度層的滲雜物濃度低于第1濃度層的滲雜物濃度。通過第2濃度層，能夠抑制滲雜物從 第1濃度層向其他層擴(kuò)散。另外，通過將第2濃度層的滲雜物濃度設(shè)為8Xl〇i7cnf3W上，能夠 抑制形狀因子下降。由此，能夠提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率。
[000引此處公開的其他光電轉(zhuǎn)換裝置具備:娃基板;本征非晶質(zhì)層，形成于娃基板的一個(gè) 面，并且實(shí)質(zhì)上是本征的；W及第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層，形成于本征非晶質(zhì)層上。第1導(dǎo)電類 型非晶質(zhì)層包括第1濃度層W及層疊于第1濃度層的第2濃度層。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層的導(dǎo) 電類型是P型，第2濃度層含有P型滲雜物和η型滲雜物。
[0009]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換裝置具備娃基板和第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層。在娃基板與第 1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層之間形成本征非晶質(zhì)層。本征非晶質(zhì)層抑制在娃基板與第1導(dǎo)電類型非 晶質(zhì)層的接合部生成復(fù)合能級(jí)。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層包括層疊于第1濃度層的第2濃度層。 第2濃度層含有p型滲雜物和η型滲雜物。通過第2濃度層，能夠抑制滲雜物從第1濃度層向其 他層擴(kuò)散。由此，能夠提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0010] 圖1是示意地示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0011] 圖2Α是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0012] 圖2Β是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0013] 圖2C是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0014] 圖2D是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0015] 圖沈是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0016] 圖3是示意地示出比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0017] 圖4是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的Voc與本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的Voc進(jìn)行比 較而得到的圖。
[0018] 圖5是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的FF與本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的FF進(jìn)行比較 而得到的圖。
[0019] 圖6是示出改變p^層的滲雜物(棚)濃度時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件的Voc、FF和VocXFF的 變化的圖表。
[0020] 圖7是示意地示出第1實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0021 ]圖8是示意地示出第1實(shí)施方式的其他變形例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0022] 圖9是示意地示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0023] 圖10是示意地示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0024] 圖11是示意地示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視 圖。
[0025] 圖12是示意地示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0026] 圖13A是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0027] 圖13B是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0028] 圖13C是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0029] 圖13D是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0030] 圖13E是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0031] 圖13F是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0032] 圖13G是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0033] 圖14是示意地示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視 圖。
[0034] 圖15A是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0035] 圖15B是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0036] 圖15C是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0037] 圖15D是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0038] 圖15E是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0039] 圖15F是用于說明光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的一例的圖。
[0040] 圖16是示意地示出比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0041] 圖17是從與受光面相反一側(cè)的面觀察光電轉(zhuǎn)換元件的俯視圖。
[0042] 圖18是沿著圖17的A-A線而測(cè)定出的棚濃度的分布圖。
[0043] 圖19是示意地示出本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0044] 圖20是本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的pn結(jié)部的雜質(zhì)分布圖。
[0045] 圖21是比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的pn結(jié)部的雜質(zhì)分布圖。
[0046] 圖22是不照射太陽光時(shí)的本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件和比較例的光電轉(zhuǎn)換元件 的IV曲線。
[0047] 圖23是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的FF與本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的FF進(jìn)行比 較而得到的圖。
[0048] 圖24是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件的Voc與本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的Voc進(jìn)行 比較而得到的圖。
[0049] 圖25是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件和本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的退火后的Voc進(jìn) 行比較而得到的圖。
[0050] 圖26是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件和本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的退火后的FF進(jìn) 行比較而得到的圖。
[0051 ]圖27是示出改變了含P的P層的憐濃度時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件的FF的變化的圖表。
[0052] 圖28是示出改變了含P的P層的憐濃度時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件的Voc的變化的圖表。
[0053] 圖29是示意地示出本發(fā)明的第6實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0054] 圖30是示意地示出本發(fā)明的第7實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0055] 圖31是示意地示出本發(fā)明的第8實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0056] 圖32是示意地示出本發(fā)明的第9實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0057] 圖33是示意地示出本發(fā)明的第9實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)的剖視 圖。
[0058] 圖34是示出本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。
[0059] 圖35是示出本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。
[0060] 圖36是示出圖35所示的光電轉(zhuǎn)換模塊陣列的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。
[0061] 圖37是示出本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的另一例的概略圖。
[0062] 圖38是示出本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的另一例的概略圖。
[0063] 圖39是示出本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的另一例的概略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064] [實(shí)施方式]
[0065] W下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖中對(duì)相同或者相當(dāng)部分附加相同 標(biāo)號(hào)而不重復(fù)其說明。此外，為了容易理解說明，在W下參照的附圖中，簡化或者示意化地 示出結(jié)構(gòu)，或者省略一部分結(jié)構(gòu)部件。另外，各圖所示的結(jié)構(gòu)部件間的尺寸比不一定表示實(shí) 際的尺寸比。
[0066] [第1實(shí)施方式]
