KR101286904B1 - 광전 변환 장치 - Google Patents
광전 변환 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101286904B1 KR101286904B1 KR1020127000342A KR20127000342A KR101286904B1 KR 101286904 B1 KR101286904 B1 KR 101286904B1 KR 1020127000342 A KR1020127000342 A KR 1020127000342A KR 20127000342 A KR20127000342 A KR 20127000342A KR 101286904 B1 KR101286904 B1 KR 101286904B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- photoelectric conversion
- electrode layer
- gas
- type semiconductor
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 202
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 113
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 22
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Abstract
본 발명의 과제는, 방열 기구를 형성한 구조에 적합한 패시베이션층을 갖는 광전 변환 장치를 제공하는 것에 있는, 본 발명의 광전 변환 장치 (1) 는, 제 1 전극층 (20), a-Si (비정질 실리콘) 에 의해 형성된 닙 구조를 구비한 단일 발전 적층체 (22), 및, 당해 발전 적층체 (22) 상에, 니켈층 (24) 을 개재하여 성막된 Al 의 제 2 전극층 (26) 을 갖고 있다. 제 2 전극층 (26) 상에는 SiCN 을 함유하는 재료로 구성된 패시베이션층 (28) 이 형성된다. 패시베이션층 (28) 상에는, 접착제층 (29) 을 개재하여 히트 싱크 (30) (예를 들어 Al 에 의해 형성) 가 장착되어 있다.
Description
본 발명은 광전 변환 장치에 관한 것이다.
최근, 화력 혹은 수력의 대체 에너지로서 태양광 에너지를 사용하는 것이 제창되고 있다. 이 때문에, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환 소자에 의해 구성된 태양 전지에 대한 기대는, 매우 커졌다.
이와 같은 상황하에, 실리콘계, 화합물계, 및 유기물계인 것 등, 여러 가지의 태양 전지 혹은 광전 변환 소자가 제안되어 있다.
또한, 이 종류의 태양 전지 중에서도, 실리콘계의 태양 전지는, 지구상의 자원으로서 대량으로 존재하고 있는 실리콘을 원료로 하고 있기 때문에, 다른 화합물계 및 유기물계 태양 전지와 비교하여, 자원 고갈 등의 문제는 생기지 않을 것이라고 생각된다.
또, 실리콘계 태양 전지 중, 비정질형 실리콘 태양 전지는, 비정질 실리콘 (a-Si) 막의 막두께를 다른 단결정형 및 다결정형 실리콘 태양 전지와 비교하여 1/100 이하로 할 수 있기 때문에, 대전력 및 대면적의 태양 전지를 현실적으로 저비용으로 제조하는 데에 적합하다.
그러나, 비정질형 실리콘 태양 전지의 에너지 변환 효율은 6 ％ 정도이고, 20 ％ 정도의 에너지 변환 효율을 갖는 단결정형 및 다결정형 실리콘 태양 전지와 비교하여 현저히 낮고, 또한 비정질형 실리콘 태양 전지의 에너지 변환 효율은, 대면적이 될수록 저하된다는 결점이 지적되고 있다.
본 발명자들은, 먼저, 특허문헌 1 에 있어서, 6 ％ 를 초과하는 에너지 변환 효율을 갖는 비정질형 실리콘 태양 전지 혹은 광전 변환 소자를 제안하였다. 제안된 비정질형 실리콘 태양 전지 혹은 광전 변환 소자는, 투명 전극에 의해 형성된 제 1 전극층, 제 2 전극층, 제 1 전극층과 제 2 전극층 사이에 형성된 1 개 또는 복수의 발전 적층체를 포함하고, 발전 적층체는, 제 1 전극층에 접촉하여 형성된 n 형 비정질 반도체층 (특히, n 형 비정질 실리콘층), 제 2 전극층에 접촉하여 형성된 p 형 비정질 반도체층 (특히, p 형 비정질 실리콘층), 및, n 형 비정질 반도체층과 p 형 반도체층 사이에 형성된 i 형 반도체층 (i 형 실리콘층) 을 구비한 소위 닙 (nip) 구조를 갖고 있다.
변환 효율을 높이기 위해서, 실리콘 소비량이 비교적 적은 미결정 실리콘 (μC-Si) 에 의한 닙 구조의 발광 적층체를 사용하는 것도 제안되어 있다 (특허문헌 2).
또한, 특허문헌 1 에 기재된 비정질형 태양 전지 혹은 광전 변환 소자는, n 형 비정질 반도체층인 n 형 비정질 실리콘층과 접촉하는 제 1 전극층으로서 에너지 장벽이 낮은 n+ 형 ZnO 를 사용한 투명 전극을 채용하고 있다.
특허문헌 1 에 개시된 비정질형 태양 전지 혹은 광전 변환 소자는, 양산성이 풍부함과 함께, 10 ％ 이상의 에너지 변환 효율을 달성할 수 있다. 또한, 자원적으로 고갈 등의 문제가 없는 실리콘 및 아연 재료에 의해 구성되어 있기 때문에, 향후, 태양 전지를 대규모로 또한 대량으로 생산할 수도 있다고 기대되고 있다. 이하에서는, 설명의 간략화를 위해서, 태양 전지 및/또는 광전 변환 소자를 함유하는 발전 구조를 집합적으로 광전 변환 장치로 총칭하는 것으로 한다.
