专利名称：光电转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光电转换装置。
背景技术：
作为利用太阳光的发电系统，使用层叠有非晶或微晶等半导体薄膜的光电转换装置。图11中表示光电转换装置100的基本构成的剖面示意图。光电转换装置100是在玻璃等透明基板10上层叠透明电极12、光电转换单元14和背面电极16而形成。通过使光从透明基板10侧入射，光电转换装置100利用光电转换单元14中的光电转换产生电力。此处，透明电极 12—般用 MOCVD 法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition :有机金 属化学气相沉积法)或溅射法而形成(参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开2008-277387号公报
发明内容
发明要解决的课题现有的透明电极12的形成方法是在高密度的成膜条件下形成高电导率·低光吸收率的透明电极12，并且在低密度的成膜条件下形成低电导率 高光吸收率的透明电极12。进而，为了提高光的利用率，优选在透明电极12的表面形成纹理结构，但存在高电导率·低光吸收率的透明电极12为高密度、纹理结构的加工困难的问题。本发明提案一种具有良好的特性(高电导率、低光吸收率、高光散射效果)的透明电极，目的在于实现具备该透明电极的光电转换装置的性能的提高。本发明的一个方式提供一种光电转换装置，其具备基板；形成于基板上的透明电极层；形成于透明电极层上的光电转换单元；和形成于光电转换单元上的背面电极，其中，透明电极层在光电转换单元侧的表面具有纹理(texture，晶体组织)结构，并且具备形成于基板侧的第一透明电极层；和第二透明电极层，其位于比第一透明电极层远离基板的位置，且比第一透明电极层密度小。发明效果本发明提案一种具有高电导率、低光吸收率、高光散射效果的透明电极，能够实现具备该透明电极的光电转换装置的性能的提高。
图I是表示本发明的实施方式的光电转换装置的构造的剖面图；图2是表示本发明的实施方式的透明电极层的构造的图3是表示本发明的实施方式的透明电极层的构造的图；图4是表示本发明的实施方式的透明电极层的构造的图；图5是表示本发明的实施方式的透明电极层的吸收系数的图；图6是表示本发明的实施方式的透明电极层的折射率的图；图7是表示本发明的实施方式的透明电极层的全透射率的图；图8是表示本发明的实施方式的透明电极层的SIMS (Secondary Ion MassSpectrometry :二次离子质谱分析)测定结果的图；图9是表示本发明的实施方式的透明电极层的SIMS测定结果的图；
图10是表示本发明的实施方式的透明电极层的SMS测定结果的图；图11是表示现有的光电转换装置的构造的剖面图。
具体实施例方式如图I所示，本实施方式的光电转换装置200具有如下构造，即，以基板20为光入射侧，从光入射侧起层叠有透明电极层22、作为顶电池具有宽带隙的非晶硅光电转换单元(a-Si单元)202、中间层24、作为底电池带隙比a_Si单元202窄的微晶硅光电转换单元(μ C-Si单元)204、第一背面电极层26、第二背面电极层28、填充材料30和背密封板32。在本实施方式中，作为是发电层的光电转换单元，以层叠有a-Si单元202和Uc-Si单元204的串联型光电转换装置为例进行了说明，但本发明的适用范围并非限定于此，也可以为单一型光电转换装置或更多层的光电转换装置。基板20能够适用例如玻璃基板、塑料基板等至少在可见光波长区域具有透射性的材料。在基板20上形成有透明电极层22。透明电极层22适合将在氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)等中掺杂了锡(Sn)、锑(Sb)、氟(F)、铝(Al)等透明导电性氧化物(TCO)之中的至少一种或者多种组合使用。尤其是，氧化锌(ZnO)透光性高、电阻率低，抗等离子体特性也优异，因而优选。在本实施方式中，透明电极层22如图2 图4的放大剖面图所示，在基板20上依次层叠第一透明电极层22a和第二透明电极层22b而构成。第一透明电极层22a为比第二透明电极层22b密度高、具有高电导率和低光吸收率的导电层。另外，第二透明电极层22b为比第一透明电极层22a密度低、且形成有纹理结构的光散射层。通过将透明电极层22设定为这样的层叠构造，能够制成电导率高、光的吸収率低且具有高的光散射效果的透明电极。第一透明电极层22a和第二透明电极层22b能够用溅射法形成。在溅射法中，与设置在真空槽内的基板20相对置地配置靶，该靶中包含成为第一透明电极层22a和第二透明电极层22b的材料的元素，通过利用等离子化后的氩等溅射用气体对靶进行溅射，使材料堆积在基板20上，形成第一透明电极层22a和第二透明电极层22b。第一透明电极层22a用比第二透明电极层22b密度高的磁场下的溅射法形成。由此，成为导电层的第一透明电极层22a为比成为光散射层的第二透明电极层22b致密的层，能够显示出比第二透明电极层22b高的电导率和低的光吸收率。另一方面，成为光散射层的第二透明电极层22b为比成为导电层的第一透明电极层22a稀疏的层，比第一透明电极层22a能够更容易加工成纹理结构。例如，第一透明电极层22a和第二透明电极层22b，如表I所示，适合利用磁控管溅射法形成。第一透明电极层22a如以下所述而成膜在真空槽内将基板20和靶以50mm的面间隔对置配置，在基板温度150°C下，以流量lOOsccm和压力O. 7Pa将氩气导入真空槽，利用500W的电力进行等离子化，从而成膜。此时，磁场设定为1000G。另一方面，第二透明电极层22b如以下所述而成膜在真空槽内将基板20和靶以50mm的面间隔对置配置，在基板温度150°C下，以流量lOOsccm和压 力O. 7Pa将氩气导入真空槽，利用500W的电力进行等离子化，从而成膜。此时，磁场比形成第一透明电极层22a时低，设定为300G。优选透明电极层22的膜厚设定为将第一透明电极层22a和第二透明电极层22b的膜厚加在一起为500nm以上5000nm以下的范围。例如，设第一透明电极层22a为400nm，设第二透明电极层22b为lOOnm。表I
权利要求
1.一种光电转换装置，其特征在于，具备 基板； 形成于所述基板上的透明电极层； 形成于所述透明电极层上的光电转换单元；和 形成于所述光电转换单元上的背面电极， 其中，所述透明电极层在所述光电转换单元侧的表面具有纹理结构，并且具备 形成于所述基板侧的第一透明电极层；和 第二透明电极层，其位于比所述第一透明电极层远离所述基板的位置，比所述第一透明电极层密度小。
2.如权利要求I所述的光电转换装置，其特征在于 所述第一透明电极层在波长550nm以上600nm以下的区域中，比所述第二透明电极层折射率小。
3.如权利要求I或者2所述的光电转换装置，其特征在于 在所述第一透明电极层含有比所述第二透明电极层浓度高的镓(Ga)。
4.如权利要求I 3中任一项所述的光电转换装置，其特征在于 所述纹理结构的高低差比所述第二透明电极层的膜厚小。
5.如权利要求I 4中任一项所述的光电转换装置,其特征在于 所述第二透明电极层与所述第一透明电极层相比，用于产生载流子的掺杂剂浓度低。
全文摘要
提供一种具备电导率高、光的吸収率低、且能够得到高的光散射效果的透明电极的光电转换装置。作为透明电极层(22)，形成第一透明电极层(22a)和第二透明电极层(22b)，并且设有纹理结构，其中，上述第一透明电极层(22a)形成于基板(20)侧，上述第二透明电极层(22b)位于比第一透明电极层(22a)远离基板(20)的位置，并且比第一透明电极层(22a)密度小。
文档编号H01L31/04GK102725856SQ20118000719
公开日2012年10月10日 申请日期2011年1月14日 优先权日2010年1月27日
发明者关本健之, 兼松大二, 寺川朗, 矢田茂郎 申请人:三洋电机株式会社