CN100466299C - 光生伏打装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光生伏打装置，设置有晶体系半导体，在所述晶体系半导体的表面上形成、实质上本征的第一非晶质半导体层，以及在所述第一非晶质半导体层的表面上形成的第一导电型的第二非晶质半导体层，在所述第一非晶质半导体层中有氢浓度的峰，由于由此能够增加第一非晶质半导体层中氢原子的量，所以通过该增加的氢原子与作为第一非晶质半导体层中的缺陷的硅原子的悬空键的结合，能够使该悬空键惰性化，由此提供输出特性提高的光生伏打装置。

Description

光生伏打装置
技术领域
本发明是关于光生伏打装置，特别是关于在晶体系半导体上形成非晶质半导体层的光生伏打装置。
背景技术
现有，在通过由第一导电型的晶体系硅基板的表面上形成第二导电型的非晶硅层而形成pn结的光生伏打装置中，通过在第一导电型的晶体系硅基板与第二导电型的非晶硅层之间插入实质上本征的非晶硅层以改善接合特性的技术已人所共知。这一点，例如在特开2001-345463号公报中有说明。
在上述特开2001-345463号公报中，公开了在n型的单晶硅基板上，顺次形成实质上本征的非晶硅层及p型非晶硅层，同时在n型单晶硅基板与实质上本征的非晶硅层之间导入硼的光生伏打装置。在该专利文献1中，由于使用等离子体CVD法，在约200℃以下的低温，在n型的单晶硅基板上，形成实质上本征的非搀杂的非晶硅层及p型的非晶硅层，所以，与使用约800℃以上的高温的热扩散法、从n型的单晶硅基板表面扩散p型杂质而形成pn结的情况不同，在能够抑制热损害的同时，还能够抑制p型杂质与n型杂质的相互扩散，其结果是得到良好的接合特性。
但是在上述特开2001-345463号公报中所公开的光生伏打装置中，当在单晶硅基板上生成的载流子通过实质上本征的非晶硅层向p型的非晶硅层移动时，为了抑制由于实质上本征的非晶硅层中的缺陷、即悬空键使载流子的再结合，必须有充分的对策。因此，由于实质上本征的非晶硅层中光生成载流子会因再结合而消失，所以存在有难以提高光生伏打装置的输出特性的困难。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出，该发明的一个目的是提供能够提高输出特性的光生伏打装置。
为了达到上述目的，本发明中第一形式的光生伏打装置，设置有晶体系半导体，在晶体系半导体的表面上形成、实质上为本征的第一非晶质半导体层，以及在第一非晶质半导体层的表面上形成的第一导电型的第二非晶质半导体层，在第一非晶质半导体层有氢浓度的峰。还有，本发明的晶体系半导体，是包含晶体系半导体基板或在基板上形成的薄膜多晶半导体的大概念。而且，本发明中的非晶半导体是包含微晶半导体的大概念。
在该第一形式的光生伏打装置中，如上所述，通过在第一非晶半导体层中具有氢浓度峰地形成第一非晶质半导体层，由于能够增加第一非晶质半导体层中氢原子(H)的量，所以通过该增加的氢原子与第一非晶质半导体层中的缺陷即硅原子的悬空键的结合，能够使悬空键惰性化。由此，由于能够减低第一非晶质半导体层中的缺陷，所以在晶体系半导体中生成的载流子通过第一非晶质半导体层向第二非晶质半导体层移动时，能够抑制第一非晶质半导体层中的缺陷对载流子的捕获。其结果是，由于能够抑制第一非晶质半导体层中载流子的再结合，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。而且，通过第一非晶质半导体层中氢原子(H)的量的增加，能够增加第一非晶质半导体层中Si-H的结合。在这种情况下，由于Si-H的结合比Si-Si的结合具有大的结合能，所以能够增加第一非晶质半导体层中原子间的结合能的总和。由此，由于能够使第一非晶质半导体层的能带隙增大，所以能够使pin结中内在电场(built-in electric field)增大。因此，能够使光生伏打装置的开放电压增大。而且，由于能够使第一非晶质半导体层的能带隙增大，所以能够减小第一非晶质半导体层的光吸收损失。由此，由于能够增加光向晶体系半导体的入射量，所以能够增大晶体系半导体的发电量。因此能够增大光生伏打装置的短路电流。这样，由于能够增大开放电压及短路电流，所以能够增大光生伏打装置的单元输出。其结果是能够提高光生伏打装置的输出特性。而且，在将第一非晶质半导体层中氢浓度的峰的第二非晶质半导体层一侧的区域设置得为比第一非晶质半导体层中氢浓度的峰值要低的氢浓度的情况下，能够使第一非晶质半导体层与第二非晶质半导体层的界面的氢浓度低于第一非晶质半导体层中氢浓度的峰。由此，与第一非晶质半导体层和第二非晶质半导体层的界面的氢浓度高于第一非晶质半导体层中氢浓度的峰的情况相比，能够减少氢原子从第一非晶质半导体层与第二非晶质半导体层的界面向第二非晶质半导体层中的扩散量。这样，由于能够抑制由该扩散的原子所引起的第二非晶质半导体层中的第一导电型的杂质的活性化率的低下，所以能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选第一非晶质半导体层具有实质上对发电没有贡献的小的厚度。根据这样的结构，能够抑制由于第一非晶质半导体层的厚度大而引起的第一非晶质半导体层的厚度方向的电阻的增大。由此，能够抑制晶体系半导体中所生成的载流子通过第一非晶质半导体层向第二非晶质半导体层移动的困难。因此，能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。还有，所谓第一非晶质半导体层的实质上对发电没有贡献的厚度，是指零点几nm(数
Figure C200410029431D0007133245QIETU
)～约25nm范围的厚度。
