CN103460394A - 光电转换装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

光电转换装置（10）具备：n型单晶硅基板（21）；层叠在n型单晶硅基板（21）的一个面上的IN层（25）；IP层（26），其以层叠在IN层（25）的一个面上的未层叠IN层（25）的区域并且具有与层叠有IN层（25）的区域重叠的重叠区域（26*）的方式层叠；与IN层（25）电连接并遍及重叠区域（26*）上形成的n侧电极40；和以与n侧电极（40）离开且与IP层（26）电连接的方式形成的p侧电极（50），IP层（26）在形成有n侧电极（40）的区域和形成有p侧电极（50）的区域之间形成有分离间隙（60）。

Description

光电转换装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及光电转换装置及其制造方法。
背景技术
专利文献1中提出有在太阳能电池的背面侧形成有p型半导体区域以及p侧电极、和n型半导体区域以及n侧电极的所谓背面接合型的太阳能电池。采用该背面接合型的太阳能电池，在受光面侧不存在电极，因此，能够提高太阳光的光接收效率，提高发电效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－200267号公报
发明内容
发明想要解决的问题
但是，关于背面接合型的太阳能电池，从光电转换效率的提高等的观点出发，还有改良的余地。应改良的点能够列举几个，但提高p型半导体区域以及p侧电极、和n型半导体区域以及n侧电极之间的绝缘性，降低漏泄电流特别重要。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够降低漏泄电流的光电转换装置及其制造方法。
用于解决课题的技术方案
本发明的光电转换装置的特征在于，包括：结晶类半导体基板；层叠在结晶类半导体基板的一个面上的第一非晶质半导体层；第二非晶质半导体层，其包括以层叠在所述结晶类半导体基板的一个面上的未层叠第一非晶质半导体层的区域，并且具有与层叠有第一非晶质半导体层的区域重叠的重叠区域的方式层叠的、与第一非晶质半导体层相反的导电型的层；第一电极，其与第一非晶质半导体层电连接，遍及在第二非晶质半导体层的重叠区域上形成；和第二电极，其以与第一电极离开且与第二非晶质半导体层电连接的方式形成，第二非晶质半导体层在形成有第一电极的区域和形成有第二电极的区域之间，具有分离间隙或厚度比其它的区域薄的薄膜区域。
本发明的光电转换装置的制造方法，其特征在于，在结晶类半导体基板的一个面上层叠第一非晶质半导体层的工序；遍及结晶类半导体基板的一个面上的未层叠第一非晶质半导体层的区域、和层叠有第一非晶质半导体层的区域的一部分，层叠包含与第一非晶质半导体层相反的导电型的层的第二非晶质半导体层的工序；遍及第一非晶质半导体层上、和重叠在第一非晶质半导体层上的第二非晶质半导体层的重叠区域上形成第一电极，并且在与上述第一电极离开的上述第二非晶质半导体层上形成第二电极的电极形成工序；和将存在于第一电极和第二电极之间的第二非晶质半导体层的至少一部分除去的除去工序。
发明效果
根据本发明的光电转换装置，能够降低漏泄电流并进一步提高光电转换效率。
附图说明
图1是从背面侧观察作为本发明的实施方式的光电转换装置的平面图。
图2是图1的A-A线截面图。
图3是图2的B部放大图。
图4表示在图1中省略n侧电极和p侧电极，IN非晶硅层和IP非晶硅层的平面形状图案的图。
图5是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示中间生成物（未形成分离间隙的光电转换部）的制造工序的图。
图6是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示中间生成物的制造工序的图。
图7是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示中间生成物的制造工序的图。
图8是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示中间生成物的制造工序的图。
图9是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示构成电极的第一、第二导电层的形成工序的图。
图10是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示构成电极的第一、第二导电层的形成工序的图。
图11是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示IP非晶硅层的蚀刻工序的图。
图12是用于说明作为本发明的实施方式的光电转换装置的制造方法的截面图，是表示构成电极的第三导电层的形成工序的图。
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。以下的实施方式仅仅为例示。本发明不限于以下的实施方式。另外，在实施方式等中参照的各图面是示意性地记载的图，在图面中所描绘的物体的尺寸的比率等，有时与现实的物体的尺寸的比率等不同。具体的物体的尺寸比率等应参照以下的说明进行判断。
首先，先参照图1～图4详细说明光电转换装置10的构成。
图1是从背面侧观察光电转换装置10的平面图。在图1中，为了图面的明确化，对形成有n侧电极40的区域标注低密度的点，对形成有p侧电极50的区域标注高密度的点。如图1所示，光电转换装置10具备：接收太阳光等的光而生成载流子（电子和空穴）的光电转换部20；和形成在光电转换部20的背面侧的n侧电极40和p侧电极50。在光电转换装置10中，由光电转换部20生成的载流子分别被n侧电极40和p侧电极50收集。并且，将n侧电极40和p侧电极50与未图示的配线材料电连接，使光电转换装置10组件化，由此将载流子作为电能取出至外部。
在此，“背面”是指与作为光从装置的外部入射的面的“受光面”相反一侧的面。换言之，形成有n侧电极40和p侧电极50的面是背面。另外，n侧电极40是从光电转换部20的IN非晶硅层25收集载流子（电子）的电极。另一方面，p侧电极50是从光电转换部20的IP非晶硅层26收集载流子（空穴）的电极。优选各电极分别具有多个指形电极部41、51和连结对应的各指形电极部的汇流条电极部42、52。
光电转换部20具有大致正方形的作为结晶类半导体基板的n型单晶硅基板21。作为结晶类半导体基板例如可以为n型多晶硅基板、p型的单晶或多晶硅基板，但优选使用本实施方式中例示的n型单晶硅基板21。
n型单晶硅基板21作为发电层发挥作用，例如具有100～300μm的厚度。n型单晶硅基板21的受光面优选形成织构结构（未图示）。在此，“织构结构”是指抑制表面反射、并增大光电转换部20的光吸收量的凹凸构造。作为织构结构的具体例，列举有通过对具有（100）面的受光面实施各向异性蚀刻而获得的金字塔状（四棱锥状、四棱锥台状）的凹凸构造。
图2是图1的A-A线截面图、即将指形电极部41、51在宽度方向上切断的截面图。如图2所示，优选在n型单晶硅基板21的受光面侧依次形成例如i型非晶硅膜22、n型非晶硅层23和保护层24。在此，i型非晶硅层22和n型非晶硅层23作为钝化层发挥功能。保护层24保护钝化层并具有防反射功能。
i型非晶硅层22和n型非晶硅层23优选层叠在例如n型单晶硅基板21的受光面的除了端缘区域之外的整个区域。i型非晶硅层22是本征非晶硅的薄膜层，例如具有0.1nm～25nm左右的厚度。另一方面，n型非晶硅层23例如是掺杂有磷（P）等的非晶硅的薄膜层，具有2nm～50nm左右的厚度。
保护层24优选层叠在n型非晶硅层23上的大致整个区域。保护层24优选由透光性高的材料构成，例如为由氧化硅（SiO2）、氮化硅（SiN）、或氮氧化硅（SiON）等构成的绝缘层。在这之中，特别优选SiN层。保护层24的厚度考虑反射防止特性等能够适当变更，但是优选例如为80nm～1μm左右。
在光电转换部20中，在n型单晶硅基板21的背面侧分别层叠有例如作为第一非晶质半导体层的IN非晶硅层25（以下称为IN层25）、作为第二非晶质半导体层的IP非晶硅层26（以下称为IP层26）、和绝缘层31。IN层25、和IP层26的大部分直接层叠在n型单晶硅基板21的背面上。另一方面，绝缘层31层叠在IN层25上的一部分。
IN层25优选包括层叠在n型单晶硅基板21的背面上的i型非晶硅层27、和层叠在I型非晶硅层27上的n型非晶硅层28。i型非晶硅层27和n型非晶硅层28例如分别能够以与i型非晶硅层22和n型非晶硅层23同样的组成、同样的厚度形成。
IP层26优选主要包含层叠在n型单晶硅基板21的背面上的i型非晶硅层29和层叠在i型非晶硅层29上的p型非晶硅层30。i型非晶硅层29例如能够以与i型非晶硅层22、i型非晶硅层27同样的组成、同样的厚度形成。另一方面，p型非晶硅层30优选为例如掺杂有硼（B）等的非晶硅的薄膜层。p型非晶硅层30的厚度优选为例如2nm～50nm左右。
IN层25和IP层26从光电转换效率等的观点出发，优选沿一个方向交替反复层叠。另外，优选IN层25和IP层26在n型单晶硅基板21的背面上的广大范围层叠。因此，优选IN层25的一部分和IP层26的一部分相互重叠、例如一个层覆盖于另一个层地无间隙地层叠。另外，从生产性的观点出发，优选这样层叠。
以下，例示IP层26重叠在IN层25上地层叠的方式。而且，在IP层26中，将重叠在IN层25上层叠的区域称为“重叠区域26*”（参照图3和图4）进行说明。另外，将IN层25和IP层26交替反复形成的方向称为“x方向”，将与x方向正交的方向称为“y方向”。
绝缘层31优选设置于IN层25与、IP层26的重叠区域26*之间的至少一部分。绝缘层31具有提高IN层25和IP层26之间的绝缘性的功能。作为绝缘层31，能够以与保护层24同样的组成、同样的厚度形成，例如优选SiN层。
绝缘层31特别优选在IN层25中遍及层叠有IP层26的区域的整体而形成。换言之，IP层26不直接层叠在IN层25上，仅层叠在绝缘层31上。另一方面，优选在IN层25中未层叠IP层26的区域上不层叠绝缘层31。由此，确保IN层25和IP层26的良好的绝缘性，并能够实现IN层25和n侧电极40的电连接。
以下，以在重叠区域26*和IN层25之间遍及重叠区域26*的整个区域存在绝缘层31的情况进行说明。
在光电转换装置10中，n侧电极40直接形成在IN层25上。但是，在IN层25上存在重叠区域26*，因此n侧电极40也形成在重叠区域26*上。即，为了扩大电极面积，另外从使制造工艺简单化等的观点出发，n侧电极40也一定程度地横跨形成在重叠区域26*上。对于p侧电极50，也优选形成在IP层26上的广大范围，遍及重叠区域26*上形成。
在n侧电极40和p侧电极50之间形成有使两电极分离的分离槽61。分离槽61形成在IP层26上。分离槽61例如可以形成在重叠区域26*的靠近区域上，但是从绝缘性等的观点出发，优选形成在重叠区域26*上。更优选沿重叠区域26*形成分离槽61。
n侧电极40和p侧电极50（指形电极部·汇流条电极部）优选采用例如各自包括：第一导电层43、53；第二导电层44、54；第三导电层45、55和第四导电层46、56的层叠构造。第二～第四导电层优选采用金属层。例如能够以第二导电层44、54作为镀层成长的起点的种子层，利用电镀法形成第三导电层45、55和第四导电层46、56。另一方面，第一导电层43、53优选采用透明导电层（TCO膜）。透明导电层具有防止光电转换部20和金属层的接触，利用与金属层的相互作用提高反射率的功能。
透明导电层（TCO膜）优选构成为包含例如具有多晶结构的氧化銦（In2O3）、氧化锌（ZnO）、氧化锡（SnO2）、和氧化钛（TiO2）等的金属氧化物中的至少一种。这些金属氧化物可以掺杂锡（Sn）、锌（Zn）、钨（W）、锑（Sb）、钛（Ti）、铝（Al）、铈（Ce）、镓（Ga）等的掺杂剂，例如特别优选在In2O3中掺杂有Sn的ITO。掺杂剂的浓度能够为0～20wt%。透明导电层的厚度例如优选50nm～100nm左右。
第二导电层～第四导电层优选具有高导电性、且由光的反射率高的金属构成。作为构成各层的金属，能够例示含有银（Ag）、铝（Al）、钛（Ti）、铜（Cu）、锡（Sn）等的金属或它们的一种以上的合金。例如第二导电层44、54和第三导电层45、55优选为Cu层，第四导电层46、56优选为Sn层。在该情况下，Sn层作为Cu层的保护层发挥功能。Cu层的厚度优选为例如10μm～20μm左右。Sn层的厚度优选为1μm～5μm左右。
在此，参照图3和图4，对IN层25和IP层26的构成、特别是IN层25和IP层26的边界区域的构成详细进行说明。
图3是省略图1中n侧电极40和p侧电极50，表示IN层25和IP层26的平面形状图案的图。图3中，为了图面的明了化，将一部分放大。另外，对IN层25和IP层26的露出的层叠区域分别标注相互角度不同的实线阴影，对由绝缘层31覆盖的IN层25的层叠区域标注虚线阴影。标注有交叉阴影的区域为IN层25和IP层26重叠的区域、即重叠区域26*。图4是图2的B部放大图、即将IN层25和IP层26的边界区域及其附近放大表示的图。
如图3和图4所示，IN层25和IP层26具有例如相互啮合地形成的梳齿状、或条状的层叠方式。IN层25和IP层26优选例如沿x方向交替反复层叠。另外，IN层25和IP层26优选形成重叠区域26*而且无间隙地层叠。
IN层25例如能够以具有沿y方向延伸的多个IN区域25a和与IN区域25a交叉、连结各IN区域25a的IN区域25b的方式形成图案。IN区域25a优选例如在x方向上隔开规定间隔相互平行地形成。
IP层26与IN层25相同，能够以具有沿y方向延伸的多个IP区域26a和与IP区域26a交叉、连结各IP区域26a的IP区域26b的方式形成图案。并且，IP层26优选具有IP区域26c，该IP区域26c例如以对IN层25的露出区域进行镶边的方式形成的第三区域。
IP区域26a与IN区域25a相同，优选在x方向上隔开规定间隔相互平行地形成有多个。而且，以填埋各IN区域25a之间的方式层叠各IP区域26a，如上所述，能够获得IN层25（IN区域25a）和IP层26（IP区域26a）沿x方向交替反复的层叠方式。另外，使IP区域26a的x方向端缘区域覆盖在IN区域25a的x方向端缘区域上进行层叠，由此在x方向上形成多个重叠区域26*。
此外，IN区域25a的露出区域上例如形成有n侧电极40的指形电极部41，在IN区域25b的露出区域上例如形成有汇流条电极部42，各电极部也形成于重叠区域26*上。在p侧电极50中，例如指形电极部51形成于IP区域26a上，汇流条电极部52形成于IP区域26b上，各电极部也形成于重叠区域26*上。
IN层25和IP层26优选在ｙ方向上也无间隙地层叠在n型单晶硅基板21的背面上。例如优选在IN层25和IP层26的ｙ方向上的边界区域，IP层26的一部分覆盖于IN层25上的一部分地层叠。即，IN层25和IP层26能够层叠在n型单晶硅基板21的背面上的整个区域。
IN层25和IP层26优选无间隙地层叠在例如n型单晶硅基板21的背面上的除端缘区域之外的整个区域上。即，IP层26的重叠区域26*优选沿IN层25和IP层26的边界区域形成。例如重叠区域26*优选形成为对应上述梳齿状的图案，沿IN区域25a、25b和IP区域26a、26b的边界区域，在ｙ方向上反复凹凸的同时在x方向上延伸的区域。
重叠区域26*的宽度无特别限定，但是优选为例如30μm～500μm左右，为IN区域25a的宽度的1/3左右。IN区域25a的宽度无特别限定，但是优选为100μm～1.5mm左右。各IN区域25a的间隔能够设定比为其宽度大，IP区域26a的宽度例如能够设定为比IN区域25a的宽度大。另外，IN区域25b和IP区域26b的宽度例如能够设定为比IP区域26a的宽度大。
在包含重叠区域26*的IP层26优选形成有将形成有n侧电极40的区域和形成有p侧电极50的区域分离的分离间隙60。或者，IP层26优选在形成有n侧电极40的区域和形成有p侧电极50的区域之间，形成层的厚度比其它的区域薄的薄膜区域。
作为薄膜区域，能够例示例如通过蚀刻工艺，在IP层26的p型非晶硅层30被减膜的区域、或上层的p型非晶硅层30被除去而残留有下层的i型非晶硅层29的区域等。
IP层26优选在形成有n侧电极40的区域和形成有p侧电极50的区域之间不具有p型非晶硅层30。更优选，如上所述，形成分离间隙60将连结各区域间的IP层26实质上除去或完全除去。分离间隙60的方式不特别限定，但优选为例如线状地延伸的槽缝或切口。
分离间隙60例如可以形成在重叠区域26*的附近区域，但从绝缘性、钝化性的观点出发，优选形成在重叠区域26*的范围。重叠区域26*和IN层25之间存在绝缘层31，因此在重叠区域26*形成分离间隙60时，露出的层为绝缘层31。换言之，分离间隙60的底为绝缘层31，IN层25不露出。
分离间隙60例如沿重叠区域26*的一部分（例如y方向）形成。更优选，遍及重叠区域26*的全长形成分离间隙60。而且，IP层26的重叠区域26*优选具有被分离间隙60隔开的2个区域。
在本实施方式中，IP层26的重叠区域26*被分离间隙60分离为形成有p侧电极50的IP区域26a、26b和形成有n侧电极40的IP区域26c。而且，IP区域26c以对IN层25的露出区域镶边的方式例如以比分离间隙60狭窄的宽度形成。
另外，分离间隙60优选与使各电极分离的分离槽61的位置匹配地形成。分离间隙60特别优选沿分离槽61遍及其全长地形成。分离间隙60和分离槽61的形成位置、宽度能够在例如后述的蚀刻工序中适当调整。分离槽61的宽度优选在确保绝缘性的范围内较窄地形成，优选例如10μm～200μm左右。另一方面，分离间隙60的宽度不特别限定，但是优选为例如重叠区域26*的宽度的1/3左右。
在本实施方式中，分离槽61的宽度比分离间隙60的宽度狭窄，各电极的第三、第四导电层（45、46、55、56）以填埋分离间隙60的一部分的方式存在。另一方面，n侧电极40的第一、第二导电层（43、44）和p侧电极50的第一、第二导电层（53、54）的间隔例如与分离间隙60的宽度相等。这是由以各电极的第一、第二导电层为掩模的后述的制造工艺所致。
接着，参照图5～图12，例示光电转换装置10的制造方法。在此，图5～图8是表示中间生成物13（未形成分离间隙60的光电转换部20）的制造工序的图。图9和图10是表示第一导电层43、53和第二导电层44、54的形成工序的图。图11是表示分离间隙60的形成工序的图。图12是表示第三导电层45、55的形成工序的图。
以下，例示以构成各电极的第二导电层44、54为种子层，利用电解电镀，形成第三导电层45、55和第四导电层46、56的工序。另外，例示以第二导电层44、54为掩模形成分离间隙60的工序。
首先，如图5所示，例如将洁净的n型单晶硅基板21设置在真空腔室内，利用等离子体化学气相成长法（PECVD）、溅射法依次层叠i型非晶硅层、n型非晶硅层和绝缘层（保护层）。本实施方式中，在n型单晶硅基板21的一个面上依次层叠i型非晶硅层22、n型非晶硅层23和保护层24，在另一个面上依次层叠i型非晶硅层27、n型非晶硅层28和绝缘层31。以下，将一个面称为“受光面11”，将另一个面称为“背面12”进行说明。
在基于PECVD的i型非晶硅膜22，27的层叠工序中，例如能够使用将硅烷气体（SiH4）用氢（H2）稀释而获得的气体作为原料气体使用。另外，在n型非晶硅膜23，28的层叠工序中，例如在硅烷（SiH4）中添加磷化氢（PH3），用氢（H2）稀释而获得的气体作为原料气体使用。通过使硅烷气体（SiH4）的稀释率改变，能够使i型非晶硅膜22、27和n型非晶硅膜23、28的膜质变化。另外，通过使磷化氢（PH3）的混合浓度改变，能够使n型非晶硅膜23、28的掺杂浓度变化。
优选在层叠i型非晶硅层22等之前，在n型单晶硅基板21的受光面11形成织构结构。织构结构例如能够使用氢氧化钾（KOH）水溶液，对（100）面进行各向异性蚀刻而形成。
接着，如图6所示，对层叠在背面12上的各层进行图案化。首先，将绝缘层31部分蚀刻除去。要除去的绝缘层31的区域是在后工序中层叠IP层26的背面12上的区域。在绝缘层31的蚀刻工序中，例如利用基于丝网印刷法、喷墨法的涂敷工艺、或光刻工艺等形成的抗蚀剂膜作为掩模使用。即，在想要残留的绝缘层31上形成抗蚀剂膜。绝缘层31为氧化硅（SiO2）、氮化硅（SiN）、或氮氧化硅（SiON）的情况下，例如能够使用氟化氢（HF）水溶液进行蚀刻。
在绝缘层31的蚀刻结束后，例如将抗蚀剂膜除去，以被图案化后的绝缘层31作为掩模，对露出的IN层25进行蚀刻。IN层25的蚀刻例如使用氢氧化钠（NaOH）水溶液（例如1wt%NaOH水溶液）等的碱性蚀刻液进行。构成IN层25的i型非晶硅层27和n型非晶硅层28均能够利用NaOH水溶液除去。利用该工序，在背面12上形成被图案化了的IN层25、绝缘层31。
IN层25、IP层26、和绝缘层31的蚀刻也能够使例如用蚀刻膏、粘度被调整了的蚀刻墨水。在该情况下，利用丝网印刷法、喷墨法等，对IN层25等的已除去了的区域上涂敷蚀刻膏。
接着，如图7所示，例如在背面12上的除了端缘区域之外的整个区域层叠IP层26。即，图案化了的IN层25上也隔着绝缘层31层叠IP层26。IP层26与IN层25相同，能够通过PECVD依次成膜i型非晶硅层29和p型非晶硅层30而形成。其中，在p型非晶硅层30的层叠工序中，例如替代PH3，能够以乙硼烷（B2H6）为原料气体加以使用。
接着，如图8所示，对层叠在IN层25上的IP层26进行图案化，将绝缘层31部分除去获得中间生成物13。在此，虽然未图示，但中间生成物13的IN层25和IP层26例如能够形成为相互啮合的梳齿状的平面形状图案。此外，在中间生成物13形成分离间隙60，然后也能够通过丝网印刷法等形成各电极图案。但是，考虑生产性、图案化精度等时，优选以图案化了的种子层为掩模形成分离间隙60。
在该工序中，首先，将层叠在IN层25上的IP层26部分蚀刻除去。要除去的IP层26的区域为在后工序中形成n侧电极40的IN层25上的区域。在IP层26的蚀刻工序中，例如使用通过丝网印刷法等形成的抗蚀剂膜作为掩模，使用NaOH水溶液等的碱性蚀刻液进行。通常，IP层26比IN层25难以被蚀刻，因此，优选使用浓度比IN层25的NaOH水溶液高的溶液（例如10wt%NaOH水溶液）、或氢氟酸硝酸（HF、HNO3）（例如各30wt%）。或者，也优选将NaOH水溶液加热至70～90℃左右使用（热碱处理）。此外，形成有抗蚀剂膜被保护的区域成为重叠区域26*。
在IP层26的蚀刻结束后，例如除去抗蚀剂膜，使用已被图案化了的IP层26作为掩模，使用HF水溶液将露出的绝缘层31蚀刻除去。绝缘层31被除去，由此IN层25的一部分露出。
接着，如图9所示，在露出的IN层25上和已图案化的IP层26上依次形成第一导电层14和第二导电层15。第一导电层14和第二导电层15优选在IN层25上和IP层26上的整个区域层叠。在此，第一导电层14是在后工序中被图案化而成为各电极的第一导电层43、53的层，第二导电层15是在后工序中被图案化而成为各电极的第二导电层44、54的层。
第一导电层14例如为ITO等的透明导电层，能够利用溅射法、PECVD形成。第二导电层15例如为Cu层等的金属层，能够以与第一导电层11同样的方法形成。第一导电层14如上所述，能够以50nm～100nm左右的厚度形成。第二导电层15优选例如能够以50nm～1μm左右的厚度形成。
接着，如图10所示，对第一导电层14和第二导电层15进行图案化，形成第一导电层43、53和第二导电层44、54。第一导电层14和第二导电层15例如能够使用通过丝网印刷法等形成的抗蚀剂膜作为掩模，使用含有氯化铁（FeCl3）和盐酸（HCl）的水溶液进行蚀刻。
优选被蚀刻的第一导电层14和第二导电层15的区域为重叠区域26*的正上方区域。另外，特别优选被蚀刻的区域为沿重叠区域26*的线状的区域。例如优选残留沿着重叠区域26*的线状的区域，在第一导电层14上和第二导电层15上的整个区域形成抗蚀剂膜。
另外，在该工序中，例如通过调整抗蚀剂膜的形成图案能够控制构成n侧电极40的各导电层（第一导电层43、第二导电层44）和构成p侧电极50的各导电层（第一导电层53、第二导电层54）的间隔。优选考虑在后工序中形成的第三导电层45、55和第四导电层46、56的向横向（侧向）上的成长而调整该间隔，优选例如为200μm左右。
利用该工序，IP层26的重叠区域26*的一部分露出，IP层26被减膜。所以，需要另外设置用于形成下面所示的分离间隙60（或薄膜区域）的IP层26的除去工序。
图11表示在IP层26形成有分离间隙60的状态、即在背面侧形成有第一导电层43、53和第二导电层44、54的光电转换部20。
如图11所示，将IP层26的重叠区域26*蚀刻除去，在重叠区域26*形成分离间隙60。具体而言，在第一导电层14和第二导电层15的蚀刻结束后，例如除去抗蚀剂膜，以第一导电层43、53和第二导电层44、54为掩模，对露出的IP层26进行蚀刻。IP层26的蚀刻如上所述，能够使用高浓度的NaOH水溶液、热碱进行。
利用该工序，将露出的区域的IP层26蚀刻除去，由此能够将IP层26的重叠区域26*分离为形成有p侧电极50的第一导电层53和第二导电层54的区域（例如上述IP区域26a、26b）和形成有n侧电极40的第一导电层43和第二导电层44的区域（例如上述IP区域26c）。
另外，在该工序中，使构成各电极的第一导电层43、53和第二导电层44、54为蚀刻掩模，沿分离槽61形成分离间隙60。即，第一导电层43（第二导电层44）和第一导电层53（第二导电层54）的间隙与分离槽61对应，因此，沿第一导电层43和第一导电层53之间除去露出的重叠区域26*，由此形成沿分离槽61的分离间隙60。
另外，在该工序中，例如通过调整蚀刻时间、蚀刻液的浓度，能够使IP层26的一部分残留。例如不将IP层26完全除去，在IP区域26a、26b和IP区域26c之间，可以形成p型非晶硅层30被减膜的区域、仅残留i型非晶硅层29的区域。
另外，该工序能够在第三导电层45、55的形成工序后进行。在该情况下，能够将第三导电层45和第三导电层55的间隔设定为与分离间隙60的宽度相等。但是，考虑到生产性等时，优选在第三导电层45、55的形成前形成分离间隙60。
接着，如图12所示，在第二导电层44、54上分别形成第三导电层45、55。第三导电层45、55能够分别以第二导电层44、54为种子层利用电解电镀形成。并且，在第四导电层46、56上利用电解电镀形成例如Sn层等的金属层，由此能够获得在光电转换部20的背面侧具备n侧电极40和p侧电极50的光电转换装置10。
电解电镀例如能够通过在构成n侧电极40的第二导电层44和构成p侧电极50的第二导电层54流过相同大小的电流进行。在该情况下，在第二导电层44、54上形成有相同质量的金属镀层。所以，在层叠面积比p侧电极50小的n侧电极40中，第三导电层的厚度变厚。即，通过流过相同大小的电流进行电解电镀，能够使n侧电极40的厚度比p侧电极50的厚度厚。
如上所述，本实施方式的光电转换装置10中，IN层25和IP层26例如在n型单晶硅基板21的背面上的除端缘区域之外的整个区域，IP层26的一部分覆盖在IN层25上的一部分并无间隙地层叠。因此，n侧电极40的一部分遍及IP层26的重叠区域26*上形成。光电转换装置10中，在形成有n侧电极40和p侧电极50的IP层26设置有将形成有n侧电极40的区域和形成有p侧电极50的区域分离的分离间隙60。所以，对于IP层26的横向的绝缘性提高，能够降低漏泄电流。光电转换装置10，在受光面侧没有电极、受光效率高的结构中，通过降低漏泄电流，能够进一步提高光电转换效率。
另外，光电转换装置10中，IP层26隔着绝缘层31层叠在IN层25上。由此，IN层25和IP层26之间的绝缘性提高，能够进一步降低漏泄电流。另外，通过设置绝缘层31，由此在重叠区域26*上形成有分离间隙60时露出的层成为绝缘层31。即，即使形成分离间隙60，IN层25也不露出。
另外，光电转换装置10中，例如在重叠区域26*的正上方形成有将n侧电极40和p侧电极50分离的分离槽61，沿该分离槽61形成有分离间隙60。由此，能够将连接n侧电极40和p侧电极50的IP层26在两电极之间完全截断。因此，IN层25以及n侧电极40和IP层26以及p侧电极50之间的绝缘性进一步提高，能够大幅度降低漏泄电流。
本实施方式能够在不损害本发明的目的的范围内变更设计。例如本实施方式中，采用IP层26重叠层叠于IN层25上的构成进行了说明，但是也可以采用IN层25重叠层叠于IP层26上的构成。在该情况下，优选在IN层25形成将形成有n侧电极40的区域和形成有p侧电极50的区域分离的分离间隙。
