光電轉換元件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光電轉換元件。
【背景技術】
[0002] 近年，尤其從地球環境問題的觀點出發，將太陽光能直接轉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體或者有機材料的 太陽電池等各種種類的太陽電池，但當前成為主流的是使用了硅晶的太陽電池。
[0003] 現在，制造以及銷售最多的太陽電池是在太陽光入射的側的面即受光面和受光面 的相反側即背面分別形成了電極的結構的太陽電池。
[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（例如，參照特表2009-524916號公報（專利文獻1))。
[0005] 圖22表示在專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質結器件的示意性的剖視圖。如 圖22所示，在專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質結器件中，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 域103以及p摻雜區域104,在n摻雜區域103上以及p摻雜區域104上具有電極105,在 電極105之間設置有絕緣性的反射層106。
[0006] 在圖22所示的專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質結器件中，n摻雜區域103 以及P摻雜區域104使用光刻和/或蔭罩工藝（shadowmaskingprocess)來形成（例如， 參照專利文獻1的段落[0020]等）。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1:特表2009-524916號公報
【發明內容】
[0010] 發明要解決的課題
[0011] 但是，在使用光刻來形成n摻雜區域103以及p摻雜區域104的情況下，需要對本 征氫化非晶硅過渡層102通過n摻雜區域103以及p摻雜區域104的蝕刻選擇比大的方法 來對n摻雜區域103以及p摻雜區域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摻雜區域103以及p摻雜區域104進行蝕刻是極其困難 的。
[0013] 此外，在使用蔭罩工藝來形成n摻雜區域103以及P摻雜區域104的情況下，在通 過等離子CVD(化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition))法來將n摻雜區域103以及 P摻雜區域104成膜時，通過向掩模背面的氣體的蔓延，n摻雜區域103和p摻雜區域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摻雜區域103和p摻雜區域104 之間的間隔。但是，在增大了 n摻雜區域103和p摻雜區域104之間的間隔的情況下，由于 沒有形成n摻雜區域103以及p摻雜區域104中的任一個的區域增大，所以非晶硅/晶硅 異質結器件的轉換效率降低。
[0014] 此外，由于與p摻雜區域104的寬度相比n摻雜區域103的寬度被設計得更窄，所 以n摻雜區域103的寬度變窄。因此，在n摻雜區域103上形成的電極105的寄生電阻變 尚。
[0015] 進一步，由于用于在n摻雜區域103上形成的電極105的電極材料和用于在p摻 雜區域104上形成的電極105的電極材料相同，所以不能使用對n摻雜區域103以及p摻 雜區域104分別具有最佳的工作函數的材料，因此，電極105的寄生電阻容易變高。此外， 由于光從電極105間的區域透過，所以轉換效率容易降低。
[0016] 鑒于上述的情況，本發明的目的在于，提供一種能夠以高的成品率來制造、且特性 高的光電轉換元件。
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 本發明是一種光電轉換元件，包括：半導體；本征層，在半導體上設置且含有氫化 非晶硅；第一導電型的第一導電型層，覆蓋本征層的一部分；第二導電型的第二導電型層， 覆蓋本征層的一部分；第一絕緣層，覆蓋本征層的一部分；第一電極，在第一導電型層上設 置；以及第二電極，在第二導電型層上設置，第一電極包括與第一導電型層相接的第一下部 電極和在第一下部電極上設置的第一上部電極，第一導電型層的一部分以及第二導電型層 的一部分位于本征層和絕緣層相接的區域的上方。通過設為這樣的結構，由于能夠在絕緣 層上進行第一導電型層的圖案形成，能夠降低在第一導電型層的圖案形成時半導體以及本 征層受到的損壞，所以能夠設為能夠以高的成品率來制造、且特性高的光電轉換元件。
[0019] 發明效果
[0020] 根據本發明，能夠提供一種能夠以高的成品率來制造、且特性高的光電轉換元件。
【附圖說明】
[0021] 圖1是實施方式1的異質結型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0022] 圖2是對實施方式1的異質結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3是對實施方式1的異質結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4是對實施方式1的異質結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5是對實施方式1的異質結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6是對實施方式1的異質結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。
