CN106062972A - 光电转换元件 - Google Patents

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Abstract

提供一种与以往相比能够提高特性和可靠性的光电转换元件和光电转换元件的制造方法。光电转换元件具备基体(10)、电极部(20)以及反射部(30),其中所述基体(10)具有:半导体基板(1);第一i型半导体膜(2),设置于半导体基板(1)的一个表面的一部分;第一导电类型半导体膜(3),设置于第一i型半导体膜(2)上;第二i型半导体膜(4),设置于表面的另一部分;以及第二导电类型半导体膜(5),设置于第二i型半导体膜(4)上,所述电极部(20)具有:第一电极层(21),设置于第一导电类型半导体膜(3)上;以及第二电极层(22),设置于第1第二导电类型半导体膜(5)上,所述反射部(30)设置于被第一电极层(21)和第二电极层(22)夹着的间隙区域(A)。

Description

光电转换元件
技术领域
本发明涉及光电转换元件。
背景技术
近年来,特别是根据地球环境问题的观点,以将太阳能直接转换成电能的太阳能电池作为下一代能源的期待急剧变高。在太阳能电池中,存在使用化合物半导体或者有机材料的太阳能电池等各种种类的太阳能电池,但当前,成为主流的是使用硅晶体的太阳能电池。
在太阳能电池中,存在在作为太阳光入射一侧的面的受光面以及与受光面相反的一侧的背面分别形成有电极的构造(双面电极构造)的太阳能电池、以及仅在背面形成有电极的构造(背面电极构造)的太阳能电池。背面电极构造的太阳能电池在受光面没有电极,相应地能够增加入射的太阳光的量,在这一点上是有利的。
例如,在专利文献1中记载了背面电极构造的太阳能电池。根据专利文献1中记载的太阳能电池,在半导体基板的背面分别形成in结和ip结,在in结上形成n侧电极,在ip结上形成p侧电极。在该太阳能电池中,太阳光从半导体基板的受光面侧入射,从而在半导体基板的内部生成载流子,该载流子从p侧电极和n侧电极被取出到外部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-80887号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,近年来,在太阳能电池等光电转换元件的技术领域中,强烈要求提高特性和可靠性,正推进其研究。
鉴于上述情形,本发明的目的在于,提供一种能够提高特性和可靠性的光电转换元件和光电转换元件的制造方法。
用于解决课题的技术方案
根据本发明的第一方式,能够提供一种光电转换元件,具备基体、电极部以及反射部,其中基体具有:半导体基板;第一i型半导体膜,设置于半导体基板的一个表面的一部分;第一导电类型半导体膜,设置于第一i型半导体膜上;第二i型半导体膜,设置于表面的另一部分;以及第二导电类型半导体膜,设置于第二i型半导体膜上,电极部具有:第一电极层,设置于第一导电类型半导体膜上;以及第二电极层,设置于第二导电类型半导体膜上,反射部设置于被第一电极层和第二电极层夹着的间隙区域。
发明效果
根据本发明,能够提供一种与以往相比能够提高特性和可靠性的光电转换元件。
附图说明
图1是实施方式1的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
图2是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图3是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图4是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图5是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图6是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图7是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图8是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图9是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图10是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图11是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图12是对实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图13是实施方式2的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
图14是实施方式3的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
图15是对实施方式3的异质结型背接触单电池的制造方法的一例进行图解的示意性的剖视图。
图16是实施方式4的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
具体实施方式
以下,说明作为本发明的一例的实施方式。此外,在实施方式的说明中使用的附图中,设为相同的附图标记表示相同部分或者相当部分。
[实施方式1]
<光电转换元件的结构>
在图1中,示出作为本发明的光电转换元件的一例的实施方式1的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
实施方式1的异质结型背接触单电池具备基体10、电极部20和由绝缘层构成的反射部30。
基体10具备由n型单晶硅基板构成的半导体基板1、设置于半导体基板1的一个表面(背面)的一部分的第一i型半导体膜2以及设置于第一i型半导体膜2上的由p型非晶硅膜构成的第一导电类型半导体膜3。另外,基体10具备设置于半导体基板1的背面的另一部分的第二i型半导体膜4以及设置于第二i型半导体膜4上的由n型非晶硅膜构成的第1第二导电类型半导体膜5。
基体10还具备设置于半导体基板1的另一个表面(受光面)的第三i型半导体膜6、设置于第三i型半导体膜6上的第2第二导电类型半导体膜7以及设置于第2第二导电类型半导体膜7上的防反射膜8。
即,如图1所示,第一导电类型半导体膜3和第1第二导电类型半导体膜5位于基体10的一个表面(背面),防反射膜8位于基体10的另一个表面(受光面)。
电极部20具备设置于基体10的第一导电类型半导体膜3上的第一电极层21以及设置于第1第二导电类型半导体膜5上的第二电极层22。
反射部30由设置于被第一电极层21和第二电极层22夹着的间隙区域A的绝缘层构成。更具体地说,在实施方式1中,反射部30设置于作为间隙区域A的、被第一电极层21和第二电极层22的相互面对的面以及位于第一电极层21和第二电极层22之间的基体10的背面包围的区域中。
作为半导体基板1,能够合适地使用n型单晶硅基板,但不限定于n型单晶硅基板,也能够使用例如以往公知的半导体基板。半导体基板1的厚度没有特别限定,能够设为例如50μm以上且300μm以下,优选能够设为100μm以上且200μm以下。另外,半导体基板1的电阻率也没有特别限定,能够设为例如0.1Ω·cm以上且10Ω·cm以下。另外,n型杂质的杂质浓度能够设为例如1×1015个/cm3以上且1×1016个/cm3
作为第一i型半导体膜2,能够合适地使用i型非晶硅膜,但不限定于i型非晶硅膜,也能够使用例如以往公知的i型半导体膜。第一i型半导体膜2的厚度没有特别限定,能够设为例如5nm以上且50nm以下。
此外,在本说明书中,“i型”不仅表示完全本征的状态,只要浓度足够低(n型杂质浓度低于1×1015个/cm3,并且p型杂质浓度低于1×1015个/cm3),则还包括混入有n型或者p型的杂质的状态。n型杂质浓度和p型杂质浓度能够通过二次离子质量分析法(SIMS;Secondary Ion Mass Spectrometry)来测定。
另外,在本说明书中,设为在“非晶硅”中,不仅包括硅原子的悬空键(悬挂键)没有以氢封端的非晶硅,还包括氢化非晶硅等硅原子的悬空键以氢封端的非晶硅。
作为第一导电类型半导体膜3,能够合适地使用p型非晶硅膜,但不限定于p型非晶硅膜,例如也能够使用以往公知的p型半导体膜。此外,作为第一导电类型半导体膜3中包括的p型杂质,能够使用例如硼,p型杂质的浓度能够设为例如5×1019个/cm3左右。第一导电类型半导体膜3的厚度没有特别限定,能够设为例如5nm以上且50nm以下。
作为第二i型半导体膜4,能够合适地使用i型非晶硅膜,但不限定于i型非晶硅膜,例如也能够使用以往公知的i型半导体膜。第二i型半导体膜4的厚度没有特别限定,能够设为例如5nm以上且50nm以下。
作为第1第二导电类型半导体膜5,能够合适地使用n型非晶硅膜,但不限定于n型非晶硅膜,例如也能够使用以往公知的n型半导体膜。此外,作为第1第二导电类型半导体膜5中包括的n型杂质,能够使用例如磷。第1第二导电类型半导体膜5的厚度没有特别限定,能够设为例如5nm以上且50nm以下。
作为第三i型半导体膜6,能够合适地使用i型非晶硅膜,但不限定于i型非晶硅膜,例如也能够使用以往公知的i型半导体膜。第三i型半导体膜6的厚度没有特别限定,能够设为例如5nm以上且50nm以下。
作为第2第二导电类型半导体膜7,能够合适地使用n型非晶硅膜,但不限定于n型非晶硅膜,例如也能够使用以往公知的n型半导体膜。此外,作为第2第二导电类型半导体膜7中包括的n型杂质,能够使用例如磷,n型杂质的浓度能够设为例如5×1019个/cm3左右。另外,第2第二导电类型半导体膜7的厚度没有特别限定,能够设为例如5nm以上且50nm以下。
作为防反射膜8,例如能够使用氧化物层和氮化物层中的至少一方。作为氧化物层,能够使用例如氧化硅层等。另外,作为氮化物层,能够使用例如氮化硅层等。因此,作为防反射膜8,例如能够使用氧化硅层的单层、氮化硅层的单层或者氧化硅层与氮化硅层的层叠体等。防反射膜8的厚度能够设为例如100nm以上且800nm以下。
作为第一电极层21和第二电极层22,没有特别的限定,能够使用具有导电性的材料,其中,优选使用铝和银中的至少一方。另外,第一电极层21和第二电极层22的厚度没有特别限定,能够设为例如0.5μm以下。
作为绝缘层的反射部30是用于使从基体10的受光面侧向背面侧的光中的到达第一电极层21和第二电极层22之间的光再次入射到基体10内的反射材料。此处的绝缘层表示具有如下程度的绝缘性的层,即在绝缘层的一部分与第一电极层21相接触、绝缘层的另一部分与第二电极层22相接触的情况下也不使它们短路的程度。一般来说,只要薄层电阻值为1000Ω/□以上,则能够抑制上述那样的短路。
反射部30还具有反射性。反射部30的反射性表示以下特性:由于反射部30的存在,与不存在反射部30的情况相比,能够提高到达第一电极层21和第二电极层22之间的光的反射率。因此,例如,反射部30具有与第一导电类型半导体膜3和第1第二导电类型半导体膜5不同的折射率即可,另外,优选具有比第一导电类型半导体膜3和第1第二导电类型半导体膜5的折射率低的折射率。在这种情况下,能够有效地提高上述光的反射率。
作为满足这样的绝缘性和反射性的反射部30的材料,能够列举树脂、氮化物、氧化物等。作为树脂,优选为乙烯醋酸乙烯酯等,作为氮化物,优选为氮化硅等,作为氧化物,优选为氧化硅等。
反射部30的厚度没有特别限定,只要是能够反射光的厚度、换言之不发生由量子效应引起的光的穿过的程度的厚度以上即可。在基体10的背面的面内方向(图1中左右方向和贯穿纸面的表面背面的方向)上,反射部30的厚度也可以不同,最薄的位置(例如,在图1中,在第一导电类型半导体膜3与第1第二导电类型半导体膜5重叠的区域上)的厚度优选为5nm以上,更优选为20nm以上,进一步优选为50nm以上。在该厚度低于5nm的情况下,存在反射部30的反射效果变低的倾向。另外,考虑模块化的容易性,反射部30的厚度优选为0.5μm以下。
<光电转换元件的制造方法>
以下,参照图2~图11的示意性的剖视图,说明实施方式1的异质结型背接触单电池的制造方法的一例。
