光電轉換元件和具備該光電轉換元件的太陽能電池模塊的制作方法

光電轉換元件和具備該光電轉換元件的太陽能電池模塊的制作方法
【專利摘要】光電轉換元件具備n型單晶硅基板(1)。n型單晶硅基板(1)包括中心區域(11)和端部區域(12)。中心區域(11)是被具有與n型單晶硅基板(1)的中心點相同的中心點、并且將n型單晶硅基板(1)的四邊中的最短的邊的長度的40％的長度設為直徑的圓包圍的區域。并且，中心區域(11)具有厚度t1。端部區域(12)是從n型單晶硅基板(1)的端部起5mm以內的區域。并且，端部區域(12)配置于在n型單晶硅基板(1)的面內方向上比中心區域(11)更靠外側的位置，具有比厚度t1薄的厚度t2。另外，端部區域(12)具有比中心區域(11)的平均面粗糙度小的平均面粗糙度。
【專利說明】
光電轉換元件和具備該光電轉換元件的太陽能電池模塊
技術領域
[0001] 本發明設及光電轉換元件和具備該光電轉換元件的太陽能電池模塊。
【背景技術】
[0002] 近年來，使用單晶娃基板的太陽能電池的開發迅猛地推進。
[0003] W往，關于使用單晶娃基板的太陽能電池的受光面，已知使用通過對具有（100)面 的娃基板的表面進行各向異性蝕刻而形成有由（111)面引起的金字塔狀的凹凸形狀的光束 縛構造。在運樣的光束縛構造中，通過金字塔狀的凹凸形狀來降低娃基板的表面的反射率， 因此能夠使短路電流增加。
[0004] 上述在表面具有凹凸構造的太陽能電池具有在娃基板內使導電性的雜質擴散而 得到的擴散類型的pn結、或者在娃基板的表面形成非晶娃層而得到的異質結類型的pn結。 另外，電極形狀是在娃基板的正面和背面配置電極的類型、或者僅在娃基板的背面配置電 極的類型。
[0005] 專利文獻1:日本特開2012-195453號公報

【發明內容】

[0006] 將晶體娃太陽能電池的基板按規定的形狀或者大小切斷，制作所期望的太陽能電 池模塊。并且，作為基板的切斷構件，如專利文獻1所記載的那樣，可列舉使用切割機或者激 光。
[0007] 但是，在使用切割機的情況下，由于切削工具的熱或者應力，在基板端面產生損 傷，形成載流子的產生復合中屯、。由此，有時在pn結的部分發生電泄漏。另外，在使用激光的 情況下，也在基板端面產生由激光熱導致的損傷，形成載流子的產生復合中屯、。由此，通過 太陽光進行光激發而得到的載流子的壽命降低，有時導致基板端部的區域中的太陽能電池 的性能降低。
[000引在圖35中示出太陽能電池單電池的示意圖。圖35是使用了n型娃基板801的太陽能 電池的剖視圖。娃基板801由受光面802、非受光面803和端面804構成。端面804由于基于上 述切割機或者激光的切斷構件而受到熱或者應力的損傷，變成粗糖的形狀。因此，娃的懸空 鍵(未成鍵)變多，載流子的壽命變得非常低。
[0009] 在太陽能電池基板中產生的電流通過配置于基板上的指狀電極而集中到母線。如 果按設想地將一塊太陽能電池基板分割成微小的單元而得到的等價電路來考慮，則認為一 塊太陽能電池的特性能夠用各設想微小單元的并聯電路來表示。在并聯電路中，合成電壓 輸出最低的電壓，因此一塊太陽能電池的特性具有各設想微小單元的最低的開路電壓Voc 和各設想微小單元的總計短路電流Jsc。
[0010] 因此，在基板端面具有載流子的大量的產生復合中屯、的太陽能電池的開路電壓 Voc存在被基板端面的區域的特性拉下而降低運樣的問題。
[0011] 因此，根據本發明的實施方式，提供一種能夠提高開路電壓的面內特性并且提高 轉換效率的光電轉換元件。
[0012] 另外，根據本發明的實施方式，提供一種具備能夠提高開路電壓的面內特性并且 提高轉換效率的光電轉換元件的太陽能電池模塊。
[0013] 根據本發明的實施方式，光電轉換元件是具備娃基板的光電轉換元件，娃基板包 括中屯、區域和端部區域。端部區域配置于在娃基板的面內方向上比中屯、區域更靠外側的位 置。端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄，端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均面 粗糖度小。
[0014] 光電轉換元件的開路電壓隨著娃基板的厚度變薄而變大，并且隨著平均面粗糖度 變小而變大。其結果，只要具備端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄、端部區域的平均面粗 糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的娃基板，則能夠減小開路電壓的面內分布的偏差，能 夠提高光電轉換元件的轉換效率。
[0015] 優選的是，光電轉換元件還具備第1非晶態半導體層、第巧態半導體層、第3非 晶態半導體層和第4非晶態半導體層。第1非晶態半導體層與娃基板的一個表面相接地配 置，實質上具有i型的導電類型。第巧自晶態半導體層與第1非晶態半導體層相接地配置，具 有第1導電類型。第3非晶態半導體層與娃基板的一個表面的相反側的表面相接地配置，實 質上具有i型的導電類型。第4非晶態半導體層與第3非晶態半導體層相接地配置，具有與第 1導電類型相反的第2導電類型。
[0016] 娃基板的受光面和背面雙方被實質上具有i型的導電類型的非晶態半導體層夾 著，因此能夠提高娃基板的受光面和背面的載流子的壽命。另外，在制造光電轉換元件時能 夠降低對娃基板造成的熱變形，能夠抑制娃基板的體區域中的載流子的壽命的降低。
[0017] 優選的是，光電轉換元件還具備第1非晶態半導體層、第巧態半導體層、第3非 晶態半導體層、第4非晶態半導體層和第巧叫專態半導體層。第1非晶態半導體層與娃基板的 受光面相接地配置。第巧自晶態半導體層與娃基板的受光面的相反側的表面相接地配置，實 質上具有i型的導電類型。第3非晶態半導體層與娃基板的受光面的相反側的表面相接地配 置，并且在娃基板的面內方向上與第巧叫言態半導體層相鄰地配置，實質上具有i型的導電 類型。第4非晶態半導體層與第巧叫專態半導體層相接地配置，具有與娃基板的導電類型相 反的導電類型。第巧叫專態半導體層與第3非晶態半導體層相接地配置，具有與娃基板的導 電類型相同的導電類型。
[0018] 娃基板的背面被實質上具有i型的導電類型的非晶態半導體層覆蓋，因此能夠提 高娃基板的背面的載流子的壽命。其結果是，在具有異質結的背面接合型的光電轉換元件 中能夠減小開路電壓的面內分布的偏差，能夠提高轉換效率。
[0019] 優選的是，第1非晶態半導體層包括第巧自晶態半導體層和第巧態半導體層。第 6非晶態半導體層與娃基板的受光面相接地配置，實質上具有i型的導電類型。第巧態半 導體層包括與第巧叫專態半導體層相接地配置，具有與娃基板的導電類型相同的導電類型 的第巧態半導體層。
[0020] 在背面接合型的光電轉換元件中，能夠通過實質上具有i型的導電類型的非晶態 半導體層使娃基板的受光面純化。其結果是，能夠提高娃基板的受光面的載流子壽命，能夠 提高轉換效率。
[0021] 優選的是，光電轉換元件還具備防反射膜。防反射膜與娃基板的受光面相接地配 置。娃基板包括第I擴散層和第2擴散層。第I擴散層與受光面的相反側的表面相接地配置， 具有與娃基板的導電類型相反的導電類型。第2擴散層與受光面的相反側的表面相接地配 置，并且在娃基板的面內方向上與第1擴散層相鄰地配置，具有與娃基板的導電類型相同的 導電類型。
[0022] 在具有同質結的背面接合型的光電轉換元件中，能夠減小開路電壓的面內分布的 偏差，能夠提高轉換效率。
[0023] 優選的是，光電轉換元件還具備防反射膜。防反射膜與娃基板的受光面相接地配 置。娃基板包括第1擴散層和第2擴散層。第1擴散層與娃基板的受光面相接地配置，具有與 娃基板的導電類型相同的導電類型。第2擴散層與娃基板的受光面的相反側的表面相接地 配置，具有與娃基板的導電類型相反的導電類型。
[0024] 在具有同質結的雙面電極型的光電轉換元件中，能夠減小開路電壓的面內分布的 偏差，能夠提高轉換效率。
[0025] 另外，根據本發明的實施方式，太陽能電池模塊具備背板、第1和第2光電轉換元 件、互連部W及隔離部。第1和第2光電轉換元件配置于背板上，在背板的面內方向上相鄰。 互連部將第1和第2光電轉換元件串聯電連接。隔離部配置于背板與第1和第2光電轉換元件 之間。并且，第1和第2光電轉換元件分別由技術方案2或6所述的光電轉換元件構成。互連部 包括第1連接部、第2連接部和第3連接部。第1連接部與設置于第1光電轉換元件的受光面的 相反側的電極相接地配置于背板與第1光電轉換元件之間，隨著從第1光電轉換元件的娃基 板的中屯、區域朝向端部區域而厚度變厚。第2連接部與設置于第2光電轉換元件的受光面側 的電極相接地配置。第3連接部在背板的面內方向上配置于第1光電轉換元件與第2光電轉 換元件之間，對第1連接部和第2連接部進行連接。隔離部在第1和第2光電轉換元件中的各 個光電轉換元件與背板之間的區域中，配置于除配置有互連部的第1連接部的區域W外的 區域，具有隨著從娃基板的中屯、區域朝向端部區域而變厚的厚度。
[0026] 互連部和隔離部具有沿著在受光面和背面雙方配置有電極的光電轉換元件的娃 基板的截面形狀那樣的厚度。
[0027] 因此，能夠將在受光面和背面雙方配置有電極的光電轉換元件水平地配置。另外， 能夠減小開路電壓的面內分布的偏差，能夠提高太陽能電池模塊的轉換效率。
[0028] 進而，根據本發明的實施方式，太陽能電池模塊具備背板、第1和第2光電轉換元 件、第1布線板、第2布線板、第3布線板、第4布線板和接觸片。
[0029] 第1和第2光電轉換元件配置于背板上，在背板的面內方向上相鄰。第1布線板配置 于背板與第1光電轉換元件之間，與第1光電轉換元件的正極電極和負極電極中的某一個電 極相接地配置。第2布線板配置于背板與第1光電轉換元件之間，與第1光電轉換元件的正極 電極和負極電極中的另一個電極相接地配置。第3布線板配置于背板與第2光電轉換元件之 間，與第2光電轉換元件的正極電極和負極電極中的某一個電極相接地配置。第4布線板配 置于背板與第2光電轉換元件之間，與第2光電轉換元件的正極電極和負極電極中的另一個 電極相接地配置。接觸片在背板的面內方向上在從第1光電轉換元件的端部區域到第2光電 轉換元件的端部區域為止的區域中配置于第1和第3布線板與背板之間，與第1和第3布線板 相接地配置。第1和第2光電轉換元件分別由技術方案3至5中的任一項所述的光電轉換元件 構成。接觸片具有在第1光電轉換元件與第2光電轉換元件之間最厚、并且隨著靠向第1光電 轉換元件的娃基板的中屯、區域和第2光電轉換元件的娃基板的中屯、區域而緩緩變薄的厚 度。
[0030] 接觸片在第1和第2光電轉換元件之間，具有沿著第1和第2光電轉換元件的娃基板 的截面形狀的截面形狀。
[0031] 因此，能夠將在受光面配置有電極的光電轉換元件水平地配置。另外，能夠減小開 路電壓的面內分布的偏差，能夠提高太陽能電池模塊的轉換效率。
[0032] 優選的是，接觸片包括樹脂和接觸電極。樹脂與背板相接地配置。接觸電極在樹脂 上與第2和第3布線板相接地配置。
[0033] 接觸片包括樹脂，因此與整體由金屬構成的情況相比，能夠使太陽能電池模塊輕 量化。
[0034] 根據本發明的實施方式，能夠減小開路電壓的面內分布的偏差，能夠提高光電轉 換元件的轉換效率。
