CN1531115A - 光生伏打装置和具有透明导电膜的元件 - Google Patents

光生伏打装置和具有透明导电膜的元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光生伏打装置，设置有：光从表面侧入射的光电变换层；和在所述光电变换层的表面上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，氧化铟层的(222)的峰包含两个峰的透明导电膜，由此提供设置有同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜的光生伏打装置。

Description

光生伏打装置和具有透明导电膜的元件
技术领域
本发明是关于光生伏打装置(photovoltaic device)及具有透明导电膜的元件，特别是关于设置有由氧化铟层所构成的透明导电膜的光生伏打装置及具有透明导电膜的元件。
背景技术
现有，具有由氧化铟层所构成的透明导电膜的光生伏打装置等具有透明导电膜的元件已为人所知。这些电动势装置等具有透明导电膜的元件，例如，在特开平5-136440号公报中有说明。
在该特开平5-136440号公报中，公示了设置有由包含锡作为搀杂的氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)层所构成的透明导电膜的光生伏打装置。在以下的本发明说明书中，作为具有透明导电膜的元件的一例，以光生伏打装置为例加以说明。
图7是表示具有基于现有一例的透明导电膜的光生伏打装置的结构的立体图。参照图7，在现有例的光生伏打装置中，在n型单晶硅基板101的上面，顺次形成实质上真性的i型非晶质硅层102、p型非晶质硅层103、由ITO所构成的透明导电膜104、以及由金属构成的集电极105。集电极105是由以既定的间隔相互平行延伸而形成的多个指状电极部105a，与集合流过该指状电极部105a电流的母线电极部105b所构成。而且，在n型单晶硅基板101的背面上，形成背面电极106。还有，n型单晶硅基板101、i型非晶质硅层102及p型非晶质硅层103按其顺序叠层而形成HIT(异质结固有薄层：Heterojunction withIntrinsic Thin-layer)结构。
这里，在图7所示的现有光生伏打装置中，透明导电膜104虽然是低电阻且低光吸收损失，但对于提高光生伏打装置的能量转换效率是有效的，这一点已为人所知。
然而，由于现有对为了同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜的结构没有进行充分的研究，所以存在有难以得到设置有同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜的光生伏打装置的困难。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出，本发明的一个目的是提供设置有同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜的光生伏打装置。
本发明的另一个目的是提供设置有同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜的元件。
为了达到上述目的，本发明第一形式中的光生伏打装置，设置有从表面侧光入射的光电变换层，与在所述光电变换层的表面上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰的透明导电膜。
在本发明第一形式中的光生伏打装置中，如上所述，由于通过形成透明导电膜，使得在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰，能够降低透明导电膜的电阻，所以能够抑制光生伏打装置的填充因子(F.F.)的降低。而且，由于通过形成上述透明导电膜能够可减少透明导电膜的光吸收损失，所以能够增加光生伏打装置的短路电流(Isc)。而且，由于能够同时减少透明导电膜的电阻与光吸收损失，所以能够得到设置有同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜的光生伏打装置。