여기서, 광전 변환 장치는, 일반적으로 온도가 높아질수록 발전 효율이 낮아진다는 특성을 갖고 있다. 1 ℃ 온도가 오르면, 예를 들어 a-Si 태양 전지에서는 효율이 0.22 ％ 감소하고, 단결정 Si 태양 전지에서는 0.45 ％ 효율이 감소한다.
그 때문에, 광전 변환 장치는 일방의 전극층측에 금속제의 히트 싱크 등의 방열 기구를 형성하는 경우가 있다.
이 때, 전극층에는, 전극층의 산화, 반도체층으로부터의 원소의 확산, 히트 싱크 등의 다른 부재와의 도통 등을 방지하기 위해서, 패시베이션층 (보호층) 을 형성할 필요가 있는데, 패시베이션층에는 이들을 방지할 뿐만 아니라, 그 자체의 강도가 요구되고, 또, 방열의 방해가 되지 않는 물성도 요구된다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 기술적 과제는, 방열 기구를 형성한 구조에 적절한 패시베이션층을 갖는 광전 변환 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 양태에 의하면, 입사광의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환 소자와, 상기 광전 변환 소자에 형성된 방열부를 갖고, 상기 광전 변환 소자는, 상기 방열부와 접촉하는 부분에 형성되고, SiCN 을 함유하는 재료로 구성된 패시베이션층을 갖는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 상기 광전 변환 소자는, 제 1 전극층과, 제 2 전극층과, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이에 형성된 1 개 또는 복수의 발전 적층체를 포함하고, 상기 발전 적층체는, p 형 반도체층과, 당해 p 형 반도체층에 접촉하여 형성된 i 형 반도체층과, 상기 i 형 반도체층에 접촉하여 형성된 n 형 반도체층을 포함하고, 상기 패시베이션층은 상기 제 2 전극층에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 상기 제 1 전극층은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 제 2 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 상기 발전 적층체의 상기 i 형 반도체층은, 결정 실리콘, 미결정 비정질 실리콘, 및, 비정질 실리콘 중 어느 것에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 ∼ 3 중 어느 하나의 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 상기 제 1 전극층은 상기 n 형 반도체층이 접촉하는 부분이 n 형의 ZnO 를 함유하고, 상기 제 1 전극층에 접촉하는 상기 n 형 반도체층은 비정질 실리콘에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 ∼ 4 중 어느 하나의 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 상기 제 2 전극층에 접촉하는 상기 p 형 반도체층은 비정질 실리콘에 의해 형성되어 있고, 상기 제 2 전극층 중 적어도 상기 p 형 반도체층이 접촉하는 부분에는, 니켈 (Ni) 을 함유하는 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 ∼ 5 중 어느 하나의 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 상기 방열부는, Al 을 함유하는 재료로 구성된 히트 싱크인 것을 특징으로 하는 제 1 ∼ 6 중 어느 하나의 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 상기 SiCN 은, 질화규소 (Si3N4) 에 C 를 2 원자％ ∼ 40 원자％ 첨가시킨 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 제 1 ∼ 7 중 어느 하나의 양태에 기재된 광전 변환 장치가 얻어진다.
본 발명에 있어서는, 방열 기구를 형성한 구조에 적합한 패시베이션층을 갖는 광전 변환 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 광전 변환 장치 (1) 의 단면도이다.
도 2a 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2b 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2c 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2d 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2e 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2f 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2g 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2h 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 3 은 패시베이션층 (28) 을 형성할 때의 조건과 형성된 패시베이션층 (28) 의 물성의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2a 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2b 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2c 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2d 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2e 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2f 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2g 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 2h 는 광전 변환 소자 (10) 의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 3 은 패시베이션층 (28) 을 형성할 때의 조건과 형성된 패시베이션층 (28) 의 물성의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1 을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관련된 광전 변환 장치를 설명한다. 도시된 광전 변환 장치 (1) 는, 복수의 광전 변환 소자 (10) 와, 광전 변환 소자 (10) 에 형성된 방열부로서의 히트 싱크 (30) 를 포함하고, 복수의 광전 변환 소자 (10) 를 접속시킴으로써 태양 전지를 구성하고 있다. 도시된 광전 변환 소자 (10) 는, 가드 유리 (12), 당해 가드 유리 (12) 상에 설치되는 유리 기판 (14), 및 유리 기판 (14) 상에 형성된 나트륨 배리어층 (16) 을 포함하는 기체 (100) 상에 형성되어 있다.
