CN104995748B - 光电转换元件 - Google Patents

光电转换元件 Download PDF

Info

Publication number
CN104995748B
CN104995748B CN201480008353.4A CN201480008353A CN104995748B CN 104995748 B CN104995748 B CN 104995748B CN 201480008353 A CN201480008353 A CN 201480008353A CN 104995748 B CN104995748 B CN 104995748B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
photo
conversion element
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480008353.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104995748A (zh
Inventor
木本贤治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN104995748A publication Critical patent/CN104995748A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104995748B publication Critical patent/CN104995748B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • H01L31/03762—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer or HIT® solar cells; solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Abstract

一种光电转换元件，包括半导体、在半导体上设置且含有氢化非晶硅的本征层、覆盖本征层的一部分且含有第一导电型的氢化非晶硅的第一导电型层、含有第二导电型的氢化非晶硅的第二导电型层以及覆盖第一导电型层的端部区域的绝缘膜，第二导电型层的端部位于绝缘膜上或者绝缘膜上方。

Description

光电转换元件
技术领域
本发明涉及光电转换元件。
背景技术
近年，尤其从地球环境问题的观点出发，将太阳光能直接转换为电能的太阳电池作为下一代能源的期待急剧提高。在太阳电池中，有使用了化合物半导体或者有机材料的太阳电池等各种种类的太阳电池，但当前成为主流的是使用了硅晶的太阳电池。
现在，制造以及销售最多的太阳电池是在太阳光入射的侧的面即受光面和受光面的相反侧即背面分别形成了电极的结构的太阳电池。
但是，在受光面形成了电极的情况下，由于有电极中的太阳光的反射以及吸收，所以入射的太阳光的量减少相应于电极的面积的量。因此，也在推进只在背面形成了电极的太阳电池的开发(例如，参照特表2009-524916号公报(专利文献1))。
图21表示在专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件的示意性的剖视图。如图21所示，在专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件中，在晶硅片101的背面上形成本征氢化非晶硅过渡层102，在本征氢化非晶硅过渡层102中形成氢化非晶硅的n掺杂区域103以及p掺杂区域104，在n掺杂区域103上以及p掺杂区域104上具有电极105，在电极105之间设置有绝缘性的反射层106。
在图21所示的专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件中，n掺杂区域103以及p掺杂区域104使用光刻和/或荫罩工艺(shadow masking process)来形成(例如，参照专利文献1的段落[0020]等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特表2009-524916号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在使用光刻来形成n掺杂区域103以及p掺杂区域104的情况下，需要对本征氢化非晶硅过渡层102通过n掺杂区域103以及p掺杂区域104的蚀刻选择比大的方法来对n掺杂区域103以及p掺杂区域104进行蚀刻，但在专利文献1中，没有记载这样的蚀刻选择比大的蚀刻法。
此外，由于本征氢化非晶硅过渡层102和n掺杂区域103的叠层体的厚度、以及本征氢化非晶硅过渡层102和p掺杂区域104的叠层体的厚度为(专利文献1的段落[0018])，所以本征氢化非晶硅过渡层102的厚度成为非常薄。这样，留下极其薄的本征氢化非晶硅过渡层102而对n掺杂区域103以及p掺杂区域104进行蚀刻是极其困难的。
进一步，在使用荫罩工艺来形成n掺杂区域103以及p掺杂区域104的情况下，在通过等离子CVD(化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition))法来将n掺杂区域103以及p掺杂区域104成膜时，通过向掩模背面的气体的蔓延，n掺杂区域103和p掺杂区域104之间难以分离，所以图案形成精度非常差，因此，需要增大n掺杂区域103和p掺杂区域104之间的间隔。但是，在增大了n掺杂区域103和p掺杂区域104之间的间隔的情况下，由于没有形成n掺杂区域103以及p掺杂区域104中的任一个的区域增大，所以非晶硅/晶硅异质结器件的转换效率降低。
鉴于上述的情况，本发明的目的在于，提供一种能够以高的成品率来制造、且特性高的光电转换元件。
用于解决课题的手段
本发明是一种光电转换元件，包括：半导体；本征层，在半导体上设置且含有氢化非晶硅；第一导电型层，覆盖本征层的一部分且含有第一导电型的氢化非晶硅；第二导电型层，覆盖本征层的一部分且含有第二导电型的氢化非晶硅；绝缘膜，覆盖第一导电型层的端部区域；第一电极，在第一导电型层上设置；以及第二电极，在第二导电型层上设置，第二导电型层的端部位于绝缘膜上或者绝缘膜上方。通过设为这样的结构，由于能够在绝缘层上进行第二导电型层的图案形成，能够降低在第二导电型层的图案形成时半导体以及本征层以及第一导电型层受到的损坏。此外，由于第一导电型层和第二导电型层在厚度方向上被绝缘，所以能够显著降低分流电流。因此，本发明的光电转换元件能够设为能够以高的成品率来制造、且特性高的光电转换元件。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够以高的成品率来制造、且特性高的光电转换元件。
附图说明
图1是实施方式1的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
