CN102460722A - 光电转换装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以用简单的方法制造的多结光电转换装置。此外，提供一种不使制造工序复杂化而提高机械强度的光电转换装置。本发明的一种光电转换装置，包括：具备光电转换功能的第一单元；具备光电转换功能的第二单元；具备将第一单元及第二单元彼此牢固地接合并电连接的纤维体的结构体。其结果，可以提供一种确保pin结和pin结之间的充分的电连接并使半导体结串联连接的多结光电转换装置。

Description

光电转换装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种能够利用光来产生电能的光电转换装置及该光电转换装置的制造方法。

背景技术

太阳能电池(solar cell)是一种光电转换装置，利用光伏效应将所受到的光直接转换成电力并将其输出。与常规的发电系统不同，使用太阳能电池的发电系统不需要在过程中将能量转换为热能或动能。因此，虽然当生产或设置太阳能电池等时耗费燃料，但太阳能电池具有如下优点：太阳能电池每单位发电量排放的以二氧化碳为代表的温室气体、包含有毒物质的排出气体比基于化石燃料的能源少得多。此外，太阳射入地球上一个小时的光能相当于人类在一年间所耗费的能量。并且，生产太阳能电池所需要的原料基本上丰富，例如，硅储量近乎无限。太阳能光电发电极有可能满足全世界的能量需求，并且它作为代替储藏量有限的化石燃料的能量而备受期待。

利用pn结或pin结等半导体结的光电转换装置可以分类为具有一个半导体结的单结型以及具有多个半导体结的多结型。其中将带隙不同的多个半导体结在光行进的方向上配置为彼此重叠的多结型的太阳能电池，可以将包括从紫外线到红外线的广泛波长范围的光的太阳光以更高转换效率并且没有浪费的方式转换成电能。

作为光电转换装置的制造方法，例如提议有如下方法：通过将各形成有pin结(或者pn结)的两个衬底以彼此对置的方式接合在一起以使该两个衬底位于外侧，由此形成所谓的机械叠层(mechanical stack)结构的方法(例如，参照专利文献1)。通过采用这种结构，可以实现没有起因于叠层结构的对制造工序的限制并且具有高转换效率的光电转换装置。

专利文献1：日本专利申请公开2004-111557号公报

然而，因为在专利文献1所示的光电转换装置中，利用绝缘树脂将一个pin结和另一个pin结彼此接合在一起，所以难以采用将半导体结串联连接的多结型的层叠结构。因此，当要求更大的电动势时，很难采用上述结构。此外，也很难通过以串联连接的方式层叠三个以上的半导体结从而形成更进一步的多层结构。

此外，在专利文献1所示的光电转换装置中，有可能发生其贴合强度或机械强度的问题。尤其是，当作为其上形成pin结的衬底而使用挠性衬底时，提高机械强度是非常重要的。

发明内容

鉴于上述课题，所公开的本发明的一个实施方式的一个目的在于，提供一种可以通过简单的方法制造的多结型的光电转换装置。或者，所公开的本发明的一个实施方式的另一个目的在于，提供一种不使制造工序复杂化而提高机械强度的光电转换装置。

依据所公开的本发明的一个实施方式，一种光电转换装置，包括：具备光电转换功能的第一单元(cell)；具备光电转换功能的第二单元；具备配置成将第一单元及第二单元彼此牢固地接合并电连接的纤维体的结构体。

依据所公开的本发明的一个实施方式，一种光电转换装置，包括：形成在第一衬底上的具备光电转换功能的第一单元；形成在第二衬底上的具备光电转换功能的第二单元；具备配置成将第一单元及第二单元牢固地接合并电连接的纤维体的结构体。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置中，第一单元包括由第一导电膜和第二导电膜夹持的第一光电转换层，并且，第二单元包括由第三导电膜和第四导电膜夹持的第二光电转换层。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置中，第一光电转换层包括第一p型半导体层及第一n型半导体层，并且，第二光电转换层包括第二p型半导体层及第二n型半导体层。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置中，在第一p型半导体层和第一n型半导体层之间设置第一i型半导体层，并且，在第二p型半导体层和第二n型半导体层之间设置第二i型半导体层。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置中，第一衬底及第二衬底各是具有挠性的衬底。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置中，以第一衬底及第二衬底位于与结构体相反的一侧的方式使第一单元和第二单元夹着结构体彼此相对地配置。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置中，第一单元或第二单元包括非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种。

依据所公开的本发明的一个实施方式，一种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤：形成具备光电转换功能的第一单元；形成具备光电转换功能的第二单元；利用包括导电材料及纤维体的结构体将第一单元和第二单元牢固接合并电连接。

依据所公开的本发明的另一个实施方式，一种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤：在第一衬底上形成具备光电转换功能的第一单元；在第二衬底上形成具备光电转换功能的第二单元；利用包括导电材料及纤维体的结构体将第一单元和第二单元彼此牢固接合并电连接。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置的制造方法中，作为第一单元而形成由第一导电膜、第一光电转换层、第二导电膜构成的叠层结构，并且，作为第二单元而形成由第三导电膜、第二光电转换层、第四导电膜构成的叠层结构。

依据所公开的本发明的另一个实施方式，在所述光电转换装置的制造方法中，第一光电转换层通过层叠第一p型半导体层和第一n型半导体层而形成，并且，第二光电转换层通过层叠第二p型半导体层和第二n型半导体层而形成。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置的制 造方法中，在第一p型半导体层和第一n型半导体层之间形成第一i型半导体层，并且，在第二p型半导体层和第二n型半导体层之间形成第二i型半导体层。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置的制造方法中，第一单元利用具有挠性的第一衬底来制造，第二单元利用具有挠性的第二衬底来制造。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置的制造方法中，以第一衬底及第二衬底各位于与结构体相反的一侧的方式使第一单元和第二单元夹着结构体而彼此相对地接合。

依据所公开的本发明的一个实施方式，在所述光电转换装置的制造方法中，第一单元或第二单元使用非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种来形成。

在所公开的本发明的一个实施方式中，能够利用简单的方法，提供一种多结型的光电转换装置，其中，确保pin结和pin结之间的充分的电连接，并且将半导体结串联连接。由此，可以在抑制制造成本的同时确保光电转换装置能具有高性能。

此外，依据所公开的本发明的一个实施方式，因为利用将纤维体浸渍在有机树脂而成的结构体，即所谓的预浸料进行pin结和pin结的接合，所以可以实现提高了机械强度的光电转换装置。

附图说明

图1是光电转换装置的截面图；

图2A和2B是光电转换装置的截面图；

图3A和3B是光电转换装置的截面图；

图4A和4B是光电转换装置的截面图；

图5A和5B是纤维体的俯视图；

图6A至6D是示出光电转换装置的制造方法的图；

图7A至7C是示出光电转换装置的制造方法的图；

图8A至8E是示出光电转换装置的制造方法的图；

图9A至9G是示出光电转换装置的制造方法的图；

图10A至10C是示出单晶硅薄片的加工方法的图；

图11A至11C是示出光电转换装置的制造方法的图；

图12是示出光电转换装置的截面图；

图13是示出用于光电转换层的制造的装置的结构的图；

图14是示出用于光电转换层的制造的装置的结构的图；

图15A和15B是示出太阳能光电模块的结构的图；

图16是示出太阳能光电系统的结构的图；

图17A和17B是示出使用太阳能光电模块的车辆的结构的图；

图18是示出逆变器的一个实施方式的图；

图19是开关调整器的框图；

图20是示出从光电转换装置的输出电压的图；

图21是示出光电系统的一例的图；

图22是示出光电转换模块的周边部分的图；

图23是示出光电转换模块的周边部分的图；

图24是示出非晶硅(a-Si)和单晶硅(c-Si)的吸收系数的波长依赖性的图；

图25是示出使用非晶硅(a-Si)的光电转换层的量子效率的波长依赖性的图；

图26是示出使用单晶硅(c-Si)的光电转换层的量子效率的波长依赖性的图；

图27是示出其中层叠有光电转换层的结构中的量子效率的波长依赖性的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行详细说明。但是，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是，本发明不局限于以下的实施方式的说明，而其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围内的情况下可以被变化为各种各样的形式。因此，本发明不应 当被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。

注意，连接到用来将电力取出到外部的端子的一个或多个太阳能电池(cell)相当于太阳能电池模块或者太阳能电池面板。为了保护单元(cell)避免湿气、污垢、紫外线、物理应力等，也可以利用树脂、钢化玻璃、金属框等的保护材料对太阳能电池模块进行加强。此外，为了得到所希望的电力而串联连接的多个太阳能电池模块相当于太阳能电池串(solar cell string)。此外，排列为并列的多个太阳能电池串相当于太阳能电池阵列。本发明的光电转换装置将单元、太阳能电池模块、太阳能电池串、太阳能电池阵列都包括在其范畴内。此外，光电转换层是指包括通过利用光照射而得到光电动势的半导体层的层。就是说，光电转换层是指因pn结、pin结等半导体结而具有光电转换功能的半导体层。

注意，在各实施方式的附图等中，有时为了清楚起见而夸大示出各结构的尺寸、层的厚度或区域。因此，本发明的实施方式不局限于该尺度。

本说明书所使用的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免组件间的混淆，而且这些词并非在数字上对组件进行限定。此外，在本说明书中，这些序数词不表示用来详述本发明的特有名称。

实施方式1

根据发明的一个实施方式的光电转换装置至少具备两个单元。这些单元各由具有光电转换功能的最小单位的光电转换层的单层结构或叠层结构构成。再者，光电转换装置至少具有一个将纤维体浸渍在树脂而形成的结构体，并且，该结构体被夹在两个单元之间。参照图1说明根据发明的一个实施方式的光电转换装置的结构。

图1所示的光电转换装置包括由衬底101(也称为第一衬底)支撑的单元102(也称为第一单元)、结构体103、由衬底104(也称为第二衬底)支撑的单元105(也称为第二单元)。在单元102和单元105之间夹有结构体103。单元102和单元105分别具有一个光电转换层或者 所层叠的多个光电转换层。单元102所具有的光电转换层、结构体103以及单元105所具有的光电转换层依次配置为在箭头所示的光行进的方向上重叠。

光电转换层具有一个半导体结。注意，这里所公开的本发明的光电转换装置中可以使用的光电转换层并不需要具有半导体结。例如，也可以采用利用吸收光的有机染料而得到光电动势的染料敏化型的光电转换层。

结构体103包括由有机化合物或无机化合物形成的纤维体106。并且该结构体103可以将纤维体106浸渍在有机树脂107中来形成。此外，结构体103包括导电材料。通过设置作为有机树脂107中的导电材料的导电体600，使单元102和单元105彼此电连接。通过将具有纤维体106及导电体600的结构体103夹在由衬底101支撑的单元102和由衬底104支撑的单元105之间，并进行热压贴合，可以将单元102、结构体103以及单元105彼此牢固地接合。或者，可以在单元102和结构体103之间设置用来将单元102和结构体103牢固地接合的层，并且可以在结构体103和单元105之间设置用来将结构体103和单元105牢固地接合的层。或者，也可以如下地将单元102、结构体103、单元105彼此牢固地接合：在将纤维体106形成于单元102和单元105之一的上方后，将该纤维体106浸渍在有机树脂107，然后设置导电体600来形成结构体103，接着将单元102和单元105中的另一个形成于该结构体103上。注意，通过以第一衬底101及第二衬底104各位于外侧(与结构体103相反的一侧)的方式将第一单元102和第二单元105夹着结构体103而彼此相对地配置，可以得到利用衬底101及衬底104保护单元102和单元105的结构，这是优选的。

作为纤维体106，可以使用利用有机化合物或无机化合物的高强度纤维的纺织布或无纺布。具体而言，高强度纤维是指拉伸弹性模量或杨氏模量高的纤维。通过使用高强度纤维作为纤维体106，即使对单元局部性地施加压力，该压力也分散到纤维体106的整体，因此可以防止单元部分延伸。就是说，可以防止由单元的一部分的延伸而导致的 布线、单元等的破坏。此外，作为有机树脂107，可以使用热塑性树脂或者热固性树脂。

当制造导电体600时，例如，使用导电膏等。该导电膏包括使导电粒子溶解或分散的有机树脂中的导电粒子、使固化之前的有机树脂107溶解的溶剂。导电膏通过使结构体103内的有机树脂107溶解来形成导电体600。作为导电粒子，可以使用银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)及钛(Ti)等中的任一种以上的金属粒子、卤化银的微粒或者分散式纳米粒子。

虽然在图1中例示结构体103具有单层的纤维体106的情况，但是所公开的本发明的光电转换装置不局限于该结构。也可以在结构体103中层叠两层以上的纤维体。尤其是，当在结构体103中使用三层以上的纤维体时，在衬底101和衬底104使用挠性衬底的情况下，光电转换装置在抵抗外力特别是压力方面的可靠性能够得到提高。注意，该结构的效果已得到实验结果的确认。

结构体103的厚度为10μm以上且100μm以下，优选为10μm以上且30μm以下。当将挠性衬底用于衬底101及衬底104时，通过采用上述厚度的结构体103，可以制造薄型且能够弯曲的光电转换装置。

接着，说明由衬底101支撑的单元102以及由衬底104支撑的单元105。当单元102和单元105所具有的光电转换层各具有半导体结时，该半导体结可以是pin结或pn结。图2A和2B示出单元102和单元105各具有pin结的光电转换装置的截面图作为一例。

在图2A所示的光电转换装置中，单元102(第一单元)具有用作电极的导电膜110(也称为第一导电膜)、光电转换层111(也称为第一光电转换层)、用作电极的导电膜112(也称为第二导电膜)。导电膜110、光电转换层111以及导电膜112从衬底101一侧依次被层叠。光电转换层111具有p层113(也称为第一p型半导体层)、i层114(也称为第一i型半导体层)以及n层115(也称为第一n型半导体层)。通过从导电膜110一侧依次层叠p层113、i层114以及n层115而形成pin结。此外，单元105(第二单元)具有用作电极的导电膜120(也 称为第三导电膜)、光电转换层121a(也称为第二光电转换层)、用作电极的导电膜122(也称为第四导电层)。从衬底104一侧依次层叠导电膜120、光电转换层121a以及导电膜122。光电转换层121a具有p层125(也称为第二p型半导体层)、i层124(也称为第二i型半导体层)以及n层123(也称为第二n型半导体层)。通过从导电膜120一侧依次层叠n层123、i层124以及p层125而形成pin结。

注意，p层是指p型半导体层，i层是指i型半导体层，并且n层是指n型半导体层。

因此，当仅注目到光电转换层111和光电转换层121a时，图2A所示的光电转换装置具有从衬底101一侧依次层叠有p层113、i层114、n层115、p层125、i层124以及n层123的结构。从而，通过利用结构体103中的导电体600确保pin结和pin结之间的充分电连接，可以得到使半导体结串联连接的多结型的光电转换装置。由此，可以在抑制制造成本的同时确保装置的高性能。

另一方面，在图2B所示的光电转换装置中，以与图2A所示的光电转换层121a相反的顺序层叠有光电转换层121b所具有的p层125、i层124以及n层123。

具体而言，在图2B所示的光电转换装置中，单元102具有用作电极的导电膜110、光电转换层111、用作电极的导电膜112。从衬底101一侧依次层叠导电膜110、光电转换层111以及导电膜112。光电转换层111具有p层113、i层114以及n层115。通过从导电膜110一侧依次层叠p层113、i层114以及n层115而形成pin结。此外，单元105具有用作电极的导电膜120、光电转换层121b、用作电极的导电膜122。从衬底104一侧依次层叠导电膜120、光电转换层121b以及导电膜122。光电转换层121b具有p层125、i层124以及n层123。通过从导电膜120一侧依次层叠p层125、i层124以及n层123而形成pin结。

因此，当仅注目到光电转换层111和光电转换层121b时，图2B所示的光电转换装置具有从衬底101一侧依次层叠有p层113、i层 114、n层115、n层123、i层124以及p层125的结构。从而，光电转换装置能够具有使单元102的pin结及单元105的pin结电并联排列而不通过结构体103中的导电体600电连接的结构。结构体103包括纤维体106，所以光电转换装置的机械强度能够得到提高。