在这种情况下，优选第一非晶质半导体层具有6nm以上15nm以下的厚度，进而优选具有9nm以上13nm以下的厚度。根据这样的结构，能够实现第一非晶质半导体层具有实质上对发电没有贡献的小的厚度。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选第一非晶质半导体层与第二非晶质半导体层的界面上氢的浓度，设置得比第一非晶质半导体层中氢浓度的峰要低。根据这样的结构，与第一非晶质半导体层和第二非晶质半导体层的界面的氢浓度高于第一非晶质半导体层中氢浓度的峰值的情况相比，能够减少氢原子从第一非晶质半导体层与第二非晶质半导体层的界面向第二非晶质半导体层的扩散量。这样，由于能够抑制由该扩散的氢原子所引起的第二非晶质半导体层中的第一导电型的杂质的活性化率的低下，所以能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选第一非晶质半导体层中氢浓度的峰值与第一非晶质半导体层中氢浓度的最小值的差在9×1020原子/cm3以上。根据这样的结构，能够在第一非晶质半导体层中存在使光生伏打装置输出特性提高的充分的氢原子的量。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选第一非晶质半导体层中氢浓度的峰位于第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近。根据这样的结构，由于增加了第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近氢原子的量，所以能够减低第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近的缺陷。其结果是能够抑制第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近载流子的再结合。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选第一非晶质半导体层中氢浓度的峰位于比第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部靠近第一非晶质半导体层与第二非晶质半导体层的界面的位置。根据这样的结构，能够使反映氢浓度的峰的形状而形成的第一非晶质半导体层的价电子带的斜率在晶体系半导体一侧的区域减小。这样价电子带的斜率减小时，就能够使空穴从晶体系半导体通过第一非晶质半导体层向第二非晶质半导体层的移动变得容易。其结果是，由于空穴变得容易收集，所以能够使光生伏打装置的输出特性提高。
在这种情况下，优选第一非晶质半导体层中氢浓度的峰位于第一非晶质半导体层的与第二非晶质半导体层的界面附近。根据这样的结构，能够使反映氢浓度峰值形状而形成的第一非晶质半导体层的价电子带的斜率在晶体系半导体一侧的区域减小。这样价电子带的斜率减小时，就能够使空穴从晶体系半导体通过第一非晶质半导体层向第二非晶质半导体层的移动变得更为容易。其结果是，由于空穴变得容易收集，所以能够使光生伏打装置的输出特性提高。
而且，在这种情况下，优选第一非晶质半导体层中氢浓度的峰有两个。根据这样的结构，例如，通过使第二非晶质半导体层一侧氢浓度的峰大于晶体系一侧氢浓度的峰值，能够使反映氢浓度的两个峰的形状而形成的第一非晶质半导体层的价电子带呈台阶状。这样，与氢浓度峰为一个的情况相比，能够使空穴从晶体系半导体通过第一非晶质半导体层向第二非晶质半导体层的移动变得更为容易。其结果是，由于空穴变得容易收集，所以能够使光生伏打装置的输出特性提高。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选进而设置有在晶体系半导体的背面形成、实质上本征的第三非晶质半导体层，以及在第三非晶质半导体层的背面形成的、第二导电型的第四非晶质半导体层，在第三非晶质半导体层有氢浓度的峰。根据这样的结构，由于第三非晶质半导体层氢原子(H)的量增加，所以通过该增加的氢原子的量与第三非晶质半导体层中的缺陷即硅原子(Si)的悬空键的结合，能够使悬空键惰性化。由此，由于能够减低第三非晶质半导体层中的缺陷，所以能够抑制缺陷对载流子的捕捉。其结果是，能够抑制第三非晶质半导体层中载流子的再结合。
在包含上述第三非晶质半导体层的结构中，优选第三非晶质半导体层具有实质上对发电没有贡献的小的厚度。根据这样的结构，能够抑制由于第三非晶质半导体层的厚度大而引起的第三非晶质半导体层的厚度方向的电阻的增大。由此，能够抑制晶体系半导体中所生成的载流子通过第三非晶质半导体层向第四非晶质半导体层移动的困难。因此，能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。还有，所谓第三非晶质半导体层的实质上对发电没有贡献的厚度，是指零点几nm(数
Figure C200410029431D0007133245QIETU
)～约25nm范围的厚度。
在这种情况下，优选第三非晶质半导体层具有6nm以上15nm以下的厚度，进而优选具有9nm以上13nm以下的厚度。根据这样的结构，能够实现第三非晶质半导体层具有实质上对发电没有贡献的小的厚度。
在包含上述第三非晶质半导体层及第四非晶质半导体层的结构中，优选第三非晶质半导体层与第四非晶质半导体层的界面上氢的浓度，设置得比第三非晶质半导体层中氢浓度的峰要低。根据这样的结构，同第三非晶质半导体层与第四非晶质半导体层的界面的氢浓度高于第三非晶质半导体层中氢浓度的峰的情况相比，能够减少氢原子从第三非晶质半导体层与第四非晶质半导体层的界面向第四非晶质半导体层的扩散量。这样，由于能够抑制由该扩散的原子所引起的第四非晶质半导体层中的第二导电型的杂质的活性化率的降低，所以能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
在包含上述第三非晶质半导体层的结构中，优选第三非晶质半导体层中氢浓度的峰值与第三非晶质半导体层中氢浓度的最小值的差在9×1020原子/cm3以上。根据这样的结构，能够在第三非晶质半导体层中存在使光生伏打装置输出特性提高的充分的氢原子的量。
在包含上述第三非晶质半导体层的结构中，优选第三非晶质半导体层中氢浓度的峰位于第三非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近。根据这样的结构，由于增加了第三非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近氢原子的量，所以能够减低第三非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近的缺陷。其结果是能够抑制第三非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近载流子的再结合。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选晶体系半导体是第二导电型半导体。根据这样的结构，在第二导电型的晶体系半导体上叠层实质上本征的第一非晶质半导体层与第一导电型的第二非晶质半导体层的光生伏打装置中，由于在能够抑制第一非晶质半导体层中载流子的再结合的同时，还能够使第一非晶质半导体层的能带隙增大，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。