이 예에서는, 유리 기판 (14) 은 Na 를 함유하는 염가의 소다 유리에 의해 형성되어 있고, 이 소다 유리로부터 Na 가 확산되어 소자를 오염시키는 것을 방지할 목적으로, 유리 기판 (14) 상에는, 나트륨 배리어층 (16) 이 형성되어 있다. 나트륨 배리어층 (16) 은, 예를 들어, 표면 평탄화 도포액을 도포하여 건조·소결함으로써 형성된다. 또, 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 단위 셀이 되는 광전 변환 소자 (10) 는, 기체 (100) 상에 있어서, 인접하는 다른 광전 변환 소자 (셀) 와 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.
구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 광전 변환 소자 (10) 는 제 1 전극층 (20), a-Si (비정질 실리콘) 에 의해 형성된 닙 구조를 구비한 단일 발전 적층체 (22), 당해 발전 적층체 (22) 상에, 니켈층 (24) (Ni 를 함유하는 층) 을 개재하여 성막되고, Al 을 함유하는 재료로 구성된 제 2 전극층 (26), 및, SiCN 을 함유하는 재료로 구성된 패시베이션층 (28) 을 갖고 있다.
광전 변환 소자 (10) 를 구성하는 제 1 전극층 (20) 은, 투명 도전체 전극 (Transparent Conductive Oxide (TCO) 층) 이고, 여기서는, 1 ㎛ 의 막두께를 갖는 ZnO 층에 의해 형성되어 있다 (적어도 n 형 반도체층이 접촉하는 부분은 n 형의 ZnO 를 포함한다). 이 제 1 전극층 (20) (ZnO 층) 은 Ga 가 도핑된 n+ 형 ZnO 층이다. 또, 제 1 전극층 (20) 을 구성하는 n+ 형 ZnO 층에는, 소정의 간격마다 절연층 (201) (여기서는, SiCN 을 함유하는 재료) 이 형성되고, 셀 단위로 구획, 구분되어 있다.
당해 제 1 전극층 (20) 상에는, 발전 적층체 (22) 의 일부를 구성하는 n+ 형 a-Si 층 (221) 이 형성되고, n+ 형 a-Si 층 (221) 은 제 1 전극층 (20) 을 구성하는 투명 전극과 접촉하고 있다. 도시된 n+ 형 a-Si 층 (221) 은 10 ㎚ 의 막두께를 갖고 있다. n+ 형 a-Si 층 (221) 상에는, 발전 적층체 (22) 를 형성하는 i 형 a-Si 층 (222) 및 p+ 형 a-Si 층 (223) 이 순차 형성되어 있다. 도시된 i 형 a-Si 층 (222) 및 p+ 형 a-Si 층 (223) 의 막두께는 각각 480 ㎚ 및 10 ㎚ 의 막두께를 갖고 있다.
이 예에서는, 발전 적층체 (22) 를 구성하는 n+ 형 a-Si 층 (221), i 형 a-Si 층 (222), 및 p+ 형 a-Si 층 (223) 에는, 제 1 전극층 (20) 의 절연층 (201) 의 위치와는 상이한 위치에, 비어홀 (224) 이 형성되어 있고, 당해 비어홀 (224) 의 내벽에는 SiO2 층 (224a) 이 형성되어 있다.
닙 구조의 발전 적층체 (22) 는 전체로 500 ㎚ 의 두께를 갖고 있고, 단결정 또는 다결정 실리콘에 의해 형성된 광전 변환 소자와 비교하여, 100 분의 1 이하의 두께를 갖고 있다.
다음으로, p+ 형 a-Si 층 (223) 상에는, 니켈층 (24) 을 개재하여 제 2 전극층 (26) 이 형성되어 있다 (제 2 전극층 (26) 중 적어도 p+ 형 a-Si 층 (223) 이 접촉하는 부분에 니켈층 (24) 이 형성되어 있다).
제 2 전극층 (26) 은 발전 적층체 (22) 의 비어홀 (224) (내벽은 SiO2 층 (224a) 으로 절연되어 있다) 내에도 형성되어 있다. 비어홀 (224) 내의 제 2 전극층 (26) 은, 인접하는 광전 변환 소자의 제 1 전극층 (20) 과 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 제 2 전극층 (26) 상에는 SiCN 으로 구성된 패시베이션층 (28) 이 형성되어 있다. 패시베이션층 (28) 을 형성하는 절연 재료 (여기서는, SiCN) 는, 제 2 전극층 (26), 니켈층 (24), p+ 형 a-Si 층 (223) 을 거쳐 i 형 a-Si 층 (222) 에 이르는 구멍 (225) 내에도 매설되어 있다. 패시베이션층 (28) 상에는, 열전도성이 양호한 재료에 의해 형성된 접착제층 (29) 을 개재하여 히트 싱크 (30) (예를 들어 Al 을 함유하는 재료에 의해 형성) 가 장착되어 있다.
또한, 제 1 전극층 (20) 을 형성하는 n+ZnO 층은, Ga 대신에 Al, In 등을 도프함으로써도 형성할 수 있다.
