TWI481055B - Method for manufacturing photoelectric conversion device - Google Patents

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Yoshiaki Takeuchi
Michio Kondo
Takuya Matsui
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Mitsubishi Heavy Ind Ltd
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Description

光電變換裝置之製造方法
本發明係有關光電變換裝置之製造方法，特別是有關具備異質接合構造之太陽能電池之製造方法之構成。
作為將太陽光的能量變換成電性能量的光電變換裝置，知道有太陽能電池(例如，參照專利文獻1)。近年來將太陽能電池的變換效率之提升作為目標，進行有具備使用鍺(Ge)，或矽(Si)-Ge-錫(Sn)系合金等之窄帶隙材料之異質接合構造之太陽能電池之研究開發。Ge係能帶隙為0.66eV，此係較使用於以往光電變換層之結晶Si的能帶隙(1.1eV)為小。由使用如此之窄帶隙材料者，可使較至今未利用到長波長側的光之吸收增加，更提升太陽能電池之變換效率。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第2771921號公報(專利範圍第1項)
作為使用窄帶隙材料之異質接合構造之太陽能電池之一，有著將p型結晶Ge作為基板，於該基板上，將依序層積i型非晶質矽半導體層與n型非晶質矽半導體層之異質接合單元作為光電變換層之太陽能電池。
將p型結晶Ge作為基板之情況，首先，該基板係以有機溶劑及洗淨劑加以洗淨。對於所洗淨之基板表面係形成有氧化膜(GeOx)之故，於加熱基板而除去上述氧化膜之後，依序層積i型非晶質矽半導體層與n型非晶質矽半導體層。
但在具有如此作為而製作之異質接合單元的太陽能電池中，有著無法得到所期望之發電特性之問題。
另外，作為不同之製造方法，有著將在背面電極表面之凹凸尺寸作為適當化為目的，於絕緣基板上，以350℃之退火處理使添加有n型摻雜劑之非晶形鍺固相成長之後，於蝕刻處理之多結晶鍺層表面，緻密地形成有半球狀之細微凹凸之構成(專利文獻1)。但輸出電流Isc係為不足於20mA/cm2 之狀況，有著無法得到所期望之發電特性之問題。
本發明係有鑑於如此情事所做為之構成，其目的為提供可提升具有p型結晶Ge(基板)/i型非晶質矽半導體層/n型非晶質矽半導體層所成之異質接合單元的太陽能電池之發電特性的光電變換裝置之製造方法。
為了解決上述課題，本發明係將p型結晶Ge作為基板，具備於該基板上，將依序層積i型非晶質矽半導體層與n型非晶質矽半導體層之異質接合單元之光電變換裝置之製造方法，其中，提供具備將除去形成於表面之氧化膜之前述基板作為特定溫度之後，配置於真空處理室內，使其暴露於PH3 氣體之PH3 暴露處理工程，和於前述PH3 暴露之基板上，將i型非晶質矽半導體層製膜之i層製膜工程，和於前述i型非晶質矽半導體層上，將n型非晶質矽半導體層製膜之n層製膜工程，和於前述n型非晶質矽半導體層上，及與製膜前述基板之前述i型非晶質矽半導體層側相反的面，形成電極之電極形成工程之光電變換裝置之製造方法。
當加熱p型結晶Ge(基板)時，氧(O)則加以昇華而除去基板表面之氧化膜。本發明者係銳意研究的結果，除去氧化膜之基板表面係經由未結合手(懸空鍵)加以被覆，由存在有安定順位於價電子帶內者而顯示強p型，但得到成為未能得到發電特性之要因的見解。
如根據本發明，由將除去氧化膜之基板作為PH3 暴露處理者，可吸附(或者結合)PH3 氣體於基板表面，將基板表面之費米位準返回至真性附近。於如此之基板上，由層積i型非晶質矽半導體層及n型非晶質矽半導體層者，可特別地提升光電變換裝置之發電特性。
在上述發明之一形態中，在前述PH3 暴露處理工程中，將前述基板的前述特定溫度作為150℃以上為佳。
PH3 暴露時之基板溫度係高溫情況則有使電池性能提升之效果，基板溫度在150℃以上，效果則提升。
在上述發明之一形態中，於前述電極形成工程後，具備加上熱進行退火處理之退火處理工程為佳。
經由於電極形成工程後，進行退火處理者，可使具備異質接合單元之光電變換裝置之發電特性提升。退火處理係特別於降低設定PH3 暴露處理時之基板的特定溫度之情況為有效。
於PH3 暴露處理之前，基板係作為特定溫度。降低設定特定溫度之情況係於PH3 暴露處理時，以熱源加熱基板為佳。提高設定特定溫度之情況，在基板溫度為可在高溫安定之狀態暴露於PH3 。由此可使作為光電變換裝置時之發電特性提升。另外，得到於PH3 暴露處理後加上熱而進行退火處理，亦可得到同等效果之見解。經由退火處理工程未限制PH3 暴露處理時之基板溫度的選定之故，可省略PH3 暴露處理用之真空處理室內的調溫裝置。更且將PH3 暴露處理用之真空處理室作為n層製膜室之情況，亦可將加熱溫度保持固定為n層製膜條件而共用。
在上述發明之一形態中，於前述PH3 暴露處理工程前，或前述PH3 暴露處理工程後之至少一方，具備照射電子線於前述基板之電子線照射工程為佳。
由配合電子線而照射者，可使基板溫度上升。另外，經由電子的能量而可使p型結晶Ge的表面與PH3 之反應促進。由此，更可使具備異質接合單元之光電變換裝置的發電特性提昇。
在上述發明之一形態中，作為前述基板，使用厚度1.5μm以上500μm以下之p型結晶Ge為佳。
由將p型結晶Ge之厚度作為上述範圍者，可使具備異質接合單元之光電變換裝置的發電量增加。p型結晶Ge的厚度如為5μm以上，因可充分吸收至Ge的吸收係數為高的1500nm程度之波長的光之故，由有效果地利用在背面電極之反射或散亂者，基板厚度係可薄化至1.5μm。另外，當使p型結晶Ge的厚度增加至200μm時，可充分吸收至1600nm程度之波長的光。另一方面，將p型結晶Ge的厚度作為較200μm為厚時，因可吸收至能帶端附近之波長的光之故，作為確保基板的裝卸處理的強度同時，可抑制板厚方向的溫度差之實用的厚度，作為500μm以下為佳。但，在使用於實用的光電變換裝置之0.5Ωcm程度以下之阻抗率的基板中，於能帶端附近的波長範圍存在有自由載體吸收之故，即使作為吸收能帶端附近的波長的光，從未有急遽之電流密度之增加可能性之情況，無需將基板厚度加厚成必要以上而200μm以下為更佳。
在上述發明之一形態中，於前述電極形成工程之前，具備於與將前述基板之前述i型非晶質矽半導體層加以製膜側相反側的面，形成p型非晶質矽半導體層之背面側異質構造形成工程為佳。
由形成p型非晶質矽半導體層於背面側者，可降低p型結晶Ge之不純物元素之電性活性度(載體再結合)。由此，可使電流密度及開放電壓提昇。
如根據本發明，由將除去氧化膜之p型結晶Ge暴露於PH3 者，可將p型結晶Ge之表面之費米位準返回至真性附近。於如此之p型結晶Ge上，由層積i型非晶質矽半導體層及n型非晶質矽半導體層者，可提升光電變換裝置之發電特性。
以下，關於有關本發明之光電變換裝置之製造方法之一實施形態，參照圖面加以說明。
＜第1實施形態＞
圖1係顯示有關第1實施形態之光電變換裝置之構成的一例之概略圖。光電變換裝置100係具備異質接合構造之太陽能電池，具備異質接合單元層1，透明電極層2，柵極電極3及背面電極層4。
異質接合單元層1係由p型單結晶Ge(基板11)，i型非晶質矽層12，及n型非晶質矽層13加以構成。
對於基板11，係使用以丘克拉斯基(CZ)法使其成長之Ga摻雜p型單結晶Ge(100)(c-Ge)。c-Ge的厚度係作為1.5μm以上500μm以下，理想為作為50μm以上200μm以下。i型非晶質矽層12係主要將非晶質矽作為膜厚5nm以上80nm以下。n型非晶質矽層13係主要將於非晶質矽成分：含有P的P摻雜矽，作為膜厚4nm以上10nm以下。
然而，p型單結晶Ge(基板11)係亦可使用以其他的結晶成長法而製造之基板，或Ge(111)。另外，並非限定於p型單結晶Ge之構成，由將表面處理作為適當化而同樣地亦可利用多結晶Ge。
透明電極層2係作為將氧化銦錫(ITO)，氧化錫(SnO2 )或氧化鋅(ZnO)等之金屬氧化物做為主成分的膜。透明電極層2的厚度係從集電阻抗與光反射特性，作為50nm以上150nm以下。
柵極電極3係主要作為由Ag所成的膜，但由將製膜方法作為適當化者，亦可利用Al等之高導電性材料。呈抑制集電阻抗同時，未妨礙光射入地，窄化柵極的寬度減少基板表面之占有面積地加以設置為佳。
背面電極層4係由Al所成的膜，作為厚度50nm以上500nm以下。對於反射率提升，可使用Ag所成的膜，而對於成本降低，可使用Cu所成的膜。
然而，Ag或Cu係因容易與大氣成分(氧，水蒸氣，硫磺等)反應之故，作為更加以Ti或N被覆Ag或Cu表面，以及進行光電變換裝置全體之封閉方法亦可。
說明有關第1實施形態之光電變換裝置之製造方法。有關本實施形態之太陽能電池之製造方法係具備：基板洗淨工程，和氧化膜除去工程，異質接合單元製作工程，電極形成工程，及退火處理工程。圖2係說明基板的洗淨工程之步驟流程圖。圖3係說明基板洗淨後之太陽能電池之製造方法的圖。
(1)基板洗淨工程：圖2
首先，將基板11，經由丙酮等之有機溶媒及氧化膜洗淨液等之洗淨劑加以依序洗淨。接著，使用氟化氫(HF)而除去形成於基板11表面之氧化膜之後，以純水洗濯(1秒)基板11。接著，使用過氧化氫(H2 O2 )而於基板11表面形成氧化膜5之後，以純水洗濯(1秒)基板11。
(2)氧化膜除去工程：圖3(a)及圖3(b)
將基板11搬入至真空處理室內後，除去形成於基板11表面之氧化膜5。除去氧化膜之條件係對應於所使用之熱源種類，基板11之尺寸等而加以適宜設定。例如，將真空處理室內，真空吸引至10-7 Torr(133μPa)程度以下，使用紅外線加熱器等之熱源，將基板11進行20分程度加熱。熱源溫度係升溫至450℃程度為佳。由此，使形成於基板11表面之氧化膜(GeOx)昇華，可對於基板11出現洗淨表面。
使用紅外線加熱器，使加熱器溫度升溫至450℃而以放射溫度計測定實基板溫度之結果，實基板溫度係600℃程度。
(3)異質接合單元製作工程：圖3(c)
異質接合單元製作工程係具備PH3 暴露處理工程，i層製膜工程，及n層製膜工程。
(PH3 暴露處理工程)
將除去氧化膜之基板11作為特定溫度。在本實施形態之特定溫度係作為基板11之穩定狀態(實基板溫度200℃以下)。基板11係於除去氧化膜之後，冷卻至特定溫度。
接著，於其他的真空處理室內，理想係電漿CVD裝置之n型非晶質矽層之製膜室(n層製膜室)內，配置基板11。於真空處理室內，導入以H2 氣體稀釋之PH3 氣體之同時，使用種子加熱器等之熱源而加熱基板11。
PH3 暴露之條件(PH3 導入量，基板溫度，暴露時間，壓力等)係加以適宜設定。例如，將以H2 氣體稀釋之0.6%PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入之同時，使用種子加熱器等之熱源而以0.5分鐘~10分鐘，室溫~300℃程度加熱基板11。對於直接使用n層製膜室之製膜條件之溫度，係作為基板溫度150℃程度為佳。
所導入之PH3 氣體量係為極微量亦可。暴露時之基板溫度係為高溫情況則有使電池性能提升之效果，但PH3 氣體則呈未產生熱分解地，基板溫度係作為300℃以下。
(i層製膜工程及n層製膜工程)
於基板11上，使用電漿CVD裝置而依序將i型非晶質矽層12及n型非晶質矽層13加以製膜。i型非晶質矽層12係在i型非晶質矽層之製膜室(i層製膜室)，以原料氣體：SiH4 氣體及H2 氣體，減壓環境：1Pa以上1000Pa以下，基板溫度：約150℃加以製膜。
n型非晶質矽層13係在n型非晶質矽層之製膜室(n層製膜室)，以原料氣體：SiH4 氣體，H2 氣體及PH3 氣體，減壓環境：1Pa以上1000Pa以下，基板溫度：約150℃加以製膜。
(4)電極形成工程：圖3(d)~圖3(g)
於n型非晶質矽層13上，以高頻率(RF)濺鍍法而形成透明電極層2。濺鍍條件係作為標靶：ITO燒結體，環境氣體：Ar，到達壓力：10-4 Pa~10-5 Pa，高頻率電力：2W/cm2 ~3W/cm2 。
接著，經由反應性離子蝕刻(RIE)進行元件分離。
於透明電極層2上，設置圖案光罩板，以直流(DC)濺鍍法而形成柵極電極3。濺鍍條件係作為標靶：Ag，環境氣體：Ar，到達壓力：10-4 Pa~10-5 Pa，高頻率電力：2W/cm2 ~3W/cm2 。
於基板11背面(形成有非晶質矽層側之相反的面)，經由阻抗加熱蒸鍍而形成背面電極層4。由流動30A之電流於鎢絲而加熱Al而使其蒸發。
(5)退火處理工程：圖3(g)
將由上述工程所製作之太陽能電池，在真空中加熱，進行退火處理。退火處理係將非晶質矽層的Si，呈未帶來終端的氫產生脫離等之不良影響地，以基板溫度150℃程度進行8小時為佳。
然而，在本實施形態之PH3 暴露處理工程中，將特定溫度作為基板的穩定狀態，但特定溫度係亦可設定較穩定狀態為高。氧化膜除去工程後之基板11係為高溫之故，於基板溫度成為較特定溫度為低之前，配置於PH3 暴露處理用之真空處理室為佳。經由如此作為，可縮短處理時間。另外，將冷卻至穩定狀態之基板11，使用熱源而再加熱，上升至特定溫度亦可。由適用此等者，成為可省略PH3 暴露處理用之真空處理室內之調溫裝置。另外，成為可將n層製膜室的加熱溫度，保持固定為n層製膜條件而共用。
另外，在PH3 暴露處理工程之特定溫度或加熱後之基板溫度則較基板之穩定狀態為高之情況，係可省略退火處理工程。
接著，說明上述工程之條件設定的根據。
將以下構成作為基本之太陽能電池(光電變換裝置單元)，對於比較用以各種條件製作。對於未特別說明之工程，係依照第1實施形態。
柵極電極：Ag膜，平均膜厚200nm
透明電極層：ITO膜，平均膜厚70nm
n型非晶質矽層：平均膜厚7nm
i型非晶質矽層：平均膜厚5nm
p型單結晶Ge：平均膜厚500μm
背面電極層：Al膜/平均膜厚200nm
p型單結晶Ge係使用配向：Ge(100)，阻抗值：0.028Ωcm~3.2Ωcm，載體密度7.1×1014 /cm3 ~2.6×1017 /cm3 之構成。
(PH3 暴露處理之效果)
條件1：(以PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)
將基板冷卻至200℃以下之後，配置於n層製膜室內。於真空處理室內，將以H2 氣體稀釋之0.6%PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入。將基板溫度呈成為約150℃之種子加熱器溫度設定為200℃，進行5分鐘PH3 暴露處理。之後，經由加以高真空排氣之搬送室，在i層製膜室，以原料氣體：SiH4 氣體/H2 氣體(0.15 sccm/cm2 /0.45 sccm/cm2 )，減壓環境：0.1 Torr(13.3Pa)，基板溫度：約150℃，將i型非晶質矽層進行製膜。接著，將基板移轉至n層製膜室，以原料氣體：SiH4 氣體，H2 氣體及PH3 氣體，減壓環境：0.1 Torr(13.3Pa)，基板溫度：約150℃，將n型非晶質矽層進行製膜。
條件2：(以無PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)
除未進行PH3 暴露處理以外，係與條件1同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
條件3：(以無PH3 暴露處理+在n層製膜室將i層進行製膜)
除未進行PH3 暴露處理，且在n層製膜室將i型非晶質矽層進行製膜以外，係與條件1同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
條件4：(以H2 電漿處理+在i層製膜室將i層進行製膜)
除取代PH3 暴露處理，而於基板表面進行5秒鐘，或30秒鐘照射H2 電漿以外，係與條件2同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
條件5：(以PH3 暴露處理+PH3 電漿處理+在i層製膜室將i層進行製膜)
PH3 暴露處理後，於基板表面照射5秒鐘PH3 電漿，之後與條件1同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。但，i型非晶質矽層之厚度係作為40nm。
條件6：(無PH3 暴露處理+於基板與i層之間插入n層)
未進行PH3 暴露處理，而將基板配置於電漿CVD裝置之n層製膜室，由進行5秒鐘電漿點燈者，於基板上，將厚度1nm之n型非晶質矽層進行製膜。對於n型非晶質矽層上，與條件1同樣地將i型非晶質矽層及另外的n型非晶質矽層進行製膜。但，i型非晶質矽層之厚度係作為40nm。
對於以上述條件1~條件3所製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖4。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。
如根據圖4，條件1~條件3所製作之太陽能電池的變換效率係各成為2.59%，1.08%，2.12%。條件1(以PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)係與條件2(以無PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)作比較，使太陽能電池的變換效率上升約2.5倍。由此，於將i型非晶質矽層進行製膜前，使基板表面暴露於PH3 時，確認到可使太陽能電池的變換效率提升。另外，條件1之太陽能電池係與條件2之太陽能電池作比較，可得到起電力為57%，短路電流為12%，曲線因子為36%增加，發電效率為139%之性能提升。
另外，條件3(以無PH3 暴露處理+在n層製膜室將i層進行製膜)亦與條件2(以無PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)作比較，使變換效率上升。將n型非晶質矽層進行製膜時，於n層製膜室導入PH3 氣體。因此，在條件3中，雖未進行有PH3 暴露處理，但殘留於n層製膜室內壁面等之PH3 則經由氫氣而加以輸送至基板附近，預想可得到與PH3 暴露處理同樣的效果之構成。
從上述結果，僅存在有極微量之PH3 ，亦推測有對於界面能帶構造控制之效果。
對於以上述條件4~條件6所製作之太陽能電池，評估發電特性。
當對於Si基板表面照射H2 電漿時，知道可期待有表面鈍化效果或表面清淨化效果。但以條件4(以H2 電漿處理+在i層製膜室將i層進行製膜)所製造之太陽能電池係較條件2(以無PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)之太陽能電池，發電特性則下降。此係在H2 電漿處理之基板中，並聯阻抗則減少，而認為p型單結晶Ge之表面特性產生惡化之故。另外，作為比較條件，在照射30秒鐘H2 電漿之太陽能電池中，較照射5秒鐘H2 電漿之太陽能電池，發電特性為低。從上述結果，認為經由H2 電漿照射而對於p型單結晶Ge表面加上損傷。
在以條件5所製作之太陽能電池係於PH3 暴露處理後由照射PH3 電漿者，供給能量至基板表面，期待有與基板溫度之高溫化同樣的效果，但與條件4同樣地，並聯阻抗則減少，而發電特性產生惡化。從上述結果，於p型單結晶Ge表面照射PH3 電漿之情況，較經由PH3 氣體之界面特性改善效果，暗示經由電漿之損傷的影響情況為強。
以條件6所製作之太陽能電池係並聯阻抗為低，變換效率成為不足1%，未出現有發電特性。從上述結果，了解到即使將p型單結晶Ge/i型非晶質矽層界面作為n層化，亦無法使發電特性提升。另外，如根據上述結果，推測於表面氧化膜除去時，進行想定p型化之p型單結晶Ge表面之改質為重要者。
由以上，p型單結晶Ge之表面處理係於界面即使極微量，亦可說是存在有P(PH3 )之情況為重要。另外，於H2 電漿等p型單結晶Ge表面加上損傷之處理係明確了解到作為為了使發電特性提升之。型單結晶Ge之表面處理為不適當。
(經由PH3 暴露處理之界面能帶構造變化之確認)
將i型非晶質矽層的膜厚作為40nm或80nm之太陽能電池，以上述條件1及條件2與以下所示之條件7加以製作。
條件7：(以B2 H6 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)
除取代PH3 暴露處理，而於i層製膜室內，導入以H2 稀釋之0.1%B2 H6 氣體以外，係與條件1同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
對於以上述條件1，條件2及條件7將i型非晶質矽層(膜厚40nm)進行製膜之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖5。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。
如根據圖5，在i型非晶質矽層(從5nm至40nm)變厚之情況，條件1(以PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)係較條件2(以無PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)，使太陽能電池之變換效率提升。另外，在以條件7(以B2 H6 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)所製作之太陽能電池中，較條件1及條件2發電特性變低。此係由將p型單結晶Ge暴露於B2 H6 者，不易取出在p型單結晶Ge產生的電流。另外，取出的電流係因僅將i型非晶質矽層作為發電層而動作。
對於以上述條件1，條件2及條件7將i型非晶質矽層(膜厚80nm)進行製膜之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖6。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。
如根據圖6，i型非晶質矽層(從40nm至80nm)變厚時，以條件2(以無PH3 暴露處理+在i層製膜室將i層進行製膜)所製作之太陽能電池則遷移至不易取出在p型單結晶Ge產生的電流之狀態。從上述結果，想定經由存在於p型單結晶Ge與i型非晶質矽層之界面之經由能帶不連續之傳導帶的障壁而成為無法取出電流，認為摻雜氣體之PH3 氣體及B2 H6 氣體則對於界面的傳導型帶來影響。
氧化膜除去工程後之p型單結晶Ge(基板)表面係想定作為p型化。B2 H6 係有更將界面作為p型之作用之故，p型單結晶Ge界面的能帶彎曲情況則對於電子而言，作為障壁而作用，電子則未超出傳導體之障壁，未取出有電流。
另一方面，PH3 係有更將界面作為n型之作用之故，可判斷緩和p型單結晶Ge表面之p型化而可作為電流之取出的構成。
將以上述條件1，條件2及條件7將i型非晶質矽層(膜厚80nm)進行製膜之太陽能電池，經由內部光電子釋放法(IPE：Internal Photoemission)而測定。IPE係指在載體則在得到僅超越能帶不連續的光能量時，利用作為電流而取出於外部之情況，從所得到的電流之波長依存性求得障壁高度之手法。即，施加順方向偏壓而打消經由空乏層之電子加速的影響進行測定之故，可明確化臨界值的存在。將結果示於圖7~圖9。圖7為使用以條件1，圖8為使用以條件2，圖9為使用以條件7所製作之太陽能電池而測定之結果。在圖7~圖9中，橫軸係能源量，縱軸係(取出的光之量子效率)2/5 。
在圖8及圖9中，雖看到認為因傳導帶的障壁引起的臨界值，但在圖7中未看到臨界值。另外，當比較圖8(條件2)與圖9(條件7)時，以B2 H6 處理的(條件7)情況，臨界值為高。從此情況，預想由進行B2 H6 暴露處理者，促進p型單結晶Ge表面之p型化。
如根據上述結果，由將p型單結晶Ge(基板)進行PH3 暴露處理者，緩和p型單結晶Ge表面之p型化，可使太陽能電池之發電特性提升。
(PH3 暴露處理條件)
由改變PH3 暴露處理時之條件(基板溫度，暴露時間，壓力)，製作以下構成之太陽能電池。有於未特別說明之工程，係依照第1實施形態。
