TW201220513A - Method for production of photoelectric conversion device - Google Patents

Description

201220513 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係與光電變換裝置相關，尤其是，與以發電 層之製膜所製作之薄膜系太陽電池相關。 ~ 【先前技術】 將太陽光之能量變換成電氣能量之光電變換裝置，具 備由P型矽系半導體（P層）、i型矽系半導體（i層）、 及η型矽系半導體（η層）所構成之光電變換層的薄膜矽 系太陽電池係大家所熟知。薄膜矽系太陽電池之優點，在 於容易大面積化，膜厚較薄，只有結晶系太陽電池之 1/100程度，只需要較少材料即可。所以，薄膜矽系太陽 電池’可以相對於結晶系太陽電池以較便宜的成本來製造 〇 在本技術分野，變換效率的提高是重要課題，故有人 提出具有從基板側依序層積由非晶矽所構成之發電單元層 及由結晶砂所構成之發電單元層之光電變換層的串列型太 陽電池。串列型太陽電池，係以抑制非晶矽層及結晶矽層 之間之慘雜物互相擴散、及調整光量分配爲目的，而插入 由透明導電膜所構成之中間接觸層。中間接觸層，—般係 以配設1層Ga摻雜ZnO ( GZO )或Α1摻雜ZnO ( ΑΖΟ ) 等之透明導電膜來爲之。 一般而言’光電變換層係以電漿CVD法來形成，中 間接觸層則係以濺鍍法來形成。所以，於發電單元層之形 -5- 201220513 成及中間接觸層之形成之間 放成大氣環境。藉此，於發 膜或雜質層。應該是因爲此 能降低。 爲了防止此種光電變換 手段。 例如，專利文獻1記載 上，於基板上形成第1光電 後，藉由大氣中之曝露，而 第1光電變換單元之最表面 2光電變換單元的方法。 專利文獻2則記載著， 間反射層，藉以連續形成中 迴避污染之影響的方法。 [專利文獻1]日本特開 利範圍第1項，段落[0018] [專利文獻2]日本特開 利範圍第1項，段落[0055] 【發明內容】 生產線，若考慮各處理 時期、及各處理工序間之中 發電單元層、中間接觸層、 於專利文獻2所示之連續製 ，製模之層一度從真空環境開 電單元層之表面形成矽系氧化 原因，導致光電變換裝置之性 裝置之性能降低，採用了各種 著，於串列型太陽電池之製造 變換單元（發電單元層），其 以氫等離子處理來除去形成於 的氧化膜或異物後，再形成第 採用導電型非晶氧合矽作爲中 間反射層及光電變換單元，來 2002-23 7608號公報（申請專 、[0022]) 2005- 1 3 5 98 7號公報（申請專 、[0075]) 工序之運轉時間之調整、維修 間品質檢査之運用的話，第1 及第2發電單元層，即使相較 模，也以利用不同裝置來進行 -6 - 201220513 製膜爲佳。 此外，專利文獻1之方法，必須實施氫等離 因爲氫等離子處理條件之管理及生產工序較爲複 生產成本也隨之上昇的問題。 本發明之目的，係在提供一種以簡單的處理 提高光電變換裝置之輸出的製造方法。 爲了解決上述課題，本發明係具備：於基板 1發電單元層之工序、於該第1發電單元層上形 觸層之工序、以及於該中間接觸層上形成第2發 之工序之光電變換裝置的製造方法，其係至少具 成前述第1發電單元層後，使前述基板於大氣中 ，保持5小時以上' 25小時以下之工序；以及 述中間接觸層後，使前述基板於大氣中、室溫 2 0小時以上、5 0小時以下之工序當中之至少其c| 藉由以上述條件形成第1發電單元層後，以 管理基板保持於於大氣中之時間，可以有效地提 換裝置之輸出。保持時間5小時以下，無法得到 出提高效果。另一方面，即使保持超過25小時 確認到進一步提高性能，反而導致生產效率降低 〇 此外’本發明者們，經過審慎硏究的結果， 間接觸層之表面形成雜質層，也是光電變換裝置 低的原因之一。即使以上述條件形成中間接觸層 述範圍管理基板保持於大氣中之時間，也可有效 子處理， 雜，故有 工序卻可 上形成第 成中間接 電單元層 備：於形 、室溫下 於形成前 下，保持 3 —方。 上述範圍 高光電變 安定之輸 ，也無法 而不適合 發現於中 之性能降 後，以上 地提高光 201220513 電瀹換.裝置之輸出。.故保持時間爲20小時以下時，無法 獲得安定之性能提高效果》即使保持時間超過50小時， 不但無法進一步獲得提高性能的效果，反而使製造所需要 的時間變長。 本發明，以組合實施：第1發電單元層形成後之保持 工序、及中間接觸層形成後之保持工序爲佳。 本發明之一實施方式，係以具備：於形成前述第1發 電單元層後，使前述基板於大氣中、室溫下，保持8小時 以上、20小時以下之工序；及於形成前述中間接觸層後 ，使前述基板於大氣中、室溫下，保持40小時以上、50 小時以下之工序當中之至少其中一方爲佳。 藉由以上述範圍管理：以上述條件形成第1發電單元 層後，使基板保持於大氣中之時間；及中間接觸層形成後 ，使基板保持於大氣中之時間之至少其中一方，可以更確 實地提高光電變換裝置之輸出。 此外，本發明之一實施方式，以使前述基板保持於等 級10萬以下之無菌儲存設備內爲佳。 藉由保持基板之環境爲等級10萬以下之無菌儲存設 備內，即使長時間之基板保持狀態，因爲製膜於基板之膜 面表面也沒有異物附著，故可更確實地提高光電變換裝置 之輸出。 是以，藉由管理第1發電單元層形成後之保持工序、 或中間接觸層形成後之保持工序，可以提高光電變換裝置 之輸出。本發明，因爲以簡單處理工序卻可實現光電變換 -8 - 201220513 裝置之性能提高，同時也具有運轉時間之調整等較爲容易 之效果。 【實施方式】 第1圖’係本發明之光電變換裝置之構成槪略圖。光 電變換裝置100，係串列型矽系太陽電池，具備：基板i 、透明電極層2、太陽電池光電變換層3之第1發電單元 層91 (非晶矽系）及第2發電單元層92(結晶矽系）、 中間接觸層5、以及背面電極層4。此外，此處，矽系係 包含矽（Si)、矽碳化物（SiC)、及矽鍺（SiGe)在內 之統稱。此外，結晶矽系’係指非晶矽系以外之矽系，包 含微結晶砂及多結晶砂在內。 以製造太陽電池面板之工序爲例，來針對本發明之一 實施方式之光電變換裝置的製造方法進行說明。第2圖至 第5圖’係本實施方式之太陽電池面板之製造方法的槪略 圖。 (1 )第2 ( 〇圖 基板1，係使用面積超過lm2之大型之鈉平板玻璃基 板（例如，1.4mxl .lmx板厚：3.0mm至4.5mm )。基板端 面，爲了防止熱應力或衝擊等所造成之破損，以實施角部 倒角或R倒角加工爲佳。 (2)第 2 ( b)圖 -9- 201220513 透明電極層2，係利用熱CVD裝置，以約500°C，實 施以氧化錫（Sn02 )爲主要成份之膜厚約500nm以上、 900nm以下之透明導電膜的製模。此時，於透明導電膜之 表面，形成適度凹凸之紋理。透明電極層2，除了透明導 電膜以外，尙可於基板1與透明導電膜之間形成爲鹼性勢 壘膜（未圖示）。鹼性勢壘膜，係利用熱CVD裝置，以 約5 00°C，實施20nm至5 0nm之氧化矽膜（Si02)的製膜 處理。 (3 )第 2 ( c)圖 其後，將基板1設置於X-Y工作台，如圖之箭頭所 示，從透明電極膜之膜面側照射YAG雷射之第1諧波（ 1064nm)。以使加工速度成爲適當之方式來調整雷射功 率，以使透明電極膜相對垂直於發電單元7之直列連結方 向的方向，使基板1及雷射光相對移動，而以形成寬度約 6mm至15mm之特定寬度之條狀溝10的方式來進行雷射 蝕刻。 (4 )第 2 ( d )圖 第1發電單元層91，係利用電漿CVD裝置，來實施 由非晶矽薄膜所構成之p層、i層、及η層之製膜。以 SiH4氣體及η2氣體作爲主原料，於減壓環境：30Pa以上 、lOOOPa以下、基板溫度：約200°C，在透明電極層2上 ’依序從太陽光之射入側實施非晶矽p層3 1、非晶矽i層 -10- 201220513 3 2、非晶矽n層3 3之製膜。非晶矽p層3 i，係以非晶之 B摻雜矽爲主，膜厚爲1 〇nm以上、3〇nm以下。非晶砂i 層32，膜厚爲200nm以上350nm以下。非晶砂η層33， 係以於非晶矽含有微結晶矽之Ρ摻雜矽爲主，膜厚爲 3 Onm以上、5 Onm以下。亦可以於非晶矽ρ層3 1及非晶 矽i層32之間’以提高界面特性爲目的而配設著緩衝層 〇 形成第1發電單元層91後，將基板從電漿CVD裝置 搬出。於第1發電單元層91之製膜後至中間接觸層5之 製膜爲止之期間，將形成著第1發電單元層之基板，保持 於大氣中、室溫下（20 °C至28 t程度）（保持處理工序 A )。處理時間’爲5小時以上、2 5小時以下，最好爲8 小時以上、2 0小時以下。此外，本工序之處理時間，係 定義成從第1發電單元層91之製膜結束後至中間接觸層 5之製膜開始爲止之時間。 保持基板時，應將基板保管於無菌儲存設備內（等級 1萬至10萬程度）等，考慮到異物附著於第1發電單元 層表面之問題β 此外，等級1萬及等級1 〇萬，係指於1 ft3之空間， 0.3 v m以上之粒子數分別爲1萬以下、1 0萬以下。此外 ，工廠不必整體爲無菌儲存設備，只要搬送及保持基板之 空間的儲存設備內爲等級1萬或等級1〇萬以下即可。 於第1發電單元層91上，配設著用以改善接觸性及 用以取得電流整合性爲目的之作爲半反射膜的中間接觸層 -11 - 201220513 5。中間接觸層5，係以濺鍍裝置，利用標靶：Ga摻雜 ZnO燒結體或A1摻雜ZnO燒結體，實施膜厚：20nm以 上、lOOnm以下之Ga或A1摻雜ZnO膜之製膜。 形成中間接觸層5後，從濺鍍裝置搬出基板。從中間 接觸層5之製膜後至第2發電單元層92之製膜之期間， 將基板保持於大氣中、室溫下（保持處理工序B)。處理 時間，爲20小時以上、50小時以下，最好爲40小時以 上、50小時以下。此外，本工序之處理時間，係定義成 中間接觸層5之製膜結束後至第2發電單元層92之製膜 開始之時間。 本工序，也以將基板保管於無菌儲存設備內而考慮到 異物附著於中間接觸層表面之問題爲佳》 本實施方式，可以只實施保持處理工序A或保持處 理工序B，也可以雙方都實施。 其次，於中間接觸層5之上，利用電漿CVD裝置， 在減壓環境：3000Pa以下、基板溫度：約200°C、電漿發 生頻率：40MHz以上、100MHz以下的狀態下，依序實施 第2發電單元層92之結晶矽p層41、結晶矽i層42、及 結晶矽η層43的製膜。結晶質矽p層41，係以摻雜著B 之微結晶砂爲主，膜厚爲l〇nm以上、50nm以下。結晶 矽i層42，係以微結晶矽爲主，膜厚爲1.2/z m以上、3.0 # m以下。結晶矽η層43，係以摻雜著P之微結晶矽爲 主，膜厚爲20nm以上、50nm以下。此外，結晶矽η層 ，亦可置換成非晶矽η層。 -12- 201220513 以電漿CVD法形成以微結晶矽爲主之i層膜時，電 漿放電電極與基板1之表面的距離d，以3mm以上、 10mm以下爲佳。小於3mm的話，以對應於大型基板之製 膜室內之各構成機器精度而言，難以使距離d保持一定， 而且，太近可能導致放電的不安定。大於1 0 mm的話，則 難以得到充份之製膜速度（lnm/s以上），而且，電發之 均一性降低，離子衝擊導致膜質降低。 (5 )第 2 ( e)圖 將基板1設置於X-Y工作台，如圖之箭頭所示，從 光電變換層3之膜面側，照射雷射二極體激發YAG雷射 之第2諧波（5 3 2nm)。脈衝振盪：1 0kΗz至2OkHz，以 加工速度成爲適當之方式來調整雷射功率，以於從透明電 極層2之雷射蝕刻線之約100"111至150/zm之橫側形成 溝11之方式來實施雷射蝕刻。此外，該雷射亦可以從基 板1側照射，此時，因爲可以利用爲光電變換層3之第1 發電單元層91所吸收之能量而發生之高蒸氣壓，來蝕刻 光電變換層3，故可以實施更爲安定之雷射蝕刻加工。雷 射蝕刻線之位置，應以不會與前工序之蝕刻線交叉並考慮 定位公差下來進行選擇》 (6)第 3 ( a)圖 背面電極層4，係利用濺鍍裝置，在減壓環境、製膜 溫度：150°C至200°C下，實施Ag膜/Ti膜之製膜。本實 -13- 201220513 施方式，係依序層積Ag膜：150nm以上、500nm以下、 及用以保護其之高防蝕效果的Ti膜；10nm以上、20nm以 下。