여기서, 패시베이션층 (28) 의 구성 재료인 SiCN 은, 예를 들어 SiO2 등의 다른 패시베이션층과 비교하여 열전도성이 우수하다는 특징이 있다. 종래 패시베이션층에 사용되고 있는 SiO2 에서는 열전도율이 1.4 W/m/케르빈인 것에 반해, SiCN 은 70 W/m/케르빈으로 압도적으로 크고, 고열 전도율의 접착제층 (29) (본 실시예에서는, 열전도율이 양호한 플라스틱에 카본 나노 튜브를 혼합함으로써, 25 W/m/케르빈이라는 고열 전도율을 갖는다) 을 개재하여 열을 히트 싱크 (30) 에 효율적으로 전달할 수 있고, 태양 전지의 열이 높아져 발전 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또, SiCN 은, 예를 들어 SiO2 등의 다른 패시베이션층과 비교하여, 수소를 통과시키기 어렵기 때문에, 발전 적층체 (22) 를 구성하는 실리콘 (통상, 수소 종단되어 있다) 으로부터 수소가 탈락하여 태양 전지의 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 특히 a-Si 막을 사용한 경우, a-Si 층 표면의 댕글링 본드를 종단하는 수소는 300 ℃ 정도에서 탈락하기 때문에, 수소의 방출을 억제할 수 있는 SiCN 의 효과는 크다.
또한, SiCN 은 후술하는 바와 같이, 성막 조건을 조정함으로써, 내부 응력을 실질적으로 0 으로 할 수 있기 때문에, 패시베이션층에서 기인되는 벗겨짐이나, 소자에 대한 열응력에 의한 전기적 특성의 열화를 방지할 수 있다.
광전 변환 소자 (10) 는, 당해 광전 변환 소자 (10) 의 셀 단체로 약 20 ％ 의 에너지 변환 효율이 얻어졌다. 또, 이들 광전 변환 소자 (10) 를 접속하여 1.15 m×1.40 m 의 태양 전지 모듈을 구성한 경우, 307 W 의 전력이 얻어지고, 모듈에 있어서의 에너지 변환 효율은 18.9 ％ 였다.
이하, 도 2a ∼ 도 2h 를 참조하여, 도 1 에 도시된 광전 변환 소자 (10) 및 광전 변환 장치 (1) 의 제조 방법에 대해 설명한다. 이 예에서는, 본 발명자들이 먼저 출원한 일본 특허출원 2008-153379호 명세서에 의해 제안한 MSEP (Metal Surface-wave Excited Plasma) 형 플라즈마 처리 장치 (하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 것 및 구비하지 않은 것 중 어느 것) 를 제 1 ∼ 제 8 플라즈마 처리 장치로서 사용하고, 이들 플라즈마 처리 장치를 클러스터형으로 배치한 시스템을 사용한 경우에 대해 설명한다.
도 2a 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 소다 유리에 의해 형성된 유리 기판 (14) 상에, 5 Torr 정도의 저압 분위기에서 두께 0.2 ㎛ 의 나트륨 배리어층 (16) 을 형성한다.
다음으로, 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 나트륨 배리어층 (16) 이 형성된 유리 기판 (14) 을, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 1 플라즈마 처리 장치에 유도하고, 제 1 전극층 (20) 으로서 두께 1 ㎛ 의 투명 전극 (TCO 층) 을 형성한다. 제 1 플라즈마 처리 장치에서는, Ga 를 도프함으로써 n+ 형 ZnO 층을 형성하고 있다. Ga 도프의 n+ 형 ZnO 층은, 제 1 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상단 가스 노즐로부터 Kr 및 O2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키고, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터 Ar, Zn(CH3)2 및 Ga(CH3)3 의 혼합 가스를, Kr 및 산소를 함유하는 분위기에서 생성된 플라즈마 중에 분출시킴으로써, 나트륨 배리어층 (16) 상에, n+ 형 ZnO 층을 플라즈마 CVD 성막하였다.
계속해서, n+ 형 ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 상에, 포토레지스트를 도포한 후, 포토리소그래피 기술을 사용하여, 포토레지스트를 패터닝한다. 포토레지스트를 패터닝한 후, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 2 플라즈마 처리 장치에 유도한다. 제 2 플라즈마 처리 장치에서는, 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여 n+ 형 ZnO 층을 선택적으로 에칭하고, 도 2c 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극층 (20) 을 구성하는 n+ 형 ZnO 층에 나트륨 배리어층 (16) 에 이르는 개구부를 형성한다. 제 2 플라즈마 처리 장치에 있어서의 에칭은, 챔버에 상단 가스 노즐로부터 Ar 가스를 공급하고, 그 Ar 분위기에서 생성된 플라즈마 중에, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터 Ar, Cl2, HBr 의 혼합 가스를 챔버에 공급함으로써 실시하였다.
개구부를 갖는 n+ 형 ZnO 층 및 당해 n+ 형 ZnO 층 상에 포토레지스트를 도포한 상태의 유리 기판 (14) 은 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비하지 않은 제 3 플라즈마 처리 장치에 수송되고, 제 3 플라즈마 처리 장치에 있어서, Kr/O2 플라즈마 분위기에서 포토레지스트를 에싱 제거하였다.
