JP2011014841A - Method of manufacturing stacked photoelectric converter - Google Patents

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圭祐 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a stacked photoelectric converter whose intermediate reflection layer is uniform in film quality and film thickness.SOLUTION: This is the method of manufacturing the stacked photoelectric converter including: a transparent electrode layer; a first photoelectric conversion unit which is composed of a p-i-n junction such that an i-type layer is made substantially of amorphous silicon and a part of an n-type layer is an n-type silicon-based composite layer including a silicon crystal layer in an amorphous alloy of silicon and oxygen; a second photoelectric conversion unit which is composed of a pin junction such that an i-type layer is made substantially of crystalline silicon; and a back electrode layer. Here, the photoelectric conversion units are so formed that, when light is made incident from the n-type layer side after the first photoelectric conversion unit is formed and a Raman scattering spectrum is measured, the peak position of a TO mode peak of a crystal silicon component is 516 to 519 cm.

Description

本発明は、積層型光電変換装置の製造方法に関し、高性能の積層型光電変換装置を提供するものであり、特に大面積での装置においても性能のバラつきを抑制できる積層型光電変換装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a stacked photoelectric conversion device, and provides a high-performance stacked photoelectric conversion device, and in particular, manufacture of a stacked photoelectric conversion device that can suppress variation in performance even in a large-area device. It is about the method.

近年、光電変換装置の低コスト化、高効率化を両立するために資源面での問題もほとんど無い薄膜光電変換装置が注目され、開発が精力的に行われている。薄膜光電変換装置は、太陽電池、光センサ、ディスプレイなど、さまざまな用途への応用が期待されている。   In recent years, in order to achieve both cost reduction and high efficiency of a photoelectric conversion device, a thin film photoelectric conversion device that has almost no problem in terms of resources has attracted attention and has been vigorously developed. Thin film photoelectric conversion devices are expected to be applied to various applications such as solar cells, optical sensors, and displays.

薄膜光電変換装置は、一般に、表面が透明基板上に順に積層された第一電極、1以上の半導体薄膜光電変換ユニット、及び第二電極とを含んでいる。そして1つの薄膜光電変換ユニットはp型層とn型層でサンドイッチされたi型層からなる。   A thin film photoelectric conversion device generally includes a first electrode, a surface of a thin film photoelectric conversion unit, and a second electrode, the surfaces of which are sequentially stacked on a transparent substrate. One thin film photoelectric conversion unit includes an i-type layer sandwiched between a p-type layer and an n-type layer.

薄膜光電変換ユニットの厚さの大部分は、実質的に真性の半導体層であるi型層によって占められ、光電変換作用は主としてこのi型層内で生じる。従って、光電変換層であるi型層の膜厚は光吸収のためには厚いほうが好ましいが、必要以上に厚くすると、その堆積にコストと時間がかかることになる。   Most of the thickness of the thin film photoelectric conversion unit is occupied by the i-type layer which is a substantially intrinsic semiconductor layer, and the photoelectric conversion action mainly occurs in the i-type layer. Therefore, the i-type layer, which is a photoelectric conversion layer, is preferably thicker for light absorption, but if it is thicker than necessary, the deposition takes cost and time.

他方、p型やn型の導電型層は光電変換ユニット内に拡散電位を生じさせる役目を果たし、この拡散電位の大きさによって薄膜光電変換装置の重要な特性の1つである開放端電圧の値が左右される。しかし、これらの導電型層は光電変換には寄与しない不活性な層であり、導電型層にドープされた不純物によって吸収される光は発電に寄与せず損失となる。したがって、p型とn型の導電型層の膜厚は、十分な拡散電位を生じさせる範囲内で可能な限り薄くすることが好ましい。   On the other hand, the p-type or n-type conductive layer plays a role of generating a diffusion potential in the photoelectric conversion unit, and the magnitude of the diffusion potential causes an open-ended voltage that is one of the important characteristics of the thin film photoelectric conversion device. The value depends. However, these conductive layers are inactive layers that do not contribute to photoelectric conversion, and light absorbed by impurities doped in the conductive layers does not contribute to power generation and is lost. Therefore, it is preferable that the thicknesses of the p-type and n-type conductive layers be as thin as possible within a range that generates a sufficient diffusion potential.

ここで、光電変換ユニットまたは薄膜太陽電池は、それに含まれるp型とn型の導電型層が非晶質か結晶質かにかかわらず、その主要部を占めるi型の光電変換層が非晶質のものは非晶質光電変換ユニットまたは非晶質薄膜太陽電池と称され、i型層が結晶質のものは結晶質光電変換ユニットまたは結晶質薄膜太陽電池と称される。   Here, the photoelectric conversion unit or the thin-film solar cell has an amorphous i-type photoelectric conversion layer that occupies the main part regardless of whether the p-type and n-type conductivity type layers included therein are amorphous or crystalline. Those having a high quality are referred to as amorphous photoelectric conversion units or amorphous thin film solar cells, and those having a crystalline i-type layer are referred to as crystalline photoelectric conversion units or crystalline thin film solar cells.

一般に光電変換層に用いられている半導体は、波長が長くなるに従い光吸収係数が小さくなる。特に、光電変換材料が薄膜である場合は、吸収係数の小さな波長領域において十分な光吸収が生じないために、光電変換量が光電変換層の膜厚によって制限されることになる。そこで、光電変換装置内に入射した光が外部に逃げにくい光散乱構造を形成することによって、実質的な光路長を長くし、十分な吸収を得られ、大きな光電流を発生させ得る工夫がなされている。例えば、光が基板側から入射する場合、光入射側電極として表面形状が凹凸であるテクスチャ透明導電膜が用いられている。   Generally, a semiconductor used for a photoelectric conversion layer has a light absorption coefficient that decreases as the wavelength increases. In particular, when the photoelectric conversion material is a thin film, sufficient light absorption does not occur in a wavelength region having a small absorption coefficient, so that the photoelectric conversion amount is limited by the film thickness of the photoelectric conversion layer. Therefore, by forming a light scattering structure that makes it difficult for light incident in the photoelectric conversion device to escape to the outside, it has been devised to increase the substantial optical path length, obtain sufficient absorption, and generate a large photocurrent. ing. For example, when light is incident from the substrate side, a textured transparent conductive film having an uneven surface shape is used as the light incident side electrode.

また、薄膜光電変換装置の変換効率を向上させる方法として、2つ以上の光電変換ユニットを積層した積層型光電変換装置にする方法が知られている。この方法においては、光電変換装置の光入射側に大きなバンドギャップを有する光電変換層を含む前方光電変換ユニット(本願では、相対的に光入射側に配置された光電変換ユニットを前方光電変換ユニット、相対的に光入射側から遠い側に配置された光電変換ユニットを後方光電変換ユニットと呼ぶ。)を配置し、その後ろに順に小さなバンドギャップを有する(例えばSi−Ge合金の)光電変換層を含む後方光電変換ユニットを配置することにより、入射光の広い波長範囲にわたって光電変換を可能にし、これによって装置全体としての変換効率の向上が図られている。積層型薄膜光電変換装置の中でも、非晶質光電変換ユニットと結晶質光電変換ユニットを積層したものはハイブリッド型光電変換装置と称される。ハイブリッド型光電変換装置においては、非晶質シリコンが光電変換し得る光の波長は長波長側において800nm程度であるが、結晶質シリコンはそれより長い約1100nm程度までの光を光電変換することが可能であるため、入射光のより広い範囲を有効に光電変換することが可能になる。   As a method for improving the conversion efficiency of a thin film photoelectric conversion device, a method of forming a stacked photoelectric conversion device in which two or more photoelectric conversion units are stacked is known. In this method, a front photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion layer having a large band gap on the light incident side of the photoelectric conversion device (in this application, a photoelectric conversion unit relatively disposed on the light incident side is referred to as a front photoelectric conversion unit, A photoelectric conversion unit disposed on the side relatively far from the light incident side is referred to as a rear photoelectric conversion unit.) A photoelectric conversion layer having a small band gap (for example, Si-Ge alloy) is sequentially disposed behind the photoelectric conversion unit. By including the rear photoelectric conversion unit including the photoelectric conversion, it is possible to perform photoelectric conversion over a wide wavelength range of incident light, thereby improving the conversion efficiency of the entire apparatus. Among stacked thin film photoelectric conversion devices, a stack of an amorphous photoelectric conversion unit and a crystalline photoelectric conversion unit is referred to as a hybrid photoelectric conversion device. In the hybrid photoelectric conversion device, the wavelength of light that amorphous silicon can photoelectrically convert is about 800 nm on the long wavelength side, but crystalline silicon can photoelectrically convert longer light up to about 1100 nm. Therefore, it is possible to effectively photoelectrically convert a wider range of incident light.

