光發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光發電裝置，具體涉及具有異質結的光發電裝置（太陽能電池）。
【背景技術】
[0002] 作為不產生CO2等溫室效應氣體的清潔的發電裝置，此外作為替代原子能發電的 作業安全性高的發電裝置，光發電裝置受到矚目。具有發電效率高的異質結的光發電裝置 是光發電裝置的一種。
[0003] 如圖6的（A)和圖6的⑶所示，具有異質結的所述光發電裝置60包括：光伏元 件61，通過光照射產生電力；以及集電構件62、63,設置在光伏元件61的兩面上，收集產生 的電力。光伏元件61是在η型晶體半導體基板64的一側依次層疊有第一本征非晶系硅薄 膜65、ρ型非晶系硅薄膜66和第一透明導電膜67,并在η型晶體半導體基板64的另一側 依次層疊有第二本征非晶系硅薄膜68、η型非晶系硅薄膜69和第二透明導電膜70而構成 的多層結構體。這樣，通過在η型晶體半導體基板64和ρ型非晶系硅薄膜66之間設置第 一本征非晶系硅薄膜65,能夠抑制η型晶體半導體基板64和ρ型非晶系硅薄膜66之間產 生的載流子復合，通過在η型晶體半導體基板64和η型非晶系硅薄膜69之間設置第二本 征非晶系硅薄膜68,同樣地能夠抑制其間產生的載流子的復合。此外，集電構件62 (63)具 有：多個母線電極71，以彼此平行的方式形成；以及多個指狀電極72,與母線電極71連接， 以彼此平行的方式形成。通過將集電構件62(63)設為這種形狀，能夠抑制集電構件自身造 成的光的遮蔽，并且能夠進行有效的集電。
[0004] 在具有這種結構的光發電裝置60中，優選的是加大P型非晶系硅薄膜66的膜厚， 具體地說例如設為6nm以上（參照專利文獻1)。層疊在ρ型非晶系硅薄膜66上的第一透 明導電膜67,通常通過濺射成膜。因此，通過使用具有一定程度膜厚的ρ型非晶系硅薄膜 66,能夠防止濺射導致的表面劣化，從而能夠抑制光發電裝置60的性能降低。可是，對于光 發電裝置，在追求更低成本且有效的發電性能的當前，為了提高填充因子，需要進一步進行 改良。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本專利公報特許第5031007號。
【發明內容】
[0008] 本發明要解決的技術問題
[0009] 本發明是鑒于所述的問題而做出的發明，本發明的目的是提供一種填充因子（曲 線因子）高的光發電裝置。
[0010] 解決技術問題的技術方案
[0011] 本發明人發現：⑴如果加大P型非晶系硅薄膜的膜厚，則成為串聯電阻的增大因 素反而使填充因子降低；（2)為了提高填充因子，減小ρ型非晶系硅薄膜的膜厚并且減小設 置在所述P型非晶系硅薄膜側的指狀電極的間隔等是有效的；以及（3)反過來即使減小設 置在η型非晶系硅薄膜側的指狀電極的間隔，也不會使填充因子提高，基于這些發現達成 了本發明。
[0012] 即，符合所述目的的本發明的光發電裝置，其具備：多層狀的光伏元件；以及層疊 在所述光伏元件的一個面上的第一集電構件和層疊在另一個面上的第二集電構件，所述光 伏元件具有：η型晶體半導體基板；依次層疊在所述η型晶體半導體基板的所述第一集電構 件側的第一本征非晶系硅薄膜、P型非晶系硅薄膜和第一透明導電膜；以及依次層疊在所 述η型晶體半導體基板的所述第二集電構件側的η型非晶系硅薄膜和第二透明導電膜，所 述P型非晶系硅薄膜的膜厚小于6nm，所述第一透明導電膜表面中的所述第一集電構件的 非層疊區域的最大寬度小于2_。
[0013] 按照本發明的光發電裝置，通過將P型非晶系硅薄膜的膜厚減薄為小于6nm，并且 使光伏元件的第一透明導電膜表面中的第一集電構件的非層疊區域的最大寬度（例如指 狀電極的間隔）收窄成小于2mm，能夠提高填充因子和發電效率。此外，可以將η型非晶系 硅薄膜側的第二集電構件設定為任意的形狀。因此，例如通過將第二集電構件（η型非晶系 硅薄膜側的指狀電極等）的間隔加寬使遮光性降低，并將第二集電構件（η型非晶系硅薄 膜）側作為光入射面，可以提高發電效率等，可以擴大使用方式的范圍。
[0014] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述第一透明導電膜是通過離子鍍法形成 的。通過利用離子鍍法形成層疊在P型非晶系硅薄膜上的第一透明導電膜，能夠抑制P型 非晶系硅薄膜表面的劣化。因此，通過這樣做，能夠使用維持了良好質量的P型非晶系硅薄 月旲，能夠進一步提尚填充因子。
[0015] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述ρ型非晶系硅薄膜的膜厚為Inm以上。 通過使P型非晶系娃薄膜的膜厚為Inm以上，例如能夠抑制缺陷的產生，能夠進一步提高填 充因子。
[0016] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述第二集電構件具有：多個母線電極 (II)，以彼此平行的方式形成；以及多個指狀電極（II)，與所述母線電極（II)連接，以彼此 平行的方式形成，所述指狀電極（II)的間隔大于2_。通過這樣加大指狀電極（II)的間隔 而降低遮光性，能夠提高將第二集電構件側作為光入射面的情況下的發電效率。
[0017] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述第一集電構件具有：多個母線電極 (I)，以彼此平行的方式形成；以及多個指狀電極（I)，與所述母線電極（I)連接，以彼此平 行的方式形成，所述指狀電極（I)的間隔成為所述非層疊區域的最大寬度。通過這樣由母 線電極和指狀電極形成第一集電構件，能夠提高生產率等。
[0018] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述第一集電構件為金屬膜（即，所述第一 集電構件的非層疊區域的最大寬度為Omm)。通過這樣做，能夠進一步提高第一集電構件的 導電性，進而能夠進一步提高集電效率。此外，在該情況下，由于即使將金屬膜薄膜化也能 夠發揮足夠的導電性等，因此作為結果，能夠減少形成金屬膜（集電構件）的金屬材料的使 用量。
[0019] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述金屬膜的膜厚為IOOnm以上500nm以 下。通過使金屬膜的膜厚處于所述范圍，能夠發揮足夠的導電性等，并且能夠抑制制造成 本。
[0020] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述第二集電構件側被用作光入射面。在本 發明的光發電裝置中，如上所述地第二集電構件可以設為任意的形狀。因此，可以加寬第二 集電構件的指狀電極的間隔從而能使遮光性降低，通過將所述第二集電構件側作為光入射 面使用，可以提高發電效率。
[0021 ] 此外，在本發明的光發電裝置中，所述第一集電構件側也可以被用作光入射面。本 發明的光發電裝置由于將P型非晶系硅薄膜的膜厚減薄，所以在將第一集電構件側作為光 入射面使用的情況下，能夠提高透過P型非晶系硅薄膜的光的比例。
[0022] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，具有第二本征非晶系硅薄膜，所述第二本征 非晶系硅薄膜層疊在所述η型晶體半導體基板和所述η型非晶系硅薄膜之間。通過在η型 晶體半導體基板和η型非晶系硅薄膜之間層疊第二本征非晶系硅薄膜，能夠抑制載流子的 復合等。
[0023] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述η型晶體半導體基板是通過外延生長 法制造的。通過使用利用外延生長法制造的η型晶體半導體基板，能夠提高光發電裝置的 最大輸出等的輸出特性及其均勻性。
[0024] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述η型晶體半導體基板的電阻率為 0. 5 Ω cm以上5 Ω cm以下。通過采用電阻率在所述范圍的η型晶體半導體基板，能夠提高最 大輸出等。
[0025] 在本發明的光發電裝置中，優選的是，所述η型晶體半導體基板的厚度為50 μπι以 上200 μ m以下，更優選的是80 μ m以上150 μ m以下。這樣，通過設為較薄型的基板，能夠 發揮足夠的輸出特性，并且能夠實現元件自身的緊湊化、低成本化。
[0026] 在此，"非層疊區域的最大寬度"是指：在將存在于非層疊區域內且距離所述非層 疊區域的外緣最遠的位置設為點P時，從點P到所述非層疊區域的外緣的最短距離的二倍 的長度。例如，當非層疊區域為長方形時，所述最大寬度為短邊長；在非層疊區域為圓形時， 所述最大寬度為直徑；在非層疊區域為三角形時，所述最大寬度為內切圓的直徑。此外，當 沒有非層疊區域亦即層疊于整個面時，所述最大寬度為〇mm。本征非晶系硅薄膜中的"本征" 是指非故意摻雜有雜質，也包括原料中存在原本含有的雜質和制造過程中非故意混入的雜 質的情況。"非晶系"不僅包括非晶體的意思，也包括微晶體的意思。"光入射面"是指使用 時配置在與太陽光等光源相對的一側（通常的外側）并實質上使光入射一側的面，此時，光 也可