在上述第一形式的光生伏打装置中，优选第二非晶质半导体层是p型，晶体系半导体是n型。根据这样的结构，在n型的晶体系半导体上叠层实质上本征的第一非晶质半导体层与p型的第二非晶质半导体层的光生伏打装置中，由于在能够抑制第一非晶质半导体层中载流子的再结合的同时，还能够使第一非晶质半导体层的能带隙增大，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。
在包含上述第四非晶质半导体层的结构中，优选第四非晶质半导体层是n型。根据这样的结构，在n型的晶体系半导体的背面叠层实质上本征的第三非晶质半导体层与n型的第四非晶质半导体层的光生伏打装置中，由于在能够抑制第三非晶质半导体层中载流子的再结合的同时，还能够使第三非晶质半导体层的能带隙增大，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。
本发明中第二形式的光生伏打装置，设置有第一导电型的单晶硅基板，在单晶硅基板的表面上形成、实质上为本征的第一非晶质硅层，以及在第一非晶质硅层的表面上形成的第二导电型的第二非晶质硅层，在第一非晶质硅层中有氢浓度的峰。
在该第二形式的光生伏打装置中，如上所述，由于通过在第一非晶质硅层有氢浓度的峰值地形成第一非晶质硅层，能够增加第一非晶质硅层中氢原子(H)的量，所以通过该增加的氢原子与第一非晶质硅层中缺陷即硅原子(Si)的悬空键的结合，能够使悬空键惰性化。由此，由于能够减低第一非晶质硅层中的缺陷，所以在硅单晶基板生成的载流子通过第一非晶质硅层向第二非晶质硅层移动时，能够抑制第一非晶质硅层中的缺陷对载流子的捕获。其结果是，由于能够抑制第一非晶质硅层中载流子的再结合，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。而且，通过第一非晶质硅层中氢原子(H)的量的增加，能够增加第一非晶质硅层中的Si-H结合。在这种情况下，由于Si-H结合比Si-Si结合具有大的结合能，所以能够增加第一非晶质硅层中原子间结合能的总和。由此，由于能够使第一非晶质硅层的能带隙增大，所以能够使pin结中内在电场增大。因此，能够使光生伏打装置的开放电压增大。而且，由于能够使第一非晶质硅层的能带隙增大，所以能够减小第一非晶质硅层的光吸收损失。由此，由于能够增加光向硅单晶基板的入射量，所以能够增大单晶硅基板的发电量。因此能够增大光生伏打装置的短路电流。这样，由于能够增大开放电压及短路电流，所以能够增大光生伏打装置的单元输出。其结果是能够提高光生伏打装置的输出特性。而且，在将第一非晶质硅层中氢浓度的峰的第二非晶质硅层侧的区域设置得为比第一非晶质硅层中氢浓度的峰值要低的氢浓度的情况下，能够使第一非晶质硅层与第二非晶质硅层的界面的氢浓度低于第一非晶质硅层中的氢浓度的峰。由此，与第一非晶质硅层与第二非晶质硅层的界面的氢浓度高于第一非晶质硅层中氢浓度的峰的情况相比，能够减少氢原子从第一非晶质硅层与第二非晶质硅层的界面向第二非晶质硅层的扩散量。这样，由于能够抑制由该扩散的原子所引起的第二非晶质硅层中的第二导电型的杂质的活性化率的低下，所以能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
在上述第二形式的光生伏打装置中，优选进而设置有在第一导电型的单晶硅基板的背面形成的实质上本征的第三非晶质硅层，以及在第三非晶质硅层的背面上形成的第一导电型的第四非晶质硅层，在第三非晶质硅层中有氢浓度的峰。根据这样的结构，由于第三非晶质硅层氢原子(H)的量增加，所以通过该增加的氢原子的量与第三非晶质硅层中的缺陷即硅原子(Si)的悬空键的结合，能够使悬空键惰性化。由此，由于能够减低第三非晶质硅层中的缺陷，所以能够抑制缺陷对载流子的捕捉。其结果是，能够抑制第三非晶质硅层中载流子的再结合。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中光生伏打装置结构的截面图。
图2是表示由SIMS测定的实施方式及现有例的光生伏打装置的表面侧(n型单晶硅基板的上面附近)的氢原子浓度轮廓的图。
图3是表示本发明的一个实施方式的第一变形例中氢原子浓度轮廓的图。
图4是表示本发明的一个实施方式的第二变形例中氢原子浓度轮廓的图。
具体实施方式
下面基于附图说明本发明的实施方式。
首先，参照图1对本实施方式中光生伏打装置的结构加以说明。
在本实施方式的光生伏打装置中，如图1所示，在氢处理后的n型单晶硅基板1的上面上，顺次形成有非晶质硅层2，由厚度约为70nm～100nm的ITO(氧化铟锡)所构成的表面电极3，以及由具有数十μm厚的银所构成的集电极4。非晶质硅层2是由在n型单晶硅基板1的上面形成的约9nm～13nm的小的厚度的实质上本征的i型非晶质硅层2a，以及在i型非晶质硅层2a上形成的厚度约为2nm～5nm的搀杂有硼(B)的p型非晶质硅层2b所构成。还有，i型非晶质硅层2a的主要功能是减低n型单晶硅基板1与p型非晶质硅层2b的界面电平。而且，i型非晶质硅层2a的约9nm～约13nm的厚度，是i型非晶质硅层2a的对发电没有实质性贡献的厚度。
这里，在本实施方式中，光入射侧的i型非晶质硅层2a，在i型非晶质硅层2a中形成氢浓度的峰，该i型非晶质硅层2a中氢浓度的峰值与i型非晶质硅层2a中氢浓度的最小值的差，设定在约9×1020原子/cm3以上。而且，i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面的氢浓度，设定得比i型非晶质硅层2a中氢浓度的峰值要低。还有，n型单晶硅基板1是本发明中“晶体系半导体”及“单晶硅基板”的一例。而且，i型非晶质硅层2a是本发明中“第一非晶质半导体层”及“第一非晶质硅层”的一例。而且，p型非晶质硅层2b是本发明的“第二非晶质半导体层”及“第二非晶质硅层”的一例。