图2是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图3是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图4是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图5是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图6是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图7是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图8是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图9是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图10是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图11是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图12是实施方式2的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
图13是实施方式3的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
图14表示实施方式4的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
图15是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图16是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图17是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图18是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图19(a)是实施例1的异质结型背接触电池的剖面结构，(b)是沿着(a)的XIXb-XIXb的示意性的剖视图。
图20(a)是实施例2的异质结型背接触电池的剖面结构，(b)是沿着(a)的XXb-XXb的示意性的剖视图。
图21是在专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件的示意性的剖视图。
图22是实施方式5的光电转换模块的结构的概略图。
图23是实施方式6的太阳光发电***的结构的概略图。
图24是图23所示的光电转换模块阵列的结构的一例的概略图。
图25是实施方式7的太阳光发电***的结构的概略图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。另外，在本发明的附图中，设为相同的参照标号表示相同部分或者相当部分。
＜实施方式1＞
图1表示作为本发明的光电转换元件的一例的实施方式1的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。实施方式1的异质结型背接触电池包括由n型单晶硅而成的半导体1、覆盖半导体1的背面的整个面且含有i型的氢化非晶硅的本征层4、覆盖本征层4的背面的一部分且含有n型的氢化非晶硅的n型层6、覆盖本征层4的背面的一部分且含有p型的氢化非晶硅的p型层8、覆盖本征层4的背面的一部分的绝缘层5。这里，n型层6、p型层8以及绝缘层5相互覆盖半导体1的背面的不同的区域。
绝缘层5形成为带状。n型层6形成为具有凹部沿着图1的纸面的法线方向以直线状延伸的槽部6b、和从槽部6b的两侧壁的上端沿着槽部6b的外侧方向伸长的挡板(flap)部6c的形状。p型层8形成为具有凹部沿着图1的纸面的法线方向以直线状延伸的槽部8b、和从槽部8b的两侧壁的上端沿着槽部8b的外侧方向伸长的挡板部8c的形状。
绝缘层5的背面的一部分通过n型层6的挡板部6c而被覆盖，绝缘层5的背面的其他的一部分通过绝缘膜7而被覆盖。作为n型层6的端部区域的挡板部6c的背面的一部分通过绝缘膜7而被覆盖。绝缘膜7的背面的整个面通过作为p型层8的端部区域的挡板部8c而被覆盖。
以埋设n型层6的槽部6b且覆盖挡板部6c的背面的一部分的方式，设置有第一电极9，以埋设p型层8的槽部8b且覆盖挡板部8c的背面的一部分的方式，设置有第二电极10。此外，第一电极9还覆盖p型层8的挡板部8c的背面的一部分。
n型层6的挡板部6c的外侧的端面即端部6a以及p型层8的挡板部8c的外侧的端面即端部8a分别位于本征层4和绝缘层5相接的区域R2的上方(背面侧)。另外，本征层4和绝缘层5相接的区域R2的宽度W2例如能够设为10μm以上且300μm以下。
n型层6的端部6a位于绝缘层5的背面上，p型层8的端部8a位于绝缘膜7的背面上。因此，p型层8的端部8a经由绝缘膜7比n型层6的端部6a还位于上方。此外，n型层6的端部6a通过绝缘膜7而被覆盖。
与绝缘层5、n型层6、绝缘膜7以及p型层8相同地，第一电极9以及第二电极10也具有沿着图1的纸面的法线方向以直线状伸长的形状。与第一电极9的伸长方向垂直的方向的端面即端部9a以及与第二电极10的伸长方向垂直的方向的端面即端部10a位于绝缘层5上的n型层6的上方。
本征层4和n型层6相接的区域R1中的本征层4的厚度成为t1，本征层4和n型层6相接的区域R1的宽度W1例如能够设为50μm以上且500μm以下。
此外，本征层4和p型层8相接的区域R3中的本征层4的厚度成为t2，本征层4和p型层8相接的区域R3的宽度W3例如能够设为0.6mm以上且2mm以下。
半导体1的背面侧的结构成为上述的结构，但在与半导体1的背面相反侧的受光面形成有纹理结构2，且在纹理结构2上形成有兼作钝化膜的反射防止膜3。反射防止膜3也可以是在钝化层上叠层了反射防止层的叠层膜。
以下，参照图2～图11的示意性的剖视图，说明实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例。首先，如图2所示，在进行了RCA清洗的半导体1的背面的整个面，例如通过等离子CVD法来叠层了由i型的氢化非晶硅而成的本征层4之后，在本征层4的背面的整个面，例如通过等离子CVD法来叠层绝缘层5。这里，在半导体1的受光面中，如上所述那样，形成有纹理结构(未图示)以及兼作钝化膜的反射防止膜(未图示)。另外，在本说明书中，“i型”意味着本征半导体。
作为半导体1，并不限定于n型单晶硅，例如也可以使用从以往公知的半导体。半导体1的厚度并不特别限定，但例如能够设为50μm以上且300μm以下，优选能够设为70μm以上且150μm以下。此外，半导体1的比电阻也并不特别限定，但例如能够设为0.5Ω·cm以上且10Ω·cm以下。
半导体1的受光面的纹理结构例如能够通过对半导体1的受光面的整个面进行纹理蚀刻等而形成。
半导体1的受光面的兼作钝化膜的反射防止膜例如能够使用氮化硅膜、氧化硅膜或者氮化硅膜和氧化硅膜的叠层体等。此外，反射防止膜的厚度例如能够设为100nm左右。此外，反射防止膜例如能够通过溅射法或者等离子CVD法来堆积。
在半导体1的背面的整个面上叠层的本征层4的厚度并不特别限定，但例如能够设为1nm以上且10nm以下，更具体而言，能够设为4nm左右。