[0067] 圖1是示意地示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件1的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件1具備基板10(娃基板）、本征非晶質(zhì)層11和13、P型非晶質(zhì)層12(第1導(dǎo)電類型非晶 質(zhì)層）、n型非晶質(zhì)層14(第2導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層）、透明導(dǎo)電膜15(導(dǎo)電膜)和16W及電極17和 18。
[0068] 此外，在本說明書中，設(shè)為在非晶質(zhì)層中也可W包括微晶層。微晶層是在非晶質(zhì)層 中析出的晶體的平均粒徑為1~50nm的層。
[0069] 基板10是導(dǎo)電類型為η型的單晶娃基板?；?0的厚度是例如80~200ym?；?0 的電阻率是例如1~4 Ω cm。在基板10的一個(gè)面10a形成有紋理。紋理使基板10的表面反射率 降低。
[0070] 在基板10的面10a，從基板10側(cè)依次形成有本征非晶質(zhì)層13、n型非晶質(zhì)層14、透明 導(dǎo)電膜16和電極18。在與面10a相反一側(cè)的面，從基板10側(cè)依次形成有本征非晶質(zhì)層11、p型 非晶質(zhì)層12、透明導(dǎo)電膜15和電極17。
[0071] 本征非晶質(zhì)層11和13是實(shí)質(zhì)上是本征的且含有氨的非晶質(zhì)半導(dǎo)體的膜。本征非晶 質(zhì)層11和13例如由i型非晶娃、i型非晶娃錯(cuò)、i型非晶錯(cuò)、i型非晶娃碳化物、i型非晶娃氮化 物、i型非晶娃氧化物、i型非晶娃碳氧化物等構(gòu)成。本征非晶質(zhì)層11和13的厚度是例如幾 A~25nm。
[0072] η型非晶質(zhì)層14是導(dǎo)電類型為η型且含有氨的非晶質(zhì)半導(dǎo)體的膜。η型非晶質(zhì)層14 例如含有憐(Ρ)來作為滲雜物。η型非晶質(zhì)層14的滲雜物濃度是例如1 X l〇is~1 X lOWcnf3。!！ 型非晶質(zhì)層14例如由η型非晶娃、η型非晶娃錯(cuò)、η型非晶錯(cuò)、η型非晶娃碳化物、η型非晶娃氮 化物、η型非晶娃氧化物、η型非晶娃碳氧化物等構(gòu)成。η型非晶質(zhì)層14的厚度是例如2~ 50nm〇
[0073] P型非晶質(zhì)層12是導(dǎo)電類型為P型且含有氨的非晶質(zhì)半導(dǎo)體的膜。P型非晶質(zhì)層12 包括被層疊的P層121(第1濃度層)和擴(kuò)層122(第2濃度層）。在本實(shí)施方式中，從基板10側(cè)按 P 一層122、p層121的順序形成有P層121和擴(kuò)層122。即，PH122形成于本征非晶質(zhì)層11之上，P 層121形成于擴(kuò)層122之上。
[0074] P層121和擴(kuò)層122例如含有棚(B)來作為滲雜物。P層121與ιΓ層122的滲雜物濃度相 互不同。更具體地說，Ρ?1122的滲雜物濃度是8乂10"(3111-3^上且低于Ρ層m的滲雜物濃度。 口層121的滲雜物濃度是例如1 X X 102icnf3。
[0075] P層121和Ρ?1122由例如P型非晶娃、P型非晶娃錯(cuò)、P型非晶錯(cuò)、P型非晶娃碳化物、 P型非晶娃氮化物、P型非晶娃氧化物、P型非晶娃碳氧化物等構(gòu)成。P層121和擴(kuò)層122的厚度 分別是例如2~50nm。
[0076] 透明導(dǎo)電膜15和16是例如透明導(dǎo)電性氧化物（TC0:Transparent Conductive Oxide)，更具體地說，是銅錫氧化物（ΙΤΟ: Indium Tin Oxide)、Sn化或者化0等的膜。透明導(dǎo) 電膜15和16的厚度是例如70~lOOnm。
[0077] 電極17和18是揉進(jìn)了例如銀粉末等導(dǎo)電性填充物的樹脂組合物。
[0078] [光電轉(zhuǎn)換元件1的制造方法]
[0079] 參照?qǐng)D2A~圖沈，說明光電轉(zhuǎn)換元件1的制造方法的一例。
[0080] 在基板10的面10a形成紋理（圖2A)。紋理能夠通過例如使用了堿溶液的各向異性 蝕刻而形成。
[0081] 在基板10的面10a形成本征非晶質(zhì)層13和η型非晶質(zhì)層14(圖2B)。本征非晶質(zhì)層13 和η型非晶質(zhì)層14能夠通過例如等離子體CVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)而形 成。
[0082] 作為本征非晶質(zhì)層13,例如在基板溫度：130~210°C、出氣體流量：0~lOOsccm、 SiH4氣體流量:40sccm、壓力：40~120Pa、13.56MHz的高頻功率密度5~15mW/cm%條件下實(shí) 施等離子體CVD，從而能夠形成i型非晶娃的膜。
[008；3] 作為η型非晶質(zhì)層14,例如在基板溫度：170°C、此氣體流量:0~100sccm、SiH4氣體 流量：40sccm、P曲/出氣體流量：40sccm、壓力：40Pa、高頻功率密度：8.33mW/cm2的條件下實(shí) 施等離子體CVD，從而能夠形成滲雜了憐(P)的η型非晶娃的膜。此外，P出/出氣體表示用出氣 體稀釋?duì)鼻鷼怏w而得到的氣體，Ρ曲相對(duì)于此的濃度能夠設(shè)為例如1%。代替Ρ曲/此氣體，也可 W使用用SiH4氣體稀釋?duì)背鰵怏w而得到的Ρ出/SiH4氣體。
[0084] 在與面10a相反一側(cè)的面，依次形成本征非晶質(zhì)層11和P型非晶質(zhì)層12(圖2C)。本 征非晶質(zhì)層11和P型非晶質(zhì)層12例如能夠通過等離子體CVD形成。
[0085] 本征非晶質(zhì)層11的形成條件與本征非晶質(zhì)層13相同。本征非晶質(zhì)層11既可W在與 本征非晶質(zhì)層13相同的條件下進(jìn)行成膜，也可W在不同的條件下進(jìn)行成膜。
[00化]作為P型非晶質(zhì)層12,例如在基板溫度：150~210°C、出氣體流量:0~100sccm、SiH4 氣體流量：40~500sccm、B抽6/此氣體流量:40~250sccm、壓力：40~120Pa、高頻功率密度：5 ~15mW/cm2的條件下實(shí)施等離子體CVD，從而能夠形成滲雜了棚(B)的P型非晶娃的膜。此 外，B2也/出氣體表示用出氣體稀釋化也氣體而得到的氣體。
[0087] P層m與擴(kuò)層122例如能夠通過改變B2H6/出氣體的流量而形成。例如在P層m中， 將B2H6/H2氣體的流量設(shè)為40~250sccm，在ρ-層122中，將B2H6/H2氣體的流量設(shè)為10~ lOOsccm。
[0088] 在P型非晶質(zhì)層12之上形成透明導(dǎo)電膜15,在η型非晶質(zhì)層14之上形成透明導(dǎo)電膜 16(圖2D)。作為透明導(dǎo)電膜15和16,例如能夠通過如下那樣的瓣射形成ΙΤ0的膜。首先，將混 入了 5重量％的511化粉末的1恥〇3粉末的燒結(jié)體作為祀而設(shè)置于陰極。將基板10配置成與陰 極平行，并對(duì)腔室內(nèi)進(jìn)行真空排氣。進(jìn)行加熱W使基板10的溫度達(dá)到180°C，使Ar氣體(流 量:200~SOOsccm)與化氣體(流量:0~30sccm)的混合氣體流過而將腔室內(nèi)的壓力保持于 0.4~1.3Pa，并且對(duì)陰極接入0.2~2kW的直流電力而使其放電。
[0089] 在透明導(dǎo)電膜15之上形成電極17,在透明導(dǎo)電膜16之上形成電極18(圖2E)。電極 17和18例如能夠在通過絲網(wǎng)印刷法來涂敷在環(huán)氧樹脂中揉進(jìn)銀(Ag)的細(xì)粉末而成的Ag膏 之后，在200°C下進(jìn)行80分鐘的燒結(jié)而形成。由此，完成光電轉(zhuǎn)換元件1。
[0090] [光電轉(zhuǎn)換元件1的效果]
[0091] 為了說明本實(shí)施方式的效果，說明比較例的光電轉(zhuǎn)換元件99。圖3是示意地示出光 電轉(zhuǎn)換元件99的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電轉(zhuǎn)換元件99是從光電轉(zhuǎn)換元件1的結(jié)構(gòu)中刪除了 ρ?Ι 122的結(jié)構(gòu)。
[0092] 光電轉(zhuǎn)換元件99與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地，具備形成于基板10與Ρ層121之間并且 實(shí)質(zhì)上是本征的本征非晶質(zhì)層11。本征非晶質(zhì)層11使由于基板10與Ρ層121的接合而產(chǎn)生的 界面能級(jí)降低，并使光生成載流子的復(fù)合降低。
[0093] 然而，在光電轉(zhuǎn)換元件99中，由于形成Ρ層121之后的制造工序中的熱工藝等，Ρ層 121的滲雜物有時(shí)向相鄰的本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。如果滲雜物擴(kuò)散到本征非晶質(zhì)層11，則ρη 結(jié)中的復(fù)合能級(jí)增加，開路電壓Voc和形狀因子FF下降。另一方面，如果為了抑制滲雜物的 擴(kuò)散而在本征非晶質(zhì)層11與P層121之間配置氮化膜或者氧化膜，則由于短路電流Jsc的下 降，F(xiàn)F下降。其結(jié)果是，轉(zhuǎn)換效率反而下降。
[0094] 根據(jù)本實(shí)施方式，光電轉(zhuǎn)換元件1具備配置于本征非晶質(zhì)層11與P層121之間并且 滲雜物濃度比P層m低的擴(kuò)層122。!^層122抑制滲雜物從P層m向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。擴(kuò) 層122使P型非晶質(zhì)層12的串聯(lián)電阻幾乎不增加。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在維持FF的同 時(shí)提高Voc。其結(jié)果是，能夠提高轉(zhuǎn)換效率。
[0095] 另外，比較例的光電轉(zhuǎn)換元件99在被用作產(chǎn)品的期間，如果受到熱，則P層121的滲 雜物也進(jìn)行擴(kuò)散而性能劣化。另一方面，在光電轉(zhuǎn)換元件1的情況下，如上所述，能夠通過擴(kuò) 層122抑制滲雜物從P層121向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件1的耐熱性也優(yōu)良。
[0096] 圖4是對(duì)比較例的光電轉(zhuǎn)換元件99的Voc與本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件1的Voc進(jìn) 行比較而得到的圖。圖5是對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件99的FF與光電轉(zhuǎn)換元件1的FF進(jìn)行比較而得到的 圖。如圖4和圖5所示，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在維持FF的同時(shí)提高Voc。此外，在光電轉(zhuǎn)換元 件9與光電轉(zhuǎn)換元件1之間，Jsc基本恒定。
[0097] 圖6是示出改變p^層122的滲雜物(棚)濃度時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件l的Voc、FF和VocX FF的變化的圖表。此外，將P層m的滲雜物濃度設(shè)為5Χ102%Γ3。此外，圖6的縱軸的值是對(duì) Ρ?1122的滲雜物濃度W與Ρ層121的滲雜物濃度相同時(shí)的值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化而得到的相對(duì)值。 [009引如圖6所示，如果ρ-層122的滲雜物濃度是8X10"cm-3W上并且低于Ρ層m的滲雜 物濃度，則能夠使Voc XF巧曽加。此外，即使改變擴(kuò)層122的滲雜物濃度，Jsc也基本恒定，因 此如果Voc X FF增加，則轉(zhuǎn)換11 = Jsc X Voc X FF也增加。即，如果擴(kuò)層122的滲雜物濃度是8 X l0i7cnf3W上且低于P層121的滲雜物濃度，則能夠使轉(zhuǎn)換效率增加。
