光电转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电转换装置。
【背景技术】
[0002] 在下述专利文献1中，公开了在η型的单晶硅基板的背面交替地形成多个η型半导 体层与多个P型半导体层并且在它们之上形成有电极的背面电极型太阳能电池。另外，下述 专利文献1的背面电极型太阳能电池具有在η型的单晶硅基板上层叠非晶态硅层而得到的 异质结型构造。
[0003] 专利文献1:日本特开2011-155229号公报
[0004] 由于非晶态硅层的导电率低，因此当在非晶态硅层与形成于其之上的电极之间在 水平方向上存在间隙时，载流子无法在非晶态硅层中移动，不能有效地收集载流子。另外， 如果在单晶硅基板上设置非晶态硅层，则单晶硅基板与非晶态硅层之间的接触电阻变高。 为了解决这些问题，考虑通过缩短电极间的距离来减小水平方向的间隙区域并且增加非晶 态硅层与电极的接合面积的方法。
[0005] 然而，在使用荫罩来形成电极的情况下，电极间的距离越变短，则荫罩中的开口部 与开口部的间隔越变小，因此荫罩容易发生挠曲。其结果是，有时P型半导体层之上的电极 溢出到η型半导大块域地形成，或者η型半导体层之上的电极溢出到ρ型半导大块域地形成， ρη结短路。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，提供一种即使减小η型半导体层上的电极与ρ型半导体层上的 电极的间隔，ρη结也不易短路的光电转换装置。
[0007] 本发明的光电转换装置具备:半导体基板;第1非晶态半导体层，形成于所述半导 体基板的一个面上，具有第1导电类型;第2非晶态半导体层，形成于所述半导体基板的一个 面上，并且在所述半导体基板的面内方向上与所述第1非晶态半导体层相邻地形成，具有与 所述第1导电类型相反的第2导电类型；多个电极，相间隔地配置于所述第1非晶态半导体层 和所述第2非晶态半导体层中的至少一个半导体层之上；以及导电部，形成于所述多个电极 之上，将所述多个电极电连接。
[0008] 根据本发明，即使减小η型半导体层上的电极与ρ型半导体层上的电极的间隔，也 能够抑制ρη结的短路。
【附图说明】
[0009] 图1是示出第1实施方式的光电转换装置的俯视图的示意图。
[00?0]图2Α是示出图1所示的光电转换装置的A-A剖面的示意图。
[0011] 图2Β是示出图1所示的光电转换装置的B-B剖面的示意图。
[0012] 图3是示出第1实施方式的布线板的平面的示意图。
[0013] 图4A是示出对图1所示的光电转换装置接合了图3所示的布线板而得到的光电转 换装置的剖面的示意图。
[0014] 图4B是示出对图1所示的光电转换装置接合了图3所示的布线板而得到的光电转 换装置的剖面的示意图。
[0015] 图5A是说明图1所示的光电转换装置的制造工序的图，是在硅基板形成纹理后的 状态的剖视图。
[0016] 图5B是示出在图5A所示的硅基板的受光面形成防反射膜后的状态的剖视图。
[0017]图5C是在图5B所示的硅基板的背面形成i型非晶态半导体层与p型非晶态半导体 层后的状态的剖视图。
[0018]图f5D是在图5C所示的硅基板的背面形成P型非晶态半导体层后的状态的剖视图。 [0019]图5E是在图5D所示的p型非晶态半导体层以及η型非晶态半导体层之上形成电极 后的状态的剖视图。
[0020]图6Α是示出使用荫罩形成的ρ型非晶态半导体层的示意图。
[0021 ]图6Β是示出使用荫罩形成的η型非晶态半导体层的示意图。
[0022] 图6C是示出使用荫罩形成的电极的示意图。
[0023] 图6D是说明第1实施方式的电极以及比较例的电极的各间隙宽度与成品率的关系 的图。
[0024]图6Ε是示出形成图6D的比较例的电极时使用的荫罩的示意图。
[0025] 图7Α是例示了 ρ型非晶态半导体层的剖面构造的示意图。
[0026] 图7Β是例示了 ρ型非晶态半导体层的其他剖面构造的示意图。
[0027] 图7C是例示了 ρ型非晶态半导体层的其他剖面构造的示意图。
[0028] 图7D(a)是示出测定从i型非晶态半导体层与硅基板的表面的界面到非晶态半导 体层的表面的膜厚的结果的示意图。图7D(b)是示出重新描绘图7D(a)所示的膜厚的结果的 示意图。