在本征层4的背面的整个面上叠层的绝缘层5只要是由绝缘材料而成的层则并不特别限定，但优选是能够几乎不侵蚀本征层4而蚀刻的材质。作为绝缘层5，例如能够采用使用等离子CVD法等而形成的氮化硅层、氧化硅层或者氮化硅层和氧化硅层的叠层体等。此时，例如通过使用氟酸，能够几乎不对本征层4产生损坏而对绝缘层5进行蚀刻。绝缘层5的厚度并不特别限定，但例如能够设为100nm左右。
接着，如图3所示，在绝缘层5的背面上形成具有开口部22的抗蚀剂21。并且，通过去除从抗蚀剂21的开口部22露出的绝缘层5的部分，从而使得从抗蚀剂21的开口部22露出本征层4的背面。
这里，具有开口部22的抗蚀剂21例如能够通过光刻法或者印刷法等来形成。此外，绝缘层5的去除例如能够通过使用了氟酸等的湿蚀刻或者使用了含有氟酸的蚀刻膏的蚀刻等来进行。例如，在通过使用了氟酸等的湿蚀刻或者使用了含有氟酸的蚀刻膏的蚀刻来去除由氮化硅和/或氧化硅而成的绝缘层5的情况下，由于氢化非晶硅比氮化硅以及氧化硅难以被氟酸侵蚀，所以能够几乎不侵蚀由i型的氢化非晶硅而成的本征层4而选择性地去除绝缘层5。例如，在使用浓度0.1～1％左右的氟酸来对绝缘层5进行了湿蚀刻的情况下，能够将该湿蚀刻在本征层4的背面停止。
之后，在从绝缘层5的背面去除了全部抗蚀剂21之后，如图4所示，以覆盖本征层4的露出的背面以及绝缘层5的方式，例如通过等离子CVD法而将由n型的氢化非晶硅而成的n型层6进行叠层。
覆盖本征层4的露出的背面以及绝缘层5的n型层6的厚度并不特别限定，但例如能够设为10nm左右。
作为在n型层6中包含的n型杂质，例如能够使用磷，n型层6的n型杂质浓度例如能够设为5×1019个/cm3左右。
接着，如图5所示，在n型层6的背面上形成具有开口部32的抗蚀剂31。并且，通过去除从抗蚀剂31的开口部32露出的n型层6的部分，从而使得从抗蚀剂31的开口部32露出绝缘层5的背面。
这里，具有开口部32的抗蚀剂31例如能够通过光刻法或者印刷法等来形成。此外，n型层6的去除例如通过使用了浓度为0.1～5％左右的氢氧化四甲基铵水溶液、氢氧化钾水溶液或者氢氧化钠水溶液等的碱性水溶液的湿蚀刻等而进行，从而能够几乎不侵蚀本征层4而选择性地去除n型层6。
之后，在从n型层6的背面去除了全部抗蚀剂31之后，如图6所示那样，以覆盖绝缘层5的露出的背面以及n型层6的方式，例如通过等离子CVD法而将绝缘膜7进行叠层。
绝缘膜7只要是由绝缘材料而成的层则并不特别限定，例如能够使用氮化硅层、氧化硅层或者氮化硅层和氧化硅层的叠层体等。绝缘膜7的厚度并不特别限定，但例如能够设为100nm以上且1000nm以下。
接着，如图7所示，在绝缘膜7的背面上形成具有开口部42的抗蚀剂41。并且，通过去除从抗蚀剂41的开口部42露出的绝缘膜7的部分以及其部分的正下方的绝缘层5，从而使得从抗蚀剂41的开口部42露出本征层4的背面。
这里，具有开口部42的抗蚀剂41例如能够通过光刻法或者印刷法等来形成。此外，绝缘膜7以及绝缘层5的去除例如能够通过使用了氟酸等的湿蚀刻或者使用了含有氟酸的蚀刻膏的蚀刻等来进行。例如，在通过使用了氟酸等的湿蚀刻或者使用了含有氟酸的蚀刻膏的蚀刻来去除由氮化硅和/或氧化硅而成的绝缘层5以及绝缘膜7的情况下，由于氢化非晶硅比氮化硅以及氧化硅难以被氟酸侵蚀，所以能够几乎不侵蚀由i型的氢化非晶硅而成的本征层4而选择性地去除绝缘层5以及绝缘膜7。
之后，在从绝缘膜7的背面去除了全部抗蚀剂41之后，如图8所示，以覆盖本征层4的露出的背面以及包括绝缘层5、n型层6以及绝缘膜7的叠层体的方式，例如通过等离子CVD法而将由p型的氢化非晶硅而成的p型层8进行叠层。
p型层8的厚度并不特别限定，但例如能够设为10nm左右。
作为在p型层8中包含的p型杂质，例如能够使用硼，p型层8的p型杂质浓度例如能够设为5×1019个/cm3左右。
接着，如图9所示，在p型层8的背面上形成具有开口部52的抗蚀剂51。之后，去除从抗蚀剂51的开口部52露出的p型层8的部分。
这里，具有开口部52的抗蚀剂51例如能够通过光刻法或者印刷法等来形成。此外，p型层8例如能够通过使用了氟酸和硝酸的混合液的湿蚀刻来去除。
在使用氟酸和硝酸的混合液来对p型层8进行湿蚀刻的情况下，氟酸和硝酸的混合比(体积比)例如能够设为氟酸：硝酸＝1：100。此外，p型层8的湿蚀刻优选以p型层8的正下方的绝缘膜7不会被全部去除而露出n型层6的背面的方式，缓慢地进行或者将绝缘膜7的厚度设为充分厚而进行。
接着，如图10所示，通过去除从抗蚀剂51的开口部52露出的绝缘膜7的部分而使得露出n型层6的背面之后，将抗蚀剂51全部去除。绝缘膜7的去除例如能够通过使用了氟酸等的湿蚀刻或者使用了蚀刻膏的蚀刻等来进行。例如，在通过使用了氟酸等的湿蚀刻或者使用了含有氟酸的蚀刻膏的蚀刻来去除由氮化硅和/或氧化硅而成的绝缘膜7的情况下，由于氢化非晶硅比氮化硅以及氧化硅难以被氟酸侵蚀，所以能够几乎不侵蚀由n型的氢化非晶硅而成的n型层6而选择性地去除绝缘膜7。
之后，如图11所示，在n型层6的背面上形成第一电极9且在p型层8的背面上形成第二电极10。
作为第一电极9以及第二电极10，能够不特别限定而使用具有导电性的材料，其中，优选使用铝以及银的至少一方。由于铝以及银的长波长区域的光的反射率高，所以半导体1中的长波长区域的光的灵敏度提高，能够将半导体1形成得薄。
第一电极9的厚度以及第二电极10的厚度并不特别限定，但例如能够设为0.5μm以上且10μm以下。
此外，第一电极9以及第二电极10的形成方法并不特别限定，但例如能够使用导电性膏的涂布/烧结或者蒸镀法等，其中，优选使用蒸镀法。在通过蒸镀法来形成了第一电极9以及第二电极10的情况下，与导电性膏的涂布/烧结的情况相比，能够提高透过了半导体1的光的反射率，所以能够提高实施方式1的异质结型背接触电池的短路电流密度、F.F以及转换效率等的特性。
如以上，能够制造实施方式1的异质结型背接触电池。
如上所述，在实施方式1中，能够将n型层6以及p型层8的图案形成分别在绝缘层5上以及绝缘膜7上进行。由此，能够降低在n型层6以及p型层8的图案形成时半导体1以及本征层4受到的损坏，所以能够以高的成品率来制造异质结型背接触电池，且能够提高其特性。
此外，在实施方式1中，能够以相邻而相对的第一电极9的端部9a和第二电极10的端部10a之间的电极间距离L减小的方式，形成第一电极9和第二电极10。因此，由于能够减少从半导体1的受光面入射而透过了半导体1的光从第一电极9和第二电极10之间透过的量，增多向半导体1侧反射的光的量，所以能够提高异质结型背接触电池的特性。
进一步，在实施方式1中，不需要使用荫罩工艺来形成n型层6以及p型层8。由此，由于能够高精度地形成n型层6以及p型层8，所以能够以高的成品率来制造异质结型背接触电池，且能够提高其特性。
尤其，在实施方式1中，n型层6的端部6a以及p型层8的端部8a分别位于本征层4和绝缘层5相接的区域R2中的绝缘层5的上方。因此，由于能够在绝缘层5上进行n型层6以及p型层8的图案形成，所以能够降低在n型层6以及p型层8的图案形成时半导体1以及本征层4受到的损坏。
此外，在实施方式1中，p型层8的端部8a经由绝缘膜7比n型层6的端部6a还位于上方。因此，能够通过绝缘膜7，将n型层6和p型层8在厚度方向上绝缘。此外，由于在n型层6和p型层8之间设置有绝缘膜7，所以能够几乎不会对n型层6产生损坏而进行p型层8的图案形成。