或者，背面電極層4，亦可以爲具有25nm至lOOnm 之膜厚的Ag膜、及具有15nm至5 00nm之膜厚的A1膜之 層積構造。此外，串列型太陽電池等需要600nm以上之 長波長側反射光者時，亦可以爲具有約lOOnm至450nm 之膜厚的Cu膜、及具有約5nm至150nm之膜厚的Ti膜 之層積構造。 以η層43與背面電極層4之接觸電阻的降低及光反 射的提高爲目的，亦可以於光電變換層3與背面電極層4 之間，利用濺鍍裝置，配設膜厚：50nm以上、lOOnm以 下之摻雜著Ga或A1之ZnO膜。 (7)第 3 ( b)圖 將基板1設置於X-Y工作台，如圖之箭頭所示，從 基板1側照射雷射二極體激發YAG雷射之第2諧波（ 5 3 2nm )。雷射光爲光電變換層3所吸收，利用此時所發 生之高氣體蒸氣壓，爆裂背面電極層4來除去。調整成脈 衝振盪：1kHz以上、50kHz以下之雷射功率，使其成爲 適當之加工速度，而以形成溝12之方式，來實施透明電 極層2之雷射蝕刻線之25 0 // m至40〇v m之橫側的雷射 蝕刻。 (8)第3 ( c)圖及第4 ( a)圖 -14- 201220513 區分發電區域，對基板端週邊之膜端部實施雷射蝕刻 ，來防止直列連結部分發生短路。將基板1設置於X-Y 工作台，從基板1側照射雷射二極體激發YAG雷射之第 2諧波（53 2nm)。雷射光爲透明電極層2及光電變換層 3所吸收，利用此時所發生之高氣體蒸氣壓，使背面電極 層4爆裂，來除去背面電極層.4/光電變換層3/透明電極 層2。調整脈衝振盪：1kHz以上、50kHz以下之雷射功率 ，使其成爲適當之加工速度，對從基板1之端部之5mm 至2 0mm之位置，如第3 ( c )圖所示，以形成X方向絕 緣溝15之方式來實施雷射蝕刻。此外，第3(c)圖，因 爲係切斷直列連結著光電變換層3之方向的X方向剖面 圖，原本於絕緣溝15之位置，應圖示著相當於已被膜硏 磨除去之背面電極層4/光電變換層3/透明電極層2之周 圍膜除去區域14的區域狀態（參照第4 ( a )圖），然而 ，爲了方便針對基板1之端部之加工的說明，而於該位置 ，利用圖示著Y方向剖面之所形成之絕緣溝來進行X方 向絕緣溝1 5的說明。此時，Y方向絕緣溝，因爲於後工 序實施基板1周圍膜除去區域之膜面硏磨除去處理，故無 配設必要。 藉由絕緣溝15之蝕刻只從基板1端實施至5mm〜 1 5mm之位置，對於抑制外部之水份從太陽電池面板端部 浸入太陽電池模組6之內部，呈現極爲優良的效果。 此外，至以上爲止之工序所使用之雷射光，係YAG 雷射，然而，亦可以相同方式來使用YV04雷射及光纖雷 -15- 201220513 射等。 面 著 > 去 1 工 比 磨 2 背 用 板 集 寬 池 乙 (9) 第4(a:從太陽電池膜面側觀察時，b:從受光 之基板側觀察時）圖 爲了確保後工序之介由EVA等與背板24之健全接 •板面，基板1週邊（周圍膜除去區域14)之層積膜 有落差的話，則容易剝離，故除去該膜而形成周圍膜除 區域14。藉由除去從基板1之端至5mm〜20mm之基板 之全部周圍的膜，在X方向，於比前述第3(c)圖之 序所配設之絕緣溝15更靠近基板端側，在Y方向，於 基板端側部附近之溝1 〇更靠近基板端側，利用磨石硏 或吹磨等來除去背面電極層4/光電變換層3/透明電極層 〇 硏磨屑及磨料，則以基板1之洗淨處理來除去。 (10) 第 5 ( a) 、（ b)圖 以從利用由直列並排之其中一方端之發電單元7之 面電極層4、及連結於另一方端部之發電單元7之集電 單元之背面電極層4所構成之銅箔所集電之太陽電池面 背側之端子箱23之部分取出電力之方式來進行處理。 電用銅箔，爲了防止各部之短路，配置著比銅箔寬度更 之絕緣片。 將集電用銅箔等配置於特定位置後，以覆蓋太陽電 模組6之整體而不會從基板1凸出之方式，以EVA ( -16- 201220513 烯-醋酸乙烯共聚物）等配置接著充塡材片。 於接著充塡材片之上，設置高防水效果之背板24。 背板24，於本實施方式，以高防水防濕效果之PET片/A1 箔/PET片之3層構造來構成。 於背板24之端子箱23之裝設部分，配設著開口貫通 窗，用以取出集電用銅箔。該開口貫通窗部分，於背板 24與背面電極層4之間，設置著複數層之絕緣材來抑制 水份等從外部侵入。 將完成至將背板24配置於特定位置爲止之物，以層 壓裝置’於減壓環境下實施內部之脫氣，於約150 °C至 1 60 °C下，一邊進行衝壓一邊以接著充塡材片（EVA )作 爲架橋使其密貼，來實施密封處理。 此外’接著充塡材片，並未限定爲EVA，亦可以利 用PVB (聚乙烯丁醛）等具有類似機能之接著充塡材。此 時’只要以適當之壓著手續、溫度、及時間等條件來執行 處理即可。 (1 1 )第 5 ( a)圖 將端子箱23以接著劑裝設於太陽電池模組6之背側 (12)第 5 ( b)圖 以焊錫等連結銅箔及端子箱23之輸出纜線，端子箱 23之內部以充塡密封劑（封裝劑）來使其密閉。即完成 -17- 201220513 太陽電池面板5 0。 (13)第 5 ( c)圖 針對以至第5(b)圖之工序所形成之太陽電池面板 5〇，實施發電檢査、及特定之性能試驗。發電檢查，係以 AM 1.5'全天曰射基準太陽光（1 000 W/m2 )之太陽摸擬器 來實施。此外，發電檢査，可以於太陽電池面板50完全 完成後再實施，亦可以在鋁框裝設前實施。 (14)第 5 ( d)圖 於發電檢査（第5(c)圖）前後，實施包括外觀檢 查在內之特定性能檢査》 (15 )第6圖 將用以對太陽電池模組6賦予強度及作爲裝設座之鋁 框，裝設於太陽電池模組6之周圍。以於太陽電池模組6 與鋁框103L、103S之間介由橡膠製之襯墊等來一邊保持 彈性一邊確實固定爲佳。 以上，即完成太陽電池面板5 0。 (實施例1:保持處理工序A之效果） 1.於4mxl.lm之玻璃基板上，製作具有第1圖所示 之層積構造的太陽電池模組。各層之膜厚如下所示。 透明電極層2: 800nm -18- 201220513 第1發電單元層91:P層爲l〇nm至20nm、i層爲 200nm、η 層爲 30nm 至 40nm 中間接觸層（GZO膜）5 : 50nm至90nm，Ga摻雜量 0.5質量％ 第2發電單元層92:p層爲20nm至30nm、i層爲 1.5//m 至 1.8 仁 in，η 層爲 30nm 至 40nm 背面電極層（Ag膜）5: 250nm 第1發電單元層91之i層的製膜條件，係高頻電力 :0.06W/cm2 至 0.10W/cm2、氫稀釋率（H2 氣體流量/SiH4 氣體流量）：2倍至3倍、製膜壓力：15 0Pa至25 0Pa。 第1發電單元層之製膜後，在管理於室溫（平均溫度 :22 °C至27 °C )之等級1〇萬以下之無菌儲存設備內之儲 存設備或儲存設備內部之管理於等級1〇萬以下之無菌儲 存設備內部、處理時間：〇小時至8 0小時之條件下，實 施保持處理工序A。 中間接觸層5之製膜條件，係高頻電力：0.2W/Cm2 至0.25 W/cm2、氧氣體導入量：0.5體積％至1體積％、 製膜壓力：〇.3Pa至0.5Pa。 第2發電層92之i層的製膜條件，係高頻電力 l.OW/cm2至1.5W/cm2、氫稀釋率：45倍至60倍、製膜 壓力：1500Pa 至 2500Pa ° 第7圖，係保持處理工序A之處理時間、與所製造 之太陽電池模組之輸出及短路電流之關係。該圖中，橫軸 係處理時間，左縱軸係輸出比，右縱軸係短路電流比。第 -19- 201220513 8圖，係保持處理工序A之處理時間、與所製造之太陽電 池模組之開放電壓及形狀因子之關係。該圖中，橫軸係處 理時間，左縱軸係開放電壓比，右縱軸係形狀因子比。此 外，輸出比、短路電流比、開放電壓比、以及形狀因子比 ，係以0小時至1小時之處理時間之太陽電池模組之輸出 、短路電流、開放電壓、及形狀因子之各平均値所標準化 之値。 第7圖及第8圖之圖中，處理時間，〇小時至10小 時係以每1小時區分，並計算各評估項目之平均値。處理 時間爲1 0小時以上，則以每1 〇時間進行區分，並計算各 評估項目之平均値。 如第7圖所示，處理時間至5小時之期間，呈現輸出 比隨著短路電流比之增大而增大的傾向。處理時間爲5小 時以上，係呈現短路電流比及輸出比增大傾向減少的情形 ，處理時間爲1 0小時以上，大致沒有變化，參照處理時 間爲1 0小時至5 0小時之結果的話，則即使處理時間更長 ，輸出增大之效果也達到飽和。此外，處理時間爲70小 時至8 0小時之輸出比及短路電流比，則反而呈現降低的 傾向。以2 0至3 0小時之處理時間之平均値而言，輸出比 平均提高1.5%，短路電流比則平均提高1.1%。 由以上之結果可以得知，處理時間必須爲5小時以上 。爲了得到安定之高輸出，以8小時以上之處理時間爲佳 «若考慮縮短至完成一連串之太陽電池製造的需要時間、 或以保持處理已完成第1發電單元層之製膜之基板之儲存 -20- 201220513 設備之容量的話，處理時間愈短愈好，而以安定之高輸出 而言，應爲2 5小時以下，最好爲2 0小時以下。 相對於此’如第8圖所示，開放電壓比及形狀因子比 ，於實施試驗之處理時間，幾乎沒有變化。 因爲以保持處理工序A來增加太陽電池之'短路電流 ’應可理解到，第1發電單元層91 ( η層3 3 )及中間接 觸層5之間的反射率增大，第1發電單元層91所發生之 電流增大的情形。推測其原因，係因爲保持處理工序A 之製膜後的大氣曝露，而於第1發電單元層之η層33表 面形成極薄之矽之自然氧化膜。該自然氧化膜較厚時，因 爲電阻較大而較佳。如本實施例所示，推測應是5小時至 25小時之保持處理，形成數nm程度之薄自然氧化膜，而 使氧介在於中間接觸層5之界面，進而產生有效地提高第 1發電單元層91/中間接觸層5之界面之反射率的作用。 於該第1發電單元層91之η層33表面形成極薄、不 會過厚之矽之自然氧化膜上，將形成著第1發電單元層 91之基板在室溫下以特定時間保持於大氣中之處理工序 係確實而簡易的處理方法。 (實施例2:保持處理工序Β之效果） ‘ 1.於4mxl.lm之玻璃基板上，製作具有第1圖所示 之層積構造的太陽電池模組。 各層之膜厚及製膜條件，係與實施例1相同。實施例 2，不實施保持處理工序A，而係於中間接觸層之製膜後 -21 - 201220513 ，在管理於室溫（平均溫度：22 °C至27 °C)之無菌儲存 設備內之儲存設備或無菌儲存設備內、處理時間：〇小時 至60小時之條件下，實施保持處理工序b。 第9圖，係保持處理工序B之處理時間、與所製造之 太陽電池模組之輸出及短路電流之關係。該圖中，橫軸係 處理時間，左縱軸係輸出比，右縱軸係短路電流比。第 10圖，係保持處理工序B之處理時間、與所製造之太陽 電池模組之開放電壓及形狀因子之關係》該圖中，橫軸係 處理時間，左縱軸係開放電壓比，右縱軸係形狀因子比。 輸出比，短路電流此、開放電壓比、以及形狀因子比，其 定義係與第7圖及第8圖相同。 第9圖及第1 0圖之圖中，處理時間，0小時至10小 時係以每小時來區分、1 〇小時至20小時係以每2小時來 區分、2 0小時至4 0小時係以每4小時來區分、4 0小時至 6 0小時係以每1 0小時來區分，並計算各評估項目之平均 値。 如第9圖所示，處理時間愈長，則輸出比愈爲增大。 至20小時爲止之處理時間，輸出比之誤差較大’然而’ 20小時以上的話，輸出比則呈現安定。40小時以上之處 理時間的話，則輸出更爲增大。輸出比’於50小時至60 小時之處理時間之平均値，提高2.4%。處理時間即使超 過50小時，輸出比幾乎沒有更進一步增大。此外’處理 時間超過5 0小時（2日間以上）的話’因爲用以保持處 理已完成第2發電單元層92之製膜之基板之儲存設備的 -22- 201220513 容量過大，判斷其以上之處理時間’無法得到相對於處理 時間之輸出比的提高效果。 以2 0小時至3 0小時之處理時間爲界，增加傾向呈現 減少，在3 0小時至40小時之處理時間之期間，觀察到開 放電壓及形狀因子的增大，開放電壓比平均提高〇.6% ’ 形狀因子比平均提高1 .〇%。然而，上述40小時之處理時 間，短路電流幾乎沒有增加。亦即，保持處理工序B’於 起始階段，開放電壓及形狀因子之增大，對於輸出增大有 所貢獻。 另一方面，處理時間比30小時至40小時更長的話， 開放電壓及形狀因子幾乎沒有變化，然而，40小時以上 之處理時間，觀察到短路電流的增大。短路電流比，處理 時間50至60小時之平均値增加了 0.8%。 第11圖，係針對模擬中間接觸層5而單獨形成有 GZO膜（Ga摻雜量0.5質量％ )之玻璃基板，以與保持 處理工序B相同條件進行保持時之光學特性的變化圖。該 圖中，橫軸係處理時間，縱軸係分別爲波長 60〇nm、 700n m、800nm之透射率及反射率之和（從100%減去吸 收率者，相當於內部透射率）。 由第11圖之結果可以得知，製膜後，中間接觸層因 爲缺氧而發生若干著色，然而，從大氣開放約10小時程 度，即開始回復缺氧。第1 1圖中，保持時間超過5 0小時 的話，幾乎未觀察到光學特性的變化。 由第9圖至第11圖之結果可以推測，保持處理工序 -23- 201220513 B之所以能提高輸出之理由，係於至4〇小時爲止之處理 時間之初期階段，係因爲在大氣曝露中，親和性導致存在 於大氣中之氧吸附於中間接觸層5表面之氧原子而形成氧 吸收層，在第2發電單元層92之p層41之製膜時，起緣 於氫電漿等之中間接觸層之耐還原性獲得提高，而且，中 間接觸層5之表面爲均一之氧化膜，故於第2發電單元層 92之p層41之製膜初期階段，促進了均一之膜成長，而 使中間接觸層5及p層41之界面特性更爲均一化。此外 ，40小時以上之處理時間，應該是因爲持續對中間接觸 層5之膜內供給氧，缺氧情形消失而提高了中間接觸層5 之透射率，進而增大了對第2發電單元層92之射入光量 〇 於該中間接觸層5之表面，形成均一之氧吸附層，此 外，再針對中間接觸層5之膜內供給所欠缺之氧時，將形 成著中間接觸層5之基板於大氣中、以特定時間保持於室 溫下之處理工序，係確實而簡易之處理方法。 (實施例3:保持處理工序A及保持處理工序B之組合） 1.於4mXl.ini之玻璃基板上，製作具有第1圖所 示之層積構造的太陽電池模組6。各層之膜厚及製膜條件 ，與實施例1相同。實施例3，係在上述條件下，實施保 持處理工序A及保持處理工序B。 第12圖，係將保持處理工序A之處理時間分類成0 小時至1小時、及5小時以上（25小時以下）時，太陽 -24- 201220513 電池模組之輸出與保持處理工序B之處理時間的關係。該 圖中，橫軸係處理時間，縱軸係輸出比。輸出比，係以保 持處理工序A及B之處理時間分別爲0小時至1小時時 之平均値所標準化之値。 第13圖，係將保持處理工序A之處理時間分類成0 小時至1小時、及5小時以上（25小時以下）時，太陽 電池模組之開放電壓、形狀因子、及短路電流、與保持處 理工序B之處理時間的關係。該圖中，橫軸係處理時間， 左縱軸係開放電壓比及形狀因子比，右縱軸係短路電流比 。開放電壓比、形狀因子比、及短路電流比，係以保持處 理工序A及B之處理時間分別爲〇小時至1小時之平均 値所標準化之値。 第12圖及第1 3圖中，處理時間，0小時至2小時以 每1小時來區分，1 0小時至2 0小時以每2小時來區分， 20小時至3 6小時則以每4小時來區分，並計算各評估項 目之平均値。此外，計算2小時至5小時、5小時至10 小時、36小時至50小時、以及50小時至60小時之各評 估項目的平均値。 參照第12圖，輸出比，在保持處理工序A:5小時 以上、保持處理工序B : 50小時至60小時之條件下，平 均提高2.8%。其中，保持處理工序A所賦予之部分（相 當於第12圖中之（2))爲0.8%，而保持處理工序B所 賦予之部分（相當於第12圖中之（1))爲2.0%。與實 施例1及實施例2進行比較，各保持處理工序之輸出提高 -25- 201220513 效果，比各自單獨實施時之各提高値的合計値低了約20 %至50%程度，然而，藉由保持處理工序A及保持處理 工序B之組合，可以得到進一步的性能提高。推測其係因 爲將射入太陽電池模組6之光能量利用於第1發電單元層 91及第2發電單元層92之發電的互相分配時，保持處理 工序B之效果對保持處理工序A之效果所產生的影響。 如第13圖所不，短路電流比，依據保持處理工序a 之處理時間，可以觀察到差異。開放電壓比及形狀因子比 ，保持處理工序A幾乎沒有影響，保持處理工序b之處 理時間愈長則增加愈爲明顯。