光电转换元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光电转换元件。
【背景技术】
[0002] 近年，尤其从地球环境问题的观点出发，将太阳光能直接转换为电能的太阳电池 作为下一代能源的期待急剧提高。在太阳电池中，有使用了化合物半导体或者有机材料的 太阳电池等各种种类的太阳电池，但当前成为主流的是使用了硅晶的太阳电池。
[0003] 现在，制造以及销售最多的太阳电池是在太阳光入射的侧的面即受光面和受光面 的相反侧即背面分别形成了电极的结构的太阳电池。
[0004] 但是，在受光面形成了电极的情况下，由于有电极中的太阳光的反射以及吸收，所 以入射的太阳光的量减少相应于电极的面积的量。因此，也在推进只在背面形成了电极的 太阳电池的开发（例如，参照特表2009-524916号公报（专利文献1))
[0005] 图21表示在专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件的示意性的剖视图。如 图21所示，在专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件中，在晶硅片101的背面上形 成本征氢化非晶硅过渡层102,在本征氢化非晶硅过渡层102中形成氢化非晶硅的n掺杂区 域103以及p掺杂区域104,在n掺杂区域103上以及p掺杂区域104上具有电极105,在 电极105之间设置有绝缘性的反射层106。
[0006] 在图21所示的专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件中，n掺杂区域103 以及P掺杂区域104使用光刻和/或荫罩工艺（shadow masking process)来形成（例如， 参照专利文献1的段落[0020]等）。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:特表2009-524916号公报
【发明内容】
[0010] 发明要解决的课题
[0011] 但是，在使用光刻来形成n掺杂区域103以及p掺杂区域104的情况下，需要对本 征氢化非晶硅过渡层102通过n掺杂区域103以及p掺杂区域104的蚀刻选择比大的方法 来对n掺杂区域103以及p掺杂区域104进行蚀刻，但在专利文献1中，没有记载这样的蚀 刻选择比大的蚀刻法。
[0012] 此外，由于本征氢化非晶硅过渡层102和n掺杂区域103的叠层体的厚度、以及本 征氢化非晶硅过渡层102和p掺杂区域104的叠层体的厚度为几A~几十nm (专利文 献1的段落[0018])，所以本征氢化非晶硅过渡层102的厚度成为非常薄。这样，留下极其 薄的本征氢化非晶硅过渡层102而对n掺杂区域103以及p掺杂区域104进行蚀刻是极其 困难的。
[0013] 进一步，在使用荫罩工艺来形成n掺杂区域103以及P掺杂区域104的情况下， 在通过等离子CVD(化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition))法来将n掺杂区域103 以及P掺杂区域104成膜时，通过向掩模背面的气体的蔓延，n掺杂区域103和p掺杂区域 104之间难以分离，所以图案形成精度非常差，因此，需要增大n掺杂区域103和p掺杂区 域104之间的间隔。但是，在增大了 n掺杂区域103和p掺杂区域104之间的间隔的情况 下，由于没有形成n掺杂区域103以及p掺杂区域104中的任一个的区域增大，所以非晶硅 /晶硅异质结器件的转换效率降低。
[0014] 鉴于上述的情况，本发明的目的在于，提供一种能够以高的成品率来制造、且特性 高的光电转换元件。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 本发明是一种光电转换元件，包括：第一导电型的半导体；本征层，在半导体上设 置且含有氢化非晶硅；第一导电型层，覆盖本征层的一部分且含有第一导电型的氢化非晶 硅；第二导电型层，覆盖本征层的一部分且含有第二导电型的氢化非晶硅；绝缘层，覆盖本 征层的一部分；第一电极，在第一导电型层上设置；以及第二电极，在第二导电型层上设 置，第一电极经由第二导电型层设置在第一导电型层上，并且，第一电极的至少一部分位于 第一导电型层和本征层相接的区域的上方，第二电极的至少一部分位于第二导电型层和本 征层相接的区域的上方。通过设为这样的结构，由于能够在绝缘层上进行第一导电型层的 图案形成，能够降低在n型层的图案形成时半导体以及本征层受到的损坏。由此，能够以高 的成品率来制造异质结型背接触电池，且能够提高其特性。此外，通过设为这样的结构，由 于不需要进行第二导电型层的图案形成，所以能够简化异质结型背接触电池的制造工序。
[0017] 发明效果
[0018] 根据本发明，能够提供一种能够以高的成品率来制造、且特性高的光电转换元件。
【附图说明】
[0019] 图1是实施方式1的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
