光電轉換裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種窗層中的光吸收損失少且轉換效率高的光電轉換裝置。一種光電轉換裝置，其中在結晶硅襯底的一個表面上包括第一硅半導體襯底、透光半導體層以及部分性地形成在上述透光半導體層上的第二硅半導體層及第一電極，而在該結晶硅襯底的另一個表面上包括第三硅半導體層、第四硅半導體層及第二電極。該透光半導體層由有機化合物和無機化合物構成。

【技術實現步驟摘要】
光電轉換裝置
本專利技術涉及一種具有包含有機化合物及無機化合物的窗層的光電轉換裝置。
技術介紹
近年來，作為地球變暖對策，發電時不排出二氧化碳的光電轉換裝置備受矚目。作為上述光電轉換裝置的典型例子，已知使用單晶硅、多晶硅等結晶硅襯底的太陽能電池。在使用結晶硅襯底的太陽能電池中，廣泛地使用具有所謂同質結（homojunction）的結構，其中在該結晶硅襯底的一個表面一側通過擴散雜質來形成其導電型與該結晶硅襯底的導電型不同的層。另外，也已知如下結構，其中在結晶硅襯底的一個表面上使其光學帶隙及導電型與該結晶硅襯底不同的非晶硅成膜來形成異質結（heterojunction）（參照專利文獻1、2）。[專利文獻1]日本專利申請公開平4-130671號公報[專利文獻2]日本專利申請公開平10-135497號公報。在上述光電轉換裝置的結構中，因為作為窗層使用結晶硅或非晶硅，所以在該窗層中發生光吸收損失。雖然在窗層中也產生光載流子，但是在窗層內少數載流子易重新結合，能夠作為電流取出的光載流子的大部分產生在與p-n結相比位于背面電極一側的結晶硅襯底內。即，因為實質上不利用在窗層中被吸收的光，所以窗層優選使用在結晶硅具有光敏度的波長范圍內具有透光性的材料形成。
技術實現思路
因此，本專利技術的一個方式的目的在于，提供一種窗層中的光吸收損失少的光電轉換裝置。本說明書所公開的本專利技術的一個方式涉及一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置包括作為窗層的由有機化合物及無機化合物形成的p型透光半導體層以及柵電極下的p+型的硅半導體層。本說明書所公開的本專利技術的一個方式是一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置的特征在于，包括：結晶硅襯底；形成在結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層；形成在第一硅半導體層上的透光半導體層；部分性地形成在透光半導體層上的第二硅半導體層；形成在第二硅半導體層上的第一電極；形成在結晶硅襯底的另一個表面上的第三硅半導體層；形成在第三硅半導體層上的第四硅半導體層；以及形成在第四硅半導體層上的第二電極。另外，本說明書等中的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免構成要素的混淆而附記的，而不是用于在順序或數目方面上進行限制。另外，本說明書所公開的本專利技術的另一個方式是一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置的特征在于，包括：結晶硅襯底；部分性地形成在結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層；形成在第一硅半導體層上的第二硅半導體層；形成在第二硅半導體層上的第一電極；覆蓋結晶硅襯底的一個表面以及形成在該表面上的層疊體的透光半導體層；形成在結晶硅襯底的另一個表面上的第三硅半導體層；形成在第三硅半導體層上的第四硅半導體層；以及形成在第四硅半導體層上的第二電極。另外，本說明書所公開的本專利技術的另一個方式是一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置的特征在于，包括：結晶硅襯底；形成在結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層；部分性地形成在第一硅半導體層上的第二硅半導體層；形成在第二硅半導體層上的第一電極；覆蓋第一硅半導體層以及形成在該硅半導體層上的層疊體的透光半導體層；形成在結晶硅襯底的另一個表面上的第三硅半導體層；形成在第三硅半導體層上的第四硅半導體層；以及形成在第四硅半導體層上的第二電極。上述第一硅半導體層及第三硅半導體層可以使用i型導電型的硅半導體層。另外，優選上述結晶硅襯底的導電型為n型，第二硅半導體層的導電型為p型。另外，優選第四硅半導體層的導電型為n型且其載流子濃度高于結晶硅襯底的載流子濃度。另外，透光半導體層優選為p型。上述透光半導體層可以使用由有機化合物及無機化合物形成的層。上述無機化合物優選為屬于元素周期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。具體而言，可以使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳或氧化錸等。另外，作為上述有機化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、包含二苯并呋喃骨架或二苯并噻吩骨架的雜環化合物中的任一種。另外，上述有機化合物也可以為高分子化合物。另外，也可以形成接觸于上述透光半導體層的透光導電膜。另外，優選第二硅半導體層的載流子濃度高于上述透光半導體層的載流子濃度。