此外，在实施方式1中，第一电极9的端部9a以及第二电极10的端部10a位于绝缘膜7上。因此，由于能够在绝缘膜7上进行第一电极9以及第二电极10的图案形成，所以能够降低在第一电极9以及第二电极10的图案形成时半导体1、本征层4、n型层6以及p型层8受到的损坏。此外，此时，由于能够减小相邻而相对的第一电极9的端部9a和第二电极10的端部10a之间的电极间距离L，减少从第一电极9以及第二电极10之间透过的光的量，增加向半导体1侧反射的光的量，所以能够提高异质结型背接触电池的特性。
此外，在实施方式1中，第一电极9的端部9a以及第二电极10的端部10a分别位于在绝缘膜7上设置的p型层8上。由此，由于能够在绝缘膜7上进行第一电极9以及第二电极10的图案形成，所以能够降低在第一电极9以及第二电极10的图案形成时半导体1、本征层4、n型层6以及区域R3上的p型层8受到的损坏。此外，此时，由于能够减小相邻而相对的第一电极9的端部9a以及第二电极10的端部10a之间的电极间距离L，减少从第一电极9以及第二电极10之间透过的光的量，增加向半导体1侧反射的光的量，所以能够提高异质结型背接触电池的特性。
此外，在实施方式1中，优选p型层8的导电率为0.28S/cm以下。此时，由于能够将第一电极9以及第二电极10之间的电极间距离L设为10μm以下，所以能够减少从第一电极9以及第二电极10之间透过的光的量，增加向半导体1侧反射的光的量。由此，能够提高异质结型背接触电池的特性。
此外，在实施方式1中，由于在n型层6的形成后形成p型层8，所以能够获得基于本征层4的半导体1的背面的良好的钝化效果。即，在n型层6的形成前形成了p型层8的情况下，存在通过n型层6的叠层时的退火效果，基于被p型层8覆盖的本征层4而少数载流子寿命降低的情况，但在n型层6的形成后形成了p型层8的情况下，能够抑制这样的有效少数载流子寿命的降低。
此外，在实施方式1中，优选与p型层8相接的区域R3中的本征层4的厚度t2比与n型层6相接的区域R1中的本征层4的厚度t1厚。在p型层8的正下方的本征层4的厚度t2比n型层6的正下方的本征层4的厚度t1厚时，能够获得基于本征层4的半导体1的背面的良好的钝化效果。
另外，在上述中，将第一导电型设为n型、将第二导电型设为p型来进行了说明，但当然也可以将第一导电型设为p型、将第二导电型设为n型。
＜实施方式2＞
图12表示作为本发明的光电转换元件的其他的一例的实施方式2的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。实施方式2的异质结型背接触电池的特征在于，第一电极9的端部9a位于n型层6的背面上，且第二电极10的端部10a位于p型层8的背面上。
在实施方式2中，n型层6的端部6a以及p型层8的端部8a也分别位于本征层4和绝缘层5相接的区域R2中的绝缘层5的上方，能够在绝缘层5上进行n型层6以及p型层8的图案形成。因此，在实施方式2中，也能够降低半导体1以及本征层4受到的损坏，所以能够以高的成品率来制造异质结型背接触电池，且能够提高其特性。此外，由于通过绝缘膜7，n型层6和p型层8在厚度方向上被绝缘，所以能够抑制在第一电极9和第二电极10之间流过分流电阻。
由于实施方式2中的上述以外的说明与实施方式1相同，所以这里省略其说明。
＜实施方式3＞
图13表示作为本发明的光电转换元件的再其他的一例的实施方式3的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。实施方式3的异质结型背接触电池的特征在于，在p型层8的形成后形成n型层6。
在实施方式3中，n型层6的端部6a以及p型层8的端部8a也分别位于本征层4和绝缘层5相接的区域R2中的绝缘层5的上方，能够在绝缘层5上进行n型层6以及p型层8的图案形成。因此，在实施方式3中，也能够降低半导体1以及本征层4受到的损坏，所以能够以高的成品率来制造异质结型背接触电池，且能够提高其特性。此外，由于通过绝缘膜7，n型层6和p型层8在厚度方向上被绝缘，所以能够抑制在第一电极9和第二电极10之间流过分流电阻。
由于实施方式3中的上述以外的说明与实施方式1以及2相同，所以这里省略其说明。
＜实施方式4＞
图14表示作为本发明的光电转换元件的再其他的一例的实施方式4的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。实施方式4的异质结型背接触电池的特征在于，n型层6的端部6a与p型层8相接。
以下，参照图15～图18的示意性的剖视图，说明实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例。首先，如图2～图4所示，在半导体1的背面上，将本征层4以及绝缘层5按照这个顺序例如通过等离子CVD法而叠层，并在绝缘层5的背面上形成了具有开口部22的抗蚀剂21之后，去除从开口部22露出的绝缘层5的部分，以覆盖本征层4的露出的背面以及绝缘层5的方式，将n型层6进行叠层。至此为止，与实施方式1相同。
接着，如图15所示，在n型层6的背面的整个面，将绝缘膜7进行叠层。接着，如图16所示，在绝缘膜7的背面形成了具有开口部72的抗蚀剂71之后，去除从开口部72露出的部分的绝缘膜7、n型层6以及绝缘层5，从而使得露出本征层4的背面。
绝缘膜7的去除例如能够通过使用了蚀刻速率比n型层6大的蚀刻液的湿蚀刻来进行。作为这样的蚀刻液，例如能够使用浓度0.1～1％左右的氟酸等。
n型层6的去除例如能够通过使用了蚀刻速率比绝缘层5大的蚀刻液的湿蚀刻来进行。作为这样的蚀刻液，例如能够使用氢氧化四甲基铵水溶液或者氢氧化钾水溶液等。
绝缘层5的去除例如能够通过使用了蚀刻速率比本征层4大的蚀刻液的湿蚀刻来进行。作为这样的蚀刻液，例如能够使用浓度0.5～1％左右的氟酸。
之后，在从绝缘膜7的背面去除了全部抗蚀剂41之后，如图17所示，以覆盖包括绝缘层5、n型层6以及绝缘膜7的叠层体、本征层4的露出的背面的方式，将p型层8例如通过等离子CVD法而叠层。这里，也可以在将p型层8进行叠层之前，将由i型的氢化非晶硅而成的本征层进行叠层。此时，由于能够将p型层8的正下方的本征层的厚度设为比n型层6的正下方的本征层的厚度厚，所以能够获得基于本征层的半导体1的背面的良好的钝化效果。
接着，如图18所示，在p型层8的背面上，形成具有开口部82的抗蚀剂81。之后，通过去除从开口部82露出的部分的p型层8以及绝缘膜7，从而使得露出n型层6的背面。
p型层8的去除例如能够通过使用了氟酸和硝酸的混合液的湿蚀刻来进行。在使用氟酸和硝酸的混合液来对p型层8进行湿蚀刻的情况下，氟酸和硝酸的混合比(体积比)例如能够设为氟酸：硝酸＝1：100。此外，p型层8的湿蚀刻优选以p型层8的正下方的绝缘膜7不会被全部去除而露出n型层6的背面的方式，缓慢地进行或者将绝缘膜7的厚度设为充分厚而进行。
绝缘膜7的去除例如能够通过使用了蚀刻速率比n型层6大的蚀刻液的湿蚀刻来进行。作为这样的蚀刻液，例如能够使用浓度0.1～1％左右的氟酸。
之后，在从p型层8的背面去除了抗蚀剂81之后，如图14所示，在n型层6的背面上形成第一电极9且在p型层8的背面上形成第二电极10。
