CN1748322A - 薄膜光电转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄膜光电转换装置，特别是提供一种集成化薄膜光电转换装置，其在包含结晶硅光电转换单元的薄膜光电转换装置中，通过不使开放端电压和填充因数变小来改善光电转换效率。本发明的薄膜光电转换装置，是在透明基板一侧的主面上至少把透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜顺序形成的薄膜光电转换装置，形成所述结晶硅光电转换单元后，在其表面的一部分上具有白浊变色区域。所述白浊变色区域最好是小于或等于光电转换区域面积的5％。而且最好是制成集成化薄膜光电转换装置。

Description

薄膜光电转换装置
技术领域
本发明涉及改善薄膜光电转换装置的转换效率，特别是涉及包含由等离子CVD法形成的结晶硅光电转换单元的大面积薄膜光电转换装置的光电转换效率的改善。
背景技术
当今，薄膜光电转换装置呈现多样化，在包含现有非晶体硅光电转换单元的非晶体硅光电转换装置之外，包含结晶硅光电转换单元的结晶硅光电转换装置也在开发，把这些单元层合的混合型薄膜光电转换装置也在实用化。在此所使用的用语“结晶”，包含聚晶和微晶。用语“结晶”和“微晶”，还意味着包含部分非晶体。
作为薄膜光电转换装置，一般来说是由在透明基板上顺次层合的透明电极膜、大于或等于1个半导体薄膜光电转换单元和背面电极膜所构成。一个半导体薄膜光电转换单元包含以p型层和n型层分层的i型层。
占据光电转换单元厚度大部分的i型层实质上是本征半导体层，光电转换作用主要是在该i型层内产生，所以把它叫做光电转换层。该i型层为了增大光吸收和增大光电流，最好是厚的，但若过厚，则增大用于该制膜的成本和时间。
另一方面，p型层和n型层被叫做导电型层，其在半导体薄膜光电转换单元内起产生扩散电位的作用，根据该扩散电位的大小而左右薄膜光电转换装置特性之一的开放端电压的值。但这些导电型层是对光电转换不直接起作用的惰性层，由掺杂在导电型层中的杂质吸收的光成为对发电不起作用的损失。因此，p型层和n型层导电型层，只要在使其能产生足够扩散电位的范围内，最好是其具有尽量小的厚度。
根据这点，半导体薄膜光电转换单元或薄膜光电转换装置，不管其所含的导电型层的材料是非晶体还是结晶，占据其主要部分的i型层材料是非晶体硅的，叫做非晶体硅光电转换单元或非晶体硅薄膜光电转换装置，i型层材料是结晶硅的，叫做结晶硅光电转换单元或结晶硅薄膜光电转换装置。
作为提高薄膜光电转换装置转换效率的方法，有把大于或等于2个的半导体薄膜光电转换单元层合而形成串联型的方法。该方法配置有前方单元，其包含在薄膜光电转换装置的光射入侧具有大的带隙的光电转换层，在其后面顺序配置有后方单元，其包含具有小的带隙(例如Si-Ge合金等)的光电转换层，这样，在射入光的宽波长范围就能进行光电转换，就能谋求提高作为薄膜光电转换装置整体的转换效率。
在这种串联型薄膜光电转换装置中，层合有非晶体硅光电转换单元和结晶硅光电转换单元的装置，被叫做混合型薄膜光电转换装置。
例如，i型非晶体硅能进行光电转换的光的波长，是到长波长侧的800nm左右，而i型结晶硅能把比其长的约1100nm左右波长的光进行光电转换。在此，由光吸收系数大的非晶体硅构成的非晶体硅光电转换层，为了在光电转换中充分地进行光吸收，所以有小于或等于0.3μm的厚度也就足够了，但比较起来，由光吸收系数小的结晶硅构成的结晶硅光电转换层，为了把长波长的光也充分吸收，所以最好其具有大于或等于2～3μm左右的厚度。即结晶硅光电转换层通常需要比非晶体硅光电转换层大10倍左右的厚度。
另一方面，薄膜光电转换装置为了有更大的发电能力和提高生产效率，就要求大面积化。在大面积化中存在有各种问题，例如，在特开2002-319692号公报中就记载有如下问题：使用等离子CVD装置，把一个主面上形成有透明导电膜的面积大于或等于1200cm2的透明基板保持在基板保持架上而与电极相对，在以大于或等于100mW/cm2的电力密度形成结晶硅光电转换层时，把所述基板保持架与所述透明基板表面的透明导电膜进行电绝缘，而抑制在所述基板保持架与所述透明基板表面的透明导电膜之间异常放电的情况。该异常放电被认为是，透明导电膜上带电的电荷在要向基板保持架逃逸时，透明导电膜上积蓄的电荷的量在到达相当量以上时产生的，而一次向基板保持架逃选的电荷的量，依赖于“基板面积/基板周围长度”，所以，该值依赖于基板尺寸。即基板尺寸越大，具体说就是成为大于或等于1200cm2的大面积时，则一次逃逸的电荷量成为一定值以上，就越容易产生异常放电。