而且，在n型单晶硅基板1的背面上，自距离n型单晶硅基板1的背面近的一侧起顺次形成有非晶质硅层12、由厚度为约70nm～约100nm的ITO(氧化铟锡)所构成的背面电极13，以及由具有数十μm厚的银所构成的集电极14。非晶质硅层12是由在n型单晶硅基板1的背面形成的约9nm～约13nm的小的厚度的实质上本征的i型非晶质硅层12a，以及在i型非晶质硅层12a的背面上形成的厚度为约10nm～约20nm的搀杂磷(P)的n型非晶质硅层12b所构成。还有，i型非晶质硅层12a的主要功能是减低n型单晶硅基板1与n型非晶质硅层12b的界面电平。而且，i型非晶质硅层12a的约9nm～约13nm的厚度，是i型非晶质硅层12a的对发电没有实质性贡献的厚度。这样，由i型非晶质硅层12a、n型非晶质硅层12b及背面电极13，构成所谓BSF(背表面场：Back Surface Field)结构。还有，i型非晶质硅层12a是本发明中“第三非晶质半导体层”及“第三非晶质硅层”的一例。而且，n型非晶质硅层12b是本发明中“第四非晶质半导体层”及“第四非晶质硅层”的一例。
下面，参照图1对本实施方式中光生伏打装置的制造工艺加以说明。首先，如图1所示，将洗净的n型单晶硅基板1设置于未图示的真空室之后，在约200℃以下的温度条件下，通过对n型单晶硅基板1的加热，尽量除去n型单晶硅基板1的表面所黏附的水分。由此能够抑制n型单晶硅基板1的表面所黏附的水分中的氧与硅结合而形成缺陷。
接着，在将基板温度保持在170℃的条件下，通过在导入氢气(H2)的同时进行等离子体放电，对n型单晶硅基板1的上面进行氢处理。由此，在能够使n型单晶硅基板1的上面清洁的同时，还能够使n型单晶硅基板1的上面附近吸附氢原子。由该吸附的氢原子，能够使n型单晶硅基板1的上面的缺陷惰性化。
其后，使用RF(射频)等离子体CVD(化学气相沉积)法，在n型单晶硅基板1的上面上形成厚度为约9nm～约13nm的i型非晶质硅层2a。此时，在本实施方式中，i型非晶质硅层2a的形成条件按(1)低氢条件、(2)高氢条件、及(3)低氢条件的顺序而变化。这里，所谓高氢条件，是在i型非晶质硅层2a中可导入多的氢原子的条件，所谓低氢条件，是在i型非晶质硅层2a中可导入比高氢条件少的氢原子的条件。具体地，高氢条件是，基板温度约170℃，氢气(H2)流量0sccm～约1000sccm，硅烷(SiH4)气体流量约40sccm，压力约40Pa，RF功率密度约8.33mW/cm2～约80mW/cm2。而且，低氢条件是，基板温度约170℃，氢气(H2)流量0sccm，硅烷(SiH4)气体流量约40sccm，压力约40Pa，RF功率密度约8.33mW/cm2。
还有，在低氢条件下，虽然氢气流量为0sccm，但由于硅烷(SiH4)气体中含有氢，所以在i型非晶质硅层2a中仍有可能导入氢原子。而且，在上述实施方式中，通过使高氢条件的氢气流量及RF功率密度的变化而形成i型非晶质硅层2a，能够抑制氢浓度峰的高度。
接着，使用RF等离子体CVD法，在基板温度约170℃，氢气(H2)流量0sccm～约1000sccm，硅烷(SiH4)气体流量约40sccm，乙硼烷(B2H6)/H2(B2H6对于H2的浓度为约2％)气体流量约40sccm，压力约40Pa，RF功率密度约8.33mW/cm2的条件下，在i型非晶质硅层2a上形成由具有约2nm～约5nm厚度的硼(B)所搀杂的p型非晶质硅层2b。还有，如上所述，在由低氢条件形成i型非晶质硅层2a的p型非晶质硅层2b侧的区域的同时，通过由上述条件形成p型非晶质硅层2b，使i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面的氢浓度比i型非晶质硅层2a中的氢浓度的峰值要低。
接着，使用RF等离子体CVD法，在基板温度约170℃，氢气(H2)流量0sccm～1000sccm，硅烷(SiH4)气体流量约40sccm，压力约40Pa，RF功率密度约8.33mW/cm2的条件下，在n型单晶硅基板1的背面形成厚度为约9～约13nm的i型非晶质硅层12a。
接着，使用RF等离子体CVD法，在基板温度约170℃，氢气流量0sccm～约1000sccm，硅烷(SiH4)气体流量约40sccm，磷化氢(PH3)/H2(PH3对于H2的浓度约1％)气体流量约40sccm，压力约40Pa，RF功率密度约8.33mW/cm2的条件下，在i型非晶质硅层12a的背面形成具有厚度为约10～约20nm的磷(P)搀杂的n型非晶质硅层12b。
接着，使用溅射法，在p型非晶质硅层2b的上面形成由厚度为约70nm～约100nm的ITO(氧化铟锡)所构成的表面电极3。其后，使用丝网印刷法，在表面电极3上的既定区域形成由具有数十μm厚的银所构成的集电极4。
最后，使用溅射法，在n型非晶质硅层12b的背面上形成由厚度为约70nm～约100nm的ITO所构成的背面电极13。之后，在背面电极13上的既定区域形成由具有数十μm厚的银所构成的集电极14。这样，形成图1所示的本实施方式的光生伏打装置。
接着，对于由上述制造工艺所制作的本实施方式的光生伏打装置(实施方式)以及现有的一例中的光生伏打装置(现有例)，测定了氢原子浓度的分布。在现有的一例中的光生伏打装置(现有例)中，是在上述低氢条件固定地保持的同时形成i型非晶质硅层。其余部分的结构及制造工艺，都与本实施方式的光生伏打装置(实施方式)相同。
氢原子浓度分布的测定中，使用了SIMS(Secondary Ion MassSpectrometer：Physical electronic Incorporation制，ADEPT1010)。此时的测定条件为，照射离子种类：Cs+离子，离子照射能量：1keV，照射角度：60度，检测二次离子源：H-离子，参考二次离子(referencesecondaryion)种类：Si-离子。还有，在由SIMS的测定中，对光生伏打装置照射Cs+离子，测定激起的二次离子(H-离子及Si-离子)的数目，同时，通过计算Si-离子数[Si-]与H-离子数[H-]的比[H-]/[Si-]，求出氢的浓度。
在图2中，表示了由SIMS测定的实施方式及由现有例的光生伏打装置的表侧(n型单晶硅基板的上面附近)的氢原子浓度的轮廓曲线。参照图2可知，在实施方式的光生伏打装置中，在i型非晶质硅层的厚度方向的中央附近(深度10nm附近)存在有氢浓度的峰值。而且，i型非晶质硅层与p型非晶质硅层的界面(深度5nm附近)的氢浓度，比i型非晶质硅层中的氢浓度的峰值要低。另一方面，可知在现有的例中的光生伏打装置中，氢浓度在i型非晶质硅层的厚度方向上大体为一定的值，同时，比实施方式中光生伏打装置的氢浓度的峰值要低。