[0099] 9^1122的滲雜物濃度優(yōu)選為1 X 102%1^^下。如果1)^層122的滲雜物濃度是1 X 102%r3W下，則能夠使轉(zhuǎn)換效率顯著增加。擴(kuò)層122的滲雜物濃度更優(yōu)選為2X10"cnf 3W 下。
[0100] 另一方面，如果擴(kuò)層122的滲雜物濃度低于8X10"cnf3,則FF下降，轉(zhuǎn)換效率下降。 因此，p-層122的滲雜物濃度是8X10"cm-3W上。
[0101] W上，說明了本發(fā)明的第1實(shí)施方式。在上述實(shí)施方式中，說明了在基板10的面10a 形成本征非晶質(zhì)層13和η型非晶質(zhì)層14的情況。但是，也可W沒有本征非晶質(zhì)層13。另外，也 可W在基板10形成被高濃度的η型載流子擴(kuò)散而得到的η+層來代替η型非晶質(zhì)層14。
[0102] 在上述實(shí)施方式中，說明了形成有η型非晶質(zhì)層14的一側(cè)的面是受光面的情況，但 也可W將形成有Ρ型非晶質(zhì)層12的一側(cè)的面作為受光面。另外，在上述實(shí)施方式中，說明了 基板10是單晶娃基板的情況，但基板10也可W是多晶娃基板。
[0103] 在上述實(shí)施方式中，說明了基板10的導(dǎo)電類型為η型的情況，但基板10的導(dǎo)電類型 也可W為Ρ型。滲雜物濃度不同的非晶質(zhì)層(第1濃度層和第2濃度層)形成于Ρ型非晶質(zhì)層12 和η型非晶質(zhì)層14中的至少一方即可。
[0104] [第1實(shí)施方式的變形例1]
[0105] 圖7是示意地示出第1實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件1Α的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件1Α具備Ρ型非晶質(zhì)層12Α來代替光電轉(zhuǎn)換元件1的Ρ型非晶質(zhì)層12。
[0106] Ρ型非晶質(zhì)層12Α除Ρ層m和擴(kuò)層122之外，還包括擴(kuò)層123(第3濃度層）。從基板10 側(cè)按擴(kuò)層123、p11122、p層121的順序形成有p層121、pH122和擴(kuò)層123。
[0107] P層I2l、p1ll22和擴(kuò)層123的滲雜物濃度相互不同。即，P型非晶質(zhì)層12A由滲雜物 濃度不同的3個(gè)P型非晶質(zhì)層構(gòu)成。擴(kuò)層123的滲雜物濃度與擴(kuò)層122的滲雜物濃度同樣地，是 8 X10"cnf3W上且低于P層m的滲雜物濃度。擴(kuò)層122的滲雜物與擴(kuò)層123的滲雜物濃度的 局低關(guān)系是任意的。
[0108] 光電轉(zhuǎn)換元件1A能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。此外，Ρ?1123能夠通過與擴(kuò)層 122相同的方法來形成。
[0109] 根據(jù)該變形例，也能夠通過p-層122和p-層123來抑制滲雜物從P層121向本征非晶 質(zhì)層11擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件1A的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。此外，在該變形例中，說明了 P型非晶質(zhì)層12A由滲雜物濃度不同的3個(gè)P型非晶質(zhì)層構(gòu)成的情況，但P型非晶質(zhì)層12A也可 W由更多的層構(gòu)成。
[0110] [第1實(shí)施方式的變形例2]
[0111] 圖8是示意地示出第1實(shí)施方式的其他變形例的光電轉(zhuǎn)換元件1B的結(jié)構(gòu)的剖視圖。 光電轉(zhuǎn)換元件1B具備P型非晶質(zhì)層12B來代替光電轉(zhuǎn)換元件1的P型非晶質(zhì)層12。
[0112] P型非晶質(zhì)層12B與P型非晶質(zhì)層12同樣地，是導(dǎo)電類型為P型且含有氨的非晶質(zhì)半 導(dǎo)體的膜。P型非晶質(zhì)層12B從透明導(dǎo)電膜15側(cè)朝向本征非晶質(zhì)層11側(cè)，滲雜物濃度連續(xù)地 變化。在P型非晶質(zhì)層12B中，與透明導(dǎo)電膜15相鄰的部分12Ba的滲雜物濃度最高，與本征非 晶質(zhì)層11相鄰的部分12化的滲雜物濃度最低。與本征非晶質(zhì)層11相鄰的部分12抓的滲雜物 濃度是8Xl〇i7cm-3W上且低于與透明導(dǎo)電膜15相鄰的部分12Ba的滲雜物濃度。
[0113] 光電轉(zhuǎn)換元件1B能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。此外，P型非晶質(zhì)層12B例如能 夠通過在使B2也/出氣體的流量連續(xù)地變化的同時(shí)進(jìn)行利用等離子體CVD的成膜而形成。
[0114] 根據(jù)該變形例，也能夠通過與本征非晶質(zhì)層11相鄰的部分12化，抑制滲雜物從與 透明導(dǎo)電膜15相鄰的部分12Ba向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件1B的轉(zhuǎn)換效率 和耐熱性優(yōu)良。
[011引[第2實(shí)施方式]
[0116] 圖9是示意地示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件2的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件2具備P型非晶質(zhì)層22來代替光電轉(zhuǎn)換元件1的P型非晶質(zhì)層12。
[0117] P型非晶質(zhì)層22與P型非晶質(zhì)層12相比，P層121與擴(kuò)層122的層疊的順序不同。在本 實(shí)施方式中，從基板10側(cè)按P層I2l、p1ll22的順序形成有P層121和擴(kuò)層122。即，P層121形成 于本征非晶質(zhì)層11之上，ρ?1122形成于P層121之上。
[0118] 光電轉(zhuǎn)換元件2能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。
[0119] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過擴(kuò)層122來抑制滲雜物從Ρ層121向透明導(dǎo)電膜15擴(kuò)散。 由此，能夠抑制透明導(dǎo)電膜15中的復(fù)合能級(jí)的增加。因此，光電轉(zhuǎn)換元件2的轉(zhuǎn)換效率和耐 熱性優(yōu)良。
[0120] [第3實(shí)施方式]
[0121] 圖10是示意地示出本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件3的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件3具備Ρ型非晶質(zhì)層32來代替光電轉(zhuǎn)換元件1的Ρ型非晶質(zhì)層12。
[0122] Ρ型非晶質(zhì)層32與光電轉(zhuǎn)換元件1Α(圖7)的Ρ型非晶質(zhì)層12Α同樣地，包括Ρ層121、 口^層122和擴(kuò)層123。9型非晶質(zhì)層32與9型非晶質(zhì)層124相比，9層121、911122和擴(kuò)層123的層 疊順序不同。在本實(shí)施方式中，從基板10側(cè)按ρ?1122、ρ層121、ρ?1123的順序形成有p層 121、p-層122和p-層123。即，p-層122形成于本征非晶質(zhì)層11之上，P層121形成于p-層122之 上，PH123形成于P層121之上。
[0123] 光電轉(zhuǎn)換元件3能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。
[0124] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過p-層122來抑制滲雜物從P層121向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò) 散，并且通過擴(kuò)層123來抑制滲雜物從P層121向透明導(dǎo)電膜15擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件3的 轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0125] [第3實(shí)施方式的變形例]
[0126] 圖11是示意地示出第3實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件3A的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光 電轉(zhuǎn)換元件3A具備P型非晶質(zhì)層32A來代替光電轉(zhuǎn)換元件3的P型非晶質(zhì)層32。
[0127] P型非晶質(zhì)層32A具備擴(kuò)層123A來代替P型非晶質(zhì)層32的擴(kuò)層123。擴(kuò)層123A是微晶 層。由于擴(kuò)層123A是微晶層，從而能夠降低P型非晶質(zhì)層32A與透明導(dǎo)電膜15的接觸電阻。由 此，能夠使轉(zhuǎn)換進(jìn)一步提高。
[012引此外，也可W除了 p-層123A之外，p-層122也是微晶層。另外，p-層122也可W構(gòu)成為 從本征非晶質(zhì)層11朝向P層121而從非晶質(zhì)狀態(tài)起緩緩微晶化。
[0129] 光電轉(zhuǎn)換元件3A能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。此外，微晶層例如能夠通過在 等離子體CVD中提高用出氣體稀釋SiH4氣體的稀釋率而形成。
[0130] [第4實(shí)施方式]
[0131] 圖12是示意地示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件4的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件4具備基板10、本征非晶質(zhì)層41、43和46、p型非晶質(zhì)層42(第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層）、 η型非晶質(zhì)層44(第2導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層）、受光面η型非晶質(zhì)層47W及電極48(導(dǎo)電膜)和49。
[0132] 在本實(shí)施方式中，在基板10的一個(gè)面，形成有Ρ型非晶質(zhì)層42和η型非晶質(zhì)層44?？?型非晶質(zhì)層42和η型非晶質(zhì)層44在基板10的面內(nèi)方向上相互相鄰地配置。Ρ型非晶質(zhì)層42和 η型非晶質(zhì)層44形成于與形成有紋理10a的面10a相反一側(cè)的面。即，光電轉(zhuǎn)換元件4是所謂 的背面接合型的光電轉(zhuǎn)換元件。
[0133] 在本實(shí)施方式中，也在基板10與P型非晶質(zhì)層42之間W及基板10與η型非晶質(zhì)層44 之間，配置有本征非晶質(zhì)層。更具體地說，在基板10與Ρ型非晶質(zhì)層42之間配置有本征非晶 質(zhì)層41，在基板10與η型非晶質(zhì)層44之間配置有本征非晶質(zhì)層43。
[0134] 在基板10的面10a，形成有本征非晶質(zhì)層46和受光面η型非晶質(zhì)層47。受光面η型非 晶質(zhì)層47是所謂的前表面場(chǎng)(FSFiRront Surface Field)層。
[0135] 本征非晶質(zhì)層41、43和46與本征非晶質(zhì)層11和13同樣地，是實(shí)質(zhì)上是本征的并且 含有氨的非晶質(zhì)半導(dǎo)體的膜。
[0136] η型非晶質(zhì)層44及受光面η型非晶質(zhì)層47與η型非晶質(zhì)層14同樣地，是導(dǎo)電類型為η 型并且含有氨的非晶質(zhì)半導(dǎo)體的膜。