[0027] 圖7是對實施方式1的異質結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8是對實施方式1的異質結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9是對實施方式1的異質結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10是對實施方式1的異質結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。
[0031]圖11是對實施方式1的異質結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12是對實施方式1的異質結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13是對實施方式1的異質結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14是對實施方式1的異質結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。
[0035] 圖15是對實施方式1的異質結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16是對實施方式1的異質結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17是實施方式2的異質結型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0038] 圖18是實施方式3的異質結型背接觸電池的示意性的剖視圖。
[0039] 圖19(a)是實施例1的異質結型背接觸電池的示意性的剖視圖，（b)是沿著（a)的 XIXb-XIXb的示意性的剖視圖。
[0040] 圖20(a)是實施例2的異質結型背接觸電池的示意性的剖視圖，（b)是沿著（a)的 XXb-XXb的示意性的剖視圖。
[0041] 圖21(a)是實施例3的異質結型背接觸電池的示意性的剖視圖，（b)是沿著（a)的 XXIb-XXIb的示意性的剖視圖。
[0042] 圖22是在專利文獻1中記載的非晶硅/晶硅異質結器件的示意性的剖視圖。
[0043] 圖23是實施方式4的光電轉換模塊的結構的概略圖。
[0044] 圖24是實施方式5的太陽光發電系統的結構的概略圖。
[0045] 圖25是圖24所示的光電轉換模塊陣列的結構的一例的概略圖。
[0046] 圖26是實施方式6的太陽光發電系統的結構的概略圖。
【具體實施方式】
[0047] 以下，說明本發明的實施方式。另外，在本發明的附圖中，設為相同的參照標號表 示相同部分或者相當部分。
[0048] <實施方式1>
[0049] 圖1表示作為本發明的光電轉換元件的一例的實施方式1的異質結型背接觸電池 的示意性的剖視圖。實施方式1的異質結型背接觸電池包括由n型單晶硅而成的半導體1、 覆蓋半導體1的背面的整個面的含有i型的氫化非晶硅的本征層4、覆蓋本征層4的背面的 一部分的含有n型的氫化非晶硅的n型層6、覆蓋本征層4的背面的一部分的含有p型的氫 化非晶硅的P型層8、覆蓋本征層4的背面的一部分的第一絕緣層5。這里，n型層6、p型 層8以及第一絕緣層5相互覆蓋半導體1的背面的不同的區域。
[0050] 第一絕緣層5形成為帶狀。n型層6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6b、和從槽部6b的兩側壁的上端沿著槽部6b的外側方向伸長的擋板 (flap)部6c的形狀。p型層8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8b、和從槽部8b的兩側壁的上端沿著槽部8b的外側方向伸長的擋板部8c的形狀。
[0051] 第一絕緣層5的背面的一部分通過作為n型層6的端部區域的擋板部6c而被覆 蓋，第一絕緣層5的背面的其他的一部分通過第二絕緣層7而被覆蓋。n型層6的擋板部 6c的背面的一部分通過第二絕緣層7而被覆蓋。第二絕緣層7的背面的整個面通過作為p 型層8的端部區域的擋板部8c而被覆蓋。
[0052] 以埋設n型層6的槽部6b且覆蓋擋板部6c的背面的一部分的方式，設置有與n 型層6相接的第一下部電極91。此外，以埋設p型層8的槽部8b且覆蓋擋板部8c的背面 的一部分的方式，設置有與P型層8相接的第二電極10。此外，第一下部電極91還覆蓋p 型層8的擋板部8c的背面的一部分。
[0053] 在第一下部電極91上設置有第一上部電極92,由第一下部電極91和第一上部電 極92構成第一電極9。此外，在第一下部電極91和第二電極10之間以及第一上部電極92 和第二電極10之間分別設置有第三絕緣層11。
[0054] n型層6的擋板部6c的外側的端面即端部6a以及p型層8的擋板部8c的外側 的端面即端部8a分別位于本征層4和第一絕緣層5相接的區域R2的上方（背面側）。另 外，本征層4和第一絕緣層5相接的區域R2的寬度W2例如能夠設為10 y m以上且300 y m 以下。
[0055] n型層6的端部6a位于第一絕緣層5的背面上，p