CN110797420A - 光电转换元件、光电转换模块以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在受光面上配置了文字或图形、图案等的光电转换效率较高的光电转换元件、以及具备该光电转换元件的光电转换模块及电子设备。光电转换元件的特征在于,具有:结晶性的硅基板,其具有受光面,所述受光面包括平滑部和粗面部,所述粗面部与所述平滑部相比表面粗糙度较大;无机膜,其具有透光性,并以与所述平滑部以及所述粗面部重叠的方式而被设置,并且所述无机膜中的与所述粗面部重叠的部分的膜厚(t1)小于与所述平滑部重叠的部分的膜厚(t2)。另外,所述粗面部的算术平均粗糙度优选为在0.1μm以上。

Description

光电转换元件、光电转换模块以及电子设备
技术领域
本发明涉及一种光电转换元件、光电转换模块以及电子设备。
背景技术
提出了一种佩带型电子设备(手表),所述佩带型电子设备接收来自在GPS(GlobalPositioning System,全球定位系统)等定位系统中所使用的位置信息卫星的电波,并取得定位信号所含的时刻,或者对当前位置进行检测。
例如,在专利文献1中公开了一种手表,该手表具有手表外壳、表盘、包含被配置于表盘的下侧并接收来自位置信息卫星的电波的天线在内的钟表模块、被设置于表盘和钟表模块之间的太阳能面板。根据这样的手表,由于表盘具有透光性,因此,通过将透过表盘后的外部光向太阳能面板照射,从而能够发出钟表模块的动作所需的电力。
另一方面,在从位置信息卫星被发送出的电波中使用了微波,而为了接收该微波,需要使高频电路工作。因此,存在手表的消耗电力变大这样的问题。
因此,为了应对消耗电力的增大,研究了尽可能将太阳能面板的面积确保得较大、并提高发电量的情况。可是,在如手表那样的小型的电子设备的情况下,需要在太阳能面板的受光面上配置文字或图形、图案等,以便不会因太阳能面板而使设计性降低。但是,当在受光面上配置例如涂料时,存在该部分的受光量降低且发电量减少这样的问题。
与此相对,在专利文献2中,公开了在不使用涂料等的情况下在太阳能电池中设置校准标记的方法。具体而言,公开了在电池基板的背面上设置由纹理结构构成的校准标记的太阳能电池。在这样的太阳能电池中,能够清晰地对由纹理结构构成的校准标记进行目视确认,因此,能够正确地实施在单电池基板的背面上形成电极时的位置对准。
但是,由于专利文献2所记载的校准标记仅在制造工序中而被利用,因此,需要设置在背面上。即,由于专利文献2所记载的校准标记未被设置在表面、即受光面上,因此,无法被手表的用户目视确认。另外,由纹理结构构成的校准标记的观察方法、例如校准标记的色度或亮度在纹理结构的形状上受到较大的影响,难以对纹理结构的形状进行精细的控制。因此,难以将这样的校准标记应用于重视了设计性的受光面上。
专利文献1:日本特开2016-176957号公报
专利文献2:日本特开2001-203379号公报
发明内容
本发明是为了解决上述的课题而完成的发明,能够作为以下的应用例来实现。
本发明的适用例所涉及的光电转换元件具有:结晶性的硅基板,其具有受光面,所述受光面包括平滑部和粗面部,所述粗面部与所述平滑部相比表面粗糙度较大;无机膜,其具有透光性,并以与所述平滑部以及所述粗面部重叠的方式而被设置,所述无机膜中的与所述粗面部重叠的部分的膜厚t1小于与所述平滑部重叠的部分的膜厚t2。
附图说明
图1为表示应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表的立体图。
图2为表示应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表的立体图。
图3为图1和图2所示的电子钟表的俯视图。
图4为图1和图2所示的电子钟表的纵向剖视图。
图5为仅对图4所示的电子钟表中的光电转换模块进行了图示的俯视图。
图6为图5所示的光电转换模块的分解立体图。
图7为图5所示的光电转换模块的分解剖视图。
图8为表示图6所示的光电转换元件的受光面的俯视图。
图9A为图8的A-A线剖视图。
图9B为表示粗面部的算术平均粗糙度Ra的大小与在俯视观察该粗面部时的电子显微镜图像以及截面图像之间的关系的图。
图9C为表示粗面部的算术平均粗糙度Ra和平滑部的算术平均粗糙度Ra之差、与文字等的目视确认性以及粗面部以及平滑部各自的形成容易性之间的关系的图。
图10为表示图6所示的光电转换元件的电极面的俯视图。
图11为在图10所示的俯视图中选择性地表示指形电极的图。
图12为在图10所示的俯视图中选择性地表示汇流条电极以及电极焊盘的图。
图13为表示图10所示的光电转换元件的改变例的俯视图、且为使指形电极的根数与图10不同的示例。
图14为表示图8所示的单电池的改变例的俯视图、且为代替文字而配置了图案的示例。
图15为表示第二实施方式所涉及的光电转换模块的俯视图。
图16为表示应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表的改变例的俯视图。
图17为图16所示的电子钟表的纵向剖视图。
图18为在横轴上取膜厚、且在纵轴上取亮度L*或色度a*或色度b*的坐标系上对来自钝化膜的反射光的颜色的评价结果进行了标绘的图。
图19为在L*a*b*表色系色度图中对图18所示的评价结果中的色度a*以及色度b*进行了标绘的图。
具体实施方式
以下,根据附图所示的优选实施方式,对本发明的光电转换元件、光电转换模块以及电子设备进行详细的说明。
电子钟表
首先,对应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表进行说明。所涉及的电子钟表被构成为,在光被照射至受光面时,通过内置的太阳能电池(光电转换模块)而发电(光电转换),并将通过发电而得到的电力作为驱动电力来利用。
图1和图2分别为表示应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表的立体图。其中,图1为表示从电子钟表的表面侧进行观察时的外观的立体图,图2为表示从电子钟表的背面侧进行观察时的外观的立体图。另外,图3为图1和图2所示的电子钟表的俯视图,图4为图1和图2所示的电子钟表的纵向剖视图。
电子钟表200具有设备主体30和两个表带10,其中,所述设备主体30包括外壳31、太阳能电池80(光电转换模块)、显示部50和光传感器部40,所述两个表带10被安装在外壳31上。
并且,在本说明书中,将电子钟表200以及太阳能电池80中的、射入至太阳能电池80中的光的光源侧设为“表面(正面)”,并将其相反侧设为“背面”。另外,将在与太阳能电池80的受光面84正交的方向上延伸的方向轴设为Z轴。另外,将从电子钟表200的背面侧朝向表面侧的方向设为“+Z方向”,并将其相反方向设为“-Z方向”。
另一方面,将与Z轴正交的两个轴设为“X轴”以及“Y轴”。其中,将使两个表带10彼此连接的方向轴设为Y轴,并将与Y轴正交的方向轴设为X轴。另外,将显示部50的向上方向设为“+Y方向”,并将向下方向设为“-Y方向”。另外,将图3中的向右方向设为“+X方向”,并将向左方向设为“-X方向”。
以下,依次对电子钟表200的结构进行说明。
设备主体
设备主体30具有壳体,所述壳体具备在表面侧以及背面侧开口的外壳31、以堵塞表面侧的开口部的方式而被设置的防风板55、以覆盖外壳31的表面以及防风板55的侧面的方式而被设置的表圈57、以堵塞背面侧的开口部的方式而被设置的透明罩44。在该壳体内,收纳有后述的各种各样的结构要素。
在壳体中,外壳31形成圆环状,在表面侧具备可嵌入防风板55的开口部35,并在背面侧具备可嵌入透明罩44的开口部(测量窗部45)。
另外,外壳31的背面侧的一部分成为以突出的方式而被成形的凸状部32。该凸状部32的顶部开口,在该开口部中嵌入有透明罩44,并且,透明罩44的一部分从开口部中突出。
作为外壳31的结构材料,除了列举出例如不锈钢、钛合金那样的金属材料之外,还可以列举出树脂材料、陶瓷材料等。另外,外壳31也可以为多个部位的组装体,在该情况下,也可以使部位彼此的结构材料不同。
另外,在外壳31的外侧面上,设置有多个操作部58(操作按钮)。
另外,在被设置于外壳31的表面侧处的开口部35的外边缘上,形成有向+Z方向突出的突起部34。而且,以覆盖该突起部34的方式设置有呈圆环状的表圈57。
而且,在表圈57的内侧设置有防风板55。而且,防风板55的侧面与表圈57之间经由如衬垫或如粘合剂那样的接合部件56而被粘合。
作为防风板55以及透明罩44的结构材料,可以列举出例如玻璃材料、陶瓷材料、树脂材料等。另外,防风板55具有透光性,并能够经由防风板55而对显示部50的显示内容以及太阳能电池80的受光面84进行目视确认。而且,透明罩44也具有透光性,并将光传感器部40作为生物体信息测量部而发挥功能。
另外,壳体的内部空间36成为可对后述的各种结构要素进行容纳的封闭空间。
作为分别被容纳于内部空间36中的要素,设备主体30具备电路基板20、方位传感器22(地磁传感器)、加速度传感器23、GPS天线28、光传感器部40、构成显示部50的电气光学面板60以及照明部61、二次电池70和太阳能电池80。另外,设备主体30除了具备这些要素之外,还具备用于对海拔或水深等进行计算的压力传感器、对温度进行测量的温度传感器、角速度传感器之类的各种传感器、振动器等。
电路基板20为包括使前述的要素彼此电连接的配线在内的基板。另外,在电路基板20上,搭载有包括对前述的要素的动作进行控制的控制电路、驱动电路等在内的CPU21(Central Processing Unit,中央处理单元)以及其他的电路元件24。
另外,从防风板55侧起,依次配置有太阳能电池80、电气光学面板60、电路基板20以及光传感器部40。由此,太阳能电池80通过以靠近防风板55的方式而被配置,从而使大量的外部光有效地射入至太阳能电池80。其结果为,能够最大限地提高太阳能电池80中的光电转换效率。
以下,对被容纳于设备主体30内的要素进行详细叙述。
电路基板20的端部经由电路壳75而被安装在外壳31上。
另外,连接配线部63以及连接配线部81与电路基板20电连接。其中,经由连接配线部63而使电路基板20和电气光学面板60电连接。另外,经由连接配线部81而使电路基板20和太阳能电池80电连接。这些连接配线部63、81由例如柔性电路基板构成,并在内部空间36的间隙中被高效地配布。
方位传感器22以及加速度传感器23能够对佩带有电子钟表200的用户的身体的运动所涉及的信息进行检测。方位传感器22以及加速度传感器23输出根据用户的身体运动而发生变化的信号,并将该信号向CPU21发送。
CPU21包括对包含GPS天线28在内的GPS接收部(未图示)进行控制的电路、对光传感器部40进行驱动并对用户的脉搏波等进行测量的电路、对显示部50进行驱动的电路、对太阳能电池80的发电进行控制的电路等。
GPS天线28从多个位置信息卫星中接收电波。另外,设备主体30具备未图示的信号处理部。信号处理部根据GPS天线28所接收到的多个定位信号而实施定位计算,并取得时刻以及位置信息。信号处理部将这些信息向CPU21发送。
光传感器部40为对用户的脉搏波等进行检测的生物体信息测量部。图4所示的光传感器部40为光电传感器,该光电传感器包括受光部41、被设置于受光部41的外侧的多个发光部42、搭载有受光部41以及发光部42的传感器基板43。另外,受光部41以及发光部42经由前述的透明罩44而面对外壳31的测量窗部45。另外,经由设备主体30所具备的连接配线部46而使电路基板20和光传感器部40电连接。
这样的光传感器部40将从发光部42被射出的光向被检测体(例如用户的皮肤)进行照射,并由受光部41接受该反射光,从而对脉搏波进行检测。光传感器部40将检测出的脉搏波的信息向CPU21发送。
并且,也可以代替光电传感器,而使用如心电图仪、超声波传感器那样的其他的传感器。
另外,设备主体30具备未图示的通信部。该通信部向外部发送设备主体30所取得的各种信息、所存储的信息、由CPU21所运算出的运算结果等。
显示部50使用户隔着防风板55而对电气光学面板60的显示内容进行目视确认。由此,能够将从例如前述的要素中取得的信息作为文字或图像而显示在显示部50中,并使用户进行识别。
作为电气光学面板60,例如,可以列举出液晶显示元件、有机EL(Organic ElectroLuminescence,电致发光)显示元件、电泳显示元件、LED(Light Emitting Diode,发光二极管)显示元件等。
在图4中,作为一个示例,图示了电气光学面板60为反射型的显示元件(例如反射型液晶显示元件、电泳显示元件等)的情况。因此,显示部50具备照明部61,所述照明部61被设置于电气光学面板60所具备的导光板(未图示)的光射入面上。作为照明部61,可以列举出例如LED元件。这样的照明部61以及导光板作为反射型显示元件的前光灯而发挥功能。
并且,在电气光学面板60为透射型的显示元件(例如透过型液晶显示元件等)的情况下,只要代替前光灯而设置背光灯即可。
另外,在电气光学面板60为自发光型的显示元件(例如有机EL显示元件、LED显示元件等)的情况、或虽然不是自发光型但是是利用外光的显示元件的情况下,也能够省略前光灯、背光灯。
二次电池70经由未图示的配线而与电路基板20连接。由此,能够将从二次电池70被输出的电力使用在前述的要素的驱动中。另外,能够通过由太阳能电池80发电的电力而对二次电池70进行充电。
以上,虽然对电子钟表200进行了说明,但本发明的电子设备的实施方式并未被限定于电子钟表,也可以为例如模拟钟表、手机终端、智能手机、平板终端、佩戴式终端、相机等。
太阳能电池
第一实施方式
接下来,对应用了本发明的光电转换模块的第一实施方式的太阳能电池80进行详细叙述。
太阳能电池80为将光能转换为电能的光电转换模块。
图5为仅图示了图4所示的电子钟表200中的太阳能电池80的俯视图。另外,图6为图5所示的太阳能电池80的分解立体图。
图5所示的太阳能电池80(光电转换模块)被设置于防风板55和电气光学面板60之间,并具备四个单电池80a、80b、80c、80d(光电转换元件)和与四个单电池80a、80b、80c、80d电连接的配线基板82。
单电池80a、80b、80c、80d分别呈板状,其主面朝向Z轴方向。另外,虽然单电池80a、80b、80c、80d具有后述的Si基板800,但处于Si基板800的相互为表背关系的两个主面中的、面向防风板55的主面成为接受外部光的受光面84。另一方面,受光面84的相反侧的主面成为配置后述的电极的电极面85。并且,在受光面84上设置有后述的纹理结构的情况下,除去该纹理结构后的面与Z轴正交。
图5所示的太阳能电池80的俯视观察形状成为圆环。换言之,通过四个单电池80a、80b、80c、80d隔着细微的间隙而并排,整体的俯视观察形状成为内边缘形状(内形形状)以及外边缘形状(外形形状)分别为圆形的圆环。
另一方面,由于前述的外壳31的开口部35呈圆形,因此,其内边缘包含曲线。并且,外壳31的开口部35(的内边缘)也可以包含例如直线和曲线。
另外,“太阳能电池80的外边缘”是指,太阳能电池80的轮廓中的面向开口部35的外侧的部分,“太阳能电池80的内边缘”是指,太阳能电池80的轮廓中的面向开口部35的中心侧的部分。
另外,优选为,在四个单电池80a、80b、80c、80d中,各自内边缘以及外边缘为具有相同的中心的圆(同心圆)的一部分。换言之,当四个单电池80a、80b、80c、80d的集合体形成圆环时,优选为,该圆环的内圆和外圆为同心圆。由此,能够实现尤其是外观设计性较高的电子钟表200。
并且,虽然在本实施方式中,通过四个单电池80a、80b、80c、80d的集合体而构成了太阳能电池80,但单电池的数量可以为一个,也可以为两个以上的任意的数量。
另外,虽然在本实施方式中,太阳能电池80的俯视观察形状成为圆环,但也可以为多重的圆环。
另外,也可以省略四个单电池80a、80b、80c、80d中的一个以上,单电池彼此的形状也可以互不相同。
虽然各单电池80a、80b、80c、80d彼此的间隙的长度d(参照图3)未被特别限定,但优选为,在0.05mm以上且3mm以下,更加优选为在0.1mm以上且1mm以下。通过将间隙的长度d设定在所述范围内,从而在从受光面84侧观察到太阳能电池80时,更加难以观察到后述的图7所示的端面808。另外,从避免如下的问题的观点来看,也是有用的,所述问题为,由于间隙的长度d过短而使太阳能电池80难以组装、单电池彼此易于接触。
另外,太阳能电池80所含的半导体基板为硅基板。该半导体基板也可以具有非晶质性,但优选为,具有结晶性。该结晶性是指,单结晶性或多结晶性。与包括具有非晶质性的半导体基板的情况相比,通过包括具有这样的结晶性的半导体基板,从而能够获得光电转换效率更高的太阳能电池80。所涉及的太阳能电池80在假设发出相同电力的情况下,能够更加减小面积。因此,通过包括具有结晶性的半导体基板,从而能够获得更有高度地兼顾光电转换效率和外观设计性的电子钟表200。
尤其优选为,半导体基板具有单结晶性。由此,尤其提高了太阳能电池80的光电转换效率。因此,能够最大限度地实现光电转换效率和外观设计性的兼备。另外,尤其,通过实现太阳能电池80的节省空间,从而能够更加提高电子钟表200的外观设计性。而且,即使在如室内光那样的低照度光下,也具有光电转换效率难以降低的优点。
并且,具有单结晶性的情况除了包括半导体基板整体为单结晶的情况之外,还包括一部分为多结晶或非晶质的情况。在是后者的情况下,优选为,单结晶的体积相对较大(例如整体的90体积%以上)。
另外,优选为,太阳能电池80被设为背面电极型。具体而言,如图6所示,在四个单电池80a、80b、80c、80d的电极面85上,分别设置有电极焊盘86、87(连接部)。其中,电极焊盘86为正极,另一方面,电极焊盘87为负极。因此,能够从电极焊盘86以及电极焊盘87经由配线而取出电力。
这样,在背面电极型中,能够将全部的电极焊盘配置在电极面85(背面)上。因此,能够最大限度地增大受光面84,并能够实现伴随着受光面积的最大化而产生的发电量的提高。而且,能够防止因在受光面84侧设置电极焊盘而导致的外观设计性的降低。因此,能够进一步提高电子钟表200的外观设计性。
另外,如图5所示,优选为,太阳能电池80在一个单电池中分别包含多个电极焊盘86以及电极焊盘87。由此,能够更加可靠地对单电池80a、80b、80c、80d与配线基板82之间电气且机械性地进行连接。
另外,多个电极焊盘86沿着太阳能电池80的外边缘而被配置。另一方面,多个电极焊盘87沿着太阳能电池80的内边缘而被配置。通过采用这样的配置,从而能够沿着太阳能电池80的延伸方向(周向)而确保连接点。因此,能够更加可靠地固定太阳能电池80,并且,能够充分地减少太阳能电池80与配线基板82之间的连接电阻。
图7为图5所示的太阳能电池80的分解剖视图。另外,图8为表示图6所示的单电池80a的受光面84的俯视图。另外,图9A为图8的A-A线剖视图。并且,在图7中,省略了后述的钝化膜817的图示。
图7所示的太阳能电池80具备单电池80a和配线基板82。
配线基板
配线基板82具备绝缘基板821、和被设置于绝缘基板821上的导电膜822。
配线基板82以与四个单电池80a、80b、80c、80d重叠的方式而被设置。这样的配线基板82具备绝缘基板821、被设置于绝缘基板821上的导电膜822、和在与导电膜822重叠的部分中包含开口部824的绝缘膜823。
并且,“配线基板82与四个单电池80a、80b、80c、80d重叠”是指,在配线基板82的俯视观察下,配线基板82与四个单电池中的至少一个单电池重叠并可观察到的状态。另外,在该情况下,无需与一个单电池的整体重叠,只要与其至少一部分重叠即可。
并且,在本实施方式中,配线基板82与全部四个单电池80a、80b、80c、80d重叠。
作为绝缘基板821,可以列举出如例如聚酰亚胺基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯基板那样的各种树脂基板。
作为导电膜822的结构材料,可以列举出例如铜或铜合金、铝或铝合金、银或银合金等。
作为绝缘膜823的结构材料,可以列举出如例如聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂那样的各种树脂材料。
另外,绝缘基板821和绝缘膜823经由粘合层825而被粘合。
作为粘合层825的结构材料,可以列举出例如环氧类粘合材料、硅类粘合材料、烯烃类粘合材料、丙烯酸类粘合材料等。
虽然配线基板82的厚度并未被特别限定,但优选为,在50μm以上且500μm以下,更加优选为,在100μm以上且300μm以下。通过将配线基板82的厚度设定在所述范围内,从而将适度的挠性赋予给配线基板82。因此,配线基板82被赋予了适度的变形能力,即使在例如单电池80a上产生应力,也能够通过配线基板82的变形而使该应力的集中缓和。其结果为,能够抑制在单电池80a上产生翘曲等不良情况。
单电池
另一方面,单电池80a具备Si基板800、被形成于Si基板800上的p+杂质区801以及n+杂质区802、与p+杂质区801以及n+杂质区802连接的指形电极804、和与指形电极804连接的汇流条电极805。并且,在图7中,为了便于图示,仅图示了与p+杂质区801连接的汇流条电极805以及电极焊盘86(正极),并省略了与n+杂质区802连接的汇流条电极以及电极焊盘(负极)的图示。另外,在图7中,用虚线表示与n+杂质区802连接的n+接触部811n、指形电极804以及n型通孔配线814n,并表示这些n+接触部811n、指形电极804以及n型通孔配线814n未与汇流条电极805电连接。
并且,虽然在以下的说明中,以单电池80a为代表进行说明,但其说明对于单电池80b、80c、80d来说也是同样的。
Si基板
作为Si基板800,使用了例如Si(100)基板等。并且,Si基板800的结晶面并未被特别限定,也可以为Si(100)面以外的结晶面。
虽然Si基板800(半导体基板)的主要结构元素以外的杂质元素浓度优选为尽可能较低,但更加优选为,分别在1×1011[atoms/cm2]以下,进一步优选为,在1×1010[atoms/cm2]以下。由于杂质元素浓度在所述范围内,因此,能够充分地将Si基板800的杂质给光电转换造成带来的影响抑制得较小。由此,也能够实现即使是小面积也可以产生充分的电力的太阳能电池80。而且,也具有如下的优点,即,即使在如室内光那样的低照度光下,光电转换效率也不容易降低。
并且,Si基板800的杂质元素浓度能够通过例如ICP-MS(Inductively CoupledPlasma-Mass Spectrometry,电感耦合等离子体质谱)法来进行测量。
另外,与p+杂质区801连接的汇流条电极805的一部分从后述的钝化膜806中露出,并构成前述的电极焊盘86。另一方面,与n+杂质区802连接的汇流条电极805(参照图10)的一部分从后述的钝化膜806中露出,并构成前述的电极焊盘87。
另外,如图7所示,电极焊盘86经由导电连接部83而与配线基板82连接。同样地,电极焊盘87也经由未图示的导电连接部而与配线基板82连接。
作为导电连接部83,可以列举出例如导电膏、导电薄片、金属材料、软钎焊料、硬钎焊料等。
在Si基板800的受光面84上形成有纹理结构。该纹理结构是指形成例如任意的形状的凹凸形状的情况。具体而言,由在例如受光面84上所形成的大量的金字塔状突起构成。通过设置这样的纹理结构,从而能够抑制受光面84上的外部光的反射,并能够实现射入至Si基板800中的光量的增大。另外,能够将从受光面84射入的外部光封闭在Si基板800的内部,并能够提高光电转换效率。
并且,在Si基板800是以例如Si(100)面作为主面的基板的情况下,将Si(111)面设为倾斜面的金字塔状突起作为纹理结构而被适当地使用。
另外,虽然Si基板800的厚度并未被特别地限定,但优选为,在50μm以上且500μm以下,更加优选为,在100μm以上且300μm以下。由此,能够实现太阳能电池80的光电转换效率和机械性的特性的兼顾。另外,也能够对电子钟表200的薄型化作出贡献。
钝化膜
另外,如图9A所示,太阳能电池80具备被设置于受光面84上的钝化膜817(无机膜)。通过设置这样的钝化膜817,从而能够抑制通过受光而被生成的少数载流子在受光面84中消失的情况。
钝化膜817的结构材料为无机材料。作为所涉及的无机材料,例如,可以列举出如二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅那样的硅化合物、如氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化铝、氧化锆、氧化镧那样的金属氧化物、如氟化镁、氟化钙、氟化钡、氟化锂、氟化钠、氟化镧那样的氟化物等,可以使用包含这些物质中的一种或两种以上的复合材料。
另外,钝化膜817具有透光性。因此,钝化膜817通过适当地调节其折射率,从而也作为反射防止膜而发挥功能。通过附加作为这样的反射防止膜的功能,从而能够增加从受光面84射入至Si基板800的光量,并能够提高光电转换效率。
而且,优选为,钝化膜817(无机膜)包括硅化合物或金属氧化物。这样的材料的透光性以及耐光性特别良好。因此,这些材料作为钝化膜817的结构材料而言是特别有用的。
另一方面,由于由钝化膜817所实施的反射防止效果基于由钝化膜817而产生的光的干涉,因此,实现了该效果的波长范围根据钝化膜817的折射率以及膜厚等而受到影响。因此,钝化膜817具有使特定的波长范围的反射率降低的效果,另一方面,关于除此以外的波长范围,无法使反射率充分地降低。其结果为,反射率未被降低的波长范围成为反射光,并使观察者识别出颜色。
并且,钝化膜817也可以由具有互不相同的结构材料的多个层构成。由此,能够扩大起到反射防止的效果的波长范围,并能够在更宽的波长范围内提高射入效率。其结果为,如果假设在全部的波长范围内使反射率下降,也能够使观察者识别出与黑色相近的颜色。但是,在很多情况下,难以实现完全的黑色,相反,有时吸收率变高,因此,考虑到这些情况而设定层叠数量。
根据如上理由,当对由钝化膜817反射的光进行观察时,根据钝化膜817的结构而决定反射光的波长、即颜色,观察者对特定的颜色进行识别。
另外,在图8所示的单电池80a中,使设置于受光面84上的钝化膜817的膜厚局部不同。其结果为,在图8所示的单电池80a中,文字被配置在受光面84上。换言之,配置了带来作为文字而可识别的反射光的颜色的差异的图案。
具体而言,虽然在本实施方式所涉及的受光面84上,形成有如前文所述的纹理结构,但并未被形成在整个面上,如图9A所示,以包含形成有纹理结构的部分即粗面部841、和未形成有纹理结构的部分即平滑部842在内的方式而局部地形成有纹理结构。因此,粗面部841的表面粗糙度大于平滑部842的表面粗糙度。
当以分别与这样的粗面部841以及平滑部842重叠的方式设置有钝化膜817时,如图9A所示,钝化膜817中的与粗面部841重叠的部分的膜厚t1小于与平滑部842重叠的部分的膜厚t2。即,在钝化膜817中包含膜厚t2的厚膜部分8172、和与厚膜部分8172相比膜厚较小的膜厚t1的薄膜部分8171。当对成膜有这样的钝化膜817的受光面84进行观察时,观察者通过薄膜部分8171和厚膜部分8172而对互不相同的颜色进行识别。即,由于在薄膜部分8171和厚膜部分8172中伴随着光的干涉而衰减的波长不同,因此,被观察到的反射光的颜色互不相同。
因此,如果以例如粗面部841作为背景,并使平滑部842表示文字或图形、图案等(以下、简称为“文字等”)的方式分别进行图案形成,则由于在文字等和背景中颜色互不相同,因此,能够使观察者识别该文字等的存在。即,根据本实施方式,能够在不使用涂料等的情况下、针对受光面84而配置文字等。因此,能够在提高单电池80a的光电转换效率的同时提高设计性。
并且,当对受光面84进行观察时,前述的文字等和其背景的颜色主要由薄膜部分8171和厚膜部分8172的折射率以及膜厚决定。其中,折射率由钝化膜817的结构材料决定。因此,通过使薄膜部分8171的结构材料和厚膜部分8172的结构材料不同,从而能够使双方的折射率不同,并能够根据该不同来对文字等和背景的颜色进行控制。
另一方面,这样使结构材料不同的情况存在如下的趋势,即,制造方法变得烦杂,制造成本也变高。因此,在本实施方式中,将结构材料设为相同,而使膜厚不同。而且,通过分别对膜厚t1以及膜厚t2进行调节,从而能够对文字等和背景的颜色进行控制。
另外,虽然膜厚t1和膜厚t2之间的差异可以通过在使钝化膜817成膜时、使原料的供给量不同而被形成,但也可以通过基底的表面粗糙度的差异、即粗面部841和平滑部842之间的表面粗糙度的差异而被形成。由此,由于能够仅通过简单地使钝化膜817成膜而形成膜厚t1与膜厚t2之间的差异,因此,能够实现制造方法的简化。
根据以上内容,本实施方式所涉及的单电池80a(光电转换元件)具有结晶性的Si基板800和钝化膜817(无机膜),其中,所述结晶性的Si基板800具有受光面84,所述受光面84包含平滑部842、和与平滑部842相比表面粗糙度较大的粗面部841,所述钝化膜817(无机膜)以分别与平滑部842以及粗面部841重叠的方式而被设置,并具有透光性,钝化膜807中的与粗面部841重叠的部分、即薄膜部分8171的膜厚t1小于与平滑部842重叠的部分、即厚膜部分8172的膜厚t2。
根据这样的单电池80a,通过适当地对粗面部841的图案和平滑部842的图案进行设定,从而能够在不使用涂料等的情况下对受光面84进行文字等的配置。其结果为,能够实现光电转换效率较高、且设计性较高的单电池80a。
并且,如前文所述,虽然被配置于受光面84上的文字等会根据文字等和背景之间的颜色差异而被观察者识别,但本说明书中的“颜色”的概念包括由色相以及色彩饱和度构成的色度、和亮度。而且,在色相、色彩饱和度以及亮度中的至少一个要素不同的情况下,设为颜色不同。因此,在例如色度相同而亮度不同的情况、或者在亮度相同而色度不同的情况中的任意一种情况下,均设为颜色不同。
另外,在本实施方式中,不仅具有膜厚t1与膜厚t2之差,还具有粗面部841的表面粗糙度与平滑部842的表面粗糙度之差。后者还能够附加梨皮色调、无光泽色调与镜面色调之差这样的质感的不同。由此,不仅由于颜色的不同,还由于质感的不同,而能够识别文字等,并有利于提高设计性。
并且,如前文所述,虽然前述的膜厚t1与膜厚t2之差根据文字等的颜色以及背景的颜色而被适当地设定,但作为一个示例,优选为,膜厚t1被设定为膜厚t2的40%以上且95%以下,更加优选为,被设定为50%以上且85%以下。由此,能够在来自薄膜部分8171的反射光和来自厚膜部分8172的反射光之间充分地扩大色度与亮度之间的差异。尤其,膜厚之差能够形成色度之差。因此,能够充分地扩大文字等的色度与背景的色度之间的差异,并能够形成对比度较高、且目视确认性较高的文字等。
另外,虽然膜厚t2未被特别地限定,但优选为,在10nm以上且200nm以下,更加优选为,在20nm以上且150nm以下,进一步优选为,在30nm以上且120nm以下。如果膜厚t2在所述范围内,则能够充分地降低与可见光相关的反射率。因此,在充分地提高射入率的同时,在色度上易于形成充分的差别。其结果为,能够形成目视确认性更高的文字等。
并且,膜厚t1以及膜厚t2是分别通过电子显微镜等对例如单电池80a的截面进行观察、并在宽度100μm的范围内使薄膜部分8171以及厚膜部分8172的厚度进行平均从而被求出的。
另外,粗面部841的算术平均粗糙度Ra优选为,在0.1μm以上,更加优选为,在0.2μm以上且0.4μm以下。通过将粗面部841的算术平均粗糙度Ra设定在所述范围内,从而能够将足够有效的纹理结构设置在粗面部841内。即,由于设置有必要且充分的高度的凹凸形状,因此,能够在受光面84上产生充分的多层反射,并能够使反射率充分地减少。
并且,虽然算术平均粗糙度Ra也可以高于所述上限值,但当形成这样的粗面部841时需要较长的时间,同时,有可能在反射率中产生不均,并使颜色不均匀。
在此,图9B为,表示粗面部841的算术平均粗糙度Ra的大小与该粗面部841在俯视观察时的电子显微镜图像以及截面图像之间的关系的图。
如图9B所示,在粗面部841的算术平均粗糙度Ra为0.1μm以上且小于0.2μm的情况下,虽然形成有纹理结构,但其凹凸高度稍小。
与此相对,在粗面部841的算术平均粗糙度Ra为0.2μm以上且0.4μm以下的情况下,形成有足够的凹凸高度的纹理结构,并且,如电子显微镜图像以及截面图像所示,各凹凸的高度易于变得均匀。因此,易于实现反射光的颜色的均匀化。
另外,在粗面部841的算术平均粗糙度Ra超过0.4μm的情况下,如截面图像所示,凹凸高度易于变得不均匀。这是因为,由于不仅Si基板800的表层,而且内部的层也有助于纹理结构的形成,因此,根据其帮助程度,而使凹凸高度易于变得不均匀。因此,有可能在反射光的颜色中产生不均。
另外,粗面部841的算术平均粗糙度Ra与平滑部842的算术平均粗糙度Ra之差优选为,在0.01μm以上,更加优选为,在0.1μm以上,进一步优选为,在0.2μm以上且0.4μm以下。通过将算术平均粗糙度Ra之差设定在所述范围内,从而能够大为确保为膜厚t1与膜厚t2之差收敛在所述范围内的程度。其结果为,能够形成目视确认性更高的文字等。
并且,粗面部841的算术平均粗糙度Ra根据由JIS R 1683:2007规定的方法而被测量。另外,作为测量装置,例如,使用了如扫描型探针显微镜(SPM)那样的分析装置,测量范围被设为例如5μm见方的范围。
在此,图9C表示粗面部841的算术平均粗糙度Ra与平滑部842的算术平均粗糙度Ra之差、和文字等的目视确认性以及粗面部841以及平滑部842各自的形成容易性之间的关系的图。并且,在以下的说明中,将粗面部841的算术平均粗糙度Ra与平滑部842的算术平均粗糙度Ra之差简称为“表面粗糙度之差”。另外,在图9C中,关于上述的目视确认性以及形成容易性,从好到差,依次按照◎、○、△、×这四个阶段进行评价。
如图9C所示,在表面粗糙度之差小于0.01μm的情况下,目视确认性以及形成容易性均成为×的评价。另一方面,在表面粗糙度之差为0.01μm以上的情况下,成为△或○的评价,在表面粗糙度之差为0.1μm以上且0.4μm以下的情况下,目视确认性以及形成容易性的双方成为◎的评价。
另一方面,虽然平滑部842的算术平均粗糙度Ra未被特别地限定,但优选为小于0.1μm,更加优选为,在0.01μm以下。通过将平滑部842的算术平均粗糙度Ra设定在所述范围内,从而能够将例如Si晶片的表面直接作为平滑部842来利用。由此,能够易于制造平滑部842。另外,由于平滑部842成为在与钝化膜817之间的界面上产生均匀的反射的区域,因此,与粗面部841之间的对比度变得更大,能够形成目视确认性更高的文字等。
并且,虽然在本实施方式中,作为平滑部842,使用了未形成如纹理结构那样的凹凸形状的区域,但本发明并未被限定于此,也可以在前述的表面粗糙度的范围内形成微小的凹凸形状。
另外,粗面部841也可以包含表面粗糙度阶段式地不同的区域。即,在粗面部841中,也可以包括表面粗糙度相对较大的区域、和与该区域相比表面粗糙度较小的区域。由此,在受光面84中,与平滑部842一起形成了表面粗糙度实质上在三个阶段以上的不同的区域,随之,也形成了钝化膜817的膜厚在三个阶段以上的不同的区域。其结果为,能够配置反射光的颜色互不相同的三个以上的区域。
另外,虽然单电池80a中的粗面部841的面积也可以在单电池80a中的平滑部842的面积以下,但优选为,大于平滑部842的面积。由此,在受光面84中,能够对具有纹理结构的粗面部841进行支配性地设定。因此,能够更加增大基于纹理结构而产生的反射防止效果,因此,能够充分地增加射入至Si基板800中的光量,同时,能够在受光面84上配置目视确认性较高的文字等。在该情况下,单电池80a中的粗面部841的合计的面积优选为,在单电池80a中的平滑部842的合计的面积的101%以上,更加优选为,在200%以上,进一步优选为,在300%以上。
另外,单电池80a中的粗面部841的面积优选为,单电池80a中的受光面84整体的面积的50%以上,更加优选为,在70%以上,进一步优选为,在90%以上。通过将粗面部841的面积设定在所述范围内,从而能够充分地确保射入至Si基板800中的光量,并能够提高光电转换效率。
另一方面,单电池80a具备被设置于电极面85上的钝化膜806。通过设置这样的钝化膜806,从而能够实现各部的绝缘,并能够抑制通过受光而被生成的少数载流子在电极面85中消失的情况。
另外,指形电极804与Si基板800之间、以及汇流条电极805与指形电极804之间分别经由层间绝缘膜807而被绝缘。
作为钝化膜806或层间绝缘膜807的结构材料,例如,可以列举出二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等。
电极以及电极焊盘(连接部)
图10为表示图6所示的单电池80a的电极面85的俯视图。并且,在图10中,以透视被前述的钝化膜806以及汇流条电极805覆盖的指形电极804的方式进行了图示。另外,在图10中,利用单点划线,仅图示了汇流条电极805的轮廓。
另外,图11为图10所示的俯视图中选择性地表示指形电极804的图,图12为图10所示的俯视图中选择性地表示汇流条电极805以及电极焊盘86、87的图。由于指形电极804以及汇流条电极805的层级互不相同,因此,在图11以及图12中,分层级地进行了图示。
并且,虽然在以下的说明中,以单电池80a为代表进行说明,但其说明对于单电池80b、80c、80d来说也是同样的。
如图10~图12所示,单电池80a具备Si基板800。该Si基板800在轮廓中包括两个圆弧。其中,相当于图5所示的圆环的外边缘的一部分的圆弧为基板外边缘800a,相当于圆环的内边缘的一部分的圆弧为基板内边缘800b。
另外,图10~图12所示的单电池80a具备p型指形电极804p和p+接触部811p,其中,所述p型指形电极804p以覆盖被形成于Si基板800上的图7所示的p+杂质区801(第一导电型杂质区)的方式而被设置,所述p+接触部811p使p+杂质区801和p型指形电极804p之间电连接。
另外,图10~图12所示的单电池80a具备n型指形电极804n和n+接触部811n,其中,n型指形电极804n以覆盖被形成于Si基板800上的图7所示的n+杂质区802(第二导电型杂质区)的方式而被设置,所述n+接触部811n使n+杂质区802和n型指形电极804n之间电连接。
而且,p+接触部811p相对于一个p型指形电极804p而被设置多个。因此,与此相应,图7所示的p+杂质区801也相对于一个p型指形电极804p而设置有多个。由此,能够有效地取出通过受光而产生的空穴(载流子)。
同样地,n+接触部811n相对于一个n型指形电极804n而设置有多个。因此,与此相应,图7所示的n+杂质区802也相对于一个n型指形电极804n而设置有多个。由此,能够有效地取出通过受光而产生的电子(载流子)。
p+接触部811p以及n+接触部811n的结构材料例如能够适当地从与前述的指形电极804的结构材料同样的结构材料中进行选择。
并且,前述的指形电极804是指p型指形电极804p以及n型指形电极804n这两方。
另外,在图10以及图11中,针对p+接触部811p以及n+接触部811n,而相对地标记较密的点,针对指形电极804,而相对地标记较疏的点。
而且,在图10中,用虚线或点划线表示由钝化膜806覆盖的部位,并用实线表示从钝化膜806中露出的部位。
如图10所示,p型汇流条电极805p以及n型汇流条电极805n分别被钝化膜806覆盖。由此,这些电极被保护以免受到外部环境的影响。
·电极焊盘(连接部)
另一方面,在钝化膜806的一部分中设置有通孔,p型汇流条电极805p以及n型汇流条电极805n的一部分露出。其中,p型汇流条电极805p的露出面成为前述的电极焊盘86(正极的连接部),n型汇流条电极805n的露出面成为前述的电极焊盘87(负极的连接部)。即,将p型汇流条电极805p的一部分、即从被设置于钝化膜806中的通孔中露出的p型汇流条电极805p的露出面称为电极焊盘86,同样地,将n型汇流条电极805n的一部分、即从被设置于钝化膜806中的通孔中露出的n型汇流条电极805n的露出面称为电极焊盘87。
另外,如图12所示,本实施方式所涉及的单电池80a分别包括多个电极焊盘86以及电极焊盘87。
如图10以及图12所示,多个电极焊盘86沿着基板外边缘800a而被排列。也就是说,电极焊盘86的排列轴大致与基板外边缘800a平行。另一方面,多个电极焊盘87沿着基板内边缘800b而被排列。也就是说,电极焊盘87的排列轴大致与基板内边缘800b平行。通过采用这样的配置,从而能够沿着单电池80a的延伸方向(基板外边缘800a所含的圆弧的周向)而确保与配线基板82之间的连接点。因此,能够更加可靠地将单电池80a相对于配线基板82进行固定,并且,能够充分地减少单电池80a与配线基板82之间的连接电阻。
并且,如前文所述,虽然单电池80a具备多个指形电极804,但其根数并未被特别地限定,根据Si基板800以及指形电极804的大小以及间距等而被适当地设定。
在此,图13为表示图10所示的光电转换元件的改变例的俯视图,并为使指形电极804的根数与图10不同的示例。并且,在图13中,省略了单电池80a中的、Si基板800、指形电极804以及电极焊盘86、87以外的部位的图示。另外,在图13中,对p型指形电极804p标记较密的点,并对n型指形电极804n标记较疏的点。
通过以此方式增加指形电极804的根数,也就是说,提高p+杂质区801、n+杂质区802的配设密度,从而易于提高单电池80a中的光电转换效率。
另外,在图13中,在指形电极804并排的方向上,p型指形电极804p和n型指形电极804n成为被交替排列的图案。
而且,关于隔着电极焊盘86、87的两侧,如前文所述,p型指形电极804p和n型指形电极804n隔着电极焊盘86、87而相互面对。也就是说,在图13中,与图10相同,位于电极焊盘86、87的短轴方向上的两侧的杂质区成为具有互不相同的极性的杂质区。
而且,p+杂质区801经由p型指形电极804p以及p型汇流条电极805p而与电极焊盘86连接,n+杂质区802经由n型指形电极804n以及n型汇流条电极805n而与电极焊盘87连接。
并且,Si基板800的俯视观察形状并未被限定于上述方式,也可以为任意的形状,例如如长方形或正方形那样的四边形、如六边形、八边形那样的多边形、如正圆、椭圆、长圆那样的圆形等。
另外,在本实施方式所涉及的单电池80a中,如前文所述,电极焊盘86、87分别被设置多个。通过成为这样的配置,从而使与这些连接部接合的导电连接部83也成为同样的配置。因此,单电池80a将这些端子的位置作为支承点而被多点支承于配线基板82。由此,能够进一步加强连接电阻的减少以及连接强度的提高。
虽然电极焊盘86、87的一个的面积根据Si基板800的大小而少许不同,但优选为,在0.05mm2以上且5mm2以下,更加优选为,在0.1mm2以上且3mm2以下。由此,能够在充分地实现连接电阻的减少以及连接强度的提高的同时,还充分地抑制伴随着设置电极焊盘86、87而产生的少数载流子的收集损失。
并且,电极焊盘86、87的配置并未被限定于图示的方式,也可以交换例如电极焊盘86的列的位置和电极焊盘87的列的位置。即,正极的连接部也可以被配置于基板内边缘800b侧,负极的连接部也可以被配置于基板外边缘800a侧。
另外,电极焊盘86、87的形状也并未被特别限定,可以为任意的形状。作为一个示例,图12以及图13所示的电极焊盘86、87的形状分别为长方形,但可以为如正圆、椭圆、长圆那样的圆形,也可以为如三角形、六边形、八边形那样的多边形,还可以为除此以外的形状。
而且,在电极焊盘86彼此、电极焊盘87彼此、以及电极焊盘86与电极焊盘87之间,优选为,形状彼此相同,但也可以互不相同。
另外,优选为,基板外边缘800a以及基板内边缘800b包括相互同心的圆弧。即,优选为,基板外边缘800a包括相对大径的圆弧,基板内边缘800b包括与基板外边缘800a同心且相对小径的圆弧。由此,容易设计指形电极804以及汇流条电极805,并且,单电池80a的结构性平衡被最优化。其结果为,在单电池80a中,难以产生翘曲等变形。
并且,基板外边缘800a以及基板内边缘800b的一部分或全部既可以为直线,也可以包含圆弧以外的曲线,还可以包含相互不是同心的圆弧。
但是,在本实施方式中,Si基板800的轮廓包含曲线。由此,单电池80a有助于更加提高电子钟表200的外观设计性。
并且,虽然该曲线也可能在制造技术的制约上作为边数较多的多边形的一部分而被制造,但本说明书中的曲线的概念为,还包含这样的多边形的一部分。
另外,基板外边缘800a长于基板内边缘800b。如果考虑到这种情况,则优选为,位于基板外边缘800a侧的电极焊盘86的数量多于,位于基板内边缘800b侧的电极焊盘87的数量。
另外,在本实施方式中,在设置有电极焊盘86、87的部分中,p+杂质区801(参照图7)、n+杂质区802(参照图7)、p+接触部811p以及n+接触部811n以分别在俯视观察时不重叠的方式而被配置(参照图10)。
即,在俯视观察Si基板800的主面时,电极焊盘86(连接部)被配置为,与p+杂质区801以及n+杂质区802偏离。另外,由此,电极焊盘86自然地被配置为,与p+接触部811p以及n+接触部811n偏离。
同样地,在俯视观察Si基板800的主面时,电极焊盘87(连接部)被配置为,与p+杂质区801以及n+杂质区802偏离。另外,由此,电极焊盘87自然地被配置为,与p+接触部811p以及n+接触部811n偏离。
由此,在导电连接部83与例如电极焊盘86、87接合之后,即使该接合部破损,也能够抑制给p+杂质区801以及n+杂质区802造成损伤的情况。因此,可以获得可靠性更高的单电池80a。
另外,通过采取如上所述的配置,电极焊盘86、87在其平坦性等的形状上不会受到p+杂质区801或n+杂质区802的影响。因此,可以获得平坦性较高、不易产生接触不良的电极焊盘86、87。
并且,这样的配置不一定被限定,例如电极焊盘86、87也可以在俯视观察时与p+杂质区801、n+杂质区802、p+接触部811p以及n+接触部811n中的任意一个重叠。
·指形电极
如图11所示,优选为,指形电极804在基板外边缘800a所含的曲线的垂线PL的延伸方向上延伸。即,单电池80a具备Si基板800和多个指形电极804,其中,所述Si基板800具有包括曲线的基板外边缘800a、以及位于基板外边缘800a的内侧并包含曲线的基板内边缘800b,所述多个指形电极804被设置于Si基板800的一个面上,优选为,指形电极804在基板外边缘800a所含的曲线的垂线方向上延伸。由此,在基板外边缘800a为圆弧的情况下,指形电极804沿着从该圆弧的中心O起呈放射状地延伸的直线而延伸。
另一方面,在本实施方式所涉及的单电池80a中,前述的垂线PL也与基板内边缘800b正交。
另外,优选为,前述的垂线PL通过基板外边缘800a的圆弧的中心O。即,优选为,该圆弧为正圆或接近于正圆的形状的一部分。由此,容易设计指形电极804,并且,单电池80a的结构性平衡被最优化。其结果为,更加难以产生单电池80a中的翘曲等变形。
另外,在单电池80a上,设置有多个指形电极804。因此,这些指形电极804沿着基板外边缘800a而被排列(并排)。换言之,排列轴能够大致与基板外边缘800a平行。通过这样排列,从而能够使各指形电极804的形状或面积均匀化,并能够实现单电池80a的结构性均匀化。其结果为,难以产生单电池80a中的翘曲等变形。而且,能够尽可能地将指形电极804相对于Si基板800以无缝的方式进行铺设。由此,指形电极804在Si基板800的电极面85侧也作为用于使从受光面84射入的光反射的反射膜而发挥功能。即,通过指形电极804被无缝地铺设,从而能够将从受光面84射入并透过Si基板800后的光以更高的概率在指形电极804中进行反射。由此,能够增加有利于光电转换的光量,并能够实现光电转换效率的提高。
而且,虽然至少相互相邻的指形电极804彼此的形状或面积等也可以互不相同,但优选为,彼此相同的形状,且彼此相同的面积。由此,实现了单电池80a的结构性上的进一步的均匀化。
并且,相同形状、相同面积以及平行的概念为,分别容许制造时产生的误差。
另外,虽然在指形电极804沿着基板外边缘800a而排列的情况下,优选为,p型指形电极804p和n型指形电极804n交替地并排,但并未被限定于这样的排列图案,也可以为一部分或全部不同的排列图案。
另外,虽然指形电极804的轮廓也可以为任意的形状,但在图11中,具有面向基板外边缘800a的指形电极外边缘812、和面向基板内边缘800b的指形电极内边缘813。而且,指形电极外边缘812的长度长于指形电极内边缘813的长度。也就是说,图11所示的指形电极804在将基板外边缘800a的延伸方向上的长度设为“宽度”时,随着从指形电极内边缘813朝向指形电极外边缘812而使宽度逐渐变宽。
根据具有这样的轮廓形状的指形电极804,在将指形电极804彼此的间隙设为恒定的同时,能够尽可能地将指形电极804相对于Si基板800而以无缝的方式进行铺设。因此,能够在确保指形电极804彼此的绝缘性的同时,更加提高由指形电极804所发挥的作为反射膜的功能。
并且,在本实施方式中,当以穿过电极焊盘86、87的方式而引出与图11所示的垂线PL同样的垂线时,在该垂线上,未设置有p+杂质区801(参照图7)以及n+杂质区802(参照图7)。另外,随之,也可以设置有指形电极804。
在这样的本实施方式中,由于易于使结构比较简化,因此,成为制造容易性较高、且制造成品率较高的方式。
并且,上述结构并未被限定于此,例如,也可以在通过电极焊盘86、87的垂线上,也设置有p+杂质区801以及n+杂质区802。
另外,图11所示的两条垂线PL通过相互相邻的两个指形电极804的宽度的中心。另外,如前文所述,各垂线PL通过基板外边缘800a的圆弧的中心O。因此,两条垂线PL彼此所构成的角度θ相当于相邻的指形电极804彼此的间距。虽然该角度θ根据Si基板800中的载流子移动度等而被适当地设定,但作为一个示例,优选为,在0.05°以上且1°以下,更加优选为,在0.1°以上且0.5°以下。由此,由于与各指形电极804对应地被设置的接触部彼此的间距、杂质区彼此的间距被最优化,因此,提高了通过受光而产生的载流子的取出效率。其结果为,可以获得光电转换效率特别高的单电池80a。
另外,根据与上述情况同样的观点,指形电极804的宽度优选为,在5μm以上且100μm以下,更加优选为,在10μm以上且50μm以下。
另一方面,指形电极804彼此的间隔优选为,在1μm以上且50μm以下,更加优选为,在3μm以上且30μm以下。由此,能够实现指形电极804彼此的绝缘,并充分增大指形电极804所占的面积。
·汇流条电极
另一方面,如图10以及图12所示,单电池80a具备以跨多个指形电极804的方式、且以覆盖这些指形电极804的方式而被设置的p型汇流条电极805p以及n型汇流条电极805n。而且,p型汇流条电极805p经由p型通孔配线814p而与多个p型指形电极804p电连接,n型汇流条电极805n经由n型通孔配线814n而与多个n型指形电极804n电连接。
另外,p型通孔配线814p针对一个p型汇流条电极805p而设置有多个。同样地,n型通孔配线814n也针对一个n型汇流条电极805n而设置有多个。
p型通孔配线814p以及n型通孔配线814n的结构材料例如从与前述的汇流条电极805的结构材料同样的结构材料中被适当地选择出。
并且,前述的汇流条电极805是指p型汇流条电极805p以及n型汇流条电极805n这两方。
另外,在图12中,针对p型通孔配线814p以及n型通孔配线814n,而标记相对较密的点,并针对汇流条电极805而标记相对较疏的点。
在此,如图10以及图12所示,汇流条电极805的延伸方向与指形电极804的延伸方向交叉。即,如前文所述,指形电极804在基板外边缘800a的垂线方向上延伸,与此相对,汇流条电极805在与基板外边缘800a平行的方向上延伸。因此,如图10所示,在俯视观察Si基板800时,指形电极804和汇流条电极805大致正交。由此,由于以跨多个指形电极804的方式配置汇流条电极805,因此,在双方的交叉部上配置了p型通孔配线814p或n型通孔配线814n的情况下,汇流条电极805成为有效的集电体。
并且,“平行的方向”是指,汇流条电极805和基板外边缘800a在大致保持恒定的距离的同时进行位移的状态。而且,“保持恒定的距离的同时”是指,以遍及汇流条电极805的全长的方式,双方的分离距离的变化宽度小于分离距离的最大值的100%(优选为,分离距离的平均值的10%以下)的状态。
另外,指形电极804和汇流条电极805的交叉角度未被限定为90°,锐角侧的角度也可以在30°以上且小于90°左右。另外,汇流条电极805也可以不一定与基板外边缘800a平行,也可以呈直线状地延伸。
另外,如前文所述,本实施方式所涉及的汇流条电极805在Si基板800的厚度方向上与指形电极804重叠。由此,无需确保配置汇流条电极805所需的空间,因此,能够将在Si基板800上配置指形电极804、p+杂质区801以及n+杂质区802的空间确保得更大。其结果为,取出的载流子的数量增加,并且,提高了指形电极804以及汇流条电极805的作为反射膜的功能,因此,能够更加提高光电转换效率。
并且,汇流条电极805经由图7所示的层间绝缘膜807而与指形电极804绝缘,另一方面,经由贯穿层间绝缘膜807的一部分的p型通孔配线814p以及n型通孔配线814n而与指形电极804电连接。
此时,虽然Si基板800的俯视观察时的p型通孔配线814p的位置也可以与p+接触部811p的位置重叠,但优选为,与p+接触部811p的位置偏离。同样地,虽然Si基板800的俯视观察时的n型通孔配线814n的位置也可以与n+接触部811n的位置重叠,但优选为,与n+接触部811n的位置偏离。由此,p型通孔配线814p以及n型通孔配线814n的基底的平坦性变高,因此,难以产生形成位置的偏离或制造不良等。因此,能够抑制单电池80a的制造成品率的降低。
并且,优选为,p型通孔配线814p的位置被设置于p+接触部811p彼此的中间,n型通孔配线814n的位置被设置于n+接触部811n彼此的中间。
另外,虽然汇流条电极805的轮廓也可以为任意的形状,但在图12中,形成具有面向基板外边缘800a的汇流条电极外边缘815、和面向基板内边缘800b的汇流条电极内边缘816的形状。而且,汇流条电极外边缘815的长度长于,汇流条电极内边缘816的长度。
根据具有这样的轮廓形状的汇流条电极805,成为与Si基板800同样的形状、即切出了圆环的一部分后得到的形状。因此,易于使汇流条电极805与被铺设于整个Si基板800上的多个指形电极804交叉,并且,易于配置多条p型汇流条电极805p和n型汇流条电极805n。
另外,如前文所述,所涉及的汇流条电极805成为,指形电极804与汇流条电极805大致正交。因此,能够享受在双方的交叉部上易于配置p型通孔配线814p以及n型通孔配线814n这样的效果。
并且,汇流条电极外边缘815面向基板外边缘800a的情况是指,双方在大致保持恒定的距离的同时进行位移的状态。而且,“保持恒定的距离的同时”是指,以遍及汇流条电极外边缘815的全长的方式,使双方的分离距离的变化宽度小于分离距离的最大值的100%(优选为,分离距离的平均值的10%以下)的状态。
同样地,汇流条电极内边缘816面向基板内边缘800b的情况是指,双方在大致保持恒定的距离的同时进行位移的状态。而且,“保持恒定的距离的同时”是指,以遍及汇流条电极内边缘816的全长的方式,使双方的分离距离的变化宽度小于分离距离的最大值的100%(优选为,分离距离的平均值的10%以下)的状态。
作为指形电极804或汇流条电极805的结构材料,例如,可以举出如铝、钛、铜那样的金属的单体或合金等。
以上,以单电池80a为代表进行了说明,而太阳能电池80(光电转换模块)具有这样的单电池80a(光电转换元件)、与该单电池80a重叠地设置的配线基板82、使单电池80a的电极焊盘86、87和配线基板82的导电膜822电连接的导电连接部83。因此,太阳能电池80成为如下的一种电池,即,在受光面84上配置有文字等,设计性良好,并且光电转换效率较高。
另外,由于通过配线基板82而覆盖了单电池80a的电极面85的至少一部分,因此,电极面85受到保护。因此,抑制了在电极面85上附着异物或者施加有外力的情况。其结果为,能够确保电极面85的可靠性。
换言之,在俯视观察受光面84时,优选为,导电连接部83隐藏在单电池80a的阴影中(与单电池80a重叠)。由此,除了能够实现确保上述的可靠性的效果之外,还能够实现由于导电连接部83未被目视确认而产生的太阳能电池80的优美的外观的提高。因此,能够实现外观设计性更高的电子钟表200。
并且,导电连接部83不仅使单电池80a和配线基板82电连接,还使单电池80a和配线基板82机械性连接。因此,通过使导电连接部83的机械性特性最优化,从而能够缓和前述的单电池80a中的应力的集中。
具体而言,导电连接部83的杨氏模量优选为,在0.5GPa以上且15GPa以下,更加优选为,在1GPa以上且10GPa以下,进一步优选为,在1.5GPa以上且6.5GPa以下。通过将导电连接部83的杨氏模量设置在所述范围内,从而能够在确保导电连接部83所要求的粘合强度的同时,在导电连接部83中吸收应变等。因此,能够兼顾基于较高的机械性特性而实现的机械性连接的可靠性、和使在单电池80a中产生的应力集中得到缓和的特性。
并且,当导电连接部83的杨氏模量低于所述下限值时,由于导电连接部83的机械性特性变低,因此,根据单电池80a的规格等,有可能无法满足所要求的粘合强度。另一方面,当导电连接部83的杨氏模量高于所述上限值时,由于导电连接部83的变形能降低,因此,根据单电池80a的规格等,有可能在导电连接部83中无法充分地吸收单电池80a的应变,而在单电池80a中产生翘曲等不良情况。
另外,导电连接部83的杨氏模量在例如25℃下通过动态粘弹性测量装置(DMA)而被测量。
另外,从上述的杨氏模量的观点出发,作为导电连接部83,尤其优选地使用包含树脂材料的导电性粘合剂。
虽然作为导电性粘合剂所含的树脂材料,例如,可以列举出环氧类树脂、聚氨酯类树脂、硅类树脂、丙烯酸类树脂等,也可以以混合这些树脂中的一种或两种以上的方式而被使用。
另外,电子钟表200(电子设备)具备包括这样的四个单电池80a、80b、80c、80d(光电转换元件)在内的太阳能电池80。因此,可以获得设计性较高、且光电转换效率较高的电子钟表200。
并且,也可以代替电子钟表200,而在模拟钟表上搭载太阳能电池80。
另外,图14为表示图8所示的电池的改变例的俯视图,且为代替文字而配置了图案的示例。
在本示例中,单电池80a具有钝化膜817,所述钝化膜817包含交替地配置了由厚膜部分8172构成的正方形的图形、和由薄膜部分8171构成的正方形的图形在内的图案。当观察成膜有这样的钝化膜817的受光面84时,观察者会在薄膜部分8171和厚膜部分8172识别到互不相同的颜色、质感。其结果为,针对单电池80a,能够赋予基于该图案的优异的设计性。
第二实施方式
接下来,对应用了本发明的光电转换模块的第二实施方式的太阳能电池80进行详细叙述。
图15为表示第二实施方式所涉及的光电转换模块的俯视图。
以下,对第二实施方式进行说明,但在以下的说明中,以与第一实施方式之间的不同点为中心进行说明,关于相同的事项,省略其说明。并且,在图15中,对与前述的第一实施方式相同的结构,标记相同的符号。
在前述的第一实施方式中,将指形电极804和汇流条电极805设置在互不相同的层级上,而在第二实施方式中,将指形电极804和汇流条电极805设置在相同的层级上。而且,除此以外的结构与第一实施方式所涉及的太阳能电池80大致相同。
具体而言,p型汇流条电极805p’被配置于与指形电极804相同的层级且被配置于与指形电极804相比靠基板外边缘800a侧。
而且,p型指形电极804p和p型汇流条电极805p’被连接在一起,而n型指形电极804n与p型汇流条电极805p’之间分离并被绝缘。
另一方面,n型汇流条电极805n’被配置于与指形电极804相同的层级且被配置于与指形电极804相比靠基板内边缘800b侧。
而且,n型指形电极804n和n型汇流条电极805n’被连接在一起,而p型指形电极804p和n型汇流条电极805n’之间分离并被绝缘。
因此,图15所示的指形电极804以及汇流条电极805形成所谓的梳齿电极的形状。
另外,电极焊盘86被设置为,与从p型汇流条电极805p’分支而成的分支部809p重叠的位置。
另一方面,电极焊盘87被设置于与从n型汇流条电极805n’分支而成的分支部809n重叠的位置。
根据这样的第二实施方式,由于能够将指形电极804和汇流条电极805设置在相同的层级上,因此,能够实现太阳能电池80的结构的简化以及低成本化。
即使在如上所述的第二实施方式中,也实现了与前述的第一实施方式相同的效果。
光电转换模块的制造方法
接下来,参照图7,对制造太阳能电池80(光电转换模块)的方法的一个示例进行说明。
[1]首先,准备单电池80a。该单电池80a例如在Si(100)晶片上形成杂质区等之后,使电极、接触部、绝缘膜等成膜从而形成,此后,通过单片化而被制造。为了形成电极、接触部、绝缘膜等,例如使用了各种蒸镀技术、以及对由此形成的膜进行图案形成的光刻技术。
并且,前述的钝化膜817以例如以下的方式而被成膜。
[1-1]首先,对Si晶片的表面进行磨削。并且,磨削的精加工设为抛光精加工,从而获得镜面。此后,在磨削面以及背面上使抗蚀膜成膜。此时,关于磨削面,仅在欲形成平滑部842的区域上使抗蚀膜成膜。当采用这种方式时,磨削面中的欲形成粗面部841的区域成为从抗蚀膜中露出的状态。
[1-2]接下来,实施去除由磨削而产生的损伤的处理。接下来,在Si晶片上实施湿式蚀刻处理。由此,在磨削面中的未被抗蚀膜覆盖的区域上形成了前文所述的纹理结构,而形成了粗面部841。此后,当去除抗蚀膜时,该部分成为平滑部842。作为蚀刻液,可以使用例如碱溶液、酸溶液等。并且,也可以代替如蚀刻法那样的化学性方法,而采用如喷砂法那样的机械性方法。
[1-3]接下来,针对包含粗面部841以及平滑部842在内的受光面84,使钝化膜817成膜。为了钝化膜817的成膜,例如,优选地使用了如CVD法、溅射法那样的气相成膜法,但也可以使用液相成膜法。
在此,在针对粗面部841以及平滑部842,而在以每单位面积彼此相同的供给量来供给原料的同时、使钝化膜817成膜的情况下,被成膜的钝化膜817的膜厚根据成为基底的受光面84的表面积而发生变化。当采用这样的方式时,即使外观上的面积相同,由于粗面部841的表面积与平滑部842相比大出相当于形成有纹理结构的量,因此,被成膜的钝化膜817的膜厚也自然地变小。即,与粗面部841重叠的钝化膜817的膜厚t1小于,与平滑部842重叠的钝化膜817的膜厚t2。如果利用以此方式形成的膜厚差,则能够有效地制造出膜厚局部不同的钝化膜817。
并且,通过改变粗面部841的表面积、即纹理结构中的凹凸的倾斜角度或凹凸的间距等,从而能够调整膜厚t1相对于膜厚t2的比例。
[2]接下来,在单电池80a以及开口部824的至少一方上配置导电性的导电连接部83。具体而言,可以在单电池80a的电极焊盘86上配置导电连接部83,也可以在配线基板82的开口部824中配置导电连接部83。并且,也可以在电极焊盘86、导电膜822上预先形成金属凸点等。
[3]经由导电连接部83而使单电池80a与配线基板82重合(层叠工序)。由此,导电连接部83受到载荷而变形,并向开口部824的内侧的空间扩展。其结果为,导电连接部83与单电池80a的电极焊盘86和配线基板82的导电膜822这两方接触,并能够使两方之间电连接。
以此方式,获得了太阳能电池80。
并且,上述的制造方法为一个示例,关于各工序,也可以由其他工序代替。例如,也可以仅在欲形成平滑部842的区域上实施抛光精加工,并且关于欲形成粗面部841的区域,省略抛光精加工。根据这样的方法,也能够形成粗面部841以及平滑部842。
电子钟表的改变例
接下来,对应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表的改变例进行说明。虽然所实施的改变例为所谓的模拟式的电子钟表,但被构成为,通过被配置于表盘的背面侧的太阳能电池(光电转换模块)而发电(光电转换),并将通过发电而获得的电力作为驱动电力来利用。
图16为表示应用了本发明的电子设备的实施方式的电子钟表的改变例的俯视图。另外,图17为图16所示的电子钟表的纵向剖视图。
如图16所示,电子钟表91具备外装外壳930、表镜933和背盖934。外装外壳930被构成为,在圆筒状的外壳主体931中嵌合有表圈932。在该表圈932的内周侧,经由环状的刻度环935,而将圆盘状的表盘911作为时刻显示部分而进行配置。