[0137] Ρ型非晶質(zhì)層42與Ρ型非晶質(zhì)層12同樣地，是導(dǎo)電類型為Ρ型且含有氨的非晶質(zhì)半 導(dǎo)體的膜。Ρ型非晶質(zhì)層42包括層疊的Ρ層421(第1濃度層）和ρ-層422(第2濃度層）。在本實(shí) 施方式中，從基板10側(cè)按ρ?1422、ρ層421的順序形成有Ρ層42巧恥層422。即擊層422形成 于本征非晶質(zhì)層41之上，Ρ層421形成于ρ-層422之上。
[0138] 電極48形成于Ρ型非晶質(zhì)層42之上。電極49形成于η型非晶質(zhì)層44之上。電極48和 49是例如揉進(jìn)銀粉末等導(dǎo)電性填充物而成的樹脂組合物。電極48和49既可W是透光性導(dǎo)電 膜，也可^是例如1了0(1]1(1;[111111';[]1〇義1(1日，銅錫氧化物）、2]1〇、1胖0(1]1(1;[11111了日叫316]1 Oxide,銅鶴氧化物）等。電極48和49既可W是金屬膜，也可W是例如銀(Ag)、侶（A1)、儀 (化）、銅(加）、錫袖）、銷。*)、金^11)、銘他）、鶴(胖）、鉆((：〇)、鐵(11)、它們的合金或者運(yùn) 些金屬的巧巾W上的層疊膜。電極48和49也可W是透光性導(dǎo)電膜與金屬膜的層疊膜。
[0139] [光電轉(zhuǎn)換元件4的制造方法]
[0140] 參照?qǐng)D13A~圖13G，說明光電轉(zhuǎn)換元件4的制造方法的一例。
[0141] 在基板10的面10a形成紋理（圖13A)。紋理能夠通過例如使用堿溶液的各向異性蝕 刻而形成。
[0142] 在基板10的面10a，形成本征非晶質(zhì)層46和受光面η型非晶質(zhì)層47(圖13B)。本征非 晶質(zhì)層46和受光面η型非晶質(zhì)層47能夠通過例如等離子體CVD而形成。
[0143] 在與面10a相反一側(cè)的面，形成本征非晶質(zhì)層41和Ρ型非晶質(zhì)層42(圖13C)。本征非 晶質(zhì)層41和P型非晶質(zhì)層42能夠通過例如等離子體CVD而形成。
[0144] 對(duì)本征非晶質(zhì)層41和P型非晶質(zhì)層42進(jìn)行成圖（圖13D)。能夠通過例如光刻法形成 掩模，通過蝕刻去除被遮蓋了的部分W外的部分，從而進(jìn)行成圖。
[0145] 覆蓋基板10的一部分、本征非晶質(zhì)層41和P型非晶質(zhì)層42,形成本征非晶質(zhì)層43和 η型非晶質(zhì)層44(圖13E)。本征非晶質(zhì)層43和η型非晶質(zhì)層44能夠通過例如等離子體CVD而形 成。
[0146] 對(duì)本征非晶質(zhì)層43和η型非晶質(zhì)層44進(jìn)行成圖（圖13F)。能夠通過例如光刻法形成 掩模，通過蝕刻去除被遮蓋了的部分W外的部分，從而進(jìn)行成圖。
[0147] 在Ρ型非晶質(zhì)層42之上形成電極48,在η型非晶質(zhì)層44之上形成電極49(圖13G)。電 極48和49能夠在通過絲網(wǎng)印刷法來涂敷例如在環(huán)氧樹脂中揉進(jìn)銀(Ag)的細(xì)粉末而成的Ag 膏之后，在200°C下進(jìn)行80分鐘的燒結(jié)而形成。由此，完成光電轉(zhuǎn)換元件4。
[0148] [光電轉(zhuǎn)換元件4的效果]
[0149] 根據(jù)本實(shí)施方式，也能夠通過ρ-層422來抑制滲雜物從P層421向本征非晶質(zhì)層41 擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件4的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0150] 根據(jù)本實(shí)施方式，通過使用擴(kuò)層422，能夠提高Voc和FF，其結(jié)果是，能夠提高太陽 電池的性能。
[0151] 此外，在本實(shí)施方式中，也可W沒有本征非晶質(zhì)層43和46。另外，也可W在基板10 形成被高濃度的η型載流子擴(kuò)散而得到的n+層來代替受光面η型非晶質(zhì)層47。另外，基板10 也可W是多晶娃基板，導(dǎo)電類型也可W為Ρ型。
[0152] 在上述實(shí)施方式中，說明了在基板10的一個(gè)面形成有紋理10a的情況，但也可W在 基板10的雙面形成有紋理。
[0153] 在第4實(shí)施方式中例示的背面接合型的光電轉(zhuǎn)換元件中，也能夠應(yīng)用在第1~第3 實(shí)施方式及其變形例中例示出的各種P型非晶質(zhì)層的結(jié)構(gòu)。
[0154] [第4實(shí)施方式的變形例]
[0155] 圖14是示意地示出第4實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件4A的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光 電轉(zhuǎn)換元件4A具備形成于基板10的一個(gè)面的大致整個(gè)面的本征非晶質(zhì)層41A來代替光電轉(zhuǎn) 換元件4的本征非晶質(zhì)層41、43。光電轉(zhuǎn)換元件4A還具備P型非晶質(zhì)層42A來代替P型非晶質(zhì) 層42,具備η型非晶質(zhì)層44A來代替η型非晶質(zhì)層44。
[0156] Ρ型非晶質(zhì)層42Α與Ρ型非晶質(zhì)層42同樣地，包括層疊的Ρ層421Α和ρ-層422Α。
[0157] 在光電轉(zhuǎn)換元件4Α中，也可W在基板10的雙面形成有紋理。
[0158] [光電轉(zhuǎn)換元件4Α的制造方法]
[0159] 參照?qǐng)D15Α~圖15F，說明光電轉(zhuǎn)換元件4Α的制造方法的一例。
[0160] 在基板10的面10a形成紋理（圖15Α)。紋理能夠通過例如使用了堿溶液的各向異性 蝕刻而形成。
[0161] 在基板10的面10a，形成本征非晶質(zhì)層46和受光面η型非晶質(zhì)層47(圖15B)。本征非 晶質(zhì)層46和受光面η型非晶質(zhì)層47能夠通過例如等離子體CVD而形成。
[0162] 在與面10a相反一側(cè)的面，形成本征非晶質(zhì)層41Α(圖15C)。本征非晶質(zhì)層41能夠通 過例如等離子體CVD而形成。
[0163] 接下來，通過使用了掩模Ml的蔭罩工藝，進(jìn)行成圖而形成P型非晶質(zhì)層42A(圖 15D)"p型非晶質(zhì)層42A能夠通過例如等離子體CVD而形成。
[0164] 掩模Ml的材質(zhì)沒有特別限定，例如是不誘鋼、銅、儀、儀合金(42合金、因瓦合金材 料）、鋼等。掩模Ml也可W不是金屬，也可W是玻璃、陶瓷、有機(jī)薄膜等。另外，也可W通過蝕 刻來加工與基板10相同的材質(zhì)的基板，做成掩模Ml。在該情況下，基板10與掩模Ml由相同的 材質(zhì)構(gòu)成，因此，熱膨張系數(shù)相同，不會(huì)由于熱膨張系數(shù)的差異而發(fā)生位置偏移。
[0165] 在基板10是娃基板的情況下，如果考慮熱膨張系數(shù)和原料成本，則掩模Ml的材質(zhì) 優(yōu)選為42合金。如果著眼于熱膨張系數(shù)，則掩模Ml的材質(zhì)在儀的組成是36%左右、鐵的組成 是64%左右的情況下，能夠使與基板10的熱膨張系數(shù)之差最小，能夠使由熱膨張系數(shù)差導(dǎo) 致的位置偏移最小。
[0166] 根據(jù)抑制生產(chǎn)的運(yùn)行成本的觀點(diǎn)，掩模Ml優(yōu)選能夠再生而多次使用。在該情況下， 附著于掩模Ml的成膜物能夠使用氨氣酸或者化0H來去除。如果考慮再生次數(shù)，則掩模Ml的 厚度優(yōu)選為30~300WI1。
[0167] 接下來，通過使用了掩模M2的蔭罩工藝，進(jìn)行成圖而形成η型非晶質(zhì)層44A(圖 15Ε)。!!型非晶質(zhì)層44Α能夠通過例如等離子體CVD而形成。
[0168] 在Ρ型非晶質(zhì)層42之上形成電極48,在η型非晶質(zhì)層44之上形成電極49。電極48和 49能夠在通過絲網(wǎng)印刷法而涂敷例如在環(huán)氧樹脂中揉進(jìn)銀(Ag)的細(xì)粉末而成的Ag膏之后， 在200°C下進(jìn)行80分鐘的燒結(jié)而形成。在電極48和49是透光性導(dǎo)電膜或者金屬膜的情況下， 能夠使用瓣射、邸蒸鍛法來形成。在該情況下，如圖15F所示，能夠通過使用了掩模M3的蔭罩 工藝，進(jìn)行成圖而形成電極48和49。
[0169] [光電轉(zhuǎn)換元件4A的效果]
[0170] 根據(jù)本變形例，也能夠通過擴(kuò)層422A來抑制滲雜物從P層421A向本征非晶質(zhì)層41 擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件4A的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0171] 如本變形例那樣，通過使用掩模來進(jìn)行成圖，能夠省略蝕刻工序。因此，光電轉(zhuǎn)換 元件4A與光電轉(zhuǎn)換元件4相比，能夠W更低的成本制造。
[0172] 為了說明本變形例的效果，說明比較例的光電轉(zhuǎn)換元件99A。圖16是示意地示出光 電轉(zhuǎn)換元件99A的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電轉(zhuǎn)換元件99A是從光電轉(zhuǎn)換元件4A的結(jié)構(gòu)刪除了擴(kuò)層 422A的結(jié)構(gòu)。
[0173] 光電轉(zhuǎn)換元件99A也與光電轉(zhuǎn)換元件4A同樣地，通過使用了掩模的蔭罩工藝而制 造。如果通過蔭罩工藝而形成P層421A，則原料氣體向掩模的背側(cè)蔓延。由此，有時(shí)在P層 421A與η型非晶質(zhì)層44A之間的區(qū)域下，稱為間隙區(qū)域)形成棚的高濃度區(qū)域421Aa。
[0174] 圖17是從與受光面相反一側(cè)的面下，稱為基板10的背面)觀察光電轉(zhuǎn)換元件 99A的俯視圖。圖18是沿著圖17的A-A線而測(cè)定出的棚濃度的分布圖。圖17是通過T0F-SIMS (飛行時(shí)間型2次離子質(zhì)量分析法)進(jìn)行測(cè)定而得到的。曲線C1是基板10的背面為鏡面的情 況下的分布圖，曲線C2是在基板10的背面形成有高度1.5WI1的紋理的情況下的分布圖。
[0175] 如圖18所示，如果通過蔭罩工藝對(duì)P層421A進(jìn)行成圖，則在間隙區(qū)域附近形成棚的 高濃度區(qū)域。如果在間隙區(qū)域中形成運(yùn)樣的棚的高濃度區(qū)域，則在間隙區(qū)域中發(fā)生棚的擴(kuò) 散，使作為太陽電池的特性的FF下降。
[0176] 根據(jù)光電轉(zhuǎn)換元件4A的結(jié)構(gòu)，在本征非晶質(zhì)層41A與P層421A之間形成擴(kuò)層。由此， 能夠抑制間隙區(qū)域中的棚的擴(kuò)散。
[0177] 另外，如圖18所示，與基板10的背面為鏡面的情況相比，在形成有紋理的情況下， 高濃度區(qū)域中的棚濃度更高。因此，本變形例當(dāng)在基板10的雙面形成有紋理的情況下，防擴(kuò) 散效果特別大，是優(yōu)選的。
[017引[第5實(shí)施方式]
[0179] 圖19是示意地示出本發(fā)明的第5實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件5的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件5具備P型非晶質(zhì)層52來代替光電轉(zhuǎn)換元件1的P型非晶質(zhì)層12。
[0180] P型非晶質(zhì)層52是導(dǎo)電類型為P型并且含有氨的非晶質(zhì)半導(dǎo)體的膜。P型非晶質(zhì)層 52包括層疊的P層521(第1濃度層)和含P的P層522(第2濃度層）。在本實(shí)施方式中，從基板10 偵販含P的P層522、p層521的順序形成P層521和含P的P層522。即，含P的P層522與本征非晶 質(zhì)層11相接地形成。
[0181] 在P層521中，作為滲雜物而含有棚(B)dP層521的滲雜物濃度是例如IX 1〇19~IX l〇2icm-3。
[0182] 在含P的P層522中，作為滲雜物而含有棚和憐運(yùn)兩者。含P的P層522的棚的濃度是 例如1 X 1〇19~1 X 102icnf3。含P的P層522的憐的濃度是2X l〇is~1 X 102%Γ3。此外，含P的P 層522含有憐，但導(dǎo)電類型為Ρ型。即，在含Ρ的Ρ層522中，棚濃度比憐濃度高。