大面积的薄膜光电转换装置，通常是作为集成化薄膜光电转换装置形成的。集成化薄膜光电转换装置一般具有下面的结构，即由在透明基板上层合且各自具有带状形状的透明电极膜、大于或等于1的半导体薄膜光电转换单元和背面电极膜构成的多个光电转换元件串联连接。
在此，一边参照附图一边说明集成化薄膜光电转换装置。各图中在同样的部件上付与相同的参照符号而省略其重复的说明。
图1是概略表示集成化薄膜光电转换装置1的平面图。
对图1所示的集成化薄膜光电转换装置1要进一步详细说明。
图2是概略表示集成化薄膜光电转换装置1的剖面图。
图2所示的集成化薄膜光电转换装置1是混合型薄膜光电转换装置，光电转换元件10，具有在透明基板2上顺次层合透明电极膜3、具备非晶体硅光电转换层的非晶体硅光电转换单元4a、具备结晶硅光电转换层的结晶硅光电转换单元4b、背面电极膜5、密封树脂层6、有机保护层7的结构。即该集成化薄膜光电转换装置1，把从透明基板2侧射入的光通过形成混合型结构的半导体薄膜光电转换单元4a、4b而进行光电转换。
如图2所示，集成化薄膜光电转换装置1中设置有分割所述薄膜的第一、第二分离槽21、22和连接槽23。这些第一、第二分离槽21、22和连接槽23是相互平行的，并向与纸面垂直的方向延伸。相邻的光电转换元件10之间的边界由第二分离槽22所规定。
第一分离槽21把透明电极膜3分割并与各自的光电转换元件10对应，并在透明电极膜3与非晶体硅光电转换单元4a的界面处具有开口，且把透明基板2的表面作为底面。该第一分离槽21由构成非晶体硅光电转换单元4a的非晶体填埋，把相邻的透明电极膜3之间电绝缘。
第二分离槽22设置在与第一分离槽21离开的位置处。第二分离槽22把半导体薄膜光电转换单元4a、4b和背面电极膜5分割并与各自的光电转换元件10对应，并在背面电极膜5与密封树脂层6的界面处具有开口，且把透明电极膜3的表面作为底面。该第二分离槽22由密封树脂层6填埋，在相邻的光电转换元件10之间把背面电极膜5相互电绝缘。
连接槽23设置在第一分离槽21与第二分离槽22之间。连接槽23分割半导体薄膜光电转换单元4a、4b，并在结晶硅光电转换单元4b与背面电极膜5的界面处具有开口，且把透明电极膜3的表面作为底面。该连接槽23由构成背面电极膜5的金属材料填埋，把相邻的光电转换元件10一侧的背面电极膜5与另一侧的透明电极膜3电连接。即连接槽23和填埋它的金属材料，起到把并置在基板1上的光电转换元件10相互串联连接的作用。
在这种集成化薄膜光电转换装置1中，由于光电转换元件10是串联连接的，所以在集成化薄膜光电转换装置1整体进行光电转换时的电流值，与在多个光电转换元件10内光电转换时产生的光电流最小的光电转换元件10的电流值相等，而其他光电转换元件10中的剩余部分的光电流就损失了。于是，现在为了把结晶硅光电转换单元4b面内的膜质保持一定而进行了讨论。即为了在包含结晶硅光电转换单元4b的集成化薄膜光电转换装置1中降低上述那样的电流损失，尝试着把由结晶硅光电转换层的结晶性不同而引起产生的光电流小的区域消除，进而通过在面内把膜质变均匀而得到高的光电转换效率。
这时，结晶硅光电转换层的光电流小的区域，在形成结晶硅光电转换单元4b后通过目视观察膜面侧就能判别，并且作为白浊变色区域来观察。这是由结晶硅光电转换层的材料，即结晶硅的结晶性不同，白浊变色区域不被充分晶体化，不仅形成结晶硅，还成为包含很多非晶体硅的区域，所以观察到变白浊并且产生的光电流小。而正常区域由于被充分晶体化，所以是作为没有白浊的灰色区域被观察，产生的光电流比白浊变色区域大。
特开平11-330520号公开了，在进行比较薄的非晶体硅光电转换层制膜时，代替现有使用的小于或等于133Pa(1Torr)的等离子反应室内压力，而通过利用大于或等于667Pa(5Torr)的高反应室内压力，能把高质量的厚的结晶硅光电转换层以高速度进行制膜，但没有关于这种白浊变色区域的记载。
