JP6619273B2

JP6619273B2 - 光電変換装置

Info

Publication number: JP6619273B2
Application number: JP2016057951A
Authority: JP
Inventors: 敏彦酒井; 誠東川; 和也辻埜; 柳民鄒; 輝明肥後; 雄太松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: JP2017174924A

Description

この発明は、光電変換装置に関する。なお、本明細書における光電変換装置は、光電変換素子、光電変換素子を用いた光電変換モジュール、および光電変換モジュールを備えた太陽光発電システムを含む広い概念での装置である。

従来、ｎ型の結晶シリコン基板とｐ型の非晶質シリコン層との間に真性（ｉ型）の非晶質シリコンを介在させて、界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面での特性を改善させた光電変換装置が知られている。この光電変換装置は、ヘテロ接合型太陽電池と呼ばれている。

特許文献１に記載されているヘテロ接合型太陽電池は、シリコン基板と、真性非晶質半導体層と、ｎ型非晶質半導体層と、ｐ型非晶質半導体層と、ｎ電極と、ｐ電極とを備える。

真性非晶質半導体層、ｎ型非晶質半導体層およびｎ電極がシリコン基板の一部の領域上に順次積層される。また、真性非晶質半導体層、ｐ型非晶質半導体層およびｐ電極がシリコン基板の一部の領域と異なる領域上に順次積層される。

ヘテロ接合型太陽電池においては、シリコン基板中で発生した多数キャリアである電子は、ｎ型非晶質半導体層へ拡散し、ｎ電極で収集される。また、少数キャリアである正孔は、ｐ型非晶質半導体層へ拡散し、ｐ電極で収集される。

国際公開第２０１３／１３３００５号パンフレット

しかし、従来のヘテロ接合型太陽電池においては、裏面から入射した光は、発電に寄与できないという問題がある。

そこで、この発明の実施の形態によれば、裏面から入射した光が発電に寄与できる光電変換装置を提供する。

この発明の実施の形態によれば、光電変換装置は、半導体基板と、第１の非晶質半導体層と、第２の非晶質半導体層と、第１の電極と、第２の電極と、反射防止層とを備える。半導体基板は、第１の導電型を有し、少なくとも一方の面にテクスチャ構造を有する。第１の非晶質半導体層は、半導体基板の一方の面に形成され、第１の導電型を有する。第２の非晶質半導体層は、半導体基板の面内方向において第１の非晶質半導体層に隣接して半導体基板の一方の面に形成され、第１の導電型と異なる第２の導電型を有する。第１の電極は、第１の非晶質半導体層上に配置される。第２の電極は、第２の非晶質半導体層上に配置される。反射防止層は、第１の電極と第２の電極との間において、半導体基板の一方の面に形成される。

この発明の実施の形態による光電変換装置においては、半導体基板の表面のうち、第１および第２の非晶質半導体層が形成された面において、第１の電極と第２の電極との間に反射防止層が形成されているので、光が光電変換装置の裏面から反射防止層を介して半導体基板に入射する。

従って、光電変換装置の裏面から入射した光が発電に寄与できる。

好ましくは、第１および第２の電極の少なくとも一方は、透明導電膜と、透明導電膜よりも幅が狭い金属電極とを順次積層した構造からなる。

光は、光電変換装置の裏面から反射防止層を介して半導体基板に入射するとともに、金属電極を除く透明導電膜を介して半導体基板に入射する。

従って、光電変換装置の裏面から入射した光が発電に寄与する割合を大きくできる。

好ましくは、第１および第２の電極の各々は、金属からなるグリッド部と、金属からなるフィンガー部とを有し、第１の電極のグリッド部および第２の電極のグリッド部は、半導体基板の端部に配置される。

半導体基板のうち、光電変換特性が悪い周辺部にグリッド部が配置されるので、光電変換特性が良い半導体基板の中央部には、より多くの光が光電変換装置の裏面から入射する。

従って、電変換素子の裏面から入射した光が発電に寄与する割合を大きくできる。

好ましくは、第１の電極は、第１の非晶質半導体層上に形成された第１の透明導電膜と、半導体基板の面内方向において離間して第１の透明導電膜上に形成され、フィンガー部を構成する第１および第２の金属電極とを含む。また、第２の電極は、第２の非晶質半導体層上に形成された第２の透明導電膜と、半導体基板の面内方向において離間して第２の透明導電膜上に形成され、フィンガー部を構成する第３および第４の金属電極とを含む。そして、反射防止層は、更に、第１の透明導電膜の一部と第１および第２の金属電極とを覆うとともに、第２の透明導電膜の一部と第３および第４の金属電極とを覆う。

透明導電膜、金属電極および反射防止層の積層構造が形成され、この積層構造においては、金属電極以外の領域からの入射光量が多くなる。

好ましくは、光電変換装置は、半導体基板と第１および第２の非晶質半導体層との間に配置されたｉ型非晶質半導体層を更に備える。

半導体基板とｉ型非晶質半導体層との界面におけるキャリアの再結合が抑制される。

従って、光電変換装置の裏面から入射した光が発電に寄与する割合を更に大きくできる。

光電変換装置の裏面から入射した光が発電に寄与できる。

この発明の実施の形態１による光電変換装置の構成を示す断面図である。図１に示す光電変換装置の裏面側から見た平面図である。図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第１の工程図である。図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第２の工程図である。図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第３の工程図である。図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第４の工程図である。配線シートの平面図である。図１に示す光電変換装置の裏面から見た別の平面図である。電極を形成するためのメタルマスクの平面図である。実施の形態２による光電変換装置の構成を示す断面図である。図１０に示す光電変換装置の裏面側から見た平面図である。実施の形態２による別の光電変換装置の構成を示す平面図である。実施の形態２による更に別の光電変換装置の構成を示す平面図である。実施の形態２による更に別の光電変換装置の構成を示す平面図である。実施の形態３による光電変換装置の構成を示す平面図である。図１５に示すｎ型非晶質半導体層を形成するためのメタルマスクの平面図である。図１５に示すｐ型非晶質半導体層を形成するためのメタルマスクの平面図である。図１５に示す透明導電膜を形成するためのメタルマスクの平面図である。図１５に示すフィンガー部およびグリッド部を形成するためのメタルマスクの平面図である。実施の形態３による別の光電変換装置の構成を示す断面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

この明細書においては、非晶質半導体層は、微結晶相を含んで良いものとする。微結晶相は、平均粒子径が１〜５０ｎｍである結晶を含む。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光電変換装置の構成を示す断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による光電変換装置１０は、半導体基板１と、パッシベーション層２，４と、反射防止層３，９と、ｎ型非晶質半導体層５と、ｐ型非晶質半導体層６と、電極７，８とを備える。

半導体基板１は、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板からなる。半導体基板１は、例えば、１００〜１５０μｍの厚さを有する。そして、半導体基板１は、両方の表面にテクスチャ構造が形成されている。

パッシベーション層２は、半導体基板１の一方の表面に接して配置される。

反射防止層３は、パッシベーション層２に接して配置される。パッシベーション層２および反射防止層３が順次積層された表面（半導体基板１のＺ軸の負方向の表面）を「受光面」と言う。

パッシベーション層４は、半導体基板１の受光面と反対側の表面（裏面）に接して配置される。

ｎ型非晶質半導体層５は、パッシベーション層４に接して配置される。

ｐ型非晶質半導体層６は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）においてｎ型非晶質半導体層５に隣接して配置される。より詳しくは、ｐ型非晶質半導体層６は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）においてｎ型非晶質半導体層５との間で所望の間隔を隔てて配置される。

そして、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）に交互に配置される。

電極７は、ｎ型非晶質半導体層５上にｎ型非晶質半導体層５に接して配置される。

電極８は、ｐ型非晶質半導体層６上にｐ型非晶質半導体層６に接して配置される。

そして、電極７，８は、Ｙ軸方向に一繋がりになっている。

反射防止層９は、電極７と電極８との間においてパッシベーション層４に接して配置される。

パッシベーション層２は、例えば、ｉ型非晶質半導体層およびｎ型非晶質半導体層が順次積層された構造からなる。

ｉ型非晶質半導体層は、ｉ型非晶質シリコン、ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム、ｉ型非晶質ゲルマニウム、ｉ型非晶質シリコンカーバイド、ｉ型非晶質シリコンナイトライド、ｉ型非晶質シリコンオキサイド、ｉ型非晶質シリコンオキシナイトライド、およびｉ型非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。

ｎ型非晶質半導体層は、ｎ型非晶質シリコン、ｎ型非晶質シリコンゲルマニウム、ｎ型非晶質ゲルマニウム、ｎ型非晶質シリコンカーバイド、ｎ型非晶質シリコンナイトライド、ｎ型非晶質シリコンオキサイド、ｎ型非晶質シリコンオキシナイトライド、およびｎ型非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。

反射防止層３は、例えば、シリコン窒化膜からなり、例えば、６０ｎｍの膜厚を有する。

パッシベーション層４は、例えば、非晶質シリコン、非晶質シリコンの酸化物、非晶質シリコンの窒化物、非晶質シリコンの酸窒化物、および多結晶シリコンのいずれかからなる。

パッシベーション層４が非晶質シリコンの酸化物からなる場合、パッシベーション層４は、シリコンの熱酸化膜からなっていてもよいし、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の気相成膜法によって形成されたシリコンの酸化物からなっていてもよい。

パッシベーション層４は、例えば、１〜２０ｎｍの膜厚を有し、好ましくは、１〜３ｎｍの膜厚を有する。そして、パッシベーション層４がシリコンの絶縁膜からなる場合、パッシベーション層４は、キャリア（電子および正孔）がトンネル可能な膜厚を有する。実施の形態１においては、パッシベーション層４は、ｉ型非晶質シリコンからなるものとする。

ｎ型非晶質半導体層５は、ｎ型の導電型を有し、水素を含有する非晶質半導体層である。ｎ型非晶質半導体層５は、例えば、ｎ型非晶質シリコン、ｎ型非晶質シリコンゲルマニウム、ｎ型非晶質ゲルマニウム、ｎ型非晶質シリコンカーバイド、ｎ型非晶質シリコンナイトライド、ｎ型非晶質シリコンオキサイド、ｎ型非晶質シリコンオキシナイトライド、およびｎ型非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。

ｎ型非晶質半導体層５は、例えば、ｎ型ドーパントとしてリン（Ｐ）を含む。そして、ｎ型非晶質半導体層５は、例えば、３〜５０ｎｍの膜厚を有する。

ｐ型非晶質半導体層６は、ｐ型の導電型を有し、水素を含有する非晶質半導体層である。ｐ型非晶質半導体層６は、例えば、ｐ型非晶質シリコン、ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム、ｐ型非晶質ゲルマニウム、ｐ型非晶質シリコンカーバイド、ｐ型非晶質シリコンナイトライド、ｐ型非晶質シリコンオキサイド、ｐ型非晶質シリコンオキシナイトライド、およびｐ型非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。

ｐ型非晶質半導体層６は、例えば、ｐ型ドーパントとしてボロン（Ｂ）を含む。そして、ｐ型非晶質半導体層６は、例えば、５〜５０ｎｍの膜厚を有する。

電極７，８は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）およびこれらの合金からなる。

反射防止層９は、絶縁性の反射防止層であり、例えば、シリコン窒化膜からなる。そして、反射防止層９は、例えば、６０ｎｍの膜厚を有する。

図２は、図１に示す光電変換装置１０の裏面側から見た平面図である。図２の（ａ）を参照して、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）に交互に所望の間隔で配置される。

電極７，８の各々は、半導体基板１の面内方向（Ｙ軸方向）に一繋がりになっている。そして、電極７，８は、それぞれ、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６上に配置される。

図２の（ｂ）を参照して、反射防止層９は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）において、電極７，８間に配置される。従って、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）における反射防止層９の両端部は、ｎ型非晶質半導体層５の一部およびｐ型非晶質半導体層６の一部の上に配置される。

図３から図６は、それぞれ、図１に示す光電変換装置１０の製造方法を示す第１から第４の工程図である。

図３を参照して、光電変換装置１０の製造が開始されると、バルクのシリコンからワイヤーソーによって１００〜３００μｍの厚さを有するウェハーを切り出す。そして、ウェハーの表面のダメージ層を除去するためのエッチングと、厚さを調整するためのエッチングとを行い、半導体基板１’を準備する（図３の工程（ａ）参照）。

そして、半導体基板１’をＮａＯＨおよびＫＯＨ等のアルカリ溶液（例えば、ＫＯＨ：１〜５ｗｔ％、イソプロピルアルコール：１〜１０ｗｔ％の水溶液）を用いてエッチングする。これによって、半導体基板１’の両面が異方性エッチングされ、ピラミッド形状のテクスチャ構造が形成される。これによって半導体基板１が得られる（図３の工程（ｂ）参照）。

その後、プラズマＣＶＤ法を用いて半導体基板１の受光面にｉ型非晶質シリコンおよびｎ型非晶質シリコンを順次堆積してパッシベーション層２を形成する（図３の工程（ｃ）参照）。

ｉ型非晶質シリコンは、次のように形成される。半導体基板１の温度を１３０〜１８０℃に設定し、０〜１００ｓｃｃｍの水素（Ｈ₂）ガスおよび４０ｓｃｃｍのシラン（ＳｉＨ₄）ガスを反応室に流し、反応室の圧力を４０〜１２０Ｐａに設定する。その後、ＲＦパワー密度が５〜１５ｍＷ／ｃｍ²である高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を平行平板電極に印加する。これによって、ｉ型非晶質シリコンが半導体基板１の受光面上に形成される。

また、ｎ型非晶質シリコンは、次のように形成される。半導体基板１の温度を１３０〜１８０℃に設定し、０〜１００ｓｃｃｍのＨ₂ガス、４０ｓｃｃｍのＳｉＨ₄ガス、および４０ｓｃｃｍのホスフィン（ＰＨ₃）ガスを反応室に流し、反応室の圧力を４０〜１２０Ｐａに設定する。その後、ＲＦパワー密度が５〜１５ｍＷ／ｃｍ²である高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を平行平板電極に印加する。なお、ＰＨ₃ガスは、水素によって希釈されており、ＰＨ₃ガスの濃度は、例えば、１％である。これによって、ｎ型非晶質シリコンがｉ型非晶質シリコン上に形成される。

図３の工程（ｃ）の後、スパッタリング法、ＥＢ（Electron Beam）蒸着およびＴＥＯＳ法等を用いてパッシベーション層２に接してシリコン窒化膜を形成する。これによって、反射防止層３がパッシベーション層２上に形成される（図３の工程（ｄ）参照）。

図３の工程（ｄ）の後、プラズマＣＶＤ法を用いてｉ型非晶質シリコンを半導体基板１の裏面上に堆積することによってパッシベーション層４を半導体基板１の裏面に形成する（図４の工程（ｅ）参照）。なお、ｉ型非晶質シリコンは、上述した条件を用いて半導体基板１の裏面上に堆積される。

その後、パッシベーション層４上にメタルマスク３０を配置する（図４の工程（ｆ）参照）。メタルマスク３０は、例えば、ステンレス鋼からなり、厚さが２００μｍであり、開口幅が４００μｍである。

そして、プラズマＣＶＤ法によってｎ型非晶質シリコンをパッシベーション層４上に堆積することによってｎ型非晶質半導体層５をパッシベーション層４上に形成する（図４の工程（ｇ）参照）。ｎ型非晶質シリコンは、上述した条件を用いてパッシベーション層４上に堆積される。

図４の工程（ｇ）の後、メタルマスク３１をパッシベーション層４およびｎ型非晶質半導体層５上に配置する（図５の工程（ｈ）参照）。メタルマスク３１は、メタルマスク３０と同じ材料からなり、メタルマスク３０と同じ開口幅および厚さを有する。

そして、半導体基板１の温度を１３０〜１８０℃に設定し、０〜１００ｓｃｃｍのＨ₂ガス、４０ｓｃｃｍのＳｉＨ₄ガス、および４０ｓｃｃｍのジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）ガスを反応室に流し、反応室の圧力を４０〜１２０Ｐａに設定する。その後、ＲＦパワー密度が５〜１５ｍＷ／ｃｍ²である高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を平行平板電極に印加する。なお、Ｂ₂Ｈ₆ガスは、水素によって希釈されており、Ｂ₂Ｈ₆ガスの濃度は、例えば、２％である。

これによって、メタルマスク３１によって覆われていないパッシベーション層４の領域にｐ型非晶質シリコンが堆積され、ｐ型非晶質半導体層６がパッシベーション層４上に形成される（図５の工程（ｉ）参照）。

図５の工程（ｉ）の後、メタルマスク３１に代えてメタルマスク３２をパッシベーション層４と、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６の一部の上とに配置する（図５の工程（ｊ）参照）。メタルマスク３２は、材質および厚さがメタルマスク３０と同じである。

そして、スパッタリング法、蒸着法およびイオンプレーティング法等を用いて、メタルマスク３２によって覆われていない領域に電極を形成する。これによって、電極７，８がそれぞれｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６上に形成される（図６の工程（ｋ）参照）。

その後、メタルマスク３３を電極７，８上に配置する（図６の工程（ｌ）参照）。メタルマスク３３は、材質および厚さがメタルマスク３０と同じである。

そして、スパッタリング法およびプラズマＣＶＤ法等を用いて、メタルマスク３３によって覆われていない領域にシリコン窒化膜を堆積して反射防止層９を形成する。これによって、光電変換装置１０が完成する（図６の工程（ｍ）参照）。

光電変換装置１０においては、光は、光電変換装置１０の受光面（反射防止層３が形成された表面）から半導体基板１に入射するとともに、光電変換装置１０の裏面（ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６が形成された表面）の反射防止層９を介して半導体基板１に入射する。

従って、半導体基板１中で光励起されるキャリア数が増加して短絡電流が向上し、光電変換装置１０の裏面から入射した光が発電に寄与できる。

図７は、配線シートの平面図である。図７を参照して、配線シート７０は、絶縁基材７１０と、配線材７１〜８７とを含む。

絶縁基材７１０は、電気絶縁性の材質であればよく、特に限定なく用いることができる。絶縁基材７１０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）およびポリイミド等からなる。そして、絶縁基材７１０は、太陽光を透過できるように透明であり、できるだけ透光性が高いことが好ましい。

また、絶縁基材７１０の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、２５μｍ以上１５０μｍ以下である。そして、絶縁基材７１０は、１層構造であってもよく、２層以上の多層構造であってもよい。

配線材７１は、バスバー部７１１と、フィンガー部７１２とを有する。フィンガー部７１２は、その一方端がバスバー部７１１に接続される。

配線材７２は、バスバー部７２１と、フィンガー部７２２，７２３とを有する。フィンガー部７２２は、その一方端がバスバー部７２１に接続される。フィンガー部７２３は、バスバー部７２１に対してバスバー部７２１とフィンガー部７２２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部７２１に接続される。

配線材７３は、バスバー部７３１と、フィンガー部７３２，７３３とを有する。フィンガー部７３２は、その一方端がバスバー部７３１に接続される。フィンガー部７３３は、バスバー部７３１に対してバスバー部７３１とフィンガー部７３２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部７３１に接続される。

配線材７４は、バスバー部７４１と、フィンガー部７４２，７４３とを有する。フィンガー部７４２は、その一方端がバスバー部７４１に接続される。フィンガー部７４３は、バスバー部７４１に対してバスバー部７４１とフィンガー部７４２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部７４１に接続される。

配線材７５は、バスバー部７５１と、フィンガー部７５２，７５３とを有する。フィンガー部７５２，７５３は、バスバー部７５１の長さ方向において隣接して配置され、その一方端がバスバー部７５１の同じ側においてバスバー部７５１に接続される。

配線材７６は、バスバー部７６１と、フィンガー部７６２，７６３とを有する。フィンガー部７６２は、その一方端がバスバー部７６１に接続される。フィンガー部７６３は、バスバー部７６１に対してバスバー部７６１とフィンガー部７６２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部７６１に接続される。

配線材７７は、バスバー部７７１と、フィンガー部７７２，７７３とを有する。フィンガー部７７２は、その一方端がバスバー部７７１に接続される。フィンガー部７７３は、バスバー部７７１に対してバスバー部７７１とフィンガー部７７２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部７７１に接続される。

配線材７８は、バスバー部７８１と、フィンガー部７８２，７８３とを有する。フィンガー部７８２は、その一方端がバスバー部７８１に接続される。フィンガー部７８３は、バスバー部７８１に対してバスバー部７８１とフィンガー部７８２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部７８１に接続される。

配線材７９は、バスバー部７９１と、フィンガー部７９２，７９３とを有する。フィンガー部７９２，７９３は、バスバー部７９１の長さ方向において隣接して配置され、その一方端がバスバー部７９１の同じ側においてバスバー部７９１に接続される。

配線材８０は、バスバー部８０１と、フィンガー部８０２，８０３とを有する。フィンガー部８０２は、その一方端がバスバー部８０１に接続される。フィンガー部８０３は、バスバー部８０１に対してバスバー部８０１とフィンガー部８０２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部８０１に接続される。

配線材８１は、バスバー部８１１と、フィンガー部８１２，８１３とを有する。フィンガー部８１２は、その一方端がバスバー部８１１に接続される。フィンガー部８１３は、バスバー部８１１に対してバスバー部８１１とフィンガー部８１２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部８１１に接続される。

配線材８２は、バスバー部８２１と、フィンガー部８２２，８２３とを有する。フィンガー部８２２は、その一方端がバスバー部８２１に接続される。フィンガー部８２３は、バスバー部８２１に対してバスバー部８２１とフィンガー部８２２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部８２１に接続される。

配線材８３は、バスバー部８３１と、フィンガー部８３２，８３３とを有する。フィンガー部８３２，８３３は、バスバー部８３１の長さ方向において隣接して配置され、その一方端がバスバー部８３１の同じ側においてバスバー部８３１に接続される。

配線材８４は、バスバー部８４１と、フィンガー部８４２，８４３とを有する。フィンガー部８４２は、その一方端がバスバー部８４１に接続される。フィンガー部８４３は、バスバー部８４１に対してバスバー部８４１とフィンガー部８４２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部８４１に接続される。

配線材８５は、バスバー部８５１と、フィンガー部８５２，８５３とを有する。フィンガー部８５２は、その一方端がバスバー部８５１に接続される。フィンガー部８５３は、バスバー部８５１に対してバスバー部８５１とフィンガー部８５２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部８５１に接続される。

配線材８６は、バスバー部８６１と、フィンガー部８６２，８６３とを有する。フィンガー部８６２は、その一方端がバスバー部８６１に接続される。フィンガー部８６３は、バスバー部８６１に対してバスバー部８６１とフィンガー部８６２との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部８６１に接続される。

配線材８７は、バスバー部８７１と、フィンガー部８７２とを有する。フィンガー部８７２は、その一方端がバスバー部８７１に接続される。

配線材７１は、フィンガー部７１２が配線材７２のフィンガー部７２２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７２は、フィンガー部７２２が配線材７１のフィンガー部７１２と噛み合い、フィンガー部７２３が配線材７３のフィンガー部７３２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７３は、フィンガー部７３２が配線材７２のフィンガー部７２３と噛み合い、フィンガー部７３３が配線材７４のフィンガー部７４２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７４は、フィンガー部７４２が配線材７３のフィンガー部７３３と噛み合い、フィンガー部７４３が配線材７５のフィンガー部７５２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７５は、フィンガー部７５２が配線材７４のフィンガー部７４３と噛み合い、フィンガー部７５３が配線材７６のフィンガー部７６２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７６は、フィンガー部７６２が配線材７５のフィンガー部７５３と噛み合い、フィンガー部７６３が配線材７７のフィンガー部７７２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７７は、フィンガー部７７２が配線材７６のフィンガー部７６３と噛み合い、フィンガー部７７３が配線材７８のフィンガー部７８２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７８は、フィンガー部７８２が配線材７７のフィンガー部７７３と噛み合い、フィンガー部７８３が配線材７９のフィンガー部７９２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７９は、フィンガー部７９２が配線材７８のフィンガー部７８３と噛み合い、フィンガー部７９３が配線材８０のフィンガー部８０２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８０は、フィンガー部８０２が配線材７９のフィンガー部７９３と噛み合い、フィンガー部８０３が配線材８１のフィンガー部８１２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８１は、フィンガー部８１２が配線材８０のフィンガー部８０３と噛み合い、フィンガー部８１３が配線材８２のフィンガー部８２２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８２は、フィンガー部８２２が配線材８１のフィンガー部８１３と噛み合い、フィンガー部８２３が配線材８３のフィンガー部８３２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８３は、フィンガー部８３２が配線材８２のフィンガー部８２３と噛み合い、フィンガー部８３３が配線材８４のフィンガー部８４２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８４は、フィンガー部８４２が配線材８３のフィンガー部８３３と噛み合い、フィンガー部８４３が配線材８５のフィンガー部８５２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８５は、フィンガー部８５２が配線材８４のフィンガー部８４３と噛み合い、フィンガー部８５３が配線材８６のフィンガー部８６２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８６は、フィンガー部８６２が配線材８５のフィンガー部８５３と噛み合い、フィンガー部８６３が配線材８７のフィンガー部８７２と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材８７は、フィンガー部８７２が配線材８６のフィンガー部８６３と噛み合うように絶縁基材７１０上に配置される。

配線材７１〜８７の各々は、電気導電性のものであればよく、特に限定されない。配線材７１〜８７の各々は、例えば、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇおよびこれらを主成分とする合金からなる。

また、配線材７１〜８７の厚さは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上８０μｍ以下が好適である。１０μｍ未満では、配線抵抗が高くなり、８０μｍを超えると、光電変換装置１０と貼り合わせるときに印加される熱によって配線材とシリコン基板との熱膨張係数の違いに起因してシリコン基板に反りが発生する。

絶縁基材７１０の形状は、図７に示す形状に限定されず、適宜、変更可能である。また、配線材７１〜８７の表面の一部に、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｓｎ，ＩｎおよびＩＴＯ等の導電性材料を形成してもよい。このように、配線材７１〜８７の表面の一部に、Ｎｉ等の導電性材料を形成するのは、配線材７１〜８７と光電変換装置１０の電極７，８との電気的接続を良好なものとし、配線材７１〜８７の耐候性を向上させるためである。更に、配線材７１〜８７は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。

電極７が配線材７１のフィンガー部７１２に接続され、電極８が配線材７２のフィンガー部７２２に接続されるように光電変換装置１０を領域ＲＥＧ１上に配置し、電極７が配線材７２のフィンガー部７２３に接続され、電極８が配線材７３のフィンガー部７３２に接続されるように光電変換装置１０を領域ＲＥＧ２上に配置する。以下、同様にして光電変換装置１０を配線材７３〜８７上に配置する。これによって、１６個の光電変換装置１０が直列に接続される。そして、光電変換装置１０の反射防止層９は、領域ＲＥＧ１においてフィンガー部７１２とフィンガー部７２２との間に配置され、領域ＲＥＧ２においてフィンガー部７２３とフィンガー部７３２との間に配置される。他の領域においても同様である。

光電変換装置１０の電極７，８は、接着剤によって配線材７１〜８７に接続される。接着剤は、例えば、半田樹脂、半田、導電性接着剤、熱硬化型Ａｇペースト、低温硬化型銅ペースト、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）および絶縁性接着剤（ＮＣＰ：Non Conductive Paste）からなる群から選択された１種類以上の接着材からなる。

例えば、半田樹脂としては、タムラ科研（株）製のＴＣＡＰ−５４０１−２７等を用いることができる。

絶縁性接着剤としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびウレタン樹脂等を用いることができ、熱硬化型および光硬化型の樹脂を用いることができる。

導電性接着剤としては、錫およびビスマスの少なくとも一方を含む半田粒子等を用いることができる。より好ましくは、導電性接着剤は、錫と、ビスマス、インジウムおよび銀等との合金である。これにより、半田融点を抑えることができ、低温による接着プロセスが可能になる。

上述したように、配線シート７０上に配置した光電変換装置１０を、ガラス基板上に配置されたエチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ樹脂）と、ＰＥＴフィルム上に配置されたＥＶＡ樹脂との間に配置する。そして、ラミネータ装置を用いて真空圧着によりガラス基板側のＥＶＡ樹脂を光電変換装置１０に圧着させるとともに、ＰＥＴフィルム側のＥＶＡ樹脂を光電変換装置１０に圧着させた状態で１２５℃に加熱し、硬化させた。これにより、ガラス基板とＰＥＴフィルムとの間で硬化したＥＶＡ樹脂中に、配線シート７０が付いた光電変換装置１０が封止されることによって光電変換モジュールを作製することができる。

そして、光電変換モジュールにおいては、光電変換装置１０の反射防止層９は、上述したようにフィンガー部７１２，７２２間等に配置され、絶縁性基板７１０は、上述したように透光性である。従って、光電変換モジュールにおいては、光が裏面から光電変換装置１０に入射し、その入射した光が発電に寄与できる。

図８は、図１に示す光電変換装置１０の裏面から見た別の平面図である。図８の（ａ）を参照して、電極７，８は、Ｙ軸方向において、複数の部分に離間している。Ｙ軸方向において隣接する電極７，７間の距離および電極８，８間の距離は、例えば、２ｍｍ以下に設定される。半導体基板１のキャリアの拡散長は、約２ｍｍであるので、電極７，７間の距離および電極８，８間の距離は、キャリアの拡散長以下に設定される。

図８の（ｂ）を参照して、反射防止層９は、Ｘ軸方向における電極７，８間、Ｙ軸方向における電極７，７間、およびＹ軸方向における電極８，８間に配置される。

これによって、電極７の離間部分および電極８，８の離間部分からも光が光電変換装置１０に入射して発電に寄与できる。

従って、電極７，８がＹ軸方向に離間して配置された場合の方が、電極７，８がＹ軸方向に繋がっている場合よりも、裏面から入射した光が発電に寄与できる割合を大きくできる。

これは、図８に示す電極７，８の配置パターンを有する光電変換装置１０を配線シート７０上に配置して作製した光電変換モジュールについても同様である。

反射防止層９は、反射防止層９と半導体基板１との間に形成された非晶質半導体層との組み合わせでライフタイムを向上させることができる。即ち、反射防止層９と半導体基板１との間に形成された非晶質半導体層による化学的なパッシベーション効果と、反射防止層９を構成するシリコン窒化膜（ＳｉＮ_x、０＜ｘ≦４／３）による電界パッシベーション効果とによってキャリアのライフタイムが向上する。