[0183] Ρ層521和含Ρ的Ρ層522由例如Ρ型非晶娃、Ρ型非晶娃錯(cuò)、Ρ型非晶錯(cuò)、Ρ型非晶娃碳 化物、Ρ型非晶娃氮化物、Ρ型非晶娃氧化物、Ρ型非晶娃碳氧化物等構(gòu)成。Ρ層121和含Ρ的Ρ層 122的厚度例如分別是2~50nm。
[0184] 光電轉(zhuǎn)換元件5能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。
[0185] P層521例如在基板溫度：150~210°C、此氣體流量:0~100sccm、SiH4氣體流量:40 ~500sccm、B2此/出氣體流量：40~250sccm、壓力：40~120Pa、高頻功率密度：5~15mW/cm2 的條件下實(shí)施等離子體CVD，從而能夠形成滲雜了棚(B)的P型非晶娃的膜。此外，B抽6/此氣 體表示用出氣體稀釋B2也氣體而得到的氣體。
[0186] 作為含P的P層522,例如在基板溫度：150~210°C、出氣體流量:0~100sccm、SiH4氣 體流量：40~500sccm、B抽6/此氣體流量：40~250sccm、PH3/此氣體流量：100~500sccm、壓 力:40~120Pa、高頻功率密度:5~15mW/cm2的條件下實(shí)施等離子體CVD，從而能夠形成滲雜 了棚和憐運(yùn)兩者的非晶娃的膜。即，通過導(dǎo)入化也/出氣體和P出/出氣體運(yùn)兩者而實(shí)施等離子 體CVD，能夠形成含P的p層522。
[0187] [光電轉(zhuǎn)換元件5的效果]
[0188] 與圖3所示的光電轉(zhuǎn)換元件99相比較來說明本實(shí)施方式的效果。
[0189] 光電轉(zhuǎn)換元件99與光電轉(zhuǎn)換元件5同樣地，具備形成于基板10與P層121之間且實(shí) 質(zhì)上是本征的本征非晶質(zhì)層11。本征非晶質(zhì)層11使由于基板10與P層121的接合而產(chǎn)生的界 面能級(jí)降低，并使光生成載流子的復(fù)合降低。
[0190] 然而，在光電轉(zhuǎn)換元件99中，由于形成P層121之后的制造工序中的熱工藝等，P層 121的滲雜物有時(shí)向相鄰的本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。如果滲雜物擴(kuò)散到本征非晶質(zhì)層11，則pn 結(jié)中的復(fù)合能級(jí)增加，開路電壓Voc和曲線因子FF下降。另一方面，如果為了抑制滲雜物的 擴(kuò)散而在本征非晶質(zhì)層11與P層121之間配置氮化膜或者氧化膜，則由于短路電流Jsc的下 降，F(xiàn)F下降。其結(jié)果是，轉(zhuǎn)換效率反而下降。
[0191] 根據(jù)本實(shí)施方式，光電轉(zhuǎn)換元件5具備配置于本征非晶質(zhì)層11與P層521之間并且 含有憐的含P的P層522。含P的P層522抑制滲雜物從P層521向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。含P的P 層522不使P型非晶質(zhì)層52的串聯(lián)電阻增加。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在維持Voc的同時(shí)提高 FF。其結(jié)果，能夠提高轉(zhuǎn)換效率。
[0192] 另外，比較例的光電轉(zhuǎn)換元件99在被用作產(chǎn)品的期間，如果受熱，則P層121的滲雜 物也進(jìn)行擴(kuò)散而性能劣化。另一方面，在光電轉(zhuǎn)換元件5的情況下，如上所述，能夠通過含P 的P層522來抑制滲雜物從P層521向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件5的耐熱性也 優(yōu)良。
[0193] 圖20是光電轉(zhuǎn)換元件5的pn結(jié)部的雜質(zhì)分布圖。圖21是光電轉(zhuǎn)換元件99的pn結(jié)部 的雜質(zhì)分布圖。根據(jù)圖20和圖21可知，在光電轉(zhuǎn)換元件5中，與光電轉(zhuǎn)換元件99相比，能夠抑 制棚向本征非晶質(zhì)層11的擴(kuò)散。
[0194] 圖22是不照射太陽光時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件5和光電轉(zhuǎn)換元件99的IV曲線。在圖22中， 實(shí)線是光電轉(zhuǎn)換元件5的IV曲線，虛線是光電轉(zhuǎn)換元件99的IV曲線。如圖22所示，在光電轉(zhuǎn) 換元件5中，與光電轉(zhuǎn)換元件99相比，能夠降低反向飽和電流。運(yùn)被認(rèn)為是由于在光電轉(zhuǎn)換 元件99中，棚從P層121向本征非晶質(zhì)層11擴(kuò)散而復(fù)合能級(jí)增加，相對(duì)于此，在光電轉(zhuǎn)換元件 5中，通過含P的P層522而抑制了棚的擴(kuò)散。
[0195] 圖23是對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件99的FF與光電轉(zhuǎn)換元件5的FF進(jìn)行比較而得到的圖。圖24 是對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件99的Voc與光電轉(zhuǎn)換元件5的Voc進(jìn)行比較而得到的圖。如圖23和圖24所 示，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在維持Voc的同時(shí)提高FF。
[0196] 圖25是對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件99和光電轉(zhuǎn)換元件5的退火后的Voc進(jìn)行比較而得到的圖。 圖26是對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件99和光電轉(zhuǎn)換元件5的退火后的FF進(jìn)行比較而得到的圖。在圖25和 圖26中，反白的圓（〇)表示光電轉(zhuǎn)換元件99的數(shù)據(jù)，實(shí)屯、的Ξ角形（▲)表示光電轉(zhuǎn)換元件5 的數(shù)據(jù)。圖25和圖26的縱軸是W在150°C下進(jìn)行退火之后的各光電轉(zhuǎn)換元件的Voc和FF的值 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化而得到的相對(duì)值。
[0197] 如圖25所示，在光電轉(zhuǎn)換元件5中，與光電轉(zhuǎn)換元件99相比，使伴隨著退火溫度的 上升的Voc的下降量降低。在光電轉(zhuǎn)換元件5中，特別是，將退火溫度設(shè)為200°CW上時(shí)的Voc 的下降量少。此外，如圖26所示，關(guān)于伴隨著退火溫度的上升的FF的下降量，在光電轉(zhuǎn)換元 件5與光電轉(zhuǎn)換元件99之間程度相同。因此，光電轉(zhuǎn)換元件5與光電轉(zhuǎn)換元件99相比，伴隨著 退火溫度的上升的性能的劣化較小。即，光電轉(zhuǎn)換元件5與光電轉(zhuǎn)換元件99相比，耐熱性較 優(yōu)良。
[0198] 圖27是表示改變含P的P層522的憐濃度時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件5的FF的變化的圖表。圖 28是表示改變含P的P層522的憐濃度時(shí)的光電轉(zhuǎn)換元件5的Voc的變化的圖表。此外，將P層 521和含P的P層522的棚濃度設(shè)為5 Χ102%Γ3。此外，圖27和圖28的縱軸的值是按將含P的P 層522的憐濃度設(shè)為加寸的值標(biāo)準(zhǔn)化而得到的相對(duì)值。
[0199] 如圖27所示，如果含Ρ的Ρ層522的憐濃度是2Xl〇is~1Χ102%Γ 3,則與憐濃度為0 的情況、即沒有含Ρ的Ρ層522的情況相比，能夠提高FF。另外，如圖28所示，在含Ρ的Ρ層522的 憐濃度為2 X l〇is~1 X lO^cnf3的范圍內(nèi)，與憐濃度為0的情況相比，Voc幾乎沒有變化或者 稍微提高。因此，如果含P的P層522的憐濃度是2Xl〇is~IXlO^cnf3,則能夠提高通過11 = JscXVocXFF確定的轉(zhuǎn)換效率。另一方面，如果含P的P層522的憐濃度大于1Χ102%Γ3,貝IJ 含Ρ的Ρ層522進(jìn)行η導(dǎo)電化，因此，電阻值變大或者Voc下降。
[0200] 含P的P層522的憐濃度優(yōu)選為2X10"~2X10"cnf3。如圖27所示，如果含P的P層 522的憐濃度是2 X l〇is~2 X l〇i9cnf3，則能夠維持或者提高Voc并而顯著提高FF。其結(jié)果是， 能夠顯著提高轉(zhuǎn)換效率。
[0201] W上，說明了本發(fā)明的第5實(shí)施方式。在上述實(shí)施方式中，說明了在基板10的面10a 形成有本征非晶質(zhì)層13和η型非晶質(zhì)層14的情況。但是，也可W沒有本征非晶質(zhì)層13。另外， 也可W在基板10形成被高濃度的η型載流子擴(kuò)散而得到的η+層來代替η型非晶質(zhì)層14。
[0202] 在上述實(shí)施方式中，說明了形成有η型非晶質(zhì)層14的一側(cè)的面是受光面的情況，也 可W將形成有Ρ型非晶質(zhì)層12的一側(cè)的面設(shè)為受光面。在該情況下，將電極17設(shè)為細(xì)線形狀 即可。另外，在上述實(shí)施方式中，說明了基板10是單晶娃基板的情況，基板10也可W是多晶 娃基板。
[0203] 在上述實(shí)施方式中，說明了基板10的導(dǎo)電類型為η型的情況，基板10的導(dǎo)電類型也 可W為Ρ型。
[0204] 在上述實(shí)施方式中，說明了 Ρ型滲雜物是棚、η型滲雜物是憐的情況，滲雜物的種類 不限定于此。例如Ρ型滲雜物也可W是侶，η型滲雜物也可W是神。
[020引[第6實(shí)施方式]
[0206] 圖29是示意地示出本發(fā)明的第6實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件6的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件6具備Ρ型非晶質(zhì)層62來代替光電轉(zhuǎn)換元件5的Ρ型非晶質(zhì)層52。
[0207] Ρ型非晶質(zhì)層62與Ρ型非晶質(zhì)層52相比，Ρ層521與含Ρ的Ρ層522的層疊的順序不同。 在本實(shí)施方式中，從基板10側(cè)按Ρ層521、含Ρ的Ρ層522的順序形成有Ρ層521和含Ρ的Ρ層522。 良Ρ，含Ρ的Ρ層522與透明導(dǎo)電膜15相接地形成。
[0208] 光電轉(zhuǎn)換元件6能夠與光電轉(zhuǎn)換元件5同樣地制造。
[0209] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過含Ρ的Ρ層522來抑制滲雜物從Ρ層521向透明導(dǎo)電膜15 擴(kuò)散。由此，能夠抑制透明導(dǎo)電膜15中的復(fù)合能級(jí)的增加。因此，光電轉(zhuǎn)換元件6的轉(zhuǎn)換效率 和耐熱性優(yōu)良。
[0210] [第7實(shí)施方式]
[0211] 圖30是示意地示出本發(fā)明的第7實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件7的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件7具備Ρ型非晶質(zhì)層72來代替光電轉(zhuǎn)換元件5的Ρ型非晶質(zhì)層52。
[0212] p型非晶質(zhì)層72除p層521和含P的p層522之外，還包括含P的p層523(第3濃度層）。 含P的P層523與含P的P層522同樣地，作為滲雜物而含有棚和憐運(yùn)兩者。含P的P層523的棚的 濃度與含P的P層522的棚濃度同樣地，是例如1 X l〇w~1 X 102icnf3。含P的P層523的憐濃度 與含P的P層522的憐濃度同樣地，是2X 1〇16~1 X 1〇2%ιΛ
[0213] 從基板10側(cè)按含Ρ的Ρ層522、ρ層521、含Ρ的Ρ層523的順序形成有Ρ層521、含Ρ的Ρ層 522和含Ρ的Ρ層523。即，含Ρ的Ρ層層522與本征非晶質(zhì)層11相接地形成，含Ρ的Ρ層523與導(dǎo)電 膜15相接地形成。
