光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年，尤其從地球環(huán)境問題的觀點出發(fā)，將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能的太陽電池 作為下一代能源的期待急劇提高。在太陽電池中，有使用了化合物半導(dǎo)體或者有機材料的 太陽電池等各種種類的太陽電池，但當(dāng)前成為主流的是使用了硅晶的太陽電池。
[0003] 現(xiàn)在，制造以及銷售最多的太陽電池是在太陽光入射的側(cè)的面即受光面和受光面 的相反側(cè)即背面分別形成了電極的結(jié)構(gòu)的太陽電池。
[0004] 但是，在受光面形成了電極的情況下，由于有電極中的太陽光的反射以及吸收，所 以入射的太陽光的量減少相應(yīng)于電極的面積的量。因此，也在推進只在背面形成了電極的 太陽電池的開發(fā)（例如，參照特表2009-524916號公報（專利文獻1))
[0005] 圖21表示在專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質(zhì)結(jié)器件的示意性的剖視圖。如 圖21所示，在專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質(zhì)結(jié)器件中，在晶硅片101的背面上形 成本征氫化非晶硅過渡層102,在本征氫化非晶硅過渡層102中形成氫化非晶硅的n摻雜區(qū) 域103以及p摻雜區(qū)域104,在n摻雜區(qū)域103上以及p摻雜區(qū)域104上具有電極105,在 電極105之間設(shè)置有絕緣性的反射層106。
[0006] 在圖21所示的專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質(zhì)結(jié)器件中，n摻雜區(qū)域103 以及P摻雜區(qū)域104使用光刻和/或蔭罩工藝（shadow masking process)來形成（例如， 參照專利文獻1的段落[0020]等）。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1:特表2009-524916號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的課題
[0011] 但是，在使用光刻來形成n摻雜區(qū)域103以及p摻雜區(qū)域104的情況下，需要對本 征氫化非晶硅過渡層102通過n摻雜區(qū)域103以及p摻雜區(qū)域104的蝕刻選擇比大的方法 來對n摻雜區(qū)域103以及p摻雜區(qū)域104進行蝕刻，但在專利文獻1中，沒有記載這樣的蝕 刻選擇比大的蝕刻法。
[0012] 此外，由于本征氫化非晶硅過渡層102和n摻雜區(qū)域103的疊層體的厚度、以及本 征氫化非晶硅過渡層102和p摻雜區(qū)域104的疊層體的厚度為幾A~幾十nm (專利文 獻1的段落[0018])，所以本征氫化非晶硅過渡層102的厚度成為非常薄。這樣，留下極其 薄的本征氫化非晶硅過渡層102而對n摻雜區(qū)域103以及p摻雜區(qū)域104進行蝕刻是極其 困難的。
[0013] 進一步，在使用蔭罩工藝來形成n摻雜區(qū)域103以及P摻雜區(qū)域104的情況下， 在通過等離子CVD(化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapor Deposition))法來將n摻雜區(qū)域103 以及P摻雜區(qū)域104成膜時，通過向掩模背面的氣體的蔓延，n摻雜區(qū)域103和p摻雜區(qū)域 104之間難以分離，所以圖案形成精度非常差，因此，需要增大n摻雜區(qū)域103和p摻雜區(qū) 域104之間的間隔。但是，在增大了 n摻雜區(qū)域103和p摻雜區(qū)域104之間的間隔的情況 下，由于沒有形成n摻雜區(qū)域103以及p摻雜區(qū)域104中的任一個的區(qū)域增大，所以非晶硅 /晶硅異質(zhì)結(jié)器件的轉(zhuǎn)換效率降低。
[0014] 鑒于上述的情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以高的成品率來制造、且特性 高的光電轉(zhuǎn)換元件。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 本發(fā)明是一種光電轉(zhuǎn)換元件，包括：第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體；本征層，在半導(dǎo)體上設(shè) 置且含有氫化非晶硅；第一導(dǎo)電型層，覆蓋本征層的一部分且含有第一導(dǎo)電型的氫化非晶 硅；第二導(dǎo)電型層，覆蓋本征層的一部分且含有第二導(dǎo)電型的氫化非晶硅；絕緣層，覆蓋本 征層的一部分；第一電極，在第一導(dǎo)電型層上設(shè)置；以及第二電極，在第二導(dǎo)電型層上設(shè) 置，第一電極經(jīng)由第二導(dǎo)電型層設(shè)置在第一導(dǎo)電型層上，并且，第一電極的至少一部分位于 第一導(dǎo)電型層和本征層相接的區(qū)域的上方，第二電極的至少一部分位于第二導(dǎo)電型層和本 征層相接的區(qū)域的上方。通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠在絕緣層上進行第一導(dǎo)電型層的 圖案形成，能夠降低在n型層的圖案形成時半導(dǎo)體以及本征層受到的損壞。由此，能夠以高 的成品率來制造異質(zhì)結(jié)型背接觸電池，且能夠提高其特性。此外，通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，由 于不需要進行第二導(dǎo)電型層的圖案形成，所以能夠簡化異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造工序。
[0017] 發(fā)明效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠以高的成品率來制造、且特性高的光電轉(zhuǎn)換元件。
【附圖說明】