第一电极9以及第二电极10例如能够使用在通过蒸镀法、离子电镀法、溅射法等而将ITO(铟锡氧化物(Indium Tin Oxide))进行了成膜之后将铝或者银等的金属膜进行了叠层的叠层膜。另外，第一电极9以及第二电极10也可以是金属膜的单层。此外，金属膜的图案形成例如能够使用光刻法或者印刷法等。此外，也可以使用激光来进行金属膜的图案形成。
如以上，能够制造实施方式4的异质结型背接触电池。
在实施方式4的异质结型背接触电池中，虽然有n型层6的端部6a与p型层8相接的部分，但n型层6的厚度非常薄，所以分流电阻分量变得非常大，所以实施方式4的异质结型背接触电池的特性不会受到影响。
在实施方式4中，n型层6的端部6a以及p型层8的端部8a分别位于本征层4和绝缘层5相接的区域R2中的绝缘层5的上方，能够在绝缘层5上进行n型层6以及p型层8的图案形成。因此，在实施方式4中，也能够降低半导体1以及本征层4受到的损坏，所以能够以高的成品率来制造异质结型背接触电池，且能够提高其特性。
进一步，在实施方式4中，与实施方式1～3相比，能够简化制造工艺。
以下，作为本发明的其他局面，说明具备实施方式1～4的异质结型背接触电池的光电转换模块(实施方式5)以及太阳光发电***(实施方式6以及实施方式7)。
由于实施方式1～4的异质结型背接触电池具有高的特性，所以具备它的光电转换模块以及太阳光发电***也具有高的特性。
＜实施方式5＞
实施方式5是使用了实施方式1～4的异质结型背接触电池作为光电转换元件的光电转换模块。
＜光电转换模块＞
图22表示作为使用了实施方式1～4的异质结型背接触电池作为光电转换元件的本发明的光电转换模块的一例的实施方式5的光电转换模块的结构的概略。参照图22，实施方式,5的光电转换模块1000具备多个光电转换元件1001、罩1002、输出端子1013、1014。
多个光电转换元件1001以阵列状排列且串联连接。图22中图示了将光电转换元件1001串联连接的排列，但排列以及连接方式并不限定于此，也可以并联连接而排列，也可以设为将串联和并联进行了组合的排列。在多个光电转换元件1001的每个中，使用实施方式1～4的任一个异质结型背接触电池。另外，在光电转换模块1000中包含的光电转换元件1001的数目能够设为2以上的任意的整数。
罩1002由耐候性的罩构成，覆盖多个光电转换元件1001。罩1002例如包括在光电转换元件1001的受光面侧设置的透明基材(例如，玻璃等)、在光电转换元件1001的与受光面侧相反的背面侧设置的背面基材(例如，玻璃、树脂片等)、填埋透明基材和背面基材之间的间隙的封止材料(例如，EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)等)。
输出端子1013与在串联连接的多个光电转换元件1001的一端配置的光电转换元件1001连接。
输出端子1014与在串联连接的多个光电转换元件1001的另一端配置的光电转换元件1001连接。
＜实施方式6＞
实施方式6是使用了实施方式1～4的异质结型背接触电池作为光电转换元件的太阳光发电***。
＜太阳光发电***＞
太阳光发电***是适当转换光电转换模块输出的电力而供应给商用电力***或者电气设备等的装置。
图23表示作为使用了实施方式1～4的异质结型背接触电池作为光电转换元件的本发明的太阳光发电***的一例的实施方式6的太阳光发电***的结构的概略。参照图23，实施方式6的太阳光发电***2000具备光电转换模块阵列2001、连接箱2002、功率调节器2003、分电盘2004、功率表2005。如后所述，光电转换模块阵列2001由多个光电转换模块1000(实施方式5)构成。
在太阳光发电***2000中，一般能够附加被称为“家庭能源管理***(HEMS：HomeEnergy Management System)”、“建筑能源管理***(BEMS：Building Energy ManagementSystem)”等的功能。由此，通过进行太阳光发电***2000的发电量的监视、与太阳光发电***2000连接的各电气设备类的功耗量的监视/控制等，能够削减能源消耗量。
连接箱2002连接到光电转换模块阵列2001。功率调节器2003连接到连接箱2002。分电盘2004连接到功率调节器2003以及电气设备类2011。功率表2005连接到分电盘2004以及商用电力***。此外，在功率调节器2003上，也可以连接蓄电池。此时，能够抑制由日照量的变动所引起的输出变动，且即使是没有日照的时间段，也能够将在蓄电池中蓄积的电力供应给电气设备类2011或者商用电力***。此外，蓄电池也可以内置在功率调节器2003中。
＜动作＞
实施方式6的太阳光发电***2000例如如下动作。
光电转换模块阵列2001将太阳光转换为电来产生直流电力，并将直流电力供应给连接箱2002。
连接箱2002接受光电转换模块阵列2001产生的直流电力，并将直流电力供应给功率调节器2003。
功率调节器2003将从连接箱2002接受到的直流电力转换为交流电力并供应给分电盘2004。此外，也可以不将从连接箱2002接受到的直流电力的一部分转换为交流电力，而以直流电力的状态供应给分电盘2004。此外，在具备蓄电池的情况下，功率调节器2003也能够将从连接箱2002接受到的电力的一部分或者全部供应给蓄电池而蓄积，从蓄电池接受电力的供给。
分电盘2004将从功率调节器2003接受到的电力以及经由功率表2005接受到的商用电力中的至少任一个供应给电气设备类2011。此外，在从功率调节器2003接受到的交流电力比电气设备类2011的功耗多时，分电盘2004将从功率调节器2003接受到的交流电力供应给电气设备类2011。并且，将剩余的交流电力经由功率表2005供应给商用电力***。
此外，在从功率调节器2003接受到的交流电力比电气设备类2011的功耗少时，分电盘2004将从商用电力***接受到的交流电力以及从功率调节器2003接受到的交流电力供应给电气设备类2011。
功率表2005测量从商用电力***向分电盘2004的方向的电力，且测量从分电盘2004向商用电力***的方向的电力。
＜光电转换模块阵列＞
说明光电转换模块阵列2001。
图24表示图23所示的光电转换模块阵列2001的结构的一例的概略。参照图24，光电转换模块阵列2001包括多个光电转换模块1000和输出端子2013、2014。
多个光电转换模块1000以阵列状排列且串联连接。图24中图示了将光电转换模块1000串联连接的排列，但排列以及连接方式并不限定于此，也可以并联连接而排列，也可以设为将串联和并联进行了组合的排列。另外，在光电转换模块阵列2001中包含的光电转换模块1000的数目能够设为2以上的任意的整数。
输出端子2013与位于串联连接的多个光电转换模块1000的一端的光电转换模块1000连接。
输出端子2014与位于串联连接的多个光电转换模块1000的另一端的光电转换模块1000连接。
另外，以上的说明终究只是一例，实施方式6的太阳光发电***只要具备至少一个实施方式1～4的异质结型背接触电池，则并不限定于上述的说明，还能够取任意结构。
＜实施方式7＞
实施方式7是比作为实施方式6来说明的太阳光发电***大规模的太阳光发电***。实施方式7的太阳光发电***也至少具备一个实施方式1～4的异质结型背接触电池。
＜大规模太阳光发电***＞