另外，還可以構成為用透光導電膜代替第四硅半導體層。通過使用本專利技術的一個方式，可以減少窗層中的光吸收損失，從而可以提供轉換效率高的光電轉換裝置。附圖說明圖1為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的截面圖；圖2為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的截面圖；圖3為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的截面圖；圖4為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的截面圖；圖5為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的截面圖；圖6為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的制造方法的工序截面圖；圖7為說明本專利技術的一個方式的光電轉換裝置的制造方法的工序截面圖；圖8為說明形成于樣品表面的凹凸的SEM照片；圖9為說明樣品的反射率的圖。附圖標號說明100結晶硅襯底；111第一硅半導體層；112第二硅半導體層；113第三硅半導體層；114第四硅半導體層；150透光半導體層；160透光導電膜；170第一電極；190第二電極。具體實施方式以下使用附圖詳細地說明本專利技術的實施方式。但是，本專利技術不局限于以下的說明，只要是本領域的技術人員就容易理解一個事實就是其形態和細節可以作各種各樣的變換。另外，本專利技術不應該被解釋為僅限于以下所示的實施方式的記載內容。此外，在用于說明實施方式的所有附圖中，使用相同的標號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重復說明。實施方式1在本實施方式中，對本專利技術的一個方式中的光電轉換裝置及其制造方法進行說明。圖1A為本專利技術的一個方式中的光電轉換裝置的截面圖。該光電轉換裝置構成為包括：結晶硅襯底100；形成在該結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層111、透光半導體層150、第二硅半導體層112及第一電極170；以及形成在該結晶硅襯底的另一個表面上的第三硅半導體層113、第四硅半導體層114及第二電極190。另外，第一電極170為柵電極（gridelectrode）并且第一電極170一側成為受光面。另外，也可以設第二電極190為柵電極，采用雙面都為受光面的結構。另外，圖1A示出對結晶硅襯底的表面及背面進行了凹凸加工的例子。入射光在進行了凹凸加工的表面上多重反射，且光傾斜地進行到光電轉換區內，因此光路長度增大。另外，也可以產生背面反射光在表面全反射的所謂陷光效果（lighttrappingeffect）。另外，也可以如圖1B所示那樣采用只對表面和背面中的任一方進行凹凸加工的結構。經過凹凸加工結晶硅襯底的表面積增大，可獲得上述光學效果，另一方面會導致表面缺陷的絕對量增大。因此，實施者應考慮光學效果與表面缺陷量的平衡以能夠獲得更好的電特性的方式決定結構。另外，還可以構成為在上述凹凸表面上設置更細小的凹凸（周期為1μm以下）。圖8A是具有上述凹凸的樣品A的SEM照片，圖8B是在該凹凸表面上形成細小的凹凸的樣品B的SEM照片。另外，圖8A和圖8B的SEM照片是將各樣品傾斜30度拍攝的照片。圖9示出上述樣品A及樣品B的表面反射率的測量結果。樣品A在300nm至1200nm的波長區域中，在短波長側及長波長側呈現高反射率，該波長區域中的最小值為10%左右。另一方面，樣品B在整個該波長區域中反射率下降本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光電轉換裝置，包括：結晶硅襯底；所述結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層；所述第一硅半導體層上的透光半導體層；部分性地形成在所述透光半導體層上的第二硅半導體層；以及形成在所述第二硅半導體層上的第一電極，其中，所述透光半導體層包括有機化合物和無機化合物。

【技術特征摘要】
2011.07.21 JP 2011-1597971.一種光電轉換裝置，包括：結晶硅襯底；所述結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層，所述第一硅半導體層部分地覆蓋所述結晶硅襯底的表面；所述第一硅半導體層上的第二硅半導體層；所述第二硅半導體層上的第一電極；以及覆蓋所述結晶硅襯底、所述第一硅半導體層、所述第二硅半導體層及所述第一電極的透光半導體層，其中，所述透光半導體層包括有機化合物和無機化合物，并且所述透光半導體層與所述結晶硅襯底直接接觸。2.一種光電轉換裝置，包括：結晶硅襯底；所述結晶硅襯底的一個表面上的第一硅半導體層；所述第一硅半導體層上的第二硅半導體層，所述第二硅半導體層部分地覆蓋所述第一硅半導體層；所述第二硅半導體層上的第一電極；以及覆蓋所述結晶硅襯底、所述第一硅半導體層、所述第二硅半導體層及所述第一電極的透光半導體層，其中，所述透光半導體層包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山崎舜平，
申請(專利權)人：株式會社半導體能源研究所，
類型：發明
國別省市：