但在面积大于或等于600cm2的结晶薄膜光电转换装置或混合型薄膜光电转换装置中，由于在结晶硅光电转换层内完全不存在所述白浊变色区域的情况下，光电流小的区域就不存在，所以知道随着光灵敏度增加而短路电流就增加，但有开放端电压和填充因数降低的问题。
发明内容
鉴于上述状况，本发明的目的在于提供一种薄膜光电转换装置，特别是提供一种集成化薄膜光电转换装置，其在包含结晶硅光电转换单元的薄膜光电转换装置中，在解决小开放端电压和填充因数问题的同时，通过防止电流值的降低来改善光电转换效率。
本发明的薄膜光电转换装置，是在透明基板一侧的主面上至少把透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜顺序形成的薄膜光电转换装置，形成所述结晶硅光电转换单元后，在其表面的一部分上具有白浊变色区域。
所述白浊变色区域最好是小于或等于所述薄膜光电转换装置的光电转换区域面积的5％。
特别理想的是，本发明的薄膜光电转换装置，为了形成多个光电转换元件，而把所述透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜通过多个分离槽进行分离，且将这些多个元件通过连接用槽相互串联电连接，成为集成化薄膜光电转换装置。
所述集成化薄膜光电转换装置，最好是其所述白浊变色区域从与光电转换区域的所述串联连接方向平行的边界开始向光电转换区域侧，以大于或等于2mm小于或等于10mm的宽度存在。
本发明的薄膜光电转换装置，最好在其所述透明电极膜与所述结晶硅光电转换单元之间具备非晶体硅光电转换单元。
本发明的薄膜光电转换装置，是在透明基板一侧的主面上至少把透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜顺序形成的薄膜光电转换装置，在光电转换区域把波长800nm的单色光从所述透明基板的另一侧主面射入并进行测定的包含扩散成分的绝对反射率的最大值与最小值的差为大于或等于5％。
特别的理想的是，本发明的薄膜光电转换装置在透明基板一侧的主面上形成的半导体薄膜光电转换单元的面积大于或等于600cm2。
附图说明
图1是概略表示集成化薄膜光电转换装置的平面图；
图2是概略表示集成化薄膜光电转换装置的剖面图；
图3是概略表示绝缘分离槽形成位置的剖面图；
图4是概略表示910×910mm尺寸基板的集成化薄膜光电转换装置的平面图，和概略表示分割成910×455mm尺寸时薄膜光电转换装置的平面图；
图5是在910×910mm尺寸基板上形成结晶硅光电转换单元后的膜面照片和白浊变色区域的放大照片；
图6是表示910×455mm尺寸集成化薄膜光电转换装置的分光反射率测定点的图；
图7是概略表示在360×465mm尺寸基板上形成的300×400mm尺寸集成化薄膜光电转换装置的平面图；
图8是表示300×400mm尺寸集成化薄膜光电转换装置的分光反射率测定点的图。
附图符号的说明
1集成化薄膜光电转换装置
2透明基板
3透明电极膜
4a、4b半导体薄膜光电转换单元
4背面电极膜
5密封树脂层
6有机保护层
10光电转换元件
12引线
14a、14b、14c绝缘分离槽
21、22分离槽
23连接槽
31基板保持架
32背板
41切断线
42a、42b周边绝缘分离槽
50集成方向
51白浊变色区域
52光电转换区域
61分光反射率测量点1
62分光反射率测量点2
63分光反射率测量点3
64分光反射率测量点4
65分光反射率测量点5
66分光反射率测量点6
67分光反射率测量点7
68分光反射率测量点8
69分光反射率测量点9
具体实施方式
以下更详细地说明本发明的实施例。
说明本发明薄膜光电转换装置的各结构要素。
作为透明基板2，例如能使用玻璃板和透明树脂膜等。作为玻璃板能便宜得到大面积的板，能使用透明性、绝缘性高的，以SiO2、Na2O和CaO为主要成分的两主面平滑的浮法板玻璃。
透明电极膜3，能使用ITO膜、SnO2膜或ZnO膜这样的透明导电性氧化物层等构成。透明电极膜3可以是单层结构，也可以是多层结构。透明电极膜3，能使用蒸镀法、CVD法或溅射法等这些自身已知的气相堆积法来形成。透明电极膜3的表面最好是形成包含微小凹凸的表面网纹结构。通过在透明电极膜3的表面上形成这种网纹结构，能提高光向半导体薄膜光电转换单元4的射入效率。