[0029] 图8A是说明图3所示的布线板的制造工序的图，是示出在绝缘性基板之上形成导 电层后的状态的剖视图。
[0030]图8B是示出在图8A所示的导电层之上形成抗蚀图形后的状态的剖视图。
[0031]图8C是示出对图8B所示的导电层成图后的状态的剖视图。
[0032 ]图8D是示出除去图8(：所示的抗蚀图形后的状态的剖视图。
[0033] 图9A是示出将图3所示的布线板与图1所示的光电转换装置接合时的剖面的示意 图。
[0034] 图9B是示出将图9A所示的布线板与光电转换装置接合后的状态的剖视图。
[0035]图IOA是说明将图3所示的布线板与图1所示的光电转换装置接合的工序的图，是 示出在光电转换装置的电极上设置焊料树脂后的状态的剖视图。
[0036]图IOB是说明进行图IOA所示的光电转换装置与图3所示的布线板的对位的工序的 剖视图。
[0037]图IOC是示出使图IOB所示的光电转换装置与布线板重合后的状态的剖视图。
[0038]图IOD是示出在图IOB所示的状态下进行焊料树脂的固化处理之后的状态的剖视 图。
[0039] 图IlA是示出第2实施方式的光电转换装置的平面的示意图。
[0040] 图IlB是示出形成图IlA所示的p型非晶态半导体层时使用的荫罩的示意图。
[0041] 图IlC是示出形成图IlA所示的η型非晶态半导体层时使用的荫罩的示意图。
[0042] 图IlD是示出形成图IlA所示的电极时使用的荫罩的示意图。
[0043] 图12Α是示出第3实施方式的光电转换装置的平面的示意图。
[0044] 图12Β是示出形成图12Α所示的电极时使用的荫罩的示意图。
[0045] 图13Α是示出第4实施方式的光电转换装置的俯视图的示意图。
[0046]图13Β是放大了图13Α所不的光电转换装置的一部分的不意图。
[0047] 图13C是示出图13Β所示的光电转换装置的I-I剖面的示意图。
[0048] 图14Α是示出第5实施方式的光电转换装置的俯视图的示意图。
[0049]图14Β是放大了图14Α所不的光电转换装置的一部分的不意图。
[0050]图14C是示出图14Β所示的光电转换装置的II-II剖面的示意图。
[0051 ]图15是示出第6实施方式的光电转换装置的剖面的示意图。
[0052]图16是示出第7实施方式的光电转换模块的结构的概略图。
[0053]图17Α是示出具备第7实施方式的光电转换装置的太阳能发电系统的结构的概略 图。
[0054]图17Β是示出图17Α所示的太阳能发电系统的其他结构例的概略图。
[0055]图18是示出图17Α所示的光电转换模块阵列的结构的概略图。
[0056]图19Α是示出具备第8实施方式的光电转换装置的太阳能发电系统的结构的概略 图。
[0057]图19Β是示出图19Α所示的太阳能发电系统的其他结构例的概略图。
【具体实施方式】
[0058]本发明的一种实施方式的光电转换装置具备:半导体基板;第1非晶态半导体层， 形成于所述半导体基板的一个面上，具有第1导电类型；第2非晶态半导体层，形成于所述半 导体基板的一个面上，并且在所述半导体基板的面内方向上与所述第1非晶态半导体层相 邻地形成，具有与所述第1导电类型相反的第2导电类型；多个电极，相间隔地配置于所述第 1非晶态半导体层和所述第2非晶态半导体层中的至少一个半导体层之上；以及导电部，形 成于所述多个电极之上，将所述多个电极电连接(第1结构）。
[0059]根据第1结构，光电转换装置具备在形成于半导体基板上的第1导电类型的第1非 晶态半导体层和第2导电类型的第2非晶态半导体层中的至少一个半导体层上相间隔地配 置的多个电极。多个电极通过在多个电极之上形成的导电部来电连接。在使用荫罩来形成 电极的情况下，与在任一半导体层上都形成连成一列的电极的情况相比，在形成相间隔的 多个电极的情况下，荫罩中的开口部与开口部之间的面积更大，荫罩更不易发生挠曲。因 此，即使减小在第1非晶态半导体层与第2非晶态半导体层之上设置的电极的间隔，也能够 在第1非晶态半导体层与第2非晶态半导体层之上形成所期望的电极，不易发生ρη结的短 路。另外，相间隔地配置的各电极通过导电部来电连接，因此能够从导电部取出在光电转换 装置中产生的电流。
[0060]本发明的一种实施方式的光电转换装置具备:半导体基板;第1非晶态半导体层， 呈梳齿状地形成于所述半导体基板的一个面上，具有第1导电类型;第2非晶态半导体层，呈 梳齿状地形成于所述半导体基板的所述一个面上，并且在所述半导体基板的面内方向上与 所述第1非晶态半导体层相邻地形成，具有与所述第1导电类型相反的第2导电类型；多个电 极，呈梳齿状地形成于所述第1非晶态半导体层和所述第2非晶态半导体层中的至少一个半 导体层之上；以及导电部，形成于所述多个电极之上，将所述多个电极电连接，所述电极包 括大致平行于所述半导体基板的第1方向的第1电极部分和大致平行于与所述第1方向正交 的第2方向并且与所述第1电极部分的一边相接的多个第2电极部分，所述多个电极被配置 成所述第1电极部分在所述第1方向上相互间隔开(第2结构）。
[0061] 根据第2结构，光电转换装置具备在半导体基板上形成的具有梳齿状的第1导电类 型的第1非晶态半导体层以及第2导电类型的第2非晶态半导体层。另外，光电转换装置具备 在第1非晶态半导体层和第2非晶态半导体层中的至少一个半导体层上呈梳齿状地形成的 多个电极。电极包括第1电极部分以及与第1电极部分大致正交的多个第2电极部分，多个第 2电极部分与第1电极部分的一边相接地形成。多个电极被配置成第1电极部分相互间隔开， 通过在多个电极之上形成的导电部来电连接。在使用荫罩来形成电极的情况下，与在任一 半导体层上都形成作为一个连接部的电极的情况相比，在形成相间隔的多个电极的情况 下，荫罩中的开口部与开口部之间的面积更大，荫罩更不易发生挠曲。因此，即使减小在第1 非晶态半导体层与第2非晶态半导体层之上设置的电极的间隔，也能够在第1非晶态半导体 层与第2非晶态半导体层之上形成所期望的电极，不易发生pn结的短路。另外，相间隔地配 置的各电极通过导电部来电连接，因此能够从导电部取出在光电转换装置中产生的电流。
[0062] 另外，第3结构的光电转换装置在第1结构中，优选的是，在所述第1非晶态半导体 层与所述第2非晶态半导体层之上分别配置的所述多个电极中的一部分电极被配置在与相 邻的半导体层上的电极间对应的位置。
[0063] 在以相邻的半导体层上的电极的位置对齐的方式使用荫罩来形成电极的情况下， 用于形成相邻的半导体层的电极的荫罩中的开口部的位置对齐，因此越减小开口部的间 隔，则荫罩越容易发生挠曲。根据第3结构，相邻的半导体层上的电极的位置未对齐，因此在 使用荫罩的电极的形成中，荫罩不易发生挠曲，能够在各半导体层上形成所期望的电极，不 易发生pn结的短路。
[0064]另外，第4结构的光电转换装置在第1到第3中的任一种结构中，优选的是，所述导 电部包括由金属膏构成的导电层。
[0065] 根据第4结构，能够从导电层取出在光电转换装置中产生的电流。
[0066] 另外，第5结构的光电转换装置在第4结构中，优选的是，所述导电层设置在所述多 个电极之上以及相邻的所述电极与所述电极之间。
[0067] 根据第5结构，不仅从相间隔地配置的多个电极，还能够从在电极与电极之间设置 的导电层取出在光电转换装置中产生的电流，因此能够提高光电转换装置的曲线因子。
[0068] 另外，第6结构的光电转换装置在第4结构中，优选的是，所述导电层设置在所述多 个电极之上，并且以跨越相邻的所述电极与所述电极之间的方式设置。
[0069] 根据第6结构，不仅从相间隔地配置的多个电极，还能够从跨越电极与电极间的导 电层取出在光电转换装置中产生的电流。另外，与第5结构相比，设置有导电层的面积更大， 因此与连接到光电转换装置的布线的接触面积变大，能够实现与第5结构相比更低电阻的 布线连接。
[0070] 另外，第7结构的光电转换装置在第1到第6中的任一种结构中，优选的是，在所述 半导体基板的两个面中的至少一个面具有纹理形状。
[0071] 根据第7结构，能够降低半导体基板中的至少一个面的反射率，增加短路电流。
[0072] 另外，第8结构的光电转换装置在第1到第7中的任一种结构中，优选的是，在所述 导电部与所述多个电极相接的区域以外的区域设置有绝缘层。
[0073] 根据第8结构，能够更稳定地将光电转换装置中的电极间电连接。
[0074] 以下，参照附图，详细说明本发明的光电转换装置的实施方式。在本说明书中，光 电转换装置包括光电转换元件、使用光电转换元件的光电转换模块、具备光电转换模块的 太阳