柵極電極：Ag膜，平均膜厚200nm
透明電極層：ITO膜，平均膜厚70nm
n型非晶質矽層：平均膜厚7nm
i型非晶質矽層：平均膜厚40nm
p型單結晶Ge層：平均膜厚175μm
背面電極層：Al膜/平均膜厚200nm
基板溫度：
將在條件1之PH3 暴露處理工程的基板溫度，作為50℃，150℃，220℃。
對於以上述製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於表1。在表1中，將以基板溫度150℃進行PH3 暴露處理之太陽能電池之發電特性作為基準(1.0)而表示。
如根據表1，基板溫度越高，開放電壓(Voc)及曲線因子(FF)則提升，對於將基板溫度作為220℃之情況，發電特性成為最大。另一方面，短路電流(Jsc)係在以150℃進行PH3 暴露處理的太陽能電池，成為低的值，但此係因ITO膜之膜質差引起的情況。ITO膜質差係經由製膜時之製膜裝置狀態的不同而產生者。詳細為在製膜裝置狀態產生變化前後，對於ITO膜之吸收係數產生差，由考慮單元之反射率及ITO膜的光吸收而計算所求得之分光感度特性，會產生表1的差(2~3%程度)之故，短路電流(Jsc)之微少差係無法比較評估之構成。
由此，在PH3 暴露處理工程之基板溫度係由作為150℃以上者，可得到顯著之太陽能電池之發電特性提升效果。
暴露時間：
將在條件1之PH3 暴露處理工程的PH3 暴露時間作為0.5分，5分，10分。
將PH3 暴露工程之基板溫度作為150℃，對於以上述所製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於表2。在表2中，將作為暴露時間5分之太陽能電池之發電特性作為基準(1.0)而表示。
如根據表2，即使改變在PH3 暴露處理工程之反應時間，對於發電特性幾乎看不到差。
壓力：
將在條件1之PH3 暴露處理工程之PH3 導入時的壓力，作為1.33Pa，13.3Pa，133Pa。對於以上述製作之太陽能電池，評估發電特性。對於經由使壓力變化之電池性能的影響係無。
(退火處理工程的效果)
與上述(PH3 暴露處理條件)同樣地，使PH3 暴露處理時之基板溫度變化，製作各太陽能電池，評估在退火處理工程(在真空中以150℃程度，將基板溫度進行8小時加熱處理)前後之太陽能電池的發電特性。將結果示於圖10及圖11。圖10係退火處理工程前，圖11係退火處理工程後之太陽能電池的發電特性。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。
如根據圖10及圖11，無關於退火處理工程之有無，PH3 暴露處理時之基板溫度越高，發電特性係提升。另外，將基板溫度150℃之發電特性作為基準時，進行退火處理之太陽能電池的發電特性係與未進行退火處理之太陽能電池作比較，與基準的差為小。
如根據上述結果，Ge界面與PH3 的反應則在形成太陽能電池後，由進行退火處理者而顯示成為有效，於電極形成工程後，由具備退火處理工程者，可使太陽能電池之發電特性提升。具備退火處理工程之情況係對於以處理之情況低溫化基板溫度而進行PH3 暴露處理之情況，特別有效。
另外，當比較圖10及圖11時，PH3 暴露處理時之基板溫度為高之情況係未看到退火處理工程前後之電池性能的差。如根據上述結果，將基板溫度作為高溫而進行PH3 暴露處理之情況，係亦可省略退火處理工程。
另外，對於最大限度地導出退火處理工程之效果，係認為基板溫度為高者為佳，但在層積非晶質矽層後而實施之退火處理工程的加熱係考慮對於非晶質矽層之影響，無法以超過200℃之溫度進行。因此，將非晶質矽層製膜之前，即，結束在構造上僅安定之結晶質之狀態加上熱的處理為佳。
接著，與上述(PH3 暴露處理條件)同樣地，使暴露時間變化，製作各太陽能電池，評估在退火處理工程前後之太陽能電池的發電特性。將PH3 暴露處理工程之基板溫度作為150℃，評估發電特性之結果示於表3及表4。表3係退火處理工程前，表4係退火處理工程後之太陽能電池的發電特性。在表3及表4中，將作為暴露時間5分之太陽能電池之發電特性作為基準(1.0)而表示。
表4係與先前敘述的表2相同，但容易比較退火處理工程之有無而再次記載。
如根據表3，在未進行退火處理之太陽能電池中，作為暴露時間0.5分之太陽能電池的發電特性為低。當導入氣體於真空處理室內時，來自加熱器之熱傳導則增加，推測有使基本溫度上升之效果，但在暴露時間0.5分中，認為無法充分得到上述效果。另一方面，如根據表4，在進行退火處理之太陽能電池中，即使變化暴露時間，對於發電特性亦幾乎未看到差。從此情況，具備退火處理工程之情況，使基板暴露於PH3 之時間係確認到可適宜設定。
接著，與上述(PH3 暴露處理條件)同樣地，使PH3 氣體導入時之壓力變化，製作各太陽能電池，評估在退火處理工程前後之太陽能電池的發電特性。
未進行退火處理之太陽能電池的發電特性係在壓力133Pa為最佳，在1.33Pa為最低。此係因壓力高者，可將基板溫度作為高溫之故。另一方面，在進行退火處理之太陽能電池中，即使變化壓力，對於發電特性亦幾乎未看到差。從此情況，具備退火處理工程之情況，確認到可將基板適宜設定PH3 氣體導入時之壓力。
如根據上述結果，從使PH3 暴露處理時之基板溫度上升之觀點，PH3 暴露處理時之暴露時間及壓力係以長時間及熱傳導變高之高壓力進行處理為佳。
(PH3 暴露處理時之基板再加熱)
PH3 暴露處理工程不同以外係依照第1實施形態而製作以下構成之太陽能電池。
柵極電極：Ag膜，平均膜厚200nm
透明電極層：ITO膜，平均膜厚70nm
n型非晶質矽層：平均膜厚7nm
i型非晶質矽層：平均膜厚40nm
p型單結晶Ge：平均膜厚175μm
背面電極層：Al膜/平均膜厚200nm
基板再加熱：
於氧化膜除去工程後，將一度冷卻至200℃以下之基板，使用紅外線加熱器進行再加熱，作為特定溫度(250℃程度)。之後，將基板配置於電漿CVD裝置之n層製膜室內。
接著，將以H2 氣體稀釋之0.6% PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入至真空處理室內同時，將種子加熱器溫度設定為200℃，使基板暴露5分鐘於PH3 氣體。
接著，將基板移動至i層製膜室內，以原料氣體：SiH4 氣體/H2 氣體(0.15 sccm/cm2 /0.45 sccm/cm2 )，減壓環境：0.1 Torr(13.3Pa)，基板溫度：約150℃，將i型非晶質矽層進行製膜。
接著，將基板移動至n層製膜室內，以原料氣體：SiH4 氣體，H2 氣體及PH3 氣體，減壓環境：0.1 Torr(13.3Pa)，基板溫度：約150℃，進行製膜。
基板非再加熱：
於氧化膜除去後，將一度冷卻至200℃以下之基板，未進行再加熱而配置於電漿CVD裝置之n層製膜室內，之後，與再加熱基板之太陽能電池同樣地製作太陽能電池。
對於經由基板再加熱及基板非再加熱製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖12。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。
如根據圖12，PH3 暴露時之熱源(種子加熱器)的溫度係同時200℃，將基板再加熱至特定溫度之後，使其暴露於PH3 之太陽能電池係與未再加熱之太陽能電池作比較，發電特性則提升。
另一方面係至250℃程度再加熱Ge基板之後，於PH3 進行暴露處理之結果，從特性提升之情況，利用在處理前之處理的高溫度為有效。即，表面氧化膜除去後之Ge基板係為高溫之故，經由於基板溫度下降之前進行PH3 暴露處理之時，可縮短處理時間。
(p型單結晶Ge之厚度)
除改變p型單結晶Ge之板厚以外係依照第1實施形態而製作以下構成之太陽能電池。
柵極電極：Ag膜，平均膜厚200nm
透明電極層：ITO膜，平均膜厚70nm
n型非晶質矽層：平均膜厚7nm
i型非晶質矽層：平均膜厚40nm
p型單結晶Ge：平均膜厚500μm或175μm
背面電極層：Al膜/平均膜厚200nm
對於以上述製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖13。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。
如根據圖13，由薄化p型單結晶Ge者，開放電壓則提升53%。從上述結果，推測經由PH3 暴露處理，在p型單結晶Ge表面之再結合速度下降，經由更加薄板化可期待開放電壓之提升。當考慮與光吸收的平衡時，通過p型單結晶Ge中之距離如為5μm程度，可將至Ge之吸收係數高之1500nm程度的光充分地吸收。「通過p型單結晶Ge中之距離」係指與p型單結晶Ge之厚度不同。因此，由考慮背面反射或散亂者，p型單結晶Ge之厚度係實質上可薄化至1.5μm程度。另外，當使p型單結晶Ge的厚度增加至200μm時，可充分吸收至1600nm程度的光。另一方面，將p型單結晶Ge的厚度作為較200μm為厚時，因可吸收至能帶端附近之波長的光之故，作為確保基板的裝卸處理的強度同時，可抑制板厚方向的溫度差之實用的厚度，作為500μm以下為佳。但，在使用於實用的光電變換裝置之0.5Ωcm程度以下之阻抗率的基板中，於能帶端附近的波長範圍存在有自由載體吸收之故，即使作為吸收能帶端附近的波長的光，從未有急遽之電流密度之增加可能性之情況，無需將基板厚度加厚成必要以上而200μm以下為更佳。從此情況，將p型單結晶Ge的厚度作為1.5μm以上500μm以下，更佳為200μm以下時，最佳為電流及電壓的平衡為佳。
如根據上述結果，p型單結晶Ge的薄板化係較經由串聯阻抗降低之曲線因子的提升，使開放電壓提升之效果為大。
＜第2實施形態＞
有關本實施形態之光電變換裝置之製造方法係除具備電子線照射工程以外，係由與第1實施形態同樣之工程加以構成。
(電子線照射工程)
以PH3 暴露處理工程之前或後之至少任一的時間，於基板表面照射電子線。電子線照射條件係加以適宜設定。電子線照射係例如使用歐傑光譜分析法(AES：Auger Electron Spectroscopy)，經由使用與進行表面分析之測定系統(加速電壓：2kV、電子電流：50μA)同樣的手法所進行。
然而，具備電子線照射工程之情況，在PH3 暴露處理工程之PH3 暴露時之基板溫度係作為低溫(例如，100℃)為佳。另外，對應於電子線照射條件及PH3 暴露條件，可省略退火處理工程。
依照第2實施形態，製作以下構成之太陽能電池。
柵極電極：Ag膜，平均膜厚200nm
透明電極層：ITO膜，平均膜厚70nm
n型非晶質矽層：平均膜厚7nm
i型非晶質矽層：平均膜厚40nm
p型單結晶Ge：平均膜厚500μm
背面電極層：Al膜/平均膜厚200nm
p型單結晶Ge係使用配向：Ge(100)，阻抗值：0.028Ωcm~3.2Ωcm，載體密度7.1×1014 /cm3 ~2.6×10J7 /cm3 之構成。
條件8：(電子線照射+PH3 暴露處理)
除去氧化膜之後，將基板冷卻至200℃以下，配置於AES裝置之真空處理室內。基板係於表面，以加速電壓：2kV、電子電流：50μA照射電子線之後，移動至電漿CVD裝置之n層製膜室內。接著，於n層製膜室內，將以H2 氣體稀釋之0.6%PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入。基板溫度呈成為約150℃設定種子加熱器溫度，進行5分鐘PH3 暴露處理。之後，將基板移動至電漿CVD裝置之i層製膜室，以原料氣體：SiH4 氣體/H2 氣體(0.15 sccm/cm2 /0.45 sccm/cm2 )，減壓環境：0.1 Torr(13.3Pa)，基板溫度：約150℃，將i型非晶質矽層進行製膜。接著，將基板移轉至n層製膜室，以原料氣體：SiH4 氣體，H2 氣體及PH3 氣體，減壓環境：0.1 Torr(13.3Pa)，基板溫度：約150℃，將n型非晶質矽層進行製膜。
條件9：(PH3 暴露處理+電子線照射)
除去氧化膜之後，將基板冷卻至200℃以下，配置於電漿CVD裝置之n層製膜室內。於n層製膜室內，將以H2 氣體稀釋之0.6%PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入。基板溫度呈成為約150℃設定種子加熱器溫度，進行5分鐘PH3 暴露處理。接著，將基板移動至AES裝置之真空處理室內。基板係於表面，以加速電壓：2kV、電子電流：50μA照射電子線之後，移動至電漿CVD裝置之i層製膜室內，之後，與條件8同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
條件10：(電子線照射+PH3 暴露處理+電子線照射)
除去氧化膜之後，將基板冷卻至200℃以下，配置於AES裝置之真空處理室內。基板係於表面，以加速電壓：2kV、電子電流：50μA照射電子線之後，移動至電漿CVD裝置之n層製膜室內。接著，於n層製膜室內，將以H2 氣體稀釋之0.6%PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入。基板溫度呈成為約150℃設定種子加熱器溫度，進行5分鐘PH3 暴露處理。接著，將基板移動至AES裝置之真空處理室內。於基板表面，以加速電壓：2kV、電子電流：50μA照射電子線之後，移動至電漿CVD裝置之i層製膜室內，之後，與條件8同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
條件11：(PH3 暴露處理)
除未進行電子線照射以外，以與條件9同樣的工程進行PH3 暴露處理，i型非晶質矽層及n型非晶質矽層之製膜。
條件12：(電子線照射)
除未進行PH3 暴露處理以外，以與條件8同樣的工程進行電子線照射，i型非晶質矽層及n型非晶質矽層之製膜。
條件13：(無PH3 暴露處理+無電子線照射)
除去氧化膜之後，將基板冷卻至200℃以下，配置於電漿CVD裝置之i層製膜室內，與條件8同樣地將i型非晶質矽層及n型非晶質矽層進行製膜。
對於上述條件8~條件13之太陽能電池，評估發電特性。
於圖14顯示條件10及條件11之太陽能電池的發電特性。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。如根據圖14，於PH3 暴露處理之前照射電子線照射之太陽能電池(條件10)係較未照射電子線之太陽能電池(條件11)，發電特性則提升。此係推測可得到與經由來自電子線的能量，提升PH3 暴露時之基板溫度同樣的效果。
於表5顯示條件8~條件13之發電特性。在表5中，將作為條件13之太陽能電池之發電特性作為基準(1.0)而表示。
如根據表5，在電子線照射之單獨處理(條件12)中，成為條件13以下之發電特性。另一方面，配合PH3 暴露處理與電子線照射之情況(條件8，條件9，條件10)，經由進行處理之順序而有多少效果的差，但在任一條件中，亦使發電特性提升。詳細而言，對於僅進行1次電子線照射之情況，起電力增加21%~25%，短路電流增加8%~11%。特別是條件10(電子線照射+PH3 暴露處理+電子線照射)之太陽能電池之單元特性則最提升，起電力增加48%，短路電流增加9%。
然而，進行電子線照射之情況，經由進行退火處理情況之發電特性之改善幅度為小。此係對於未照射電子線之情況，與提高基板溫度進行PH3 暴露處理時同樣的傾向。
(基板溫度依存性)
將條件8作為基準，將PH3 暴露處理時之基板溫度改變為100℃，150℃，220℃，製作各太陽能電池。
對於以上述製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖15。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。如根據圖15，基板溫度越高溫，發電特性變低。此係進行電子線照射之情況，期待基板溫度之上升或界面反應促進效果之故，由提高基板溫度者，推測反應成為過剩。
從上述結果，具備電子線照射處理工程之情況，PH3 暴露處理時之基板溫度係可說是作為100℃程度之低溫為最佳。
隨之，經由配合PH3 暴露處理與電子線照射之時，可提升發電特性，明確了解到提高PH3 暴露處理時之基板溫度之情況與有類似效果之情況，而對於在處理工程之狀況無法提高基板溫度之情況係為有效的手段。
＜第3實施形態＞
圖16係顯示有關本實施形態之光電變換裝置之一例之概略圖。光電變換裝置200係具備異質接合構造於基板之兩面之太陽能電池，具備異質接合單元層1，背面異質接合層6，透明電極層2，柵極電極3及背面電極層4。
背面異質接合層6係具備p型非晶質矽層21，加以設置於基板11與背面電極層4之間。p型非晶質矽層係將B摻雜之非晶質矽作為主要，作為膜厚4nm以上30nm以下。
對於基板11與p型非晶質矽層21之間係配置i型非晶質矽層22為佳。i型非晶質矽層22係將非晶質矽作為主要，作為膜厚4nm以上20nm以下。
對於p型非晶質矽層21與背面電極層4之間係配置透明導電層23為佳。透明導電層23係作為將氧化銦錫(ITO)，氧化錫(SnO2 )或氧化鋅(ZnO)等之金屬氧化物做為主成分的膜。透明導電層23之厚度係作為50nm以上150nm以下。
有關本實施形態之光電變換裝置之製造方法係於異質接合單元製作工程與電極形成工程之間，具備形成異質接合構造之背面異質接合層形成工程，除未進行退火處理以外係從與第1實施形態同樣之工程加以構成。
(背面異質接合層形成工程)
異質接合單元製作工程之後，將基板11配置於電漿CVD裝置之i型非晶質矽層之製膜室(i層製膜室)內。此時，將基板11翻面。於將基板11之i型非晶質矽層12製膜側與相反的基板面上(背面側)，以原料氣體：SiH4 氣體及H2 氣體，減壓環境：1Pa以上1000Pa以下，基板溫度：約150℃將i型非晶質矽層22加以製膜。
接著，將基板11移動至p型非晶質矽層之製膜室(p層製膜室)內，於i型非晶質矽層22上，以原料氣體：SiH4 氣體，H2 氣體及B2 H5 氣體，減壓環境：1Pa以上1000Pa以下，基板溫度：約150℃將p型非晶質矽層21加以製膜。
接著，將基板11配置於濺鍍裝置內，於p型非晶質矽層21上，以高頻率(RF)濺鍍法形成透明導電層23。濺鍍條件係作為標靶：ITO燒結體，環境氣體：Ar，到達壓力：10-4 Pa~10-5 Pa，高頻率電力：2W/cm2 ~3W/cm2 。
依照第3實施形態，製作以下構成之太陽能電池(兩面異質接合)。
柵極電極：Ag膜，平均膜厚200nm
透明電極層：ITO膜，平均膜厚70nm
n型非晶質矽層：平均膜厚7nm
i型非晶質矽層：平均膜厚40nm
p型單結晶Ge：平均膜厚175μm
i型非晶質矽層(背面側)：平均膜厚0nm(無背面側)
p型非晶質矽層(背面側)：平均膜厚15nm
透明導電層：ITO膜，平均膜厚70nm
背面電極層：Al膜/平均膜厚200nm
另外，作為比較對照，製作未設置背面異質接合層構成之太陽能電池(單面異質接合)。
p型單結晶Ge係使用配向：Ge(100)，阻抗值：3.2Ωcm，載體密度7.1×1014 /cm3 ~2.6×1017 /cm3 之構成。
PH3 暴露處理工程係如以下加以實施。
將基板冷卻至200℃以下之後，配置於i層製膜室內。於真空處理室內，將以H2 氣體稀釋之0.6%PH3 氣體，以0.3 sccm/cm2 ，0.1 Torr(13.3Pa)加以導入。基板溫度呈成為約150℃設定種子加熱器溫度，進行5分鐘PH3 暴露處理。
對於以上述製作之太陽能電池，評估發電特性。將結果示於圖17。在同圖中，橫軸係電壓量，縱軸係電流量。如根據圖17，具備背面異質接合層之太陽能電池(兩面異質接合)係較僅具備異質接合單元層之太陽能電池(單面異質接合)，短路電流及開放電壓則提升。此係認為經由以設置背面異質接合層者，降低在背面之再結合之效果。從上述結果，了解到由設置異質構造於p型單結晶Ge兩面者，可提升短路電流及開放電壓。
然而，以上述所製作之太陽能電池係經由串聯阻抗的增加，有曲線因子(FF)之上升為少之狀況，但經由連接阻抗之改善而更可期待性能提升。
1．．．異質接合單元層
2．．．透明電極層
3．．．柵極電極
4．．．背面電極層
5．．．氧化膜
6．．．背面異質接合層
11．．．基板(p型單結晶Ge)
12．．．i型非晶質矽半導體層
13．．．n型非晶質矽半導體層
100．．．光電變換裝置
圖1係顯示有關第1實施形態之光電變換裝置之構成的一例之概略圖。
圖2係說明基板的洗淨工程之步驟流程圖。
圖3係說明基板洗淨後之太陽能電池之製造方法的圖。
圖4係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖5係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖6係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖7係顯示內部光電釋放法(IPE)之測定結果圖。
圖8係顯示內部光電釋放法(IPE)之測定結果圖。
圖9係顯示內部光電釋放法(IPE)之測定結果圖。
圖10係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖11係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖12係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖13係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖14係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖15係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
圖16係顯示有關第3實施形態之光電變換裝置之構成的一例之概略圖。
圖17係顯示太陽能電池之發電特性的圖。
100．．．光電變換裝置
1．．．異質接合單元層
2．．．透明電極層
3．．．柵極電極
4．．．背面電極層
11．．．基板(p型單結晶Ge)
12．．．i型非晶質矽半導體層
13．．．n型非晶質矽半導體層

Claims (6)

  1. 一種光電變換裝置之製造方法，係將p型結晶Ge作為基板，於該基板上具備將依序層積i型非晶質矽半導體層與n型非晶質矽半導體層之異質接合單元之光電變換裝置之製造方法，其特徵為具備將除去形成於表面之氧化膜之前述基板作為特定溫度之後，配置於真空處理室內，使其暴露於PH3 氣體之PH3 暴露處理工程；和於前述PH3 暴露之基板上，將i型非晶質矽半導體層製膜之i層製膜工程；和於前述i型非晶質矽半導體層上，將n型非晶質矽半導體層製膜之n層製膜工程；和於前述n型非晶質矽半導體層上，及與製膜前述基板之前述i型非晶質矽半導體層側相反的面，形成電極之電極形成工程。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之光電變換裝置之製造方法，其中，在前述PH3 暴露處理工程中，將前述基板的前述特定溫度作為150℃以上。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之光電變換裝置之製造方法，其中，於前述電極形成工程後，具備加上熱進行退火處理之退火處理工程。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之光電變換裝置之製造方法，其中，前述PH3 暴露處理工程前，或前述PH3 暴露處理工程後之至少一方，具備照射電子線於前述基板之電 子線照射工程。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之光電變換裝置之製造方法，其中，作為前述基板，使用厚度1.5μm以上500μm以下之p型結晶Ge。
  6. 如申請專利範圍第1項記載之光電變換裝置之製造方法，其中，於前述電極形成工程之前，具備於與將前述基板之前述i型非晶質矽半導體層加以製膜側相反側的面，形成p型非晶質矽半導體層之背面側異質構造形成工程。
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