首先,如图2所示,在半导体基板1的整个受光面形成第三i型半导体膜6,在第三i型半导体膜6的整个受光面形成第2第二导电类型半导体膜7。
第三i型半导体膜6的形成方法和第2第二导电类型半导体膜7的形成方法没有特别限定,能够使用例如等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)法。
此外,当在半导体基板1的受光面形成第三i型半导体膜6之前,也可以在半导体基板1的受光面形成凹凸。例如能够当在半导体基板1的整个背面形成纹理掩模之后,对半导体基板1的受光面进行纹理蚀刻,从而形成这样的凹凸。作为纹理掩模,例如能够使用氮化硅或者氧化硅。另外,作为纹理蚀刻中使用的蚀刻剂,例如能够使用可溶解硅的碱溶液。
接下来,如图3所示,在半导体基板1的整个背面形成第一i型半导体膜2,在第一i型半导体膜2上形成第一导电类型半导体膜3。第一i型半导体膜2和第一导电类型半导体膜3的形成方法没有特别限定,能够使用例如等离子体CVD法。
接下来,如图4所示,在半导体基板1的背面,仅在残留第一i型半导体膜2与第一导电类型半导体膜3的层叠体51的部分形成光致抗蚀剂等蚀刻掩模12。
接下来,如图5所示,将蚀刻掩模12作为掩模,在厚度方向上对第一i型半导体膜2与第一导电类型半导体膜3的层叠体51的一部分进行湿法蚀刻。由此,使半导体基板1的表面露出。此外,也可以不通过将蚀刻掩模12用作掩模的蚀刻,而是通过例如激光的照射来去除层叠体51的一部分。
接下来,如图6所示,从第一导电类型半导体膜3完全去除蚀刻掩模12。
接下来,如图7所示,以覆盖半导体基板1的背面侧的露出部分的方式形成第二i型半导体膜4,在第二i型半导体膜4上形成第1第二导电类型半导体膜5。第二i型半导体膜4和第1第二导电类型半导体膜5的形成方法没有特别限定,能够使用例如等离子体CVD法。
接下来,如图8所示,仅在半导体基板1的背面侧的残留第二i型半导体膜4与第1第二导电类型半导体膜5的层叠体52的部分形成光致抗蚀剂等蚀刻掩模13。
接下来,如图9所示,将蚀刻掩模13作为掩模,在厚度方向上蚀刻由第二i型半导体膜4和第1第二导电类型半导体膜5构成的层叠体52的一部分,其后完全去除蚀刻掩模13,从而使第一导电类型半导体膜3的一部分露出。
接下来,如图10所示,以覆盖第一导电类型半导体膜3和第1第二导电类型半导体膜5各自的背面的全部的方式形成金属层14。金属层14的形成方法没有特别限定,能够使用例如溅射法或者蒸镀法等。
接下来,如图11所示,去除金属层14的一部分,形成第一电极层21和第二电极层22。
金属层14的去除方法没有特别限定,例如,在第一电极层21和第二电极层22上配置蚀刻掩模,在金属层14的厚度方向上进行干法蚀刻,从而能够去除第一电极层21和第二电极层22以外的金属层14。另外,例如也可以通过激光的照射来形成第一电极层21和第二电极层22。
接下来,如图12所示,在间隙区域A中的、被第一电极层21和第二电极层22的相互面对的面以及位于第一电极层21和第二电极层22之间的基体10的背面包围的区域中,形成由绝缘层构成的反射部30。
反射部30的形成方法没有特别限定,能够根据构成反射部30的材料而适当选择。例如,在反射部30由树脂构成的情况下,也可以使用刮刀等来将树脂涂覆于间隙区域A。另外,例如在反射部30由氮化硅等氮化物构成的情况下,例如使用等离子体CVD法、常压CVD法等,能够容易地形成反射部30。另外,例如在反射部30由氧化硅等氧化物构成的情况下,例如,能够使用等离子体CVD法、常压CVD法等。
接下来,如图1所示,在第2第二导电类型半导体膜7上形成防反射膜8。
防反射膜8的形成方法没有特别限定,能够使用例如蒸汽氧化法、常压CVD法、SOG的涂覆/烧成、等离子体CVD法或者常压CVD法。具体地说,例如通过蒸汽氧化法、常压CVD法、SOG的涂覆/烧成,能够容易地形成氧化硅层,通过等离子体CVD法或者常压CVD法,能够容易地形成氮化硅层。
根据以上所述,完成结构如图1所示的实施方式1的异质结型背接触单电池。
<作用效果>
在实施方式1中,在被第一电极层21和第二电极层22夹着的间隙区域A设置由绝缘层构成的反射部30。由此,实施方式1的异质结型背接触单电池的特性和可靠性提高。关于这一点,一边与现有结构相比较一边进行说明。
关于异质结型背接触单电池,如专利文献1所公开的那样,在配置于半导体基板的背面的n侧电极与p侧电极之间,in结、ip结向外部露出。即,在光电转换元件中,位于被n侧电极和p侧电极夹着的间隙区域中的是半导体基板、in结和pn结这样的硅半导体。
硅半导体的光透射率与构成电极的金属的光透射率相比极高,所以,未配置电极的间隙区域不具有反射从受光面侧通过光电转换元件内而来的光的功能。因此,在从受光面侧入射到光电转换元件内的光到达光电转换元件的背面时,在其位置是间隙区域的情况下,该光的几乎全部从光电转换元件穿过,这是现状。
与此相对地,根据实施方式1的异质结型背接触单电池,在间隙区域A中设置有反射部30,所以能够反射从基体10的受光面侧到达基体10的位于间隙区域A的背面侧的光。即,能够通过反射部30而使将从间隙区域A穿过的光向基体10内反射。因此,实施方式1的异质结型背接触单电池与以往相比,能够更高效地利用光,所以,作为其结果,能够具有高的光电转换效率,由此,异质结型背接触单电池的特性和可靠性提高。
在实施方式1中,反射部30优选为设置于整个间隙区域A。即,反射部30优选设置于位于第一电极层21和第二电极层22之间的基体10的整个背面。由此,能够进一步提高光电转换效率。
在实施方式1中,反射部30优选与位于间隙区域A的基体10相接。即,反射部30优选在与位于间隙区域A的基体10的背面之间不介有空气层等空间而直接接触。由此,能够提高光的反射效果。这是由于,在空气层等包含气体的空间介于2个物质之间的情况下,在空间内光存在衰减的倾向。
[实施方式2]
<光电转换元件的结构>
图13中示出作为本发明的光电转换元件的一例的实施方式2的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
实施方式2的异质结型背接触单电池的特征在于,具有在向光电转换元件的背面侧露出的面具有台阶的反射部31来代替实施方式1的反射部30。此外,关于反射部31,其形状以外的特征与实施方式1相同,所以不重复其说明。
<光电转换元件的制造方法>
实施方式2的异质结型背接触单电池能够使用在实施方式1中说明的制造方法,在设置反射部30的工序中通过控制反射部31的厚度来制造。例如,如图12所示,在基体10的背面具有台阶的形状的情况下,使用等离子体CVD法等来形成恒定的厚度的膜,从而能够形成反映了基体10的背面的形状的具有台阶的反射部31。
<作用效果>
在实施方式2中,在被第一电极层21和第二电极层22夹着的间隙区域A设置由绝缘层构成的反射部31,特别是,在反射部31中的向光电转换元件的背面侧露出的面具有台阶。由此,实施方式2的异质结型背接触单电池的特性和可靠性提高。
即,根据实施方式2的异质结型背接触单电池,与实施方式1同样地,在间隙区域A中设置有反射部31,所以能够反射从基体10的受光面侧到达基体10的位于间隙区域A的背面侧的光。进一步地,反射部31中的向光电转换元件的背面侧露出的面具有台阶,所以通过该台阶构造能够实现光的漫反射。因此,由于反射部31的反射效果进一步提高,从而异质结型背接触单电池的特性和可靠性进一步提高。
此外,实施方式2除了具有反射部31来代替反射部30以外,与实施方式1相同,所以不重复同样的说明。
[实施方式3]
<光电转换元件的结构>
图14中示出作为本发明的光电转换元件的一例的实施方式3的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
实施方式3的异质结型背接触单电池的特征在于,具有设置于位于间隙区域A的基体10a的背面的由凹凸构成的反射部32来代替反射部30。
在实施方式3中,上述凹凸只要是被设置于位于在间隙区域A中的基体10a的背面侧的部件、即半导体基板41的背面、第一i型半导体膜2、第一导电类型半导体膜3、第二i型半导体膜4和第二导电类型半导体膜5中的某一方的凹凸即可。但是,考虑制造的容易性,如图14所示,优选为设置于半导体基板41的背面的纹理构造。
此外,在图14中,位于设置于半导体基板41的纹理构造上的各膜也具有同样的纹理构造,这是由于,在通过一般的制膜方法来形成各膜的情况下,各膜的形状反映位于其正下方的半导体基板41的背面的形状。
凹凸的构造没有特别限定,例如,能够设为图14所示的三角形状的凹凸连续的形状。此外,在图14中,仅示出剖面形状,在3维上,能够设为例如集合了多个三角锥的形状。
另外,构成反射部32的凹凸的深度也没有特别限定,至少在SEM观察等电子显微镜观察中,具有基体10a中的位于间隙区域A的部分比其他部分粗糙的表面形状即可。此处,凹凸的深度表示凹凸中的、最为向基体10a的内部侧(基体10a的厚度方向的中心侧)突出的内侧前端部和最为向与内侧前端部相反的方向突出的外侧前端部的距离(基体10a的厚度方向上的距离)。上述距离当在半导体基板41形成有凹凸的情况下,是半导体基板41中的、最为向内部侧突出的内侧前端部和最为向与内侧前端部相反的方向突出的外侧前端部的距离。
关于半导体基板41,其形状以外的特征与实施方式1相同,所以不重复其说明。
<光电转换元件的制造方法>
实施方式3的异质结型背接触单电池能够通过采用在实施方式1中使用图15所示的半导体基板41来说明的制造方法(其中,去掉设置反射部30的工序)来制造。
图15所示的半导体基板41能够通过在实施方式1的半导体基板1的背面中的、由配置第一电极层21的位置和配置第二电极层22的位置夹着的间隙区域A形成纹理构造53来准备。
例如在实施方式1的半导体基板1的整个受光面形成纹理掩模,进一步地,当在半导体基板1的背面中的不形成纹理构造53的区域中形成纹理掩模之后,对半导体基板1的背面进行纹理蚀刻,从而能够形成纹理构造53。作为纹理掩模,例如能够使用氮化硅或者氧化硅。另外,作为在纹理蚀刻中使用的蚀刻剂,例如能够使用可溶解硅的碱溶液。另外,也能够通过对间隙区域A局部地照射激光而形成。
在使用半导体基板41而在其背面形成有第一i型半导体膜2、第一导电类型半导体膜3、第二i型半导体膜4和第1第二导电类型半导体膜5的情况下,在形成有纹理构造53的区域上形成的各膜的形状反映纹理构造53的形状。因此,最终完成结构如图14所示的实施方式3的异质结型背接触单电池。
<作用效果>
在实施方式3中,在被第一电极层21和第二电极层22夹着的间隙区域A中设置由凹凸构成的反射部32。由此,实施方式3的异质结型背接触单电池的特性和可靠性提高。
即,根据实施方式3的异质结型背接触单电池,在间隙区域A中设置有反射部32,所以,能够反射从基体10a的受光面侧到达基体10a的位于间隙区域A的背面侧的光。更具体地说,能够使从光电转换元件的受光面侧入射到基体10a内而到达该凹凸的光发生漫反射,所以,能够抑制光从间隙区域A穿出。因此,实施方式3的异质结型背接触单电池与以往相比,能够更高效地利用光,所以,作为其结果,能够具有高的光电转换效率,由此异质结型背接触单电池的特性和可靠性提高。
在实施方式3中,反射部32优选设置于整个间隙区域A。即,优选设置于位于第一电极层21和第二电极层22之间的基体10a的整个背面。由此,能够进一步提高光电转换效率。
另外,根据实施方式3,与实施方式1和实施方式2相比,构成部件较少(不需要对现有结构的光电转换元件增添构件),所以能够降低制造成本。
此外,实施方式3除了具有反射部32来代替反射部30以外,与实施方式1相同,所以不重复同样的说明。
[实施方式4]
<光电转换元件的结构>
图16中示出作为本发明的光电转换元件的一例的实施方式4的异质结型背接触单电池的示意性的剖视图。
实施方式4的异质结型背接触单电池的特征在于,具有由绝缘层构成的反射部30和由凹凸构成的反射部32。即,实施方式4的异质结型背接触单电池具有实施方式1的反射部30和实施方式3的反射部32。
<光电转换元件的制造方法>
实施方式4的异质结型背接触单电池能够通过采用在实施方式1中使用图15所示的半导体基板41来说明的制造方法来制造。
<作用和效果>
在实施方式4中,在被第一电极层21和第二电极层22夹着的间隙区域A中,设置由绝缘层构成的反射部30和由凹凸构成的反射部32。更具体地说,在实施方式4中,在作为间隙区域A的、被第一电极层21和第二电极层22的相互面对的面和位于第一电极层21和第二电极层22之间的基体10a的背面包围的区域中设置反射部30。进一步地,设置在位于间隙区域A的半导体基板41的背面侧设置的由凹凸构成的反射部32。由此,能够通过反射部32和反射部30来反射从基体10a的受光面侧到达基体10a的位于间隙区域A的背面侧的光,由此实施方式4的异质结型背接触单电池的特性和可靠性进一步提高。
以上,在实施方式1~实施方式4中,说明了将第一导电类型设为p型、将第二导电类型设为n型的情况,但只要第一导电类型与第二导电类型是相反的导电类型即可,在第一导电类型为n型的情况下,第一导电类型为p型。
[附记]
(1)根据本发明的第一方式,能够提供一种光电转换元件,具备基体、电极部以及反射部,其中基体具有:半导体基板;第一i型半导体膜,设置于半导体基板的一个表面的一部分;第一导电类型半导体膜,设置于第一i型半导体膜上;第二i型半导体膜,设置于表面的另一部分;以及第二导电类型半导体膜,设置于第二i型半导体膜上,电极部具有:第一电极层,设置于第一导电类型半导体膜上;以及第二电极层,设置于第二导电类型半导体膜上,反射部设置于被第一电极层和第二电极层夹着的间隙区域。在本发明的第一方式中,在间隙区域中设置有反射部,所以能够反射从基体的受光面侧到达基体的位于间隙区域的背面侧的光。因此,异质结型背接触单电池的特性和可靠性提高。
(2)在本发明的第一方式中,反射部优选是设置于间隙区域的绝缘层。由此,能够提高间隙区域中的光的反射效果。
(3)在本发明的第一方式中,反射部优选是设置于位于间隙区域的基体的一个表面的凹凸,由此能够使间隙区域中的光发生漫反射。
(4)在本发明的第一方式中,凹凸优选是设置于半导体基板的纹理构造。由此,能够容易地形成期望的形状的凹凸。
如上所述,对本发明的实施方式进行了说明,但将上述各实施方式的结构适当组合也在最初的预计范围内。
应该理解本次公开的实施方式在所有方面都是示例性的而非限制性的。本发明的范围不通过上述说明而通过权利要求书来表示,旨在包括与权利要求书等同的意义和范围内的所有变更。
产业上的可利用性
本发明能够用于光电转换元件和光电转换元件的制造方法,特别是能够合适地用于异质结型背接触单电池等太阳能电池及其制造方法。
标号说明
1、41 半导体基板
2 第一i型半导体膜
3 第一导电类型半导体膜
4 第二i型半导体膜
5 第1第二导电类型半导体膜
6 第三i型半导体膜
7 第2第二导电类型半导体膜
8 防反射膜
10、10a 基体
12、13 蚀刻掩模
14 金属层
20 电极部
21 第一电极层
22 第二电极层
30、31、32 反射部
51、52 层叠体
53 纹理构造。

Claims (5)

1.一种光电转换元件,其特征在于,具备:
基体;
电极部;以及
反射部,
所述基体具有:
半导体基板;
第一i型半导体膜,设置于所述半导体基板的一个表面的一部分;
第一导电类型半导体膜,设置于所述第一i型半导体膜上;
第二i型半导体膜,设置于所述表面的另一部分;以及
第二导电类型半导体膜,设置于所述第二i型半导体膜上,
所述电极部具有:
第一电极层,设置于所述第一导电类型半导体膜上;以及
第二电极层,设置于所述第二导电类型半导体膜上,
所述反射部设置于被所述第一电极层和所述第二电极层夹着的间隙区域。
2.根据权利要求1所述的光电转换元件,其特征在于,
所述反射部是设置于所述间隙区域的绝缘层。
3.根据权利要求2所述的光电转换元件,其特征在于,
所述绝缘层与位于所述间隙区域的所述基体的一个表面相接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光电转换元件,其特征在于,
所述反射部是设置于位于所述间隙区域的所述基体的一个表面的凹凸。
5.根据权利要求4所述的光电转换元件,其特征在于,
所述凹凸是设置于所述半导体基板的纹理构造。
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