得到以上的结果，可以认为是以下的理由。也就是说，在实施方式的光生伏打装置中，通过顺序变化(1)低氢条件、(2)高氢条件、(3)低氢条件而形成i型非晶质硅层，使在i型非晶质硅层的厚度方向所导入的氢原子的量发生变化。而且，由高氢条件在i型非晶质硅层的厚度方向的中央部附近形成氢原子的量多的区域。而且，该区域的氢原子的量就多于在i型非晶质硅层与p型非晶质硅层的界面所存在的氢原子的量。由此，认为在实施方式的光生伏打装置中，可得到如图2所示的氢原子浓度的轮廓曲线。另一方面，在现有例的光生伏打装置中，由于i型非晶质硅层是在保持低氢条件一定的情况下形成的，所以在i型非晶质硅层的厚度方向所存在的氢原子的量大体一定，且低于实施方式中氢浓度的峰值。因此，认为在现有例的光生伏打装置中，得到如图2所示的氢原子浓度的轮廓曲线。
如上所述，在本实施方式中，通过形成i型非晶质硅层2a，使i型非晶质硅层2a中有氢浓度的峰值，由于能够增加i型非晶质硅层2a中氢原子(H)的量，所以通过该增加的氢原子能够与i型非晶质硅层2a中的缺陷、即硅原子(Si)的悬空键相结合，能够使悬空键惰性化。由此，由于能够减低i型非晶质硅层2a中的缺陷，所以能够抑制缺陷对载流子的捕捉。其结果是，由于能够抑制i型非晶质硅层2a中载流子的再结合，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。
而且，在本实施方式中，通过增加i型非晶质硅层2a中氢原子(H)的量，能够增加i型非晶质硅层2a中的Si-H的结合。在这种情况下，由于Si-H的结合比Si-Si的结合具有大的结合能，所以能够增大i型非晶质硅层2a中原子间结合能量的总和。由于由此能够增大i型非晶质硅层2a的能带隙，所以能够增大pin结中的内在电场。因此能够增大光生伏打装置的开放电压(Voc)。而且，由于由此能够增大i型非晶质硅层2a的能带隙，所以能够减少i型非晶质硅层2a中光吸收的损失。由于由此能够增加光向n型单晶硅基板1的入射量，所以能够增加n型单晶硅基板1的发电量。因此能够增加光生伏打装置的短路电流(Isc)。而且，通过形成上述i型非晶质硅层2a，还能够增大光生伏打装置的填充因子(FF)。如上所述，由于能够增大开放电压(Voc)、短路电流(Isc)、以及填充因子(FF)，所以能够增大光生伏打装置的单元输出(Pmax)。结果使光生伏打装置的输出特性提高。
而且，在本实施方式中，通过使i型非晶质硅层2a中的氢浓度的峰值与i型非晶质硅层2a中的氢浓度的最小值的差在约9×1020原子/cm3以上而形成i型非晶质硅层2a，能够使在i型非晶质硅层2a中存在为了提高光生伏打装置的输出特性所需的充分量的氢原子。
而且，在本实施方式中，通过将i型非晶质硅层2a及12a形成实质上对发电没有贡献的小厚度，能够抑制由于i型非晶质硅层2a及12a的厚度大而引起的i型非晶质硅层2a及12a厚度方向上电阻的增大，由此，就能够抑制在n型单晶硅基板1上所生成的载流子通过i型非晶质硅层2a向p型非晶质硅层2b移动的困难，同时，还能够抑制载流子通过i型非晶质硅层12a向n型非晶质硅层12b移动的困难。因此，能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
而且，在本实施方式中，通过将i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面的氢浓度设定得比i型非晶质硅层2a中氢浓度的峰值低，与i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面的氢浓度比i型非晶质硅层2a中氢浓度的峰值高的情况相比，能够减少从i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面向p型非晶质硅层2b中扩散的氢原子的量。由此能够抑制由该扩散的氢原子所引起的p型非晶质硅层2b中p型杂质(硼)的活化率的低下。因此，与i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面的氢浓度比i型非晶质硅层2a中氢浓度的峰值高的情况相比，能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
而且，在本实施方式中，由于通过使i型非晶质硅层2a中氢浓度的峰值位于i型非晶质硅层2a的厚度方向中央部附近而形成i型非晶质硅层2a，增加i型非晶质硅层2a的厚度方向中央部附近的氢原子的量，所以能够减低i型非晶质硅层2a的厚度方向中央部附近的缺陷。结果是能够抑制i型非晶质硅层2a的厚度方向中央部附近的载流子的再结合。
下面对上述实施方式的第一变形例、第二变形例、及第三变形例加以说明。图3是是表示本发明的一个实施方式的第一变形例中氢浓度轮廓曲线的图。参照图3，通过顺序变化(1)低氢条件、(2)高氢条件、(3)低氢条件、及(4)高氢条件而形成i型非晶质硅层。即，在图3中表示的是经过重复两次低氢条件与高氢条件而形成i型非晶质硅层情况下的氢原子浓度轮廓曲线的图。在该第一变形例中，可知i型非晶质硅层的氢浓度分别在6nm附近及10nm附近形成两个峰。这可以认为是通过重复两次低氢条件与高氢条件而形成i型非晶质硅层，使得在沿着i型非晶质硅层的厚度方向上形成了两个氢元素多的区域。
还有，在图3所示的具有两个氢浓度峰的第一变形例中，有可能在第二次的高氢条件下比第一次高氢条件下导入更多的氢。在这种情况下，由于p型非晶质硅层侧的氢浓度的峰值比n型单晶硅基板侧的氢浓度的峰值要大，所以反映氢浓度两个峰值形状的i型非晶质硅层的价电子带呈台阶状。由此，与仅有一个氢浓度峰值的情况相比，可以使空穴从n型单晶硅基板经过i型非晶质硅层向p型非晶质硅层的移动变得容易。结果是由于能够容易收集空穴，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。