图25表示作为本发明的大规模太阳光发电***的一例的实施方式7的太阳光发电***的结构的概略。参照图25，实施方式7的太阳光发电***4000具备多个子***4001、多个功率调节器4003、变压器4004。太阳光发电***4000是比图24所示的实施方式6的太阳光发电***2000大规模的太阳光发电***。
多个功率调节器4003分别连接到子***4001。在太阳光发电***4000中，功率调节器4003以及与其连接的子***4001的数目能够设为2以上的任意的整数。此外，在功率调节器4003上，也可以连接蓄电池。此时，能够抑制由日照量的变动所引起的输出变动，且即使是没有日照的时间段，也能够将在蓄电池中蓄积的电力供应给商用电力***。蓄电池也可以内置在功率调节器4003中。
变压器4004连接到多个功率调节器4003以及商用电力***。
多个子***4001的各个由多个模块***3000构成。子***4001内的模块***3000的数目能够设为2以上的任意的整数。
多个模块***3000的各个包括多个光电转换模块阵列2001、多个连接箱3002、集电箱3004。模块***3000内的连接箱3002以及与其连接的光电转换模块阵列2001的数目能够设为2以上的任意的整数。
集电箱3004连接到多个连接箱3002。此外，功率调节器4003连接到子***4001内的多个集电箱3004。
＜动作＞
实施方式7的太阳光发电***4000例如如以下那样动作。
模块***3000的多个光电转换模块阵列2001将太阳光转换为电来产生直流电力，并将直流电力经由连接箱3002供应给集电箱3004。子***4001内的多个集电箱3004将直流电力供应给功率调节器4003。进一步，多个功率调节器4003将直流电力转换为交流电力，并将交流电力供应给变压器4004。
变压器4004将从多个功率调节器4003接受到的交流电力的电压电平进行转换而供应给商用电力***。
另外，太阳光发电***4000只要具备至少一个实施方式1～4的异质结型背接触电池即可，也可以在太阳光发电***4000中包含的全部光电转换元件不是实施方式1～4的异质结型背接触电池。例如，还可以存在在某子***4001中包含的光电转换元件的全部是实施方式1～4的异质结型背接触电池、且在其他子***4001中包含的光电转换元件的一部分或者全部不是实施方式1～4的异质结型背接触电池的情况。
实施例1
图19(a)表示实施例1的异质结型背接触电池的剖面结构，图19(b)表示沿着图19(a)的XIXb-XIXb的示意性的剖视图。另外，在图19(a)中，L表示第一电极9和第二电极10之间的电极间距离，t表示p型层8的厚度。此外，在图19(b)中，A表示实施例1的异质结型背接触电池的平面的一边的长度，d表示电极间距。
此外，电极间漏电流Ileak与动作电压Vop、电阻R、动作电流Iop、电极间漏电流的允许率α满足以下的式(I)的关系。
[数学式1]
此外，电阻R与电极间距离L、p型层8的导电率σ、p型层8的厚度t、电池的平面的一边的长度A、电极间距d满足以下的式(II)的关系。
[数学式2]
根据上述的式(I)以及式(II)，导出第一电极9和第二电极10之间的电极间距离L满足以下的式(III)的关系。
[数学式3]
因此，例如，在t＝10nm、Vop＝0.7V、Iop＝40mA/cm2、α＝0.01、A＝10cm、d＝1mm以及σ＝1×10-4S/cm的情况下，根据上述的式(III)，可知电极间距离L只要满足L＞3.6nm的关系即可。
此外，在调换了p型层8和n型层6的情况下，n型层6的导电率σ为1×10-2S/cm的情况下，根据上述的式(III)，可知电极间距离L只要满足L＞360nm的关系即可。
根据上述的式(III)，导出p型层8的导电率σ满足以下的式(IV)的关系。
[数学式4]
因此，例如，在t＝10nm、Vop＝0.7V、Iop＝40mA/cm2、α＝0.01、A＝10cm以及d＝1mm时，为了L≤10μm，根据上述的式(IV)，可知p型层8的导电率σ只要满足σ≤2.8×10-1S/cm的关系即可。此外，在调换了p型层8和n型层6的情况下，n型层6的导电率σ只要满足σ≤2.8×10-1S/cm的关系即可。
实施例2
图20(a)表示实施例2的异质结型背接触电池的剖面结构，图20(b)表示沿着图20(a)的XXb-XXb的示意性的剖视图。实施例2的异质结型背接触电池在p型层8的正下方设置有含有i型氢化非晶硅的本征层61的点上，与实施例1的异质结型背接触电池不同。即，在实施例2的异质结型背接触电池中，p型层8的端部8a位于绝缘膜7的上方。
在实施例2的异质结型背接触电池中，由于能够独立地控制n型层6的正下方的本征层的厚度和p型层8的正下方的本征层的厚度，所以能够更加容易地制作转换效率等的特性高的异质结型背接触电池。
即，n型层6的正下方的本征层的厚度越薄，则能够在本征层4中以几乎不损坏少数载流子寿命而减小寄生电阻，但另一方面，在p型层8的正下方的本征层的厚度厚时，能够更加提高本征层中的少数载流子寿命。因此，通过将p型层8的正下方的本征层的厚度(在实施例2中，本征层4和本征层61的合计厚度)设为比n型层6的正下方的本征层的厚度(在实施例2中，本征层4的厚度)更厚，能够提高转换效率等的特性。
＜总结＞
本发明是一种光电转换元件，包括：半导体；本征层，在半导体上设置且含有氢化非晶硅；第一导电型层，覆盖本征层的一部分且含有第一导电型的氢化非晶硅；第二导电型层，覆盖本征层的一部分且含有第二导电型的氢化非晶硅；绝缘膜，覆盖第一导电型层的端部区域；第一电极，在第一导电型层上设置；以及第二电极，在第二导电型层上设置，第二导电型层的端部位于绝缘膜上或者绝缘膜上方。通过设为这样的结构，由于能够在绝缘层上进行第二导电型层的图案形成，能够降低在第二导电型层的图案形成时半导体以及本征层以及第一导电型层受到的损坏。此外，由于第一导电型层和第二导电型层在厚度方向上被绝缘，所以能够显著降低分流电流。因此，本发明的光电转换元件能够设为能够以高的成品率来制造、且特性高的光电转换元件。
此外，优选本发明的光电转换元件还包括绝缘层，该绝缘层覆盖本征层的一部分，第一导电型层的端部以及第二导电型层的端部位于本征层和绝缘层相接的区域的上方。通过设为这样的结构，能够在绝缘层上进行第一导电型层的图案形成，能够降低在第一导电型层的图案形成时半导体以及本征层受到的损坏。
此外，优选在本发明的光电转换元件中，第一电极的端部以及第二电极的端部位于绝缘层的上方。通过设为这样的结构，由于能够在绝缘层上进行第一电极以及第二电极的图案形成，所以能够降低在第一电极以及第二电极的图案形成时半导体、本征层、第一导电型层以及第二导电型层受到的损坏。此外，此时，由于能够减小第一电极和第二电极之间的电极间距离，减少从第一电极和第二电极之间透过的光的量，增加向半导体侧反射的光的量，所以能够提高光电转换元件的特性。
此外，优选在本发明的光电转换元件中，第一电极的端部以及第二电极的端部位于绝缘层上的第二导电型层上。通过设为这样的结构，由于能够在绝缘层上进行第一电极以及第二电极的图案形成，所以能够降低在第一电极以及第二电极的图案形成时半导体、本征层、第一导电型层以及第二导电型层受到的损坏。此外，此时，由于能够减小第一电极和第二电极之间的电极间距离，减少从第一电极和第二电极之间透过的光的量，增加向半导体侧反射的光的量，所以能够提高光电转换元件的特性。
此外，优选在本发明的光电转换元件中，第二导电型层的导电率为0.28S/cm以下。通过设为这样的结构，由于能够将第一电极和第二电极之间的电极间距离设为10μm以下，所以能够减少从第一电极和第二电极之间透过的光的量，增加向半导体侧反射的光的量，因此，能够提高光电转换元件的特性。
此外，优选在本发明的光电转换元件中，第二导电型为p型。通过设为这样的结构，能够获得基于本征层的半导体的正面的良好的钝化效果。
此外，优选在本发明的光电转换元件中，与第二导电型层相接的区域中的本征层的厚度比与第一导电型层相接的区域中的本征层的厚度厚。通过设为这样的结构，能够获得基于本征层的半导体的正面的良好的钝化效果。
如以上所述，对本发明的实施方式以及实施例进行了说明，但也从当初预定将上述的各实施方式以及各实施例的结构适当进行组合。
应认为本次公开的实施方式以及实施例在所有点上都是例示，并不是限制性的。本发明的范围是由权利要求书的范围所表示而不是上述的说明，意图包含与权利要求书的范围等同的含义以及范围内的全部变更。
产业上的可利用性
本发明能够利用于光电转换元件以及光电转换元件的制造方法，尤其，能够适合利用于异质结型背接触电池以及异质结型背接触电池的制造方法。
附图标记说明
1 半导体、2 纹理结构、3 反射防止膜、4 本征层、5 绝缘层、6n型层、6a 端部、6b槽部、6c 挡板部、7 绝缘膜、8 p型层、8a 端部、8b 槽部、8c 挡板部、9 第一电极、9a 端部、10 第二电极、10a端部、21 抗蚀剂、22 开口部、31 抗蚀剂、32 开口部、41 抗蚀剂、42 开口部、51 抗蚀剂、52 开口部、61 本征层、71 抗蚀剂、72 开口部、81 抗蚀剂、82 开口部、101晶硅片、102 本征氢化非晶硅过渡层、103 n掺杂区域、104 p掺杂区域、105 电极、106 反射层、1000光电转换模块、1001 光电转换元件、1002 罩、1013、1014 输出端子、2000 太阳光发电***、2001 光电转换模块阵列、2002 连接箱、2003功率调节器、2004 分电盘、2005 功率表、2011 电气设备类、2013、2014 输出端子、3000 模块***、3002 连接箱、3004 集电箱、4000 太阳光发电***、4001 子***、4003 功率调节器、4004 变压器。

Claims (11)

1.一种光电转换元件，包括：
半导体；
本征层，覆盖所述半导体的背面的整个面且含有氢化非晶硅；
第一导电型层，覆盖所述本征层的一部分且含有第一导电型的氢化非晶硅；
第二导电型层，覆盖所述本征层的一部分且含有第二导电型的氢化非晶硅；
绝缘膜，覆盖所述第一导电型层的端部区域；
第一电极，在所述第一导电型层上设置；以及
第二电极，在所述第二导电型层上设置，
所述第二导电型层的端部位于所述绝缘膜上或者所述绝缘膜上方。
2.如权利要求1所述的光电转换元件，
还包括绝缘层，该绝缘层覆盖所述本征层的一部分，
所述第一导电型层的端部以及所述第二导电型层的端部位于所述本征层和所述绝缘层相接的区域的上方。
3.如权利要求2所述的光电转换元件，
所述第一电极的端部以及所述第二电极的端部位于所述绝缘层的上方。
4.如权利要求1所述的光电转换元件，
所述第二导电型为p型。
5.如权利要求1所述的光电转换元件，
与所述第二导电型层相接的区域中的所述本征层的厚度比与所述第一导电型层相接的区域中的所述本征层的厚度厚。
6.如权利要求1所述的光电转换元件，
所述第一导电型层的端部由所述绝缘膜而被覆盖。
7.如权利要求2所述的光电转换元件，
所述第一电极的端部以及第二电极的端部位于绝缘膜上。
8.如权利要求2所述的光电转换元件，
所述第一电极的端部以及第二电极的端部位于在所述绝缘膜上设置的所述第二导电型层上。
9.如权利要求1所述的光电转换元件，
所述第一电极的端部位于所述第一导电型层的背面上，并且第二电极的端部位于所述第二导电型层的背面上。
10.一种光电转换模块，具有至少一个如权利要求1所述的光电转换元件。
11.一种太阳光发电***，具有至少一个如权利要求1所述的光电转换元件。
CN201480008353.4A 2013-03-04 2014-03-03 光电转换元件 Active CN104995748B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013041804 2013-03-04
JP2013-041804 2013-03-04
PCT/JP2014/055264 WO2014136715A1 (ja) 2013-03-04 2014-03-03 光電変換素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104995748A CN104995748A (zh) 2015-10-21
CN104995748B true CN104995748B (zh) 2017-03-08

Family

ID=51491233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480008353.4A Active CN104995748B (zh) 2013-03-04 2014-03-03 光电转换元件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9806210B2 (zh)
JP (1) JP6360471B2 (zh)
CN (1) CN104995748B (zh)
WO (1) WO2014136715A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9837576B2 (en) * 2014-09-19 2017-12-05 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication with differentiated P-type and N-type architectures and incorporating dotted diffusion
US9559245B2 (en) 2015-03-23 2017-01-31 Sunpower Corporation Blister-free polycrystalline silicon for solar cells
JP6639295B2 (ja) * 2016-03-23 2020-02-05 シャープ株式会社 光電変換装置、光電変換モジュールおよび太陽光発電システム
CN109564946B (zh) * 2016-08-15 2023-10-03 夏普株式会社 光电转换元件以及光电转换装置
WO2018168180A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 株式会社カネカ 太陽電池およびその製造方法
DE112019004905T5 (de) * 2018-09-28 2021-06-02 Sunpower Corporation Solarzellen mit Hybridarchitekturen einschließlich unterscheidbarer p- und n- Regionen
CN111477694A (zh) * 2019-01-23 2020-07-31 福建金石能源有限公司 一种背接触异质结太阳能电池及其制作方法
CN114365294B (zh) * 2019-07-16 2024-03-26 株式会社钟化 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
CN112133774A (zh) * 2020-10-12 2020-12-25 青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 一种背结背接触太阳能电池及其制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7339110B1 (en) * 2003-04-10 2008-03-04 Sunpower Corporation Solar cell and method of manufacture
WO2009096539A1 (ja) * 2008-01-30 2009-08-06 Kyocera Corporation 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法
CN102077363A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 太阳能公司 光伏模块及模块阵列
CN102725858A (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 三洋电机株式会社 太阳能电池及其制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415760A (en) * 1982-04-12 1983-11-15 Chevron Research Company Amorphous silicon solar cells incorporating an insulating layer in the body of amorphous silicon and a method of suppressing the back diffusion of holes into an N-type region
US20070169808A1 (en) 2006-01-26 2007-07-26 Kherani Nazir P Solar cell
JP2009152222A (ja) * 2006-10-27 2009-07-09 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
CN102369601B (zh) * 2009-03-30 2015-04-29 三洋电机株式会社 太阳能电池
JP5906393B2 (ja) 2010-02-26 2016-04-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池及び太陽電池の製造方法
KR101275575B1 (ko) * 2010-10-11 2013-06-14 엘지전자 주식회사 후면전극형 태양전지 및 이의 제조 방법
GB2503513A (en) * 2012-06-29 2014-01-01 Rec Cells Pte Ltd A rear contact heterojunction intrinsic thin layer silicon solar cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7339110B1 (en) * 2003-04-10 2008-03-04 Sunpower Corporation Solar cell and method of manufacture
WO2009096539A1 (ja) * 2008-01-30 2009-08-06 Kyocera Corporation 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法
CN102077363A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 太阳能公司 光伏模块及模块阵列
CN102725858A (zh) * 2010-01-26 2012-10-10 三洋电机株式会社 太阳能电池及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150372172A1 (en) 2015-12-24
JP6360471B2 (ja) 2018-07-18
WO2014136715A1 (ja) 2014-09-12
CN104995748A (zh) 2015-10-21
JPWO2014136715A1 (ja) 2017-02-09
US9806210B2 (en) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104995748B (zh) 光电转换元件
CN111668317B (zh) 一种光伏组件、太阳能电池及其制备方法
US9929306B2 (en) Array of monolithically integrated thin film photovoltaic cells and associated methods
US8158878B2 (en) Thin film solar cell module
CN104995747B (zh) 光电转换元件
AU2010331900B2 (en) Rear-contact heterojunction photovoltaic cell
CN102254982B (zh) 光电转换装置
CN102498573A (zh) 晶体太阳能电池、用于制备晶体太阳能电池的方法以及用于制备太阳能电池模组的方法
US20120291836A1 (en) Array of thin-film photovoltaic cells having an etchant-resistant electrode an an integrated bypass diode associated with a plurality of cells and a panel incorporating the same
CN104995742B (zh) 光电转换元件
NL2034302B1 (en) Solar cell and photovoltaic module
CN216597603U (zh) 一种提升绝缘隔离效果的背接触异质结太阳能电池
KR101909143B1 (ko) 양면 수광형 태양전지
CN114038922A (zh) 一种提升绝缘隔离效果的背接触异质结太阳能电池及其制作方法
CN107924958B (zh) 光电转换元件
WO2014163043A1 (ja) 光電変換素子
JP6198813B2 (ja) 光電変換素子、光電変換モジュールおよび太陽光発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant