太陽能發電模塊的制作方法
【技術領域】
[0001] 后述的實施方式基本上設及太陽能發電模塊。
【背景技術】
[0002] 利用陽光發電的太陽能電池作為清潔的電能設備已備受矚目。作為太陽能電池， 從發電效率優良的方面考慮，主要使用具備單晶娃基板或多晶娃基板的太陽能電池。另外， 為了降低成本，人們也正在研究使用具備薄膜化的娃基板的薄膜狀非晶娃太陽能電池。
[0003] 另外，作為娃系W外的太陽能電池，也有人提出使用嫁、神、憐、錯、銅等的化合物 半導體系的太陽能電池。上述娃系太陽能電池或化合物半導體系太陽能電池存在W下問 題：由于接受陽光的娃基板的大型化或化合物的合成過程復雜等原因而造成成本很高，不 能象預料的那樣進行普及。
[0004] 因此，近年來，人們正在研究具備金屬娃化物層作為半導體層的太陽能電池。例 如，有人提出具備P-FeSiz層作為半導體層的太陽能電池。對于鐵娃化物等金屬娃化物， 可用來制造單晶體和多晶體，可W期待，其成本比娃系太陽能電池還要低。另外，金屬娃化 物系太陽能電池由于能夠通過感應娃系太陽能電池中無法使用的紅外線來進行發電，因此 可W期待用作發電效率比娃系太陽能電池高的太陽能電池。 陽〇化]然而，金屬娃化物系太陽能電池目前尚未商品化，還處于研究階段。運是由于得不 到穩定的發電效率。而且，金屬娃化物系太陽能電池的輸出功率會隨著接受的光的強度而 發生變化，因此對于作為單獨的電源使用還存在憂慮。
[0006] 現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008] 專利文獻1 :特開2011-198941號公報
【發明內容】
[0009] 本發明所要解決的課題在于，提供一類具備金屬娃化物層的、發電效率高的太陽 能發電模塊。另外，還提供一類對于光強度的變化，即日照量的變化，能夠非常穩定地供電 的太陽能發電模塊。
[0010] 實施方式所述的太陽能發電模塊，具備多晶金屬娃化物層作為發電層。多晶金屬 娃化物層的平均結晶粒徑A大于或等于上述多晶金屬娃化物層的膜厚B(A>B)。
【附圖說明】 W11] 圖1為示出太陽能發電模塊構成例的示意圖。
[0012] 圖2為示出多晶金屬娃化物層結構例的示意圖。
[0013] 圖3為示出pn接合型多晶金屬娃化物層結構例的示意圖。
[0014] 圖4為示出肖特基（Schottky)型多晶金屬娃化物層結構例的示意圖。
[0015] 圖5為示出太陽能發電模塊構成例的示意圖。
[0016] 圖6為示出蓄電機構部構成例的示意圖。
[0017] 圖7為示出太陽能發電模塊輸出特性例的示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面，一邊參照附圖，一邊對實施方式舉例說明。予W說明，各附圖中，同樣的構成 要素采用相同的符號，在詳細說明中有時予W省略。
[0019] 圖1為示出第一實施方式的太陽能發電模塊1的結構例的示意圖。太陽能發電模 塊1具備：設置在基板5上的多晶金屬娃化物層2、設置在多晶金屬娃化物層2表面側（陽 光受光面側）的表面電極部4、W及設置在多晶金屬娃化物層2背面側（陽光受光面的相反 偵。的電極層3。
[0020] 多晶金屬娃化物層2具有接受陽光而發電的功能。太陽能發電模塊1中，利用表 面電極部4和電極層3,可W將多晶金屬娃化物層2中產生的電取出到外部。此時，多晶金 屬娃化物層2具有作為發電層的功能。
[OOW多晶金屬娃化物層2的平均結晶粒徑AUm)與膜厚BUm)滿足A^B。即，多晶 金屬娃化物層2的平均結晶粒徑A大于或等于多晶金屬娃化物層2的膜厚B(A>B)。
[0022] 多晶金屬娃化物層2中，每個結晶粒子均有助于發電。由金屬娃化物結晶粒子所 產生的電，如上所述那樣通過表面電極部4和電極層3被取出到外部。目P，電在多晶金屬娃 化物層2的厚度方向上流動。當電在多晶金屬娃化物層2中流動時，金屬娃化物結晶粒子 之間的晶界成為陷阱部位（hクッッ虧^h)。晶界陷阱部位成為抑制載體傳導的內部阻 力。因此，如果存在晶界陷阱部位，則難W將多晶金屬娃化物層2所產生的電取出，結果導 致發電效率容易降低。
[0023] 太陽能發電模塊1中，通過使多晶金屬娃化物層2的平均結晶粒徑A大于或等于 多晶金屬娃化物層2的膜厚B(A>B)，可W在多晶金屬娃化物層2的厚度方向上減少晶界 的個數（包括零）。此時，最優選的狀態是在多晶金屬娃化物層2的厚度方向上不存在交叉 的金屬娃化物結晶粒子的晶界。
[0024] 下面對于多晶金屬娃化物層2的平均結晶粒徑A、膜厚B的測定方法例進行說明。 首先，獲取在多晶金屬娃化物層2的厚度方向上任意截面的放大照片。將在得到的放大照 片中拍攝的各個金屬娃化物結晶粒子的最大直徑作為該結晶粒子的結晶粒徑，取任意30 粒金屬娃化物結晶粒子的結晶粒徑（最大直徑）的平均值作為平均結晶粒徑A。另外，在 得到的放大照片中，測定任意10處的厚度，將測得的10處厚度的平均值作為膜厚B。予W 說明，放大照片的倍率為足W看清楚金屬娃化物結晶粒子間的晶界的程度的倍率。另外，當 30粒金屬娃化物結晶粒子不能全部進入一張照片（一個視野）中時，使用照片影像連續的 多張放大照片。
[00巧]圖2為示出多晶金屬娃化物層2的結構例的示意圖。圖2中，示出多晶金屬娃化 物層2的膜厚B。予W說明，圖2為作為一例的5粒金屬娃化物結晶粒子排列狀態的示意 圖。對于金屬娃化物結晶粒子間的晶界的形狀沒有特殊限定，例如，可W是直線狀、曲線狀 等。另外，各個金屬娃化物結晶粒子的粒徑為放大照片中拍攝的各個金屬娃化物結晶粒子 的最大直徑。此時，圖2所示金屬娃化物結晶粒子的粒徑分別為粒徑AU粒徑A2、粒徑A3、 粒徑A4、粒徑A5。
[0026] 多晶金屬娃化物層2的平均結晶粒徑A優選為0.OlymW上（ionmW上）。當平 均結晶粒徑A小于IOnm時，結晶粒徑過小，有可能難W將多晶金屬娃化物層2的平均結晶 粒徑A和膜厚B控制為A>B。對于平均結晶粒徑A的上限沒有特殊限定，優選為例如3ym W下。當平均結晶粒徑A超過Siim那樣大時，有可能難W制作均勻的結晶。進而，平均結 晶粒徑A更優選為0. 05~1. 2Jim(50~1200nm)。
[0027] 多晶金屬娃化物層2的膜厚B優選為1 ym W下。當膜厚B超過1 ym時，有可能 難W制作均質的結晶。另外，當超過Iym時，恐怕也不能提高發電效率。
[0028] 多晶金屬娃化物層2中所含的金屬娃化物優選為例如選自0-鐵娃化物、領娃化 物、儀娃化物、銘娃化物、和鍊娃化物中的至少1種。
[0029] 0 -鐵娃化物優選為0 -FeSiz。作為鐵娃化物，除了FeSizW外，還可舉出化Si、 化sSiJesSis等，但化Si2的發電效率最佳。予W說明，作為化學理論量，只要與化Si2近似， 即便多少有些差異，也可W作為鐵娃化物使用（將小數點后第一位四舍五入，化與Si的原 子比處于1:2的范圍）。
[0030]當使用0-鐵娃化物時，太陽能發電模塊1可W具有例如具備P型0-鐵娃化物 層和與P型0 -鐵娃化物層接觸地設置的n型0 -鐵娃化物層的pn接合型結構、肖特基 (Schottky)型結構、MIS(金屬-絕緣層-半導體）型結構、或者MOS(金屬-氧化物層-半 導體）型結構。當將pn接合型結構與肖特基型結構相比較時，優選肖特基型結構。如果是 肖特基型結構，由于不需要象pn接合型結構那樣使用P型和n型2種金屬娃化物，因此可 W謀求低成本化。予W說明，也可W根據需要，在多晶金屬娃化物層2中滲雜不純物等。
[0031] P型P-FeSiz的載體密度優選為1X10M~IXlO2Icm3,n型P-FeSiz的載體密 度優選為IX10"~IXIO2Icm3。另外，肖特基型P-FeSiz的載體密度優選為IX10M~ lXl〇iScm3。進而，無論是巧W中0_尸6512，其載體密度都更優選為班〇16細3^下。通過 降低載體密度，可W提高發電效率。換言么發電效率的提高表示載體密度為1XIQi6Cm3W 下。予W說明，載體密度在1Xl〇i6cm3W下，表示乘數為與1X10 16cm3相同的數值或者象 1X1〇14畑1 3那樣比1X10 16畑1 3小的數值。
[0032]領娃化物優選為BaSiz。作為領娃化物，除了BaSizW外，還可舉出BaSi等，但BaSi2 的發電效率最佳。予W說明，作為化學理論量，只要與BaSiz近似，即便其組成比等多少有些 差異，也可W作為領娃化物使用。當使用領娃化物時，太陽能發電模塊1可W具有具備P型 領娃化物層和與P型領娃化物層接觸的n型領娃化物層的pn接合型結構、肖特基型結構、 MIS型結構、或者MOS型結構。另外，也可W根據需要，在多晶金屬娃化物層2中滲雜不純物 等。 陽〇3引 P型BaSiz的載體密度優選為1X10M~1X10 21畑13,n型BaSiz的載體密度優選 為1X1〇14~1X10 21畑13。另外，肖特基型BaSiz的載體密度優選為1X10 14~1X10 18畑13。 進而，無論是哪一種BaSiz,其載體密度都更優選為1X10"cm3W下。通過降低載體密度， 可W提高發電效率。發電效率的提高表示載體密度為lX10"cm3W下。予W說明，載體 密度在1X10"畑13W下，表示乘數為與1X10"cm3相同的數值或者象1X10IScm3那樣比 1XlQiW小的數值。
[0034]關于P-FeSiz,由于其帶隙能量Eg為0.85eV左右，為直接遷移型，因此，對波長 ISOOnmW下的光具有高的吸收效率。關于BaSiz,由于其帶隙能量Eg為1. 4eV左