图4是表示本发明的一实施方式的第二变形例中光生伏打装置的氢浓度轮廓曲线的图。参照图4，在第二变形例中，表示了将使用上述实施方式的(1)～(3)的氢条件中(2)的高氢条件的时刻与上述实施方式相比向后偏离而形成i型非晶质硅层的情况下的氢原子浓度轮廓曲线。参照图4可知，在该第二变形例中，i型非晶质硅层的氢浓度的峰值(深度3.5nm附近)位于i型非晶质硅层与p型非晶质硅层的界面(深度2nm附近)附近。这可以认为是由于通过将使用高氢条件的时刻向后偏离而形成i型非晶质硅层，使氢原子多的区域在i型非晶质硅层与p型非晶质硅层的界面附近而形成的缘故。
在本实施方式的第二变形例中，除了上述实施方式的效果之外，还可以得到以下的效果。具体地讲，通过使i型非晶质硅层中氢浓度的峰值位于i型非晶质硅层的与p型非晶质硅层的界面附近而形成i型非晶质硅层，能够使反映氢浓度的峰值形状而形成的i型非晶质硅层的价电子带的斜率在n型单晶硅基板侧的区域变小。这样价电子带的斜率变小时，空穴(空穴)从n型单晶硅基板经过i型非晶质硅层向p型非晶质硅层的移动就变得容易。结果是由于能够容易收集空穴，所以能够提高光生伏打装置的输出特性。
而且，作为本实施方式的第三变形例，还可以使在图1所示的n型单晶硅基板1的背面侧的i型非晶质硅层12a中具有氢浓度的峰值。具体地讲，可以在使i型非晶质硅层12a中氢浓度的峰值位于i型非晶质硅层12a的厚度方向中央部附近的同时，使该浓度峰的峰值与i型非晶质硅层12a中氢浓度的最小值的差约在9×1020原子/cm3以上。这样做，由于增加n型单晶硅基板1的背面侧的i型非晶质硅层12a中氢原子(H)的量，所以通过该增加的氢原子能够与i型非晶质硅层12a中的缺陷、即硅原子(Si)的悬空键相结合，能够使悬空键惰性化。由此，由于能够减低i型非晶质硅层12a中的缺陷，所以能够抑制缺陷对载流子的捕捉。其结果是，由于能够抑制背面侧的i型非晶质硅层12a中载流子的再结合。
而且，在该第三变形例中，还可以将i型非晶质硅层12a与n型非晶质硅层12b的界面的氢浓度设定得比i型非晶质硅层12a中氢浓度的峰值低。这样做，与i型非晶质硅层12a与n型非晶质硅层12b的界面的氢浓度比i型非晶质硅层12a中氢浓度的峰值高的情况相比，能够减少从i型非晶质硅层12a与n型非晶质硅层12b的界面向n型非晶质硅层12b中扩散的氢原子的量。由此能够抑制由该扩散的氢原子所引起的n型非晶质硅层12b中n型杂质(磷)的活化率的低下。因此，与i型非晶质硅层12a与n型非晶质硅层12b的界面的氢浓度比i型非晶质硅层12a中氢浓度的峰值高的情况相比，能够抑制光生伏打装置输出特性的低下。
接着，为了确认上述实施方式及第一到第三变形例的效果，对实际测定光生伏打装置的输出特性的实验(实施例)加以说明。首先，进行了为确认将本发明适用于光生伏打装置的表侧的情况(一实施方式)的效果的实验。具体地，按照上述光生伏打装置的制造工序，制作了在表侧具有图2所示实施方式的氢元素浓度轮廓曲线的光生伏打装置(实施例1-1及实施例1-2)。此时表侧的i型非晶质硅层、p型非晶质硅层及背侧的i型非晶质硅层、n型非晶质硅层的形成条件示于下面的表1。
表1
Figure C200410029431D00201
在上述表1的形成条件下，使用RF等离子体CVD法，在n型单晶硅基板的上面上形成12nm厚的i型非晶质硅层及5nm厚的p型非晶质硅层。而且，在n型单晶硅基板的背面上形成12nm厚的i型非晶质硅层及20nm厚的n型非晶质硅层。还有，除了这些之外部分的结构及制造工序过程都与上述本实施方式的光生伏打装置同样。
这里，在实施例1-1及实施例1-2中，表侧的i型非晶质硅层是按照以下的表2所示的(1)低氢条件、(2)高氢条件、及(3)低氢条件的顺序变化而形成的。
表2
Figure C200410029431D00211
而且，在实施例1-2中，在上述表2的高氢条件的范围内，设定了可能比实施例1-1导入多的氢原子条件而形成表侧的i型非晶质硅层。具体地，在实施例1-2中，设定了比实施例1-1中的高氢条件更大的氢气流量及RF功率密度。
而且，按照上述光生伏打装置的制造工序，制作了在表侧具有图2所示的现有例的氢原子浓度轮廓曲线的光生伏打装置(现有例1-1)。在现有例1-1中，在与上述表1同样的条件下，使用RF等离子体CVD法，形成表侧的i型非晶质硅层、p型非晶质硅层、背侧的i型非晶质硅层、及n型非晶质硅层。而且，在现有例1-1中，表侧的i型非晶质硅层是在保持上述表2的低氢条件为一定的同时而形成的。还有，除了这些之外部分的结构及制造工序过程都与上述本实施方式的光生伏打装置同样。
对于以上所制作的光生伏打装置(实施例1-1、实施例1-2、及现有例1-1)，测定了输出特性(开放电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(FF)、单元输出(Pmax))。结果示于以下的表3。还有，表3中的氢浓度分布，是表示使用SIMS所测定的氢原子的浓度轮廓曲线中i型非晶质硅层的氢浓度的峰值与氢浓度的最小值的差。
表3
 
氢浓度分布(原子/cm<sup>3</sup>) Voc(V) Isc(A) FF Pmax(W)
现有例1-1 4.5×10<sup>20</sup> 0.685 3.724 0.746 1.90
实施例1-1 10.0×10<sup>20</sup> 0.714 3.730 0.766 2.04
实施例1-2 18.5×10<sup>20</sup> 0.707 3.735 0.760 2.01
从上述表3可知，实施例1-1的开放电压(Voc：0.714V)及实施例1-2的开放电压(Voc：0.707V)比现有例1-1的开放电压(Voc：0.685V)要大。这可以认为是由于伴随着实施例1-1及实施例1-2在i型非晶质硅层中导入了比现有例1-1多的氢原子，通过使i型非晶质硅层中能带隙的增大，而使pin结中内在电场增大所引起的。
而且，从上述表3还可知，实施例1-1的短路电流(Isc：3.730A)及实施例1-2的短路电流(Isc：3.735A)比现有例1-1的短路电流(Isc：3.724A)要大。这可以认为是在实施例1-1及实施例1-2中，由于伴随着i型非晶质硅层中能带隙的增大，使i型非晶质硅层中光的吸收损失减小，所以使向位于i型非晶质硅层下侧的n型单晶硅基板的光的入射量增加。其结果是，由于n型单晶硅基板的发电量增加，所以在实施例1-1及实施例1-2中，能够得到比现有例1-1大的短路电流(Isc)。而且，从上述表3还可知，实施例1-1的填充因子(FF：0.766)及实施例1-2的填充因子(FF：0.760)比现有例1-1的填充因子(FF：0.746)要大。