注意，在图2B中，p层113比n层115更接近衬底101，并且，p层125比n层123更接近衬底104，但是，所公开的本发明的结构不局限于此。在根据所公开的本发明的一个实施方式的光电转换装置中，也可以采用如下结构：n层115可比p层113更接近衬底101，并且，n层123可比p层125更接近衬底104。

注意在图2A和2B所示的光电转换装置中，可以从衬底101一侧入射光或者可以从衬底104一侧入射光。优选的是，p层113比n层115更接近入射光一侧。空穴的作为载流子的寿命很短，为电子的作为载流子的寿命的大约一半。当对具有pin结的光电转换层111照射光时，在i层114内形成大量的电子和空穴，电子移动到n层115一侧，空穴移动到p层113一侧，从而可以得到电动势。当从p层113一侧进行光的照射时，在i层114的离p层113比离n层115更近的区域中形成大量的电子和空穴。因此，可以缩短寿命短的空穴移动到p层113的距离，其结果，可以得到高电动势。根据相同的理由，优选将p层125配置在比n层123更接近入射光一侧。

虽然说明了在图2A和2B所示的各光电转换装置中单元102及单元105分别具有一个光电转换层的例子，但是所公开的本发明不局限于此。单元102及单元105各自所具有的光电转换层可以为多个或一个。注意，当单元102具有多个光电转换层时，从衬底101一侧依次层叠上述多个光电转换层，并且，在单元102和单元105的光电转换层中，以p层、i层、n层的顺序将各光电转换层所具有的p层、i层、n层层叠为彼此串联电连接。

接着，图3A和3B示出单元102及单元105各自具有一个pn结的光电转换装置的截面图作为一例。

在图3A所示的光电转换装置中，单元102具有用作电极的导电膜 110、光电转换层131(也称为第一光电转换层)、用作电极的导电膜112。从衬底101一侧依次层叠导电膜110、光电转换层131以及导电膜112。光电转换层131具有p层133(也称为第一p型半导体层)以及n层135(也称为第一n型半导体层)。通过从导电膜110一侧依次层叠p层133以及n层135而形成pn结。此外，单元105具有用作电极的导电膜120、光电转换层141a(也称为第二光电转换层)、用作电极的导电膜122。从衬底104一侧依次层叠导电膜120、光电转换层141a以及导电膜122。光电转换层141a具有p层143(也称为第二p型半导体层)以及n层145(也称为第二n型半导体层)。通过从导电膜120一侧依次层叠n层145以及p层143而形成pn结。

当仅注目到光电转换层131和光电转换层141a时，图3A所示的光电转换装置具有从衬底101一侧依次层叠有p层133、n层135、p层143以及n层145的结构。从而，通过利用结构体103的导电体600确保pn结和pn结之间的充分电连接，可以得到使半导体结串联连接的多结型的光电转换装置。由此，可以在抑制制造成本的同时确保装置的高性能。

另一方面，在图3B所示的光电转换装置中，以与图3A所示的光电转换层141a相反的顺序层叠有光电转换层141b所具有的p层143以及n层145。

具体而言，在图3B所示的光电转换装置中，单元102具有用作电极的导电膜110、光电转换层131、用作电极的导电膜112。从衬底101一侧依次层叠导电膜110、光电转换层131以及导电膜112。光电转换层131具有p层133以及n层135。通过从导电膜110一侧依次层叠p层133以及n层135而形成pn结。此外，单元105具有用作电极的导电膜120、光电转换层141b、用作电极的导电膜122。从衬底104一侧依次层叠导电膜120、光电转换层141b以及导电膜122。光电转换层141b具有p层143以及n层145。通过从导电膜120一侧依次层叠p层143以及n层145而形成pn结。

因此，当仅注目到光电转换层131和光电转换层141b时，图3B 所示的光电转换装置具有从衬底101一侧依次层叠有p层133、n层135、n层145以及p层143的结构。从而，光电转换装置能够具有使单元102的pn结及单元105的pn结电并联排列而不通过结构体103内的导电体600电连接的结构。结构体103包括纤维体106，所以能够提高光电转换装置的机械强度。

注意，在图3B中，p层133比n层135更接近衬底101，并且，p层143比n层145更接近衬底104，但是，所公开的本发明的结构不局限于此结构。在根据所公开的本发明的一个实施方式的光电转换装置中，也可以采用如下结构：n层135比p层133更接近衬底101，并且，n层145比p层143更接近衬底104。

注意，在图3A和3B所示的光电转换装置中，既可以从衬底101一侧入射光，又可以从衬底104一侧入射光。

虽然在图3A和3B所示的光电转换装置中，说明了单元102及单元105分别具有一个光电转换层的情况，但是所公开的本发明不局限于此。单元102及单元105各自所具有的光电转换层可以为多个或一个。注意，当单元102具有多个光电转换层时，从衬底101一侧依次层叠上述多个光电转换层，并且，在单元102和单元105中的光电转换层中，以p层、n层的顺序将各光电转换层的p层、n层层叠为彼此电串联。

接着，图4A和4B示出单元102具有多个pin结的光电转换装置的截面图作为一例。

在图4A所示的光电转换装置中，单元102具有用作电极的导电膜110、光电转换层151(也称为第一光电转换层)、光电转换层152(也称为第二光电转换层)、用作电极的导电膜112。从衬底101一侧依次层叠导电膜110、光电转换层151、光电转换层152以及导电膜112。光电转换层151具有p层153(也称为第一p型半导体层)、i层154(也称为第一i型半导体层)以及n层155(也称为第一n型半导体层)。通过从导电膜110一侧依次层叠p层153、i层154以及n层155而形成pin结。光电转换层152具有p层156(也称为第二p型半导体层)、 i层157(也称为第二i型半导体层)以及n层158(也称为第二n型半导体层)。通过从导电膜110一侧依次层叠p层156、i层157以及n层158而形成pin结。

如上所述，图4A所示的光电转换装置作为单元102而使用具有层叠的两个光电转换层，即光电转换层151和光电转换层152的多结型的单元。

单元105具有用作电极的导电膜120、光电转换层159(也称为第三光电转换层)、用作电极的导电膜122。从衬底104一侧依次层叠导电膜120、光电转换层159以及导电膜122。光电转换层159具有p层160(也称为第三p型半导体层)、i层161(也称为第三i型半导体层)以及n层162(也称为第三n型半导体层)。通过从导电膜120一侧依次层叠n层162、i层161以及p层160而形成pin结。从而，通过利用结构体103中的导电体600确保pin结和pin结之间的充分电连接，可以得到使半导体结串联连接的多结型的光电转换装置。由此，可以在抑制制造成本的同时确保装置的高性能。

注意，在图4A所示的光电转换装置中，直接层叠光电转换层151和光电转换层152，但是所公开的本发明不局限于该结构。在单元具有多个光电转换层的情况下，也可以在光电转换层和光电转换层之间设置具有导电性的中间层。

图4B示出在光电转换层151和光电转换层152之间具有中间层的光电转换装置的截面图的一例。具体而言，在图4B所示的光电转换装置中，单元102具有用作电极的导电膜110、光电转换层151、中间层163、光电转换层152以及用作电极的导电膜112。从衬底101一侧依次层叠导电膜110、光电转换层151、中间层163、光电转换层152以及导电膜112。光电转换层151具有p层153、i层154以及n层155。通过从导电膜110一侧依次层叠p层153、i层154以及n层155而形成pin结。光电转换层152具有p层156、i层157以及n层158。通过从导电膜110一侧依次层叠p层156、i层157以及n层158而形成pin结。

中间层163可以利用具有透光性的导电膜来形成。具体而言，作为中间层163，可以使用氧化锌、氧化钛、氧化镁锌、氧化镉锌、氧化镉、InGaO₃ZnO₅以及In-Ga-Zn-O类的非晶氧化物半导体等。此外，也可以使用包含氧化锌和氮化铝的混合材料的导电材料(称为Zn-O-Al-N类导电材料。注意，对各元素的构成百分比没有特别的限制。)因为中间层163具有导电性，所以图4B所示的光电转换装置所具有的单元102也相当于具有层叠的两个光电转换层即光电转换层151和光电转换层152的多结型的单元，如图4A所示。从而，通过利用结构体103的导电体600以及中间层163确保pin结和pin结之间的充分电连接，可以得到使半导体结串联连接的多结型的光电转换装置。由此，可以在抑制制造成本的同时确保装置的高性能。

当仅注目到光电转换层151、光电转换层152以及光电转换层159时，图4A和4B所示的光电转换装置具有从衬底101一侧依次层叠有p层153、i层154、n层155、p层156、i层157、n层158、p层160、i层161以及n层162。但是，所公开的本发明不局限于该结构，而也可以用与图2B或图3B所示的光电转换装置相似的方式，以与图4A、4B所示的光电转换层159相反的顺序层叠光电转换装置159所具有的p层160、i层161、n层162。或者，以与图4A、4B相反的顺序层叠光电转换装置151所具有的p层153、i层154、n层155以及光电转换层152所具有的p层156、i层157、n层158。

注意，在图4A和4B所示的光电转换装置中，可以从衬底101一侧入射光或者可以从衬底104一侧入射光。优选的是，p层153比n层155更接近入射光一侧。空穴的作为载流子的寿命很短，为电子的作为载流子的寿命的大约一半。当对具有pin结的光电转换层151照射光时，在i层154内形成大量的电子和空穴，电子移动到n层155一侧，空穴移动到p层153一侧，从而可以得到电动势。因此，当从p层153一侧进行光的照射时，在与离n层155相比离p层153更近的i层154内的区域中形成大量的电子和空穴。因此，可以缩短寿命短的空穴移动到p层153的距离，其结果，可以得到高电动势。由于同样 的理由，优选p层156比n层158更接近光入射的一侧，并优选p层160比n层162更接近入射光一侧。

虽然在图4A和4B中均例示单元102具有两个光电转换层的情况，但是，单元102所具有的光电转换层的数目也可以为三个以上。虽然图4A和4B均示出单元105所具有的光电转换层的数目为一个的情况，但是，单元105所具有的光电转换层的数目也可以与单元102同样为多个。注意，依次层叠各单元所具有的多个光电转换层，并且，在单元102和单元105具有的光电转换层中，以p层、i层、n层的顺序将各光电转换层所具有的p层、i层、n层层叠为彼此串联电连接。如此，在多个光电转换层串联连接的情况下，可以得到更高的电动势。

注意，短波长的光具有比长波长的光高的能量。因此，在图1、图2A和图2B、图3A和图3B、图4A和图4B所示的各光电转换装置中，通过将单元102所具有的光电转换层和单元105所具有的光电转换层中的、利用短波长区域的光进行光电转换的光电转换层配置在更接近入射光一侧，可以抑制在光电转换装置内产生的短波长区域的光的损失，而可以提高转换效率。

在图1、图2A和图2B、图3A和图3B、图4A和图4B所示的各个光电转换装置中，作为衬底101、衬底104，可以使用诸如钠钙玻璃、不透明玻璃、铅玻璃、钢化玻璃、陶瓷玻璃等玻璃衬底。此外，可以使用铝硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等无碱玻璃衬底，石英衬底，陶瓷衬底，不锈钢等金属衬底。有如下的一个趋势：由塑料等合成树脂形成的挠性衬底一般具有比上述衬底低的上限温度，但是只要能够承受制造工序中的处理温度就可以使用这种衬底。注意，也可以在衬底101、衬底104的光入射面上设置抗反射膜。例如，通过设置氧化钛膜或者添加有选自铜、锰、镍、钴、铁、锌中的至少一种金属元素的氧化钛膜，可以得到抗反射膜。该抗反射膜通过如下的方式形成：将包含氧化钛或包含上述金属元素及氧化钛的有机溶剂涂敷到玻璃衬底，并且根据衬底的种类而以60℃至300℃的温度进行焙烧，从而能形成具有有凸起的顶端和凹陷的底部的高度差为10nm至 20nm厚的凹凸结构(也简单地称为凸起和凹陷、凹凸部、纹理结构(texture structure))的薄膜。设置在玻璃衬底的光入射面上的这种抗反射膜减少入射光的反射，并减少尺寸大约为2μm至10μm左右的悬浮微粒(沙尘等)的附着，以提高光电转换装置的转换效率。

作为塑料衬底，可以举出包括如下材料的衬底：以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为典型的聚酯、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺类合成纤维、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯、丙烯酸树脂等。

光电转换层所具有的p层、i层以及n层可以使用单晶半导体、多晶半导体、微晶半导体等具有结晶性的半导体，或可以使用非晶半导体。作为光电转换层，可以使用硅、硅锗、锗、碳化硅等。

注意，微晶半导体是具有介于非晶和晶体(包括单晶、多晶)结构之间的中间结构的半导体。微晶半导体是具有在自由能上稳定的第三状态的半导体。举例说明，微晶半导体是其晶粒尺寸为2nm以上且200nm以下，优选为10nm以上且80nm以下，更优选为20nm以上且50nm以下的半导体。作为微晶半导体的典型例子的微晶硅的拉曼光谱偏移到表示单晶硅的拉曼光谱的低于520cm^-1的波长一侧。即，微晶硅的拉曼光谱的峰值在表示单晶硅的520cm^-1和表示非晶硅的480cm^-1的范围之间。此外，使该微晶硅包含至少1原子％或更多的氢或卤素，以便消除不饱和键。进而，通过使该微晶硅还包含氦、氩、氪或氖等的稀有气体元素来进一步促进其晶格畸变，提高稳定性并且可以得到良好的微晶半导体。这种微晶半导体具有晶格畸变，并且由于该晶格畸变，而光学特性从单晶硅的间接迁移型变成直接迁移型。至少10％的晶格畸变使得光学特性变成直接迁移型。当局部性地存在晶格畸变时，也可以获得直接迁移和间接迁移混在一起的光学特性。

在用于i层的半导体中，例如，包含赋予p型或n型导电性的杂质元素的浓度为1×10²⁰/cm³以下，包含氧及氮的浓度为9×10¹⁹/cm³以下， 并且光电导率为暗电导率的100倍以上。也可以对i层添加有1ppm至1000ppm的硼。在没有特意对i层添加用于价电子控制的杂质元素时，i层有时呈现弱n型的导电性。在利用非晶半导体形成i层时显著地出现该现象。因此，在形成具有pin结的光电转换层的情况下，可以在成膜的同时或成膜后对i层添加赋予p型导电性的杂质元素。作为赋予p型导电性的杂质元素，典型的有硼，并且优选以1ppm比1000ppm的比例对半导体材料气体混入B₂H₆、BF₃等的杂质气体。并且，优选硼的浓度例如为1×10¹⁴/cm³至6×10¹⁶/cm³。

或者，通过在形成p层后形成i层，可以将包含在p层中的赋予p型导电性的杂质元素扩散到i层中。采用上述结构，而即使没有特意对i层添加赋予p型导电性的杂质元素，也可以进行i层的价电子控制。

入射光一侧的层优选使用光的吸收系数小的材料而形成。例如，碳化硅的光的吸收系数比硅小。因此，通过将碳化硅用于p层和n层中的更接近光入射一侧的层，可以提高到达i层的光入射量，其结果，可以提高太阳能电池的电动势。

可以将硅或锗等材料用于单元102及单元105的光电转换层，但是，所公开的本发明不局限于该结构。例如，作为单元102或单元105，也可以使用将Cu、In、Ga、Al、Se、S等用于光电转换层并被称为CIS、CIGS或者黄铜矿(chalcopyrite)单元的单元。或者，也可以将作为光电转换层而使用Cd化合物的CdTe-CdS单元用作单元102或单元105。也可以将如染料敏化单元、有机半导体单元那样的将有机类材料用于光电转换层的有机类单元用作单元102或单元105。

如果假定从衬底101一侧对光电转换装置入射光，则由衬底101支撑的单元102将具有透光性的透明导电材料，具体地说，氧化铟、氧化铟锡合金(ITO)、氧化锌等用于导电膜110及导电膜112。此外，也可以使用Zn-O-Al-N类导电材料。此外，由衬底104支撑的单元105将与导电膜110及导电膜112同样的具有透光性的透明导电材料用于更接近光源一侧的导电膜122。并且，由衬底104支撑的单元105将容 易反射光的导电材料，具体地说，铝、银、钛、钽等用于距光源更远一侧的导电膜120。注意，也可以将上述透明导电材料用于导电膜120。在此情况下，优选在衬底104上形成能够将穿过单元105的光反射到单元105一侧的膜(反射膜)。作为反射膜，优选使用铝、银、钛、钽等容易反射光的材料。

在使用容易反射光的导电材料来形成导电膜120的情况下，通过在接触于光电转换层的一侧的表面上形成凹凸，在导电膜120的表面上发生光的漫反射，所以可以在光电转换层中提高光的吸收率，并且提高转换效率。同样地，在形成反射膜的情况下，通过在反射膜的入射光的一侧的表面上形成凹凸，可以提高转换效率。

注意，作为透明导电材料，可以使用导电高分子材料(也称为导电聚合物)代替氧化铟等的金属氧化物。作为导电高分子材料，可以使用π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺和/或其衍生物、聚吡咯和/或其衍生物、聚噻吩和/或其衍生物、这些材料中的两种以上的共聚物等。

此外，作为结构体103所具有的有机树脂107具有透光性，使用能够确保单元102和单元105之间的光的穿过的材料来形成。例如，作为有机树脂107，可以使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰胺三嗪树脂(bismaleimide-triazine resin)、氰酸酯树脂等的热固性树脂。或者，作为有机树脂107，可以使用聚苯醚(polyphenylene oxide)树脂、聚醚酰亚胺树脂、氟树脂等的热塑性树脂。此外，作为有机树脂107，也可以使用从上述热塑性树脂及上述热固性树脂中选出的多种树脂。通过使用上述有机树脂，可以利用热处理将纤维体106牢固接合到单元102及单元105。注意，有机树脂107的玻化温度越高，越可以提高单元102及单元105的对局部性推压力的机械强度，所以是优选的。

可以将高导热性填料分散在有机树脂107或纤维体106的线束中。作为高导热性填料，可以举出氮化铝、氮化硼、氮化硅、矾土等。此外，作为高导热性填料，有银、铜等的金属粒子。通过在有机树脂或 纤维体的线束中含有导电填料(conductive filler)，容易将在单元102及单元105中产生的热释放到外部，所以可以抑制光电转换装置的蓄热，而可以抑制光电转换效率的降低以及光电转换装置的破坏。

纤维体106是利用有机化合物或无机化合物的高强度纤维的纺织布或无纺布，并且以重叠于单元102及单元105的方式配置纤维体106。具体而言，高强度纤维是拉伸弹性模量高的纤维或杨氏模量高的纤维。作为高强度纤维的典型例子，可以举出聚乙烯醇类纤维、聚酯类纤维、聚酰胺类纤维、聚乙烯类纤维、芳族聚酰胺类纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(polyparaphenylenebenzobisoxazole)纤维、玻璃纤维、碳纤维。作为玻璃纤维，可以举出使用E玻璃、S玻璃、D玻璃、Q玻璃等的玻璃纤维。注意，纤维体106既可以由一种上述高强度纤维形成，又可以由多种上述高强度纤维形成。

此外，纤维体106也可以是将纤维束(单线)(以下称纤维束为线束)用于经线及纬线来编织的纺织布、或者将多种纤维的线束随机地或在一个方向上堆叠而成的无纺布。在纺织布的情况下，可以适当地使用平纹织物、斜纹织物、缎纹织物等。

线束的截面可以是圆形或椭圆形。作为纤维束，也可以使用通过高压水流、以液体为介质的高频振荡、连续超声波的振荡、利用辊的推压等实施开纤加工(fiber opening)的纤维束。受到开纤加工的纤维束的宽度变宽，在厚度方向上具有更少的单线，并具有椭圆形或矩形的截面。此外，通过使用低捻丝(loosely twisted yard)作为纤维束，线束容易扁平化，并且线束的截面形状成为椭圆形状或矩形状。如上所述，通过以这种方式使用截面为椭圆形或矩形的线束，可以减薄纤维体106的厚度。由此，可以减薄结构体103的厚度，从而可以制造薄型光电转换装置。只要纤维束的直径为4μm以上且400μm以下(优选为4μm以上且200μm以下)，就可以得到足够的抑制由于推压而发生的光电转换装置的破坏的效果。并且，在原理上即使该纤维束的直径更薄，也可以得到上述效果。根据纤维的材料而决定具体纤维的粗细，所以不局限于上述数值范围。

在附图中，纤维体106由利用其截面为椭圆形的线束来进行平织而成的纺织布表示。

图5A和5B示出纤维体106是以纤维束为经线及纬线来编织的纺织布的情况的俯视图。

如图5A所示，纤维体106是用具有一定间隔的经线250及具有一定间隔的纬线251编织的纺织物。这种由经线250及纬线251编织的纤维体106具有不存在经线250及纬线251的区域(方平网眼(basket hole)252)。该纤维体106能够以更高的比例浸渍在有机树脂107中，从而纤维体106、单元102和单元105能够互相牢固粘合。

如图5B所示，纤维体106也可以是经线250及纬线251的密度高且方平网眼252所占有的面积小的纤维体。典型地，优选的是，方平网眼252的面积比受到局部性推压的面积小。典型地，优选的是，方平网眼252具有其一边为0.01mm以上且0.2mm以下的矩形形状。当纤维体106的方平网眼252的面积这样小时，即使被前端细的构件推压，也可以由纤维体106整体吸收该压力，从而可以有效地提高单元的机械强度。

此外，为了提高有机树脂对纤维束内部的的渗透率，也可以对纤维束进行表面处理。作为表面处理，例如，有用来使纤维表面活化的电晕放电处理、等离子体放电处理等。此外，还有使用硅烷耦合剂、钛酸盐耦合剂的表面处理。

所公开的本发明所使用的结构体103将拉伸弹性模量或杨氏模量高的高强度纤维用于纤维体106。因此，即使受到点压或线压等的局部性推压，推压力被分散到纤维体106整体，因而，可以防止光电转换层、导电膜、单元所包含的中间层、或者使单元彼此连接的布线等中发生裂缝等，结果可以提高光电转换装置的机械强度。

根据所公开的本发明的一个实施方式的光电转换装置，通过对多个单元之间插入使纤维体浸渍在有机树脂而成的结构体即所谓的预浸料，可以在确保对单元的光入射的同时，可以提高光电转换装置的对推压力的机械强度及其可靠性。并且，通过使多个单元串联连接，可 以形成与使用一个单元的情况相比具有更高电动势的光电转换装置。此外，通过使用吸收不同波长的光的多个单元，可以以更简单的工序形成能够将包括从紫外线到红外线的广泛波长范围的光的太阳光以更高转换效率并且没有浪费的方式转换成电能的光电转换装置。

此外，可以以更简单的工序将在工序上很难连续形成于一个衬底上的不同种类的单元在光行进的方向上彼此重叠。因此，可以以更简单的工序形成如下光电转换装置：可以将吸收不同波长的光的多个单元彼此重叠，并且可以将包括从紫外线到红外线的广泛波长范围的光的太阳光以更高转换效率并且没有浪费的方式转换成电能。因此，可以抑制用来制造光电转换装置的制造成本。

实施方式2

在本实施方式中，以图2A所示的光电转换装置为例而说明所公开的本发明的光电转换装置的制造方法。

首先，说明在衬底101上的单元102的形成。如图6A所示，在衬底101上形成所构图(加工为所预定的形状)的导电膜110。在本实施方式中，以从衬底101一侧入射光的光电转换装置为例而说明，所以优选衬底101具有对可见光的透光性。作为衬底101，例如，可以使用诸如钠钙玻璃、不透明玻璃、铅玻璃、钢化玻璃、陶瓷玻璃等在市场出售的各种玻璃板。此外，可以使用铝硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等无碱玻璃衬底；石英衬底；陶瓷衬底。一般，由塑料等合成树脂构成的挠性衬底(塑料衬底)的温度上限比上述衬底低，但是只要能够承受制造工序中的处理温度就可以使用这种衬底。

作为塑料衬底，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为典型的聚酯、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺类合成纤维、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯、丙烯酸树脂等。

此外，在本实施方式中，以从衬底101一侧入射光的光电转换装 置为例而说明，所以导电膜110可以通过使用具有对可见光的透光性的导电材料的诸如以下材料形成：氧化铟锡(ITO)、包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌(ZnO)、包含氧化锌(ZnO)的氧化铟(IZO：Indium Zinc Oxide)、掺杂有镓(Ga)的ZnO、氧化锡(SnO₂)、包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡等。此外，作为具有透光性的导电材料，可以使用导电高分子材料(也称为导电聚合物)。作为导电高分子材料，可以使用π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺和/或其衍生物、聚吡咯和/或其衍生物、聚噻吩和/或其衍生物、这些材料中的两种以上的共聚物等。

形成导电膜110，以使其厚度成为40nm至800nm，优选成为400nm至700nm。此外，将导电膜110的薄层电阻设定为20Ω/□(square)至200Ω/□左右。

在本实施方式中，使用如下日本旭硝子株式会社制造的衬底(产品名：Asahi-U)，其中，在厚度为1.1mm的钠钙玻璃(soda-lime glass)的衬底101上依次层叠有厚度为150nm的氧化硅膜以及其表面有凹凸的厚度大约为600nm的使用氧化锡的导电膜。并且，通过对上述导电膜进行构图，可以形成使多个光电转换层电连接的导电膜110。注意，导电膜110除了通过利用蚀刻或激光等对导电膜进行构图的方法以外，还可以通过利用金属掩模的蒸发法、液滴喷射法等来形成。注意，液滴喷射法是指通过从细孔喷射或喷出包括预定组合物的液滴来形成预定图案的方法，并且喷墨法等被包括在其范畴内。

通过在光电转换层111一侧的导电膜110的表面形成有凹凸，使光在导电膜110上折射或漫反射，所以可以在光电转换层111中提高光的吸收率，并且提高转换效率。

接着，在导电膜110上形成依次层叠有p层113、i层114、n层115的光电转换层111。注意，也可以在形成光电转换层111之前，进行用来提高导电膜110的表面上的清洁度的刷式清洗，具体而言，基于聚乙烯醇(PVA)的多孔材料等的清洗，以去掉异物。此外，也可以 利用包括氢氟酸等的化学溶液对表面进行清洗。在本实施方式中，在利用上述基于聚乙烯醇(PVA)类的多孔材料对导电膜110的表面进行洗涤后，利用0.5％的氟化氢水溶液对导电膜110的表面进行洗涤。

p层113、i层114、n层115可以通过溅射法、LPCVD法或者等离子体CVD法等并使用非晶半导体、多晶半导体、微晶半导体等来形成。此外，p层113、i层114、n层115优选以不暴露于大气的方式连续形成，以防止尘屑等附着到其界面。

或者，也可以将通过SOI法形成的单晶半导体薄膜用作p层113、i层114、n层115。在采用单晶半导体薄膜的情况下，在光电转换层111内，成为阻碍载流子的移动的主要原因的晶体缺陷的数量少，所以可以提高转换效率。

在本实施方式中，将包括碳化硅的非晶半导体用于p层113，将包括硅的非晶半导体用于i层114，并且将包括硅的微晶半导体用于n层115。

包括碳化硅的非晶半导体可以通过对包含碳的气体和包含硅的气体进行辉光放电分解来得到。作为包含碳的气体，可以举出CH₄、C₂H₆等。作为包含硅的气体，可以举出SiH₄、Si₂H₆等。包含硅的气体也可以利用氢、或氢和氦稀释。此外，在例如使用硼作为赋予p型导电性的杂质元素的情况下，通过对包含碳的气体和包含硅的气体添加硼烷、乙硼烷、三氟化硼等，可以对非晶半导体赋予p型导电性。具体而言，在本实施方式中，通过将甲烷、甲硅烷、氢、乙硼烷的流量分别设定为18sccm、6sccm、150sccm、40sccm，将反应压力设定为67Pa，将衬底温度设定为250℃，采用13.56MHz的高频，在这样的条件下，通过等离子体CVD法使用包含碳化硅的p型非晶半导体，来形成厚度为10nm的p层113。

包含硅的非晶半导体通过对上述包含硅的气体进行辉光放电分解来得到。具体而言，在本实施方式中，将甲硅烷、氢的流量分别设定为25sccm、25sccm，将反应压力设定为40Pa，将衬底温度设定为250℃，采用60MHz的高频，在这样的条件下，通过等离子体CVD法使用 包含硅的非晶半导体，来形成厚度为60nm的i层114。

注意，在形成i层114之前，对p层113的表面进行利用氢的等离子体处理，可以减少p层113和i层114的界面上的晶体缺陷的数目，而可以提高转换效率。具体而言，在本实施方式中，将氢的流量设定为175sccm，将反应压力设定为67Pa，将衬底温度设定为250℃，采用13.56MHz的高频，以对p层113的表面进行等离子体处理。在上述等离子体处理中，也可以对氢添加氩。在添加氩的情况下，例如可以将其流量设定为60sccm。

包含硅的微晶半导体可以通过利用频率为几十MHz至几百MHz的高频等离子体CVD法、或者频率为1GHz以上的微波等离子体CVD装置来形成。典型地，可以通过利用氢稀释硅烷或乙硅烷等的氢化硅、氟化硅、氯化硅作为材料气体，来形成微晶半导体膜。此外，也可以用氢和选自氦、氩、氪、氖中的一种或多种稀有气体对氢化硅、氟化硅、或氯化硅进行稀释。将氢对硅化氢等包含硅的化合物的流量比设定为5∶1至200∶1，优选设定为50∶1至150∶1，更优选设定为100∶1。此外，例如在作为赋予n型导电性的杂质元素而使用磷的情况下，通过对包含硅的气体添加磷化氢等，可以对微晶半导体赋予n型导电性。具体而言，在本实施方式中，将甲硅烷、氢、磷化氢的流量分别设定为5sccm、950sccm、40sccm，将反应压力设定为133Pa，将衬底温度设定为250℃，采用13.56MHz的高频，在这样的条件下，通过等离子体CVD法使用包含硅的非晶半导体，来形成厚度为10nm的n层115。

注意，在将氧化铟锡用于导电膜110的情况下，当在导电膜110上直接形成作为非晶半导体的p层113时，在形成p层113之际氢使导电膜110中的氧化铟锡还原，所以有时导电膜110的膜质退化。在将氧化铟锡用于导电膜110的情况下，为防止氧化铟锡被还原而优选在使用氧化铟锡的导电膜上以几十纳米的厚度层叠使用氧化锡的导电膜或使用包括氧化锌和氮化铝的混合材料的导电材料的导电膜而成的导电膜作为导电膜110。

作为用于光电转换层111的半导体的材料，除了硅、碳化硅以外， 还可以使用诸如锗，或者砷化镓、磷化铟、硒化锌、氮化镓、锗化硅等的化合物半导体。

能够以如下的方式形成使用多晶半导体的光电转换层111：通过激光晶化法、热晶化法、使用镍等的促进晶化的催化剂元素的热晶化法等中的一种或组合上述方法中的多种来使非晶半导体膜或微晶半导体膜晶化。此外，也可以通过利用溅射法、等离子体CVD法、热CVD法等直接形成多晶半导体。

并且，如图6B所示，利用蚀刻、激光等对依次层叠有p层113、i层114、n层115的光电转换层111进行构图。构图并分开的多个光电转换层111在p层113一侧与至少一个导电膜110电连接。

接着，如图6C所示，在光电转换层111上形成所构图的导电膜112。在本实施方式中，以从衬底101一侧入射光的光电转换装置为例而说明，所以作为导电膜112而优选与导电膜110同样地使用具有对可见光的透光性的上述导电材料。形成导电膜112，以使其厚度成为40nm至800nm，优选成为400nm至700nm。此外，将导电膜112的薄层电阻设定为20Ω/□至200Ω/□左右，即可。在本实施方式中，使用氧化锡来形成厚度大约为600nm的导电膜112。

注意，可以通过在光电转换层111上形成导电膜，然后对该导电膜进行构图来形成所构图的导电膜112。注意，导电膜112除了利用蚀刻或激光等对导电膜进行构图的方法以外，还可以通过利用金属掩模的蒸发法、液滴喷射法等来形成。导电膜112在n层115一侧与通过构图而分开的多个光电转换层111中的至少一个电连接。并且，在p层113一侧与一个光电转换层111电连接的导电膜110，电连接至在n层115一侧与不同于上述一个光电转换层111的光电转换层111电连接的导电膜112。

注意，也可以在与光电转换层111相反的导电膜112的表面上形成有凹凸。根据上述结构，而使光在导电膜112上折射或漫反射，所以可以在光电转换层111中以及在后面形成的光电转换层121a中提高光的吸收率，并且提高转换效率。

接着，说明在衬底104上的单元105的形成。如图6D所示，在衬底104上形成所构图的导电膜120。在本实施方式中，以从衬底101一侧入射光的光电转换装置为例而说明，所以衬底104除了可用于衬底101的上述衬底以外，还可以使用具有绝缘表面的金属衬底等的透光性低的衬底。

作为导电膜120，使用容易反射光的导电材料，具体地说，铝、银、钛、钽等。注意，也可以将上述具有透光性的导电材料用于导电膜120。在此情况下，优选将容易反射光的材料用于衬底104，或者在衬底104上形成能够将穿过单元105的光反射到单元105一侧的膜(反射膜)。作为反射膜，可以使用铝、银、钛、钽等。

在使用容易反射光的导电材料来形成导电膜120的情况下，当在接触于光电转换层121a的一侧的表面上形成凹凸时，在导电膜120的表面上发生光的漫反射，所以可以在光电转换层111中以及在光电转换层121a中提高光的吸收率，并且提高转换效率。同样地，在形成反射膜的情况下，通过在反射膜的入射光一侧的表面上形成凹凸，可以提高转换效率。

形成导电膜120，以使其厚度成为40nm至800nm，优选成为400nm至700nm。此外，将导电膜120的薄层电阻设定为大约20Ω/□至200Ω/□左右，即可。具体而言，在本实施方式中，通过溅射法层叠使用铝的厚度为300nm的导电膜、使用银的厚度为100nm的导电膜、使用包含铝的氧化锌的厚度为60nm的导电膜，并用做导电膜120。

可以通过在衬底104上形成导电膜，然后对该导电膜进行构图来形成所构图的导电膜120。注意，导电膜120与导电膜110、导电膜112同样地除了利用蚀刻或激光等对导电膜进行构图的方法以外，还可以通过利用金属掩模的蒸发法、液滴喷射法等来形成。通过上述构图，可以形成使后面形成的多个光电转换层电连接的导电膜120。

接着，在导电膜120上形成依次层叠有n层123、i层124、p层125的光电转换层121a。注意，也可以在形成光电转换层121a之前，进行用来提高导电膜120的表面上的清洁度的刷式清洗、或者基于聚 乙烯醇(PVA)的多孔材料等的清洗，来去掉异物。此外，也可以利用包括氢氟酸等的化学溶液对表面进行清洗。在本实施方式中，在利用基于上述聚乙烯醇(PVA)的多孔材料对导电膜120的表面进行洗涤后，利用0.5％的氟化氢水溶液对导电膜120的表面进行洗涤。

n层123、i层124、p层125的层叠顺序与n层115、i层114、p层113的层叠顺序相反，但是，n层123可以与n层115同样地形成，i层124可以与i层114同样地形成，并且p层125可以与p层113同样地形成。就是说，可以通过溅射法、LPCVD法或者等离子体CVD法等并使用非晶半导体、多晶半导体、微晶半导体等来形成n层123、i层124和p层125。此外，n层123、i层124、p层125优选以不暴露于大气的方式连续形成，以防止尘屑等附着到其界面。

或者，也可以将通过SOI法形成的单晶半导体薄膜用作n层123、i层124、p层125。在采用单晶半导体薄膜的情况下，光电转换层121a具有的成为阻碍载流子的移动的因素的晶体缺陷数量少，所以可以提高转换效率。在本实施方式中，将包括碳化硅的非晶半导体用于p层125，将包括硅的非晶半导体用于i层124，并且将包括硅的微晶半导体用于n层123。

此外，在形成光电转换层111的情况下，在形成i层114之前，对p层113的表面进行利用氢的等离子体处理，但是，在形成光电转换层121a的情况下，优选在形成i层124之后，对i层124的表面进行利用氢的等离子体处理，然后形成p层125。根据上述结构，可以减少p层125和i层124之间的界面上的晶体缺陷的数目，可以提高转换效率。具体而言，在本实施方式中，将氢的流量设定为175sccm，将反应压力设定为67Pa，将衬底温度设定为250℃，采用13.56MHz的高频，在这样的条件下，对i层124的表面进行等离子体处理。在上述等离子体处理中，也可以对氢添加氩。在添加氩的情况下，可以将其流量例如设定为60sccm。

因为在本实施方式中，从衬底101一侧入射光，所以接近光源的光电转换层111所具有的i层114的厚度，比远离光源的光电转换层 121a所具有的i层124小。在本实施方式中，在导电膜120上依次层叠使用包含硅的非晶半导体的厚度为10nm的n层123、使用包含硅的非晶半导体的厚度为300nm的i层124、使用包含碳化硅的p型非晶半导体的厚度为10nm的p层125。

注意，在i层114是使用包含硅的非晶半导体而形成的情况下，将其厚度设定为20nm至100nm左右，优选设定为50nm至70nm。在i层114是使用包含硅的微晶半导体而形成的情况下，将其厚度设定为100nm至400nm左右，优选设定为150nm至250nm。在i层114是使用包含硅的单晶半导体而形成的情况下，将其厚度设定为200nm至500nm左右，优选设定为250nm至350nm。

在i层124是使用包含硅的非晶半导体而形成的情况下，将其厚度设定为200nm至500nm左右，优选设定为250nm至350nm。在i层124是使用包含硅的微晶半导体而形成的情况下，将其厚度设定为0.7μm至3μm左右，优选设定为1μm至2μm。在i层124是使用包含硅的单晶半导体而形成的情况下，将其厚度设定为1μm至100μm左右，优选设定为8μm至12μm。

并且，如图6D所示，利用蚀刻、激光等对依次层叠有n层123、i层124、p层125的光电转换层121a进行构图。构图并分开的多个光电转换层121a在n层123一侧分别与至少一个导电膜120电连接。

接着，在光电转换层121a上形成所构图的导电膜122。在本实施方式中，以从衬底101一侧入射光的光电转换装置为例而说明，所以作为导电膜122而优选与导电膜110、导电膜112同样地使用具有对可见光的透光性的上述导电材料。形成导电膜122，以使其厚度成为40nm至800nm，优选成为400nm至700nm。此外，将导电膜122的薄层电阻设定为20Ω/□至200Ω/□左右，即可。在本实施方式中，使用氧化锡来形成厚度大约为600nm的导电膜122。

注意，可以通过在光电转换层121a上形成导电膜，然后对该导电膜进行构图来形成所构图的导电膜122。注意，导电膜122除了利用蚀刻或激光等对导电膜进行构图的方法以外，还可以通过利用金属掩模 的蒸发法、液滴喷射法等来形成。导电膜112在p层125一侧与通过构图而分开的多个光电转换层121a中的至少一个电连接。并且，在n层123一侧与一个光电转换层121a电连接的导电膜120，电连接至在p层125一侧与不同于上述一个光电转换层121a的光电转换层121a电连接的导电膜122。

接着，如图7A所示，在单元102上重叠结构体103后，在结构体103中形成导电体600。具体而言，在使有机树脂107固化之前，在该有机树脂107的表面(第一表面)上选择性地形成具有导电体的膏剂130。并且，如图7B所示，至少使膏剂130的一部分渗透有机树脂107中。接着，如图7C所示，以夹着上述结构体103且单元102和单元105相对的方式重叠结构体103和衬底104，然后，使该有机树脂107固化。其结果，可以在有机树脂107内设置导电体600。

注意，将膏剂130形成在有机树脂107的表面上的重叠于单元102所具有的导电膜112中的一个的区域中，并且使结构体103渗透到导电膜112。根据上述结构，可以不在纤维体106中设置贯通孔(不破坏纤维体106)而形成与有机树脂107的第一表面和第二表面接触的导电体600。因此，即使在有机树脂107内设置导电体600，也可以维持预浸料的强度，所以可以提高光电转换装置的对于外部压力的耐受性。导电体600用作接触导电体。

具有导电体的膏剂130可以通过利用丝网印刷法等印刷法或液滴喷射法来选择性地形成在有机树脂107上。在本实施方式中，在有机树脂107上形成有彼此分开的多个膏剂130。并且，膏剂130形成在与至少一个导电膜112重叠的区域中。

作为具有导电体的膏剂130，可以使用至少包括导电粒子、使该导电粒子融化或分散的有机树脂以及使固化前的有机树脂107融化的溶剂的导电膏剂。通过使用使固化前的有机树脂107融化并包括在膏剂130中的溶剂，可以有效地将膏剂130渗入有机树脂107中。

作为导电粒子，可以使用银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)、钽(Ta)、钼(Mo)及钛(Ti)等中的任一种以上 的金属粒子、卤化银的微粒、或者分散性纳米粒子。

此外，作为包括在膏剂130中的有机树脂，可以使用选自用作金属粒子的粘合剂、溶剂、分散剂及覆盖材料的有机树脂中的一种或多种。

作为使固化前的有机树脂107融化的溶剂，根据该有机树脂107的材料而可以适当地选择并使用诸如醋酸丁酯等的酯类、异丙醇等的醇类、丙酮等的有机溶剂等。

此外，优选的是，在使膏剂130渗透有机树脂107中后，在有机树脂107固化的同时或者有机树脂107的固化前后进行焙烧，以使膏剂固化。

例如，在作为有机树脂107而使用热固性树脂的环氧树脂的情况下，作为膏剂130，可以使用银膏剂(银粉、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙基、环氧树脂)。在此情况下，当在使有机树脂107固化之前(暂时固化状态)在该有机树脂107上形成膏剂130时，包括在膏剂130中的乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙基使固化前的有机树脂107融化，结果可以将膏剂130渗透到有机树脂107中。此后，通过进行加热处理，使有机树脂107固化，同时使包括在膏剂130中的银固化，结果可以在有机树脂107内设置包括银的纤维体106。

如此，在作为有机树脂107而使用热固性树脂的情况下，可以利用加热处理而同时进行有机树脂107的固化以及膏剂130的焙烧，所以可以使工序简化。注意，也可以当进行加热处理时施加压力。

在本实施方式中，虽然以图2A所示的光电转换装置的制造方法为例进行说明，但是所公开的本发明不局限于该结构。图2B、图3A和3B、图4A和4B所示的光电转换装置也可以根据本实施方式所示的制造方法来制造。

实施方式3

在本实施方式中，说明将具有光电转换层的单元形成并接合到塑料衬底(具有挠性的衬底)上的结构。具体而言，举例说明如下的结 构。在该结构中，在玻璃或陶瓷等耐热性高的支撑衬底上夹着剥离层及绝缘层而形成包括光电转换层的被剥离层后，用剥离层使支撑衬底和被剥离层彼此分开，将分开的被剥离层接合到塑料衬底上，以在该塑料衬底上形成单元。在本实施方式中，对配置于与光入射侧相反的一侧的的单元(底部单元)的制造进行说明。当作为配置于光入射侧的单元(顶部单元)而使用根据本实施方式所说明的制造方法形成的单元时，可以适当地改变电极及构成光电转换层的层的层叠顺序。

本实施方式中的光电转换层是指包括利用光照射而得到光电动势的半导体层的层。就是说，光电转换层是指形成有以pn结或pin结为典型的半导体结的半导体层。

形成光电转换层作为支撑衬底上的被剥离层，在该光电转换层中，在成为一个电极(背面电极)的导电膜上层叠第一半导体层(例如p型半导体层)、第二半导体层(例如i型半导体层)以及第三半导体层(例如n型半导体层)。另外，在该光电转换层中，也可以层叠第一半导体层(例如p型半导体层)以及第三半导体层(例如n型半导体层)。作为用于光电转换层的半导体层，可以利用非晶硅、微晶硅等不需要高热处理就可以形成的半导体层。还可以采用如下半导体层，即通过利用耐热性高的支撑衬底来使用诸如晶体硅等需要一定程度的加热或激光处理的晶体半导体层。因此，可以在塑料衬底上形成光谱灵敏度特性不同的半导体层，所以可以谋求转换效率的提高以及衬底的轻量化所引起的便携性的提高。

作为为了将半导体层转换为n型半导体层而引入到半导体层的杂质元素的典型例子，可以举出属于元素周期表第15族的元素的磷、砷或锑等。此外，作为为了将半导体层转换为p型半导体层而引入到半导体层的杂质元素的典型例子，可以举出属于元素周期表第13族的元素的硼或铝等。

在本实施方式中作为一例而示出的光电转换层的截面图中，第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层用相同的数目及形状示出。但是，在第二半导体层的导电型是p型或n型的情况下，pn结形成于 第一半导体层和第二半导体层之间或者第二半导体层和第三半导体层之间。为了使受到光感应的载流子移动到pn结而不重新结合，优选使pn结面积大。从而，第一半导体层的数目及形状和第三半导体层的数目及形状不需要相同。此外，在第二半导体层的导电型为i型的情况下，空穴的寿命也比电子短，所以优选使pi结面积大，并且，与上述pn结的情况同样，第一半导体层的数目及形状和第三半导体层的数目及形状不需要相同。

图8A至8E示出具备光电转换层的单元的制造工序的一例。

首先，在具有绝缘表面的支撑衬底1201上夹着剥离层1202而形成绝缘层1203、导电膜1204、以及包括第一半导体层1205(例如p型半导体层)、第二半导体层1206(例如i型半导体层)以及第三半导体层1207(例如n型半导体层)等的光电转换层1221(参照图8A)。

作为支撑衬底1201，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、其表面形成有绝缘层的金属衬底等的耐热性高的衬底。

剥离层1202形成为单层或层叠的多层，利用溅射法、等离子体CVD法、涂布法、印刷法等并使用由选自钨(W)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、硅(Si)中的一种元素，或者以上述元素为主要成分的合金材料、以上述元素为主要成分的化合物材料。包括硅的层的晶体结构可以是非晶、微晶以及多晶中的任一种。注意，在此，涂布法包括旋涂法、液滴喷射法、分配器方法、喷嘴印制法(nozzle-printing method)、槽缝染料涂布法(slot die coating method)。

在剥离层1202具有单层结构的情况下，优选形成钨层、钼层、包括钨和钼的混合物的层。或者，形成包括钨的氧化物或氧氮化物的层、包括钼的氧化物或氧氮化物的层、包括钨和钼的混合物的氧化物或氧氮化物的层。注意，钨和钼的混合物例如相当于钨和钼的合金。

在剥离层1202具有多层结构的情况下，优选的是，作为第一层而形成钨层、钼层、包括钨和钼的混合物的层，并且，作为第二层而形 成钨、钼或钨和钼的混合物的氧化物、氮化物、氧氮化物或氮氧化物。

在作为剥离层1202而形成由包括钨的层和包括钨的氧化物的层构成的叠层结构的情况下，通过形成包括钨的层并且在其上形成由氧化物形成的绝缘层，在钨层和绝缘层之间的界面形成包括钨的氧化物的层。再者，也可以通过对包括钨的层的表面进行热氧化处理、氧等离子体处理、利用臭氧水等氧化力强的溶液的处理等，来形成包括钨的氧化物的层。此外，等离子体处理或加热处理可以在氧、一氧化二氮或者这种气体和另一种气体的混合气体的气氛下进行。在形成包括钨的氮化物、氧氮化物以及氮氧化物的层的情况下也是同样的，在形成包括钨的层后，可以在其上形成氮化硅层、氧氮化硅层、氮氧化硅层。

另外，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等的无机绝缘膜的单层或多层来形成成为基底的绝缘层1203。

在本说明书中，氧氮化硅是指在其组成上氧含量多于氮含量的物质，例如，氧氮化硅包含浓度为50原子％以上且70原子％以下的氧、0.5原子％以上且15原子％以下的氮、25原子％以上且35原子％以下的硅以及0.1原子％以上且10原子％以下的氢。另外，氮氧化硅是指在其组成上氮含量多于氧含量的物质，例如，氮氧化硅包含浓度为5原子％以上且30原子％以下的氧、20原子％以上且55原子％以下的氮、25原子％以上且35原子％以下的硅以及10原子％以上且25原子％以下的氢。注意，在使用卢瑟福背散射光谱学法(RBS，即Rutherford Backscattering Spectrometry)以及氢前方散射法(HFS，即Hydrogen Forward Scattering)来进行测定时，氧、氮、硅和氢的百分比落入上述的范围。此外，构成元素的百分比的总计不超过100原子％。

导电膜1204优选使用光反射率高的金属膜。例如，可以使用铝、银、钛、钽等。注意，导电膜1204可以使用蒸发法或溅射法来形成。另外，导电膜1204也可以由多个层形成，例如，可以采用金属膜、金属的氧化膜或金属的氮化膜等而形成并层叠用来提高导电膜1204和第一半导体层1205之间的粘合性的缓冲层等。另外，还可以通过对导电膜1204的表面进行蚀刻处理等的加工而形成纹理结构。由于通过使导 电膜1204的表面具有纹理结构可以进行光的漫反射，所以可以有效地将入射光转换为电能。注意，纹理结构是指以不使入射的光发生反射的方式形成的凹凸结构，通过该凹凸结构利用光的漫反射来提高入射到光电转换层的光量并提高转换效率。

第一半导体层1205、第二半导体层1206和第三半导体层1207可以使用任一种以下的材料形成：通过使用以硅烷及锗烷为代表的半导体材料气体的气相生长法或溅射法来制造的非晶半导体，利用光能或热能使该非晶半导体晶化而形成的多晶半导体，或者微晶(也称为半非晶或微晶。)半导体等。可以通过溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等形成半导体层。

在考虑到吉布斯自由能时，微晶半导体膜属于位于非晶结构和单晶结构的中间结构的准稳定状态。也就是说，微晶半导体膜包含具有自由能方面稳定的第三状态的半导体，并具有短程有序及晶格畸变。柱状或针状晶体在相对于衬底表面的法线方向上生长。微晶半导体的典型例子的微晶硅的拉曼光谱转移到比表示单晶硅的520cm^-1低的波数。即，微晶硅的拉曼光谱的峰值位于表示单晶硅的520cm^-1和表示非晶硅的480cm^-1之间。此外，包含至少1原子％或其以上的氢或卤素，以消除不饱和键(dangling bond)。再者，通过使微晶半导体膜包含氦、氩、氪、氖等的稀有气体元素而进一步促进晶格畸变，可以提高稳定性并得到优质的微晶半导体膜。

作为非晶半导体，例如可举出氢化非晶硅。作为晶体半导体，例如可举出多晶硅等。多晶硅包括：以多晶硅为主要成分并在800℃以上的加工温度下形成的所谓的高温多晶硅；以多晶硅为主要成分并在600℃以下的加工温度下形成的所谓的低温多晶硅；以及使用促进晶化的元素等使非晶硅晶化的多晶硅等。当然，如上所述，也可以使用微晶半导体或部分包括晶相的半导体。

另外，除了硅、碳化硅之外，还可以使用锗，或砷化镓、磷化铟、硒化锌、氮化镓、锗化硅等的化合物半导体来形成第一半导体层1205、第二半导体层1206及第三半导体层1207。

当将晶体半导体层用作半导体层时，作为该晶体半导体层的制造方法，可以使用激光晶化法、热晶化法等各种方法形成。另外，可以利用热处理和激光照射的组合来使非晶半导体层晶化。可以分别进行多次的热处理或激光照射。

可以通过等离子体CVD法在衬底上直接形成晶体半导体层。另外，也可以通过等离子体CVD法在衬底上选择性地形成晶体半导体层。注意，晶体半导体层优选在支撑衬底1201上以具有晶体生长成柱状的柱状结构的方式形成。

注意，向第一半导体层1205和第三半导体层1207之一引入赋予第一导电型(例如p型导电性)的杂质元素，向另一个引入赋予第二导电型(例如n型导电性)的杂质元素。另外，优选第二半导体层1206为本征半导体层或引入有赋予第一导电型或第二导电型的杂质元素的层。在本实施方式中，虽然示出层叠三层半导体层以形成pin结并将其作为光电转换层的例子，但是也可以层叠多层半导体层以形成如pn结等的其他的结。

通过上述工序，在剥离层1202和绝缘层1203上，可以形成导电膜1204和光电转换层1221等，该光电转换层1221包括：第一半导体层1205、第二半导体层1206以及第三半导体层1207。

接着，使用剥离用粘合剂1209将由绝缘层1203上的导电膜1204、第一半导体层1205、第二半导体层1206及第三半导体层1207形成的被剥离层接合至临时支撑衬底1208，并使用剥离层1202将被剥离层从支撑衬底1201上剥离。通过上述步骤被剥离层被设置在临时支撑衬底1208一侧(参照图8B)。

临时支撑衬底1208可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底等。另外，还可以使用具有能够承受本实施方式的处理温度的耐热性的塑料衬底或者薄膜之类的挠性衬底。

另外，作为这里所使用的剥离用粘合剂1209，采用如可溶于水或溶剂的粘合剂或能够通过紫外线等的照射而被塑化的粘合剂等，从而在需要时能够对临时支撑衬底1208和被剥离层进行化学或物理上的分 离。

上述作为一例而示出的将被剥离层转移到临时支撑衬底的工序，还可以采用其他的方法来进行。例如，可以适当地使用如下方法的任一种：在衬底与被剥离层之间形成剥离层，并在该剥离层与被剥离层之间设置金属氧化膜，通过使该金属氧化膜晶化而使其脆弱化以使该被剥离层剥离的方法；在耐热性高的支撑衬底与被剥离衬底之间设置含有氢的非晶硅膜，通过激光照射或蚀刻去除该非晶硅膜以使该被剥离层剥离的方法；在支撑衬底与被剥离层之间形成剥离层，并在该剥离层与被剥离层之间设置金属氧化膜，通过使该金属氧化膜晶化而使其脆弱化，并且利用溶液或NF₃、BrF₃、ClF₃等的氟化卤素气体蚀刻掉剥离层的一部分，在被脆弱化的金属氧化膜进行剥离的方法；机械地削除或利用溶液或NF₃、BrF₃、ClF₃等的氟化卤素气体蚀刻掉形成有被剥离层的支撑衬底的方法等。另外，还可以使用如下方法：使用包含氮、氧、氢等的膜(例如，包含氢的非晶硅膜、含氢的合金膜、含氧的合金膜等)作为剥离层，对剥离层照射激光使剥离层内含有的氮、氧及氢作为气体释放以促进被剥离层和衬底的剥离。

通过组合多种上述剥离方法，能够更容易地进行转移工序(transfer process)。也就是说，可以在进行激光的照射后通过物理力(利用机械等)进行剥离；使用气体或溶液等的对剥离层的蚀刻；使用锋利的刀子或手术刀等的机械削除，以创造能使剥离层和被剥离层彼此容易剥离的条件。

此外，也可以使液体浸透到剥离层和被剥离层的界面以从支撑衬底剥离被剥离层，或者也可以在该界面边浇水或乙醇等液体边进行剥离。

而且，当使用钨形成剥离层1202时，优选边使用氨水和过氧化氢溶液的混合溶液对剥离层进行蚀刻边进行剥离。

接着，使用粘合剂层1210将从支撑衬底1201剥离并露出有剥离层1202和绝缘层1203的被剥离层接合在塑料衬底1211上(参照图8C)。

作为粘合剂层1210的材料，可以使用各种固化型粘合剂诸如反应固化型粘合剂、热固化型粘合剂、紫外线固化型粘合剂等光固化型粘合剂、以及厌氧型粘合剂等。

作为塑料衬底1211，可以使用具有挠性并能够透射可见光的各种衬底，优选使用有机树脂的薄膜等。作为有机树脂，例如可以使用丙烯酸树脂、如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等的聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂(PC)、聚醚砜树脂(PES)、聚酰胺树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氯乙烯树脂等。

也可以预先在塑料衬底1211上形成如氮化硅或氧氮化硅等包含氮和硅的膜、氮化铝等包含氮和铝的膜等的透水性低的保护层。

然后，通过将剥离用粘合剂1209溶解或塑化，去除临时支撑衬底1208(参照图8D)。接着，在将光电转换层1221加工成期望的形状等之后，在第三半导体层1207上形成成为另一个电极(表面电极)的导电膜1212(参照图8E)。

通过上述步骤，可以将具备光电转换层的单元转移到塑料衬底等的衬底上制造。本实施方式中具备光电转换层的单元可以如上述实施方式所示那样，通过将纤维体浸渍在有机树脂并使其一部分导通的结构体(预浸料)将其与具备其他的光电转换层的单元贴合来制造光电转换装置。

注意，可以使用溅射法或真空蒸发法形成导电膜1212。另外，导电膜1212优选使用能够充分透光的材料来形成。作为上述材料，例如可以使用铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌(ZnO)、含有氧化锌的铟氧化物(IZO)、掺杂有镓(Ga)的ZnO、氧化锡(SnO₂)、含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛的铟氧化物、含有氧化钛的铟锡氧化物等来形成。另外，作为具有透光性的导电材料，可以使用导电高分子材料(也称为导电聚合物)。作为导电高分子材料，可以使用π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺和/或其衍生物、聚吡咯和/ 或其衍生物、聚噻吩和/或其衍生物、以及这些材料中的两种以上的共聚物等。

注意，本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合。

实施方式4

在本实施方式中，举出一例对具有光电转换层的单元的制造方法进行说明，其中所述光电转换层通过将单晶半导体衬底贴合到玻璃或陶瓷等制成的支撑衬底上而制造。另外，在本实施方式中，对配置于与光入射侧相反的一侧的单元(底部单元)的制造进行说明。当将根据本实施方式所说明的制造方法形成的单元作为配置于光入射侧的单元(顶部单元)时，可以适当地改变电极及构成光电转换层的层的层叠顺序。

在接合到支撑衬底的单晶半导体衬底中形成脆化层。并预先在单晶半导体衬底上形成：作为一个电极(背面电极)的导电膜；层叠有第一半导体层、第二半导体层和第三半导体层的光电转换层；以及用于与支撑衬底贴合的绝缘层。并且，可以在将支撑衬底与绝缘层彼此紧密接合之后，在脆化层附近对其进行剥离，由此在支撑衬底上制造使用单晶半导体层作为用于光电转换层的半导体层的光电转换装置。由此，可以制造具有能阻止载流子移动的晶体缺陷更少的光电转换层的单元，可以实现转换效率高的光电转换装置。

虽然在本实施方式中作为一例而示出的光电转换层的截面图中，第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层以相同的数目及形状示出，但是，在第二半导体层的导电型是p型或n型的情况下，在第一半导体层和第二半导体层之间或者在第二半导体层和第三半导体层之间形成pn结。为了使受到光感应的载流子移动到pn结而不重新结合，优选使pn结面积大。从而，第一半导体层的数目及形状和第三半导体层的数目及形状不需要相同。此外，在第二半导体层的导电型为i型的情况下，空穴的寿命也比电子短，所以优选使pi结面积大，并且，与上述pn结的情况同样，第一半导体层的数目及形状和第三半导体层 的数目及形状不需要相同。

注意，向第一半导体层和第三半导体层之一引入赋予第一导电型(例如p型导电性)的杂质元素，向另一个引入赋予第二导电型(例如n型导电性)的杂质元素。另外，第二半导体层优选为本征半导体层或引入有赋予第一导电型或第二导电型的杂质元素的层。在本实施方式中，虽然示出层叠三层半导体层作为光电转换层的例子，但是也可以层叠多层半导体层以形成如pn结等的其他的结。

注意，这里所说的“脆化层”是指在剥离工序中单晶半导体衬底被剥离为单晶半导体层和剥离衬底(单晶半导体衬底)的区域及其附近。脆化层的状态根据形成脆化层的方法而不同。例如，脆化层是指因晶体结构局部无序而被脆弱化的层。注意，虽然有时从单晶半导体衬底的一个表面到脆化层之间的区域也多少被脆弱化，但是本说明书中的脆弱层是指之后进行分割的区域及其附近。

注意，这里所说的“单晶半导体”是指晶面和晶轴一致，并且构成该晶体的原子或分子以空间有序的方式排列的半导体。注意，在单晶半导体中，不排除具有不规则性的半导体，例如包括具有原子或分子的排列部分无序的晶格缺陷的半导体或具有有意的或无意的晶格畸变的半导体等。

图9A至9G是示出具备本实施方式的光电转换层的单元的制造工序的一个例子的图。

首先，在具有第一导电型的单晶半导体衬底1101的一个表面上形成保护层1102(参照图9A)。并且，从保护层1102的表面引入赋予第一导电型的杂质元素，由此形成引入有赋予第一导电型的杂质元素的第一半导体层1103(参照图9B)。

虽然以上的说明中示出单晶半导体衬底1101具有第一导电型，但是单晶半导体衬底1101的导电型不局限于此。优选单晶半导体衬底1101所引入的杂质元素的浓度低于之后形成的第一半导体层及第三半导体层所引入的赋予导电型的杂质元素的浓度。

作为单晶半导体衬底1101，可以使用硅或锗等的半导体晶片、砷 化镓或磷化铟等化合物半导体晶片等。其中，优选使用单晶硅晶片。虽然单晶半导体衬底1101的平面形状没有限定于特别的形状，但是当之后固定单晶半导体衬底1101的支撑衬底为矩形时，优选单晶半导体衬底1101是矩形。另外，优选将单晶半导体衬底1101的表面抛光成镜面。

在市场上流通的单晶硅晶片的多半是圆形，当使用这种圆形晶片时，将其加工为矩形或多边形即可。例如，如图10A至10C所示，可以从圆形的单晶半导体衬底1101(参照图10A)切割出矩形形状的单晶半导体衬底1101a(参照图10B)、多边形的单晶半导体衬底1101b(参照图10C)。

之后，图10B表示单晶半导体衬底1101a被切割成具有内接于圆形的单晶半导体衬底1101的、尺寸最大的矩形形状的情况。在此，单晶半导体衬底1101a的角部的角度大约为90度。此外，图10C表示切割出其对边的间隔长于上述单晶半导体衬底1101a的对边的间隔的单晶半导体衬底1101b的情况。在此情况下，单晶半导体衬底1101b的各角部的角度不是90度，并且该单晶半导体衬底1101b是多边形，而不是矩形。

作为保护层1102优选使用氧化硅或氮化硅。作为形成保护层1102的方法，例如可以使用等离子体CVD法或溅射法等。另外，也可以通过使用氧化性的化学药品或氧基对单晶半导体衬底1101进行氧化处理，形成保护层1102。再者，还可以通过利用热氧化法使单晶半导体衬底1101的表面氧化来形成保护层1102。通过形成保护层1102，当在单晶半导体衬底1101中形成脆化层时，或者当对单晶半导体衬底1101添加赋予一种导电型的杂质元素时，可以防止衬底表面受到损坏。

通过对单晶半导体衬底1101引入赋予第一导电型的杂质元素来形成第一半导体层1103。另外，由于在单晶半导体衬底1101上形成有保护层1102，赋予第一导电型的杂质元素通过保护层1102引入单晶半导体衬底1101。

作为上述赋予第一导电型的杂质元素，使用周期表第13族的一种 元素，例如硼。由此，可以形成具有p型导电性的第一半导体层1103。另外，第一半导体层1103还可以使用热扩散法来形成。但是，因为在热扩散法中进行900℃左右或其以上的高温处理，所以需要在形成脆化层之前进行。

通过上述方法来形成的第一半导体层1103被配置在与光入射侧相反的一侧。在此，当使用p型衬底作为单晶半导体衬底1101时，第一半导体层1103是高浓度p型区域。由此，从与光入射侧相反的一侧按顺序配置高浓度p型区域和低浓度p型区域，以形成背面电场(BSF；Back Surface Field)。就是说，电子不能进入高浓度p型区域，因此可以降低由于光激发而发生的载流子的重新结合。

接着，对保护层1102的表面照射离子，在单晶半导体衬底1101中形成脆化层1104(参照图9C)。在此，作为上述离子，优选使用利用包含氢的原料气体而生成的离子(特别为H⁺离子、H₂ ⁺离子、H₃ ⁺离子等)。而且，形成脆化层1104的深度由照射离子时的加速电压控制。此外，根据形成脆化层1104的深度，决定从单晶半导体衬底1101分离的单晶半导体层的厚度。

在离单晶半导体衬底1101的表面(准确的是第一半导体层1103的表面)500nm以下的深度，优选为400nm以下的深度，更优选为50nm以上且300nm以下的深度的形成脆化层1104。通过在较浅的深度形成脆化层1104，可以较厚地残留分离后的单晶半导体衬底，所以可以增加单晶半导体衬底的重复利用次数。

上述离子的照射可以通过利用离子掺杂装置、离子注入装置来进行。因为离子掺杂装置中通常不进行质量分离，所以即使将单晶半导体衬底1101大型化，也可以对单晶半导体衬底1101的整个表面均匀地照射离子。另外，当利用离子照射来在单晶半导体衬底1101上形成脆化层1104时，可以提高离子掺杂装置、离子注入装置的加速电压，以便使分离的单晶半导体层较厚。

注意，离子注入装置是指对由原料气体生成的离子进行质量分离并将其照射到对象物，来添加构成该离子的元素的装置。另外，离子 掺杂装置是指不对由原料气体生成的离子进行质量分离地将其照射到对象物，来添加构成该离子的元素的装置。

在形成上述脆化层1104之后，去除保护层1102并在第一半导体层1103上形成成为一个电极的导电膜1105。

这里，导电膜1105优选采用能够承受之后的工序中的热处理的膜。作为导电膜1105，例如可以使用钛、钼、钨、钽、铬、镍等。另外，还可以采用任一上述金属材料及其氮化物的叠层结构。例如，可以采用氮化钛层和钛层的叠层结构、氮化钽层和钽层的叠层结构、氮化钨层和钨层的叠层结构等。当采用上述那样的利用氮化物的叠层结构时，优选与第一半导体层1103接触地形成氮化物。通过氮化物的形成，导电膜1105和第一半导体层1103能够牢固地彼此粘合。而且，导电膜1105可以通过利用蒸发法、溅射法来形成。

接着，在导电膜1105上形成绝缘层1106(参照图9D)。绝缘层1106既可以采用单层结构又可以采用2层以上的叠层结构，但是在任何情况下优选其表面具有高的平坦性。另外，还优选其最外的表面具有亲水性。作为上述绝缘层1106，例如可以形成氧化硅层、氮化硅层、氧氮化硅层、氮氧化硅层等。作为绝缘层1106的形成方法，可以举出等离子体CVD法、光CVD法、热CVD法等的CVD法。尤其是，通过应用等离子体CVD法，可以形成其平均面粗糙度(R_a)为0.5nm以下(优选为0.3nm以下)的平坦的绝缘层1106。

注意，作为上述绝缘层1106，尤其优选通过使用有机硅烷的化学气相淀积法形成的氧化硅层。作为有机硅烷，可以使用四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane)(TEOS：Si(OC₂H₅)₄)、三甲基硅烷(TMS：(CH₃)₃SiH)、四甲基环四硅氧烷(TMCTS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC₂H₅)₃)、三二甲氨基硅烷(SiH(N(CH₃)₂)₃)等。当然，也可以通过利用甲硅烷、乙硅烷或丙硅烷等无机硅烷来形成氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、氮氧化硅等。

另外，当绝缘层1106为叠层结构时，优选采用包括氮化硅层、氮氧化硅层等的含有氮的硅绝缘层的叠层结构。由此，可以防止来自支 撑衬底的碱金属、碱土金属等所引起的半导体的污染。

注意，当导电膜1105具有适当光滑的表面，具体地说，当导电膜1105具有平均面粗糙度(R_a)为0.5nm以下(优选为0.3nm以下)的表面时，有时不形成绝缘层1106也能够进行贴合。此时，不需要形成绝缘层1106。

接着，通过向紧密接合的上述绝缘层1106的一个表面和支撑衬底1107的一个表面加压，将单晶半导体衬底1101上的叠层结构和支撑衬底1107贴合在一起(参照图9E)。

在上述贴合前，对要贴合的表面(在此，绝缘层1106的一个表面和支撑衬底1107的一个表面)进行足够的清洁化。这是因为如下缘故：当在要贴合的表面上存在有微小的尘埃等时，贴合失败的发生几率增高。而且，也可以预先使要贴合的表面活化，以降低贴合失败。例如，通过对要贴合的表面的一方或双方照射原子束或离子束，以使要贴合的表面活化。此外，也可以通过等离子体处理、化学药品处理等来进行活化。如此，通过使涉及贴合的表面活化，即使在400℃以下的温度下也可以实现良好的贴合。

注意，也可以采用如下结构：在支撑衬底1107上形成氮化硅层、氮氧化硅层等含有氮的硅绝缘层，并且将其与绝缘层1106紧密接合。在此情况下，也可以防止来自支撑衬底1107的碱金属、碱土金属等所引起的半导体的污染。

接着，通过进行热处理，来加强贴合。进行热处理的温度必须以不在脆化层1104中促进剥离而设定。例如，可以设定为不足400℃、优选为300℃以下的温度。对热处理时间没有特别的限制，而根据处理速度和贴合强度的关系适当地设定最适的条件即可。作为一例，可以采用200℃、2小时左右的热处理。在此，也可以仅对要贴合的区域照射微波，进行局部性的热处理。注意，在贴合强度没有问题的情况下，也可以省略上述加热处理。

接着，在脆化层1104中，将单晶半导体衬底1101剥离为剥离衬底1108和由单晶半导体构成的第二半导体层1109(参照图9F)。单晶 半导体衬底1101的分离通过热处理来进行。该热处理的温度可以根据支撑衬底1107的温度上限而设定。例如，在使用玻璃衬底作为支撑衬底1107的情况下，优选在400℃以上且650℃以下的温度下进行热处理。但是，若是短时间进行，则也可以进行400℃以上且700℃以下的热处理。当然，在玻璃衬底的温度上限高于700℃的情况下，也可以将热处理温度设定得高于700℃。

通过进行上述那样的热处理，形成于脆化层1104中的微孔发生体积变化，而在脆化层1104中发生裂缝。其结果，沿着脆化层1104，单晶半导体衬底1101剥离。因为绝缘层1106与支撑衬底1107贴合在一起，所以由从单晶半导体衬底1101分离的单晶半导体构成的第二半导体层1109残留在支撑衬底1107上。此外，通过该热处理，支撑衬底1107和绝缘层1106的要贴合的界面被加热，所以在要贴合的界面形成共价键，从而进一步提高支撑衬底1107和绝缘层1106之间的贴合力。

注意，第二半导体层1109和第一半导体层1103的厚度的合计大体上对应于形成有脆化层1104的深度。

当以脆弱层1104为边界对单晶半导体衬底1101进行剥离时，有时在第二半导体层1109的剥离面(分离面)上产生凹凸。另外，该表面的结晶性及平坦性有时由于离子而受到损伤，所以优选对该表面的结晶性及平坦性进行恢复，以使第二半导体层1109能够作为用于外延生长的种子层。例如，可以在利用激光处理恢复结晶性或利用蚀刻去除损伤层的同时，进行使表面再次平坦的工序。另外，此时通过与激光处理一起进行热处理，可以谋求结晶性或损伤的恢复。作为热处理，优选利用加热炉、RTA等进行比以脆化层1104为边界的用于单晶半导体衬底1101的剥离的热处理更高温和/或更长时间的热处理。当然，以不超过支撑衬底1107的应变点左右的温度进行热处理。

通过上述工序，可以得到由固定在支撑衬底1107上的单晶半导体形成的第二半导体层1109。另外，剥离衬底1108在进行了再生处理之后可以进行再利用。进行再生处理之后的剥离衬底1108既可以用于为了剥离单晶半导体层的衬底(在本实施方式中，对应于单晶半导体衬 底1101)，又可以用于任一其它目的。当将剥离衬底重用作剥离单晶半导体层的衬底时，可以从一个单晶半导体衬底制造多个光电转换装置。

接着，在第二半导体层1109上形成第三半导体层1110，从而形成由第一半导体层1103、第二半导体层1109、第三半导体层1110构成的光电转换层1111。接着，在将光电转换层1111加工成希望的形状等之后，在第三半导体层1110上形成成为另一个电极(表面电极)的导电膜1112(参照图9G)。

通过上述方式，可以制造具备由单晶半导体层形成的光电转换层的单元。在本实施方式中具备光电转换层的单元可以如上述实施方式所示那样，通过将纤维体浸渍在有机树脂并使其一部分导通的结构体(预浸料)将其与具备其他的光电转换层的单元接合来制造光电转换装置。

由于作为单晶半导体的典型例子的单晶硅为间接迁移型的半导体，所以其光吸收系数低于作为直接迁移型的半导体的非晶硅的光吸收系数。为此，为了充分地吸收太阳光，利用单晶硅的光电转换层需要比利用非晶硅的光电转换层厚几倍以上。

由单晶半导体形成的第二半导体层1109被加厚如下：例如，可以在形成非单晶半导体层以覆盖并填充第二半导体层1109的凹陷之后，进行加热处理，并将第二半导体层1109作为种子层通过固相外延生长来形成非单晶半导体层。另外，还可以通过等离子体CVD法等利用气相外延生长来形成非单晶半导体层。作为进行固相外延生长的热处理，可使用RTA装置、炉、高频发生装置等的热处理装置来进行。

注意，可以使用溅射法或真空蒸发法形成导电膜1112。另外，导电膜1112优选使用能够充分透光的材料来形成。作为上述材料，例如包括铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌(ZnO)、含有氧化锌的铟氧化物(IZO)、掺杂有镓(Ga)的ZnO、氧化锡(SnO₂)、含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛的铟氧化物、含有氧化钛的铟锡氧化物等来形成。另外，作为具有透光性的导电材料，可以使用导电高分子材料(也称 为导电聚合物)。作为导电高分子材料，可以使用π电子共轭类导电聚合物。例如，可以举出聚苯胺和/或其衍生物、聚吡咯和/或其衍生物、聚噻吩和/或其衍生物、以及这些材料中的两种以上的共聚物等。

注意，本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合。

实施方式5

在本实施方式中，举出一个例子对具备使用单晶半导体衬底形成的光电转换层的单元的形成方法进行说明。另外，在本实施方式中，对配置于与光入射侧相反的一侧的单元(底部单元)的单元的制造进行说明。当作为配置于光入射侧的单元(顶部单元)而制造根据本实施方式所说明的制造方法来制造的单元时，可以适当地改变电极及构成光电转换层的层的层叠顺序。

使用单晶半导体衬底制造的光电转换层，例如在单晶半导体衬底内有半导体结，并且在成为一个电极(背面电极)的导电膜上形成有层叠了第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层的光电转换层。并且，将光电转换层的一个表面形成为纹理结构(凹凸结构)并在光电转换层上形成电极，从而可以获得使用单晶半导体衬底制造的单元。

注意，向第一半导体层和第三半导体层之一引入赋予第一导电型(例如n型导电性)的杂质元素，向另一个引入赋予第二导电型(例如p型导电性)的杂质元素。另外，第二半导体层优选为本征半导体层或引入有赋予第一导电型或第二导电型的杂质元素的层。在本实施方式中，虽然示出层叠三层半导体层以形成光电转换层的例子，但是也可以层叠多层半导体层以形成如pn结等的其他的结。

虽然在本实施方式中作为一例而示出的光电转换层的截面图中，第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层以相同的数目示出，但是，在第二半导体层的导电型是p型或n型的情况下，在第一半导体层和第二半导体层之间或者在第二半导体层和第三半导体层之间形成pn结。为了使受到光感应的载流子移动到pn结而不重新结合，优选使pn结面积大。从而，第一半导体层的数目及形状和第三半导体层的数 目及形状不需要相同。此外，在第二半导体层的导电型为i型的情况下，空穴的寿命也比电子短，所以优选使pi结面积大，并且，与上述pn结的情况同样，第一半导体层的数目及形状和第三半导体层的数目及形状不需要相同。

注意，这里所说的单晶半导体是指晶面和晶轴一致，并且构成该晶体的原子或分子以空间有序的方式排列。另外，在单晶半导体中，还具有不规则性的半导体，例如部分具有原子或分子的排列无序的晶格缺陷的半导体或具有有意或无意的晶格畸变的半导体等。

图11A至11C是示出具备本实施方式的光电转换层的单元的制造工序的一个例子的图。

首先，对赋予了第一导电型的单晶半导体衬底1301的一个表面进行蚀刻处理等的加工，由此形成纹理结构(凹凸结构)1302(参照图11A)。由于单晶半导体衬底1301的表面形成为具有纹理结构，可以进行光的漫反射，所以可以有效地将入射到后面形成的半导体结的光转换为电能。

注意，单晶半导体衬底1301的导电型并不限于第一导电型(例如p型)。优选单晶半导体衬底1301所引入的杂质元素的浓度低于后面形成的第一半导体层及第三半导体层所引入的赋予一种导电型的杂质元素的浓度。

作为单晶半导体衬底1301，可以使用硅或锗等的半导体晶片、砷化镓或磷化铟等化合物半导体晶片等。尤其优选使用单晶硅晶片。

在市场上流通的单晶硅晶片的多半是圆形，当使用这种圆形晶片时，可以如上述实施方式的图10A至10C所示那样将其加工为矩形或多边形的形状。

接着，在单晶半导体衬底1301的纹理结构1302上形成第一半导体层1303。作为第一半导体层1303，既可以通过利用热扩散法等对单晶半导体衬底1301引入赋予第二导电型的杂质元素来形成，又可以通过在形成有纹理结构1302的单晶半导体衬底1301上来形成。另外作为赋予第二导电型的杂质元素，可以使用属于周期表第15族的一种元 素，例如磷。

接着，在第一半导体层1303上形成成为表面电极的导电膜1304(参照图11B)。另外，还可以在第一半导体层1303与导电膜1304之间形成抗反射膜等的其他的膜。

注意，导电膜1304可以利用溅射法或真空蒸发法来形成。另外，导电膜1304优选使用能够充分透光的材料来形成。导电膜1304例如可以使用铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌(ZnO)、含有氧化锌的铟氧化物(铟锌氧化物(IZO))、掺杂有镓(Ga)的ZnO、氧化锡(SnO₂)、含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛的铟氧化物、含有氧化钛的铟锡氧化物等来形成。作为具有透光性的导电材料，可以使用导电高分子材料(也称为导电聚合物)。作为导电高分子材料，可以使用π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺和/或其衍生物、聚吡咯和/或其衍生物、聚噻吩和/或其衍生物、以及这些材料中的两种以上的共聚物等。

导电膜1304也可以利用丝网印刷法等的印刷法，涂敷并印刷含有银膏等的金属的溶剂来形成。另外，由于设置有导电膜1304的面成为受光面，所以为了使光能够充分地透射，不将导电膜形成在整个表面而将其形成为网眼形状。

接下来，在与设置有单晶半导体衬底1301的纹理结构1302及导电膜1304一侧的表面相反的表面上，形成第三半导体层1305以及成为背面电极的导电膜1306(参照图11C)。作为第三半导体层1305，既可以通过利用热扩散法等对单晶半导体衬底1301引入赋予第一导电型的杂质元素来形成，又可以与单晶半导体衬底1301接触地形成。另外作为赋予第一导电型的杂质元素，可以使用属于周期表第13族的一种元素，例如硼。

另外，导电膜1306优选使用光反射率高的金属膜。例如，可以使用铝、银、钛、钽等。此外，导电膜1306可以使用蒸发法或溅射法来形成。另外，导电膜1306也可以由多个层构成，例如，可以使用金属 膜、金属的氧化膜或金属的氮化膜等而形成用来提高导电膜1306和第三半导体层1305之间的粘合性的缓冲层，且这些层可以层叠。另外，导电膜1306还可以通过层叠光反射率高的金属膜和光反射率低的金属膜来形成。

通过上述工序，可以获得被导电膜1304及导电膜1306夹持并由第一半导体层1303、成为第二半导体层的单晶半导体衬底1301以及第三半导体层1305构成的光电转换层1307，并可以制造具备由单晶半导体层形成的光电转换层的单元。在本实施方式中具备光电转换层的单元可以如上述实施方式所示那样，通过将纤维体浸渍在有机树脂并使其一部分导通的结构体(预浸料)将其与具备其他的光电转换层的单元接合来制造光电转换装置。

注意本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合。

实施方式6

在本实施方式中，对将单元串联连接的光电转换装置的例子进行说明(参照图12)。

图12所示的光电转换装置具有以下结构：由衬底101支撑的单元102和由衬底104支撑的单元105通过结构体103中的导电体600电连接。

具体地，在光电转换区域602中，由于光电转换层在纵向(垂直于衬底的方向)上彼此电连接所以具有串联连接结构。另外，在端子区域604中，相邻区域的导电层之间通过连接端子606及连接端子608彼此电连接，从而相邻区域的光电转换层能够彼此串联连接。

虽然对于制造方法没有特别的限定，但是例如可以采用以下方法。在衬底101上形成预定的图案的第一导电层并形成光电转换层，对光电转换层进行构图形成到达上述第一导电层的接触孔，覆盖光电转换层地形成第二导电层，通过至少对光电转换层和第二导电层进行构图的方法在衬底101上形成单元102。使用与上述同样的方法在衬底104上形成单元105，并利用具有导电体600的结构体103接合单元102 和单元105来完成光电转换装置。另外，关于各工序的详细说明参照之前的实施方式即可。

通过采用上述那样的结构，能够将大量的光电转换层串联连接。也就是说，即使当需要较大的电压的用途时，也能够提供可以供给足够电压的光电转换装置。

注意，本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合。

实施方式7

在本实施方式中，参照附图对可以用于光电转换装置的制造的装置的例子进行说明。

图13示出能够用于光电转换装置、尤其是光电转换层的制造的装置的一个例子。图13所示的装置具备传输室(transfer chamber)1000、装载/卸载室1002、第一淀积室1004、第二淀积室1006、第三淀积室1008、第四淀积室1010、第五淀积室1012以及传输机械1020。

利用传输室1000所具备的传输机械1020，进行装载/卸载室1002及各淀积室之间的衬底的传输。另外，在各淀积室中形成有构成光电转换层的半导体层。下面，对使用该装置的光电转换层的淀积工序的一个例子进行说明。

首先，利用传输机械1020将导入到装载/卸载室1002的衬底传输到第一淀积室1004。优选预先在该衬底上形成有用作电极或布线的导电膜。至于导电膜的材质或形状(图案)等可以根据所要求的光学特性或电特性进行适当地变更。另外，这里，举出将玻璃衬底用作衬底，形成具有透光性的导电膜作为导电膜，且光从该导电膜入射到光电转换层的例子进行说明。

在第一淀积室1004中形成与导电膜接触的第一半导体层。这里，虽然对形成添加有赋予p型导电性的杂质元素的半导体层(p层)作为第一半导体层的情况进行了说明，但是公开的发明的一个方式不局限于此。也可以形成添加有赋予n型导电性的杂质元素的半导体层(n层)。作为成膜方法，典型地可以举出CVD法等为例，但是不局限于此。 例如，也可以利用溅射法等形成第一半导体层。另外，当利用CVD法形成第一半导体层时，也可以将淀积室称为“CVD室”。

接着，其上形成有上述第一半导体层的衬底被传输到第二淀积室1006、第三淀积室1008或第四淀积室1010之一中。在第二淀积室1006、第三淀积室1008或第四淀积室1010中，形成不添加赋予导电型的杂质元素的第二半导体层(i层)以与第一半导体层接触。

这里，为了形成第二半导体层而准备第二淀积室1006、第三淀积室1008和第四淀积室1010三个淀积室是由于以下缘故：与第一半导体层相比需要将第二半导体层形成为较厚。当将第二半导体层形成得厚于第一半导体层时，考虑到第一半导体层和第二半导体层的淀积速度，第二半导体层的形成工序所需的时间比第一半导体层的形成工序所需的时间更多。为此，当仅在一个淀积室中进行第二半导体层的形成时，第二半导体层的成膜工序成为速度控制因素。由于上述原因，图13所示的装置具有准备有三个用于形成第二半导体层的淀积室的结构。另外，能够用于光电转换层的形成的装置的结构不局限于此。另外，作为形成第二半导体层的方法还可以与第一半导体层的情况同样地利用CVD法等，但是公开的发明的实施方式并不局限于此。

接着，在其上形成有上述第二半导体层的衬底被传输到第五淀积室1012。在第五淀积室1012中以与第二半导体层接触的方式形成添加有赋予与第一半导体层不同的导电型的杂质元素的第三半导体层。这里，虽然对形成添加有赋予n型导电性的杂质元素的半导体层(n层)作为第三半导体层的情况进行了说明，但是公开的发明的一个实施方式不局限于此。作为形成第三半导体层的方法，可以与第一半导体层的情况同样地利用CVD法等，但是公开的发明的一个实施方式不局限于此。

通过上述步骤可以在导电膜上形成具有层叠有第一半导体层、第二半导体层及第三半导体层的结构的光电转换层。

在图13中，虽然对具备装载/卸载室1002、用于形成第一半导体层的第一淀积室1004、第二淀积室1006、第三淀积室1008、用于形成 第二半导体层的第四淀积室1010以及用于形成第三半导体层的第五淀积室1012的装置进行了说明，但是能够用于根据所公开的本发明的光电转换装置的制造的装置的结构不局限于该结构。例如，也可以将第四淀积室1010用于第三半导体层的形成。

在图13中举出具备六个反应室的装置的例子进行了说明，但是能够用于根据所公开的本发明的光电转换装置的制造的装置不局限于该结构。例如，该装置还可以具备用于形成导电膜的淀积室、进行各种表面处理的表面处理室或者用于分析膜的质量的分析室等。

图14示出能够用于形成多个光电转换层的叠层结构时的装置的一个例子。图14所示的装置具备传输室2100、分析室2102、表面处理室2104、第一淀积室2106、装载室2108、第二淀积室2110、第三淀积室2112、第四淀积室2114、传输机械2120、传输室2140、第一淀积室2142、第二淀积室2144、第三淀积室2146、卸载室2148、第四淀积室2150、第五淀积室2152、第六淀积室2154以及传输机械2160，其中传输室2100与传输室2140通过连接室2180互相连接。

利用传输室2100所具备的传输机械2120进行装载室2108、分析室2102、表面处理室2104以及传输室2100周围的淀积室之间的衬底的传输。另外，利用传输室2140所具备的传输机械2160进行卸载室2148以及传输室2140周围的各淀积室之间的衬底的传输。另外，在各淀积室中形成有构成光电转换层的半导体层或光电转换装置的导电膜等。下面，对用于该装置的光电转换层的淀积工序的一个例子进行说明。

首先，利用传输机械2120将导入到装载室2108的衬底传输到第一淀积室2106。在第一淀积室2106中，在衬底上形成有用作电极或布线的导电膜。至于导电膜的材料或形状(图案)等可以根据所要求的光学特性或电特性进行适当地变更。另外，作为导电膜的淀积方法，典型地可以利用溅射法，但是公开的发明的一个实施方式并不局限于此。例如，也可以利用蒸发法等。当利用溅射法进行形成导电膜时，也可以将上述淀积室称为溅射室。另外，这里，举出当将玻璃衬底用 作衬底，形成具有透光性的导电膜作为导电膜，且光从该导电膜入射到光电转换层时的例子进行说明。

接着，其上形成有上述导电膜的衬底被传输到表面处理室2104。在表面处理室2104中进行在导电膜的表面上形成凹凸形状(纹理结构)的处理。由此，可以将光封闭在光电转换层中，所以可以提高光电转换装置的光电转换率。作为凹凸形状的形成方法，例如可以举出蚀刻处理，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。

接着，上述衬底被传输到第二淀积室2110。在第二淀积室2110中形成与导电膜接触的第一光电转换层的第一半导体层。这里，虽然对形成添加有赋予p型导电性的杂质元素的半导体层(p层)作为第一半导体层的情况进行了说明，但是公开的发明的一个实施方式不局限于此。也可以形成添加有赋予n型导电性的杂质元素的半导体层(n层)。作为淀积方法，典型地可以举出CVD法等，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。例如，也可以利用溅射法等形成第一半导体层。

接着，其上形成有上述第一半导体层的衬底被传输到第三淀积室2112。在第三淀积室2112中接触第一半导体层地形成不添加有赋予导电性的杂质元素的第二半导体层(i层)。作为第二半导体层的形成方法，与第一半导体层同样地，可以举出CVD法等为例，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。

接着，其上形成有上述第二半导体层的衬底被传输到第四淀积室2114。在第四淀积室2114中接触第二半导体层地形成添加有赋予与第一半导体层不同的导电性的杂质元素的第三半导体层。这里，虽然对形成添加有赋予n型导电性杂质元素的半导体层(n层)作为第三半导体层的情况进行了说明，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。作为第三半导体层的形成方法，可以与第一半导体层同样地利用CVD法等，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。

通过上述步骤可以在导电膜上形成具有层叠有第一半导体层、第二半导体层及第三半导体层的结构的第一光电转换层。

接着，其上形成有上述第一光电转换层的衬底被再次传输到第一淀积室2106。在第一淀积室2106中，在第一光电转换层上形成具有导电性的中间层。中间层的材料或形状(图案)等可以根据所要求的光学特性或电特性进行适当地变更，但是在制造工序上来说优选中间层具有与导电膜同样的结构。

接着，通过连接室2180将其上形成有中间层的衬底送达到传输机械2160。传输机械2160将该衬底传输到第一淀积室2142。在第一淀积室2142中，形成与中间层接触的第二光电转换层的第一半导体层。这里，虽然对形成添加有赋予p型导电性杂质元素的半导体层(p层)作为第一半导体层的情况进行了说明，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。作为淀积方法，典型地可以举出CVD法等，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。

接着，其上形成有上述第一半导体层的衬底被传输到第四淀积室2150、第五淀积室2152和第六淀积室2154。在第四淀积室2150、第五淀积室2152或第六淀积室2154中，与第一半导体层接触地形成不添加有赋予导电性的杂质元素的第二半导体层(i层)。作为淀积方法，与第一半导体层同样地，可以举出CVD法等，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。

这里，为了形成第二半导体层准备了第四淀积室2150、第五淀积室2152或第六淀积室2154三个淀积室的原因与图13所示的装置的情况相同。也就是说，将第二光电转换层的第二半导体层(i层)形成得厚于第一光电转换层的第二半导体层(i层)。此外，能够用于光电转换层的形成的装置的结构不局限于此。另外，作为形成第二导电膜的方法还可以与第一半导体层同样地利用CVD法等，但是并不局限于此。

接着，其上形成有上述第二半导体层的衬底被传输到第二淀积室2144。在第二淀积室2144中形成有接触于第二半导体层添加有赋予与第一半导体层不同的导电性的杂质元素的第三半导体层。这里，虽然对形成添加有赋予n型杂质元素的半导体层(n层)作为第三半导体层的情况进行了说明，但是公开的发明的一个方式不局限于此。作为成 膜方法，可以与第一半导体层同样地利用CVD法等，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。

通过上述步骤可以在中间层上形成具有层叠有第一半导体层、第二半导体层及第三半导体层的结构的第二光电转换层。

接着，其上形成有上述第二光电转换层的衬底被传输到第三淀积室2146。在第三淀积室2146中，在第二光电转换层上形成用作电极或布线的导电膜。至于导电膜的材料或形状(图案)等可以根据所要求的光学特性或电特性进行适当地变更。另外，作为导电膜的淀积方法，典型地可以利用溅射法，但是本公开的发明的一个实施方式并不局限于此。例如，也可以利用蒸发法。当利用溅射法形成导电膜时，也可以将上述淀积室称为溅射室。另外，这里，对形成具有光反射性的导电膜作为导电膜的情况进行了说明，但是本公开的发明的一个实施方式不局限于此。例如，也可以层叠具有透光性的导电膜和具有光反射性导电膜而形成导电膜。

然后，将上述衬底从卸载室2148取出到外部。

通过上述步骤可以制造具有以下结构的光电转换装置：在衬底上依次层叠有导电膜、第一光电转换层、中间层、第二光电转换层以及导电膜。

注意，与传输室2100以及传输室2140连接的室的结构不局限于图14所示的结构。可以增加或减少室的数目。

注意，各导电膜等的表面处理的定时或次数也不局限于如上所述的情况。例如，也可以在导电膜的形成后进行表面处理。另外，还可以在形成各层之前或之后进行形成图案的蚀刻处理等。

本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合来使用。

实施方式8

可以使用根据实施方式1至7等获得的光电转换装置来制造太阳能光电模块。在本实施方式中，图15A示出使用实施方式7所示的光电转换装置的太阳能光电模块。太阳能光电模块5028由设置在支撑衬 底4002上的光电转换层4020构成。在支撑衬底4002与光电转换层4020之间，从支撑衬底4002一侧设置有绝缘层、第一电极。另外，第一电极连接到辅助电极4016。

辅助电极4016及第二电极4018形成在支撑衬底4002的一个表面一侧(形成有光电转换层4020的一侧)，并且在支撑衬底4002的端部分别与外部端子连接用的背面电极5026及背面电极5027连接。图15B是对应于图15A的C-D线的截面图，其示出辅助电极4016和第二电极4018通过支撑衬底4002的贯通口分别连接到背面电极5026、背面电极5027的状态。

注意，本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合来使用。

实施方式9

图16示出使用实施方式8所示的大阳能光电模块5028的大阳能光电系统的例子。具备DC-DC转换器等的充电控制电路5029控制一个或多个大阳能光电模块5028所供应的电力并对蓄电池5030进行充电。另外，当蓄电池5030受到足够的充电时，充电控制电路5029控制一个或多个大阳能光电模块5028所供应的电力，使该电力直接输出到负载5031。

当使用双电层电容器作为蓄电池5030时，在充电中蓄电池5030不需要化学反应，所以蓄电池5030可以进行迅速的充电。此外，与利用化学反应的铅蓄电池等相比，可以将寿命提高为8倍左右并且将充放电效率提高为1.5倍左右。本实施方式所示的大阳能光电系统可以用于照明设备、电子设备等使用电力的各种各样的负载5031。

注意，本实施方式可以与任意其他实施方式适当地组合来使用。

实施方式10

图17A及图17B示出将实施方式8所示的大阳能光电模块5028用于顶板部分的车辆(汽车)6000的例子。大阳能光电模块5028通过转换器6002连接到电池或电容器6004。也就是说，电池或电容器6004 使用太阳能光电模块5028供应的电力充电。另外，使用监视器6008对引擎6006的工作状况进行监视，并根据引擎的状况选择充电/放电。

大阳能光电模块5028有受热的影响而光电转换率下降的倾向。为了抑制光电转换率的这种下降，可以在大阳能光电模块5028内循环冷却用的液体等。例如，可以利用循环泵6012使散热器6010的冷却水循环。当然，本公开的发明的一个实施方式不局限于将冷却用的液体共用于大阳能光电模块5028和散热器6010的结构。另外，当光电转换率的降低不严重时，不需要采用循环液体的结构。

注意，本实施方式可以与任意其他的实施方式适当地组合来使用。

实施方式11

图18示出能够从从任意一个实施方式的光电转换装置的输出稳定地提取交流电力而无需使用外部电源的逆变器的一个模式。

由于光电转换装置的输出根据入射光量而变动，所以不作任何改变而使用输出电压时有时不能获得稳定的输出。图18所例示的逆变器设置有用于稳定的电容器7004及开关调节器7006，以便进行产生稳定的DC电压的工作。

例如，当光电转换装置7002的输出电压为10V至15V时，利用开关调节器7006可以产生30V的稳定的直流电压。

图19示出开关调节器7006的框图。开关调节器7006包括衰减器7012、三角波发生电路7014、比较器7016、开关晶体管7020及平滑电容7021而构成。

当三角波发生电路7014的信号被输入到比较器7016时，开关晶体管7020导通，在电感器7022中储存能量。由此，开关调节器7006的输出中产生比光电转换装置7002的输出电压V1高的电压V2。该电压通过衰减器7012反馈到比较器7016，并将产生的电压控制为与参考电压7018相等。

例如，当将参考电压设定为5V并将衰减器的调整量设定为1/6时，V2被控制为30V。

二极管7024用来防止逆流，通过平滑电容7021使开关调节器7006输出电压平滑化。

在图18中，利用开关调节器7006的输出电压V2来使脉冲宽度调制电路7008工作。在脉冲宽度调制电路7008中，脉冲宽度调制波既可以利用微型计算机以数字方式生成，又可以以模拟方式来生成。

脉冲宽度调制波V3、V4是通过将脉冲宽度调制电路7008的输出输入到开关晶体管7026至7029而生成的。脉冲宽度调制波V3、V4经过带通滤波器7010被转换为正弦波。

也就是说，如图20所示，脉冲宽度调制波7030是在特定的周期中其占空系数变化的矩形波，通过将脉冲宽度调制波7030通过带通滤波器7010可以得到正弦波7032。

如上所述，利用光电转换装置7002的输出，可以不使用外部电源地生成交流电力V5、V6。

注意，本实施方式可以与任意其他的实施方式适当地组合来使用。

实施方式12

本实施方式参照图21示出光电系统的一个例子。对将该光电系统示出将其设置于住宅等时的结构。

该光电系统具有将光电转换装置7050所产生的电力充电到蓄电装置7056，或者将产生的电力在逆变器7058中作为交流电力而消耗的结构。另外，将光电转换装置7050所产生的剩余电力卖给电力公司等。另一方面，在夜间或下雨天等电力不足时，使用电网7068向住宅等提供电力。

由光电转换装置7050所产生的电力的消耗和来自电网7068的电力的接收之间的转换，利用连接到光电转换装置7050一侧的直流开关7052和连接到电网7068一侧的交流开关7062来进行。

充电控制电路7054控制向蓄电装置7056的充电，并且控制从蓄电装置7056向逆变器7058的电力供给。

蓄电装置7056由锂离子电池等的二次电池或者锂离子电容器等的 电容器等构成。在这一蓄电单元中，还可以使用利用钠来替代锂作为电极材料的二次电池或电容器。

从逆变器7058输出的交流电力被用作使各种电器7070工作的电力。

通过利用电网7068传输光电转换装置7050所产生的剩余电力，可以将剩余电力卖给电力公司。设置交流开关7062是用来通过变压器(transformer)7064选择电网7068与配电盘7060之间的连接或切断。

如上所述，本实施方式的光电系统可以通过利用本公开的发明的一个实施方式的光电转换装置提供环境负荷少的住宅等。

注意，本实施方式可以与任意其他的实施方式适当地组合来使用。

实施方式13

如图22所示，在以中间夹着纤维体7100及有机树脂7102且使单元7096的第一表面朝向内侧的方式重叠的一对衬底7098的周边部分设置有框体7088，以使光电转换装置具有机械强度。一对单元7096通过导电体7103彼此电连接。

在框体7088的内侧填充密封树脂7084，以防止水的浸入。在各单元7096的端子部的与布线构件7082接触的部分设置焊料或导电膏等的导电构件7080以提高贴合强度。布线构件7082在框体7088内部从衬底7098的第一表面引至第二表面。

像这样，通过以作为单元7096的支撑构件的衬底7098设置于外侧并能够作为双面密封构件的方式贴合一对单元7096，能够实现光电转换设备的厚度的减少，并将发电量提高到1.5倍，较理想的为2倍。

图23示出在光电转换装置的框体7088的内侧设置蓄电装置7090的结构。将蓄电装置7090的端子7092设置为至少接触于一个布线构件7082。此时，优选将使用构成单元7096的半导体层及导电膜而形成的防止逆流二极管7094，形成在单元7096与蓄电装置7090之间。

另外，作为蓄电装置7090，可以使用如镍氢电池、锂离子电池等的二次电池或者如锂离子电容器等的电容器等。在这些蓄电单元中， 可以采用利用钠来替代锂的二次电池或电容器作为电极材料。另外，通过将蓄电装置7090设定为薄膜状，可以实现薄型化及轻量化，并可以将框体7088用作蓄电装置7090的加强构件。

注意，本实施方式可以与任意其他的实施方式适当地组合来使用。

实施方式14

在本实施方式中，确认了通过具有多个光电转换层而带来的光电转换效率的提高。具体而言，通过计算机计算得到使用非晶硅的光电转换层和使用单晶硅的光电转换层的光电转换效率(量子效率)的波长依赖性。作为计算软件使用silvaco公司制造的器件模拟器Atlas。

用于计算的光电转换层具有pin结结构。在使用非晶硅的光电转换层中，分别将p层的厚度设定为10nm、i层的厚度设定为200nm、n层的厚度设定为10nm。在使用单晶硅的光电转换层中，将p层的厚度设定为10nm、i层的厚度设定为30μm、n层的厚度设定为10nm。另外，将p层及n层中的杂质元素的浓度都设定为1×10¹⁹(cm^-3)，并在所有杂质都被激活的状态下进行计算。另外，不考虑在用作电极或中间层的导电层以及在导电层和光电转换层的界面中的光的反射、散射或吸收等。

在本实施方式中，为了简便，在以下条件对各光电转换层的量子效率进行了个别的计算，该条件是：使用非晶硅的光电转换层的入射光的光量与使用单晶硅的光电转换层的入射光的光量相等。

图24示出用作计算的前提的非晶硅(a-Si)和单晶硅(c-Si)的吸收系数。在图中，横轴表示波长(μm)，纵轴表示相对于对应的波长的吸收系数(cm^-1)。

图25示出根据上述数据计算出的使用非晶硅(a-Si)的光电转换层的量子效率。这里横轴表示波长(μm)，纵轴表示相对于对应的波长的量子效率。量子效率是将入射光的全部被转换为电流时的电流作为分母，并将负极的电流作为分子而求出的值。

从图25可知：在使用非晶硅的光电转换层中，短波长一侧(0.4μm 至0.6μm)的光电转换效率高。在使用非晶硅的光电转换层中，既使其厚度为100nm左右也能够进行充分的光电转换。另外，使用非晶硅的光电转换层优选用作顶部单元，因为它在以上厚度下能够充分地透射长波长的光。

图26示出使用单晶硅(c-Si)的光电转换层的量子效率。在图26中，与图25同样，横轴表示波长(μm)，纵轴表示相对于对应的波长的量子效率。

从图26可知：使用单晶硅的光电转换层的光电转换效率在较宽的波长带(0.4μm至0.9μm)较高。使用单晶硅的光电转换层优选的厚度为几十微米，所以优选用作底部单元。

图27示出使用图25和图26所示的结果求出的在使用非晶硅的光电转换层和使用单晶硅的光电转换层的叠层结构中的量子效率。另外，在图27中示出当将使用非晶硅的光电转换层用作顶部单元，将使用单晶硅的光电转换层用作底部单元时的量子效率。这里，为了方便，无视上述光电转换层以外的要素地进行计算。也就是说，不考虑连接顶部单元和底部单元的中间层等的影响。

从本实施方式的计算结果可知：适用于使用非晶硅的光电转换层的波长和适用于使用单晶硅的光电转换层的波长不同。也就是说，可以认为：通过层叠这些光电转换层能够提高光电转换效率。

注意，本实施方式可以与任意其他的实施方式适当地组合来使用。

本说明书基于2009年6月5日在日本专利局受理的日本专利申请编号2009-136644，所述申请内容包括在本说明书中。

附图标记

101衬底；102单元；103结构体；104衬底；105单元；106纤维体；107有机树脂；110导电膜；111光电转换层；112导电膜；113p层；114i层；115n层；120导电膜；121光电转换层；122导电膜；123n层；124i层；125p层；130膏剂；131光电转换层；133p层；135n层；143p层；145n层；151光电转换层；152光电转换层；153p层；154i层；155n层；156p层；157i层；158n层；159光电转换层；160p层；161i层；162n层；163中间层；250经线；251纬线；252方平网眼；600导电体；602光电转换区域；604端子区域；606连接端子；608连接端子；610光电转换区域；614光电转换区域；1000传输室；1002装载/卸载室；1004淀积室；1006淀积室；1008淀积室；1010淀积室；1012淀积室；1020传输机械；1101单晶半导体衬底；1102保护层；1103第一半导体层；1104脆化层；1105导电膜；1106绝缘层；1107支撑衬底；1108分离衬底；1109第二半导体层；1110第三半导体层；1111光电转换层；1112导电膜；1101a单晶半导体衬底；1101b单晶半导体衬底；1201支撑衬底；1202剥离层；1203绝缘层；1204导电膜；1205第一半导体层；1206第二半导体层；1207第三半导体层；1208临时支撑衬底；1209剥离用粘合剂；1210粘合剂层；1211塑料衬底；1212导电膜；1221光电转换层；121a光电转换层；121b光电转换层；1301单晶半导体衬底；1302纹理结构；1303第一半导体层；1304导电膜；1305第三半导体层；1306导电膜；1307光电转换层；141a光电转换层；141b光电转换层；2100传输室；2102分析室；2104表面处理室；2106淀积室；2108装载室；2110淀积室；2112淀积室；2114淀积室；2120传输机械；2140传输室；2142淀积室；2144淀积室；2146淀积室；2148卸载室；2150淀积室；2152淀积室；2154淀积室；2160传输机械；2180连接室；4002支撑衬底；4016辅助电极；4018电极；4020光电转换层；5026背面电极；5027背面电极；5028太阳能光电模块；5029充电控制电路；5030蓄电池；5031负载；6000车辆；6002转换器；6004电容器；6006引 擎；6008监视器；6010散热器；6012循环泵；7002光电转换装置；7004电容器；7006开关调节器；7008脉冲宽度调制电路；7010带通滤波器；7012衰减器；7014三角波发生电路；7016比较器；7020开关晶体管；7021平滑电容；7022电感器；7024二极管；7026开关晶体管；7027开关晶体管；7028开关晶体管；7029开关晶体管；7030脉冲宽度调制波；7032正弦波；7050光电转换装置；7052直流开关；7054充电控制电路；7056蓄电装置；7058逆变器；7060配电盘；7062交流开关；7064变压器；7068电网；7070电器；7080导电构件；7082布线构件；7084密封树脂；7088框体；7090蓄电装置；7092端子；7094防止逆流二极管；7096单元；7098衬底；7100纤维体；7102有机树脂。

Claims (13)

1.一种光电转换装置，包括：

具备光电转换功能的第一单元；

具备光电转换功能的第二单元；以及

所述第一单元和所述第二单元之间的结构体，其中，所述结构体配置成将所述第一单元和所述第二单元彼此固定并使所述第一单元和所述第二单元彼此电连接，

其中，所述结构体包括纤维体，

所述第一单元包括夹在第一导电膜和第二导电膜之间的第一光电转换层，

所述第二单元包括夹在第三导电膜和第四导电膜之间的第二光电转换层，

所述第一光电转换层包括第一p型半导体层和第一n型半导体层，

所述第二光电转换层包括第二p型半导体层和第二n型半导体层，

第一i型半导体层形成在所述第一p型半导体层和所述第一n型半导体层之间，并且

第二i型半导体层形成在所述第二p型半导体层和所述第二n型半导体层之间。

2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，

所述第一单元或所述第二单元包括非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种。

3.一种光电转换装置，包括：

具备光电转换功能的第一单元；

具备光电转换功能的第二单元；以及

所述第一单元和所述第二单元之间的结构体，其中，所述结构体将所述第一单元和所述第二单元彼此固定并使所述第一单元和所述第二单元彼此电连接，

其中，所述结构体包括纤维体，

所述第一单元包括夹在第一导电膜和第二导电膜之间的第一光电转换层，并且

所述第二单元包括夹在第三导电膜和第四导电膜之间的第二光电转换层。

4.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，

所述第一单元或所述第二单元包括非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种。

5.一种光电转换装置，包括：

具备光电转换功能的第一单元；

具备光电转换功能的第二单元；以及

所述第一单元和所述第二单元之间的结构体，其中，所述结构体配置成将所述第一单元和所述第二单元彼此固定并使所述第一单元和所述第二单元彼此电连接，

其中，所述结构体包括纤维体，

所述第一单元包括夹在第一导电膜和第二导电膜之间的第一光电转换层，

所述第二单元包括夹在第三导电膜和第四导电膜之间的第二光电转换层，

所述第一光电转换层包括第一p型半导体层和第一n型半导体层，并且

所述第二光电转换层包括第二p型半导体层和第二n型半导体层。

6.根据权利要求5所述的光电转换装置，其中，

所述第一单元或所述第二单元包括非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种。

7.一种光电转换装置，包括：

具备光电转换功能的第一单元；

具备光电转换功能的第二单元；以及

所述第一单元和所述第二单元之间的结构体，其中，所述结构体配置成将所述第一单元和所述第二单元彼此固定并使所述第一单元和所述第二单元彼此电连接，

并且，所述结构体包括纤维体。

8.根据权利要求7所述的光电转换装置，其中，

所述第一单元或所述第二单元包括非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种。

9.一种光电转换装置的制造方法，包括如下步骤：

形成具备光电转换功能的第一单元；

形成具备光电转换功能的第二单元；以及

利用包括导电材料及纤维体的结构体将所述第一单元和所述第二单元牢固地接合并电连接。

10.根据权利要求9所述的光电转换装置的制造方法，其中，

形成包括第一导电膜、第一光电转换层、第二导电膜的叠层结构，并且

形成包括第三导电膜、第二光电转换层、第四导电膜的叠层结构。

11.根据权利要求9所述的光电转换装置的制造方法，其中，

形成包括第一导电膜、第一光电转换层、第二导电膜的叠层结构，

形成包括第三导电膜、第二光电转换层、第四导电膜的叠层结构，

通过层叠第一p型半导体层和第一n型半导体层来形成所述第一光电转换层，并且

通过层叠第二p型半导体层和第二n型半导体层来形成所述第二光电转换层。

12.根据权利要求9所述的光电转换装置的制造方法，其中，

形成包括第一导电膜、第一光电转换层、第二导电膜的叠层结构，

形成包括第三导电膜、第二光电转换层、第四导电膜的叠层结构，

通过层叠第一p型半导体层和第一n型半导体层来形成所述第一光电转换层，

通过层叠第二p型半导体层和第二n型半导体层来形成所述第二光电转换层，

在所述第一p型半导体层和所述第一n型半导体层之间形成第一i型半导体层，并且

在所述第二p型半导体层和所述第二n型半导体层之间形成第二i型半导体层。

13.根据权利要求9所述的光电转换装置的制造方法，其中，

所述第一单元或所述第二单元使用非晶硅、晶体硅、单晶硅中的任一种来形成。

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