另外,在外装外壳930的侧面上,在与表盘911的中心相比靠两点钟方向的位置上设置有A按钮92,在靠四点钟方向的位置上设置有B按钮93,在靠三点钟方向的位置上设置有表冠94。
如图17所示,在电子钟表91中,金属制的外壳主体931的两个开口中的表面侧的开口经由表圈932而被表镜933堵塞,背面侧的开口被背盖934堵塞。
在外装外壳930的内侧,设置有被安装于表圈932的内周的刻度环935、透光性的表盘911、指针921~924、日历轮920、和对各指针921~924以及日历轮920进行驱动的驱动机构9140。
刻度环935具备与表镜933并行的平板部分、和向表盘911侧倾斜的倾斜部分。通过刻度环935的平板部分以及倾斜部分和表圈932的内周面而形成面包圈形状的收纳空间,在该收纳空间内,收纳有环状的天线体9110。
表盘911为在外装外壳930的内侧显示时刻的圆形的板材,由例如塑料等透光性的材料形成。另外,在表盘911与表镜933之间设置有指针921~924等。
在表盘911、和安装有驱动机构9140的主夹板9125之间设置有实施光发电的太阳能电池9135。即,太阳能电池9135被设置于表盘911的背面侧。而且,太阳能电池9135接受透过表盘911而来的光,从而进行光发电。
太阳能电池9135为,串联连接有将光能转换为电能的多个光发电元件的圆形的平板,与前述的太阳能电池80同样地为本发明的光电转换模块的实施方式。如图16所示,这样的太阳能电池9135与前述的电子钟表200同样地具备被形成于钝化膜817上的薄膜部分8171和厚膜部分8172。而且,在图16中,厚膜部分8172表示文字,薄膜部分8171表示背景。由于这样的薄膜部分8171以及厚膜部分8172的反射光的颜色互不相同,因此,能够使对透过表盘911而来的反射光进行观察的观察者对该文字的存在进行识别。即,根据本实施方式,能够在不使用涂料等的情况下相对于太阳能电池9135的受光面而配置文字等。因此,能够在提高太阳能电池9135所含的单电池(光电转换元件)的光电转换效率的同时提高设计性。
另外,在表盘911、太阳能电池9135以及主夹板9125中,形成了供指针921~923的指针轴929和指针924的未图示的指针轴贯穿的孔。另外,在表盘911以及太阳能电池9135中,分别形成了日历小窗919的开口部。
驱动机构9140被安装在主夹板9125上,从背面侧被电路基板9120覆盖。驱动机构9140具有同步电机和齿轮等轮系,通过同步电机经由轮系而使指针轴929等旋转,从而对各指针921~924以及日历轮920等进行驱动。
电路基板9120具备GPS接收电路945和控制装置950。另外,该电路基板9120以及天线体9110利用天线连接引脚9115而被相互连接。在设置有GPS接收电路945以及控制装置950的电路基板9120的背盖934侧,设置有用于对这些电路部件进行覆盖的电路压板9122。另外,锂离子电池等的二次电池9130被设置于主夹板9125与背盖934之间。二次电池9130通过太阳能电池9135发出的电力而被充电。
在如上那样的所谓的模拟式的电子钟表91中,能够在不使用涂料等的情况下,相对于太阳能电池9135的受光面而配置文字等,并能够在不使光电转换效率降低的情况下提高设计性。
以上,虽然根据图示的实施方式,对本发明进行了说明,但本发明并未被限定于此。
例如,本发明的光电转换元件、光电转换模块以及电子设备也可以为,上述实施方式的要素的一部分被具有同等的功能的任意的要素代替,另外,也可以在上述实施方式中附加任意的要素。
另外,虽然上述实施方式均为背面电极型的光电转换元件,但本发明也能够应用于在受光面上也设置有电极的光电转换元件中。在该情况下,作为无机膜的结构材料,能够使用具有透光性以及导电性的无机材料。即使在这样的情况下,也能够实现前述的效果,即,也能够实现在受光面上配置了文字等的、光电转换效率较高的光电转换元件。
作为所涉及的无机材料,例如,可以列举出如铟氧化物(IO)、铟锡氧化物(ITO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)、氧化锌(ZnO)那样的各种金属氧化物。
实施例
接下来,对本发明的具体的实施例进行说明。
1.评价用试验试验片的制作
首先,对如下的评价用试验片进行了制作。
评价用试验片
Si基板:单结晶硅基板(折射率3.88)
钝化膜(无机膜):氮化硅(折射率2.10)
钝化膜的膜厚:85~100nm
2.评价用试验片的评价方法
接下来,以45°的射入角度而将CIE标准光源D65的光向评价用试验片的钝化膜射入。而且,利用色度计对该正反射光进行分析,并用L*a*b*表色系表示其结果。
3.评价用试验片的评价结果
图18为,在横轴上取膜厚且在纵轴上取亮度L*或色度a*或色度b*的坐标系上对来自钝化膜的反射光的颜色的评价结果进行了标绘的图。
根据图18可知,当使钝化膜的膜厚发生变化时,能够对亮度L*或色度a*或色度b*进行控制。
另外,图19为,在L*a*b*表色系色度图中对图18所示的评价结果中的色度a*以及色度b*进行了标绘的图。另外,图19所示的箭头标记表示在增加膜厚时标绘的点进行移动的方向。
在本评价的结果中,如图19所示,示出了通过使膜厚发生变化而使来自钝化膜的反射光的颜色发生变化的情况。另外,还认为,由于这样的颜色的变化在与膜厚的变化之间具有恒定的相关关系,因此,也认为可在某种程度上任意地制作出颜色。
符号说明
10…表带;20…电路基板;21…CPU;22…方位传感器;23…加速度传感器;24…电路元件;28…GPS天线;30…设备主体;31…外壳;32…凸状部;34…突起部;35…开口部;36…内部空间;40…光传感器部;41…受光部;42…发光部;43…传感器基板;44…透明罩;45…测量窗部;46…连接配线部;50…显示部;55…防风板;56…接合部件;57…表圈;58…操作部;60…电气光学面板;61…照明部;63…连接配线部;70…二次电池;75…电路壳;80…太阳能电池;80a…单电池;80b…单电池;80c…单电池;80d…单电池;81…连接配线部;82…配线基板;83…导电连接部;84…受光面;85…电极面;86…电极焊盘;87…电极焊盘;91…电子钟表;92…A按钮;93…B按钮;94…表冠;200…电子钟表;800…Si基板;800a…基板外边缘;800b…基板内边缘;801…p+杂质区;802…n+杂质区;804…指形电极;804n…n型指形电极;804p…p型指形电极;805…汇流条电极;805n…n型汇流条电极;805n’…n型汇流条电极;805p…p型汇流条电极;805p’…p型汇流条电极;806…钝化膜;807…层间绝缘膜;808…端面;809n…分支部;809p…分支部;811n…n+接触部;811p…p+接触部;812…指形电极外边缘;813…指形电极内边缘;814n…n型通孔配线;814p…p型通孔配线;815…汇流条电极外边缘;816…汇流条电极内边缘;817…钝化膜;821…绝缘基板;822…导电膜;823…绝缘膜;824…开口部;825…粘合层;841…粗面部;842…平滑部;911…表盘;919…日历小窗;920…日历轮;921…指针;922…指针;923…指针;924…指针;929…指针轴;930…外装外壳;931…外壳主体;932…表圈;933…表镜;934…背盖;935…刻度环;945…GPS接收电路;950…控制装置;8171…薄膜部分;8172…厚膜部分;9110…天线体;9115…天线连接引脚;9120…电路基板;9122…电路压板;9125…主夹板;9130…二次电池;9135…太阳能电池;9140…驱动机构;O……中心;PL…垂线;t1…膜厚;t2…膜厚;θ……角度。

Claims (9)

1.一种光电转换元件,其特征在于,具有:
结晶性的硅基板,其具有受光面,所述受光面包括平滑部和粗面部,所述粗面部与所述平滑部相比表面粗糙度较大;
无机膜,其具有透光性,并以与所述平滑部以及所述粗面部重叠的方式而被设置,并且所述无机膜中的与所述粗面部重叠的部分的膜厚t1小于与所述平滑部重叠的部分的膜厚t2。
2.如权利要求1所述的光电转换元件,其特征在于,
所述粗面部的算术平均粗糙度在0.1μm以上。
3.如权利要求2所述的光电转换元件,其特征在于,
所述粗面部的算术平均粗糙度和所述平滑部的算术平均粗糙度之差在0.01μm以上。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的光电转换元件,其特征在于,
所述膜厚t1在所述膜厚t2的40%以上且95%以下。
5.如权利要求1所述的光电转换元件,其特征在于,
所述粗面部的面积大于所述平滑部的面积。
6.如权利要求1所述的光电转换元件,其特征在于,
所述无机膜包括硅化合物或金属氧化物。
7.如权利要求1所述的光电转换元件,其特征在于,
所述硅基板具有单结晶性。
8.一种光电转换模块,其特征在于,具有:
权利要求1至7中的任意一项所述的光电转换元件;
配线基板,其以与所述光电转换元件重叠的方式而被设置。
9.一种电子设备,其特征在于,
具备权利要求1至7中的任意一项所述的光电转换元件。
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