[0214] 光電轉(zhuǎn)換元件7能夠與光電轉(zhuǎn)換元件5同樣地制造。
[0215] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過含Ρ的Ρ層522來抑制滲雜物從Ρ層521向本征非晶質(zhì)層 11擴(kuò)散，并且，通過含Ρ的Ρ層523來抑制滲雜物從Ρ層521向透明導(dǎo)電膜15擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn) 換元件7的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0216] [第8實(shí)施方式]
[0217] 圖31是示意地示出本發(fā)明的第8實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件8的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件8具備Ρ型非晶質(zhì)層82來代替光電轉(zhuǎn)換元件5的Ρ型非晶質(zhì)層52。
[021引Ρ型非晶質(zhì)層82除Ρ層521和含Ρ的Ρ層522之外，還包括Ρ層524dP層524與Ρ層521同 樣地，作為滲雜物而含有1 X10"~1X l02icnf3的棚。
[0219] 從基板10側(cè)按P層524、含P的P層522、p層521的順序形成P層521、含P的P層522和P 層524。即，P層524與本征非晶質(zhì)層11相接地形成，P層521與透明導(dǎo)電膜15相接地形成。P層 524的棚濃度被設(shè)定成用于使基板10與P層524之間的內(nèi)建電勢(shì)增大并且使與本征非晶質(zhì)層 11的接觸電阻降低的最佳濃度，P層521的棚濃度被設(shè)定成為了使與透明導(dǎo)電膜15的接觸電 阻降低而最佳的濃度。
[0220] 光電轉(zhuǎn)換元件8能夠與光電轉(zhuǎn)換元件1同樣地制造。
[0221] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過含P的P層522來抑制棚在P層521與P層524之間相互擴(kuò) 散。另外，P層521和P層524的棚向含P的P層522擴(kuò)散，從而能夠降低棚向本征非晶質(zhì)膜11和 透明導(dǎo)電膜15擴(kuò)散的情形。因此，光電轉(zhuǎn)換元件8的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0222] [第9實(shí)施方式]
[0223] 圖32是示意地示出本發(fā)明的第9實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件9的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光電 轉(zhuǎn)換元件9具備P型非晶質(zhì)層92來代替光電轉(zhuǎn)換元件4的P型非晶質(zhì)層42。
[0224] P型非晶質(zhì)層92與P型非晶質(zhì)層52同樣地，是導(dǎo)電類型為P型并且含有氨的非晶質(zhì) 半導(dǎo)體的膜。P型非晶質(zhì)層92包括層疊的P層921和含P的P層922(第2濃度層）。在本實(shí)施方式 中，從基板10側(cè)按含P的P層922、p層921的順序形成有P層921和含P的P層922。即，含P的P層 922與本征非晶質(zhì)層41相接地形成。
[0225] 在上述實(shí)施方式中，說明了在基板10的一個(gè)面形成有紋理10a的情況，但也可W在 基板10的雙面形成有紋理。
[02%]光電轉(zhuǎn)換元件9能夠與光電轉(zhuǎn)換元件4同樣地制造。
[0227][光電轉(zhuǎn)換元件9的效果]
[0。引根據(jù)本實(shí)施方式，也能夠通過含P的P層922來抑制滲雜物從P層921向本征非晶質(zhì) 層41擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件9的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0229]根據(jù)本實(shí)施方式，通過使用含P的P層922,能夠在維持Voc的同時(shí)提高FF。另外，伴 隨著退火溫度的上升的性能的劣化小，因此耐熱性優(yōu)良。
[0230] 此外，在本實(shí)施方式中，也可W沒有本征非晶質(zhì)層43和46。另外，也可W在基板10 形成被高濃度的η型載流子擴(kuò)散而得到的n+層來代替受光面η型非晶質(zhì)層47。另外，基板10 也可W是多晶娃基板，導(dǎo)電類型也可W為Ρ型。
[0231] 在第9實(shí)施方式所例示的背面接合型的光電轉(zhuǎn)換元件中，也能夠應(yīng)用在第5~第8 實(shí)施方式中例示出的各種Ρ型非晶質(zhì)層的結(jié)構(gòu)。
[0232] [第9實(shí)施方式的變形例]
[0233] 圖33是示意地示出第9實(shí)施方式的變形例的光電轉(zhuǎn)換元件9Α的結(jié)構(gòu)的剖視圖。光 電轉(zhuǎn)換元件9Α具備形成于基板10的一個(gè)面的大致整個(gè)面的本征非晶質(zhì)層41Α來代替光電轉(zhuǎn) 換元件9的本征非晶質(zhì)層41、43。光電轉(zhuǎn)換元件9Α還具備Ρ型非晶質(zhì)層92Α來代替Ρ型非晶質(zhì) 層92,具備η型非晶質(zhì)層44Α來代替η型非晶質(zhì)層44。
[0234] Ρ型非晶質(zhì)層92Α與Ρ型非晶質(zhì)層92同樣地，包括層疊的Ρ層921Α和含Ρ的Ρ層922Α。
[0235] 光電轉(zhuǎn)換元件9Α能夠與光電轉(zhuǎn)換元件4Α同樣地制造。
[0236] [光電轉(zhuǎn)換元件9的效果]
[0237] 根據(jù)本變形例，也能夠通過含Ρ的Ρ層922Α來抑制滲雜物從Ρ層921Α向本征非晶質(zhì) 層41Α擴(kuò)散。因此，光電轉(zhuǎn)換元件9Α的轉(zhuǎn)換效率和耐熱性優(yōu)良。
[0238] 如本變形例那樣，通過使用掩模來進(jìn)行成圖，能夠省略蝕刻工序。因此，光電轉(zhuǎn)換 元件9Α與光電轉(zhuǎn)換元件9相比，能夠W更低的成本制造。
[0239] 與光電轉(zhuǎn)換元件4Α的情況同樣地，根據(jù)本變形例，能夠抑制在間隙區(qū)域中形成棚 的高濃度區(qū)域。另外，本變形例當(dāng)在基板10的雙面形成有紋理的情況下，防擴(kuò)散效果特別 大，是優(yōu)選的。
[0240] W下，作為本發(fā)明的其他方面，說明具備第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn) 換元件中的至少1個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換模塊(第10實(shí)施方式)和太陽光發(fā)電系統(tǒng)(第 11實(shí)施方式、第12實(shí)施方式）。
[0241] 第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件具有高的轉(zhuǎn)換效率，因此，具備它 的光電轉(zhuǎn)換模塊和太陽光發(fā)電系統(tǒng)也能夠具有高的轉(zhuǎn)換效率。
[0242] [第10實(shí)施方式]
[0243] 第10實(shí)施方式是具備第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件中的至少1個(gè) 光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換模塊。
[0244] <光電轉(zhuǎn)換模塊〉
[0245] 圖34是示出本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。參照?qǐng)D34,光電 轉(zhuǎn)換模塊1000具備多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001、蓋1002和輸出端子1013、1014。
[0246] 多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001陣列狀地排列并串聯(lián)連接。在圖34中，圖示了將光電轉(zhuǎn)換 元件1001串聯(lián)連接的排列，但排列和連接方式不限定于此，既可W并聯(lián)連接地排列，也可W 設(shè)為組合了串聯(lián)與并聯(lián)的排列。多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001中的各光電轉(zhuǎn)換元件使用第1~第9 實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件中的任一個(gè)。此外，關(guān)于光電轉(zhuǎn)換模塊1000,只要多個(gè) 光電轉(zhuǎn)換元件1001中的至少1個(gè)由第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件中的任一 個(gè)構(gòu)成，則不限定于上述說明，能夠做成任意的結(jié)構(gòu)。另外，光電轉(zhuǎn)換模塊1000中包括的光 電轉(zhuǎn)換元件1001的數(shù)量能夠設(shè)為2W上的任意的整數(shù)。
[0247] 蓋1002由抗老化性的蓋構(gòu)成，覆蓋多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001。蓋1002包括例如在光 電轉(zhuǎn)換元件1001的受光面?zhèn)仍O(shè)置的透明基材(例如玻璃等）、在上述光電轉(zhuǎn)換元件1001的與 受光面?zhèn)认喾吹谋趁鎮(zhèn)仍O(shè)置的背面基材(例如玻璃、樹脂片等）、w及填充上述透明基材與 上述樹脂基材之間的間隙的密封材料(例如EVA等）。
[0248] 輸出端子1013與在串聯(lián)連接的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001的一端配置的光電轉(zhuǎn)換元 件1001連接。
[0249] 輸出端子1014與在串聯(lián)連接的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001的另一端配置的光電轉(zhuǎn)換 元件1001連接。
[0250] [第11實(shí)施方式]
[0251] 第11實(shí)施方式是具備第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件中的至少1個(gè) 光電轉(zhuǎn)換元件的太陽光發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有高的轉(zhuǎn)換效率，因此具備它 的本發(fā)明的太陽光發(fā)電系統(tǒng)也能夠具有高的轉(zhuǎn)換效率。此外，太陽光發(fā)電系統(tǒng)是適當(dāng)變換 光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的電力而供給到商用電力系統(tǒng)或者電氣設(shè)備等的裝置。
[0巧2] <太陽光發(fā)電系統(tǒng)〉
[0253] 圖35是示出本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。參照?qǐng)D35,太 陽光發(fā)電系統(tǒng)2000具備光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001、連接箱2002、功率調(diào)節(jié)器2003、配電板2004 和功率計(jì)2005。如后面所述，光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001由多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊1000(第10實(shí)施方 式)構(gòu)成。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有高的轉(zhuǎn)換效率，因此，具備它的本發(fā)明的太陽光發(fā)電 系統(tǒng)也能夠具有高的轉(zhuǎn)換效率。