而且，从上述表3还可知，实施例1-1的单元输出(Pmax：2.04W)及实施例1-2的单元输出(Pmax：2.01W)比现有例1-1的单元输出(Pmax：1.90W)要大。这可以认为是由于在实施例1-1及实施例1-2中，开放电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(FF)都比现有例1-1大所引起的。而且，在氢气流量及RF功率密度都比实施例1-1大的条件下形成的实施例1-2中，可知其单元输出也比实施例1-1大。这可以认为是由于实施例1-2比实施例1-1导入了更多的氢所引起的。
接着，进行了为确认将本发明适用于光生伏打装置的背侧的情况下(第三变形例)的效果的实验。具体地，制作了在背侧具有如图2所示实施方式的氢原子浓度轮廓曲线的光生伏打装置(实施例1-3及实施例1-4)，以及背侧具有如图2所示现有例的氢原子浓度轮廓曲线的光生伏打装置(现有例1-2)，分别测定了它们的输出特性。此时，光生伏打装置的表侧(光入射侧)的i型非晶质硅层及p型非晶质硅层，背侧的i型非晶质硅层及n型非晶质硅层，是在与上述表1同样的条件下使用RF等离子体CVD法形成的。
还有，在实施例1-3及实施例1-4中，背侧的i型非晶质硅层是按上述表2中(1)低氢条件、(2)高氢条件、及(3)低氢条件的顺序变化而形成的。而且，在实施例1-4中，在上述表2的高氢条件的范围内，设定了可比实施例1-3导入多的氢原子的高氢条件而形成背侧的i型非晶质硅层。具体地讲，设定了比实施例1-3中的高氢条件更大的氢气(H2)流量及RF功率密度。实施例1-3及实施例1-4中表侧的i型非晶质硅层及p型非晶质硅层、背侧的i型非晶质硅层及n型非晶质硅层的厚度，是与上述实施例1-1及实施例1-2同样地形成。除了这些之外部分的结构及制造工序过程都与上述本实施方式的光生伏打装置同样。而且，现有例1-2与上述现有例1-1完全同样地制作。对于以上所制作的实施例1-3、实施例1-4、及现有例1-2的输出特性的测定结果示于以下的表4。
表4
 
氢浓度分布(原子/cm<sup>3</sup>) Voc(V) Isc(A) FF Pmax(W)
现有例1-2 4.5×10<sup>20</sup> 0.685 3.724 0.746 1.90
实施例1-3 9.0×10<sup>20</sup> 0.692 3.723 0.759 1.96
实施例1-4 20.5×10<sup>20</sup> 0.691 3.727 0.755 1.94
从上述表4可知，实施例1-3的输出特性(开放电压(Voc)：0.692V、短路电流(Isc)：3.723A、填充因子(FF)：0.759、单元输出(Pmax)：1.96W)及实施例1-4的输出特性(开放电压(Voc)：0.691V、短路电流(Isc)：3.727A、填充因子(FF)：0.755、单元输出(Pmax)：1.94W)，与现有例1-2的输出特性(开放电压(Voc)：0.685V、短路电流(Isc)：3.724A、填充因子(FF)：0.746、单元输出(Pmax)：1.90W)相比，除了实施例1-3的短路电流(Isc)3.723A之外，其余的都有提高。与所述实施例1-1及实施例1-2同样，这也可以认为是即使在实施例1-3及实施例1-4中，也由于增加的氢原子减低了实施例1-3及实施例1-4的背侧的i型非晶质硅层中的缺陷所引起的。
而且，从上述表4可知道，实施例1-3和实施例1-4相对于现有例1-2的输出特性的提高程度与上述表3的实施例1-1和实施例1-2的输出特性的提高相比要小。因此，背侧的结构对光生伏打装置的发电的贡献比表侧的结构的贡献小。
而且，从上述表3和表4可知，在根据本实施方式的实施例1-1到实施例1-4中，i型非晶质硅层氢浓度的峰值与最小值的差(氢浓度分布)在9×1020原子/cm3以上。由此可知，如果氢浓度分布在9×1020原子/cm3以上，就能够提高光生伏打装置的输出特性。这可以认为是由于如果氢浓度分布在该值以上，则在i型非晶质硅层中可存在有为了提高输出特性所需的充分量的氢原子。
接着，制作了在表侧具有如图3所示实施方式的第一变形例的两个峰的氢浓度轮廓曲线的光生伏打装置(实施例2-1)，测定了其输出特性。在该实施例2-1中，两次重复上述表2的低氢条件及高氢条件形成了表侧的i型非晶质硅层。除此之外与上述实施例1-1同样制作了实施例2-1。输出特性的测定结果示于以下的表5。
表5
 
Voc(V) Isc(A) FF Pmax(W)
实施例2-1 0.703 3.714 0.747 1.951
从上述表5可知，实施例2-1的输出特性(开放电压(Voc)：0.703V、短路电流(Isc)：3.714A、填充因子(FF)：0.747、单元输出(Pmax)：1.951W)与上述现有例1-1的输出特性(参照表3)(开放电压(Voc)：0.685V、短路电流：(Isc)3.724A、填充因子(FF)：0.746、单元输出(Pmax)：1.90W)相比，除了短路电流(Isc)之外，其余的都有提高。实施例2-1的输出特性的提高，可以认为是与上述实施例1-1及实施例1-2同样的理由。
而且，制作了在表侧具有如图4所示实施方式的第二变形例的在i型非晶质硅层与p型非晶质硅层的界面附近具有峰值的氢浓度轮廓曲线的光生伏打装置(实施例3-1)，测定了其输出特性。在该实施例3-1中，将使用上述表2的高氢条件的时刻向后偏离而形成表侧的i型非晶质硅层。除此之外，与上述实施例1-1同样制作了实施例3-1。与上述现有例1-1相比，该实施例3-1的输出特性也得到提高，这一点已由本发明者确认。
还有，本次所公开的实施方式及实施例，都应该认为是示例而不是限制。本发明的范围不是由上述实施方式和实施例而是由权利要求的范围所决定，进而应该包含与权利要求的范围均等的意义及在范围内进行的所有变更。
例如，在上述实施方式中，是在n型单晶硅基板1的上面，通过实质上本征的i型非晶质硅层2a而形成p型非晶质硅层2b，但本发明并不限于此，也可以是在p型单晶硅基板1的上面，通过实质上本征的i型非晶质硅层而形成n型非晶质硅层。在这种情况下，在p型单晶硅基板的背面上，也可以通过实质上本征的i型非晶质硅层而形成p型非晶质硅层。