ところで、積層型光電変換装置では、各光電変換ユニットが直列に接続されているため、光電変換装置としての短絡電流密度(Jsc)は各光電変換ユニットで発生する電流値のうち最も小さな値で律速される。従って、各光電変換ユニットの電流値は均等であるほど好ましく、さらに電流の絶対値が大きいほど変換効率の向上が期待できる。積層型の薄膜光電変換装置では、積層された複数の薄膜光電変換ユニットの間に光透過性及び光反射性の双方を有し、且つ導電性の中間反射層を介在させることがある。この場合、中間反射層に到達した光の一部が反射し、中間反射層よりも光入射側に位置する光電変換ユニット内での光吸収量が増加し、その光電変換ユニットで発生する電流値を増大させることができる。すなわち、見かけ上中間反射層よりも光入射側に位置する光電変換ユニットの実効的な膜厚が増加したことになる。例えば、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットからなるハイブリッド型光電変換装置に中間反射層を挿入した場合、非晶質シリコン層の膜厚を増やすことなく非晶質シリコン光電変換ユニットによって発生する電流を増加させることができる。もしくは、同一の電流値を得るために必要な非晶質シリコン層の膜厚を薄くできることから、非晶質シリコン層の膜厚増加に応じて顕著となる光劣化による非晶質シリコン光電変換ユニットの特性低下を抑制することが可能となる。   By the way, since each photoelectric conversion unit is connected in series in the stacked photoelectric conversion device, the short-circuit current density (Jsc) as the photoelectric conversion device is the lowest value among the current values generated in each photoelectric conversion unit. Is done. Therefore, it is preferable that the current values of the respective photoelectric conversion units are equal, and further, the conversion efficiency can be expected to increase as the absolute value of the current increases. In a stacked thin film photoelectric conversion device, a plurality of stacked thin film photoelectric conversion units may have both light transmittance and light reflectivity, and a conductive intermediate reflection layer may be interposed. In this case, a part of the light reaching the intermediate reflection layer is reflected, the amount of light absorption in the photoelectric conversion unit located on the light incident side of the intermediate reflection layer is increased, and the current value generated in the photoelectric conversion unit Can be increased. That is, the effective film thickness of the photoelectric conversion unit located on the light incident side with respect to the intermediate reflection layer apparently increased. For example, when an intermediate reflective layer is inserted into a hybrid photoelectric conversion device composed of an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit, the amorphous silicon photoelectric conversion is performed without increasing the film thickness of the amorphous silicon layer. The current generated by the unit can be increased. Alternatively, the amorphous silicon photoelectric conversion unit due to photodegradation that becomes conspicuous as the thickness of the amorphous silicon layer increases because the thickness of the amorphous silicon layer necessary to obtain the same current value can be reduced. It is possible to suppress the deterioration of characteristics.

(先行例1)
中間反射層は、たとえばZnOのような透明導電性金属酸化物層で構成されることが多いが、特許文献1に記載されているような、シリコンと酸素の非晶質合金中にシリコン結晶相を含む導電型の酸化シリコン層(本願ではシリコン複合相と呼ぶ)を採用しても、同様の効果が得られることが開示されている。このシリコン複合相は、前記透明導電性金属酸化物層と同様に光透過性と導電性を有しながら、非晶質シリコン系光電変換ユニットや結晶質シリコン系光電変換ユニットなどと同様にプラズマCVD法などで形成可能であり、しかもこれらの光電変換ユニットの導電型層の一部の役割も兼ねることができるため、簡便でコスト的にも有利な製造方法で形成できる。
(Prior Example 1)
The intermediate reflection layer is often composed of a transparent conductive metal oxide layer such as ZnO. However, as described in Patent Document 1, a silicon crystal phase is formed in an amorphous alloy of silicon and oxygen. It is disclosed that the same effect can be obtained even when a conductive type silicon oxide layer containing s (referred to herein as a silicon composite phase) is employed. This silicon composite phase is light-transmitted and conductive in the same way as the transparent conductive metal oxide layer, but plasma CVD is performed in the same manner as amorphous silicon-based photoelectric conversion units and crystalline silicon-based photoelectric conversion units. It can be formed by a method and the like, and can also serve as a part of the conductive type layer of these photoelectric conversion units, so that it can be formed by a simple and advantageous manufacturing method in terms of cost.

(先行例2)
また特許文献2では、光入射側に近い側から第一の光電変換ユニットおよび第二の光電変換ユニットにより順次構成された部分を少なくとも一つ以上含み、かつ第一の光電変換ユニットのi型層の光入射側から遠い側にn型層を備えた積層型光電変換装置において、そのn型層の少なくとも一部がn型のシリコン複合層であって、シリコン複合層は、シリコンと酸素の非晶質合金母相中に分散されたシリコン結晶相を含むことが開示されている。シリコン複合層が第一の光電変換ユニットのn型層の一部を兼用することによって、反射効果によって第一の光電変換ユニットの発電電流を増大すると同時に、光吸収損失を低減して第二の光電変換ユニットの発電電流をも増大させることが可能になる。
(Prior Example 2)
Further, in Patent Document 2, the i-type layer of the first photoelectric conversion unit includes at least one portion sequentially configured by the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit from the side close to the light incident side. In the stacked photoelectric conversion device having an n-type layer on the side far from the light incident side, at least a part of the n-type layer is an n-type silicon composite layer, and the silicon composite layer is a non-silicon-oxygen layer. It is disclosed to include a silicon crystal phase dispersed in a crystalline alloy matrix. The silicon composite layer also serves as a part of the n-type layer of the first photoelectric conversion unit, thereby increasing the power generation current of the first photoelectric conversion unit due to the reflection effect and at the same time reducing the light absorption loss. It also becomes possible to increase the generated current of the photoelectric conversion unit.

上記のシリコン複合層は、反射効果を十分得るために、600nmの波長の光に対する屈折率が1.7以上2.1以下であり、1.8以上2.1以下であることがさらに好ましい。また、シリコン複合層は、低い屈折率を実現するために、膜中酸素濃度が40原子%以上60原子%以下であり、40原子%以上55原子%以下であることがさらに好ましいことに加えて、最適な暗導電率を実現するために、ラマン散乱で測定した非晶質シリコン成分のTOモードピークに対する結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク強度比が0.5以上1.0以下であることが好ましいと開示されている。   In order to obtain a sufficient reflection effect, the above silicon composite layer has a refractive index with respect to light having a wavelength of 600 nm of 1.7 to 2.1, and more preferably 1.8 to 2.1. Further, in order to realize a low refractive index, the silicon composite layer has an oxygen concentration in the film of 40 atomic% or more and 60 atomic% or less, and more preferably 40 atomic% or more and 55 atomic% or less. In order to realize the optimum dark conductivity, the peak intensity ratio of the TO mode peak of the crystalline silicon component to the TO mode peak of the amorphous silicon component measured by Raman scattering is 0.5 or more and 1.0 or less. Is preferred.

しかしながら、特許文献2では、ガラス基板上にシリコン系複合層を成膜した単層に対してラマン散乱スペクトルを測定した場合の非晶質シリコン成分及び結晶シリコン成分のTOモードピーク値が単に開示されているだけである。つまり、上記pin接合からなる第一の光電変換ユニットのn型層の一部がn型のシリコン系複合層を形成している場合に、当該シリコン系複合層を含んだ第一光電変換ユニット膜に対し、n型層側から光を入射したラマン散乱光によって非晶質シリコン成分のTOモードおよび結晶シリコン成分のTOモードのピーク位置を測定することは開示されてなく、このため、当該TOモードのピークデータを適用して積層型光電変換装置を製造する思想については開示されていない。   However, Patent Document 2 simply discloses TO mode peak values of an amorphous silicon component and a crystalline silicon component when a Raman scattering spectrum is measured for a single layer in which a silicon-based composite layer is formed on a glass substrate. It ’s just that. That is, when a part of the n-type layer of the first photoelectric conversion unit composed of the pin junction forms an n-type silicon-based composite layer, the first photoelectric conversion unit film including the silicon-based composite layer On the other hand, it is not disclosed to measure the peak positions of the TO mode of the amorphous silicon component and the TO mode of the crystalline silicon component by Raman scattered light incident from the n-type layer side. The idea of manufacturing a stacked photoelectric conversion device by applying the above peak data is not disclosed.

一方、積層型の光電変換装置を作製する際には、各層が均一な膜質、膜厚で積層されているのが好ましい。特に、中間反射層においては、膜質、膜厚が不均一であると中間反射層での光の反射量がバラつき、光電変換ユニット内で発生する電流値がバラつくといった問題や、中間反射層の結晶性がバラつくことで抵抗にバラつきが生じる問題が発生してしまう。このような複数の問題が発生すると、光電変換装置の特性を低下させてしまう要因となりうる。また、中間反射層の膜質、膜厚の不均一性は大面積になるほど影響が大きくなり、大面積の積層型光電変換装置の特性を著しく低下させてしまう要因となりうる。   On the other hand, when a stacked photoelectric conversion device is manufactured, each layer is preferably stacked with a uniform film quality and film thickness. In particular, in the intermediate reflection layer, if the film quality and film thickness are not uniform, the amount of light reflected by the intermediate reflection layer varies, and the current value generated in the photoelectric conversion unit varies. As the crystallinity varies, there arises a problem that the resistance varies. When such a plurality of problems occur, it can be a factor of deteriorating the characteristics of the photoelectric conversion device. In addition, the non-uniformity of the film quality and film thickness of the intermediate reflection layer becomes larger as the area becomes larger, which can be a factor that significantly deteriorates the characteristics of the large-area stacked photoelectric conversion device.

特開2003−258279号公報JP 2003-258279 A 特開2008−300872号公報JP 2008-300902 A

積層型光電変換装置において、中間反射層の膜質、膜厚が不均一であると積層型光電変換装置の特性を著しく低下させてしまう。特に大面積の場合、中間反射層の膜質、膜厚の不均一性は顕著に現れる。本発明は、中間反射層の膜質、膜厚が均一である積層型光電変換装置の製造方法を提供するものである。   In the stacked photoelectric conversion device, if the film quality and film thickness of the intermediate reflection layer are not uniform, the characteristics of the stacked photoelectric conversion device are significantly deteriorated. In particular, in the case of a large area, non-uniformity in the film quality and film thickness of the intermediate reflective layer appears remarkably. The present invention provides a method for manufacturing a stacked photoelectric conversion device in which the film quality and film thickness of an intermediate reflective layer are uniform.

本発明によると、(1)透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶相を含むn型のシリコン系複合層である第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンである第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置において、n型層の一部がシリコン系複合層である第一光電変換ユニットのn型層側から光を入射したラマン散乱光により測定した結晶シリコン成分のTOモードピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下の範囲である積層型光電変換装置、並びに、(2)透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンである第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶層を含むn型のシリコン系複合層である第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置において、第二光電変換ユニットのn型層側から入射したラマン散乱光により測定した結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下の範囲である積層型光電変換装置では、各々高い光電変換特性を得られることを見出した。 According to the present invention, (1) a transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of a transparent substrate, a pin junction, the i-type layer is substantially amorphous silicon, and a part of the n-type layer is A first photoelectric conversion unit which is an n-type silicon-based composite layer including a silicon crystal phase in an amorphous alloy of silicon and oxygen; a second photoelectric conversion unit comprising a pin junction and wherein the i-type layer is substantially crystalline silicon In the stacked photoelectric conversion device comprising the photoelectric conversion unit and the back electrode layer, the Raman scattered light is incident on the n-type layer side of the first photoelectric conversion unit in which a part of the n-type layer is a silicon-based composite layer. A stacked photoelectric conversion device in which the measured TO mode peak position of the crystalline silicon component is in the range of 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less, and (2) a transparent electrode layer sequentially stacked on one main surface of the transparent substrate I-type consisting of pin junction A first photoelectric conversion unit in which the layer is substantially amorphous silicon; an i-type layer is substantially crystalline silicon composed of a pin junction; and a part of the n-type layer is amorphous of silicon and oxygen In a stacked photoelectric conversion device including a second photoelectric conversion unit, which is an n-type silicon-based composite layer including a silicon crystal layer in an alloy, and a back electrode layer, light is incident from the n-type layer side of the second photoelectric conversion unit. It has been found that in a stacked photoelectric conversion device in which the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component measured by Raman scattered light is in the range of 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less, high photoelectric conversion characteristics can be obtained.

前記(1)においては、第一の光電変換ユニット形成後に、n型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結晶シリコンのTOモードピークのピーク位置によって、中間反射層となりうるシリコン系複合層の膜質の情報を得ることができる。これにより、積層型光電変換装置の製造中であっても容易に高品質な中間反射層であるか否かを判断することができる。   In the above (1), after forming the first photoelectric conversion unit, a silicon-based silicon layer that can be an intermediate reflection layer depending on the peak position of the TO mode peak of crystalline silicon obtained by measuring the Raman scattering spectrum by making light incident from the n-type layer side Information on the film quality of the composite layer can be obtained. Thereby, even during the production of the stacked photoelectric conversion device, it can be easily determined whether or not it is a high-quality intermediate reflective layer.

また、前記(2)においては、第二の光電変換ユニット形成後に、n型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結晶シリコンのTOモードピークのピーク位置によって、中間反射層となりうるシリコン系複合層の膜質の情報を得ることができる。これにより、積層型光電変換装置の製造中であっても容易に高品質な中間反射層であるか否かを判断することができる。   In the above (2), after the second photoelectric conversion unit is formed, an intermediate reflection layer can be formed depending on the peak position of the TO mode peak of crystalline silicon in which light is incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum is measured. Information on the film quality of the silicon-based composite layer can be obtained. Thereby, even during the production of the stacked photoelectric conversion device, it can be easily determined whether or not it is a high-quality intermediate reflective layer.

すなわち本発明は、透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶層を含むn型のシリコン系複合層である第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンである第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置の製造方法であって、前記第一の光電変換ユニット形成後にn型層側から光を入射しラマン散乱スペクトルを測定した場合、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下となるように光電変換ユニットを形成することを特徴とする積層型光電変換装置の製造方法に関する。 That is, according to the present invention, a transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of a transparent substrate, a pin junction, the i-type layer is substantially amorphous silicon, and a part of the n-type layer is silicon and oxygen. A first photoelectric conversion unit which is an n-type silicon composite layer including a silicon crystal layer in an amorphous alloy, and a second photoelectric conversion consisting of a pin junction and wherein the i-type layer is substantially crystalline silicon A method for producing a stacked photoelectric conversion device comprising a unit and a back electrode layer, wherein after the first photoelectric conversion unit is formed, light is incident from the n-type layer side and a Raman scattering spectrum is measured. The present invention relates to a method for manufacturing a stacked photoelectric conversion device, wherein the photoelectric conversion unit is formed so that a peak position of a TO mode peak is 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less.

また本発明は、透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンである第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶層を含むn型のシリコン系複合層である第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置の製造方法であって、前記第二の光電変換ユニット形成後にn型層側から光を入射しラマン散乱スペクトルを測定した場合、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下となるように光電変換ユニットを形成することを特徴とする積層型光電変換装置の製造方法に関する。 The present invention also comprises a first photoelectric conversion unit comprising a transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of a transparent substrate and a pin junction, and the i-type layer being substantially amorphous silicon, and a pin junction. a second photoelectric conversion in which the i-type layer is substantially crystalline silicon and a part of the n-type layer is an n-type silicon-based composite layer including a silicon crystal layer in an amorphous alloy of silicon and oxygen A method for producing a stacked photoelectric conversion device comprising a unit and a back electrode layer, wherein after the second photoelectric conversion unit is formed, light is incident from the n-type layer side and a Raman scattering spectrum is measured. The present invention relates to a method for manufacturing a stacked photoelectric conversion device, wherein the photoelectric conversion unit is formed so that a peak position of a TO mode peak is 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less.

好ましい実施態様は、製膜面の複数箇所についてラマンス散乱ペクトルを測定することを特徴とする前記の積層型光電変換装置の製造方法に関する。   A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the stacked photoelectric conversion device, wherein a Raman scattering spectrum is measured at a plurality of locations on the film forming surface.

好ましい実施態様は、光電変換ユニットが980cm×950cm以上の面積サイズであることを特徴とする前記の積層型光電変換装置の製造方法に関する。   In a preferred embodiment, the photoelectric conversion unit has an area size of 980 cm × 950 cm or more.

本発明によれば、透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶相を含むn型のシリコン系複合層である第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンである第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置において、前記第一の光電変換ユニットのn型層側から光を入射させたラマン散乱光の測定を実施し、その結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下の範囲、より好ましくは518cm-1以上519cm-1以下の範囲であれば、前記シリコン系複合相の前後の界面で光が一部反射され、その前方の光電変換ユニットの発電電流を増大させることができる。このため、当該測定結果を利用して、積層型光電変換装置の特性を向上させることができる。 According to the present invention, a transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of a transparent substrate, a pin junction, the i-type layer is substantially amorphous silicon, and a part of the n-type layer is made of silicon. A first photoelectric conversion unit, which is an n-type silicon-based composite layer containing a silicon crystal phase in an amorphous alloy with oxygen, and a second photoelectric conversion unit comprising a pin junction and the i-type layer being substantially crystalline silicon In a stacked photoelectric conversion device comprising a conversion unit and a back electrode layer, measurement of Raman scattered light made incident from the n-type layer side of the first photoelectric conversion unit is performed, and the TO mode of the crystalline silicon component is measured. If the peak position of the peak is in the range of 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less, more preferably in the range of 518 cm −1 or more and 519 cm −1 or less, the light is partially reflected at the interface before and after the silicon-based composite phase, In front of it It is possible to increase the power generation current of the photoelectric conversion unit. For this reason, the characteristics of the stacked photoelectric conversion device can be improved using the measurement result.

また、透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンである第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンで、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶相を含むn型のシリコン系複合層である第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置において、前記第二の光電変換ユニットのn型層側から光を入射させたラマン散乱光の測定を実施し、その結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下の範囲、より好ましくは518cm-1以上519cm-1以下の範囲であれば、前記シリコン系複合相の前後の界面で光が一部反射され、その前方の光電変換ユニットの発電電流を増大させることができる。このため、当該結果を利用して、積層型光電変換装置の特性を向上させることができる。 Also, a transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of the transparent substrate, a first photoelectric conversion unit comprising a pin junction and the i-type layer being substantially amorphous silicon, an i-type layer comprising a pin junction A second photoelectric conversion unit in which is substantially crystalline silicon, and a part of the n-type layer is an n-type silicon-based composite layer containing a silicon crystal phase in an amorphous alloy of silicon and oxygen, and a back surface In the stacked photoelectric conversion device comprising the electrode layer, the Raman scattered light with light incident from the n-type layer side of the second photoelectric conversion unit is measured, and the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component is 516cm -1 or 519cm -1 or less in the range, if more preferably in the range of 518 cm -1 or more 519cm -1 or less, the light at the interface before and after silicon-based composite phase is partially reflected, photoelectric conversion of the front Unit It is possible to increase the power generation current. For this reason, the characteristics of the stacked photoelectric conversion device can be improved using the result.

また、上述している方法では、前記n型層の一部がシリコン系複合層である第一の光電変換ユニット、または前記n型層の一部がシリコン系複合層である第二の光電変換ユニットを製膜後に、n型層側から光を入射させたラマン散乱光を測定することを特徴とするため、各光電変換ユニットの製膜段階において早期に特性のバラつきを把握することができ、結果として生産性を向上することができる。   In the method described above, the first photoelectric conversion unit in which a part of the n-type layer is a silicon-based composite layer, or the second photoelectric conversion unit in which a part of the n-type layer is a silicon-based composite layer. Since it is characterized by measuring the Raman scattered light that is incident light from the n-type layer side after the unit is formed, the variation in characteristics can be grasped early in the film forming stage of each photoelectric conversion unit, As a result, productivity can be improved.

本発明の実施例1に係る積層型光電変換装置の構造断面図である。1 is a structural cross-sectional view of a stacked photoelectric conversion device according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係る積層型光電変換装置の構造断面図である。It is structural sectional drawing of the laminated photoelectric conversion apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3、4に係る集積型薄膜光電変換装置の構造断面図である。It is structural sectional drawing of the integrated thin film photoelectric conversion apparatus which concerns on Example 3, 4 of this invention. 本発明の実施例3、4に係る薄膜光電変換装置のラマン散乱の測定位置である。It is a measurement position of Raman scattering of the thin film photoelectric conversion device according to Examples 3 and 4 of the present invention. 本発明の実施例4に係る積層型光電変換装置を複数直列接続した集積型薄膜光電変換モジュールの例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the example of the integrated thin film photoelectric conversion module which connected the multilayer photoelectric conversion apparatus which concerns on Example 4 of this invention in series.

以下において、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお本願の各図において、厚さや長さなどの寸法関係については図面の明瞭化と簡略化のため適宜変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。また、各図において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing of the present application, dimensional relationships such as thickness and length are appropriately changed for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships. Moreover, in each figure, the same referential mark represents the same part or an equivalent part.

図1に、本発明の実施形態の一例に係る積層型光電変換装置の断面図を示す。透明基板1上に透明電極層2、第一(前方)光電変換ユニット3、第二(後方)光電変換ユニット4、及び裏面電極層5の順に配置されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a stacked photoelectric conversion device according to an example of an embodiment of the present invention. A transparent electrode layer 2, a first (front) photoelectric conversion unit 3, a second (rear) photoelectric conversion unit 4, and a back electrode layer 5 are arranged in this order on the transparent substrate 1.

透明電極2の後方に、複数の光電変換ユニットから成る光電変換半導体層が配置される。図1のように2つの光電変換ユニットが積層された構造の場合、光入射側に配置された第一(前方)光電変換ユニット3には相対的にバンドギャップが広い材料、例えば非晶質シリコン系材料による光電変換ユニットなどが用いられる。その後方に配置された第二(後方)光電変換ユニット4には、それよりも相対的にバンドギャップの狭い材料、例えば結晶質を含むシリコン系材料による光電変換ユニットや、非晶質シリコンゲルマニウム光電変換ユニットなどが用いられる。本発明においては、第一の光電変換ユニットにおけるi型層は実質的に非晶質シリコンが用いられ、第二の光電変換ユニットにおけるi型層は実質的に結晶質シリコンが用いられる。   A photoelectric conversion semiconductor layer composed of a plurality of photoelectric conversion units is disposed behind the transparent electrode 2. In the case of a structure in which two photoelectric conversion units are stacked as shown in FIG. 1, the first (front) photoelectric conversion unit 3 arranged on the light incident side has a relatively wide band gap, for example, amorphous silicon. A photoelectric conversion unit made of a system material is used. The second (rear) photoelectric conversion unit 4 disposed on the rear side includes a photoelectric conversion unit made of a material having a relatively narrow band gap, for example, a silicon-based material containing a crystalline material, an amorphous silicon germanium photoelectric conversion unit, or the like. A conversion unit or the like is used. In the present invention, the i-type layer in the first photoelectric conversion unit is substantially made of amorphous silicon, and the i-type layer in the second photoelectric conversion unit is substantially made of crystalline silicon.

各々の光電変換ユニットは、一導電型層、実質的に真性な光電変換層であるi型層、および逆導電型層から成るpin接合によって構成されるのが好ましい。このうちi型層に非晶質シリコンを用いたものを非晶質シリコン光電変換ユニット、結晶質を含むシリコンを用いたものを結晶質シリコン光電変換ユニットと呼ぶ。なお、非晶質あるいは結晶質のシリコン系材料としては、半導体を構成する主要元素としてシリコンのみを用いる場合だけでなく、炭素、酸素、窒素、ゲルマニウムなどの元素をも含む合金材料であってもよい。   Each photoelectric conversion unit is preferably configured by a pin junction including a one-conductivity type layer, an i-type layer that is a substantially intrinsic photoelectric conversion layer, and a reverse conductivity type layer. Among these, those using amorphous silicon for the i-type layer are called amorphous silicon photoelectric conversion units, and those using crystalline silicon are called crystalline silicon photoelectric conversion units. Note that the amorphous or crystalline silicon-based material is not only a case where only silicon is used as a main element constituting a semiconductor, but also an alloy material including elements such as carbon, oxygen, nitrogen, and germanium. Good.

上記の光入射側に配置される一導電型層はp型層となり、逆導電型層はn型層となるのが好ましい。例えば図1の構造で、各光電変換ユニットにおいて光入射側に配置される一導電型層31、41がp型層となり、後方側の逆導電型層33、43がn型層となるのがよい。   The one conductivity type layer disposed on the light incident side is preferably a p-type layer, and the opposite conductivity type layer is preferably an n-type layer. For example, in the structure of FIG. 1, the one conductivity type layers 31 and 41 arranged on the light incident side in each photoelectric conversion unit are p-type layers, and the reverse conductivity type layers 33 and 43 on the rear side are n-type layers. Good.

導電型層の主要構成材料としては、必ずしもi型層と同質のものである必要はなく、例えば非晶質シリコン光電変換ユニットのp型(またはn型)層に非晶質シリコンカーバイドを用い得るし、n型(またはp型)層に結晶質を含むシリコン層(微結晶シリコンとも呼ばれる)も用い得る。   The main constituent material of the conductive layer is not necessarily the same as that of the i-type layer. For example, amorphous silicon carbide can be used for the p-type (or n-type) layer of the amorphous silicon photoelectric conversion unit. In addition, a silicon layer containing crystalline material in an n-type (or p-type) layer (also called microcrystalline silicon) can be used.

二種類の導電型層は光電変換ユニット内に拡散電位を生じさせる役割を果たし、この拡散電位の大きさによって薄膜光電変換装置の特性の一つである開放端電圧(Voc)が左右される。しかし、これらの導電型層は光電変換には寄与しない不活性な層であり、ここで吸収される光はほとんど発電に寄与しない。従って、導電型層は十分な拡散電位を生じさせる範囲内で可能な限り薄くあるいは透明なものとすることが好ましい。   The two types of conductive layers play a role of generating a diffusion potential in the photoelectric conversion unit, and the open end voltage (Voc), which is one of the characteristics of the thin film photoelectric conversion device, depends on the magnitude of the diffusion potential. However, these conductive layers are inactive layers that do not contribute to photoelectric conversion, and light absorbed here hardly contributes to power generation. Therefore, it is preferable that the conductive layer be as thin or transparent as possible within a range that generates a sufficient diffusion potential.

本発明においては、pin接合からなりn型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶相を含むn型のシリコン系複合層である各光電変換ユニットにおいて、前記シリコン系複合層を積層型光電変換装置における中間反射層として用いる。上記n型のシリコン系複合層を中間反射層として機能させるためには、第一(前方)光電変換ユニット3内のn型層33の一部にシリコン系複合層を配置させるか、第二(後方)光電変換ユニット4のn型層43の一部にシリコン系複合層を配置させる必要がある。   In the present invention, in each photoelectric conversion unit that is an n-type silicon-based composite layer comprising a pin junction and part of an n-type layer including a silicon crystal phase in an amorphous alloy of silicon and oxygen, The composite layer is used as an intermediate reflection layer in the stacked photoelectric conversion device. In order for the n-type silicon-based composite layer to function as an intermediate reflection layer, a silicon-based composite layer is disposed on a part of the n-type layer 33 in the first (front) photoelectric conversion unit 3 or the second ( Back) It is necessary to dispose a silicon-based composite layer on a part of the n-type layer 43 of the photoelectric conversion unit 4.

本発明者らは、pin接合からなる第一及び/又は第二の光電変換ユニット内のn型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶層を含むシリコン系複合相である場合、各光電変換ユニットのn型層側から光を入射させたラマン散乱光で測定した結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が好ましくは516cm-1〜519cm-1、より好ましくは518cm-1〜519cm-1である時、前記シリコン系複合相は反射層として大きな光閉じ込め効果が期待できることを見出した。 The present inventors have disclosed a silicon-based composite phase in which a part of an n-type layer in the first and / or second photoelectric conversion unit comprising a pin junction includes a silicon crystal layer in an amorphous alloy of silicon and oxygen. In this case, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component measured by Raman scattered light with light incident from the n-type layer side of each photoelectric conversion unit is preferably 516 cm −1 to 519 cm −1 , more preferably 518 cm. It has been found that when the molecular weight is −1 to 519 cm −1 , the silicon-based composite phase can be expected to have a large light confinement effect as a reflective layer.

上記シリコン系複合相は、例えば、反応ガスとしてSiH4、CO2、H2、PH3を用い、H2/SiH4比が大きい、いわゆる微結晶作製条件で、かつCO2/SiH4比が2.5〜5程度の範囲で、かつPH3/SiH4比が25〜35程度の範囲の条件を用いてプラズマCVD法により作製できる。このとき、プラズマの条件としては、例えば、容量結合型の平行平板電極を用いて、電源周波数10〜100MHz、パワー密度50〜500mW/cm2、圧力50〜1000Pa、基板温度150〜200℃の範囲で適宜調整すればよい。 The silicon-based composite phase uses, for example, SiH 4 , CO 2 , H 2 , PH 3 as a reaction gas, has a large H 2 / SiH 4 ratio, so-called microcrystal production conditions, and has a CO 2 / SiH 4 ratio. It can be produced by a plasma CVD method using conditions in a range of about 2.5 to 5 and a PH 3 / SiH 4 ratio of about 25 to 35. At this time, as the plasma conditions, for example, using capacitively coupled parallel plate electrodes, a power frequency of 10 to 100 MHz, a power density of 50 to 500 mW / cm 2 , a pressure of 50 to 1000 Pa, and a substrate temperature of 150 to 200 ° C. And adjust as appropriate.

また、上記シリコン系複合相は下地層の結晶状態に大きく左右される結果が実験により得られている。下地層が上記第一の光電変換ユニットのようにi型層に非晶質シリコンが用いられた場合や、上記第二の光電変換ユニットのようにi型層に結晶シリコンが用いられた場合においても、PH3/SiH4比やCO2/SiH4比を変えることにより、各ユニットのn型層側から光を入射させたラマン散乱光で測定した結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置を516cm-1〜519cm-1の範囲に調節できる結果が実験により得られている。 In addition, the silicon-based composite phase has been experimentally obtained so as to be greatly influenced by the crystal state of the underlayer. In the case where amorphous silicon is used for the i-type layer as in the first photoelectric conversion unit, or in the case where crystalline silicon is used in the i-type layer as in the second photoelectric conversion unit However, by changing the PH 3 / SiH 4 ratio or the CO 2 / SiH 4 ratio, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component measured by Raman scattered light incident from the n-type layer side of each unit Experiments have obtained results that can be adjusted in the range of 516 cm −1 to 519 cm −1 .

本発明におけるラマン散乱光の測定方法及び測定箇所について以下に説明する。例えば、レーザー光源は、He−Neレーザーを使用し、露光時間90s、積算回数2回の測定方法を用いればよい。本発明において、ラマン散乱光における結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置は、この測定方法により得られた数値である。   A method for measuring Raman scattered light and measurement points in the present invention will be described below. For example, a He—Ne laser may be used as the laser light source, and a measurement method with an exposure time of 90 s and an integration count of 2 may be used. In the present invention, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component in the Raman scattered light is a numerical value obtained by this measurement method.

また、ラマン散乱光の測定位置は、基板面積(例えば、12.5cm×12.5cm〜1200cm×998cmなど)によらず、複数箇所で測定することが好ましく、具体的には図4に示すようなポジション、例えば中央を含み上下×左右9箇所(図中のa〜i)で測定することがより好ましい。例えば、光電変換ユニットが980cm×950cm以上の面積サイズとなる場合など、特に基板面積が大きい物を測定する場合、基板面内での各層(二種類の導電型層、i型層、中間層など)の膜厚、膜質分布が大きくなる傾向がある。この場合は、少なくとも図4で示した9箇所の位置で測定し、且つ、それらの位置での結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下の範囲に入っていることが好ましい。 In addition, the measurement position of the Raman scattered light is preferably measured at a plurality of locations regardless of the substrate area (for example, 12.5 cm × 12.5 cm to 1200 cm × 998 cm). Specifically, as shown in FIG. It is more preferable to perform measurement at a proper position, for example, 9 positions in the vertical and horizontal directions including the center (ai in the figure). For example, when measuring an object with a large substrate area, such as when the photoelectric conversion unit has an area size of 980 cm × 950 cm or more, each layer in the substrate plane (two kinds of conductive layers, i-type layers, intermediate layers, etc.) ) Tend to increase in film thickness and film quality distribution. In this case, measurement is performed at least at nine positions shown in FIG. 4, and the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component at those positions is in the range of 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less. It is preferable.

以下においては、上述の実施の形態に対応する積層構造を含む積層型光電変換装置の製造方法の実施例として、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットとが積層された2スタック型スーパーストレート構造の積層型光電変換装置を挙げ、従来技術による比較例と比較しつつ詳細に説明する。各図において同様の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、本発明はその趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。   In the following, as an example of a manufacturing method of a stacked photoelectric conversion device including a stacked structure corresponding to the above-described embodiment, two stacks in which an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit are stacked A stacked type superconducting photoelectric conversion device will be given and will be described in detail in comparison with a comparative example according to the prior art. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, this invention is not limited to a following example, unless the meaning is exceeded.

(実施例1)
実施例1として、図1に示すような小面積(1cm×1cm)積層型光電変換装置を作製した。透明基板1、透明電極層2上に、第一光電変換ユニット3のn型層33の一部が前記n型シリコン系複合層1(33a)およびn型微結晶シリコン層33bで構成されて形成されており、第二光電変換ユニット4、及び裏面電極5の順で形成されている。
Example 1
As Example 1, a small area (1 cm × 1 cm) stacked photoelectric conversion device as shown in FIG. A part of the n-type layer 33 of the first photoelectric conversion unit 3 is formed on the transparent substrate 1 and the transparent electrode layer 2 by the n-type silicon composite layer 1 (33a) and the n-type microcrystalline silicon layer 33b. The second photoelectric conversion unit 4 and the back electrode 5 are formed in this order.

n型シリコン系複合層1は以下の条件で形成した。反応ガスとしてSiH4、CO2、H2、PH3を用い、ガス流量はSiH4/CO2/PH3/H2=5/20/64/980sccmであった。電源周波数は13.56MHz、パワー密度200mW/cm2、圧力400Pa、基板温度200℃で製膜した。この時のシリコン系複合層1を透明基板上に製膜した時の膜面側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置は519cm-1を示した。 The n-type silicon composite layer 1 was formed under the following conditions. SiH 4 , CO 2 , H 2 and PH 3 were used as the reaction gas, and the gas flow rate was SiH 4 / CO 2 / PH 3 / H 2 = 5/20/64/980 sccm. The film was formed at a power frequency of 13.56 MHz, a power density of 200 mW / cm 2 , a pressure of 400 Pa, and a substrate temperature of 200 ° C. As a result of measuring the Raman scattering spectrum by making light incident from the film surface side when the silicon-based composite layer 1 was formed on the transparent substrate at this time, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component was 519 cm −1 . Indicated.

また、n型のシリコン系複合層1を図1に示すように第一光電変換ユニット33aに入れて、第一光電変換ユニット3を形成後にn型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した。その結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置は517cm-1を示した。 Further, the n-type silicon-based composite layer 1 is placed in the first photoelectric conversion unit 33a as shown in FIG. 1, and after the first photoelectric conversion unit 3 is formed, light is incident from the n-type layer side to obtain a Raman scattering spectrum. It was measured. As a result, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component was 517 cm −1 .

(実施例2)
実施例2として、図2に示すような小面積(1cm×1cm)積層型光電変換装置を作製した。第二光電変換ユニット4のn型層43の一部が前記n型のシリコン系複合層1(43a)、n型微結晶シリコン層を43bで構成されるように形成し、第二光電変換ユニット4、及び裏面電極5の順で形成した。
(Example 2)
As Example 2, a small area (1 cm × 1 cm) stacked photoelectric conversion device as shown in FIG. A part of the n-type layer 43 of the second photoelectric conversion unit 4 is formed such that the n-type silicon-based composite layer 1 (43a) and the n-type microcrystalline silicon layer are formed of 43b, and the second photoelectric conversion unit 4 and the back electrode 5 were formed in this order.

n型のシリコン系複合層1を図2に示すように第二光電変換ユニット入れて、第二光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射してラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置は518cm-1を示した。 As shown in FIG. 2, the n-type silicon-based composite layer 1 is inserted into the second photoelectric conversion unit as shown in FIG. 2, and after the second photoelectric conversion unit is formed, light is incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum is measured. The peak position of the TO mode peak of the silicon component was 518 cm −1 .

(実施例3)
実施例3として、図3に示すような小面積(1cm×1cm)積層型光電変換装置を作製した。第一光電変換ユニット3のn型層33の一部が前記n型シリコン系複合層1(33a)で構成され、第二光電変換ユニット4のn型層43の一部が前記n型シリコン系複合層1(43a)で構成されている点が実施例1又は2とは異なる。
(Example 3)
As Example 3, a small area (1 cm × 1 cm) stacked photoelectric conversion device as shown in FIG. A part of the n-type layer 33 of the first photoelectric conversion unit 3 is configured by the n-type silicon composite layer 1 (33a), and a part of the n-type layer 43 of the second photoelectric conversion unit 4 is the n-type silicon system. The point which is comprised by the composite layer 1 (43a) differs from Example 1 or 2. FIG.

図3に示すように、n型のシリコン系複合層1を含む第一光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射してラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が518cm-1示した。さらに、n型のシリコン系複合層1を含む第二光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射してラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が519cm-1を示した。 As shown in FIG. 3, after the first photoelectric conversion unit including the n-type silicon-based composite layer 1 was formed, light was incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum was measured. As a result, the TO mode peak of the crystalline silicon component The peak position of 518 cm −1 was shown. Furthermore, after forming the second photoelectric conversion unit including the n-type silicon-based composite layer 1, light was incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum was measured. As a result, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component was 519 cm. -1 was shown.

(比較例1)
比較例1として、実施例1と同様の構造を有する小面積(1cm×1cm)積層型光電変換装置を作製した。実施例1と異なるのは第一光電変換ユニット3のn型シリコン系複合層1をn型シリコン系複合層2に変えた点である。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a small area (1 cm × 1 cm) stacked photoelectric conversion device having the same structure as in Example 1 was produced. The difference from the first embodiment is that the n-type silicon composite layer 1 of the first photoelectric conversion unit 3 is changed to an n-type silicon composite layer 2.

n型シリコン系複合層2は以下の条件で形成した。ガス流量はSiH4/CO2/PH3/H2=5/20/0.1/1000sccmであった。電源周波数は13.56MHz、パワー密度100mW/cm2、圧力100Pa、基板温度200℃で製膜した。この時のn型シリコン複合層2を透明基板上に製膜した時の膜面側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置は517cm-1を示した。 The n-type silicon composite layer 2 was formed under the following conditions. The gas flow rate was SiH 4 / CO 2 / PH 3 / H 2 = 5/20 / 0.1 / 1000 sccm. The film was formed at a power frequency of 13.56 MHz, a power density of 100 mW / cm 2 , a pressure of 100 Pa, and a substrate temperature of 200 ° C. As a result of measuring the Raman scattering spectrum by making light incident from the film surface side when the n-type silicon composite layer 2 was formed on the transparent substrate at this time, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component was 517 cm −1. showed that.

また、n型シリコン系複合層2を図1に示すように第一光電変換ユニット3の33aの位置に入れて第一光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置は513cm-1を示した。 In addition, the n-type silicon composite layer 2 is placed at the position 33a of the first photoelectric conversion unit 3 as shown in FIG. As a result, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component was 513 cm −1 .

(比較例2)
比較例2として、実施例2と同様の構造を有する小面積(1cm×1cm)積層型光電変換装置を作製した。実施例2と異なるのは第二光電変換ユニット43aのn型シリコン系複合層1を前記のn型シリコン系複合層2に変えた点である。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a small area (1 cm × 1 cm) stacked photoelectric conversion device having the same structure as in Example 2 was produced. The difference from the second embodiment is that the n-type silicon composite layer 1 of the second photoelectric conversion unit 43a is changed to the n-type silicon composite layer 2 described above.

n型シリコン系複合層2を図2に示すように第二光電変換ユニット43aに入れて第二光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶成分のTOモードピークのピーク位置は514cm-1を示した。 As a result of putting the n-type silicon-based composite layer 2 into the second photoelectric conversion unit 43a as shown in FIG. 2 and forming the second photoelectric conversion unit and then making light incident from the n-type layer side and measuring the Raman scattering spectrum, The peak position of the TO mode peak of the component was 514 cm −1 .

(比較例3)
比較例3として、実施例3と同様の構造を有する小面積(1cm×1cm)積層型光電変換装置を作製した。実施例3と異なるのは第一光電変換ユニット33aと第二光電変換ユニット43aのn型シリコン系複合層1をn型シリコン系複合層2に変えた点である。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, a small area (1 cm × 1 cm) stacked photoelectric conversion device having the same structure as in Example 3 was produced. The difference from the third embodiment is that the n-type silicon composite layer 1 of the first photoelectric conversion unit 33a and the second photoelectric conversion unit 43a is changed to the n-type silicon composite layer 2.

図3に示すように第一光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射してラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が515cm-1を示し、且つ第二光電変換ユニットを形成後にn型層側から光を入射してラマン散乱スペクトルを測定した結果、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が511cm-1を示した。 As shown in FIG. 3, after the first photoelectric conversion unit was formed, light was incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum was measured. As a result, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component showed 515 cm −1 , and After forming the second photoelectric conversion unit, light was incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum was measured. As a result, the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component was 511 cm −1 .

実施例1および比較例1において作製された積層型光電変換装置(受光面積1cm2)にAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して25℃で出力特性を測定したところ、実施例1のEffが12.5%であったのに対し、比較例1のEffが10.5%であった。 When the output characteristics were measured at 25 ° C. by irradiating the laminated photoelectric conversion device (light-receiving area 1 cm 2 ) manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 with AM1.5 light with a light amount of 100 mW / cm 2. The Eff of Example 1 was 12.5%, while the Eff of Comparative Example 1 was 10.5%.

また、実施例2および比較例2において作製された積層型光電変換装置(受光面積1cm2)にAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して25℃で出力特性を測定したところ、実施例2のEffが11.3%であったのに対し、比較例2のEffが9.8%であった。 Further, when the stacked photoelectric conversion device (light receiving area 1 cm 2 ) manufactured in Example 2 and Comparative Example 2 was irradiated with AM1.5 light at a light amount of 100 mW / cm 2 , the output characteristics were measured at 25 ° C. The Eff of Example 2 was 11.3%, while the Eff of Comparative Example 2 was 9.8%.

実施例3および比較例3において作成された積層型光電変換装置(受光面積1cm2)にAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して25℃で出力特性を測定したところ、実施例3のEffが13.8%であったのに対し、比較例3のEffが10.2%であった。 When the output characteristics were measured at 25 ° C. by irradiating AM1.5 light with a light amount of 100 mW / cm 2 to the stacked photoelectric conversion device (light receiving area 1 cm 2 ) prepared in Example 3 and Comparative Example 3, The Eff of Example 3 was 13.8%, while the Eff of Comparative Example 3 was 10.2%.

表1で実施例1〜3、比較例1〜3の上記第一、第二光電変換ユニットのn型層側から入射したラマン散乱光で測定した結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置と、出力特性を纏めた。   The peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component measured with Raman scattered light incident from the n-type layer side of the first and second photoelectric conversion units of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 in Table 1, The output characteristics are summarized.

Figure 2011014841
Figure 2011014841

表1に示すように、第一光電変換ユニット及び/又は第二光電変換ユニットのn型層の一部をn型のシリコン系複合層1で形成した積層型光電変換装置において、最も高い出力特性を示した。これは、中間反射層となるn型のシリコン系複合層1を第一光電変換ユニットの33a及び/又は第二光電変換ユニットの43aの部分に入れることで透明基板側から浸入してくる光を効率よく光電変換層である32及び/又は42に反射できているからである。   As shown in Table 1, in the stacked photoelectric conversion device in which a part of the n-type layer of the first photoelectric conversion unit and / or the second photoelectric conversion unit is formed of the n-type silicon-based composite layer 1, the highest output characteristics are obtained. showed that. This is because the n-type silicon-based composite layer 1 serving as an intermediate reflection layer is placed in the portion 33a of the first photoelectric conversion unit and / or the portion 43a of the second photoelectric conversion unit, so that light entering from the transparent substrate side can be obtained. This is because the photoelectric conversion layer 32 and / or 42 can be efficiently reflected.

(実施例4)
実施例4として、実施例1と同様の構造を有する大面積(1200cm×998cm)の集積型薄膜光電変換モジュールを作製した。この時の第一光電変換ユニットのn型層の一部である、シリコン系複合層1の製膜条件は実施例1と同様の条件を使用した。
Example 4
As Example 4, a large area (1200 cm × 998 cm) integrated thin film photoelectric conversion module having the same structure as that of Example 1 was produced. The conditions similar to those in Example 1 were used for the film forming conditions of the silicon-based composite layer 1, which is a part of the n-type layer of the first photoelectric conversion unit at this time.

図5は、積層型光電変換装置を複数直列接続した集積型薄膜光電変換モジュールの例を概略的に示す断面図である。図5に示す集積型薄膜光電変換モジュール101は、透明基板102上に、透明電極層103、非晶質シリコン光電変換ユニットである第一光電変換ユニット104a、結晶質シリコン光電変換ユニットである第二光電変換ユニット104b、シリコン系複合層105、及び裏面電極層106を順次積層した構造を有している。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of an integrated thin film photoelectric conversion module in which a plurality of stacked photoelectric conversion devices are connected in series. An integrated thin film photoelectric conversion module 101 shown in FIG. 5 has a transparent electrode layer 103, a first photoelectric conversion unit 104a that is an amorphous silicon photoelectric conversion unit, and a second that is a crystalline silicon photoelectric conversion unit on a transparent substrate 102. The photoelectric conversion unit 104b, the silicon-based composite layer 105, and the back electrode layer 106 are sequentially stacked.

図5に示すように、集積型薄膜光電変換モジュール101には、上記薄膜を分割する第1、第2の分離溝121、122と接続溝123とが設けられている。これら第1、第2の分離溝121、122及び接続溝123は、互いに平行であって、紙面に対して垂直な方向に延在している。なお、隣り合う光電変換セル110間の境界は、第1及び第2の分離溝121、122によって規定されている。   As shown in FIG. 5, the integrated thin film photoelectric conversion module 101 is provided with first and second separation grooves 121 and 122 and a connection groove 123 for dividing the thin film. The first and second separation grooves 121 and 122 and the connection groove 123 are parallel to each other and extend in a direction perpendicular to the paper surface. Note that the boundary between the adjacent photoelectric conversion cells 110 is defined by the first and second separation grooves 121 and 122.

第1の分離溝121は、透明電極層103をそれぞれの光電変換セル110に対応して分割しており、透明電極層103と非晶質シリコン光電変換ユニット104aとの界面に開口を有し且つ透明基板102の表面を底面としている。この第1の分離溝121は、非晶質シリコン光電変換ユニット104aを構成する非晶質によって埋め込まれており、隣り合う透明電極膜103同士を電気的に絶縁している。   The first separation groove 121 divides the transparent electrode layer 103 corresponding to each photoelectric conversion cell 110, has an opening at the interface between the transparent electrode layer 103 and the amorphous silicon photoelectric conversion unit 104a, and The surface of the transparent substrate 102 is the bottom surface. The first separation groove 121 is filled with an amorphous material constituting the amorphous silicon photoelectric conversion unit 104a, and electrically insulates the adjacent transparent electrode films 103 from each other.

第2の分離溝122は、第1の分離溝121から離れた位置に設けられている。第2の分離溝122は、第一の光電変換ユニット104a、第二の光電変換ユニット104b、及び裏面電極層106をそれぞれの光電変換セル110に対応して分割しており、裏面電極層106の上面に開口を有し且つ透明電極層103と第一の光電変換ユニットの界面を底面としている。この第2の分離溝122は、隣り合う光電変換セル110間で裏面電極層106同士を電気的に絶縁している。   The second separation groove 122 is provided at a position away from the first separation groove 121. The second separation groove 122 divides the first photoelectric conversion unit 104 a, the second photoelectric conversion unit 104 b, and the back electrode layer 106 corresponding to the respective photoelectric conversion cells 110. There is an opening on the top surface, and the interface between the transparent electrode layer 103 and the first photoelectric conversion unit is the bottom surface. The second separation grooves 122 electrically insulate the back electrode layers 106 between the adjacent photoelectric conversion cells 110.

接続溝123は、第1の分離溝121と第2の分離溝122との間に設けられている。接続溝123は、第一の光電変換ユニット104a、第二の光電変換ユニット104bを分割しており、第二の光電変換ユニット104bと裏面電極層106との界面に開口を有し且つ透明電極層103と第一の光電変換ユニット104aの界面を底面としている。この接続溝123は、裏面電極層106を構成する金属材料で埋め込まれており、隣り合う光電変換セル110の一方の裏面電極層106と他方の透明電極層103とを電気的に接続している。すなわち、接続溝123及びそれを埋め込む金属材料は、ガラス基板102上に並置された光電変換セル110同士を直列接続する役割を担っている。   The connection groove 123 is provided between the first separation groove 121 and the second separation groove 122. The connection groove 123 divides the first photoelectric conversion unit 104a and the second photoelectric conversion unit 104b, has an opening at the interface between the second photoelectric conversion unit 104b and the back electrode layer 106, and is a transparent electrode layer The bottom surface is an interface between the first photoelectric conversion unit 104a and the first photoelectric conversion unit 104a. The connection groove 123 is embedded with a metal material constituting the back electrode layer 106 and electrically connects one back electrode layer 106 and the other transparent electrode layer 103 of the adjacent photoelectric conversion cells 110. . That is, the connection groove 123 and the metal material filling it have a role of connecting the photoelectric conversion cells 110 juxtaposed on the glass substrate 102 in series.

(実施例5)
実施例5として、実施例2と同様な構造を有する大面積(1200cm×998cm)の集積型薄膜光電変換モジュールを作製した。この時に第二の光電変換ユニットのn型層の一部のシリコン系複合層1の製膜条件は実施例2と同様の条件を使用している。
(Example 5)
As Example 5, a large area (1200 cm × 998 cm) integrated thin film photoelectric conversion module having the same structure as that of Example 2 was produced. At this time, the film forming conditions of a part of the silicon composite layer 1 of the n-type layer of the second photoelectric conversion unit are the same as those in Example 2.

(比較例4)
比較例4として、実施例1と同様な構造を有する大面積(1200cm×998cm)の集積型薄膜光電変換モジュールを作製した。この時の第一の光電変換ユニットのn型層の一部である、シリコン系複合層2の製膜条件は比較例1と同様の条件を使用している。実施例4と異なる点は、第一光電変換ユニット3のn型層の一部であるシリコン系複合層1がシリコン系複合層2に入れ替わっているだけである。
(Comparative Example 4)
As Comparative Example 4, an integrated thin film photoelectric conversion module having a large area (1200 cm × 998 cm) having the same structure as that of Example 1 was produced. The film forming conditions of the silicon composite layer 2 that is a part of the n-type layer of the first photoelectric conversion unit at this time are the same as those in Comparative Example 1. The difference from the fourth embodiment is that the silicon-based composite layer 1 that is a part of the n-type layer of the first photoelectric conversion unit 3 is replaced with the silicon-based composite layer 2.

(比較例5)
比較例5として、実施例2と同様な構造を有する大面積(1200cm×998cm)の集積型薄膜光電変換モジュールを作製した。この時の第二の光電変換ユニットのn型層の一部である、シリコン系複合層2の製膜条件は比較例1と同様の条件を使用している。実施例5と異なる点は、第二光電変換ユニット4のn型層の一部であるシリコン系複合層1がシリコン系複合層2に入れ替わっているだけである。
(Comparative Example 5)
As Comparative Example 5, an integrated thin film photoelectric conversion module having a large area (1200 cm × 998 cm) having the same structure as that of Example 2 was produced. The film-forming conditions of the silicon-based composite layer 2 that is a part of the n-type layer of the second photoelectric conversion unit at this time are the same as those in Comparative Example 1. The difference from the fifth embodiment is that the silicon-based composite layer 1 that is a part of the n-type layer of the second photoelectric conversion unit 4 is replaced with the silicon-based composite layer 2.

図4に、大面積(1200cm×998cm)の集積型薄膜光電変換モジュールにした時の、膜面から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した場所(a〜i)を示す。   FIG. 4 shows locations (ai) where Raman scattering spectra are measured by making light incident from the film surface when an integrated thin film photoelectric conversion module having a large area (1200 cm × 998 cm) is formed.

表2に図4で示した場所での、実施例4および比較例4の第一光電変換ユニット形成後のn型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置を纏めた。   The TO mode of the crystalline silicon component in which the Raman scattering spectrum was measured by making light incident from the n-type layer side after the formation of the first photoelectric conversion unit of Example 4 and Comparative Example 4 at the location shown in FIG. 4 in Table 2 The peak positions of the peaks are summarized.

Figure 2011014841
Figure 2011014841

表2に示すように実施例4では、各点で結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下であることが確認できる。しかしながら、比較例4では、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が全て516cm-1未満になっていることが確認できる。 As shown in Table 2, in Example 4, it can be confirmed that the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component is 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less at each point. However, in Comparative Example 4, it can be confirmed that the peak positions of the TO mode peak of the crystalline silicon component are all less than 516 cm −1 .

また、この集積型薄膜光電モジュールにAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して25℃で出力特性を測定したところ、実施例4がEff 13.5%を示した。しかしながら、比較例4ではEff 11.5%であった。測定場所により、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置がバラつくのは、大面積で積層型光電変換装置を形成した際、場所により条件がバラついているからである。 Further, when the integrated thin film photoelectric module was irradiated with AM 1.5 light at a light quantity of 100 mW / cm 2 and the output characteristics were measured at 25 ° C., Example 4 showed Eff 13.5%. However, in Comparative Example 4, Eff was 11.5%. The peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component varies depending on the measurement location because the conditions vary depending on the location when the stacked photoelectric conversion device is formed with a large area.

表2に図4で示した場所での、実施例5および比較例5の第二光電変換ユニット形成後のn型層側から光を入射させてラマン散乱スペクトルを測定した結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置を纏めた。   The TO mode of the crystalline silicon component in which the Raman scattering spectrum was measured by making light incident from the n-type layer side after the formation of the second photoelectric conversion unit of Example 5 and Comparative Example 5 at the location shown in FIG. The peak positions of the peaks are summarized.

表2に示すように実施例5では、各点で結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下であることが確認できる。しかしながら、比較例5では、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が全て516cm-1未満になっていることが確認できる。 As shown in Table 2, in Example 5, it can be confirmed that the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component is 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less at each point. However, in Comparative Example 5, it can be confirmed that the peak positions of the TO mode peak of the crystalline silicon component are all less than 516 cm −1 .

また、この集積型薄膜光電モジュールにAM1.5の光を100mW/cm2の光量で照射して25℃で出力特性を測定したところ、実施例5がEff 12.4%を示した。しかしながら、比較例5ではEff 10.5%であった。 Further, when the integrated thin film photoelectric module was irradiated with AM 1.5 light at a light amount of 100 mW / cm 2 and the output characteristics were measured at 25 ° C., Example 5 showed Eff 12.4%. However, in Comparative Example 5, Eff was 10.5%.

大面積の集積型薄膜光電変換モジュールにおいて、第一及び第二の光電変換ユニットのn型層の一部をシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶相を含むn型のシリコン系複合層にする際、各測定場所での第一及び第二光電変換ユニットを含む上記シリコン系複合層の結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下でなければ、シリコン系複合層は中間反射層として十分な効力を発揮しないことがわかる。 In an integrated thin film photoelectric conversion module with a large area, an n-type silicon-based composite in which a part of the n-type layer of the first and second photoelectric conversion units includes a silicon crystal phase in an amorphous alloy of silicon and oxygen When the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component of the silicon-based composite layer including the first and second photoelectric conversion units at each measurement place is not 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less, It can be seen that the system composite layer does not exhibit sufficient efficacy as an intermediate reflective layer.

1.透明基板
2.透明電極層
3.第一光電変換ユニット
31.第一光電変換ユニット内のp型層である、非晶質シリコンカーバイド層
32.第一光電変換ユニット内の光電変換層である、i型非晶質シリコン光電変換層
33.第一光電変換ユニット内の逆導電型層である、n型微結晶シリコン層
33a.第一光電ユニット内のn型のシリコン系複合層(シリコン系複合層1、2)
33b.第一光電ユニット内のn型の微結晶シリコン層
4.第二光電変換ユニットである結晶質シリコン光電変換ユニット
41.第二光電変換ユニット内の一導電型層である、p型微結晶シリコン層
42.第二光電変換ユニット内の一導電型層である、ノンドープのi型結晶質シリコン光電変換層
43.第二光電変換ユニット内の逆導電型層である、n型微結晶シリコン層
43a.第二光電ユニット内のn型のシリコン系複合層(シリコン系複合層1、2)
44b.第二光電ユニット内のn型の微結晶シリコン
5.裏面電極層
101.集積型薄膜光電変換モジュール
102.透明基板
103.透明電極層
104a.第一光電変換ユニット
104b.第二光電変換ユニット
105.裏面電極層
121.第一の分離溝
122.第二の分離溝
123.接続溝
1. Transparent substrate 2. Transparent electrode layer First photoelectric conversion unit 31. Amorphous silicon carbide layer, which is a p-type layer in the first photoelectric conversion unit 32. I-type amorphous silicon photoelectric conversion layer, which is a photoelectric conversion layer in the first photoelectric conversion unit 33. N-type microcrystalline silicon layer 33a, which is a reverse conductivity type layer in the first photoelectric conversion unit. N-type silicon-based composite layer (silicon-based composite layers 1 and 2) in the first photoelectric unit
33b. 3. n-type microcrystalline silicon layer in the first photoelectric unit Crystalline silicon photoelectric conversion unit as the second photoelectric conversion unit 41. 42. p-type microcrystalline silicon layer which is one conductivity type layer in the second photoelectric conversion unit. Non-doped i-type crystalline silicon photoelectric conversion layer, which is one conductivity type layer in the second photoelectric conversion unit 43. N-type microcrystalline silicon layer 43a. Which is a reverse conductivity type layer in the second photoelectric conversion unit. N-type silicon-based composite layer (silicon-based composite layers 1 and 2) in the second photoelectric unit
44b. 4. n-type microcrystalline silicon in the second photoelectric unit Back electrode layer 101. Integrated thin film photoelectric conversion module 102. Transparent substrate 103. Transparent electrode layer 104a. First photoelectric conversion unit 104b. Second photoelectric conversion unit 105. Back electrode layer 121. First separation groove 122. Second separation groove 123. Connection groove

Claims (4)

透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶層を含むn型のシリコン系複合層である第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンである第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置の製造方法であって、
前記第一の光電変換ユニット形成後にn型層側から光を入射しラマン散乱スペクトルを測定した場合、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下となるように光電変換ユニットを形成することを特徴とする積層型光電変換装置の製造方法。
Transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of transparent substrate, i-type layer consisting of pin junction is substantially amorphous silicon, and part of n-type layer is amorphous of silicon and oxygen A first photoelectric conversion unit that is an n-type silicon-based composite layer including a silicon crystal layer in an alloy, a second photoelectric conversion unit that is composed of a pin junction, and whose i-type layer is substantially crystalline silicon, and a back electrode A method for producing a stacked photoelectric conversion device comprising layers,
When light is incident from the n-type layer side after the first photoelectric conversion unit is formed and a Raman scattering spectrum is measured, the photoelectric conversion is performed so that the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component is 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less. A method for producing a stacked photoelectric conversion device, comprising forming a conversion unit.
透明基板の一方の主面上に順次積層された透明電極層、pin接合からなりi型層が実質的に非晶質シリコンである第一の光電変換ユニット、pin接合からなりi型層が実質的に結晶質シリコンであり、n型層の一部がシリコンと酸素との非晶質合金中にシリコン結晶層を含むn型のシリコン系複合層である第二の光電変換ユニット、及び裏面電極層からなる積層型光電変換装置の製造方法であって、
前記第二の光電変換ユニット形成後にn型層側から光を入射しラマン散乱スペクトルを測定した場合、結晶シリコン成分のTOモードピークのピーク位置が516cm-1以上519cm-1以下となるように光電変換ユニットを形成することを特徴とする積層型光電変換装置の製造方法。
A transparent electrode layer sequentially laminated on one main surface of a transparent substrate, a first photoelectric conversion unit composed of a pin junction and an i-type layer being substantially amorphous silicon, and a pin junction comprising an i-type layer substantially A second photoelectric conversion unit which is crystalline silicon and is an n-type silicon-based composite layer in which a part of the n-type layer includes a silicon crystal layer in an amorphous alloy of silicon and oxygen, and a back electrode A method for producing a stacked photoelectric conversion device comprising layers,
When light is incident from the n-type layer side and the Raman scattering spectrum is measured after forming the second photoelectric conversion unit, the photoelectric conversion is performed so that the peak position of the TO mode peak of the crystalline silicon component is 516 cm −1 or more and 519 cm −1 or less. A method for producing a stacked photoelectric conversion device, comprising forming a conversion unit.
製膜面の複数箇所についてラマンス散乱ペクトルを測定することを特徴とする請求項1または2に記載の積層型光電変換装置の製造方法。   The method of manufacturing a stacked photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a Raman scattering spectrum is measured at a plurality of locations on the film forming surface. 光電変換ユニットが980cm×950cm以上の面積サイズであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の積層型光電変換装置の製造方法。   The method for manufacturing a stacked photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the photoelectric conversion unit has an area size of 980 cm x 950 cm or more.
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