[0254] 在太陽光發(fā)電系統(tǒng)2000中，一般能夠附加被稱為"家庭能源管理系統(tǒng)化EMS:Home linergy Management System)"、。建筑能源管理系統(tǒng)（BEMS:Building linergy Management System)"等的功能。由此，通過進(jìn)行太陽光發(fā)電系統(tǒng)2000的發(fā)電量的監(jiān)控、與太陽光發(fā)電系 統(tǒng)2000連接的各電氣設(shè)備類的耗電量的監(jiān)控/控制等，能夠削減能量消耗量。
[02巧]連接箱2002與光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001連接。功率調(diào)節(jié)器2003與連接箱2002連接。 配電板2004與功率調(diào)節(jié)器2003和電氣設(shè)備類2011連接。功率計(jì)2005與配電板2004及商用電 力系統(tǒng)連接。
[0256] 此外，如圖38所示，也可W對(duì)功率調(diào)節(jié)器2003連接蓄電池2100。在該情況下，能夠 抑制由日照量的變動(dòng)導(dǎo)致的輸出變動(dòng)，并且，即使是沒有日照的時(shí)間段，也能夠供給在蓄電 池2100中蓄積的電力。上述蓄電池2100也可W內(nèi)置于功率調(diào)節(jié)器2003中。
[0巧7](動(dòng)作）
[025引說明太陽光發(fā)電系統(tǒng)2000的動(dòng)作。
[0259] 光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001將太陽光轉(zhuǎn)換成電而產(chǎn)生直流電力，將直流電力供給到連 接箱2002。
[0260] 功率調(diào)節(jié)器2003將從連接箱2002接受的直流電力變換成交流電力而供給到配電 板2004。此外，也可W不將從連接箱2002接受的直流電力的一部分或者全部變換成交流電 力而W直流電力直接供給到配電板2004。
[0261] 此外，如圖38所示，在對(duì)功率調(diào)節(jié)器2003連接蓄電池2100的情況下(或者在將蓄電 池2100內(nèi)置于功率調(diào)節(jié)器2003的情況下），功率調(diào)節(jié)器2003能夠?qū)倪B接箱2002接受的直 流電力的一部分或者全部適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電力變換而蓄積到蓄電池2100中。在蓄電池2100中蓄 積的電力根據(jù)光電轉(zhuǎn)換模塊的發(fā)電量、電氣設(shè)備類2011的耗電量的狀況而適當(dāng)?shù)毓┙o到功 率調(diào)節(jié)器2003側(cè)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電力變換而供給到配電板2004。
[0262] 配電板2004將從功率調(diào)節(jié)器2003接受的電力和經(jīng)由功率計(jì)2005接受的商用電力 中的至少某一方供給到電氣設(shè)備類2011。另外，配電板2004在從功率調(diào)節(jié)器2003接受的交 流電力多于電氣設(shè)備類2011的耗電時(shí)，將從功率調(diào)節(jié)器2003接受的交流電力供給到電氣設(shè) 備類2011。然后，將剩余的交流電力經(jīng)由功率計(jì)2005供給到商用電力系統(tǒng)。
[0263] 另外，配電板2004在從功率調(diào)節(jié)器2003接受的交流電力少于電氣設(shè)備類2011的耗 電時(shí)，將從商用電力系統(tǒng)接受的交流電力和從功率調(diào)節(jié)器2003接受的交流電力供給到電氣 設(shè)備類2011。
[0264] 功率計(jì)2005計(jì)測(cè)從商用電力系統(tǒng)朝向配電板2004的方向的電力，并且計(jì)測(cè)從配電 板2004朝向商用電力系統(tǒng)的方向的電力。
[0265] (光電轉(zhuǎn)換模塊陣列）
[0266] 說明光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001。
[0267] 圖36是示出圖35所示的光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。參照?qǐng)D 36,光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊1000和輸出端子2013、2014。
[0268] 多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊1000陣列狀地排列并串聯(lián)連接。在圖36中，圖示出將光電轉(zhuǎn)換 模塊1000串聯(lián)連接的排列，但排列和連接方式不限定于此，既可W并聯(lián)連接地排列，也可W 設(shè)為組合了串聯(lián)與并聯(lián)的排列。此外，光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001中包括的光電轉(zhuǎn)換模塊1000 的數(shù)量能夠設(shè)為2W上的任意的整數(shù)。
[0269] 輸出端子2013與位于串聯(lián)連接的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊1000的一端的光電轉(zhuǎn)換模塊 1000連接。
[0270] 輸出端子2014與位于串聯(lián)連接的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊1000的另一端的光電轉(zhuǎn)換模 塊1000連接。
[0271] 此外，W上的說明只不過是一個(gè)例子，在本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，只要多 個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件1001中的至少1個(gè)由第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件中的任 一個(gè)構(gòu)成，則不限定于上述說明，能夠做成任意的結(jié)構(gòu)。
[0272] [第12實(shí)施方式]
[0273] 第12實(shí)施方式是規(guī)模比作為第11實(shí)施方式而說明了的太陽光發(fā)電系統(tǒng)大的太陽 光發(fā)電系統(tǒng)。第12實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)也具備第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電 轉(zhuǎn)換元件中的至少1個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件具有高的轉(zhuǎn)換效率，因此，具 備它的本發(fā)明的太陽光發(fā)電系統(tǒng)也能夠具有高的轉(zhuǎn)換效率。
[0274] <大規(guī)模太陽光發(fā)電系統(tǒng)〉
[0275] 圖37是示出本實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的另一例的概略圖。參照?qǐng)D37， 太陽光發(fā)電系統(tǒng)4000具備多個(gè)子系統(tǒng)4001、多個(gè)功率調(diào)節(jié)器4003和變壓器4004。太陽光發(fā) 電系統(tǒng)4000是規(guī)模比圖35所示的太陽光發(fā)電系統(tǒng)2000大的太陽光發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的光電 轉(zhuǎn)換元件具有高的轉(zhuǎn)換效率，因此，具備它的本發(fā)明的太陽光發(fā)電系統(tǒng)也能夠具有高的轉(zhuǎn) 換效率。
[0276] 多個(gè)功率調(diào)節(jié)器4003分別與子系統(tǒng)4001連接。在太陽光發(fā)電系統(tǒng)4000中，功率調(diào) 節(jié)器4003和與其連接的子系統(tǒng)4001的數(shù)量能夠設(shè)為2W上的任意的整數(shù)。
[0277] 此外，如圖39所示，也可W對(duì)功率調(diào)節(jié)器4003連接蓄電池4100。在該情況下，能夠 抑制由日照量的變動(dòng)導(dǎo)致的輸出變動(dòng)，并且，即使是沒有日照的時(shí)間段，也能夠供給在蓄電 池4100中蓄積的電力。另外，上述蓄電池4100也可W內(nèi)置于功率調(diào)節(jié)器4003。
[0278] 變壓器4004與多個(gè)功率調(diào)節(jié)器4003及商用電力系統(tǒng)連接。
[0279] 多個(gè)子系統(tǒng)4001分別由多個(gè)模塊系統(tǒng)3000構(gòu)成。子系統(tǒng)4001內(nèi)的模塊系統(tǒng)3000的 數(shù)量能夠設(shè)為2W上的任意的整數(shù)。
[0280] 多個(gè)模塊系統(tǒng)3000分別包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001、多個(gè)連接箱3002和集電 箱3004。模塊系統(tǒng)3000內(nèi)的連接箱3002和與其連接的光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001的數(shù)量能夠設(shè) 為2W上的任意的整數(shù)。
[0%1]集電箱3004與多個(gè)連接箱3002連接。另外，功率調(diào)節(jié)器4003與子系統(tǒng)4001內(nèi)的多 個(gè)集電箱3004連接。
[02?。▌?dòng)作）
[0283] 說明太陽光發(fā)電系統(tǒng)4000的動(dòng)作。
[0284] 模塊系統(tǒng)3000的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換模塊陣列2001將太陽光轉(zhuǎn)換成電而產(chǎn)生直流電力， 將直流電力經(jīng)由連接箱3002供給到集電箱3004。子系統(tǒng)4001內(nèi)的多個(gè)集電箱3004將直流電 力供給到功率調(diào)節(jié)器4003。進(jìn)而，多個(gè)功率調(diào)節(jié)器4003將直流電力變換成交流電力，將交流 電力供給到變壓器4004。
[0285] 此外，如圖39所示，在對(duì)功率調(diào)節(jié)器4003連接蓄電池4100的情況下(或者在將蓄電 池4100內(nèi)置于功率調(diào)節(jié)器4003的情況下），功率調(diào)節(jié)器4003能夠?qū)募娤?004接受的直 流電力的一部分或者全部適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電力變換，并蓄積到蓄電池4100中。蓄電池4100中蓄 積的電力根據(jù)子系統(tǒng)4001的發(fā)電量而適當(dāng)供給到功率調(diào)節(jié)器4003側(cè)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行電力變換 而供給到變壓器4004。
[0286] 變壓器4004變換從多個(gè)功率調(diào)節(jié)器4003接受的交流電力的電壓電平而供給到商 用電力系統(tǒng)。
[0287] 此外，太陽光發(fā)電系統(tǒng)4000只要具備第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元 件中的至少1個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件即可，太陽光發(fā)電系統(tǒng)4000中包括的全部光電轉(zhuǎn)換元件不需 要都是第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件。例如也可能存在某個(gè)子系統(tǒng)4001中 包括的全部光電轉(zhuǎn)換元件是第1~第9實(shí)施方式及其變形例的光電轉(zhuǎn)換元件中的任一個(gè)、而 其他子系統(tǒng)4001中包括的光電轉(zhuǎn)換元件的一部分或者全部不是第1~第9實(shí)施方式及其變 形例的光電轉(zhuǎn)換元件的情況等。
