專利名稱：光電轉換裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光電轉換裝置。
背景技術：
作為利用太陽光的發電系統，使用層疊有非晶或微晶等半導體薄膜的光電轉換裝置。圖11中表示光電轉換裝置100的基本構成的剖面示意圖。光電轉換裝置100是在玻璃等透明基板10上層疊透明電極12、光電轉換單元14和背面電極16而形成。通過使光從透明基板10側入射，光電轉換裝置100利用光電轉換單元14中的光電轉換產生電力。此處，透明電極 12—般用 MOCVD 法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition :有機金 屬化學氣相沉積法)或濺射法而形成(參照專利文獻I)。現有技術文獻專利文獻專利文獻I:日本特開2008-277387號公報
發明內容
發明要解決的課題現有的透明電極12的形成方法是在高密度的成膜條件下形成高電導率·低光吸收率的透明電極12，并且在低密度的成膜條件下形成低電導率 高光吸收率的透明電極12。進而，為了提高光的利用率，優選在透明電極12的表面形成紋理結構，但存在高電導率·低光吸收率的透明電極12為高密度、紋理結構的加工困難的問題。本發明提案一種具有良好的特性(高電導率、低光吸收率、高光散射效果)的透明電極，目的在于實現具備該透明電極的光電轉換裝置的性能的提高。本發明的一個方式提供一種光電轉換裝置，其具備基板；形成于基板上的透明電極層；形成于透明電極層上的光電轉換單元；和形成于光電轉換單元上的背面電極，其中，透明電極層在光電轉換單元側的表面具有紋理(texture，晶體組織)結構，并且具備形成于基板側的第一透明電極層；和第二透明電極層，其位于比第一透明電極層遠離基板的位置，且比第一透明電極層密度小。發明效果本發明提案一種具有高電導率、低光吸收率、高光散射效果的透明電極，能夠實現具備該透明電極的光電轉換裝置的性能的提高。
圖I是表示本發明的實施方式的光電轉換裝置的構造的剖面圖；圖2是表示本發明的實施方式的透明電極層的構造的圖3是表示本發明的實施方式的透明電極層的構造的圖；圖4是表示本發明的實施方式的透明電極層的構造的圖；圖5是表示本發明的實施方式的透明電極層的吸收系數的圖；圖6是表示本發明的實施方式的透明電極層的折射率的圖；圖7是表示本發明的實施方式的透明電極層的全透射率的圖；圖8是表示本發明的實施方式的透明電極層的SIMS (Secondary Ion MassSpectrometry :二次離子質譜分析)測定結果的圖；圖9是表示本發明的實施方式的透明電極層的SIMS測定結果的圖；
圖10是表示本發明的實施方式的透明電極層的SMS測定結果的圖；圖11是表示現有的光電轉換裝置的構造的剖面圖。
具體實施例方式如圖I所示，本實施方式的光電轉換裝置200具有如下構造，即，以基板20為光入射側，從光入射側起層疊有透明電極層22、作為頂電池具有寬帶隙的非晶硅光電轉換單元(a-Si單元)202、中間層24、作為底電池帶隙比a_Si單元202窄的微晶硅光電轉換單元(μ C-Si單元)204、第一背面電極層26、第二背面電極層28、填充材料30和背密封板32。在本實施方式中，作為是發電層的光電轉換單元，以層疊有a-Si單元202和Uc-Si單元204的串聯型光電轉換裝置為例進行了說明，但本發明的適用范圍并非限定于此，也可以為單一型光電轉換裝置或更多層的光電轉換裝置。基板20能夠適用例如玻璃基板、塑料基板等至少在可見光波長區域具有透射性的材料。在基板20上形成有透明電極層22。透明電極層22適合將在氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫(ITO)等中摻雜了錫(Sn)、銻(Sb)、氟(F)、鋁(Al)等透明導電性氧化物(TCO)之中的至少一種或者多種組合使用。尤其是，氧化鋅(ZnO)透光性高、電阻率低，抗等離子體特性也優異，因而優選。在本實施方式中，透明電極層22如圖2 圖4的放大剖面圖所示，在基板20上依次層疊第一透明電極層22a和第二透明電極層22b而構成。第一透明電極層22a為比第二透明電極層22b密度高、具有高電導率和低光吸收率的導電層。另外，第二透明電極層22b為比第一透明電極層22a密度低、且形成有紋理結構的光散射層。通過將透明電極層22設定為這樣的層疊構造，能夠制成電導率高、光的吸収率低且具有高的光散射效果的透明電極。第一透明電極層22a和第二透明電極層22b能夠用濺射法形成。在濺射法中，與設置在真空槽內的基板20相對置地配置靶，該靶中包含成為第一透明電極層22a和第二透明電極層22b的材料的元素，通過利用等離子化后的氬等濺射用氣體對靶進行濺射，使材料堆積在基板20上，形成第一透明電極層22a和第二透明電極層22b。第一透明電極層22a用比第二透明電極層22b密度高的磁場下的濺射法形成。由此，成為導電層的第一透明電極層22a為比成為光散射層的第二透明電極層22b致密的層，能夠顯示出比第二透明電極層22b高的電導率和低的光吸收率。另一方面，成為光散射層的第二透明電極層22b為比成為導電層的第一透明電極層22a稀疏的層，比第一透明電極層22a能夠更容易加工成紋理結構。例如，第一透明電極層22a和第二透明電極層22b，如表I所示，適合利用磁控管濺射法形成。第一透明電極層22a如以下所述而成膜在真空槽內將基板20和靶以50mm的面間隔對置配置，在基板溫度150°C下，以流量lOOsccm和壓力O. 7Pa將氬氣導入真空槽，利用500W的電力進行等離子化，從而成膜。此時，磁場設定為1000G。另一方面，第二透明電極層22b如以下所述而成膜在真空槽內將基板20和靶以50mm的面間隔對置配置，在基板溫度150°C下，以流量lOOsccm和壓 力O. 7Pa將氬氣導入真空槽，利用500W的電力進行等離子化，從而成膜。此時，磁場比形成第一透明電極層22a時低，設定為300G。優選透明電極層22的膜厚設定為將第一透明電極層22a和第二透明電極層22b的膜厚加在一起為500nm以上5000nm以下的范圍。例如，設第一透明電極層22a為400nm，設第二透明電極層22b為lOOnm。表I
權利要求
1.一種光電轉換裝置，其特征在于，具備 基板； 形成于所述基板上的透明電極層； 形成于所述透明電極層上的光電轉換單元；和 形成于所述光電轉換單元上的背面電極， 其中，所述透明電極層在所述光電轉換單元側的表面具有紋理結構，并且具備 形成于所述基板側的第一透明電極層；和 第二透明電極層，其位于比所述第一透明電極層遠離所述基板的位置，比所述第一透明電極層密度小。
2.如權利要求I所述的光電轉換裝置，其特征在于 所述第一透明電極層在波長550nm以上600nm以下的區域中，比所述第二透明電極層折射率小。
3.如權利要求I或者2所述的光電轉換裝置，其特征在于 在所述第一透明電極層含有比所述第二透明電極層濃度高的鎵(Ga)。
4.如權利要求I 3中任一項所述的光電轉換裝置，其特征在于 所述紋理結構的高低差比所述第二透明電極層的膜厚小。
5.如權利要求I 4中任一項所述的光電轉換裝置,其特征在于 所述第二透明電極層與所述第一透明電極層相比，用于產生載流子的摻雜劑濃度低。
全文摘要
提供一種具備電導率高、光的吸収率低、且能夠得到高的光散射效果的透明電極的光電轉換裝置。作為透明電極層(22)，形成第一透明電極層(22a)和第二透明電極層(22b)，并且設有紋理結構，其中，上述第一透明電極層(22a)形成于基板(20)側，上述第二透明電極層(22b)位于比第一透明電極層(22a)遠離基板(20)的位置，并且比第一透明電極層(22a)密度小。
文檔編號H01L31/04GK102725856SQ20118000719
公開日2012年10月10日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月27日
發明者關本健之, 兼松大二, 寺川朗, 矢田茂郎 申請人:三洋電機株式會社