[0020] 图2是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0021] 图3是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0022] 图4是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0023] 图5是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0024] 图6是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0025] 图7是对实施方式1的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0026] 图8是实施方式2的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
[0027] 图9是对实施方式2的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意性 的剖视图。
[0028] 图10是对实施方式2的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0029] 图11是对实施方式2的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0030] 图12是实施方式3的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
[0031] 图13是对实施方式3的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0032] 图14是对实施方式3的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0033] 图15是对实施方式3的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0034] 图16是实施方式4的异质结型背接触电池的示意性的剖视图。
[0035] 图17是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0036] 图18是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0037] 图19是对实施方式4的异质结型背接触电池的制造方法的一例进行图解的示意 性的剖视图。
[0038] 图20(a)是实施例的异质结型背接触电池的剖面结构，（b)是沿着（a)的XXb-XXb 的示意性的剖视图。
[0039] 图21是在专利文献1中记载的非晶硅/晶硅异质结器件的示意性的剖视图。
[0040] 图22是实施方式5的光电转换模块的结构的概略图。
[0041] 图23是实施方式6的太阳光发电系统的结构的概略图。
[0042] 图24是图23所示的光电转换模块阵列的结构的一例的概略图。
[0043] 图25是实施方式7的太阳光发电系统的结构的概略图。
【具体实施方式】
[0044] 以下，说明本发明的实施方式。另外，在本发明的附图中，设为相同的参照标号表 示相同部分或者相当部分。
[0045] <实施方式1>
[0046] 图1表示作为本发明的光电转换元件的一例的实施方式1的异质结型背接触电池 的示意性的剖视图。实施方式1的异质结型背接触电池包括由n型单晶硅而成的半导体1、 覆盖半导体1的背面的整个面且含有i型的氢化非晶硅的本征层2、覆盖本征层2的背面的 一部分且含有n型的氢化非晶硅的n型层4、覆盖本征层2的背面的一部分且含有p型的 氢化非晶硅的P型层5、覆盖本征层2的背面的一部分的绝缘层3。这里，n型层4、p型层 5以及绝缘层3相互覆盖半导体1的背面的不同的区域。
[0047] 绝缘层3形成为带状。n型层4形成为具有凹部沿着图1的纸面的法线方向以直线 状延伸的槽部4b、和从槽部4b的两侧壁的上端沿着槽部4b的外侧方向伸长的挡板（flap) 部4c的形状。p型层5形成为覆盖形成了绝缘层3以及n型层4的本征层2的背面侧的 整个面的形状。即，P型层5在p型层5和本征层2相接的区域9中直接覆盖本征层2的 背面，且在P型层5和本征层2相接的区域9以外的区域10中，经由绝缘层3以及n型层 4的至少一方间接覆盖本征层2。
[0048] 绝缘层3的背面的一部分通过n型层4的挡板部4c而被覆盖，绝缘层3的背面的 其他的一部分通过P型层5而被覆盖。此外，n型层4的背面以及端部4a通过p型层5而 被覆盖。另外，n型层4的端部4a是n型层4的挡板部4c的外侧的端面。此外，n型层4 的端部4a位于绝缘层3的背面上。
[0049] 在位于n型层4上的p型层5上，设置有第一电极6。因此，第一电极6经由p型 层5设置在n型层4上。此外，第一电极6的至少一部分位于本征层2和n型层4相接的 区域8的上方。
[0050] 在p型层5上设置有第二电极7。此外，第二电极7的至少一部分位于本征层2和 P型层5相接的区域9的上方。
[0051] 与绝缘层3、n型层4以及p型层5相同地，第一电极6以及第二电极7也具有沿 着图1的纸面的法线方向以直线状伸长的形状。与第一电极6的伸长方向垂直的方向的端 面即端部6a以及与第二电极7的伸长方向垂直的方向的端面即端部7a位于绝缘层3上的 P型层5上。
[0052] 半导体1的背面侧的结构成为上述的结构，但也可以在与半导体1的背面相反侧 的受光面形成有纹理结构和/或兼作钝化膜的反射防止膜。反射防止膜也可以是在钝化层 上叠层了反射防止层的叠层膜。
[0053] 以下，参照图2~图7的示意性的剖视图，说明实施方式