【附圖說明】
[0035] 圖1是示出本發明的實施方式1的光電轉換元件的結構的剖視圖。
[0036] 圖2是圖1所示的n型單晶娃基板1的詳細的剖視圖。
[0037] 圖3是圖1所示的n型單晶娃基板1的詳細的剖視圖。
[003引圖4是支座的側視圖。
[0039] 圖5是圖4所示的V-V線處的支座的剖視圖。
[0040] 圖6是其他支座的側視圖。
[0041 ]圖7是示出娃基板的厚度與開路電壓的關系的圖。
[0042] 圖8是示出平均面粗糖度與開路電壓的關系的圖。
[0043] 圖9是示出各基板上的各光電轉換元件的開路電壓的變動率的圖。
[0044] 圖10是示出對在125mm見方的整個n型單晶娃基板制作光電轉換元件時的開路電 壓進行比較的結果的圖。
[0045] 圖11是示出圖1所示的光電轉換元件的制造方法的第1工序圖。
[0046] 圖12是示出圖1所示的光電轉換元件的制造方法的第2工序圖。
[0047] 圖13是示出實施方式2的光電轉換元件的結構的剖視圖。
[0048] 圖14是示出實施方式3的光電轉換元件的結構的剖視圖。
[0049] 圖15是圖14所示的光電轉換元件的背面側的電極的俯視圖。
[0050] 圖16是示出圖14所示的光電轉換元件的制造方法的第1工序圖。
[0051] 圖17是示出圖14所示的光電轉換元件的制造方法的第2工序圖。
[0052] 圖18是示出圖14所示的光電轉換元件的制造方法的第3工序圖。
[0053] 圖19是示出實施方式4的光電轉換元件的結構的剖視圖。
[0054] 圖20是示出圖19所示的光電轉換元件的制造方法的第1工序圖。
[0055] 圖21是示出圖19所示的光電轉換元件的制造方法的第2工序圖。
[0056] 圖22是示出圖19所示的光電轉換元件的制造方法的第3工序圖。
[0057] 圖23是示出實施方式5的光電轉換元件的結構的剖視圖。
[0058] 圖24是示出圖23所示的光電轉換元件的制造方法的第1工序圖。
[0059] 圖25是示出圖23所示的光電轉換元件的制造方法的第2工序圖。
[0060] 圖26是示出圖23所示的光電轉換元件的制造方法的第3工序圖。
[0061] 圖27是示出實施方式6的太陽能電池模塊的結構的剖視圖。
[0062] 圖28是示出實施方式7的太陽能電池模塊的結構的剖視圖。
[0063] 圖29是從上側觀察太陽能電池模塊的背板、接觸片、P型布線板和n型布線板的俯 視圖。
[0064] 圖30是示出接觸片的其他具體例的圖。
[0065] 圖31是示出具備本實施方式的光電轉換元件的光電轉換模塊的結構的概略圖。
[0066] 圖32是示出具備本實施方式的光電轉換元件的太陽光發電系統的結構的概略圖。
[0067] 圖33是示出圖32所示的光電轉換模塊陣列的結構的概略圖。
[0068] 圖34是示出具備本實施方式的光電轉換元件的太陽光發電系統的結構的概略圖。
[0069] 圖35是使用了 n型娃基板的太陽能電池的剖視圖。
【具體實施方式】
[0070] 參照附圖，詳細說明本發明的實施方式。此外，對圖中相同或者相當部分附加相同 符號，不重復其說明。
[0071] 在本說明書中，將非晶娃記為"a-Si"，但是該記法實際上意味著包含氨化)原子。 關于非晶碳化娃（a-SiC)、非晶氧化娃（a-SiO)、非晶氮化娃（a-SiN)、非晶氮氧化娃（a- SiON)、非晶錯娃(a-SiGe)和非晶錯(a-Ge)，也同樣地意味著包含H原子。進而，非晶態半導 體層設為包括完全非晶態的半導體層和微晶半導體層。并且，微晶半導體層是指在非晶態 半導體層中析出的半導體晶體的平均粒徑是1~50nm的半導體。
[0072] [實施方式1]
[0073] 圖1是示出本發明的實施方式1的光電轉換元件的結構的剖視圖。參照圖1，本發明 的實施方式1的光電轉換元件100具備n型單晶娃基板Ui型非晶態半導體層2、4、n型非晶態 半導體層3、p型非晶態半導體層5、透明導電膜6、導電層7和電極8、9。
[0074] n型單晶娃基板1例如具有（100)的面方位和0.1~30 Q ? cm的電阻率。另外，n型單 晶娃基板1的光入射側的表面被紋理化。關于n型單晶娃基板1的厚度，在后面詳細敘述。
[0075] i型非晶態半導體層2由本征的非晶態半導體構成。i型非晶態半導體層2與n型單 晶娃基板1的受光面(是指形成有紋理構造的表面。W下相同。）相接地配置于n型單晶娃基 板1上。i型非晶態半導體層2的厚度例如是0.5nm~25nm。
[0076] n型非晶態半導體層3由滲雜了 n型的雜質的非晶態半導體構成。n型的雜質例如是 憐(P)"n型非晶態半導體層3與i型非晶態半導體層2相接地配置于i型非晶態半導體層2上。 n型非晶態半導體層3的厚度例如是約2nm~約SOnnun型非晶態半導體層3中的P濃度例如是 lXl〇i9cm-3~lXl〇2icm-3。
[0077] i型非晶態半導體層4與n型單晶娃基板1的受光面的相反側的表面相接地配置于n 型單晶娃基板1上。i型非晶態半導體層4的厚度與i型非晶態半導體層2的厚度相同。
[0078] P型非晶態半導體層5由滲雜了 P型的雜質的非晶態半導體構成。P型的雜質例如是 棚(B)DP型非晶態半導體層5與i型非晶態半導體層4相接地配置于i型非晶態半導體層4上。 P型非晶態半導體層5的厚度例如是約2皿~約50皿。P型非晶態半導體層5中的B濃度例如是 lXl〇i9cm-3~lXl〇2icm-3。
[0079] 透明導電膜6與n型非晶態半導體層3相接地配置于n型非晶態半導體層3上。透明 導電膜6例如由口0(lndi皿Tin化ide，氧化銅錫）、Sn化和ZnO等構成。
[0080] 導電層7與P型非晶態半導體層5相接地配置于P型非晶態半導體層5上。導電層7由 透明導電膜、4邑、〇1、511、口*、411、口(1、1'1^曰、化、(：〇、41等金屬和包括運些金屬中的一種^上的 合金、或者上述金屬中的兩種W上的層疊膜等導電性材料構成。導電層7的厚度例如是約 70nm~約 IOOnm。
[0081] 電極8與透明導電膜6的一部分相接地配置于透明導電膜6上。電極8例如由Ag構 成。
[0082] 電極9與導電層7相接地配置于導電層7上。電極9例如由Ag構成。
[0083] 圖2和圖3是圖1所示的n型單晶娃基板1的詳細的剖視圖。參照圖2，n型單晶娃基板 1包括中屯、區域11和端部區域12。
[0084] 此處，設想n型單晶娃基板1具有由一邊的長度為2.5cmW上構成的四邊形的形狀。 另外，設想n型單晶娃基板1的厚度在平面方向上大致對稱。
[0085] 中屯、區域11是由具有與n型單晶娃基板1的中屯、點相同的中屯、點、并且將n型單晶 娃基板1的四邊中最短的邊的長度的40%的長度設為直徑的圓包圍的區域。
[0086] 端部區域12是從n型單晶娃基板1的端部起5mmW內的區域。并且，端部區域12在n 型單晶娃基板1的面內方向上配置于比中屯、區域11更靠外側的位置。
[0087] 中屯、區域11具有厚度tl。端部區域12具有比厚度tl薄的厚度t2。中屯、區域11的厚 度tl定義為中屯、區域11的n型單晶娃基板1的厚度的平均值。另外，端部區域12的厚度t2定 義為端部區域12的四邊的n型單晶娃基板1的厚度的平均值。進而，n型單晶娃基板1的厚度 定義為從n型單晶娃基板1的背面到n型單晶娃基板1的正面的厚度。當在n型單晶娃基板1的 受光面形成有凹凸構造的情況下，也同樣地定義n型單晶娃基板1的厚度。
[008引厚度tl例如是80皿~200皿，厚度t2例如是30皿~70皿。另外，如果考慮n型單晶娃 基板1的針對裂紋或者裂縫的耐久性，則n型單晶娃基板1的端面的厚度t3例如是20WI1~50y m O
[0089] 此外，n型單晶娃基板1的端面的厚度t3也可W如圖3所示，是t3 = 0皿。
[0090] 運樣，n型單晶娃基板1由使端部區域12的厚度t2比中屯、區域11的厚度tl薄而成的 構造構成。
[0091] 圖4是支座的側視圖。圖5是圖4所示的V-V線處的支座的剖視圖。
[0092] 參照圖4和圖5,支座50包括主體部51、蓋52和小螺釘53。
[0093] 主體部51具有覆蓋n型單晶娃基板1的側部和底部的形狀。蓋52W在箭頭ARWl的方 向上能夠轉動的方式，一端通過小螺釘53而固定于主體部51。
[0094] 主體部51、蓋52和小螺釘53由耐酸性的樹脂材料等構成。打開蓋52而將n型單晶娃 基板1配置到主體部51內。然后，當將n型單晶娃基板1配置到主體部51內后，關閉蓋52。當關 閉蓋52時，如果將n型單晶娃基板1與主體部51或者蓋52的重疊寬度設為巧，則將寬度巧設 定為例如10mm。此外，巧能夠適當調整。
[00M]在用氣硝酸處理n型單晶娃基板1的情況下，關于放置在支座50中的n型單晶娃基 板1，在面內氣硝酸溶液的液循環速度不同。區域54是開口的構造，因此液循環速度快。另一 方面，區域55是溶液容易滯留的構造，因此液循環速度慢。其結果是，在區域55中，與區域54 相比，n型單晶娃基板1的蝕刻速度更快。
[0096] 因此，通過使用支座50,能夠制作端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄的n型單晶 娃基板1。
[0097] 圖6是其他支座的側視圖。在實施方式1中使用的支座也可W是圖6所示的支座 50A。
[009引參照圖6,關于支座50A，僅n型單晶娃基板1的側部具有重疊寬度巧。在使用支座 50A來蝕刻娃基板的情況下，在進行n型單晶娃基板的第1次蝕刻之后，使n型單晶娃基板旋 轉90°而在支座50A中調換，其后，再次進行蝕刻。由此，能夠制作端部區域的厚度比中屯、區 域的厚度薄的n型單晶娃基板1。
[0099] (實驗1:娃基板厚與開路電壓的關系）
[0100] 在用堿溶液將從娃錠切割下的n型單晶娃基板薄膜化之后，進行除氣處理。其后， 用氣硝酸溶液對n型單晶娃基板進行蝕刻來制作具有期望的厚度的n型單晶娃基板。在本實 驗中，將n型單晶娃基板的厚度設為SOjim~170]im的范圍，將n型單晶娃基板的尺寸設為 125mm見方。使用該制作出的n型單晶娃基板來制作圖1所示的構造的光電轉換元件。光電轉 換元件的大小是2cm見方，在n型單晶娃基板內按4行X4列等間隔地制作光電轉換元件。
[0101] 圖7是示出娃基板的厚度與開路電壓Voc的關系的圖。在圖7中，縱軸表示開路電 壓，橫軸表示娃基板的厚度。
[0102] 此外，開路電壓是由形成于n型單晶娃基板的中屯、區域的光電轉換元件測定出的 開路電壓。另外，開路電壓根據娃基板的厚度是170WI1時的開路電壓而被標準化。
[0103] 參照圖7,開路電壓Voc隨著娃基板的厚度變薄而提高。
[0104] 一般已知開路電壓Voc與載流子壽命T存在正相關。如果考慮運一點，則如下考慮 圖7所示的實驗結果。
[0105] 娃基板整體的載流子壽命大致區分為由娃基板的體區域的載流子壽命和娃基板 的表面的載流子壽命構成，其中較小的一方的載流子壽命對娃基板整體的載流子壽命的影 響較大。
[0106] 娃基板的厚度的降低使得體區域對娃基板整體的影響相對地降低，因此使娃基板 的厚度變薄從而開路電壓Voc提高，運能夠解釋為娃基板的體區域決定開路電壓Voc。
[0107] 目P，在實施方式1中制作的光電轉換元件中，認為娃基板的體由于氧等雜質析出或 者空隙等缺陷、或者滲雜物雜質所導致的缺陷，體區域的載流子壽命變小，另一方面，娃基 板表面的懸空鍵等未成鍵利用氨等封端，實現載流子壽命大的狀態。
[0108] 運樣，開路電壓Voc隨著使娃基板的厚度變薄而提高，根據運樣的實驗結果可知， 娃基板表面的載流子壽命比娃基板的體區域的載流子壽命長。
[0109] (實驗2:基板的平坦度與開路電壓的關系）
[0110] 在用線銀從娃錠切割下的娃基板的表面，在切割時形成損傷層。因此，在用堿溶液 去除該損傷層之后，進行除氣處理。其后，用氨氣酸和氣硝酸溶液去除在除氣處理時形成的 氧化膜和雜質擴散層，制作具有規定的厚度的n型單晶娃基板。
[0111] 通過將該n型單晶娃基板浸入到改變氨氣酸和硝酸的濃度而得到的氣硝酸溶液 中，制作平均面粗糖度Ra不同的n型單晶娃基板。平均面粗糖度Ra是對通過AFM(原子力顯微 鏡)測定出的面的凹凸量進行定量化的指標，通過W下的公式來定義。
[0112]試1]
[011引
? ? ? (1)
[0114] 在式(1)中，Ze是面的高度的平均值，n是測定點的數量。
[0115] 此處，氣硝酸溶液使用W下巧巾溶液。
[0116] 溶液(4)曲^:歴〇3:出0 = 8.3重量％:50.0重量％:41.7重量％
[0117] 溶液(8)曲^:歴〇3:出0 = 4.5重量％:54.5重量％:41.0重量％
[0118] 浸入到運些溶液前的平均面粗糖度Ra是Ra = O.75皿，由于溶液(A)，平均面粗糖度 Ra變為Ra = 0.26nm，由于溶液(B)，平均面粗糖度Ra變為Ra = 0.34nm。
[0119] 運樣，在用氨氣酸濃度高的溶液(A)進行處理的情況下，平均面粗糖度Ra變小。
[0120] 此外，此時將n型單晶娃基板的厚度處理成使進行利用溶液(A)、（B)的處理之后的 厚度相同。
[0121] 氨氣酸和氣硝酸的濃度不限于上述情況，能夠適當設定。
[0122] 使用運些n型單晶娃基板來制作圖1所示的構造的光電轉換元件。光電轉換元件的 大小是2cm見方，在n型單晶娃基板內按4行X4列等間隔地制作光電轉換元件。
[0123] 圖8是示出平均面粗糖度與開路電壓的關系的圖。在圖8中，縱軸表示開路電壓 Voc，橫軸表示平均面粗糖度Ra。
[0124] 此外，開路電壓Voc表示在將平均面粗糖度Ra是0.75nm時的開路電壓Voc設為"r 時的各平均面粗糖度Ra下的開路電壓。
[0125] 參照圖8,開路電壓Voc隨著平均面粗糖度Ra變小而變大。
[0126] 在光電轉換元件100的構造中，在n型單晶娃基板1與P型非晶態半導體層5之間形 成pn結，因此其界面的形狀對開路電壓Voc造成影響。
[0127] 作為其原因，認為是如果在n型單晶娃基板1的表面隨機地存在凹凸，則形成于其 上方的非晶娃膜成為受到應力而局部地晶體化的膜，或者非晶娃膜的膜厚產生偏差，因此 純化性在面內產生偏差。
[0128] 因此，越是在平均面粗糖度Ra小的平坦的界面形成的pn結，則得到越高的開路電 壓 Voc。
[0129] (實驗3:基板形狀與開路電壓的面內分布的關系）
[0130]
【發明人】們根據上述2個實驗發現，在娃基板的表面的純化性比娃基板的體區域的 純化性優良的情況下，通過(1)使娃基板薄板化W及(2)使娃基板的表面的平均面粗糖度Ra 降低，能夠提高開路電壓Voc。
[0131] 通常認為，與娃基板的體區域中的娃-娃結合的純化性相比，沉積于表面的非晶態 半導體膜與娃基板的界面的純化性較差。因此，使基板薄板化被認為會使優良的純化減少， 導致光電轉換元件的性能劣化。
[0132] 但是，根據(實驗1)的結果而得出結論的上述（1)的見解覆蓋了運一點，僅在具有 娃基板表面的純化性比娃基板的體區域的純化性優良運樣的高的技術能力的情況下有效。
[0133] 上述(2)的見解是指越是在平坦的界面形成的pn結則具有越高的開路電壓Voc。在 住宅用太陽能電池等中，期望幾kW左右的發電量，需要大面積。從生產成本或者成品率的方 面考慮，通過簡單的工藝，W往太陽能電池用的晶體娃基板使用非鏡面的基板。在W非鏡面 為主體的太陽能電池中，上述(2)的見解是新的見解。
[0134] 運兩個見解是
【發明人】們進行專屯、研究之后而得到的。
[0135] 在本實驗中，使用在對娃基板的四邊進行激光切割之后對端部區域進行薄板化和 平均面粗糖度Ra的降低化而得到的基板(a) W及對娃基板的四邊進行激光切割而得到的基 板(b)來制作圖1所示的構造的光電轉換元件。
[0136] 基板(a)的制造方法如下所述。
[0137] 在用堿溶液對從娃錠切割下的娃基板進行薄板化之后，進行除氣處理。其后，使用 支座50(參照圖4和圖5)或者支座50A(參照圖6)，通過氣硝酸溶液對娃基板進行蝕刻，制作 娃基板的中屯、區域具有150WI1左右的厚度的娃基板。
[0138] 運樣制作出的基板(a)的厚度在中屯、區域是160皿，在端部區域是30皿。另外，平均 面粗糖度Ra在中屯、區域是0.68nm，在端部區域是0.26nm。
[0139] 光電轉換元件的大小是2cm見方，在n型單晶娃基板內按4行X 4列等間隔地制作光 電轉換元件。
[0140] 圖9是示出各基板上的各光電轉換元件的開路電壓的變動率的圖。圖9按4行X4列 示出開路電壓Voc,與基板內的各光電轉換元件的位置的信息一起示出。開路電壓Voc的變 動率通過下式來定義。
[0141 ]開路電壓的變動率（％ )=(各光電轉換元件的開路電壓/(基板上的最低的開路電 壓)-l)X100(%)
[0142] 此外，圖9(a)示出使用基板(a)的情況下的開路電壓Voc的變動率，圖9(b)示出使 用基板(b)的情況下的開路電壓Voc的變動率。
[0143] 參照圖9,在使用基板(b)的情況下，開路電壓Voc的面內分布大，存在最大1.2%的 變動。另一方面，在使用基板(a)的情況下，開路電壓Voc的面內分布被抑制，其變動率在 0.4% W 內。
[0144] 運樣，通過n型單晶娃基板的端部區域的薄板化和平均面粗糖度Ra的降低化，能夠 提高每個n型單晶娃基板的發電量。
[0145] 圖10是示出對在125mm見方的整個n型單晶娃基板制作光電轉換元件時的開路電 壓Voc進行比較的結果的圖。
[0146] 在圖10中，縱軸表示開路電壓Voc,橫軸表示基板的種類。此外，開路電壓Voc將使 用基板(b)的情況下的開路電壓Voc設為"r而表示使用各基板(a)、（b)的情況下的開路電 壓。
[0147] 參照圖10,使用基板(a)的情況下的開路電壓Voc比使用基板(b)的情況下的開路 電壓Voc大。與上述實驗結果同樣地，不使n型單晶娃基板的端部區域的開路電壓Voc下降是 重要的。
[0148] 根據該實驗可知，即使是具有125mm見方的尺寸的光電轉換元件，通過使n型單晶 娃基板的端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄W及使n型單晶娃基板的端部區域的平均面 粗糖度Ra比中屯、區域的平均面粗糖度Ra小，也能夠提高開路電壓Voc。其結果是，認為即使 基板尺寸變大，也能夠得到同樣的效果。
[0149] 圖11和圖12分別是示出圖1所示的光電轉換元件100的制造方法的第1和第2工序 圖。
[0150] 說明光電轉換元件100的制造方法。光電轉換元件100是主要使用等離子體裝置通 過等離子體CVD(化emical化pour D巧osition，化學氣相沉積)法來制造的。
[0151] 等離子體裝置例如具備經由匹配器而對平行平板電極施加 13.56MHz的RF功率的 電源。
[0152] 當開始光電轉換元件100的制造時，用氣硝酸蝕刻從娃錠切割下的娃基板來制作 端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄的n型單晶娃基板，其后，用上述溶液(A)蝕刻n型單晶 娃基板來制成端部區域的平均面粗糖度Ra比中屯、區域的平均面粗糖度Ra小的n型單晶娃基 板1(參照圖11的工序(a))。此外，在圖11的工序(a)中，圖示為n型單晶娃基板1的厚度在中 屯、區域和端部區域恒定，但是實際上，n型單晶娃基板1的厚度在端部區域比中屯、區域薄。
[0153] 其后，在n型單晶娃基板1的一個表面通過瓣射法形成具有100~3(K)nm左右的厚度 的氧化娃(Si〇2)，使用1重量％~5重量％的氨氧化鐘化OH)和1重量％~10重量％的異丙醇 (IPA)，在80°C~90°C的溫度下，在30分鐘內，對n型單晶娃基板1的表面化學性地進行各向 異性蝕刻，并對n型單晶娃基板1的另一個表面進行紋理化(參照圖11的工序(b))。在運種情 況下，所形成的金字塔的大小例如是15WI1左右。
[0154] 其后，將n型單晶娃基板1浸潰到氨氣酸中來去除形成于n型單晶娃基板1的表面的 自然氧化膜，并且使n型單晶娃基板1的表面W氨封端。
[0155] 當n型單晶娃基板1的清洗結束后，將n型單晶娃基板1放入到等離子體裝置的反應 室。
[0156] 并且，使200~1000 sccm的硅烷（SiH4)氣體和200~3000sccm的氨化2)氣流到反應 室，將反應室的壓力設定為30~500Pa，將基板溫度設定為130~220°C。于是，利用RF電源， 經由匹配器對平行平板電極施加5~40mW/cm2的RF功率。由此，在反應室內產生等離子體， 使由i型a-Si構成的i型非晶態半導體層2沉積在n型單晶娃基板1的受光面（=形成有紋理 構造的表面)上(參照圖11的工序(C))。
[0157] 當i型非晶態半導體層2的膜厚為0.5皿~25皿時，停止RF功率，使通過氨稀釋了的 30~SOOsccm的憐化氨(P出)氣體進一步地流到反應室。并且，將反應室的壓力設定為20~ lOOPa，利用RF電源，經由匹配器對平行平板電極施力日5~40mW/cm2的RF功率。由此，使由n型 a-Si構成的n型非晶態半導體層3沉積在i型非晶態半導體層2上（參照圖11的工序(d))。此 外，用氨稀釋了的P出氣體的濃度例如是1 %。
[0158] 其后，從等離子體裝置取出n型非晶態半導體層3/i型非晶態半導體層2/n型單晶 娃基板1，W在n型單晶娃基板1的背面(與形成有n型非晶態半導體層3/i型非晶態半導體層 2的面相反一側的表面)上能夠沉積薄膜的方式將n型非晶態半導體層3/i型非晶態半導體 層2/n型單晶娃基板1放入到等離子體裝置中。
[0159] 然后，使用與i型非晶態半導體層2的形成條件相同的形成條件，將i型非晶態半導 體層4形成于n型單晶娃基板1的背面(參照圖11的工序(e))。
[0160] 此外，i型非晶態半導體層4也可W使用與i型非晶態半導體層2的形成條件不同的 形成條件來形成。
[0161] 其后，使200~1000 sccm的SiH4氣體、200~3000sccm的此氣體和用氨稀釋了的30~ SOOsccm的乙棚燒(B抽6)氣體流到反應室，將反應室的壓力設定為20~lOOPa，并且，利用RF 電源，經由匹配器對平行平板電極施加5~40mW/cm2的RF功率。由此，使由P型a-S i構成的P 型非晶態半導體層5沉積在i型非晶態半導體層4上（參照圖12的工序(f))。此外，用氨稀釋 了的B2也氣體的濃度例如是2%。
[0162] 其后，在n型非晶態半導體層2上例如通過瓣射法形成透明導電膜6( = IT0)(參照 圖12的工序(g))。在運種情況下，將混入有5重量％的511化粉末的Iri2〇3粉末的燒結體作為祀 電極而設置于陰極。然后，將形成有i型非晶態半導體層2等的n型單晶娃基板1配置成相對 于陰極平行，對腔室內進行真空排氣。其后，對n型單晶娃基板1進行加熱W使n型單晶娃基 板1的溫度達至ljl80°C，使200~SOOsccm的氣(Ar)氣與0~30sccm的氧（〇2)氣的混合氣體流 過而將腔室內的壓力保持為0.4~1.3Pa，同時接入0.2~2kW的電力而使其放電。由此，形成 透明導電膜6(二口 0)。
[0163] 其后，通過與透明導電膜6( = IT0)相同的形成條件，在P型非晶態半導體層5上形 成導電層7(IT0)(參照圖12的工序化））。
[0164] 此外，除瓣射法之外，也可W通過CV的去和蒸鍛法等薄膜形成方法、或者鍛敷法、或 者它們的組合來形成透明導電膜6和導電層7。
[0165] 然后，通過絲網印刷將在環氧樹脂中揉進Ag的微粉末而成的Ag膏形成為高度約10 ~30WI1、寬度100~500WI1之后，在200°C下進行80分鐘的燒結硬化，從而形成梳形的電極8、9 (參照圖12的工序Q))。由此，光電轉換元件100完成。
[0166] 當入射光從透明導電膜6側入射到光電轉換元件100時，在n型單晶娃基板1中電子 和空穴被光激發。然后，被光激發了的電子和空穴通過pn結(n型單晶娃基板1/P型非晶態半 導體層5)而被電分離，電子經由i型非晶態半導體層2、n型非晶態半導體層3和透明導電膜6 而到達電極8。另外，空穴經由i型非晶態半導體層4、p型非晶態半導體層5和導電層7而到達 電極9。
[0167] 然后，到達了電極8的電子經由連接于電極8與電極9之間的負載而到達電極9,與 空穴進行復合。由此，將通過光電轉換元件100產生的電力供給到負載。
[0168] 光電轉換元件100具備端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄、端部區域的平均面 粗糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的n型單晶娃基板l，n型單晶娃基板1的厚度越薄則開 路電壓越大，并且平均面粗糖度越小則開路電壓越大，因此能夠減小開路電壓的面內偏差， 能夠提高轉換效率。
[0169] 另外，在光電轉換元件100中，在P型非晶態半導體層5與電極9之間配置有導電層 7,因此能夠抑制P型非晶態半導體層5與電極9之間的界面處的載流子的復合。另外，在導電 層7由透明導電膜構成且電極9由Ag構成的情況下，透過n型單晶娃基板1的光在導電層7(透 明導電膜)/電極9(Ag)界面被反射，而被n型單晶娃基板1吸收。因此，能夠增加光電轉換元 件100的短路電流。
[0170] 在上述中，雖然Wi型非晶態半導體層2由i型a-Si構成來進行了說明，但是在實施 方式1中，不限于此，i型非晶態半導體層2也可W由i型a-SiC、i型a-SiN、i型a-SiO、i型a- SiON、i型a-SiGe、i型a-Ge中的任意一種構成。另外，i型非晶態半導體層2也可W包括濃度 是IX IOi6Cnf3W下的P和B等滲雜物。運是由于，當在1個反應室中制造光電轉換元件100的 情況下，附著于反應室的壁的P和B等有時會混入到i型非晶態半導體層2中。i型非晶態半導 體層2即使包括濃度是IX IOi6Cnf3W下的P和B等，實質上也具有i型的導電類型。因此，i型 非晶態半導體層2實質上具有i型的導電類型即可。
[0171] 關于i型非晶態半導體層4,也與i型非晶態半導體層2同樣。
[0172] 雖然Wn型非晶態半導體層3由n型a-Si構成來進行了說明，但在實施方式1中，不 限于此，n型非晶態半導體層3也可W由n型a-SiC、n型a-SiN、n型a-SiO、n型a-SiON、n型a- SiGe、n型a-Ge中的任意一種構成。
[0173] 雖然Wp型非晶態半導體層5由P型a-Si構成來進行了說明，但是在實施方式1中， 不限于此，P型非晶態半導體層5也可W由P型a-SiC、p型a-SiN、p型a-SiO、p型a-SiON、p型a- SiGe、p型a-Ge中的任意一種構成。
[0174] 在運種情況下，i型a-SiC將SiH4氣體、出氣體和甲燒(邸4)氣體作為材料氣體，通過 上述等離子體CV的去來形成。i型a-Si州尋SiH4氣體、此氣體和氨(N曲)氣作為材料氣體，通過 上述等離子體CV的去來形成。i型a-SiO將SiH4氣體、出氣體和化氣體作為材料氣體，通過上述 等離子體CVD法來形成。i型a-SiON將SiH4氣體、此氣體、〇2氣體和N曲氣體作為材料氣體，通 過上述等離子體CV的去來形成。i型a-SiGe將SiH4氣體、出氣體和錯燒(G細4)氣體作為材料氣 體，通過上述等離子體CVD法來形成。i型a-(ie將此氣體和G細4氣體作為材料氣體，通過上述 等離子體CV的去來形成。
[01巧]n型a-SiC將SiH4氣體、此氣體、邸4氣體和P曲氣體作為材料氣體，通過上述等離子 體CVD法來形成。n型a-SiN將SiH4氣體、此氣體、畑3氣體和P曲氣體作為材料氣體，通過上述 等離子體CV的去來形成。n型a-SiO將SiH4氣體、此氣體、0巧體和P曲氣體作為材料氣體，通過 上述等離子體CVD法來形成。n型a-SiON將SiH4氣體、此氣體、〇2氣體、畑3氣體和P曲氣體作為 材料氣體，通過上述等離子體CVD法來形成。n型a-SiGe將SiH4氣體、此氣體、GeH4氣體和P曲 氣體作為材料氣體，通過上述等離子體CV的去來形成。n型a-(ie將出氣體、GeH4氣體和P曲氣體 作為材料氣體，通過上述等離子體CV的去來形成。
[0176] P型a-SiC將SiH4氣體、此氣體、邸4氣體和B2化氣體作為材料氣體，通過上述等離子 體CVD法來形成。P型a-Si州尋SiH4氣體、此氣體、畑3氣體和B2化氣體作為材料氣體，通過上述 等離子體CV的去來形成。P型a-SiO將SiH4氣體、出氣體、0巧體和B2也氣體作為材料氣體，通過 上述等離子體CVD法來形成。P型a-SiO州尋SiH4氣體、此氣體、〇2氣體、畑3氣體和B2也氣體作為 材料氣體，通過上述等離子體CVD法來形成。P型a-SiGe將SiH4氣體、出氣體、GeH4氣體和B2也 氣體作為材料氣體，通過上述等離子體CV的去來形成。P型a-Ge將此氣體、GeH4氣體和B2化氣 體作為材料氣體，通過上述等離子體CV的去來形成。
[0177] 另外，光電轉換元件100也可W具備P型單晶娃基板、n型多晶娃基板和P型多晶娃 基板中的任意一個來代替n型單晶娃基板1。
[0178] 在運種情況下，P型單晶娃基板、n型多晶娃基板和P型多晶娃基板分別通過上述方 法，使端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄，且使端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的 平均面粗糖度小。
[0179] 另外，在P型單晶娃基板的一面（=受光面），通過上述方法形成紋理構造，在n型多 晶娃基板或者P型多晶娃基板的一面(受光面），通過干法蝕刻形成紋理構造。
[0180] 運樣，光電轉換元件100-般來說具備娃基板即可。
[0181] 并且，在光電轉換元件100中，pn結不配置于形成紋理構造的受光面側，而配置于 平均面粗糖度小的背面(與受光面相反一側的表面)側。運是由于，在平均面粗糖度小的情 況下，更能夠使開路電壓Voc增大。
[0182] [實施方式2]
[0183] 圖13是示出實施方式2的光電轉換元件的結構的剖視圖。參照圖13,關于實施方式 2的光電轉換元件200,將圖1所示的光電轉換元件100的n型非晶態半導體層3替換成P型非 晶態半導體層5A，將P型非晶態半導體層5替換成n型非晶態半導體層3A，在其他方面與光電 轉換元件100相同。
[0184] 在光電轉換元件200中，P型非晶態半導體層5A與i型非晶態半導體層2相接地配置 于i型非晶態半導體層2上。關于P型非晶態半導體層5A的其他說明與關于P型非晶態半導體 層5的說明相同。
[0185] n型非晶態半導體層3A與i型非晶態半導體層4相接地配置于i型非晶態半導體層4 上。關于n型非晶態半導體層3A的其他說明與關于n型非晶態半導體層3的說明相同。
[0186] 運樣，光電轉換元件200是將p/i非晶態半導體層2、5A配置于光入射側的光電轉換 元件。
[0187] 光電轉換元件200依照圖11和圖12所示的工序(a)~工序（i)來制造。在運種情況 下，在工序(d)中，通過等離子體CV的去形成P型非晶態半導體層5A，在工序(f)中，通過等離 子體CV的去形成n型非晶態半導體層3A。
[0188] 在光電轉換元件200中，也能夠享受與光電轉換元件100同樣的效果。
[0189] 實施方式2中的其他說明與實施方式1中的說明相同。
[0190] [實施方式3]
[0191] 圖14是示出實施方式3的光電轉換元件的結構的剖視圖。參照圖14,實施方式3的 光電轉換元件300具備n型單晶娃基板1、非晶態半導體層301、i型非晶態半導體層302、303、 P型非晶態半導體層304、n型非晶態半導體層305、透明導電膜306、307、電極308、309和絕緣 層 310。
[0192] 非晶態半導體層301與n型單晶娃基板1的受光面相接地配置于n型單晶娃基板1 上。
[0193] i型非晶態半導體層302、303與n型單晶娃基板1的背面(與形成有紋理構造的表面 相反一側的表面)相接地配置于n型單晶娃基板1上。
[0194] P型非晶態半導體層304與i型非晶態半導體層302相接地配置于i型非晶態半導體 層302上。
[01M] n型非晶態半導體層305與i型非晶態半導體層303相接地配置于i型非晶態半導體 層303上。
[0196] 透明導電膜306與P型非晶態半導體層304相接地配置于P型非晶態半導體層304 上。
[0197] 透明導電膜307與n型非晶態半導體層305相接地配置于n型非晶態半導體層305 上。
[0198] 電極308與透明導電膜306相接地配置于透明導電膜306上。
[0199] 電極309與透明導電膜307相接地配置于透明導電膜307上。
[0200] 絕緣增310與非晶態半導體層301相接地配置于非晶態半導體層301上。
[0201] 非晶態半導體層301由i型非晶態半導體層/n型非晶態半導體層或者n型非晶態半 導體層構成。在非晶態半導體層301由i型非晶態半導體層/n型非晶態半導體層構成的情況 下，i型非晶態半導體層與n型單晶娃基板1相接地配置，n型非晶態半導體層與i型非晶態半 導體層相接地配置。
[0202] i型非晶態半導體層由i型a-SiC、i型a-SiN、i型a-SiO、i型a-SiON、i型a-Si、i型a- SiGea型a-Ge中的任意一種構成。并且，i型非晶態半導體層具有與實施方式1中的i型非晶 態半導體層2相同的厚度。
[0203] n型非晶態半導體層由n型a-SiC、n型a-SiN、n型a-SiO、n型a-SiON、n型a-Si、n型a- SiGe、n型a-Ge中的任意一種構成。并且，n型非晶態半導體層具有與實施方式1中的n型非晶 態半導體層3相同的厚度。
[0204]此外，在非晶態半導體層301僅由n型非晶態半導體層構成的情況下，n型非晶態半 導體層的厚度為i型非晶態半導體層2的厚度與n型非晶態半導體層3的厚度的總和。
[0205] 另外，在非晶態半導體層301僅由i型非晶態半導體層構成的情況下，i型非晶態半 導體層的厚度為i型非晶態半導體層2的厚度與n型非晶態半導體層3的厚度的總和。
[0206] 其結果是，非晶態半導體層301能夠抑制在n型單晶娃基板1中生成的少數載流子 (空穴巧Ij達絕緣層310,提高短路電流。
[0207] i型非晶態半導體層302、303分別由i型a-SiC、i型a-SiN、i型a-SiO、i型a-SiON、i 型a-Si、i型a-SiGe、i型a-(ie中的任意一種構成。并且，i型非晶態半導體層302、303分別具 有與實施方式1中的i型非晶態半導體層4相同的厚度。另外，i型非晶態半導體層302、303分 別與在實施方式1中說明的i型非晶態半導體層2、4同樣地，實質上具有i型的導電類型即 可。
[0208] P 型非晶態半導體層304 由 P 型a-SiC、p 型a-SiN、p 型a-SiO、p 型a-SiON、p 型a-Si、p 型a-SiGe、p型a-(ie中的任意一種構成。P型非晶態半導體層304具有與P型非晶態半導體層5 相同的厚度。
[0209] n型非晶態半導體層305 由 n 型a-SiC、n 型a-SiN、n型a-SiO、n型a-SiON、n 型a-Si、n 型a-SiGe、n型a-Ge中的任意一種構成。n型非晶態半導體層305具有與P型非晶態半導體層 304相同的厚度。
[0210] 透明導電膜306、307分別由ITO、SnO沸ZnO等構成。
[0211] 電極308、309分別由4邑、〇1、511、？1、411、？(1、1'1^曰、化、(：〇、41等金屬和包括運些金屬 中的一種W上的合金、或者上述金屬中的兩種W上的層疊膜等導電性材料構成。
[0212] 絕緣層310由氧化娃、氮化娃和氧氮化娃中的任意一種構成。絕緣層310作為防反 射膜和保護膜而發揮功能。如果考慮作為防反射膜的功能，則將絕緣層310的厚度設定為例 如SOnm~300nm。由此，能夠使光電轉換元件300的短路電流增加。另外，如果考慮非晶態半 導體層301的表面的純化，則優選通過氮化娃或者氧氮化娃來構成絕緣層310。
[0213] 圖15是圖14所示的光電轉換元件300的背面側的電極308、309的俯視圖。
[0214] 參照圖15,電極308、309分別具有梳形。并且，電極308的梳形配置為與電極309的 梳形曬合。
[0215] 圖16至圖18分別是示出圖14所示的光電轉換元件300的制造方法的第1至第3工序 圖。
[0216] 當開始光電轉換元件300的制造時，執行與圖11所示的工序(a)相同的工序而制成 n型單晶娃基板1(參照圖16的工序(a))。此外，在圖16的工序(a)中，也圖示為n型單晶娃基 板1的厚度在中屯、區域和端部區域恒定，但是實際上，n型單晶娃基板1的厚度在端部區域比 中屯、區域薄。
[0217] 其后，在n型單晶娃基板1的一個表面通過瓣射法形成具有300~1300皿左右的厚 度的氧化娃(Si〇2)，使用1重量％~5重量％的1((^和1重量％~10重量％的1?4,在80°C~90 °(：的溫度下，在30分鐘內，對n型單晶娃基板1的表面化學性地進行各向異性蝕刻，并對n型 單晶娃基板1的另一個表面進行紋理化(參照圖16的工序(b))。在運種情況下，所形成的金 字塔的尺寸是10~15WI1，金字塔的傾斜角是50度與60度之間的傾斜角。
[0218] 其后，將n型單晶娃基板1浸潰到氨氣酸中來去除形成于n型單晶娃基板1的表面的 氧化娃和自然氧化膜，并且，使n型單晶娃基板1的表面W氨封端。
[0219] 當n型單晶娃基板1的清洗結束后，將n型單晶娃基板1放入到等離子體裝置的反應 室。
[0220] 然后，在n型單晶娃基板1的受光面(形成有紋理構造的表面)通過等離子體CV的去 形成非晶態半導體層301(參照圖16的工序(C))。在非晶態半導體層301由i型非晶態半導體 層/n型非晶態半導體層構成的情況下，i型非晶態半導體層使用與上述i型非晶態半導體層 2相同的形成條件來形成，n型非晶態半導體層使用與上述n型非晶態半導體層3相同的形成 條件來形成。另外，在非晶態半導體層301僅由n型非晶態半導體層構成的情況下，n型非晶 態半導體層使用與上述n型非晶態半導體層3相同的形成條件來形成。
[0221] 在工序(C)之后，使用與上述i型非晶態半導體層2相同的形成條件，通過等離子體 CV的去在n型單晶娃基板1的背面（與形成有紋理構造的表面相反一側的表面)形成i型非晶 態半導體層302、303(參照圖16的工序(d))。
[0222] 然后，使用與上述P型非晶態半導體層5相同的形成條件相同的形成條件，在i型非 晶態半導體層302、303上通過等離子體CV的去形成P型非晶態半導體層320(參照圖16的工序 (e))〇
[0223] 其后，在P型非晶態半導體層320的整個面涂敷抗蝕劑，通過光刻法使所涂敷的抗 蝕劑成圖來形成抗蝕劑圖案330(參照圖17的工序(f))。
[0224] 然后，將抗蝕劑圖案330作為掩膜來對P型非晶態半導體層320的一部分進行蝕刻， 形成P型非晶態半導體層304(參照圖17的工序(g))。
[0225] 接下來，使用與上述n型非晶態半導體層3相同的形成條件，在i型非晶態半導體層 303和抗蝕劑圖案330上通過等離子體CVD法形成n型非晶態半導體層340(參照圖17的工序 化)）。
[0226] 然后，使用堿溶液化0H、Na0H)來去除抗蝕劑圖案330。由此，通過剝離而去除形成 于抗蝕劑圖案330上的n型非晶態半導體層，形成n型非晶態半導體層305(參照圖17的工序 (i))〇
[0227] 其后，例如，在非晶態半導體層301上通過瓣射法形成由氮化娃構成的絕緣層310 (參照圖18的工序(j))。
[0228] 然后，在P型非晶態半導體層304和n型非晶態半導體層305的整個面通過瓣射法形 成透明導電膜（ITO)，接下來，通過電子束蒸鍛法形成Ag。然后，對透明導電膜（ITO)和Ag進 行蝕刻，形成透明導電膜306、307和電極308、309 (參照圖18的工序化））。由此，光電轉換元 件300完成。
[0229] 光電轉換元件300具備與光電轉換元件100相同的n型單晶娃基板1，在與形成紋理 構造的受光面相反一側的背面配置pn結(n型單晶娃基板1/P型非晶態半導體層304)，因此 能夠減小開路電壓Voc的面內分布的偏差，能夠提高光電轉換元件300的轉換效率。
[0230] 另外，在光電轉換元件300中，在P型非晶態半導體層304與電極308之間配置透明 導電膜306,在n型非晶態半導體層305與電極309之間配置透明導電膜307,因此能夠抑制P 型非晶態半導體層304與電極308之間的界面和n型非晶態半導體層305與電極309之間的界 面處的載流子的復合。
[0231] 進而，能夠使透過n型單晶娃基板1的光在透明導電膜306與電極308之間的界面W 及透明導電膜307與電極309之間的界面反射而增加短路電流。
[0232] 此外，光電轉換元件300也可W不具備透明導電膜307。運是由于，透明導電膜307 配置于收集多數載流子（電子）的n型非晶態半導體層305與電極309之間，因此載流子的復 合不會成為問題。因此，在光電轉換元件300中，至少在收集少數載流子(空穴)的P型非晶態 半導體層304與電極308之間配置透明導電膜即可。
[0233] 進而，光電轉換元件300也可W不具備i型非晶態半導體層302、303。運是由于，即 使沒有i型非晶態半導體層302、303,也能夠在n型單晶娃基板1的背面形成pn結(n型單晶娃 基板1/P型非晶態半導體層304)。
[0234] 進而，在上述中，雖然W在形成P型非晶態半導體層304之后形成n型非晶態半導體 層305來進行了說明，但是在實施方式3中，不限于此，也可W在形成n型非晶態半導體層305 之后形成P型非晶態半導體層304。即使運樣，光電轉換元件300能夠享受的效果也相同。
[0235] 實施方式3中的其他說明與實施方式1中的說明相同。
[0236] [實施方式4]
[0237] 圖19是示出實施方式4的光電轉換元件的結構的剖視圖。參照圖19,實施方式4的 光電轉換元件400具備n型單晶娃基板401、防反射膜402、絕緣層404和電極403、405。
[0238] n型單晶娃基板401包括n型擴散層4011和P型擴散層4012。11型擴散層4011與n型單 晶娃基板401的雙光面相接地配置于n型單晶娃基板401中。n型擴散層4011例如具有1 X 10"cm-3~IX 10"cm-3的P濃度。另外，n型擴散層4011例如具有100~200皿的厚度。
[0239] P型擴散層4012與n型單晶娃基板401的受光面的相反側的表面相接地配置于n型 單晶娃基板401中。P型擴散層4012例如具有1 X l〇i8cnf3~1 X l〇i9cnf3的B濃度。另外，P型擴 散層4012例如具有100~200nm的厚度。
[0240] 關于n型單晶娃基板401的其他說明與關于n型單晶娃基板1的說明相同。
[0241] 防反射膜402與n型單晶娃基板401的受光面相接地配置于n型單晶娃基板401上。 防反射膜402由氧化娃、氮化娃和氧氮化娃中的任意一種構成。如果考慮防止入射光的反射 的功能，則防反射膜402具有80~300nm的厚度。
[0242] 電極403貫通防反射膜402而與n型單晶娃基板401的n型擴散層4011相接地配置。 電極403例如由Ag構成。
[0243] 絕緣層404與n型單晶娃基板401的背面（=與受光面相反一側的表面)相接地配置 于n型單晶娃基板401上。絕緣層404由與防反射膜402相同的材料構成，具有100~200nm的 厚度。
[0244] 電極405貫通絕緣膜404而與n型單晶娃基板401的P型擴散層4012相接地配置。電 極405例如由Ag構成。
[0245] 運樣，光電轉換元件400在與形成紋理構造的受光面相反一側具備n結(n型單晶娃 基板401的體區域/p型擴散層4012)。
[0246] 圖20至圖22分別是示出圖19所示的光電轉換元件400的制造方法的第1至第3工序 圖。
[0247] 當開始光電轉換元件400的制造時，執行與圖11所示的工序(a)相同的工序而制成 n型單晶娃基板401 (參照圖20的工序(a))。此外，在圖20的工序(a)中，也圖示為n型單晶娃 基板401的厚度在中屯、區域和端部區域恒定，但是實際上，n型單晶娃基板401的厚度在端部 區域比中屯、區域薄。
[0248] 其后，在n型單晶娃基板401的背面通過瓣射法形成具有100~300nm左右的厚度的 氧化娃(Si〇2)，使用1重量％~5重量％的1((^和1重量％~10重量％的1?4,在80°C~90°C的 溫度下，在30分鐘內，對n型單晶娃基板401的受光面化學性地進行各向異性蝕刻，并對n型 單晶娃基板401的受光面進行紋理化(參照圖20的工序(b))。在運種情況下，所形成的金字 塔的尺寸是10~15WI1，金字塔的傾斜角是50度與60度之間的傾斜角。
[0249] 其后，使P原子從n型單晶娃基板401的受光面氣相擴散到n型單晶娃基板401中，形 成n型擴散層4011(參照圖20的工序(C))。
[0250] 然后，使B原子從n型單晶娃基板401的背面氣相擴散到n型單晶娃基板401中，形成 P型擴散層4012 (參照圖20的工序(d))。
[0251] 接下來，通過瓣射法，在n型單晶娃基板401的受光面上形成防反射膜402(參照圖 20的工序(e))。
[0252] 然后，通過瓣射法，在n型單晶娃基板401的背面上形成絕緣層404(參照圖21的工 序(f))。
[0253] 其后，在防反射膜402的整個面涂敷抗蝕劑，通過光刻法使所涂敷的抗蝕劑成圖來 形成抗蝕劑圖案410(參照圖21的工序(g))。
[0254] 于是，將抗蝕劑圖案410作為掩膜來對防反射膜402的一部分進行蝕刻(參照圖21 的工序化)）。
[0255] 然后，通過絲網印刷來印刷Ag膏，對所印刷的Ag膏進行燒結而形成電極403(參照 圖21的工序(i))。
[0256] 接下來，在絕緣層404的整個面涂敷抗蝕劑，通過光刻法使所涂敷的抗蝕劑成圖來 形成抗蝕劑圖案420(參照圖22的工序(j))。
[0257] 然后，將抗蝕劑圖案420作為掩膜來對絕緣層404的一部分進行蝕刻（參照圖22的 工序化)）。
[0258] 其后，W覆蓋絕緣層404的方式對Ag進行電子束蒸鍛而形成電極405(參照工序 (1))。由此，光電轉換元件400完成。
[0259] 光電轉換元件400與光電轉換元件100的n型單晶娃基板1相同地，具備端部區域的 厚度比中屯、區域的厚度薄且端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的n型 單晶娃基板401，因此能夠減小開路電壓Voc的面內分布的偏差，能夠提高光電轉換元件400 的轉換效率。
[0260] 實施方式4中的其他說明與實施方式I中的說明相同。
[0261] [實施方式引
[0262] 圖23是示出實施方式5的光電轉換元件的結構的剖視圖。參照圖23,實施方式5的 光電轉換元件500具備n型單晶娃基板501、防反射膜502、第1純化膜503、第2純化膜504和電 極505、506。
[0263] n型單晶娃基板501與受光面的相反側的表面相接地包括P型擴散層5011和n型擴 散層5012。在運種情況下，P型擴散層5011和n型擴散層5012在n型單晶娃基板501的面內方 向上交替地配置。P型擴散層5011例如具有IX 10"cm-3~IX 10"cm-3的B濃度。另外，P型擴散 層5011例如具有100~200nm的厚度。n型擴散層5012例如具有1 X l〇i8cnf3~1 X l〇i9cnf3的P 濃度。另外，n型擴散層5012例如具有100~200nm的厚度。
[0264] 關于n型單晶娃基板501的其他說明與關于n型單晶娃基板1的說明相同。
[0265] 防反射膜502與n型單晶娃基板501的受光面(形成有紋理構造的表面)相接地配置 于n型單晶娃基板501上。防反射膜502例如由氮化娃構成，例如具有80~300nm的厚度。
[0266] 第1純化膜503與n型單晶娃基板501的P型擴散層5011相接地配置。第1純化膜503 例如由Si化構成，例如具有100~200nm的厚度。
[0267] 第2純化膜504與n型單晶娃基板501的P型擴散層5011W外的部分相接地配置。第2 純化膜504例如由氮化娃構成，例如具有100~200nm的厚度。
[0268] 電極505貫通第1純化膜503而與P型擴散層5011相接地配置。并且，電極505例如由 Ag構成。
[0269] 電極506貫通第2純化膜504而與n型擴散層5012相接地配置。并且，電極506例如由 Ag構成。
[0270] 圖24至圖26分別是示出圖23所示的光電轉換元件500的制造方法的第1至第3工序 圖。
[0271] 當開始光電轉換元件500的制造時，執行與圖11所示的工序(a)相同的工序而制成 n型單晶娃基板501(參照圖24的工序(a))。此外，在圖24的工序(a)中，也圖示為n型單晶娃 基板501的厚度在中屯、區域和端部區域恒定，但是實際上，n型單晶娃基板501的厚度在端部 區域比中屯、區域薄。
[0272] 其后，在n型單晶娃基板501的背面，通過瓣射法形成具有300~1300nm左右的厚度 的氧化娃(Si〇2)，使用1重量％~5重量％的1((^和1重量％~10重量％的1?4,在80°C~90°C 的溫度下，在30分鐘內，對n型單晶娃基板501的光入射面化學性地進行各向異性蝕刻，并對 n型單晶娃基板501的光入射面進行紋理化(參照圖24的工序(b))。在運種情況下，所形成的 金字塔的尺寸是10~15WI1，金字塔的傾斜角是50度與60度之間的傾斜角。
[0273] 然后，在n型單晶娃基板501的受光面和背面的整個面形成由氧化娃構成的第1擴 散掩膜510。接下來，在形成于n型單晶娃基板501的背面的第1擴散掩膜510,通過絲網印刷 法將第1蝕刻膏印刷成期望的圖案。接下來，對印刷有第1蝕刻膏的n型單晶娃基板501進行 加熱處理。由此，通過蝕刻而僅去除形成于n型單晶娃基板501的背面的第1擴散掩膜510中 的、印刷有第1蝕刻膏的部分。其后，將n型單晶娃基板501浸潰到水中，施加超聲波而進行超 聲波清洗。由此，去除第1蝕刻膏，在n型單晶娃基板501的背面形成窗512(參照圖24的工序 (C))。
[0274] 于是，使作為P型雜質的B經由窗512而氣相擴散到n型單晶娃基板501。然后，使用 氣化氨水溶液等來去除第1擴散掩膜510W及B擴散而形成于n型單晶娃基板501的BSG(棚娃 酸鹽玻璃）。由此，形成P型擴散層5011 (參照圖24的工序(d))。
[0275] 其后，在n型單晶娃基板501的受光面和背面的整個面，形成由氧化娃構成的第2擴 散掩膜511。接下來，在形成于n型單晶娃基板501的背面的第2擴散掩膜511上，通過絲網印 刷法將第2蝕刻膏印刷成期望的圖案。接下來，對印刷有第2蝕刻膏的n型單晶娃基板501進 行加熱處理。由此，通過蝕刻而僅去除形成于n型單晶娃基板501的背面的第2擴散掩膜511 中的、印刷有第2蝕刻膏的部分。其后，將n型單晶娃基板501浸潰到水中，施加超聲波而進行 超聲波清洗。由此，去除第2蝕刻膏，在n型單晶娃基板501的背面形成窗514(參照圖24的工 序(e))。
[0276] 于是，使作為n型雜質的P經由窗514而氣相擴散到n型單晶娃基板501。然后，使用 氣化氨水溶液等來去除第2擴散掩膜511W及P擴散而形成于n型單晶娃基板501的PSG(憐娃 酸鹽玻璃）。由此，形成n型擴散層5012(參照圖25的工序(f))。
[0277] 接下來，針對n型單晶娃基板501進行熱氧化。由此，在n型單晶娃基板501的受光面 形成氧化娃膜513,在n型單晶娃基板501的背面形成由氧化娃構成的純化膜515(參照圖25 的工序(g))。
[0278] 其后，在純化膜515中的、形成于P型擴散層5011上的部分W外的部分，通過絲網印 刷法印刷蝕刻膏，并對n型單晶娃基板501進行加熱處理。由此，去除純化膜515中的、形成于 P型擴散層5011上的部分W外的部分，在P型擴散層5011上形成第1純化膜503(參照圖25的 工序化)）。
[0279] 接下來，通過等離子體CV的去將由氮化娃構成的第2純化膜504形成于n型單晶娃基 板501的背面(參照圖25的工序（i))。
[0280] 接下來，使用氣化氨水溶液等來去除形成于n型單晶娃基板501的受光面的氧化娃 膜513,將由氮化娃構成的防反射膜502形成于n型單晶娃基板501的受光面(參照圖26的工 序(j))。
[0281] 然后，在第1純化膜503的一部分W及第2純化膜504中的位于n型擴散層5012上的 部分，通過絲網印刷法印刷蝕刻膏，并對n型單晶娃基板501進行加熱處理。由此，去除第1純 化膜503的一部分和第2純化膜504的一部分，形成接觸孔516、517(參照圖26的工序化)）。
[0282] 其后，對接觸孔516、517印刷Ag膏，并對所印刷的Ag膏進行燒結。由此，形成電極 505、506,光電轉換元件500完成(參照圖26的工序(1))。
[0283] 光電轉換元件500與光電轉換元件100的n型單晶娃基板1相同地，具備端部區域的 厚度比中屯、區域的厚度薄且端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的n型 單晶娃基板501，因此能夠減小開路電壓Voc的面內分布的偏差，能夠提高光電轉換元件500 的轉換效率。
[0284] 實施方式5中的其他說明與實施方式1中的說明相同。
[0285] [實施方式6]
[0286] 圖27是示出實施方式6的太陽能電池模塊的結構的剖視圖。參照圖27,實施方式6 的太陽能電池模塊600具備背板610、隔離部620、互連部630、640和光電轉換元件650、660、 670。
[0287] 光電轉換元件650包括n型單晶娃基板651和電極652、653。光電轉換元件660包括n 型單晶娃基板661和電極662、663。光電轉換元件670包括n型單晶娃基板671和電極672、 673。
[0288] 光電轉換元件650、660、670分別例如由與光電轉換元件100相同的結構構成。因 此，n型單晶娃基板651、661、671分別與n型單晶娃基板1相同。
[0289] 并且，光電轉換元件650、660、670配置于背板610上。
[0290] 互連部630配置于背板610與光電轉換元件650之間、光電轉換元件650與光電轉換 元件670之間W及光電轉換元件670上。并且，互連部630包括第1連接部631、第2連接部632 和第3連接部633。第1連接部631與設置于光電轉換元件650的受光面的相反側的電極653相 接地配置于光電轉換元件650與背板610之間，隨著從光電轉換元件650的n型單晶娃基板 651的中屯、區域朝向端部區域而厚度變厚。第2連接部632隨著從光電轉換元件670的中屯、區 域朝向端部區域而厚度變厚，與設置于光電轉換元件670的受光面側的電極672相接地配 置。第3連接部633在背板610的面內方向上配置于光電轉換元件650與光電轉換元件670之 間，對第1連接部631與第2連接部632進行連接。并且，互連部630通過第1連接部631、第2連 接部632和第3連接部633,連接到光電轉換元件650的電極653和光電轉換元件670的電極 672。
[0291] 互連部640與互連部630相同地，包括第1連接部641、第2連接部642和第3連接部 643。第1連接部641、第2連接部642和第3連接部643分別與第1連接部631、第2連接部632和 第3連接部633相同。
[0292] 因此，互連部640通過第1連接部641、第2連接部642和第3連接部643,連接到光電 轉換元件660的電極663和光電轉換元件650的電極652。
[0293] 在太陽能電池模塊600中，互連部630、640的端部與互連部630、640和光電轉換元 件650、660的電極653、663的連接部分的厚度之差是IOwii~lOOwii。
[0294] 隔離部620在光電轉換元件650、670中的各個光電轉換元件與背板610之間，配置 于除配置有互連部630的第1連接部631的區域W外的區域，從光電轉換元件650、670的中屯、 區域朝向端部區域而厚度變厚。并且，隔離部620由絕緣性的材料構成。隔離部620為了實現 輕量化而優選由樹脂形成，樹脂優選由具有耐熱性的樹脂構成，進一步優選由散熱特性優 良的材料構成。
[0巧日]運樣，太陽能電池模塊600^沿著光電轉換元件650、660、670的11型單晶娃基板 651、661、671的截面形狀的方式具有隨著從n型單晶娃基板651、661、671的中屯、區域朝向端 部區域而厚度變厚的隔離部620和互連部630、640。
[0296] 其結果是，即使光電轉換元件650、660、670具有隨著從中屯、區域朝向端部區域而 厚度變薄的截面形狀，也能夠將光電轉換元件650、660、670水平地配置于背板610上，并且 能夠將光電轉換元件650、660、670串聯連接。
[0297] 另外，光電轉換元件650、660、670分別具備端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄 且端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的n型單晶娃基板651、661、671 (=n型單晶娃基板1)，因此能夠減小開路電壓的面內偏差，能夠提高太陽能電池模塊600的 轉換效率。
[0298] 此外，太陽能電池模塊600也可W具備光電轉換元件200、400中的任意一個來代替 光電轉換元件100,一般來說，具備在n型單晶娃基板的受光面側和背面側配置電極、具有隨 著從中屯、區域朝向端部區域而厚度變薄的截面形狀、并且端部區域的平均面粗糖度比中屯、 區域的平均面粗糖度小的光電轉換元件即可。
[0299] [實施方式7]
[0300] 圖28是示出實施方式7的太陽能電池模塊的結構的剖視圖。參照圖28,實施方式7 的太陽能電池模塊700具備背板710、接觸片720、730、p型布線板741、745、n型布線板742、 744和光電轉換元件750、760、770。
[0301] 光電轉換元件750包括n型單晶娃基板751、p型電極752和n型電極753。光電轉換元 件760包括n型單晶娃基板761和n型電極762。光電轉換元件770包括n型單晶娃基板771和P 型電極773。
[0302] 光電轉換元件750、760、770分別例如由光電轉換元件300構成。因此，n型單晶娃基 板751、761、771分別由與n型單晶娃基板1相同的結構構成。P型電極752和n型電極753配置 于n型單晶娃基板751的背面。n型電極762配置于n型單晶娃基板761的背面。P型電極773配 置于n型單晶娃基板771的背面。
[0303] 接觸片720配置于背板710上，具有在相鄰的2個光電轉換元件750、760之間最厚、 并且隨著靠向一個光電轉換元件760的n型單晶娃基板761的中屯、區域和另一個光電轉換元 件750的n型單晶娃基板751的中屯、區域而緩緩變薄的厚度。即，接觸片720具有向與背板710 相反一側突出的凸部。
[0304] 另外，接觸片730也同樣地配置于背板710上，具有在相鄰的2個光電轉換元件750、 770之間最厚、并且隨著靠向一個光電轉換元件750的n型單晶娃基板751的中屯、區域和另一 個光電轉換元件770的n型單晶娃基板771的中屯、區域而緩緩變薄的厚度。即，接觸片730具 有向與背板710相反一側突出的凸部。
[03化]并且，接觸片720、730的凸部的高度例如是10皿~100皿。
[0306] P型布線板741和n型布線板744與背板710和接觸片720相接地配置。n型布線板742 和P型布線板745與背板710和接觸片730相接地配置。
[0307] 接觸片720、730、p型布線板741、745和11型布線板742、744由〇1、4旨、41等構成。
[0308] 光電轉換元件750 Wp型電極752與P型布線板741相接且n型電極753與n型布線板 742相接的方式配置于背板710上。光電轉換元件76〇Wn型電極762與n型布線板744相接的 方式配置于背板710上。光電轉換元件77〇Wp型電極773與P型布線板745相接的方式配置于 背板710上。
[0309] 光電轉換元件760的n型電極762經由n型布線板744而與接觸片720電連接，光電轉 換元件750的P型電極752經由P型布線板741而與接觸片720電連接。另外，光電轉換元件750 的n型電極753經由n型布線板742而與接觸片730電連接，光電轉換元件770的P型電極773經 由P型布線板745而與接觸片730連接。
[0310] 因此，光電轉換元件750、760、770經由接觸片720、730、p型布線板741、745及11型布 線板742、744而串聯電連接。
[0311] 圖29是從上側看太陽能電池模塊700的背板710、接觸片720、730、p型布線板741、 743、745和n型布線板742、744、746的俯視圖。
[0312] 參照圖29,太陽能電池模塊700還具備P型布線板743和n型布線板746dP型布線板 743和n型布線板746由Cu、Ag、Al等構成。
[0313] 接觸片720、730配置于背板710上。P型布線板741的一端與接觸片720相接，另一端 與接觸片730不相接。n型布線板742的一端與接觸片720不相接，另一端與接觸片730相接。P 型布線板741和n型布線板742在圖29的紙面的上下方向上交替配置。
[0314] P型布線板743的一端與接觸片720不相接。n型布線板744的一端與接觸片720相 接。P型布線板743和n型布線板744在圖29的紙面的上下方向上交替配置。
[0315] P型布線板745的一端與接觸片730相接。n型布線板746的一端與接觸片730不相 接。P型布線板745和n型布線板746在圖29的紙面的上下方向上交替配置。
[0316] P型布線板741、743、745在圖29的紙面的左右方向上直線狀地配置。n型布線板 742、744、746在圖29的紙面的左右方向上直線狀地配置。
[0317] 區域REGl~REG3分別是配置光電轉換元件750、760、770的區域。
[0318] 在光電轉換元件750中，P型電極752實際上由多個P型電極構成，n型電極753實際 上由多個n型電極構成。然后，多個P型電極和多個n型電極在n型單晶娃基板751的面內方向 上交替配置。關于光電轉換元件760、770的n型電極762和P型電極773也一樣。
[0319] 因此，W光電轉換元件750的多個P型電極(P型電極752)與多個P型布線板741相接 且多個n型電極(n型電極753)與多個n型布線板742相接的方式，將光電轉換元件750配置于 區域REGl。
[0320] 光電轉換元件760、770也與光電轉換元件750同樣地，分別配置于區域REG2、REG3。
[0321] 如上所述，太陽能電池模塊700具備具有向與背板710相反一側突出的凸部的接觸 片720、730,9型布線板741、743、745及11型布線板742、744、746與背板710及接觸片720、730 相接地配置，因此即使光電轉換元件750、760、770的n型單晶娃基板751、761、771的端部區 域具有與中屯、區域相比厚度變薄的截面形狀，也能夠將光電轉換元件750、760、770水平地 配置并且串聯電連接。
[0322] 另外，光電轉換元件750、760、770分別具備端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄 且端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的n型單晶娃基板751、761、771 (=n型單晶娃基板1)，因此能夠減小開路電壓的面內偏差，能夠提高太陽能電池模塊700的 轉換效率。
[0323] 圖30是示出接觸片的其他具體例的圖。參照圖30,接觸片780包括樹脂781和接觸 電極782。
[0324] 樹脂781由具有向與背板710相反一側突出的凸部的形狀構成。并且，樹脂781配置 于背板710上。樹脂781優選由具有耐熱性的材料構成，特別優選由散熱性優良的材料構成。
[0325] 接觸電極782W覆蓋樹脂781的方式配置于背板710上。
[0326] 其結果是，接觸片780具有與上述接觸片720、730相同的截面形狀。
[0327] 太陽能電池模塊700也可W具備接觸片780來代替接觸片720、730。在運種情況下， P型布線板741、743、745和11型布線板742、744、746^與接觸電極782相接的方式配置于背板 710和接觸片780上。
[0328] 通過使用接觸片780,能夠使太陽能電池模塊700輕量化。
[0329] 此外，太陽能電池模塊700也可W具備光電轉換元件500來代替光電轉換元件300， 一般來說，具備在與光入射面相反一側的背面配置P型電極和n型電極、具有隨著從中屯、區 域朝向端部區域而厚度變薄的截面形狀、并且端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均 面粗糖度小的光電轉換元件即可。
[0330] 太陽能電池模塊700具備與配置于光電轉換元件的背面側的P型電極和n型電極分 別相接地配置的P型布線板和n型布線板即可。因此，太陽能電池模塊700具備:背板710;第1 和第2光電轉換元件(750、760)，配置于背板710上，在背板710的面內方向上相鄰;第1布線 板(741)，配置于背板710與第1光電轉換元件(750)之間，與第1光電轉換元件(750)的正極 電極(752)和負極電極(753)中的某一個電極相接地配置;第2布線板(742)，配置于背板710 與第1光電轉換元件（750)之間，與第1光電轉換元件（750)的正極電極（752)和負極電極 (753)中的另一個電極相接地配置;第3布線板(744)，配置于背板710與第2光電轉換元件 (760)之間，與第2光電轉換元件(760)的正極電極和負極電極(762)中的某一個電極相接地 配置;第4布線板(743)，配置于背板710與第2光電轉換元件(760)之間，與第2光電轉換元件 (760)的正極電極和負極電極（762)中的另一個電極相接地配置；W及接觸片720,在背板 710的面內方向上在從第1光電轉換元件(750)的端部區域至第2光電轉換元件(760)的端部 區域為止的區域中，配置于第1和第3布線板(74U744)與背板710之間，與第1和第3布線板 (741、744)相接地配置，其中，第1和第2光電轉換元件(750、760)分別由光電轉換元件300或 者光電轉換元件500構成，接觸片720具有在第1光電轉換元件（750)與第2光電轉換元件 (760)之間最厚、并且隨著靠向第1光電轉換元件(750)的娃基板(751)的中屯、區域和第2光 電轉換元件(760)的娃基板(761)的中屯、區域而緩緩變薄的厚度即可。
[0331] [實施方式8]
[0332] 圖31是示出具備本實施方式的光電轉換元件的光電轉換模塊的結構的概略圖。參 照圖31，光電轉換模塊1000具備多個光電轉換元件1001、罩1002和輸出端子1003、1004。
[0333] 多個光電轉換元件1001配置成陣列狀并串聯連接。此外，多個光電轉換元件1001 既可W代替串聯連接而并聯連接，也可W將串聯與并聯組合地連接。
[0334] 并且，多個光電轉換元件1001分別由光電轉換元件100、200、300、400、500中的任 意一個構成。
[0335] 罩1002由抗老化性的罩構成，覆蓋多個光電轉換元件1001。
[0336] 輸出端子1003與配置于串聯連接的多個光電轉換元件1001的一端的光電轉換元 件1001連接。
[0337] 輸出端子1004與配置于串聯連接的多個光電轉換元件1001的另一端的光電轉換 元件1001連接。
[0338] 如上所述，光電轉換元件100、200、300、400、500具有高的轉換效率。
[0339] 因此，能夠提高光電轉換模塊1000的轉換效率。
[0340] 此外，實施方式8的光電轉換模塊不限于圖31所示的結構，只要使用光電轉換元件 100、200、300、400、500中的任意一個，可^是任意的結構。
[0341] [實施方式9]
[0342] 圖32是示出具備本實施方式的光電轉換元件的太陽光發電系統的結構的概略圖。
[0343] 參照圖32,太陽光發電系統1100具備光電轉換模塊陣列1101、連接箱1102、功率調 節器1103、配電板1104和電力計1105。
[0344] 連接箱1102與光電轉換模塊陣列1101連接。功率調節器1103與連接箱1102連接。 配電板1104與功率調節器1103和電氣設備1110連接。電力計1105與配電板1104和系統協作 部連接。
[0345] 光電轉換模塊陣列1101將太陽光轉換成電而產生直流電力，將該產生的直流電力 供給到連接箱1102。
[0346] 連接箱1102接受光電轉換模塊陣列1101產生的直流電力，將所接受的直流電力供 給到功率調節器1103。
[0347] 功率調節器1103將從連接箱1102接受的直流電力變換成交流電力，將該變換而得 到的交流電力供給到配電板1104。另外，功率調節器1103也可W不將從連接箱1102接受的 直流電力的一部分變換成交流電力，而W直流電力直接供給到配電板1104。
[0348] 配電板1104將從功率調節器1103接受的交流電力和/或者經由電力計1105接受的 商用電力供給到電氣設備1110。另外，配電板1104在從功率調節器1103接受的交流電力多 于電氣設備1110的耗電時，經由電力計1105將剩余的交流電力供給到系統協作部。
[0349] 電力計1105計測從系統協作部朝向配電板1104的方向的電力，并且計測從配電板 1104朝向系統協作部的方向的電力。
[0350] 圖33是示出圖32所示的光電轉換模塊陣列1101的結構的概略圖。
[0351] 參照圖33,光電轉換模塊陣列1101包括多個光電轉換模塊1120和輸出端子1121、 1122。
[0352] 多個光電轉換模塊1120排列成陣列狀并串聯連接。此外，多個光電轉換模塊1120 既可W代替串聯連接而并聯連接，也可W將串聯與并聯組合地連接。并且，多個光電轉換模 塊1120分別由圖31所示的光電轉換模塊1000構成。
[0353] 輸出端子1121與位于串聯連接的多個光電轉換模塊1120的一端的光電轉換模塊 1120連接。
[0354] 輸出端子1122與位于串聯連接的多個光電轉換模塊1120的另一端的光電轉換模 塊1120連接。
[0355] 說明太陽光發電系統1100中的動作。光電轉換模塊陣列1101將太陽光轉換成電而 產生直流電力，經由連接箱1102將所產生的直流電力供給到功率調節器1103。
[0356] 功率調節器1103將從光電轉換模塊陣列1101接受的直流電力變換成交流電力，將 該變換而得到的交流電力供給到配電板1104。
[0357] 配電板1104在從功率調節器1103接受的交流電力為電氣設備1110的耗電W上時， 將從功率調節器1103接受的交流電力供給到電氣設備1110。并且，配電板1104經由電力計 1105將剩余的交流電力供給到系統協作部。
[0358] 另外，配電板1104在從功率調節器1103接受的交流電力少于電氣設備1110的耗電 時，將從系統協作部接受的交流電力和從功率調節器1103接受的交流電力供給到電氣設備 IllOo
[0359] 太陽光發電系統1100如上所述，具備具有高的轉換效率的光電轉換元件100、200、 300、400、500中的任意一個。
[0360] 因此，能夠提高太陽光發電系統1100的轉換效率。
[0361] 此外，實施方式9的太陽光發電系統不限于圖32、33所示的結構，只要使用光電轉 換元件100、200、300、400、500中的任意一個，則可W是任意的結構。
[0362] [實施方式10]
[0363] 圖34是示出具備本實施方式的光電轉換元件的太陽光發電系統的結構的概略圖。
[0364] 參照圖34,太陽光發電系統1200具備子系統1201~120n(n是2W上的整數）、功率 調節器1211~121n和變壓器1221。太陽光發電系統1200是規模比圖32所示的太陽光發電系 統1100大的太陽光發電系統。
[03化]功率調節器1211~121n分別與子系統1201~12化連接。
[0366] 變壓器1221與功率調節器1211~121n和系統協作部連接。
[0367] 子系統1201~12化分別由模塊系統1231~123j(j是2W上的整數)構成。
[036引模塊系統1231~123 j分別包括光電轉換模塊陣列1301~130i (i是2 W上的整數）、 連接箱1311~131i和集電箱1321。
[0369] 光電轉換模塊陣列1301~130i分別由與圖33所示的光電轉換模塊陣列1101相同 的結構構成。
[0370] 連接箱1311~131i分別與光電轉換模塊陣列1301~130i連接。
[0371] 集電箱1321與連接箱1311~131i連接。另外，子系統1201的j個集電箱1321與功率 調節器1211連接。子系統1202的j個集電箱1321與功率調節器1212連接。W下，同樣地，子系 統12化的j個集電箱1321與功率調節器121n連接。
[0372] 模塊系統1231的i個光電轉換模塊陣列1301~130i將太陽光轉換成電而產生直流 電力，將所產生的直流電力分別經由連接箱1311~131i而供給到集電箱1321。模塊系統 1232的i個光電轉換模塊陣列1301~130i將太陽光轉換成電而產生直流電力，將所產生的 直流電力分別經由連接箱1311~131i而供給到集電箱1321。W下，同樣地，模塊系統123 j的 i個光電轉換模塊陣列1301~130i將太陽光轉換成電而產生直流電力，將所產生的直流電 力分別經由連接箱1311~131i而供給到集電箱1321。
[0373] 并且，子系統1201的j個集電箱1321將直流電力供給到功率調節器1211。
[0374] 子系統1202的j個集電箱1321同樣地將直流電力供給到功率調節器1212。
[0375] W下，同樣地，子系統12化的j個集電箱1321將直流電力供給到功率調節器121n。
[0376] 功率調節器1211~121n分別將從子系統1201~120n接受的直流電力變換成交流 電力，將該變換而得到的交流電力供給到變壓器1221。
[0377] 變壓器12 21從功率調節器1211~12 In接受交流電力，對所接受的交流電力的電壓 電平進行變換并供給到系統協作部。
[037引太陽光發電系統1200如上所述，具備具有高的轉換效率的光電轉換元件100、200、 300、400、500中的任意一個。
[0379] 因此，能夠提高太陽光發電系統1200的轉換效率。
[0380] 此外，實施方式10的太陽光發電系統不限于圖34所示的結構，只要使用光電轉換 元件100、200、300、400、500中的任意一個，則可W是任意的結構。
[0381] 在上述實施方式1、2、4中，說明了在受光面側和背面側配置有電極的光電轉換元 件。另外，在實施方式3、5中，說明了在與受光面相反一側配置有電極的光電轉換元件。
[0382] 因此，本發明的實施方式的光電轉換元件是具備娃基板的光電轉換元件，娃基板 包括中屯、區域W及配置于在娃基板的面內方向上比中屯、區域更靠外側的位置的端部區域， 端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄，端部區域的平均面粗糖度比中屯、區域的平均面粗糖 度小即可。
[0383] 運是由于，如果具備端部區域的厚度比中屯、區域的厚度薄且端部區域的平均面粗 糖度比中屯、區域的平均面粗糖度小的娃基板，則能夠減小開路電壓的面內分布的偏差，能 夠提高光電轉換元件的轉換效率。
[0384] 應該認為本次公開的實施方式在所有方面都是示例性而非限制性的內容。本發明 的范圍不通過上述實施方式的說明而是通過權利要求書來表示，旨在包括與權利要求書等 同的意義和范圍內的所有變更。
[03化]產業利用性
[0386]本發明應用于光電轉換元件和具備該光電轉換元件的太陽能電池模塊。
【主權項】
1. 一種光電轉換元件，具備硅基板，所述光電轉換元件的特征在于， 所述硅基板包括中心區域以及配置于在所述硅基板的面內方向上比所述中心區域更 靠外側的位置的端部區域， 所述端部區域的厚度比所述中心區域的厚度薄， 所述端部區域的平均面粗糙度比所述中心區域的平均面粗糙度小。2. 根據權利要求1所述的光電轉換元件，其特征在于，還具備： 第1非晶態半導體層，與所述硅基板的一個表面相接地配置，實質上具有i型的導電類 型； 第2非晶態半導體層，與所述第1非晶態半導體層相接地配置，具有第1導電類型； 第3非晶態半導體層，與所述硅基板的一個表面的相反側的表面相接地配置，實質上具 有i型的導電類型；以及 第4非晶態半導體層，與所述第3非晶態半導體層相接地配置，具有與所述第1導電類型 相反的第2導電類型。3. 根據權利要求1所述的光電轉換元件，其特征在于，還具備： 第1非晶態半導體層，與所述硅基板的受光面相接地配置； 第2非晶態半導體層，與所述硅基板的受光面的相反側的表面相接地配置，實質上具有 i型的導電類型； 第3非晶態半導體層，與所述硅基板的受光面的相反側的表面相接地配置，并且在所述 硅基板的面內方向上與所述第2非晶態半導體層相鄰地配置，實質上具有i型的導電類型； 第4非晶態半導體層，與所述第2非晶態半導體層相接地配置，具有與所述硅基板的導 電類型相反的導電類型；以及 第5非晶態半導體層，與所述第3非晶態半導體層相接地配置，具有與所述硅基板的導 電類型相同的導電類型。4. 根據權利要求1所述的光電轉換元件，其特征在于， 還具備與所述硅基板的受光面相接地配置的防反射膜， 所述娃基板包括： 第1擴散層，與所述受光面的相反側的表面相接地配置，具有與所述硅基板的導電類型 相反的導電類型；以及 第2擴散層，與所述受光面的相反側的表面相接地配置，并且在所述硅基板的面內方向 上與所述第1擴散層相鄰地配置，具有與所述硅基板的導電類型相同的導電類型。5. 根據權利要求1所述的光電轉換元件，其特征在于， 還具備與所述硅基板的受光面相接地配置的防反射膜， 所述娃基板包括： 第1擴散層，與所述硅基板的受光面相接地配置，具有與所述硅基板的導電類型相同的 導電類型；以及 第2擴散層，與所述硅基板的受光面的相反側的表面相接地配置，具有與所述硅基板的 導電類型相反的導電類型。
【文檔編號】H01L31/0352GK105981180SQ201580007656
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年1月20日
【發明人】原田真臣, 神川剛, 辻埜和也, 小出直城, 淺野直城, 松本雄太
【申請人】夏普株式會社