其係與實施例1及實施例2 所說明之傾向一致。 於第1發電單元層91之η層33表面形成極薄之矽之 自然氧化膜，此外，對中間接觸層5之表面及膜中進行氧 之供給，用以將形成著第1發電單元層91及中間接觸層 5之階段之基板，在大氣中、以特定時間保持於室溫下之 處理工序，係確實而簡易的處理方法。 實施例1至實施例3之保持處理工序Α及保持處理 工序B，係將處理對象之基板以特定時間保持於大氣中、 室溫下之處理工序，然而，特定溫度範圍內之室溫並無限 制的必要。室溫之管理範圍變化時，只要對應該變化之管 理範圍之室溫來適度地重新設定處理時間即可。 例如，以在40°C至50°C之溫風下而維持稍高於室溫 之溫度的儲存設備進行處理，可以縮短處理時間。 此時，環境溫度及處理時間，可以利用本發明之主旨 -26- 201220513 內所選擇之試驗，來設定適當的時間》 【圖式簡單說明】 第1圖係以本發明之光電變換裝置之製造方法所製造 之光電變換裝置之構成槪略圖。 第2圖係用以說明利用本發明之光電變換裝置之製造 方法來製造太陽電池面板之一實施方式的槪略圖。 第3圖係用以說明利用本發明之光電變換裝置之製造 方法來製造太陽電池面板之一實施方式的槪略圖： 第4圖係用以說明利用本發明之光電變換裝置之製造 方法來製造太陽電池面板之一實施方式的槪略圖。 第5圖係用以說明利用本發明之光電變換裝置之製造 方法來製造太陽電池面板之一實施方式的槪略圖。 第6圖係用以說明利用本發明之光電變換裝置之製造 方法來製造太陽電池面板之一實施方式的槪略圖。 第7圖係保持處理工序A之處理時間、與所製造之 太陽電池模組之輸出及短路電流的關係圖。 第8圖係保持處理工序A之處理時間、與所製造之 太陽電池模組之開放電壓及形狀因子的關係圖。 第9圖係保持處理工序B之處理時間、與所製造之太 陽電池模組之輸出及短路電流的關係圖。 第10圖係保持處理工序B之處理時間、與所製造之 太陽電池模組之開放電壓及形狀因子的關係圖。 第11圖係保持處理工序時間對中間接觸層之光學特 -27- 201220513 性的影響圖》 Α及保持處理工序Β時 所製造之太陽電池模組 A及保持處理工序B時 所製造之太陽電池模組 流的關係圖。 第12圖係實施保持處理工序 ，保持處理工序B之處理時間、！ 之輸出的關係圖。 第13圖係實施保持處理工序 ，保持處理工序B之處理時間、I 之開放電壓、形狀因子、及短路電 【主要元件符號說明】 1 :基板 2 :透明電極層 3 :光電變換層 4 :背面電極層 5 :中間接觸層 6 :太陽電池模組 7 :發電單元 3 1 :非晶矽P層 3 2 :非晶矽i層 3 3 :非晶矽η層 41 :結晶砍ρ層 42 :結晶砂i層 43 :結晶砂η層 50:太陽電池面板 91 :第1發電單元層 -28- 201220513 92:第2發電單元層 100 :光電變換裝置 103L、103 S ：鋁框

Claims (1)

1. 201220513 七、申請專利範圍： 1. 一種光電變換裝置之製造方法，其係具備含有下 述工序：於基板上形成第1發電單元層之工序' 於該第1 發電單元層上形成中間接觸層之工序、以及於該中間接觸 層上形成第2發電單元層之工序，其特徵爲： 至少具備以下工序中之一種， 於形成前述第1發電單元層後，使前述基板於大氣中 、室溫下，保持5小時以上、25小時以下之工序；及 於形成前述中間接觸層後，使前述基板於大氣中、室 溫下，保持20小時以上、50小時以下之工序》 2. 如申請專利範圍第1項所述之光電變換裝置之製 造方法，其中 至少具備以下工序中之一種， 於形成前述第1發電單元層後，使前述基板於大氣中 、室溫下，保持8小時以上、20小時以下之工序：及 於形成前述中間接觸層後，使前述基板於大氣中、室 溫下，保持4 0小時以上、5 0小時以下之工序。 3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光電變換裝置 之製造方法，其中 將前述基板保持於等級10萬以下之無菌儲存設備內 -30-