在本发明第一形式中的光生伏打装置中，优选，透明导电膜还具有在其上形成、由非晶质半导体及微晶质半导体中至少一种所构成的半导体层。根据这样的结构，在透明导电膜具有在其上形成、由非晶质半导体及微晶质半导体中至少一种所构成的半导体层的光生伏打装置中，能够同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在上述第一形式中的光生伏打装置中，优选所述氧化铟层中的(222)的峰包含2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰，与2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。根据这样的结构，能够容易地同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在上述第一形式中的光生伏打装置中，优选所述第一峰的强度(I1)与所述第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.07以上0.9以下。根据这样的结构，能够提高光生伏打装置的输出。在这种情况下，进而优选所述第一峰的强度(I1)与所述第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.25以上0.75以下。根据这样的结构，能够进一步提高光生伏打装置的输出。
在上述第一形式中的光生伏打装置中，优选所述氧化铟层包含锡。根据这样的结构，在设置有由包含锡的氧化铟层(ITO膜)所构成的透明导电膜的光生伏打装置中，能够同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在这种情况下，氧化铟层中锡对于铟的含量可以在1重量％以上10重量％以下。
本发明第二形式中的光生伏打装置，设置有：具有表面及背面、从表面侧入射光的第一导电型的晶体系半导体基板；在所述晶体系半导体基板的表面上形成、实质上真性的第一非晶质半导体层；在所述第一非晶质半导体层上形成的第二导电型的第二非晶质半导体层；以及在第二非晶质半导体层上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，氧化铟层的(222)的峰包含两个峰的透明导电膜。
在本发明第二形式中的光生伏打装置中，如上所述，由于通过形成在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，氧化铟层的(222)的峰包含两个峰的透明导电膜，可降低透明导电膜的电阻，所以能够抑制光生伏打装置的填充因子(F.F.)的低下。而且，由于通过如上述形成透明导电膜能够减低透明导电膜的光吸收损失，所以能够增加光生伏打装置的短路电流(Isc)。而且，通过在第一导电型的晶体系半导体基板的表面上按该顺序形成实质上真性的第一非晶质半导体层及第二导电型的第二非晶质半导体层，能够得到在表面侧具有HIT结构的光生伏打装置。结果是能够得到设置有同时具有低电阻及低光吸收损失的透明导电膜的光生伏打装置。
在上述第二形式中的光生伏打装置中，优选所述氧化铟层中的(222)的峰包含2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰，与2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。根据这样的结构，能够容易地同时减少透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在上述形式中的光生伏打装置中，优选第一峰的强度(I1)与第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.07以上0.9以下。根据这样的结构，能够容易地提高光生伏打装置的输出。在这种情况下，进而优选第一峰的强度(I1)与第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.25以上0.75以下。根据这样的结构，能够进一步提高光生伏打装置的输出。
在上述第二形式中的光生伏打装置中，优选氧化铟层包含锡。根据这样的结构，在设置有由包含锡的氧化铟层(ITO膜)构成的透明导电膜的光生伏打装置中，能够同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在这种情况下，氧化铟层中的锡对于铟的含量可以在1重量％以上10重量％以下。
在上述第二形式中的光生伏打装置中，优选晶体系半导体基板是n型，第二非晶质半导体层是p型。根据这样的结构，能够得到在n型晶体系基板的光入射侧的表面上顺次形成实质上真性的第一非晶质半导体层、p型的第二非晶质半导体层、以及同时具有低电阻及低光吸收损失的透明导电膜的光生伏打装置。
本发明第三形式中的具有透明导电膜的元件，设置有基板与在基板上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，氧化铟层的(222)的峰包含两个峰的透明导电膜。
在本发明第三形式中的具有透明导电膜的元件中，如上所述，通过使得在包含具有(222)面取向的氧化铟层同时，所述氧化铟层(222)的峰包含两个峰地形成透明导电膜，能够同时减低透明导电膜的电阻及光吸收损失。由此能够得到同时具有低电阻及低光吸收损失的透明导电膜的元件。
在上述第三形式中的具有透明导电膜的元件中，优选氧化铟层中的(222)的峰包含2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰，与2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。根据这样的结构，能够容易地同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在上述第三形式中的具有透明导电膜的元件中，优选氧化铟层包含锡。根据这样的结构，在设置有由包含锡的氧化铟层(ITO膜)构成的透明导电膜的具有透明导电膜的元件中，能够同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
在这种情况下，氧化铟层中锡对于铟的含量可以在1重量％以上10重量％以下。
本发明第四形式中的光生伏打装置，设置有：具有表面及背面、从表面侧入射光的第一导电型的单晶硅基板，在单晶硅基板的表面上形成、实质上真性的第一非晶质硅层，在第一非晶质硅层上形成的第二导电型的第二非晶质硅层，以及在第二非晶质硅层上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，氧化铟层的(222)的峰包含两个峰的透明导电膜。
在本发明第四形式中的光生伏打装置中，如上所述，由于通过在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰地形成透明导电膜，可降低透明导电膜的电阻，所以能够抑制光生伏打装置的填充因子(F.F.)的低下。而且，由于通过如上述形成透明导电膜能够减低透明导电膜的光吸收损失，所以能够增加光生伏打装置的短路电流(Isc)。而且，通过在第一导电型的单晶硅半导体基板的表面上按该顺序形成实质上真性的第一非晶质硅层及第二导电型的第二非晶质硅层，能够得到在表面侧具有HIT结构的光生伏打装置。结果是能够得到设置有同时具有低电阻及低光吸收损失的透明导电膜的HIT结构的光生伏打装置。
在上述第四形式中的光生伏打装置中，优选氧化铟层中的(222)的峰包含2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰，与2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。根据这样的结构，能够容易地同时减低透明导电膜的电阻与光吸收损失。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施形式中光生伏打装置结构的立体图。
图2是表示对于在200℃进行了80分钟大气干燥后的光生伏打装置的透明导电膜(ITO膜)测定的X射线衍射光谱的图。
图3是图2所示X射线衍射光谱中峰(222)附近的放大图。
图4是表示在变化氧流量而形成透明导电膜(ITO膜)的情况下的标准化氧流量与第一峰(P1)同第二峰(P2)的峰强度比I1/I2的关系的相关图。
图5是向阴极施加的磁场在500～3000高斯的范围变化而形成透明导电膜(ITO膜)的情况下的向阴极施加的磁场强度与峰强度比I1/I2的关系的相关图。
图6是表示与图4对应的峰强度比I1/I2与光生伏打装置的IV特性参数(开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(F.F.)、单元输出(Pmax))的标准值之间的关系的相关图。
图7是表示设置有利用现有例的透明导电膜的光生伏打装置的结构的立体图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式加以说明。
首先，参照图1，对本实施形式中光生伏打装置的结构加以说明。在本实施形式的光生伏打装置中，在具有约1Ω·cm的电阻率与约300μm厚度的n型(100)单晶硅基板1(以下称n型单晶硅基板1)的上面上，形成厚度约为5nm的实质上真性的i型非晶质硅层2。在i型非晶质硅层2上形成厚度约为5nm的p型非晶质硅层3。由此，在本实施形式中，在光生伏打装置的表面侧形成HIT结构。还有，n型单晶硅基板1是本发明的“光电变换层”、“晶体系半导体基板”、“基板”、及“单晶硅基板”的一例。而且，i型非晶质硅层2是本发明的“第一非晶质半导体层”、“及第一非晶质硅层”的一例。而且，p型非晶质硅层3是本发明的“第二非晶质半导体层”和“第二非晶质硅层”的一例。
而且，在本实施形式中，在p型非晶质硅层3上形成由厚度约为100nm的ITO膜所构成的透明导电膜4。该透明导电膜4是由包含在X射线衍射光谱中具有2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰与2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰的两个峰的(222)峰的ITO膜所构成。该ITO膜的第一峰的强度(I1)与第二峰的强度(I2)之比(I1/I2)设定得在约0.07以上约0.9以下。
在透明导电膜4的上面上的既定区域，形成由银(Ag)所构成、具有约10μm～约30μm厚度的集电极5。该集电极5是由以既定的间隔相互平行延伸而形成的多个指状电极部5a，与集合流过该指状电极部5a电流的母线电极部5b所构成。而且，在n型单晶硅基板1的背面上，，形成由银(Ag)所构成、具有约10μm～约30μm厚度的背面电极6。
接着，参照图1对本实施形式的光生伏打装置的制造工序加以说明。首先，如图1所示，通过对具有约1Ω·cm的电阻率与约300μm厚度的n型单晶硅基板1的清洗而去除不纯物。而且，使用RF等离子体CVD法，在频率约13.56MHz、形成温度约100℃～约300℃、反应压力约5Pa～约100Pa、RF功率约1mW/cm2～约500mW/cm2的条件下，在n型单晶硅基板1上顺次堆积厚度分别为5nm的i型非晶质硅层2及p型非晶质硅层3。由此形成pin接(pin junction)。还有，作为形成p型非晶质硅层3时的p型搀杂，可列举出作为3族元素的B(硼)、Al(铝)、Ga(镓)、In(铟)。在p型非晶质硅层3的形成时，通过在SiH4(硅烷)气体等的原料气体中，混入含有上述p型搀杂的至少一种的化合物气体，可以形成p型非晶质硅层3。
接着，在p型非晶质硅层3上，使用溅射法(DC溅射法)，形成由ITO膜所构成的透明导电膜4。具体地，在容器(未图示)内的阴极(未图示)上，设置由含有约5重量％SnO2粉末的In2O3粉末的烧结体所构成的靶材。在这种情况下，可以通过SnO2粉末的量的变化而改变ITO膜中Sn的含量。优选Sn对于In的含量为约1重量％～约10重量％，更优选为约2重量％～约7重量％。而且，优选靶材的烧结密度在约90％以上。还有，在透明导电膜4的形成中，为了抑制对于构成透明导电膜4的基底的p型非晶质硅层3的等离子体损害，使用由磁铁在阴极的表面施加约500高斯～3000高斯的强磁场的装置。
而且，在将形成了p型非晶质硅层3的n型单晶硅基板1与阴极平行对向配置的状态下，对容器(未图示)进行真空排气。而且，使用加热器将基板温度控制在从室温到约100℃的范围内。其后，在控制基板温度为从室温到约100℃的范围内的同时，保持氩气(Ar)与氧气(O2)的混合气体的流过压力为约0.4Pa～约1.3Pa，通过向阴极施加约0.5kW～约2kW的DC电力(功率)而开始放电。在这种情况下，在n型单晶硅基板1对于阴极为静止的状态下，成膜速度约为约10nm/min～约80nm/min，在形成厚度约为100nm的由ITO膜所构成的透明导电膜4后，停止放电。
接着，使用丝网印刷法，在透明导电膜4的表面上的既定区域，形成厚度为约10μm～约30μm、宽度为约100μm～约500μm的在环氧树脂中混入微细银(Ag)粉末的银浆料，之后在约200℃烧成约80分钟使其硬化。由此形成由以既定的间隔相互平行延伸而形成的多个指状电极部5a与集合流过该指状电极部5a电流的母线电极部5b所构成的集电极5。通过上述做法，形成如图1所示的本实施形式的光生伏打装置。
接着，对为了确认本实施形式的效果而进行的透明导电膜X射线衍射光谱，以及对设置有透明导电膜的光生伏打装置的IV特性的测定试验进行说明。首先，使用由含有约5重量％SnO2粉末的In2O3粉末的烧结体所构成的靶材，使用DC溅射法制作了在p型非晶质硅层上形成了具有约100nm厚度的透明导电膜(ITO膜)的光生伏打装置。此时透明导电膜的其它形成条件为：基板温度60℃、氩气流量200sccm、氧流量0～20sccm、压力0.5Pa、DC功率1kW、向阴极施加的磁场1000高斯～3000高斯(Gauss)。该光生伏打装置的透明导电膜以外的部分的结构及制造工序，与上述本实施形式的光生伏打装置同样。还有，为了能够良好地检测出X射线衍射光谱的信号，使用了形成比较平坦形状的基板作为n型单晶硅基板。对于以上制作的光生伏打装置的透明导电膜，通过使用X射线分析装置测定X射线衍射光谱，进行了透明导电膜(ITO膜)的晶体取向性的评价。
对于上述光生伏打装置的X射线衍射光谱的测定，是在200℃温度下实行80分钟大气干燥的前后分别进行的。还有，200℃温度下80分钟大气干燥，相当于所述集电极的形成条件。在进行大气干燥之前的ITO膜中，发现了含有非晶质成分多的情况下所特有的X射线衍射光谱(未图示)。另一方面，进行大气干燥后，如图2所示，从出现的明确的峰可知，大幅度地促进了ITO膜的晶化。而且，在该X射线衍射光谱中，可知强度最大的峰(由X射线分析装置的检测器的记数最大)是(222)。由此可知，该光生伏打装置的透明导电膜是由(222)取向非常强的ITO膜所构成。
参照图3可知，(222)峰具有两个，分别是2θ(θ：X射线衍射角)为30.1度的峰(图3中P1)，与2θ(θ：X射线衍射角)为30.55度的峰(图3中P2)。现有已知在一般ITO膜中，发现2θ＝30.55度的峰(P2)。而其另一方面是，却很少发现在2θ＝30.1度附近的峰(P1)。由此可知，本实施形式的透明导电膜的ITO膜包含有晶格常数比现有膜若干大的ITO的晶体。还有，以下将X射线衍射光谱中2θ＝30.1±0.1度的峰(P1)记为第一峰，将2θ＝30.6±0.1度的峰(P2)记为第二峰。
图4中表示了在使用含有约5重量％SnO2粉末的In2O3粉末的烧结体所构成的靶材，由DC溅射法，变化氧流量而形成透明导电膜(ITO膜)的情况下的标准化氧流量与第一峰(P1)同第二峰(P2)的峰强度比I1/I2的关系的相关图。此时透明导电膜的其它形成条件为：基板温度60℃、氩气流量200sccm、压力0.5Pa、DC功率1Kw、向阴极施加的磁场2000高斯。还有，在第一峰(P1)的强度I1与第二峰(P2)的峰I2强度中，使用了由X射线分析装置的检测器所检测出的第一峰(P1)与第二峰(P2)的记数。而且，在图4中，表示的是以使透明导电膜的薄膜电阻最小的氧流量(4sccm)为1而标准化的氧流量作为标准化氧流量。参照图4可知，随着标准化氧流量的增加，I1/I2增加。由此可知，在透明导电膜的形成时，通过控制氧流量，能够控制透明导电膜的峰值强度比I1/I2。
而且，在图5中表示了在使用含有约5重量％SnO2粉末的In2O3粉末的烧结体所构成的靶材，由DC溅射法，向阴极施加的磁场在500～3000高斯的范围变化而形成透明导电膜(ITO膜)的情况下的向阴极施加的磁场强度与峰强度比I1/I2的关系的相关图。此时透明导电膜的其它形成条件为：基板温度60℃、氩气流量200sccm、标准化氧流量约2.7(氧流量约10.8sccm)、压力0.5Pa、DC功率1kW。参照图5可知，随着磁场强度的增加，I1/I2增加。由此可知，在透明导电膜的形成时，通过控制向阴极施加的磁场的磁场强度，能够控制透明导电膜的峰值强度比I1/I2。
接着，对光生伏打装置的透明导电膜的峰值强度比I1/I2与光生伏打装置的IV特性参数(开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(F.F.)，以及单元输出(Pmax))的关系进行评价的结果加以说明。图6是表示与图4对应的峰强度比I1/I2与光生伏打装置的IV特性参数(开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(F.F.)、单元输出(Pmax))的标准值的关系的相关图。在图6中，IV特性参数的标准化，是在基板温度60℃、向阴极施加的磁场2000高斯的条件下，由在透明导电膜的薄膜电阻为最小的氧流量(4sccm)下形成透明导电膜的情况下的光生伏打装置的IV特性参数而分别进行的。也就是说，该IV特性参数的标准化，是由图4中标准化氧流量为1(氧流量：4sccm)时的光生伏打装置的IV特性参数而分别进行的。
参照图6可知，在I1/I2为0.5以下时，填充因子(F.F.)几乎不降低。而且，在I1/I2为0.5以上时，填充因子(F.F.)表现出稍微降低的倾向。但是，该填充因子(F.F.)降低的程度，与使用现有能够更降低光吸收损失的透明导电膜的情况下的光生伏打装置中填充因子(F.F.)降低的程度相比非常小。这里，填充因子(F.F.)是与光生伏打装置的透明导电膜的电阻具有相关的值。即在光生伏打装置的透明导电膜的电阻增加的情况下，具有填充因子(F.F.)降低的相关关系。所以，在本实施形式的光生伏打装置中，由于填充因子(F.F.)降低的程度与现有相比非常小，所以可知，透明导电膜的电阻的增加与现有相比非常小。这样，在本实施形式的光生伏打装置中可知，透明导电膜的电阻与现有相比能够减低。还有，在图6中，仅表现出非常小的填充因子(F.F.)的降低倾向，可以认为是由于透明导电膜的少许高电阻化，以及p型非晶质硅层与透明导电膜的界面上电阻性下降所引起的。
而且，从图6可知，在I1/I2为0.9以下的范围内，开路电压(Voc)能够维持1以上的值。由此可知，在本实施形式的光生伏打装置中，能够维持开路电压(Voc)不降低。得到这样的结果，可以认为是以下的理由。也就是说，由于在由溅射法形成透明导电膜时，在比现有低的基板温度的条件下，通过对阴极施加高的磁场，即使是在高氧流量的条件下，也能够抑制对于作为透明导电膜的基底的p型非晶质硅层所蒙受的等离子体损害。因此能够维持开路电压(Voc)的不降低。
而且，从图6可知，在I1/I2为0.5以下的范围内，随着I1/I2的增加，短路电流(Isc)增加，I1/I2超过0.5时，短路电流(Isc)达到大体为一定值的饱和状态。这里，短路电流(Isc)是与光生伏打装置的透明导电膜的光吸收损失相关的值。具体地，光生伏打装置的透明导电膜的光吸收损失减少时，有短路电流(Isc)增加的相关关系。所以，在本实施形式的光生伏打装置中，在I1/I2为0.5以下的范围内，随着I1/I2的增加，透明导电膜的光吸收损失减少，I1/I2超过0.5时，光吸收损失的减少停止，同时稳定为大体一定的值。由此，在本实施形式的光生伏打装置中可知，能够减低透明导电膜的光吸收损失。
而且，从图6可知，在I1/I2到达0.5之前，随着I1/I2的增加，单元输出(Pmax)增加，在I1/I2为0.5附近，单元输出(Pmax)达到最大值，同时，I1/I2超过0.5时，单元输出(Pmax)减少。这里可知，单元输出(Pmax)随着填充因子(F.F.)及短路电流(Isc)的增加而增加。如图6所示，在I1/I2到达0.5之前，随着I1/I2的增加，在填充因子(F.F.)几乎不降低的同时，短路电流(Isc)随着I1/I2的增加而增加。所以，在I1/I2到达0.5之前，单元输出(Pmax)随着I1/I2的增加而增加可以认为是由短路电流(Isc)的增加所引起的。而且，在I1/I2为0.5附近，由于在填充因子(F.F.)几乎不降低的同时，短路电流(Isc)达到饱和，几乎为一定的值，所以单元输出(Pmax)在此时达到最大值。而且，当I1/I2超过0.5时，在填充因子(F.F.)降低的同时，短路电流(Isc)达到饱和，几乎为一定的值。所以，在I1/I2超过0.5后的随着I1/I2的增加单元输出(Pmax)的减少，可以认为是由填充因子(F.F.)的降低所引起的。
而且，可知在I1/I2为0.07以上0.9以下的范围内，单元输出(Pmax)表现为1.01以上，在I1/I2为0.25以上0.75以下的范围内，单元输出(Pmax)表现为1.02以上。由此可知，在本实施形式中，在透明导电膜(ITO膜)的I1/I2为0.07以上0.9以下的范围内，与透明导电膜的薄膜电阻为最小的情况相比，光生伏打装置的单元输出(Pmax)能够提高1％以上。而且，在透明导电膜(ITO膜)的I1/I2为0.25以上0.75以下的范围内，与透明导电膜的薄膜电阻为最小的情况相比，光生伏打装置的单元输出(Pmax)能够提高2％以上。
如上所述，在本实施形式中，通过形成透明导电膜4，以在包含具有(222)面取向的ITO膜的同时，ITO膜中(222)的峰包含2θ＝30.1±0.1度的第一峰(P1)与2θ＝30.6±0.1度的第二峰(P2)的两个峰，由于能够减低透明导电膜4的电阻，所以能够抑制光生伏打装置的填充因子(F.F.)的低下。而且，通过形成上述透明导电膜4，由于能够减低低透明导电膜4的光吸收损失，所以能够使光生伏打装置的短路电流(Isc)增加。而且，由于能够同时减低透明导电膜4的电阻与光吸收损失，所以能够得到设置有同时达到低电阻与低光吸收损失的透明导电膜4的光生伏打装置。
还有，本次所公开的实施形式，从所有的点看都应该认为是示例而不是限制。本发明的范围不是由上述实施形式的说明而是由权利要求的范围所表示，进而包含与权利要求均等的意义及在范围内所进行的所有的变更。
例如，在上述实施形式中，是对使用由n型单晶硅基板所构成的光电变换层的情况进行的说明，但本发明并不限于此，在使用p型单晶硅基板所构成的光电变换层、及由非晶质硅层所构成的光电变换层等情况下，也能够得到同样的效果。
而且，在上述实施形式中，是将本发明适用于在具有在n型单晶硅基板上顺次形成实质上真性的i型非晶质硅层及p型非晶质硅层的HIT结构的光生伏打装置中，但本发明并不限于此，适用于没有HIT结构的光生伏打装置中，也能够得到同样的效果。
而且，在上述实施形式中，作为具有透明导电膜的元件的一例，是以光生伏打装置为例进行的说明，但本发明并不限于此，本发明也可以适用于光生伏打装置以外的具有透明导电膜的元件。例如，本发明可以适用于图像表示用显示器等中所使用的发光元件等。在适用于发光元件的情况下，本发明还可以适用于光射出侧的透明导电膜。
而且，在上述实施形式中，作为半导体材料是使用的硅(Si)，但本发明并不限于此，例如可以使用SiGe、SiGeC、SiC、SiN、SiGeN、SiSn、SiSnN、SiSnO、SiO、Ge、GeC、GeN中任何的半导体。在这种情况下，这些半导体也可以是晶体，也可以是包含氢及氟中至少一种的非晶或微晶。
而且，在上述实施形式中，是以在非晶质硅层上形成透明导电膜的情况为例进行的说明，但本发明并不限于此，即使是在微晶硅层、非晶SiC层、非晶SiO层上形成本发明的透明导电膜的情况下，也能够得到同样的效果，这一点已由本发明者通过实验进行了确认。
而且，在上述实施形式中，是使用RF等离子体CVD法形成i型非晶质硅层及p型非晶质硅层，但本发明并不限于此，也可以使用沉积法、溅射法、微波等离子体CVD法、ECR法、热CVD法、LPCVD法(减压CVD法)等其它方法形成非晶质硅层。
而且，在上述实施形式中，作为构成透明导电膜的材料，使用搀杂了Sn的氧化铟膜(ITO膜)，但本发明并不限于此，也可以使用由在氧化铟中搀杂Sn以外材料的、ITO膜以外的材料所构成的透明导电膜。例如，也可以使用锌(Zn)、砷(As)、钙(Ca)、铜(Cu)、氟(F)、锗(Ge)、镁(Mg)、硫(S)、硅(Si)及碲(Te)中至少一种的化合物粉末，适量地混入氧化铟(In2O3)粉末，经烧结而制作的靶材所形成的透明导电膜。
而且，在上述实施形式中，在构成透明导电膜的ITO膜的溅射时，使用了氩气，但本发明并不限于此，例如，也可以使用氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)等惰性气体或它们的混合气体。
而且，在上述实施形式中，是使用DC溅射法通过改变氧流量及向阴极施加的磁场强度而形成峰值强度比I1/I2不同的透明导电膜，但本发明并不限于此，也可以使用这样的方法以外的方法形成强度比I1/I2不同的透明导电膜。例如，可以使用在DC上叠加RF的溅射法，及离子电镀(被覆金属)等方法的同时，通过设定适当的形成条件，也能够形成I1/I2不同的透明导电膜。在这种情况下，如果形成由包含具有两个峰的(222)峰的ITO膜所构成的透明导电膜，也能够得到与本发明同样的效果。而且，即使是在使用这样的方法的情况下，也能够抑制对于透明导电膜的基底的半导体层的等离子体的损害。
而且，在上述实施形式中，是对将本发明适用于仅在表面侧具有HIT结构的光生伏打装置的例子进行的说明，但本发明并不限于此，即使是在将本发明适用于在表面侧与背面侧的两侧都具有HIT结构的两面HIT结构的光生伏打装置的情况下，也能够得到同样的效果。

Claims (20)

1.一种光生伏打装置，其特征在于，具有：
光从表面侧入射的光电变换层；和
透明导电膜，在所述光电变换层的表面上形成、在包含具有(222)面的取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰。
2.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述透明导电膜还具有在其上形成、由非晶质半导体及微晶半导体中至少任一种所构成的半导体层。
3.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于，
所述氧化铟层中的(222)的峰包含：
2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰；和
2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。
4.根据权利要求3所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一峰的强度(I1)与所述第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.07以上0.9以下。
5.根据权利要求4所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一峰的强度(I1)与所述第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.25以上0.75以下。
6.根据权利要求1所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述氧化铟层包含Sn。
7.根据权利要求6所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述氧化铟层中的Sn相对In的含量在1重量％以上10重量％以下。
8.一种光生伏打装置，其特征在于，具有：
具有表面及背面、光从所述表面侧入射的第一导电型的晶体系半导体基板；
在所述晶体系半导体基板的表面上形成、实质上真性的第一非晶质半导体层；
在所述第一非晶质半导体层上形成的第二导电型的第二非晶质半导体层；和
透明导电膜，在所述第二非晶质半导体层上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰。
9.根据权利要求8所述的光生伏打装置，其特征在于，
所述氧化铟层中的(222)的峰包含：
2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰；和
2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。
10.根据权利要求9所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一峰的强度(I1)与所述第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.07以上0.9以下。
11.根据权利要求10所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述第一峰的强度(I1)与所述第二峰的强度(I2)的比(I1/I2)为0.25以上0.75以下。
12.根据权利要求8所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述氧化铟层包含Sn。
13.根据权利要求12所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述氧化铟层中的Sn相对In的含量在1重量％以上10重量％以下。
14.根据权利要求8所述的光生伏打装置，其特征在于：
所述晶体系半导体基板是n型，所述第二非晶质半导体层是p型。
15.一种具有透明导电膜的元件，其特征在于，具有：
基板；和
透明导电膜，在所述基板上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰。
16.根据权利要求15所述的具有透明导电膜的元件，其特征在于，
所述氧化铟层中的(222)的峰包含：
2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰；和
2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。
17.根据权利要求15所述的具有透明导电膜的元件，其特征在于：
所述氧化铟层包含Sn。
18.根据权利要求17所述的具有透明导电膜的元件，其特征在于：
所述氧化铟层中的Sn相对In的含量在1重量％以上10重量％以下。
19.一种光生伏打装置，其特征在于，具有：
具有表面及背面、光从所述表面侧入射的第一导电型的单晶硅基板；
在所述单晶硅基板的表面上形成、实质上真性的第一非晶质硅层；
在所述第一非晶质硅层上形成的第二导电型的第二非晶质硅层；和
透明导电膜，在所述第二非晶质硅层上形成、在包含具有(222)面取向的氧化铟层的同时，所述氧化铟层的(222)的峰包含两个峰。
20.根据权利要求19所述的光生伏打装置，其特征在于，
所述氧化铟层中的(222)的峰包含：
2θ(θ：X射线衍射角)为30.1±0.1度的第一峰；和
2θ(θ：X射线衍射角)为30.6±0.1度的第二峰。
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