[0288] 如上所述，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，將上述各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合也在最 初的預(yù)計(jì)范圍內(nèi)。
[0289] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置具備娃基板、形成于娃基板的一個(gè)面并且 實(shí)質(zhì)上是本征的本征非晶質(zhì)層W及形成于本征非晶質(zhì)層上的第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層，第1導(dǎo) 電類型非晶質(zhì)層包括第1濃度層和層疊于第1濃度層的第2濃度層。第2濃度層的滲雜物濃度 是8 X 10"cnf3W上且低于第1濃度層的滲雜物濃度(第1結(jié)構(gòu)）。
[0290] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換裝置具備娃基板和第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層。在娃基板與第 1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層之間形成本征非晶質(zhì)層。本征非晶質(zhì)層抑制在娃基板與第1導(dǎo)電類型非 晶質(zhì)層的接合部生成復(fù)合能級(jí)。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層包括層疊于第1濃度層的第2濃度層。 第2濃度層的滲雜物濃度低于第1濃度層的滲雜物濃度。通過第2濃度層，能夠抑制滲雜物從 第1濃度層向其他層擴(kuò)散。另外，通過將第2濃度層的滲雜物濃度設(shè)為8Xl〇i7cnf3W上，能夠 抑制形狀因子下降。由此，能夠提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率。
[0291] 在上述第1結(jié)構(gòu)中，也可W構(gòu)成為第2濃度層的滲雜物是棚(第2結(jié)構(gòu)）。
[0292] 本發(fā)明的其他實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置具備娃基板、形成于娃基板的一個(gè)面并且 實(shí)質(zhì)上是本征的本征非晶質(zhì)層W及形成于本征非晶質(zhì)層上的第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層。第1導(dǎo) 電類型非晶質(zhì)層包括第1濃度層和層疊于第1濃度層的第2濃度層。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層的 導(dǎo)電類型是P型，第2濃度層含有P型滲雜物和η型滲雜物(第3結(jié)構(gòu)）。
[0293] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換裝置具備娃基板和第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層。在娃基板與第 1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層之間形成本征非晶質(zhì)層。本征非晶質(zhì)層抑制在娃基板與第1導(dǎo)電類型非 晶質(zhì)層的接合部生成復(fù)合能級(jí)。第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層包括層疊于第1濃度層的第2濃度層。 第2濃度層含有Ρ型滲雜物和η型滲雜物。通過第2濃度層，能夠抑制滲雜物從第1濃度層向其 他層擴(kuò)散。由此，能夠提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率。
[0294] 在上述第3結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，第2濃度層的η型滲雜物的濃度是2 Xl〇is~IX 1〇2%1-3(第 4 結(jié)構(gòu)）。
[02M]在上述第1~4中的任一個(gè)結(jié)構(gòu)中，也可W構(gòu)成為第2濃度層形成于本征非晶質(zhì)層 上，第1濃度層形成于第2濃度層(第5結(jié)構(gòu)）。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制第1濃度層的滲雜物向本 征非晶質(zhì)層擴(kuò)散。
[0296] 在上述第1~4中的任一個(gè)結(jié)構(gòu)中，也可W構(gòu)成為光電轉(zhuǎn)換裝置還具備形成于第1 導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層上的導(dǎo)電膜，第1濃度層形成于本征非晶質(zhì)層上，第2濃度層形成于第1濃 度層上(第6結(jié)構(gòu)）。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制第1濃度層的滲雜物向?qū)щ娔U(kuò)散。
[0297] 在上述第1~6中的任一個(gè)結(jié)構(gòu)中，也可W構(gòu)成為第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層還包括層 疊于第1濃度層和第2濃度層并且抑制第1濃度層的滲雜物的擴(kuò)散的第3濃度層(第7結(jié)構(gòu)）。
[0298] 在上述第7結(jié)構(gòu)中，光電轉(zhuǎn)換裝置也可W構(gòu)成為還具備形成于第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì) 層上的導(dǎo)電膜，第2濃度層形成于本征非晶質(zhì)層上，第1濃度層形成于第2濃度層上，第3濃度 層形成于第1濃度層上(第8結(jié)構(gòu)）。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制第1濃度層的滲雜物向本征非晶質(zhì) 層和導(dǎo)電層擴(kuò)散。
[0299] 光電轉(zhuǎn)換裝置也可W構(gòu)成為還具備形成于娃基板的另一面并且具有與第1導(dǎo)電類 型非晶質(zhì)層相反的導(dǎo)電類型的第2導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層(第9結(jié)構(gòu)）。
[0300] 光電轉(zhuǎn)換裝置也可W構(gòu)成為還具備在娃基板的上述一個(gè)面且娃基板的面內(nèi)方向 上與第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層相鄰地形成、并且具有與第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層相反的導(dǎo)電類型 的第2導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層(第10結(jié)構(gòu)）。
[0301] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換模塊是使用上述任一個(gè)結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換裝置 的光電轉(zhuǎn)換模塊(第11結(jié)構(gòu)）。
[0302] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的太陽光發(fā)電系統(tǒng)是包括上述光電轉(zhuǎn)換模塊的太陽光發(fā) 電系統(tǒng)(第12結(jié)構(gòu)）。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備： 娃基板； 本征非晶質(zhì)層，形成于所述硅基板的一個(gè)面，并且實(shí)質(zhì)上是本征的；以及 第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層，形成于所述本征非晶質(zhì)層上， 所述第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層包括第1濃度層以及層疊于所述第1濃度層的第2濃度層， 所述第2濃度層的摻雜物濃度是8 X 1017cnf3以上且低于所述第1濃度層的摻雜物濃度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第2濃度層的摻雜物是硼。3. -種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，具備： 娃基板； 本征非晶質(zhì)層，形成于所述硅基板的一個(gè)面，并且實(shí)質(zhì)上是本征的；以及 第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層，形成于所述本征非晶質(zhì)層上， 所述第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層包括第1濃度層以及層疊于所述第1濃度層的第2濃度層， 所述第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層的導(dǎo)電類型是P型， 所述第2濃度層含有p型摻雜物和η型摻雜物。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第2濃度層的η型摻雜物的濃度是2 X 1016~1 X 102()Cnf3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第2濃度層形成于所述本征非晶質(zhì)層上， 所述第1濃度層形成于所述第2濃度層上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 還具備形成于所述第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層上的導(dǎo)電膜， 所述第1濃度層形成于所述本征非晶質(zhì)層上， 所述第2濃度層形成于所述第1濃度層上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述第1導(dǎo)電類型非晶質(zhì)層還包括第3濃度層，該第3濃度層層疊于所述第1濃度層和所 述第2濃度層，抑制所述第1濃度層的摻雜物的擴(kuò)散。
【文檔編號(hào)】H01L31/0747GK106062973SQ201580012504
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日 公開號(hào)201580012504.8, CN 106062973 A, CN 106062973A, CN 201580012504, CN-A-106062973, CN106062973 A, CN106062973A, CN201580012504, CN201580012504.8, PCT/2015/60655, PCT/JP/15/060655, PCT/JP/15/60655, PCT/JP/2015/060655, PCT/JP/2015/60655, PCT/JP15/060655, PCT/JP15/60655, PCT/JP15060655, PCT/JP1560655, PCT/JP2015/060655, PCT/JP2015/60655, PCT/JP2015060655, PCT/JP201560655
【發(fā)明人】原田真臣, 酒井敏彥, 菅沼利人, 辻埜和也, 國吉督章, 神川剛
【申請(qǐng)人】夏普株式會(huì)社