而且，在上述实施方式中，是在n型单晶硅基板1的背面上，具有形成非晶质硅层12(i型非晶质硅层12a及n型非晶质硅层12b)的BSF结构，但本发明并不限于此，也可以是在n型单晶硅基板的背面上不形成n侧(背侧)非晶质硅层，而形成背面电极。
而且，在上述实施方式中，是先形成p侧(表侧)的膜，但本发明并不限于此，也可以是先形成n侧(背侧)的膜。
而且，在上述实施方式及变形例中，是对以p侧(表侧)的i型非晶质硅层2a或n侧(背侧)的i型非晶质硅层12a中仅任一方具有氢浓度峰的情况为例进行的说明，但本发明并不限于此，也可以是p侧(表侧)及n侧(背侧)的i型非晶质硅层2a及12a双方都具有氢浓度峰的结构。与此相伴，可以是表侧的i型非晶质硅层2a与p型非晶质硅层2b的界面的氢浓度，设定得比表侧的i型非晶质硅层2a中的氢浓度的峰值低，同时，背侧的i型非晶质硅层12a与n型非晶质硅层12b的界面的氢浓度，设定得比背侧的i型非晶质硅层12a中的氢浓度的峰值低。

Claims (20)

1.一种光生伏打装置，其特征在于，设置有：
晶体半导体；
在所述晶体半导体的表面上形成、为本征的第一非晶质半导体层；和
在所述第一非晶质半导体层的表面上形成的第一导电型的第二非晶质半导体层，其中，
在所述第一非晶质半导体层中的氢浓度具有峰值，
所述第一非晶质半导体层的氢浓度轮廓曲线呈具有峰的山形，该峰包括山形氢浓度轮廓曲线的顶点，
所述氢浓度轮廓曲线为沿着所述本征的第一非晶质半导体层的厚度方向的氢浓度轮廓曲线。
2.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层具有6nm以上15nm以下的厚度。
3.根据权利要求2所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层具有9nm以上13nm以下的厚度。
4.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层与所述第二非晶质半导体层的界面的氢浓度，设置为比所述第一非晶质半导体层中的氢浓度的峰要低的浓度。
5.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层中氢浓度的峰值与所述第一非晶质半导体层中氢浓度的最小值的差在9×1020原子/cm3以上。
6.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层中氢浓度的峰位于所述第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近。
7.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层中氢浓度的峰位于比所述第一非晶质半导体层的厚度方向的中央部还靠近所述第一非晶质半导体层与所述第二非晶质半导体层的界面的位置。
8.根据权利要求7所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层中氢浓度的峰位于所述第一非晶质半导体层与所述第二非晶质半导体层的界面的附近。
9.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一非晶质半导体层中的氢浓度具有两个峰值。
10.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于，具有：
在所述晶体半导体的背面上形成、本征的第三非晶质半导体层；和
在所述第三非晶质半导体层的背面上形成的、第二导电型的第四非晶质半导体层，
在所述第三非晶质半导体层中的氢浓度具有峰值。
11.根据权利要求10所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第三非晶质半导体层具有6nm以上15nm以下的厚度。
12.根据权利要求11所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第三非晶质半导体层具有9nm以上13nm以下的厚度。
13.根据权利要求10所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第三非晶质半导体层与所述第四非晶质半导体层的界面的氢浓度，设置为比所述第三非晶质半导体层中的氢浓度的峰要低的浓度。
14.根据权利要求10所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第三非晶质半导体层中氢浓度的峰值与所述第三非晶质半导体层中氢浓度的最小值的差在9×1020原子/cm3以上。
15.根据权利要求10所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第三非晶质半导体层中氢浓度的峰位于所述第三非晶质半导体层的厚度方向的中央部附近。
16.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述晶体半导体是第二导电型。
17.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第二非晶质半导体层是p型，所述晶体半导体是n型。
18.根据权利要求10所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第四非晶质半导体层是n型。
19.一种光生伏打装置，其特征在于，具有：
第一导电型的单晶硅基板；
在所述单晶硅基板的表面上形成、为本征的第一非晶质硅层；和
在所述第一非晶质硅层的表面上形成的第二导电型的第二非晶质硅层，其中，
在所述第一非晶质硅层中的氢浓度具有峰值，
所述第一非晶质半导体层的氢浓度轮廓曲线呈具有峰的山形，该峰包括山形氢浓度轮廓曲线的顶点，
所述氢浓度轮廓曲线为沿着所述本征的第一非晶质半导体层的厚度方向的氢浓度轮廓曲线。
20.根据权利要求19所述的光生伏打装置，其特征在于，还具有：
在所述第一导电型的单晶硅基板的背面上形成的本征的第三非晶质硅层；和
在所述第三非晶质硅层的背面上形成的第一导电型的第四非晶质硅层，
在所述第三非晶质硅层中的氢浓度具有峰值。
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