附图标记说明
10：光电转换装置，11：受光面，12：背面，13：中间生成物，14：第一导电层，15：第二导电层，20：光电转换部，21：n型单晶硅基板，22、27、29：i型非晶硅层，23、28：n型非晶硅层，24：保护层，25：IN非晶硅层（IN层），26：IP非晶硅层（IP层），30：p型非晶硅层，31：绝缘层，40：n侧电极，41、51：指形电极部，42、52：汇流条电极部，43、53：第一导电层，44、54：第二导电层，45、55：第三导电层，46、56：第四导电层，50：p侧电极，60：分离间隙，61：分离槽。

Claims (10)

1.一种光电转换装置，其特征在于，包括：
结晶类半导体基板；
层叠在所述结晶类半导体基板的一个面上的第一非晶质半导体层；
第二非晶质半导体层，其包括以层叠在所述结晶类半导体基板的所述面上的未层叠所述第一非晶质半导体层的区域，并且具有与层叠有所述第一非晶质半导体层的区域重叠的重叠区域的方式层叠的、与所述第一非晶质半导体层相反的导电型的层；
第一电极，其与所述第一非晶质半导体层电连接，遍及在所述第二非晶质半导体层的所述重叠区域上形成；和
第二电极，其以与所述第一电极离开且与所述第二非晶质半导体层电连接的方式形成，
所述第二非晶质半导体层在形成有所述第一电极的区域和形成有所述第二电极的区域之间，具有分离间隙或厚度比其它的区域薄的薄膜区域。
2.如权利要求1所述的光电转换装置，其特征在于：
所述第二非晶质半导体层隔着绝缘层层叠在所述第一非晶质半导体层上。
3.如权利要求1或2所述的光电转换装置，其特征在于：
在所述重叠区域上形成有将所述第一电极和所述第二电极分离的分离槽。
4.如权利要求3所述的光电转换装置，其特征在于：
所述分离间隙或所述薄膜区域沿所述分离槽形成。
5.一种光电转换装置的制造方法，其特征在于，包括：
在结晶类半导体基板的一个面上层叠第一非晶质半导体层的工序；
遍及所述结晶类半导体基板的所述面上的未层叠所述第一非晶质半导体层的区域、和层叠有所述第一非晶质半导体层的区域的一部分，层叠包含与所述第一非晶质半导体层相反的导电型的层的第二非晶质半导体层的工序；
遍及所述第一非晶质半导体层上、和重叠在所述第一非晶质半导体层上的所述第二非晶质半导体层的重叠区域上形成第一电极，并且在与所述第一电极离开的所述第二非晶质半导体层上形成第二电极的电极形成工序；和
将存在于所述第一电极和所述第二电极之间的所述第二非晶质半导体层的至少一部分除去的除去工序。
6.如权利要求5所述的光电转换装置的制造方法，其特征在于：
还包括在所述第一非晶质半导体层上的一部分层叠绝缘层的工序，
在层叠所述第二非晶质半导体层的工序中，隔着所述绝缘层在所述第一非晶质半导体层上层叠所述第二非晶质半导体层。
7.如权利要求5或6所述的光电转换装置的制造方法，其特征在于：
所述电极形成工序包括：
在所述第一非晶质半导体层上和所述第二非晶质半导体层上形成构成所述第一电极和所述第二电极的至少1层的导电层的工序；和
在所述第二型非晶质半导体层的所述重叠区域上将所述导电层局部地除去，分离为构成所述第一电极的第一电极导电层和构成所述第二电极的第二电极导电层的工序。
8.如权利要求7所述的光电转换装置的制造方法，其特征在于：
在所述除去工序中，以所述第一电极导电层和所述第二电极导电层为掩模，将露出的所述第二非晶质半导体层的所述重叠区域的至少一部分除去。
9.如权利要求8所述的光电转换装置的制造方法，其特征在于：
在所述除去工序中，沿所述第一电极导电层和所述第二电极导电层之间，将露出的所述第二非晶质半导体层的所述重叠区域除去。
10.如权利要求8或9所述的光电转换装置的制造方法，其特征在于：
所述电极形成工序还包括在所述除去工序之后，利用以所述第一电极导电层和所述第二电极导电层分别作为种子的电解电镀，在所述各种子上分别形成金属镀层的工序。
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