[0019] 圖1是實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0020] 圖2是對實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0021] 圖3是對實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0022] 圖4是對實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0023] 圖5是對實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0024] 圖6是對實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0025] 圖7是對實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0026] 圖8是實施方式2的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0027] 圖9是對實施方式2的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意性 的剖視圖。
[0028] 圖10是對實施方式2的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0029] 圖11是對實施方式2的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0030] 圖12是實施方式3的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0031] 圖13是對實施方式3的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0032] 圖14是對實施方式3的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0033] 圖15是對實施方式3的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0034] 圖16是實施方式4的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0035] 圖17是對實施方式4的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0036] 圖18是對實施方式4的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0037] 圖19是對實施方式4的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的制造方法的一例進行圖解的示意 性的剖視圖。
[0038] 圖20(a)是實施例的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池的剖面結(jié)構(gòu)，（b)是沿著（a)的XXb-XXb 的示意性的剖視圖。
[0039] 圖21是在專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質(zhì)結(jié)器件的示意性的剖視圖。
[0040] 圖22是實施方式5的光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0041] 圖23是實施方式6的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0042] 圖24是圖23所示的光電轉(zhuǎn)換模塊陣列的結(jié)構(gòu)的一例的概略圖。
[0043] 圖25是實施方式7的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略圖。
【具體實施方式】
[0044] 以下，說明本發(fā)明的實施方式。另外，在本發(fā)明的附圖中，設(shè)為相同的參照標(biāo)號表 示相同部分或者相當(dāng)部分。
[0045] <實施方式1>
[0046] 圖1表示作為本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換元件的一例的實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池 的示意性的剖視圖。實施方式1的異質(zhì)結(jié)型背接觸電池包括由n型單晶硅而成的半導(dǎo)體1、 覆蓋半導(dǎo)體1的背面的整個面且含有i型的氫化非晶硅的本征層2、覆蓋本征層2的背面的 一部分且含有n型的氫化非晶硅的n型層4、覆蓋本征層2的背面的一部分且含有p型的 氫化非晶硅的P型層5、覆蓋本征層2的背面的一部分的絕緣層3。這里，n型層4、p型層 5以及絕緣層3相互覆蓋半導(dǎo)體1的背面的不同的區(qū)域。
[0047] 絕緣層3形成為帶狀。n型層4形成為具有凹部沿著圖1的紙面的法線方向以直線 狀延伸的槽部4b、和從槽部4b的兩側(cè)壁的上端沿著槽部4b的外側(cè)方向伸長的擋板（flap) 部4c的形狀。p型層5形成為覆蓋形成了絕緣層3以及n型層4的本征層2的背面?zhèn)鹊?整個面的形狀。即，P型層5在p型層5和本征層2相接的區(qū)域9中直接覆蓋本征層2的 背面，且在P型層5和本征層2相接的區(qū)域9以外的區(qū)域10中，經(jīng)由絕緣層3以及n型層 4的至少一方間接覆蓋本征層2。
[0048] 絕緣層3的背面的一部分通過n型層4的擋板部4c而被覆蓋，絕緣層3的背面的 其他的一部分通過P型層5而被覆蓋。此外，n型層4的背面以及端部4a通過p型層5而 被覆蓋。另外，n型層4的端部4a是n型層4的擋板部4c的外側(cè)的端面。此外，n型層4 的端部4a位于絕緣層3的背面上。
[0049] 在位于n型層4上的p型層5上，設(shè)置有第一電極6。因此，第一電極6經(jīng)由p型 層5設(shè)置在n型層4上。此外，第一電極6的至少一部分位于本征層2和n型層4相接的 區(qū)域8的上方。
[0050] 在p型層5上設(shè)置有第二電極7。此外，第二電極7的至少一部分位于本征層2和 P型層5相接的區(qū)域9的上方。
[0051] 與絕緣層3、n型層4以及p型層5相同地，第一電極6以及第二電極7也具有沿 著圖1的紙面的法線方向以直線狀伸長的形狀。與第一電極6的伸長方向垂直的方向的端 面即端部6a以及與第二電極7的伸長方向垂直的方向的端面即端部7a位于絕緣層3上的 P型層5上。
[0052] 半導(dǎo)體1的背面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)成為上述的結(jié)構(gòu)，但也可以在與半導(dǎo)體1的背面相反側(cè) 的受光面形成有紋理結(jié)構(gòu)和/或兼作鈍化膜的反射防止膜。反射防止膜也可以是在鈍化層 上疊層了反射防止層的疊層膜。
[0053] 以下，參照圖2~圖7的示意性的剖視圖，說明實施方式