포토레지스트 제거 후, 개구부가 형성된 n+ 형 ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 을 피착한 유리 기판 (14) 은 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 4 플라즈마 처리 장치에 도입된다. 제 4 플라즈마 처리 장치에서는, 먼저, 개구부 내 및 n+ 형 ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 의 표면에, SiCN 이 절연층 (201) 으로서 플라즈마 CVD 에 의해 형성된 후, n+ 형 ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 표면의 SiCN 이 동일한 제 4 플라즈마 처리 장치 내에서 에칭 제거된다. 이 결과, n+ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 의 개구부 내에만 절연층 (201) 이 매설된다. 제 4 플라즈마 처리 장치 내에서의 SiCN 의 성막은, 상단 가스 노즐로부터 Xe 및 NH3 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키고, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터 Ar, SiH4, SiH(CH3)3 의 혼합 가스를 챔버에 도입하여 CVD 성막함으로써 실시하고, 이어서 동일한 챔버에서 도입 가스를 전환하고, 상단 가스 노즐로부터는 Ar 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키고, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터는 Ar 과 CF4 의 혼합 가스를 챔버에 도입하여 n+ 형 ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 표면의 SiCN 을 에칭 제거한다.
계속해서, 동일한 제 4 플라즈마 처리 장치 내에서, 도입 가스를 순차 전환함으로써, 닙 구조를 갖는 발전 적층체 (22) 및 니켈층 (24) 이 연속 CVD 에 의해 형성된다. 도 2d 에 나타내는 바와 같이, 제 4 플라즈마 처리 장치 내에서는, n+ 형 a-Si 층 (221), i 형 a-Si 층 (222), p+ 형 a-Si 층 (223), 및 니켈층 (24) 이 순차 성막된다. 구체적으로 설명하면, 제 4 플라즈마 처리 장치에서, 상단 가스 노즐로부터는 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키고, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터는 Ar, SiH4, 및 PH3 의 혼합 가스를 챔버에 도입하여 n+ 형 a-Si 층 (221) 을 플라즈마 CVD 성막하고, 다음으로, 상단 가스 노즐로부터는 계속하여 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터의 가스를 Ar, SiH4, PH3 가스에서 Ar+SiH4 가스로 전환하여 도입함으로써, i 형 a-Si 층 (222) 을 성막하고, 또한 상단 가스 노즐로부터는 계속하여 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터의 가스를 Ar, SiH4 가스에서 Ar+SiH4 +B2H6 가스로 치환함으로써, p+ 형 a-Si 층 (223) 을 성막하고, 다음으로, 상단 가스 노즐로부터는 계속하여 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터의 가스를 Ar, SiH4, B2H6 가스에서, Ar 과 Ni 를 함유하는 가스의 혼합 가스로 치환함으로써, 니켈층 (24) 을 CVD 성막한다. 이와 같이 동일한 MSEP 형 플라즈마 처리 장치에 있어서, 도입 가스를 순차 전환함으로써, 6 층의 성막·에칭이 실시되므로, 결함이 적은 우수한 막을 형성할 수 있고, 동시에 제조 비용을 대폭 인하하는 것이 가능해졌다.
니켈층 (24) 및 발전 적층체 (22) 를 탑재한 유리 기판 (14) 은 제 4 플라즈마 처리 장치로부터 포토레지스트 코터 (슬릿·코터) 에 유도되고, 포토레지스트가 도포된 후, 포토리소그래피 기술에 의해 포토레지스트에 패터닝이 실시된다.
포토레지스트의 패터닝 후, 니켈층 (24) 및 발전 적층체 (22) 를 탑재한 유리 기판 (14) 은, 패터닝된 포토레지스트와 함께, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 5 플라즈마 처리 장치에 유도된다. 제 5 플라즈마 처리 장치에서는, 포토레지스트를 마스크로 하여 니켈층 (24) 및 발전 적층체 (22) 가 선택적으로 에칭되고, 도 2e 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극층 (20) 에 이르는 비어홀 (224) 이 형성된다. 즉, 제 5 플라즈마 처리 장치에서는, 4 층이 연속적으로 에칭된다.
구체적으로 설명하면, 니켈층 (24) 의 에칭은 상단 가스 노즐로부터 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트에서 플라즈마 내에, Ar, CH4 의 혼합 가스를 분출시킴으로써 실시되고, 이어서, 상단 가스 노즐로부터는 계속하여 Ar 을 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터는 Ar+HBr 가스를 분출시킴으로써, 닙의 3 층으로 이루어지는 발전 적층체 (22) 의 에칭을 실시한다.
제 5 플라즈마 처리 장치 내에 있어서의 에칭에 의해, 니켈층 (24) 에서 n+ 형 ZnO 층 (제 1 전극층 (20)) 까지를 관통하여 제 1 전극층 (20) 에 이르는 비어홀 (224) 이 형성된 유리 기판 (14) 은, 제 5 플라즈마 처리 장치로부터 전술한 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비하지 않는 제 3 플라즈마 처리 장치에 이동되고, 상단 가스 노즐로부터 챔버에 도입된 Kr/O2 가스의 분위기에서 생성된 플라즈마 내에서 포토레지스트가 에싱 제거된다.
포토레지스트 제거 후의 유리 기판 (14) 은 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 6 플라즈마 처리 장치에 옮겨지고, 도 2f 에 나타내는 바와 같이, 니켈층 (24) 상에 제 2 전극층 (26) 으로서, 1 ㎛ 의 두께를 갖는 Al 층이 성막된다. Al 층은 비어홀 (224) 내에도 성막된다. 이 Al 층의 성막은, 상단 가스 노즐로부터 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터, Ar/H2 분위기에서 생성된 플라즈마 중에 Ar+Al(CH3)3 가스를 분출시킴으로써 실시된다.
계속해서, 제 2 전극층 (26) 의 Al 층 상에, 포토레지스트가 도포된 후, 패터닝되고, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 7 플라즈마 처리 장치 내에 유도된다.
제 7 플라즈마 처리 장치에서는, 상단 가스 노즐로부터 Ar 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터, Ar 분위기에서 생성된 플라즈마 내에, Ar+Cl2 가스를 분출시킴으로써, Al 층의 에칭이 실시되고, 계속해서, 상단 가스 노즐로부터 Ar 및 H2 의 혼합 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터, Ar/H2 분위기에서 생성된 플라즈마 내에, Ar+CH4 가스를 도입함으로써 니켈층 (24) 의 에칭이 실시되고, 이어서, 상단 가스 노즐로부터 Ar 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키면서, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트로부터의 가스를 Ar+HBr 가스로 전환하고, p+ 형 a-Si 층 (223) 과, i 형 a-Si 층 (222) 의 도중까지를 에칭한다. 이 결과, 도 2g 에 나타내는 바와 같이, Al 층 (제 2 전극층 (26)) 표면으로부터 i 형 a-Si 층 (222) 의 도중에까지 이르는 구멍 (225) 이 형성된다. 이 공정도, 동일한 MSEP 형 플라즈마 처리 장치를 사용하여 가스를 순차 전환함으로써 4 층 연속 에칭이 실시되고, 처리 시간과 비용의 대폭 저감이 이루어진다.
이어서, 도 2g 에 나타내는 소자를 탑재한 유리 기판 (14) 은 전술한 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비하지 않는 제 3 플라즈마 처리 장치로 이동되고, 상단 가스 노즐로부터 챔버에 도입된 Kr/O2 가스의 분위기에서 생성된 플라즈마에 의해 포토레지스트가 에싱 제거된다.
포토레지스트가 제거된 Al 층을 제 2 전극층 (26) 으로서 포함하는 유리 기판 (14) 은 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트를 구비한 제 8 플라즈마 처리 장치에 도입되고, SiCN 막을 CVD 에 의해 형성함으로써, Al 층 (제 2 전극층 (26)) 상 및 구멍 (225) 내에 패시베이션층 (28) 이 성막되고, 도 2h 에 나타내는 바와 같이, 원하는 광전 변환 소자 (10) 가 완성된다. SiCN 의 성막은, 상단 가스 노즐로부터 Xe 및 NH3 가스를 챔버에 공급하여 플라즈마를 발생시키고, 하단 가스 노즐 또는 하단 가스 샤워 플레이트에서 Ar, SiH4, SiH(CH3)3 가스를 분출시킴으로써 실시된다.
여기서, SiCN 막의 내부 응력은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 SiH(CH3)3 가스의 농도를 조절함으로써 (즉, 막 중의 C 함유량을 조절함으로써), 실질적으로 0 으로 하는 것이 가능하다. 여기서, SiCN 의 조성으로는, 질화규소 Si3N4 에 C 를 10 원자％약(弱) 함유 (첨가) 시킨 것이 가장 바람직한데, 2 원자％ ∼ 40 원자％ 첨가시켜도 된다.
또한, 가드 유리 (12) 상에 유리 기판 (14) 을 고정시키고, 패시베이션층 (28) 상에 앞에 서술한 접착제층 (29) 을 개재하여 히트 싱크 (30) 를 장착함으로써, 광전 변환 장치 (1) 가 완성된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 광전 변환 장치 (1) 는, 히트 싱크 (30)측의 제 2 전극층 (26) 상에, SiCN 을 함유하는 재료로 구성된 패시베이션층 (28) 을 형성하고 있다.
즉, 광전 변환 장치 (1) 는 방열 기구를 형성한 구조에 적절한 패시베이션층을 가지고 있어, 보다 발전 효율의 향상이나 내후성에 기여한다.
산업상 이용가능성
상기에 서술한 실시형태에서는, 닙 구조의 발전 적층체 (22) 의 전부를 a-Si 층에 의해 형성하는 경우에 대해서만 설명했는데, i 형 a-Si 층은, 결정 실리콘 또는 미결정 비정질 실리콘에 의해 형성되어도 되고, 단결정 Si 층에 의해 형성되어도 된다. 또, 하나 더 또는 그 이상의 발전 적층체를 발전 적층체 (22) 상에 퇴적해도 된다.