串联型薄膜光电转换装置被供给大于或等于2个半导体薄膜光电转换单元，特别是混合型薄膜光电转换装置具备非晶体硅光电转换单元4a和结晶硅光电转换单元4b。
非晶体硅光电转换单元4a具备非晶体硅光电转换层，其具有从透明电极膜3侧开始的把p型层、非晶体硅光电转换层和n型层顺次层合的结构。这些p型层、非晶体硅光电转换层和n型层都能通过等离子CVD法形成。
而结晶硅光电转换单元4b具备结晶硅光电转换层，其具有例如从非晶体硅光电转换单元4a侧开始的把p型层、结晶硅光电转换层和n型层顺次层合的结构。这些p型层、结晶硅光电转换层和n型层都能通过等离子CVD法形成。
构成这些半导体薄膜光电转换单元4a、4b的p型层，例如能通过在硅或碳化硅和硅锗等硅合金上把硼和铝等p导电型决定杂质原子进行掺杂而形成。非晶体硅光电转换层和结晶硅光电转换层，能用非晶体硅系半导体材料和结晶硅系半导体材料分别形成，作为这种材料，能举出本征半导体的硅(氢化硅等)和碳化硅和硅锗等硅合金等。只要充分具备光电转换功能，则也可以使用含有微量导电型决定杂质的弱p型或弱n型的硅系半导体材料。而且n型层能通过在硅或碳化硅和硅锗等硅合金上把磷和氮等的n导电型决定杂质原子进行掺杂而形成。
以上这样构成的非晶体硅光电转换单元4a和结晶硅光电转换单元4b上吸收波长区域相互不同。由于非晶体硅光电转换单元4a的光电转换层是由非晶体硅构成的，而结晶硅光电转换单元4b的光电转换层是由结晶硅构成的，所以使前者能最有效率地吸收550nm左右的光成分，使后者能最有效率地吸收900nm左右的光成分。
非晶体硅光电转换单元4a的厚度，最好是在0.01μm～0.5μm的范围内，更理想的是在0.1μm～0.3μm的范围内。
而结晶硅光电转换单元4b的厚度，最好是在0.1μm～10μm的范围内，更理想的是在0.1μm～5μm的范围内。
背面电极膜5不仅具有作为电极的功能，而且还具有：反射从透明基板2向半导体薄膜光电转换单元4a、4b射入并到达背面电极膜5的光，把其再向半导体薄膜光电转换单元4a、4b内射入，这样作为反射层的功能。背面电极膜5能使用银和铝等通过蒸镀法和溅射法等形成例如200nm～400nm左右的厚度。
在背面电极膜5与半导体薄膜光电转换单元4之间，或是混合型薄膜光电转换装置的情况下在背面电极膜5与结晶硅光电转换单元4b之间，例如为了提高两者之间的粘接性，而能设置由ZnO这样非金属材料构成的透明导电性薄膜(未图示)。
集成化薄膜光电转换装置1的透明基板2上形成的各光电转换元件10，通过密封树脂层6由有机保护层7密封。该密封树脂层6使用能把有机保护层粘接在这些元件10上的树脂。作为这种树脂例如能使用EVA(乙烯·醋酸乙烯酯共聚合体)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、PIB(聚异丁烯)和硅树脂等。作为有机保护层7，能使用聚氟乙烯膜(例如特多拉膜(テドラ一フイルム)(登录商标))这样的氟树脂系膜或PET膜这样的耐湿性和耐水性优良的绝缘膜。有机保护层可以是单层结构，也可以是把它们层合的层合结构。有机保护层也可以具有由铝等构成的金属箔把这些膜夹持的结构。由于铝箔这样的金属箔具有提高耐湿性和耐水性的功能，所以通过把有机保护层设定成这种结构，就能更有效地保护光电转换元件10远离水分。这些密封树脂层6和有机保护层7，利用真空叠片法能同时粘贴在集成化薄膜光电转换装置1的背面侧。
如图3所示，在形成结晶硅薄膜光电转换单元4b时使用基板保持架31时，在透明基板2上把大于或等于1条的图3所示的绝缘分离槽14，与图1所示光电转换元件10的串联连接方向，即集成方向50平行地形成。
所述白浊变色区域在形成结晶硅光电转换单元4b后能从膜面侧目视观察到。白浊变色区域即使在完全相同的条件下，也具有某种程度的不确定性，特别是大面积时，随温度分布、等离子密度分布、与基板保持架的空间关系等而更加显著。因此，把在小面积时不需要考虑的对白浊变色区域进行控制是重要的。白浊变色区域有必要在适当的部位适量地存在。
白浊变色区域占整体光电转换区域的面积最好是小于或等于5％。若存在超过该数值，则短路电流的降低超过开放端电压和填充因数的提高。在具有串联集成结构的集成化薄膜光电转换装置1的情况下，白浊变色区域最好是相对集成化薄膜光电转换装置1的各光电转换元件10而存在于与集成方向50平行侧的两端或一端上。这时，白浊变色区域若相对串联连接光电转换元件10的方向即集成方向，从平行侧的光电转换元件10的边界开始向光电转换元件10的内侧，具有大于或等于2mm而小于或等于10mm的宽度时，则短路电流的降低超过开放端电压和填充因数的提高。在透明基板2的一侧主面上，通过形成绝缘分离槽14而以绝缘分离槽14为边界，把透明基板2与集成方向50平行地分割成光电转换区域52和其周边的非光电转换区域时，所述白浊变色区域容易向集成方向50沿所述边界细长地产生。
相反，若相对集成方向在垂直方向侧存在白浊变色区域，且在几个光电转换元件10内仅一个是整个成为了白浊变色区域，则其光电转换元件10的光灵敏度就变得非常低，短路电流变小。因此，即使白浊变色区域的面积小于或等于5％，也由于集成结构是串联而作为集成化薄膜光电转换装置1整体其短路电流极小，光电转换效率降低。
实际上，白浊变色区域相对所有的光电转换元件10来说，并不是以相同的面积发生，所以只要其平均以6mm左右的宽度发生在两端，而在与集成方向50垂直的方向上不发生白浊变色区域，则光电转换单元的与集成方向50垂直方向的长度是大于或等于240mm时，白浊变色区域就小于或等于5％。实际上，白浊变色区域不仅发生在集成化薄膜光电转换装置1的与集成方向平行方向的两端，而且也同程度地发生在垂直方向的两端。因此，若把该垂直方向的白浊部分除外地进行集成时，则白浊变色区域就是小于或等于5％了，为了实现从与集成方向平行的边界开始，宽度是大于或等于2mm并且小于或等于10mm的集成化薄膜光电转换装置1，就需要集成化薄膜光电转换装置1的尺寸是大于或等于240mm×250mm，即大于或等于600cm2。
该白浊变色区域即使在形成了背面电极膜5以后，也容易由膜面进行判别，但在用树脂等进行密封后，从透明基板2上没形成半导体薄膜光电转换单元4的面进行目视判别是困难的。但利用使用分光反射仪的分光反射率测量，就能从透明基板2上没形成半导体薄膜光电转换单元的面进行判别。分光反射测量是使用积分球测量以10°射入的包含扩散成分的反射，使用把硫酸钡板作为基准的值。在所述条件下，在白浊变色区域与不是该区域中，分光反射率测量中的800nm的分光反射率是大于或等于5％的白浊变色区域的一方是大的，由此，能够对白浊变色区域进行定义。
实施例
(实施例1)
准备玻璃基板2，其具有910mm×910mm的尺寸，且在一侧的主面上形成有SnO2膜3。如图1所示，在该玻璃基板表面上形成的SnO2膜3上，通过激光划线，形成分离槽21和绝缘分离槽14。这时，如图3所示，把其向等离子CVD装置的基板保持架31上设置时，从基板保持架31的内周离开约1mm地形成宽度约100μm的第一绝缘分离槽14a，并在距离第一绝缘分离槽14a约0.7mm的内侧，形成宽度约100μm的第二绝缘分离槽14b。
这些绝缘分离槽14，在大于或等于1200cm2的大面积基板上通过等离子CVD以大于或等于100mW/cm2的高电力密度而形成结晶硅光电转换单元4b时，把基板保持架31与基板表面的透明导电膜2之间进行绝缘，起到防止异常放电的作用。
把实施了所述激光划线的形成有SnO2膜3的一片玻璃基板2保持在基板保持架31上。这时，估计玻璃基板2的位置偏离，其从基板保持架31的内周到第一绝缘分离槽14a的距离是在3±2mm的范围内。把保持有玻璃基板2的基板保持架31搬运到设置有115cm×118cm电极的CVD装置内，在导入反应气体硅烷、氢、甲烷和乙硼烷而形成p型层后，再导入反应气体硅烷而形成非晶体硅光电转换层，然后再导入反应气体硅烷、氢和膦，通过形成n型层而形成非晶体硅光电转换单元4a。
然后，在导入反应气体硅烷、氢和乙硼烷而形成p型层后，把反应气体氢和硅烷以表1的实施例1所示的流量条件导入，形成结晶硅光电转换层，然后再导入反应气体硅烷、氢和膦，通过形成n型层而形成结晶硅光电转换单元4b。