従って、反射防止層９を構成するシリコン窒化膜（ＳｉＮ_x）は、ＣＶＤ法によって形成されたものであることが好ましい。

このようにすることによって、反射防止層９と半導体基板１との間に形成された非晶質半導体層（ｉ型非晶質半導体層）の膜厚を薄くして非晶質半導体層（ｉ型非晶質半導体層）による短波長の光の吸収を低減し、短波長領域における外部量子効率を向上できる。

図９は、電極７，８を形成するためのメタルマスクの平面図である。図９を参照して、メタルマスク１００は、複数の開口部１０１を有する。メタルマスク１００は、上述したメタルマスク３０と同じ材質および厚さを有する。

複数の開口部１０１の各々は、長方形を有する。そして、複数の開口部１０１の各々は、短辺の長さに対する長辺の長さの比であるアスペクト比として３００以下を有する。このように、アスペクト比を３００以下に設定することによって、開口部１０１の長方形の形状のように、角が角ばった形状の複数の電極７および複数の電極８を形成することができる。

図８に示す電極７，８のパターンを形成する場合、図５の工程（ｊ）において、メタルマスク１００を配置し、電極７，８を形成する。

なお、光電変換装置１０においては、反射防止層９は、Ｘ軸方向における電極７の端部の上と電極８の端部の上とに配置されていてもよい。このようにすることによって、光電変換装置１０を配線シート７０等と接着する際に、導電性のゴミ等によって電極７，８が短絡するのを防止できる。

[実施の形態２]
図１０は、実施の形態２による光電変換装置の断面図である。図１０を参照して、実施の形態２による光電変換装置１０Ａは、図１に示す光電変換装置１０の電極７，８をそれぞれ電極７Ａ，８Ａに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

電極７Ａは、透明導電膜７ａと、金属電極７ｂとを含む。透明導電膜７ａは、ｎ型非晶質半導体層５に接してｎ型非晶質半導体層５上に配置される。金属電極７ｂは、透明導電膜７ａに接して透明導電膜７ａ上に配置される。そして、金属電極７ｂは、金属細線からなり、金属電極７ｂの幅は、少なくとも、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）における透明導電膜７ａの幅よりも小さい。そして、好ましくは、金属電極７ｂの幅は、配線シート７０のフィンガー部７１２，７２２等の幅以下である。金属電極７ｂの幅は、例えば、１００μｍである。

金属電極７ｂの幅が、少なくとも、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）における透明導電膜７ａの幅よりも小さければ、反射防止層９に加え、透明導電膜７ａのうち、金属電極７ｂが配置された領域以外の領域からも、光が半導体基板１に入射し、発電に寄与できる割合を大きくできるからである。

また、金属電極７ｂの幅が配線シート７０のフィンガー部７１２，７２２等の幅以下であれば、光電変換装置１０Ａを配線シート７０上に配置した構造からなる光電変換モジュールにおいて、反射防止層９に加え、透明導電膜７ａのうち、金属電極７ｂが配置された領域以外の領域からも、光が半導体基板１に入射し、発電に寄与できる割合を大きくできるからである。

上記のように、金属電極７ｂの幅は、入射光量を大きくするために、断線が生じず、直列抵抗が大きく上昇しない範囲で狭い方がよく、好ましくは、３０μｍ以下である。

電極８Ａは、透明導電膜８ａと、金属電極８ｂとを含む。透明導電膜８ａは、ｐ型非晶質半導体層６に接してｐ型非晶質半導体層６上に配置される。金属電極８ｂは、透明導電膜８ａに接して透明導電膜８ａ上に配置される。そして、金属電極８ｂは、金属電極７ｂの金属細線と同じ幅を有する金属細線からなる。

透明導電膜７ａ，８ａの各々は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯおよびＩＷＯ（Indium Tungsten Oxide）等からなる。

金属電極７ｂ，８ｂの各々は、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ、およびこれらの合金からなる。そして、透明導電膜７ａ，８ａとの密着性を向上させるために、透明導電膜７ａ，８ａと金属電極７ｂ，８ｂとの界面にＴｉを挿入してもよく、透明導電膜７ａ，８ａと金属電極７ｂ，８ｂとの界面をＴｉ合金としてもよい。

図１１は、図１０に示す光電変換装置１０Ａの裏面側から見た平面図である。図１１を参照して、電極７Ａは、半導体基板１の平面方向（Ｘ軸方向）において電極８Ａと所定の間隔を隔てて配置される。そして、電極７Ａ，８Ａは、半導体基板１の平面方向（Ｘ軸方向）に交互に配置される。

金属電極７ｂ，８ｂは、それぞれ、透明導電膜７ａ，８ａよりも狭い幅を有し、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）において透明導電膜７ａ，８ａの略中央に配置される。

反射防止層９は、電極７Ａ，８Ａ以外の領域に配置される。従って、反射防止層９は、パッシベーション層４（ｉ型非晶質半導体層）に接する。

光電変換装置１０Ａにおいては、光は、金属電極７ｂ，８ｂ以外の領域から半導体基板１に入射し、発電に寄与する。従って、光電変換装置１０Ａにおいては、裏面から入射する光が発電に寄与する割合を光電変換装置１０よりも大きくできる。

光電変換装置１０Ａは、図３から図６に示す工程（ａ）〜工程（ｍ）に従って製造される。この場合、図５の工程（ｊ）において、スパッタリング法を用いて透明導電膜７ａ，８ａがそれぞれｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６上に形成され、次に、蒸着法等によって金属電極７ｂ，８ｂがそれぞれ透明導電膜７ａ，８ａ上に形成される。

光電変換装置１０Ａを配線シート７０に配置して光電変換モジュールを上述した方法によって作製する。そして、上述したように、配線シート７０のフィンガー部７１２，７２２等以外の領域は、透光性であり、金属電極７ｂ，８ｂの幅は、フィンガー部７１２，７２２等の幅以下であるので、光電変換装置１０Ａを用いた光電変換モジュールにおいても、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を、光電変換装置を用いた光電変換モジュールよりも大きくできる。

図１２は、実施の形態２による別の光電変換装置の構成を示す平面図である。実施の形態２による光電変換装置は、図１２に示す光電変換装置１０Ａ−１であってもよい。

図１２を参照して、光電変換装置１０Ａ−１は、光電変換装置１０Ａの電極８Ａを金属電極８Ｂに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０Ａと同じである。

金属電極８Ｂは、ｐ型非晶質半導体層６上に配置される。そして、金属電極８Ｂは、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ、およびこれらの合金からなる。

光電変換装置１０Ａ−１においては、電極７Ａおよび金属電極８Ｂ以外の領域には、反射防止層９が配置される。

その結果、光電変換装置１０Ａ−１においては、光は、金属電極７ｂ，８Ｂ以外の領域から半導体基板１に入射し、発電に寄与する。

従って、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を光電変換装置１０よりも大きくできる。

また、光電変換装置１０Ａ−１を配線シート７０上に配置して作製した光電変換モジュールにおいても、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を、光電変換装置１０を用いた光電変換モジュールよりも大きくできる。

図１３は、実施の形態２による更に別の光電変換装置の構成を示す平面図である。実施の形態２による光電変換装置は、図１３に示す光電変換装置１０Ａ−２であってもよい。

図１３を参照して、光電変換装置１０Ａ−２は、光電変換装置１０Ａの電極７Ａを金属電極７Ｂに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０Ａと同じである。

金属電極７Ｂは、ｎ型非晶質半導体層５上に配置される。そして、金属電極７Ｂは、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ、およびこれらの合金からなる。

光電変換装置１０Ａ−２においては、金属電極７Ｂおよび電極８Ａ以外の領域には、反射防止層９が配置される。

従って、光電変換装置１０Ａ−２においては、光は、金属電極７Ｂ，８ｂ以外の領域から半導体基板１に入射し、発電に寄与する。

その結果、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を光電変換装置１０よりも大きくできる。

また、光電変換装置１０Ａ−２を配線シート７０上に配置して作製した光電変換モジュールにおいても、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を、光電変換装置１０を用いた光電変換モジュールよりも大きくできる。

図１４は、実施の形態２による更に別の光電変換装置の構成を示す平面図である。実施の形態２による光電変換装置は、図１４に示す光電変換装置１０Ａ−３であってもよい。

図１４を参照して、光電変換装置１０Ａ−３は、光電変換装置１０Ａの電極７Ａ，８Ａをそれぞれ電極７Ｃ，８Ｃに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０Ａと同じである。

電極７Ｃは、複数の透明導電膜７ｃと、複数の金属電極７ｄとを含む。複数の透明導電膜７ｃは、半導体基板１の面内方向（Ｙ軸方向）に離間して配置される。半導体基板１の面内方向（Ｙ軸方向）において、隣接する２つの透明導電膜７ｃ間の距離は、半導体基板１中のキャリアの拡散長よりも短く、例えば、２ｍｍ以下である。

２本の金属電極７ｄは、１つの透明導電膜７ｃ上に平行に配置される。半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）において、２本の金属電極７ｄの配置領域の幅Ｗは、配線シート７０のフィンガー部７１２，７２２等の幅以下である。

電極８Ｃは、複数の透明導電膜８ｃと、複数の金属電極８ｄとを含む。電極８Ｃの構造は、電極７Ｃの構造と同じであり、電極７Ｃの説明において、透明導電膜７ｃを透明導電膜８ｃと読み替え、金属電極７ｄを金属電極８ｄと読み替えればよい。

透明導電膜７ｃ，８ｃの各々は、透明導電膜７ａと同じ材料からなる。金属電極７ｄ，８ｄの各々は、金属電極７ｂ，８ｂと同じ材料からなる。

光電変換装置１０Ａ−３においては、電極７Ｃ，８Ｃ以外の領域には、反射防止層９が配置される。

従って、光電変換装置１０Ａ−３においては、光は、金属電極７ｄ，８ｄ以外の領域から半導体基板１に入射し、発電に寄与する。

その結果、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を光電変換装置１０よりも大きくできる。また、１つの透明導電膜７ｃ，８ｃ上に２つの金属電極７ｄ，８ｄが配置されるので、直列抵抗が低下し、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）を向上できる。

更に、光電変換装置１０Ａ−３を配線シート７０上に配置して作製した光電変換モジュールにおいても、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を、光電変換装置１０を用いた光電変換モジュールよりも大きくできる。

なお、光電変換装置１０Ａ−３は、光電変換装置１０Ａの電極７Ａ，８Ａのいずれかを電極７Ｃまたは電極８Ｃに代えたものであってもよく、光電変換装置子１０Ａ−１の電極７Ａを電極７Ｃに代えたものであってもよく、光電変換装置１０Ａ−２の電極８Ａを電極８Ｃに代えたものであってもよい。

また、光電変換装置１０Ａ−３においては、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６のうち、幅が広い方の非晶質半導体層上に形成される電極を電極７Ｃまたは電極８Ｃによって構成したものであってもよい。

更に、１つの透明導電膜７ｃ，８ｃ上に配置される金属電極７ｄ，８ｄの本数は、２本に限らず、３本以上であってもよく、一般的には、複数本であればよい。但し、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）において、複数本の金属電極７ｄまたは複数本の金属電極８ｄの配置領域の幅は、配線シート７０のフィンガー部７１２，７２２等の幅以下である。

上記においては、光電変換装置１０Ａ，１０Ａ−１〜１０Ａ−３について説明した。従って、実施の形態２による光電変換装置は、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６の少なくとも１つの上に配置された電極が、透明導電膜および金属電極（金属細線）を順次積層した構造からなっていればよい。

［実施の形態３］
図１５は、実施の形態３による光電変換装置の構成を示す平面図である。図１５を参照して、実施の形態３による光電変換装置１０Ｂは、図１に示す光電変換装置１０のｎ型非晶質半導体層５をｎ型非晶質半導体層５Ａに代え、ｐ型非晶質半導体層６をｐ型非晶質半導体層６Ａに代え、電極７，８をそれぞれ電極７Ｄ，８Ｄに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

ｎ型非晶質半導体層５Ａは、櫛形形状を有する。そして、ｎ型非晶質半導体層５Ａは、グリッド部５１と複数のフィンガー部５２とを有する。グリッド部５１は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）に沿って配置される。複数のフィンガー部５２は、半導体基板１の面内方向（Ｙ軸方法）に沿って配置される。複数のフィンガー部５２の一方端は、グリッド部５１に連結される。

ｐ型非晶質半導体層６Ａは、櫛形形状を有する。そして、ｐ型非晶質半導体層６Ａは、グリッド部６１と複数のフィンガー部６２とを有する。グリッド部６１は、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）に沿って配置される。複数のフィンガー部６２は、複数のフィンガー部５２と噛み合うように、半導体基板１の面内方向（Ｙ軸方法）に沿って配置される。複数のフィンガー部６２の一方端は、グリッド部６１に連結される。

ｎ型非晶質半導体層５Ａは、ｎ型非晶質半導体層５と同じ材料からなり、ｎ型非晶質半導体層５と同じ膜厚を有する。

ｐ型非晶質半導体層６Ａは、ｐ型非晶質半導体層６と同じ材料からなり、ｐ型非晶質半導体層６と同じ膜厚を有する。

電極７Ｄは、櫛形形状を有し、ｎ型非晶質半導体層５Ａ上に配置される。電極７Ｄは、透明導電膜７ｅと、フィンガー部７ｆと、グリッド部７ｇとを含む。透明導電膜７ｅは、ｎ型非晶質半導体層５Ａのフィンガー部５２上に配置される。フィンガー部７ｆは、透明導電膜７ｅ上に配置され、その一方端がグリッド部７ｇに連結される。グリッド部７ｇは、ｎ型非晶質半導体層５Ａのグリッド部５１上に配置される。

電極８Ｄは、櫛形形状を有し、ｐ型非晶質半導体層６Ａ上に配置される。電極８Ｄは、透明導電膜８ｅと、フィンガー部８ｆと、グリッド部８ｇとを含む。透明導電膜８ｅは、ｐ型非晶質半導体層６Ａのフィンガー部６２上に配置される。フィンガー部８ｆは、透明導電膜８ｅ上に配置され、その一方端がグリッド部８ｇに連結される。グリッド部８ｇは、ｐ型非晶質半導体層６Ａのグリッド部６１上に配置される。

透明導電膜７ｅ，８ｅは、透明導電膜７ａ，８ａと同じ材料からなる。フィンガー部７ｆ，８ｆおよびグリッド部７ｇ，８ｇは、金属電極からなり、上述した金属電極７ｂ，８ｂと同じ材料からなる。

なお、図１５においては、反射防止層９が図示されていないが、反射防止層９は、透明導電膜７ｅ，８ｅ、フィンガー部７ｆ，８ｆおよびグリッド部７ｇ，８ｇ以外の領域に配置される。

フィンガー部７ｆ，８ｆの幅は、少なくとも、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）における透明導電膜７ｅ，８ｅの幅よりも小さい。好ましくは、フィンガー部７ｆ，８ｆの幅は、配線シート７０のフィンガー部７１２，７２２等の幅以下である。

グリッド部７ｇ，８ｇは、より詳細には、半導体基板１のうち、光電変換特性が半導体基板１の中央部における光電変換特性よりも悪い半導体基板１の周辺部に配置される。その結果、透明導電膜７ｅ，８ｅは、半導体基板１の光電変換特性の良い領域に配置される。従って、光電変換装置１０Ｂの裏面からの光を半導体基板１の光電変換特性の良い領域に入射させることができ、裏面からの入射光を効率的に光電変換することができる。

図１６は、図１５に示すｎ型非晶質半導体層５Ａを形成するためのメタルマスクの平面図である。

図１６を参照して、メタルマスク２００は、開口部２０１を有する。開口部２０１は、櫛形形状を有する。メタルマスク２００は、上述したメタルマスク３０と同じ材料からなり、メタルマスク３０と同じ厚さを有する。

図１７は、図１５に示すｐ型非晶質半導体層６Ａを形成するためのメタルマスクの平面図である。

図１７を参照して、メタルマスク３００は、開口部３０１を有する。開口部３０１は、櫛形形状を有する。メタルマスク３００は、上述したメタルマスク３０と同じ材料からなり、メタルマスク３０と同じ厚さを有する。

図１８は、図１５に示す透明導電膜７ｅ，８ｅを形成するためのメタルマスクの平面図である。

図１８を参照して、メタルマスク４００は、開口部４０１Ａ，４０１Ｂを有する。開口部４０１Ａは、透明導電膜８ｅを形成するための開口部であり、開口部４０１Ｂは、透明導電膜７ｅを形成するための開口部である。メタルマスク４００は、上述したメタルマスク３０と同じ材料からなり、メタルマスク３０と同じ厚さを有する。

図１９は、図１５に示すフィンガー部７ｆ，８ｆおよびグリッド部７ｇ，８ｇを形成するためのメタルマスクの平面図である。

図１９を参照して、メタルマスク５００は、開口部５０１Ａ，５０１Ｂを有する。開口部５０１Ａは、フィンガー部８ｆおよびグリッド部８ｇを形成するための開口部であり、開口部４０１Ｂは、フィンガー部７ｆおよびグリッド部７ｇを形成するための開口部である。メタルマスク５００は、上述したメタルマスク３０と同じ材料からなり、メタルマスク３０と同じ厚さを有する。

光電変換装置１０Ｂは、図３から図６に示す工程（ａ）〜工程（ｍ）に従って製造される。

この場合、図４の工程（ｆ）において、メタルマスク２００がパッシベーション層４上に配置され、ｎ型非晶質半導体層５ＡがプラズマＣＶＤ法によってパッシベーション層４上に形成される。

また、図５の工程（ｈ）において、メタルマスク３００がパッシベーション層４およびｎ型非晶質半導体層５Ａ上に配置され、ｐ型非晶質半導体層６ＡがプラズマＣＶＤ法によってパッシベーション層４上に形成される。

更に、図５の工程（ｊ）において、メタルマスク４００がパッシベーション膜４上と、ｎ型非晶質半導体層５Ａおよびｐ型非晶質半導体層６Ａの一部の上とに配置され、スパッタリング法等によって透明導電膜７ｅ，８ｅがそれぞれｎ型非晶質半導体層５Ａのフィンガー部５２およびｐ型非晶質半導体層６Ａのフィンガー部６２上に形成され、その後、メタルマスク５００が透明導電膜７ｅ，８ｅ上に配置され、蒸着法等によって、フィンガー部７ｆ，８ｆがそれぞれ透明導電膜７ｅ，８ｅ上に形成され、グリッド部７ｇ，８ｇがそれぞれｎ型非晶質半導体層５Ａのグリッド部５１およびｐ型非晶質半導体層６Ａのグリッド部６１上に形成される。

光電変換装置１０Ｂにおいては、光は、フィンガー部７ｆ，８ｆおよびグリッド部７ｇ，８ｇ以外の領域から半導体基板１に入射し、発電に寄与する。

また、光電変換装置１０Ｂを配線シート７０上に配置して作製した光電変換モジュールにおいても、裏面から入射した光が発電に寄与する割合を、光電変換装置１０を用いた光電変換モジュールよりも大きくできる。

図２０は、実施の形態３による別の光電変換装置の構成を示す断面図である。実施の形態３による光電変換装置は、図２０に示す光電変換装置１０Ｂ−１であってもよい。図２０を参照して、光電変換装置１０Ｂ−１は、図１０に示す光電変換装置１０Ａの電極７Ａ，８Ａをそれぞれ電極７Ｅ，８Ｅに代え、反射防止層９を反射防止層９Ａに代えたものであり、その他は、光電変換装置１０Ａと同じである。

電極７Ｅ，８Ｅは、それぞれ、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６上に配置される。

電極７Ｅは、電極７Ａの金属電極７ｂを金属電極７ｈ，７ｉに代えたものであり、その他は、電極７Ａと同じである。電極８Ｅは、電極８Ａの金属電極８ｂを金属電極８ｈ，８ｉに代えたものであり、その他は、電極８Ａと同じである。

金属電極７ｈ，７ｉ，８ｈ，８ｉは、金属電極７ｂ，８ｂと同じ材料からなる。

金属電極７ｈ，７ｉは、図１５に示すフィンガー部７ｆを構成する。そして、金属電極７ｈ，７ｉは、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）において、所定の間隔を隔てて透明導電膜７ａ上に配置される。

金属電極８ｈ，８ｉは、図１５に示すフィンガー部８ｆを構成する。そして、金属電極８ｈ，８ｉは、半導体基板１の面内方向（Ｘ軸方向）において、所定の間隔を隔てて透明導電膜８ａ上に配置される。

反射防止層９Ａは、電極７Ｅ，８Ｅ間において、パッシベーション層４と、ｎ型非晶質半導体層５およびｐ型非晶質半導体層６の一部とに接するとともに、透明導電膜７ａ，８ａの一部と、金属電極７ｉ，７ｈ，８ｉ，８ｈとを覆う。

光電変換装置１０Ｂ−１においては、透明導電膜７ａ、金属電極７ｉ，７ｈおよび反射防止層９Ａが順次積層された構造、および透明導電膜８ａ、金属電極８ｉ，８ｈおよび反射防止層９Ａが順次積層された構造が形成される。

このような構造を形成することによって、金属電極７ｉ，７ｈ，８ｉ，８ｈ以外の領域における入射光量を大きくすることができる。

従って、光電変換装置１０Ｂ−１の裏面側から半導体基板１に入射した光が発電に寄与する割合を高くできる。

また、光電変換装置１０Ｂ−１を用いた光電変換モジュールにおいて、裏面側から半導体基板１に入射した光が発電に寄与する割合を高くできる。

上述した特性が向上している実施の形態１〜実施の形態３による光電変換装置のいずれかを備えることにより、太陽光発電システムの性能を向上させることができる。

例えば、光電変換モジュールと、パワーコンディショナーと、分電盤と、電力メーターとを備えた太陽光発電システムにより、「ホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ：ＨｏｍｅＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）」、「ビルディング・エネルギー・マネジメント・システム（ＢＥＭＳ：ＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）」等の機能を付加することができる。これにより、太陽光発電システムの発電量の監視、太陽光発電システムに接続される各電気機器類の消費電力量の監視・制御等を行うことができ、エネルギー消費量を削減することができる。

また、裏面からの入射光を有効に発電できるため、ユーザーの利用シーンに応じて、光電変換装置の表面が太陽光入射面になるシーン、または光電変換装置の裏面が太陽光の入射面になるシーンが想定される場合、光電変換装置を備えた、高性能なモバイル太陽電池システムを提供することが可能となる。

例えば、手帳型のスマートフォンカバーのスマートフォンの画面と接する部分に光電変換装置を備えることで、ユーザーがスマートフォンを使用している（画面を見ている）シーンも、ユーザーがスマートフォンを操作していない（画面を見ていない）シーンも、効率よく発電することが可能となる。前記モバイル太陽電池システムは、リチウムイオンバッテリーを備えたシステムでもよく、ＵＳＢ端子等の充電用端子を備えたモバイル太陽電池システムであってもよい。ＵＳＢ端子等の充電用端子を備えていることで、光電変換装置が発電した電気を、ユーザーがスマートフォンを使用している（画面を見ている）シーンにおいても、ユーザーがスマートフォンを操作していない（画面を見ていない）シーンにおいても、スマートフォンに効率よく充電することができる。

このように、上述した特性が向上している実施の形態１〜実施の形態３による光電変換装置のいずれかを備えることにより、モバイル太陽光発電システムの性能を向上させることができる。

上記においては、半導体基板１は、両面にテクスチャ構造を有すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、半導体基板１は、少なくとも一方の面（裏面）にテクスチャ構造を有すればよい。

また、上記においては、半導体基板１は、ｎ型の導電型を有すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、半導体基板１は、ｐ型の導電型を有していてもよい。

上述した実施の形態１から実施の形態３によれば、この発明の実施の形態による光電変換装置は、次の構成を有する。

（構成１）
この発明の実施の形態によれば、光電変換装置は、半導体基板と、第１の非晶質半導体層と、第２の非晶質半導体層と、第１の電極と、第２の電極と、反射防止層とを備える。半導体基板は、第１の導電型を有し、少なくとも一方の面にテクスチャ構造を有する。第１の非晶質半導体層は、半導体基板の一方の面に形成され、第１の導電型を有する。第２の非晶質半導体層は、半導体基板の面内方向において第１の非晶質半導体層に隣接して半導体基板の一方の面に形成され、第１の導電型と異なる第２の導電型を有する。第１の電極は、第１の非晶質半導体層上に配置される。第２の電極は、第２の非晶質半導体層上に配置される。反射防止層は、第１の電極と第２の電極との間において、半導体基板の一方の面に形成される。

構成１によれば、半導体基板の表面のうち、第１および第２の非晶質半導体層が形成された面において、第１の電極と第２の電極との間に反射防止層が形成されているので、光が光電変換装置の裏面から反射防止層を介して半導体基板に入射する。

（構成２）
構成１において、第１および第２の電極の少なくとも一方は、透明導電膜と、透明導電膜よりも幅が狭い金属電極とを順次積層した構造からなる。

構成２によれば、光は、光電変換装置の裏面から反射防止層を介して半導体基板に入射するとともに、金属電極を除く透明導電膜を介して半導体基板に入射する。

（構成３）
構成１において、第１および第２の電極の各々は、金属からなるグリッド部と、金属からなるフィンガー部とを有し、第１の電極のグリッド部および第２の電極のグリッド部は、半導体基板の端部に配置される。

構成３によれば、半導体基板のうち、光電変換特性が悪い周辺部にグリッド部が配置されるので、光電変換特性が良い半導体基板の中央部には、より多くの光が光電変換装置の裏面から入射する。

（構成４）
構成３において、第１の電極は、第１の非晶質半導体層上に形成された第１の透明導電膜と、半導体基板の面内方向において離間して第１の透明導電膜上に形成され、フィンガー部を構成する第１および第２の金属電極とを含む。また、第２の電極は、第２の非晶質半導体層上に形成された第２の透明導電膜と、半導体基板の面内方向において離間して第２の透明導電膜上に形成され、フィンガー部を構成する第３および第４の金属電極とを含む。そして、反射防止層は、更に、第１の透明導電膜の一部と第１および第２の金属電極とを覆うとともに、第２の透明導電膜の一部と第３および第４の金属電極とを覆う。

構成４によれば、透明導電膜、金属電極および反射防止層の積層構造が形成され、この積層構造においては、金属電極以外の領域からの入射光量が多くなる。

（構成５）
構成１から構成４のいずれかにおいて、光電変換装置は、半導体基板と第１および第２の非晶質半導体層との間に配置されたｉ型非晶質半導体層を更に備える。

構成５によれば、半導体基板とｉ型非晶質半導体層との界面におけるキャリアの再結合が抑制される。

従って、電変換素子の裏面から入射した光が発電に寄与する割合を更に大きくできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、光電変換装置に適用される。

１半導体基板、２，４パッシベーション層、３，９，９Ａ反射防止層、５，５Ａｎ型非晶質半導体層、６，６Ａｐ型非晶質半導体層、７，８，７Ａ，８Ａ、７Ｃ，８Ｃ，７Ｄ，８Ｄ，７Ｅ，８Ｅ電極、７ａ，８ａ，７ｃ，８ｃ，７ｅ，８ｅ透明導電膜、７ｂ，８ｂ、７Ｂ，８Ｂ，７ｄ，８ｄ，７ｈ，７ｉ，８ｈ，８ｉ金属電極、７ｆ，８ｆ，５２，６２フィンガー部、７ｇ，８ｇ，５１，６１グリッド部、１０，１０Ａ，１０Ａ−１，１０Ａ−２，１０Ａ−３，１０Ｂ，１０Ｂ−１光電変換装置、７０配線シート、７１〜８７配線材、１００，２００，３００，４００，５００メタルマスク、１０１，２０１，３０１，４０１Ａ，４０１Ｂ，５０１Ａ，５０１Ｂ開口部、７１０絶縁基材、７１１，７２１，７３１，７４１，７５１，７６１，７７１，７８１，７９１，８０１，８１１，８２１，８３１，８４１，８５１，８６１，８７１バスバー部、７１２，７２２，７２３，７３２，７３３，７４２，７４３，７５２，７５３，７６２，７６３，７７２，７７３，７８２，７８３，７９２，７９３，８０２，８０３，８１２，８１３，８２２，８２３，８３２，８３３，８４２，８４３，８５２，８５３，８６２，８６３，８７２，８７３フィンガー部。

Claims

第１の導電型を有し、少なくとも一方の面にテクスチャ構造を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面に形成され、前記第１の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、
前記半導体基板の面内方向において前記第１の非晶質半導体層に隣接して前記半導体基板の一方の面に形成され、前記第１の導電型と異なる第２の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
前記第１の非晶質半導体層上に配置された第１の電極と、
前記第２の非晶質半導体層上に配置された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間において、前記半導体基板の一方の面に形成された反射防止層とを備え、
前記反射防止層は、絶縁性の反射防止層であり、更に、前記半導体基板の面内方向において、前記第１の電極の端部の上と前記第２の電極の端部の上とに配置されている、光電変換装置。
前記第１および第２の電極の少なくとも一方は、透明導電膜と、前記透明導電膜よりも幅が狭い金属電極とを順次積層した構造からなる、請求項１に記載の光電変換装置。
前記第１および第２の電極の各々は、金属からなるグリッド部と、金属からなるフィンガー部とを有し、
前記第１の電極のグリッド部および前記第２の電極のグリッド部は、前記半導体基板の端部に配置される、請求項１に記載の光電変換装置。
前記第１の電極は、
前記第１の非晶質半導体層上に形成された第１の透明導電膜と、
前記半導体基板の面内方向において離間して前記第１の透明導電膜の端部側において前記第１の透明導電膜上に形成され、前記フィンガー部を構成する第１および第２の金属電極とを含み、
前記第２の電極は、
前記第２の非晶質半導体層上に形成された第２の透明導電膜と、
前記半導体基板の面内方向において離間して前記第２の透明導電膜の端部側において前記第２の透明導電膜上に形成され、前記フィンガー部を構成する第３および第４の金属電極とを含み、
前記反射防止層は、前記第１の透明導電膜の端部と前記第１および第２の金属電極とを覆うとともに、前記第２の透明導電膜の端部と前記第３および第４の金属電極とを覆う、請求項３に記載の光電変換装置。
前記半導体基板と前記第１および第２の非晶質半導体層との間に配置されたｉ型非晶質半導体層を更に備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光電変換装置。
前記第１および第２の電極の各々は、長さ方向において、複数の部分に離間されており、
前記反射防止層は、更に、前記第１の電極の長さ方向における前記第１の電極の前記複数の部分の隣接する部分間、および前記第２の電極の長さ方向における前記第２の電極の前記複数の部分の隣接する部分間に配置されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光電変換装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光電変換装置を備えた太陽光発電システム。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光電変換装置を備えたモバイル太陽電池システム。