1 : 광전 변환 장치
10 : 광전 변환 소자
12 : 가드 유리
14 : 유리 기판
16 : 나트륨 배리어층
20 : 제 1 전극층 (n+ 형 ZnO 층)
22 : 발전 적층체
100 : 기체
221 : n+ 형 a-Si 층
222 : i 형 a-Si 층
223 : p+ 형 a-Si 층
24 : 니켈층 (Ni 층)
26 : 제 2 전극층 (Al 층)
28 : 패시베이션층 (SiCN 층)
201 : 절연층 (SiCN 층)
224 : 비어홀
224a : SiO2 층
30 : 히트 싱크
10 : 광전 변환 소자
12 : 가드 유리
14 : 유리 기판
16 : 나트륨 배리어층
20 : 제 1 전극층 (n+ 형 ZnO 층)
22 : 발전 적층체
100 : 기체
221 : n+ 형 a-Si 층
222 : i 형 a-Si 층
223 : p+ 형 a-Si 층
24 : 니켈층 (Ni 층)
26 : 제 2 전극층 (Al 층)
28 : 패시베이션층 (SiCN 층)
201 : 절연층 (SiCN 층)
224 : 비어홀
224a : SiO2 층
30 : 히트 싱크
Claims (8)
- 입사광의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환 소자와,
상기 광전 변환 소자에 형성된 방열부를 갖고,
상기 광전 변환 소자는,
상기 방열부와 접촉하는 부분에 형성되고, SiCN 을 함유하는 재료로 구성된 패시베이션층을 갖는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광전 변환 소자는, 제 1 전극층과, 제 2 전극층과, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이에 형성된 1 개 또는 복수의 발전 적층체를 포함하고,
상기 발전 적층체는, p 형 반도체층과, 당해 p 형 반도체층에 접촉하여 형성된 i 형 반도체층과, 상기 i 형 반도체층에 접촉하여 형성된 n 형 반도체층을 포함하고,
상기 패시베이션층은 상기 제 2 전극층에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 발전 적층체의 상기 i 형 반도체층은, 결정 실리콘, 미결정 비정질 실리콘, 및, 비정질 실리콘 중 어느 것에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 상기 n 형 반도체층이 접촉하는 부분이 n 형의 ZnO 를 함유하고, 상기 제 1 전극층에 접촉하는 상기 n 형 반도체층은 비정질 실리콘에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 전극층에 접촉하는 상기 p 형 반도체층은 비정질 실리콘에 의해 형성되어 있고, 상기 제 2 전극층 중 적어도 상기 p 형 반도체층이 접촉하는 부분에는, 니켈 (Ni) 을 함유하는 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 방열부는, Al 을 함유하는 재료로 구성된 히트 싱크인 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 SiCN 은, 질화규소 (Si3N4) 에 C 를 2 원자％ ∼ 40 원자％ 첨가시킨 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009179181A JP5224470B2 (ja) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | 光電変換部材 |
| JPJP-P-2009-179181 | 2009-07-31 | ||
| PCT/JP2010/062488 WO2011013599A1 (ja) | 2009-07-31 | 2010-07-26 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120036948A KR20120036948A (ko) | 2012-04-18 |
| KR101286904B1 true KR101286904B1 (ko) | 2013-07-16 |
Family
ID=43529254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020127000342A KR101286904B1 (ko) | 2009-07-31 | 2010-07-26 | 광전 변환 장치 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8941005B2 (ko) |
| JP (1) | JP5224470B2 (ko) |
| KR (1) | KR101286904B1 (ko) |
| CN (1) | CN102473754A (ko) |
| DE (1) | DE112010003152T5 (ko) |
| TW (1) | TWI499068B (ko) |
| WO (1) | WO2011013599A1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5540431B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2014-07-02 | 国立大学法人東北大学 | 光電変換部材 |
| KR101223020B1 (ko) | 2011-07-13 | 2013-01-17 | 박충권 | 박막형 실리콘 태양전지 모듈 |
| CN114914321B (zh) * | 2022-06-13 | 2024-02-06 | 南通市乐能电力有限公司 | 一种光伏电板用n型电池片 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003142712A (ja) | 2001-11-06 | 2003-05-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
| JP2008140920A (ja) | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| WO2009078153A1 (ja) | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Tokyo Electron Limited | 光電変換素子製造装置及び方法、並びに光電変換素子 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0636429B2 (ja) * | 1982-06-08 | 1994-05-11 | 鐘淵化学工業株式会社 | ヘテロ接合光電素子及びヘテロ接合光電装置 |
| US5175612A (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-29 | Lsi Logic Corporation | Heat sink for semiconductor device assembly |
| DE69215176T2 (de) | 1991-08-30 | 1997-03-27 | Canon Kk | Solarzelle und deren Herstellungsmethode |
| US5391896A (en) * | 1992-09-02 | 1995-02-21 | Midwest Research Institute | Monolithic multi-color light emission/detection device |
| JP3381443B2 (ja) * | 1995-02-02 | 2003-02-24 | ソニー株式会社 | 基体から半導体層を分離する方法、半導体素子の製造方法およびｓｏｉ基板の製造方法 |
| US5736431A (en) * | 1995-02-28 | 1998-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing thin film solar battery |
| JPH1140834A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | Tdk Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
| US5935705A (en) * | 1997-10-15 | 1999-08-10 | National Science Council Of Republic Of China | Crystalline Six Cy Nz with a direct optical band gap of 3.8 eV |
| US6500694B1 (en) | 2000-03-22 | 2002-12-31 | Ziptronix, Inc. | Three dimensional device integration method and integrated device |