形成结晶硅光电转换单元4b后，把非晶体硅光电转换单元4a和结晶硅光电转换单元4b通过激光划线而形成连接槽23。再通过溅射法作为背面电极膜而形成ZnO膜和Ag膜等多层膜的背面电极膜5。然后，把非晶体硅光电转换单元4a、结晶硅光电转换单元4b和背面电极膜5通过激光划线而形成分离槽22，再通过对SnO2膜3、非晶体硅光电转换单元4a、结晶硅光电转换单元4b和背面电极膜5通过激光划线而形成图4所示的周边绝缘槽42a和42b，在安装引线12之前，如图4所示，在与集成方向50平行的方向上沿切断线41把基板切割成一半的尺寸，制作910×455mm尺寸的把8.9mm×430mm的光电转换元件10串联连接100个的混合型集成化薄膜光电转换装置1。在此，周边绝缘槽42a形成在预先形成于SnO2膜3上的绝缘分离槽14上。
若对该混合型集成化薄膜光电转换装置1的形成结晶硅光电转换单元4b后的膜面进行观察，则如图4模式所示，在光电转换元件10的两端能看到变成白色的白浊变色区域51。图5是白浊变色区域的外观照片。该白浊变色区域51在制成910×455mm尺寸的混合型集成化薄膜光电转换装置1时，其存在于从与集成方向50平行的周边绝缘槽42a的单侧开始大于或等于5mm而小于或等于10mm的宽度内。这时，若把由周边绝缘槽42a和42b包围的区域叫做光电转换区域52时，则白浊变色区域51相对光电转换区域52的总面积来说，其是约2％。
对密封了具有该白浊变色区域51的混合型集成化薄膜光电转换装置1的样品，把光从玻璃面2射入，进行分光反射率的测量。分光反射测量是使用积分球，以10°射入，把硫酸钡板作为基准，测量包含扩散成分的反射。其结果是判明在800nm的分光反射率，若白浊变色区域51与不是该正常区域进行比较，则为是大的即大于或等于5％。即测量图6所示的9点分光反射率的结果，是如表2的实施例1所示，其绝对值的差是12.1％。在此，测量点1、4和7对应白浊变色区域51，测量点2、3、5、6、8和9对应正常区域。
由该混合型集成化薄膜光电转换装置1的曝光而引起的光恶化前的输出即初期输出，是根据把作为光源而使用的氙和卤素灯的放射照度100mW/cm2、AM1.5的模拟太阳光，从玻璃面侧射入时的电气特性来测量的。测量温度设定为是25℃。如表3的实施例1所示，初期输出是42.8W。这时，短路电流、开放端电压和填充因数分别是0.456A、135.5V和0.692。
表1是各实施例和各比较例的混合型集成化薄膜光电转换装置中，结晶硅光电转换层的制膜流量条件与白浊变色区域的关系。
表2是各实施例和各比较例的混合型集成化薄膜光电转换装置的800nm分光反射率。
表3是各实施例和各比较例的混合型集成化薄膜光电转换装置的光电转换特性。
(比较例1)
除了把结晶硅光电转换层按表1的比较例1所示的流量条件形成以外，与实施例1同样地制作比较例1的混合型集成化薄膜光电转换装置1。比较例1的混合型集成化薄膜光电转换装置1，根据密封前的膜面观察，能得到没有白浊变色区域51的910×455mm尺寸的混合型集成化薄膜光电转换装置1。与实施例1同样地，当测量比较例1混合型集成化薄膜光电转换装置1的初期输出和分光反射率时，则其分别是表3的比较例1和表2的比较例1。800nm分光反射率绝对值的差是小于或等于5％，初期输出是40.1W，短路电流、开放端电压和填充因数分别是0.455A、129.5V和0.681。比较例1与实施例1相比，其开放端电压和填充因数明显低，初期输出也是低的值。
表1
 №   硅烷流量[sccm]   氢流量[slm]   有无白浊   从边界开始的宽度[mm]   白浊变色区域对光电转换区域的比例[％]
 实施例1   450   50   单端   5～10   2.0
 比较例1   420   50   无   0   0
 实施例2   480   50   单端   15～30   5.5
 实施例3   130   15   两端   2～6   3.0
 比较例2   120   15   无   0   0
 实施例4   150   15   两端   5～16   5.2
表2
  反射率№   测量点1[％]   测量点2[％]   测量点3[％]   测量点4[％]   测量点5[％]   测量点6[％]   测量点7[％]   测量点8[％]   测量点9[％]   max-min[％]
  实施例1   18.6   15.2   14.8   24.0   15.5   14.3   26.4   15.3   15.1   12.1
  比较例1   17.2   15.1   14.5   17.0   15.3   14.3   17.5   15.5   14.8   3.2
  实施例2   20.6   14.3   14.8   23.2   16.3   13.8   25.5   17.3   16.4   11.7
  实施例3   18.8   15.1   23.1   24.0   14.3   20.1   24.2   15.5   23.8   9.9
  比较例2   16.3   15.2   15.8   16.2   14.2   15.6   15.5   14.9   16   2.1
  实施例4   20.8   16.3   22.5   23.3   15.9   21.7   25.5   17.2   24.4   9.6
表3
  特性№   开放电压[V]   短路电流[A]   填充因数[％]   初期输出[W]
  实施例1   135.5   0.456   69.2   42.8
  比较例1   129.5   0.455   68.1   40.1
  实施例2   136.7   0.441   68.3   41.2
  实施例3   37.8   0.439   74.1   12.3
  比较例2   37.0   0.441   72.5   11.8
  实施例4   38.1   0.435   72.8   12.1
(实施例2)
除了把结晶硅光电转换层按表1实施例2所示的流量条件形成以外，与实施例1同样地制作实施例2的混合型集成化薄膜光电转换装置1。实施例2的混合型集成化薄膜光电转换装置1，由密封前的膜面观察如图4所示，在光电转换元件10的两端能看到变成了白色的白浊变色区域51，该白浊变色区域51在制成910×455mm尺寸的混合型集成化薄膜光电转换装置1时，其存在于从与集成方向50平行的周边绝缘槽42a的单侧开始大于或等于15mm而小于或等于30mm的宽度内，白浊变色区域51相对光电转换区域52的总面积来说，其约为5.5％。
与实施例1同样地，当把实施例2的混合型集成化薄膜光电转换装置1的分光反射率如图6所示那样测量9点时，则如表2的实施例2所示，800nm分光反射率绝对值的差是11.7％，在此，测量点1、4和7对应白浊变色区域51，测量点2、3、5、6、8和9对应正常区域。
与实施例1同样地，当测量实施例2混合型集成化薄膜光电转换装置1的初期输出时，则其是表3实施例2所示的41.2W。短路电流、开放端电压和填充因数分别是0.441A、136.7V和0.683。实施例2与比较例1相比，其开放端电压和填充因数高，初期输出也高。与实施例1相比，其短路电流稍微低，初期输出也是稍微低的值。
(实施例3)
准备玻璃基板2，其具有365mm×465mm的尺寸，且在一侧的主面上形成有SnO2膜3。如图7所示形成分离槽21。
不使用基板保持架，把所述玻璃基板2移动到能通过运送叉运送玻璃基板2的单张(枚葉)式等离子CVD装置上设置的400mm×500mm电极的位置处，使用与实施例1同样的气体，形成非晶体硅光电转换单元4a和结晶硅光电转换单元4b。这时，把结晶硅光电转换层按表1实施例3所示的流量条件形成。形成结晶硅光电转换单元4b后，通过激光划线而形成连接槽23，通过溅射法作为背面电极膜而形成ZnO膜和Ag膜的多层膜的背面电极膜5。然后，通过激光划线而形成分离槽22和图4所示的周边绝缘槽42a和42b，安装引线12，制作300×400mm尺寸的把8.9mm×380mm的光电转换元件10串联连接28个的混合型集成化薄膜光电转换装置1。
若对该混合型集成化薄膜光电转换装置1密封前的膜面进行观察，则如图7模式所示，在光电转换元件10的两端能看到变成白色的白浊变色区域51。观察到白浊变色区域51存在于从与集成方向50平行的周边绝缘槽42a的两侧开始大于或等于2mm而小于或等于6mm的宽度内，白浊变色区域51相对光电转换区域52的总面积来说，其约为3％。
与实施例1同样地，当把实施例3的混合型集成化薄膜光电转换装置1的分光反射率如图8所示那样测量9点时，则如表2的实施例3所示，800nm分光反射率绝对值的差是9.9％，在此，测量点1、3、4、6、7和9对应白浊变色区域51，测量点2、5和8对应正常区域。
与实施例1同样地，当测量该实施例3的混合型集成化薄膜光电转换装置1的初期输出时，则其是表3实施例3所示的12.3W。这时，短路电流、开放端电压和填充因数分别是0.439A、37.8V和0.741。
(比较例2)
除了把结晶硅光电转换层按表1比较例2所示的流量条件形成以外，与实施例3同样地制作比较例2的混合型集成化薄膜光电转换装置1。比较例2的混合型集成化薄膜光电转换装置1，根据密封前的膜面观察，能得到没有白浊变色区域51的300×400mm尺寸的混合型集成化薄膜光电转换装置1。与实施例1同样地，当测量比较例2的混合型集成化薄膜光电转换装置1的初期输出和分光反射率时，则其分别是表2的比较例2和表3的比较例2。800nm分光反射率绝对值的差是小于或等于5％，初期输出是11.8W，短路电流、开放端电压和填充因数分别是0.441A、37.0V和0.681。比较例2与实施例3相比，其开放端电压和填充因数明显低，初期输出也低。
(实施例4)
把结晶硅光电转换层按表1实施例4所示的流量条件形成时，如图7模式所示，在光电转换元件10的两端能看到变成白色的白浊变色区域51。该白浊变色区域51被制作在300×400mm尺寸的混合型集成化薄膜光电转换装置1中时，其存在于从与集成方向50平行的周边绝缘槽42a的单侧开始大于或等于5mm而小于或等于16mm的宽度内，白浊变色区域51相对光电转换区域52的总面积来说，其约为5.2％。
与实施例1同样地，当如图8所示那样测量9点的分光反射率时，则如表2的实施例4所示，800nm分光反射率绝对值的差是9.6％。
当与实施例1同样地测量初期输出时，则其是表3的实施例4所示的12.1W，短路电流、开放端电压和填充因数分别是0.435A、38.1V和0.728。实施例4与比较例2相比，其开放端电压和填充因数高，初期输出也高。与实施例2相比，其短路电流稍微低，初期输出也是稍微低的值。
如以上所详述，本发明的薄膜光电转换装置是包含结晶硅光电转换单元的薄膜光电转换装置，由于其在结晶硅光电转换层具有白浊变色区域，所以其解决了小的开放端电压和填充因数的问题，能提供改善了光电转换效率的薄膜光电转换装置。而且在形成结晶硅光电转换单元后能马上判别完成后的薄膜光电转换装置的光电转换特性是否良好。

Claims (8)

1、一种薄膜光电转换装置，其在透明基板一侧的主面上至少把透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜顺序形成，其特征在于，形成所述结晶硅光电转换单元后，在其表面的一部分上具有白浊变色区域。
2、如权利要求1所述的薄膜光电转换装置，其特征在于，所述白浊变色区域是小于或等于所述薄膜光电转换装置的光电转换区域面积的5％。
3、一种集成化薄膜光电转换装置，其特征在于，其是权利要求1或2所述的薄膜光电转换装置，为了形成多个光电转换元件，而把所述透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜通过多个分离槽进行分离，且将这些多个元件通过连接用槽相互串联电连接。
4、如权利要求3所述的集成化薄膜光电转换装置，其特征在于，所述白浊变色区域从与所述光电转换区域的所述串联连接方向平行的边界开始向光电转换区域侧，以大于或等于2mm并且小于或等于10mm的宽度存在。
5、如权利要求1到4所述的薄膜光电转换装置，其特征在于，在所述透明电极膜与所述结晶硅光电转换单元之间还具备非晶体硅光电转换单元。
6、一种薄膜光电转换装置，其在透明基板一侧的主面上至少把透明电极膜、结晶硅光电转换单元和背面电极膜顺序形成，其特征在于，在光电转换区域，把波长800nm的单色光从所述透明基板的另一侧主面射入并进行测定的包含扩散成分的绝对反射率的最大值与最小值的差为大于或等于5％。
7、如权利要求6所述的薄膜光电转换装置，其特征在于，在所述透明电极膜与所述结晶硅光电转换单元之间还具备非晶体硅光电转换单元。
8、如权利要求1到7所述的薄膜光电转换装置，其特征在于，半导体薄膜光电转换单元所形成的面积是大于或等于600cm2。
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