| DE19958878B4 (de) * | 1999-12-07 | 2012-01-19 | Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh | Dünnschicht-Solarzelle |
| JP2003069070A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Canon Inc | 太陽電池モジュール |
| JP2004311965A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-11-04 | Canon Inc | 光起電力素子の製造方法 |
| US7135357B2 (en) * | 2003-10-06 | 2006-11-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making an organic electronic device having a roughened surface heat sink |
| KR101257786B1 (ko) * | 2004-08-09 | 2013-04-30 | 트랜스폼 솔라 피티와이 리미티드 | 태양전지(슬라이버) 서브모듈 형성 |
| US20080223429A1 (en) | 2004-08-09 | 2008-09-18 | The Australian National University | Solar Cell (Sliver) Sub-Module Formation |
| NO20063098L (no) | 2006-07-04 | 2008-01-07 | Norsk Solkraft As | Solcelleanordning |
| US7656010B2 (en) * | 2006-09-20 | 2010-02-02 | Panasonic Corporation | Semiconductor device |
| JP2008153379A (ja) | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Sharp Corp | 波長検出装置および波長検出方法 |
| US7732898B2 (en) * | 2007-02-02 | 2010-06-08 | Infineon Technologies Ag | Electrical fuse and associated methods |
| TW200905903A (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-01 | Atomic Energy Council | Improved heat dissipation structure of solar cell |
| CN100540730C (zh) * | 2008-03-18 | 2009-09-16 | 浙江理工大学 | 一种碳氮化硅薄膜的制备方法 |
| JP5470633B2 (ja) * | 2008-12-11 | 2014-04-16 | 国立大学法人東北大学 | 光電変換素子及び太陽電池 |
| CN102455444B (zh) | 2010-10-28 | 2014-08-27 | 洁利来（福建）感应设备有限公司 | 红外双束定距离的感应器及其感应方法 |
-
2009
- 2009-07-31 JP JP2009179181A patent/JP5224470B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-07-26 US US13/383,660 patent/US8941005B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-07-26 CN CN2010800323188A patent/CN102473754A/zh active Pending
- 2010-07-26 KR KR1020127000342A patent/KR101286904B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2010-07-26 WO PCT/JP2010/062488 patent/WO2011013599A1/ja active Application Filing
- 2010-07-26 DE DE112010003152T patent/DE112010003152T5/de not_active Withdrawn
- 2010-07-30 TW TW099125476A patent/TWI499068B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003142712A (ja) | 2001-11-06 | 2003-05-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
| JP2008140920A (ja) | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 |
| WO2009078153A1 (ja) | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Tokyo Electron Limited | 光電変換素子製造装置及び方法、並びに光電変換素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102473754A (zh) | 2012-05-23 |
| TWI499068B (zh) | 2015-09-01 |
| KR20120036948A (ko) | 2012-04-18 |
| JP5224470B2 (ja) | 2013-07-03 |
| US20120111394A1 (en) | 2012-05-10 |
| WO2011013599A1 (ja) | 2011-02-03 |
| DE112010003152T5 (de) | 2012-07-05 |
| US8941005B2 (en) | 2015-01-27 |
| TW201133902A (en) | 2011-10-01 |
| JP2011035123A (ja) | 2011-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5383792B2 (ja) | 太陽電池 | |
| US20160111582A1 (en) | Modular interdigitated back contact photovoltaic cell structure on opaque substrate and fabrication process | |
| CN108352421B (zh) | 具有通过载流子选择性触点互连的多个吸收体的太阳能电池 | |
| US9231130B2 (en) | Photoelectric conversion element and solar cell | |
| US7670638B2 (en) | Protection layer for fabricating a solar cell | |
| KR101072472B1 (ko) | 광기전력 장치의 제조 방법 | |
| US20120247543A1 (en) | Photovoltaic Structure | |
| US20140014169A1 (en) | Nanostring mats, multi-junction devices, and methods for making same | |
| KR101286904B1 (ko) | 광전 변환 장치 | |
| US20140166091A1 (en) | Photovoltaic device with double-junction | |
| KR101106480B1 (ko) | 광기전력 장치의 제조 방법 | |
| WO2016021267A1 (ja) | 光電変換素子 | |
| KR101079027B1 (ko) | 광기전력 장치의 제조 방법 | |
| JP5446022B2 (ja) | 光電変換部材 | |
| WO2010125906A1 (ja) | 電子装置及びその製造方法 | |
| KR101100109B1 (ko) | 광기전력 장치의 제조 방법 | |
| KR101022822B1 (ko) | 광기전력 장치의 제조 방법 | |
| WO2016076299A1 (ja) | 光電変換装置 | |
| JP2013251582A (ja) | 電子装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160711 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170616 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |