TWI514598B - 光電轉換裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

光電轉換裝置及其製造方法

本發明關於一種能夠利用光來產生電能的光電轉換裝置及該光電轉換裝置的製造方法。

利用光伏效應將所受到的光直接轉換成電力而輸出的光電轉換裝置的一種的太陽電池不需要像現有的發電方式那樣中途將能量轉換為熱能或動能。因此，太陽電池具有如下優點：雖然當生產或設置太陽電池等時耗費燃料，但是太陽電池每單位發電量排放的以二氧化碳為典型的溫室效應氣體、包含有害物質的排出氣體比基於化石燃料的能源少得多。此外，太陽射入地球上的一個小時的光能相當於人類在一年間所耗費的能量。並且，生產太陽電池所需要的原料基本上豐富，例如，矽資源量近乎無限。太陽光發電極有可能滿足全世界的能量需求，並且它作為代替儲藏量有限的化石燃料的能量而備受期待。

利用pn接面或pin接面等半導體接面的光電轉換裝置可以被分類為利用一個半導體接面的單接面型以及利用多個半導體接面的多接面型。其中將帶隙不同的多個半導體接面在光前進的方向上配置為彼此重疊的多接面型的太陽電池可以將包括從紫外線到紅外線的廣泛波長的光的太陽光以更高轉換效率並且沒有浪費的方式轉換成電能。

作為光電轉換裝置的製造方法，例如有如下方法：藉由將形成有pin接面(或者pn接面)的兩個基板以彼此對直的方式貼合在一起以使該兩個基板位於外側，形成所謂的機械疊層(mechanical stack)結構的方法(例如，參照專利文獻1)。藉由採用這種結構，可以消除起因於疊層結構的對製造製程的限制，而實現轉換效率更高的光電轉換裝置。

[專利文獻1]日本專利申請公開第2004-111557號公報

然而，因為在專利文獻1所示的光電轉換裝置中，利用絕緣樹脂將一個pin接面和另一個pin接面貼合在一起，所以其貼合強度或機械強度有可能發生問題。尤其是，當作為用來形成pin接面的基板而使用撓性基板時，機械強度的提高是極為重要的課題。

鑒於上述課題而所公開的發明的一個實施例的目的之一在於提供一種不使製造製程複雜化而提高機械強度的光電轉換裝置。

所公開的本發明的一個實施例是一種光電轉換裝置，包括：具備光電轉換功能的第一單元；具備光電轉換功能的第二單元；將第一單元及第二單元固定的包括纖維體的結構體。

所公開的本發明的一個實施例是一種光電轉換裝置，包括：形成在第一基板上的具備光電轉換功能的第一單元；形成在第二基板上的具備光電轉換功能的第二單元；將第一單元及第二單元固定的包括纖維體的結構體。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置，其中，第一單元包括由第一導電膜和第二導電膜夾持的第一光電轉換層，並且，第二單元包括由第三導電膜和第四導電膜夾持的第二光電轉換層。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置，其中，第一光電轉換層包括第一p型半導體層及第一n型半導體層，並且，第二光電轉換層包括第二p型半導體層及第二n型半導體層。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置，其中，在第一p型半導體層和第一n型半導體層之間具有第一i型半導體層，並且，在第二p型半導體層和第二n型半導體層之間具有第二i型半導體層。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置，其中，第一基板及第二基板是具有撓性的基板。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置，其中，以第一基板及第二基板位於外側的方式使第一單元和第二單元夾著結構體彼此對直。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置，其中，第一單元或第二單元包括非晶矽、結晶矽、單晶矽中的任一種。

所公開的本發明的一個實施例是一種光電轉換裝置的製造方法，包括如下步驟：形成具備光電轉換功能的第一單元；形成具備光電轉換功能的第二單元；利用包括纖維體的結構體將第一單元和第二單元固定。

所公開的本發明的一個實施例是一種光電轉換裝置的製造方法，包括如下步驟：在第一基板上形成具備光電轉換功能的第一單元；在第二基板上形成具備光電轉換功能的第二單元；利用包括纖維體的結構體將第一單元和第二單元固定地安裝並將它們電連接。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置的製造方法，其中，形成由第一導電膜、第一光電轉換層、第二導電膜構成的疊層結構而用於第一單元，並且，形成由第三導電膜、第二光電轉換層、第四導電膜構成的疊層結構而用於第二單元。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置的製造方法，其中，第一光電轉換層層疊第一p型半導體層和第一n型半導體層來形成，並且，第二光電轉換層層疊第二p型半導體層和第二n型半導體層來形成。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置的製造方法，其中，在第一p型半導體層和第一n型半導體層之間形成第一i型半導體層，並且，在第二p型半導體層和第二n型半導體層之間形成第二i型半導體層。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置的製造方法，其中，第一單元及第二單元利用具有撓性的第一基板及第二基板來製造。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置的製造方法，其中，以第一基板及第二基板位於外側的方式使第一單元和第二單元夾著結構體而彼此相對地貼合。

所公開的本發明的一個實施例也可以是一種光電轉換裝置的製造方法，其中，第一單元或第二單元包括非晶矽、結晶矽、單晶矽中的任一種來製造。

在所公開的發明的一個實施例中，因為利用使纖維體包含有機樹脂而成的結構體，即所謂的預浸料進行pin接面和pin接面的貼合，所以可以在抑制製造成本的同時實現提高機械強度的光電轉換裝置。

以下，參照附圖對實施例進行詳細說明。但是，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是，發明不侷限於以下的說明，而其方式及詳細內容在不脫離發明的宗旨及其範圍內的情況下可以被變化為各種各樣的形式。因此，發明不應當被解釋為僅限定在以下所示的實施例所記載的內容中。

注意，連接到用來將電力取出到外部的端子的一個或多個太陽電池(單元)相當於太陽電池模組或者太陽電池面板。為了保護單元避免濕氣、污垢、紫外線、物理應力等，也可以利用樹脂、強化玻璃、金屬框等的保護材料對太陽電池模組進行加強。此外，為了得到所希望的電力而串聯連接的多個太陽電池模組相當於太陽電池串(solar cell string)。此外，排列為並列的多個太陽電池串相當於太陽電池陣列。本發明的光電轉換裝置將單元、太陽電池模組、太陽電池串、太陽電池陣列都包括在其範疇內。此外，光電轉換層是指包括利用光照射而得到光電動勢的半導體層的層。就是說，光電轉換層是指形成有以pn接面、pin接面等為代表的半導體接面的半導體層。

注意，在各實施例的附圖等中，有時為了清楚起見而誇大記載各結構的尺寸、層的厚度或區域。因此，不侷限於該尺度。

另外，本說明書所使用的“第一”、“第二”、“第三”等序數詞是為了避免結構要素的混同而附上的，而不是為了在數目方面上進行限定而附上的。此外，在本說明書中，它不表示用來特定發明的事項的固有名稱。

實施例1

根據發明的一個實施例的光電轉換裝置至少具備兩個單元。該單元由具有光電轉換功能的最小單位的光電轉換層的單層結構或疊層結構構成。再者，光電轉換裝置至少具有一個使纖維體包含樹脂而形成的結構體，並且，該結構體被夾在兩個單元之間。參照圖1而說明根據發明的一個實施例的光電轉換裝置的結構。

圖1所示的光電轉換裝置包括由基板101(也稱為第一基板)支撐的單元102(也稱為第一單元)、結構體103、由基板104(也稱為第二基板)支撐的單元105(也稱為第二單元)。在單元102和單元105之間夾有結構體103。單元102和單元105分別具有一個光電轉換層或者所層疊的多個光電轉換層。單元102所具有的光電轉換層、結構體103以及單元105所具有的光電轉換層依次配置為在箭頭所示的光前進的方向上重疊。單元102與單元105在與結構體103重疊的區域中藉由結構體103而彼此電絕緣。另外，單元102與單元105在不於結構體103重疊的區域中，單元102的pn接面或pin接面與單元105的pn接面或pin接面並聯地電連接。

光電轉換層具有一個半導體接面。注意，在所公開的發明的光電轉換裝置中可以使用的光電轉換層並不需要具有半導體接面。例如，也可以採用利用吸收光的有機色素而得到光電動勢的色素敏化型的光電轉換層。

結構體103可以藉由對纖維體106浸漬有機樹脂107來形成。藉由將具有纖維體106及導電體600的結構體103夾在由基板101支撐的單元102和由基板104支撐的單元105之間，進行加熱壓合，可以將單元102、結構體103以及單元105固定地安裝。或者，既可以在單元102和結構體103之間設置用來將單元102和結構體103固定地安裝的層，又可以在結構體103和單元105之間設置用來將結構體103和單元105固定地安裝的層。或者，也可以在將纖維體106重疊於單元102和單元105中的一者上後，使該纖維體106包含有機樹脂107來形成結構體103，接著將單元102和單元105中的另一者重疊於該結構體103上，從而將單元102、結構體103以及單元105固定地安裝。注意，因為藉由以第一基板101及第二基板104位於外側(與存在有結構體103的一側各相反一側的方向)的方式將第一單元102和第二單元105夾著結構體103而彼此對直地配置，可以得到利用基板101及基板104保護單元102和單元105的結構，所以是最好的。

作為纖維體106，可以使用利用有機化合物或無機化合物的高強度纖維的織布或不織布。明確而言，高強度纖維是指拉伸彈性模量或楊氏模量高的纖維。藉由作為纖維體106而使用高強度纖維，即使對單元施加局部性的壓力，該壓力也分散到纖維體106的整體，而可以防止單元的一部分延伸。就是說，可以防止由一部分的延伸發生的佈線、單元等的破壞。此外，作為有機樹脂107，可以使用熱可塑性樹脂或者熱固化性樹脂。

注意，雖然在圖1中例示結構體103具有單層的纖維體106的情況，但是所公開的發明的光電轉換裝置不侷限於該結構。也可以在結構體103中層疊有兩層或以上的纖維體。尤其是，藉由在結構體103中使用三層或以上的纖維體，當將撓性基板用於基板101及基板104時，可以進一步提高對外力，特別是推壓的光電轉換裝置的可靠性。注意，已根據實驗結果而確認到該結構的效果。

結構體103的厚度最好為10μm或以上且100μm或以下，更有選為10μm或以上且30μm或以下。當將撓性基板用於基板101及基板104時，藉由採用上述厚度的結構體103，可以製造薄型並且能夠彎曲的光電轉換裝置。

接著，說明由基板101支撐的單元102以及由基板104支撐的單元105。注意，當單元102和單元105所具有的光電轉換層具有半導體接面時，該半導體接面既可以是pin接面，又可以是pn接面。圖2A和2B示出單元102和單元105具有pin接面的光電轉換裝置的截面圖作為一例。

在圖2A所示的光電轉換裝置中，單元102(第一單元)具有用作電極的導電膜110(也稱為第一導電膜)、光電轉換層111(也稱為第一光電轉換層)、用作電極的導電膜112(也稱為第二導電膜)。導電膜110、光電轉換層111以及導電膜112從基板101一側依次被層疊。再者，光電轉換層111具有p層113(也稱為第一p型半導體層)、i層114(也稱為第一i型半導體層)以及n層115(也稱為第一n型半導體層)。藉由從導電膜110一側依次層疊p層113、i層114以及n層115而形成pin接面。此外，單元105(第二單元)具有用作電極的導電膜120(也稱為第三導電膜)、光電轉換層121a(也稱為第二光電轉換層)、用作電極的導電膜122(也稱為第四導電層)。從基板104一側依次層疊導電膜120、光電轉換層121a以及導電膜122。再者，光電轉換層121a具有p層125(也稱為第二p型半導體層)、i層124(也稱為第二i型半導體層)以及n層123(也稱為第二n型半導體層)。藉由從導電膜120一側依次層疊n層123、i層124以及p層125而形成pin接面。

注意，p層是指p型半導體層，i層是指i型半導體層，並且n層是指n型半導體層。

因此，當僅注目到光電轉換層111和光電轉換層121a時，圖2A所示的光電轉換裝置具有從基板101一側依次層疊有p層113、i層114、n層115、p層125、i層124以及n層123的結構。所以，可以得到將單元102的pin接面與單元105的pin接面並聯地電連接的光電轉換裝置。結構體103包含纖維體106，可以實現提高了機械強度的光電轉換裝置。

另一方面，在圖2B所示的光電轉換裝置中，以與圖2A所示的光電轉換層121a相反的順序層疊有光電轉換層121b所具有的p層125、i層124以及n層123。

明確而言，在圖2B所示的光電轉換裝置中，單元102具有用作電極的導電膜110、光電轉換層111、用作電極的導電膜112。從基板101一側依次層疊導電膜110、光電轉換層111以及導電膜112。再者，光電轉換層111具有p層113、i層114以及n層115。藉由從導電膜110一側依次層疊p層113、i層114以及n層115而形成pin接面。此外，單元105具有用作電極的導電膜120、光電轉換層121b、用作電極的導電膜122。從基板104一側依次層疊導電膜120、光電轉換層121b以及導電膜122。再者，光電轉換層121b具有p層125、i層124以及n層123。藉由從導電膜120一側依次層疊p層125、i層124以及n層123而形成pin接面。

因此，當僅注目到光電轉換層111和光電轉換層121b時，圖2B所示的光電轉換裝置具有從基板101一側依次層疊有p層113、i層114、n層115、n層123、i層124以及p層125的結構。從而，可以得到將單元102的pin接面與單元105的pin接面並聯地電連接的光電轉換裝置。結構體103包括纖維體106，所以可以實現提高機械強度的光電轉換裝置。

注意，在圖2B中，p層113形成在比n層115更近於基板101一側，並且，p層125形成在比n層123更近於基板104一側，但是，所公開的發明的結構不侷限於此。在根據所公開的發明的一個實施例的光電轉換裝置中，也可以採用如下結構：n層115形成在比p層113更近於基板101一側，並且，n層123形成在比p層125更近於基板104一側。

此外，在圖2A和2B所示的光電轉換裝置中，既可以從基板101一側入射光，又可以從基板104一側入射光。但是，最好的是，將p層113配置在比n層115更近於入射光一側。電洞的作為載子的使用壽命很短，即電子的作為載子的使用壽命的大約一半。當對具有pin接面的光電轉換層111照射光時，在i層114內形成大量的電子和電洞，電子移動到n層115一側，電洞移動到p層113一側，從而可以得到電動勢。當從p層113一側進行光的照射時，與i層114內的近於n層115一側相比在i層114內的近於p層113一側形成更多的電子和電洞。因此，可以縮短其使用壽命短的電洞移動到p層113的距離，其結果，可以得到高電動勢。根據相同的理由，而最好將p層125配置在比n層123更近於入射光一側。

此外，雖然在圖2A和2B所示的光電轉換裝置中，例示如下情況：單元102及單元105分別具有一個單位單元，即一個光電轉換層，但是所公開的發明不侷限於此。單元102及單元105所具有的光電轉換層可以為多個或一個。但是，當單元102具有多個光電轉換層時，從基板101一側依次層疊上述多個光電轉換層，並且，在基板101和結構體103之間的光電轉換層中，以p層、i層、n層的順序將各光電轉換層所具有的p層、i層、n層層疊為彼此電串聯。

接著，圖3A和3B示出單元102及單元105具有pn接面的光電轉換裝置的截面圖作為一例。

在圖3A所示的光電轉換裝置中，單元102具有用作電極的導電膜110、光電轉換層131、用作電極的導電膜112。從基板101一側依次層疊導電膜110、光電轉換層131(也稱為第一光電轉換層)以及導電膜112。再者，光電轉換層131具有p層133以及n層135。藉由從導電膜110一側依次層疊p層133(也稱為第一p型半導體層)以及n層135(也稱為第一n型半導體層)而形成pn接面。此外，單元105具有用作電極的導電膜120、光電轉換層141a(也稱為第二光電轉換層)、用作電極的導電膜122。從基板104一側依次層疊導電膜120、光電轉換層141a以及導電膜122。再者，光電轉換層141a具有p層143(也稱為第二p型半導體層)以及n層145(也稱為第二n型半導體層)。藉由從導電膜120一側依次層疊n層145以及p層143而形成pn接面。

因此，當僅注目到光電轉換層131和光電轉換層141a時，圖3A所示的光電轉換裝置具有從基板101一側依次層疊有p層133、n層135、p層143以及n層145的結構。從而，可以得到將單元102的pn接面與單元105的pn接面並聯地電連接的光電轉換裝置。結構體103包含纖維體106，可以實現提高了機械強度的光電轉換裝置。

另一方面，在圖3B所示的光電轉換裝置中，以與圖3A所示的光電轉換層141a相反的順序層疊有光電轉換層141b所具有的p層143以及n層145。

明確而言，在圖3B所示的光電轉換裝置中，單元102具有用作電極的導電膜110、光電轉換層131、用作電極的導電膜112。從基板101一側依次層疊導電膜110、光電轉換層131以及導電膜112。再者，光電轉換層131具有p層133以及n層135。藉由從導電膜110一側依次層疊p層133以及n層135而形成pn接面。此外，單元105具有用作電極的導電膜120、光電轉換層141b、用作電極的導電膜122。從基板104一側依次層疊導電膜120、光電轉換層141b以及導電膜122。再者，光電轉換層141b具有p層143以及n層145。藉由從導電膜120一側依次層疊p層143以及n層145而形成pn接面。

因此，當僅注目到光電轉換層131和光電轉換層141b時，圖3B所示的光電轉換裝置具有從基板101一側依次層疊有p層133、n層135、n層145以及p層143的結構。從而，可以得到將單元102的pn接面與單元105的pn接面並聯地電連接的光電轉換裝置。結構體103包括纖維體106，所以可以實現提高機械強度的光電轉換裝置。

注意，在圖3B中，p層133形成在比n層135更近於基板101一側，並且，p層143形成在比n層145更近於基板104一側，但是，所公開的發明的結構不侷限於此。在根據所公開的發明的一個實施例的光電轉換裝置中，也可以採用如下結構：n層135形成在比p層133更近於基板101一側，並且，n層145形成在比p層143更近於基板104一側。

此外，在圖3A和3B所示的光電轉換裝置中，既可以從基板101一側入射光，又可以從基板104一側入射光。

此外，雖然在圖3A和3B所示的光電轉換裝置中，例示如下情況：單元102及單元105分別具有一個單位單元，即一個光電轉換層，但是所公開的發明不侷限於此。單元102及單元105所具有的光電轉換層可以為多個或一個。但是，當單元102具有多個光電轉換層時，從基板101一側依次層疊上述多個光電轉換層，並且，在基板101和結構體103之間的光電轉換層中，以p層、n層的順序將各光電轉換層所具有的p層、n層層疊為彼此電串聯。

接著，圖4A和4B示出單元102具有多個pin接面的光電轉換裝置的截面圖作為一例。

在圖4A所示的光電轉換裝置中，單元102具有用作電極的導電膜110、光電轉換層151(也稱為第一光電轉換層)、光電轉換層152(也稱為第二光電轉換層)、用作電極的導電膜112。從基板101一側依次層疊導電膜110、光電轉換層151、光電轉換層152以及導電膜112。再者，光電轉換層151具有p層153(也稱為第一p型半導體層)、i層154(也稱為第一i型半導體層)以及n層155(也稱為第一n型半導體層)。藉由從導電膜110一側依次層疊p層153、i層154以及n層155而形成pin接面。此外，光電轉換層152具有p層156(也稱為第二p型半導體層)、i層157(也稱為第二i型半導體層)以及n層158(也稱為第二n型半導體層)。藉由從導電膜110一側依次層疊p層156、i層157以及n層158而形成pin接面。

因此，圖4A所示的光電轉換裝置作為單元102而使用具有所層疊的兩個單位單元，即光電轉換層151和光電轉換層152的多接面型的單元。

此外，單元105具有用作電極的導電膜120、光電轉換層159(也稱為第三光電轉換層)、用作電極的導電膜122。從基板104一側依次層疊導電膜120、光電轉換層159以及導電膜122。再者，光電轉換層159具有p層160(也稱為第三p型半導體層)、i層161(也稱為第三i型半導體層)以及n層162(也稱為第三n型半導體層)。藉由從導電膜120一側依次層疊n層162、i層161以及p層160而形成pin接面。從而，可以得到將單元102的pin接面與單元105的pin接面並聯地電連接的光電轉換裝置。結構體103包含纖維體106，可以實現提高了機械強度的光電轉換裝置。

注意，在圖4A所示的光電轉換裝置中，直接層疊光電轉換層151和光電轉換層152，但是所公開的發明不侷限於該結構。在單元具有多個光電轉換層的情況下，也可以在光電轉換層和光電轉換層之間設置具有導電性的中間層。

圖4B示出在光電轉換層151和光電轉換層152之間具有中間層的光電轉換裝置的截面圖的一例。明確而言，在圖4B所示的光電轉換裝置中，單元102具有用作電極的導電膜110、光電轉換層151、中間層163、光電轉換層152以及用作電極的導電膜112。從基板101一側依次層疊導電膜110、光電轉換層151、中間層163、光電轉換層152以及導電膜112。再者，光電轉換層151具有p層153、i層154以及n層155。藉由從導電膜110一側依次層疊p層153、i層154以及n層155而形成pin接面。此外，光電轉換層152具有p層156、i層157以及n層158。藉由從導電膜110一側依次層疊p層156、i層157以及n層158而形成pin接面。由此，可以得到藉由中間層163確保了pin接面之間的足夠的導電性且將單元102的pin接面與單元105的pin接面並聯地電連接的光電轉換裝置。結構體103包含纖維體106，可以實現提高了機械強度的光電轉換裝置。

中間層163可以利用具有透光性的導電膜來形成。明確而言，作為中間層163，可以使用氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂鋅、氧化鎘鋅、氧化鎘、InGaO₃ ZnO₅ 以及In-Ga-Zn-O類的非晶氧化物半導體等。此外，也可以使用包含氧化鋅和氮化鋁的混合材料的導電材料(稱為Zn-O-Al-N類導電材料。注意，對各元素的構成比率沒有特別的限制)。注意，因為中間層163具有導電性，所以圖4B所示的光電轉換裝置所具有的單元102也與圖4A同樣地相當於具有所層疊的兩個單位單元即光電轉換層151和光電轉換層152的多接面型的單元。

注意，當僅注目到光電轉換層151、光電轉換層152以及光電轉換層159時，圖4A和4B所示的光電轉換裝置具有從基板101一側依次層疊有p層153、i層154、n層155、p層156、i層157、n層158、p層160、i層161以及n層162的結構。但是，所公開的發明不侷限於該結構，而也可以與圖2B或圖3B所示的光電轉換裝置同樣，以與圖4A、4B所示的光電轉換層159相反的順序層疊光電轉換裝置159所具有的p層160、i層161、n層162。或者，以與圖4A、4B相反的順序層疊光電轉換裝置151所具有的p層153、i層154、n層155以及光電轉換層152所具有的p層156、i層157、n層158。

注意，在圖4A和4B所示的光電轉換裝置中，既可以從基板101一側入射光，又可以從基板104一側入射光。但是，較佳的是，將p層153配置在比n層155更近於入射光一側。電洞的作為載子的使用壽命很短，即電子的作為載子的使用壽命的大約一半。當對具有pin接面的光電轉換層151照射光時，在i層154內形成大量的電子和電洞，電子移動到n層155一側，電洞移動到p層153一側，從而可以得到電動勢。因此，當從p層153一側進行光的照射時，與i層154內的近於n層155一側相比在i層154內的近於p層153一側形成更多的電子和電洞。因此，可以縮短其使用壽命短的電洞移動到p層153的距離，其結果，可以得到高電動勢。最好將p層156配置在比n層158近於入射光一側，並且根據相同的理由，而最好將p層160配置在比n層162近於入射光一側。

此外，雖然在圖4A和4B中例示單元102具有兩個光電轉換層(單位單元)的情況，但是，單元102所具有的光電轉換層的數目也可以為三個或以上。此外，雖然圖4A和4B示出單元105所具有的光電轉換層(單位單元)的數目為一個的情況，但是，單元105所具有的光電轉換層的數目也可以與單元102同樣為多個。但是，依次層疊各單元所具有的多個光電轉換層，並且，在基板101和104中的一者的結構體103之間的光電轉換層中，以p層、i層、n層的順序將各光電轉換層所具有的p層、i層、n層層疊為彼此電串聯。如此，在多個光電轉換層(單位單元)串聯連接的情況下，可以得到更高的電動勢。

注意，短波長的光具有比長波長的光高的能量。因此，在圖1、圖2A及2B、圖3A及3B和圖4A及4B所示的光電轉換裝置中，藉由將單元102所具有的單位單元和單元105所具有的單位單元中的利用短波長區域光進行光電轉換的單位單元配置在更近於入射光一側，可以抑制在光電轉換裝置內產生的短波長區域的光的損失，而可以進一步提高轉換效率。

此外，在圖1、圖2A及2B、圖3A及3B和圖4A及4B所示的光電轉換裝置中，作為基板101、基板104，可以使用諸如藍板玻璃、白板玻璃、鉛玻璃、強化玻璃、陶瓷玻璃等玻璃基板。此外，可以使用鋁矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等無鹼玻璃基板；石英基板；陶瓷基板；不鏽鋼等金屬基板。一般，由塑膠等具有撓性的合成樹脂構成的基板的耐熱溫度比上述基板低，但是只要能夠承受製造製程中的處理溫度就可以使用這種基板。注意，也可以在基板101、基板104的光入射面上設置有抗反射膜。例如，藉由設置氧化鈦膜或者添加有選自銅、錳、鎳、鈷、鐵、鋅中的至少一種金屬元素的氧化鈦膜，可以得到抗反射膜。至於該抗反射膜，藉由將包含氧化鈦或上述金屬元素及氧化鈦的有機溶劑塗敷到玻璃基板，並且根據基板的種類而例如以60℃至300℃的溫度進行焙燒，可以形成其表面有10nm至20nm的凹凸結構(也簡單地稱為凹凸、凹凸部、紋理結構(texture structure))的薄膜。設置在玻璃基板的光入射面上的這種抗反射膜減少入射光的反射，並減少2μm至10μm左右的浮動微粒(沙塵等)的附著，以提高光電轉換裝置的轉換效率。

作為塑膠基板，可以舉出包括以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為典型的聚酯、聚醚碸(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺類合成纖維、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSF)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醯亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯、丙烯酸樹脂等的材料的基板。

此外，光電轉換層所具有的p層、i層以及n層既可以使用單晶半導體、多晶半導體、微晶半導體等具有結晶性的半導體，又可以使用非晶半導體。此外，作為光電轉換層，可以使用矽、矽鍺、鍺、碳化矽等。

注意，微晶半導體是包括非晶和結晶(包括單晶、多晶)的中間結構的半導體。微晶半導體是具有在自由能上穩定的第三狀態的半導體。舉例說明，微晶半導體是其晶體粒徑為2nm或以上且200nm或以下，最好為10nm或以上且80nm或以下，更佳的是為20nm或以上且50nm或以下的半導體。作為微晶半導體的典型例子的微晶矽的拉曼光譜偏移到低於顯示單晶矽的520cm^-1 的波長一側。即，在顯示單晶矽的520cm^-1 和顯示非晶矽的480cm^-1 之間有微晶矽的拉曼光譜的峰值。此外，使該微晶矽包含至少1原子%或更多的氫或鹵素，以便終止懸空鍵。進而，藉由使該微晶矽還包含氦、氬、氪或氖等的稀有氣體元素來進一步促進其晶格畸變，提高穩定性並且可以得到良好的微晶半導體。這種微晶半導體具有晶格畸變，並且由於該晶格畸變，而光學特性從單晶矽的間接遷移型變成直接遷移型。如果至少有10%的晶格畸變，則光學特性變成直接遷移型。注意，當局部性地存在晶格畸變時，也可以呈現直接遷移和間接遷移混在一起的光學特性。

此外，在用於i層的半導體中，例如，賦予p型或n型的雜質元素的濃度為1×10²⁰ /cm³ 或以下，氧及氮的濃度為9×10¹⁹ /cm³ 或以下，並且光傳導率為暗傳導率的100倍或以上。也可以對i層添加有1ppm至1000ppm的硼。在不意圖性地對i層添加用於價電子控制的雜質元素時，i層有時呈現弱n型的導電性。在利用非晶半導體形成i層時顯著地出現該現象。因此，在形成具有pin接面的光電轉換層的情況下，最好在成膜的同時或成膜後對i層添加賦予p型的雜質元素。作為賦予p型的雜質元素，典型有硼，並且最好以1ppm至1000ppm的比例對半導體材料氣體混入B₂ H₆ 、BF₃ 等的雜質氣體。並且，最好將硼的濃度例如設定為1×10¹⁴ /cm³ 至6×10¹⁶ /cm³ 。

或者，藉由在形成p層後形成i層，可以將包含在p層中的賦予p型的雜質元素擴散到i層中。根據上述結構，而即使不意圖性地對i層添加賦予p型的雜質元素，也可以進行i層的價電子控制。

此外，入射光一側的層最好使用光的吸收係數小的材料。例如，碳化矽的光的吸收係數比矽單質小。因此，藉由將碳化矽用於p層和n層中的更近於光的入射一側的層，可以提高到達i層的光入射量，其結果，可以提高太陽電池的電動勢。

注意，可以將矽或鍺等材料用於單元102及單元105的光電轉換層，但是，所公開的發明不侷限於該結構。例如，作為單元102或單元105，也可以使用將Cu、In、Ga、Al、Se、S等用於光電轉換層的CIS類、CIGS類或者黃銅礦(chalcopyrite)類單元。或者，也可以將作為光電轉換層而使用Cd化合物的CdTe-Cds類單元用作單元102或單元105。也可以將像色素敏化單元、有機半導體單元那樣的將有機類材料用於光電轉換層的有機類單元用作單元102或單元105。

此外，如果假定從基板101一側對光電轉換裝置入射光，則由基板101支撐的單元102將具有透光性的透明導電材料，明確地說，氧化銦、氧化銦‧錫合金(ITO)、氧化鋅等用於導電膜110及導電膜112。此外，也可以使用Zn-O-Al-N類導電材料。此外，由基板104支撐的單元105將與導電膜110及導電膜112同樣的具有透光性的透明導電材料用於配置在離光源最近的一側的導電膜122。並且，由基板104支撐的單元105將容易反射光的導電材料，明確地說，鋁、銀、鈦、鉭等用於配置在離光源最遠的一側的導電膜120。注意，也可以將上述透明導電材料用於導電膜120。在此情況下，最好在基板104上形成能夠將穿過單元105的光反射到單元105一側的膜(反射膜)。作為反射膜，最好使用鋁、銀、鈦、鉭等容易反射光的材料。

在使用容易反射光的導電材料來形成導電膜120的情況下，當在接觸於光電轉換層的一側的表面上形成凹凸時，在導電膜120的表面上發生光的漫反射，所以可以在光電轉換層中提高光的吸收率，並且提高轉換效率。同樣地，在形成反射膜的情況下，藉由在反射膜的入射光的一側的表面上形成凹凸，可以提高轉換效率。

注意，作為透明導電材料，可以使用導電高分子材料(也稱為導電聚合物)而代替氧化銦等的氧化物金屬。作為導電高分子材料，可以使用π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、它們中的兩種或以上的共聚物等。

此外，作為結構體103所具有的有機樹脂107，具有透光性並且使用能夠確保單元102和單元105之間的光的穿過的材料。例如，作為有機樹脂107，可以使用環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、雙馬來醯胺三嗪樹脂(bismaleimide-triazine resin)、氰酸酯樹脂等的熱固化性樹脂。或者，作為有機樹脂107，可以使用聚苯醚(polyphenylene oxide)樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、氟樹脂等的熱可塑性樹脂。此外，作為有機樹脂107，也可以使用多個上述熱可塑性樹脂及上述熱固化性樹脂。藉由使用上述有機樹脂，可以利用熱處理將纖維體106固定地安裝到單元102及單元105。注意，有機樹脂107的玻璃轉變溫度越高，越可以提高單元102及單元105的對局部性推壓的機械強度，所以是較佳的。

可以將高導熱性填料分散在有機樹脂107或纖維體106的線把中。作為高導熱性填料，可以舉出氮化鋁、氮化硼、氮化矽、礬土等。此外，作為高導熱性填料，有銀、銅等的金屬粒子。藉由在有機樹脂或纖維體的線把中含有導電填料(conductive filler)，容易將在單元102及單元105中產生的熱釋放到外部，所以可以抑制光電轉換裝置的蓄熱，而可以抑制光電轉換效率的降低以及光電轉換裝置的破壞。

纖維體106是利用有機化合物或無機化合物的高強度纖維的織布或不織布，並且以重疊於單元102及單元105的方式配置纖維體106。明確而言，高強度纖維是拉伸彈性模量或楊氏模量高的纖維。作為高強度纖維的典型例子，可以舉出聚乙烯醇類纖維、聚酯類纖維、聚醯胺類纖維、聚乙烯類纖維、芳族聚醯胺類纖維、聚對苯撐苯並雙噁唑(polyparaphenylenebenzobisoxazole)纖維、玻璃纖維、碳纖維。作為玻璃纖維，可以舉出使用E玻璃、S玻璃、D玻璃、Q玻璃等的玻璃纖維。注意，纖維體106既可以由一種上述高強度纖維形成，又可以由多種上述高強度纖維形成。

此外，纖維體106也可以是將纖維(單線)的把(以下稱為線把)用於經線及緯線來編織的織布、或者將多種纖維的線把堆疊為隨機或將多種纖維的線把堆疊在一個方向上而成的不織布。在織布的情況下，可以適當地使用平紋織物、斜紋織物、緞紋織物等。

線把的截面可以是圓形或橢圓形。作為纖維線把，也可以使用藉由高壓水流、以液體為介質的高頻振盪、連續超聲波的振盪、利用輥的推壓等實施開纖加工的線把。受到開纖加工的纖維線把的寬度變寬，而可以縮減在厚度方向上的單線數，這樣，線把的截面成為橢圓形或矩形。此外，藉由使用低撚絲作為纖維線把，線把容易扁平化，並且線把的截面形狀成為橢圓形狀或矩形狀。如上所述，藉由使用截面為橢圓形或矩形的線把，可以減薄纖維體106的厚度。由此，可以減薄結構體103的厚度，從而可以製造薄型光電轉換裝置。纖維線把的直徑為4μm或以上且400μm或以下(最好為4μm或以上且200μm或以下)，因為可以得到足夠的抑制由於推壓而發生的光電轉換裝置的破壞的效果。並且，在原理上即使該纖維線把的直徑更薄，也可以得到上述效果。根據纖維的材料而決定具體纖維的粗細，所以不侷限於上述數值範圍。

注意，在附圖中，纖維體106由利用其截面為橢圓形的線把來進行平織而成的織布表示。

接著，圖5A和5B示出纖維體106是以纖維線把為經線及緯線來編織的織布的情況的俯視圖。

如圖5A所示，纖維體106由具有一定間隔的經線250及具有一定間隔的緯線251編織。這種由經線250及緯線251編織的纖維體106具有經線250及緯線251都不存在的區域(方平網眼(basket hole)252)。在這種纖維體106中，包含有機樹脂107的比例提高，而可以提高纖維體106與單元102和單元105之間的緊密性。

此外，如圖5B所示，纖維體106也可以是經線250及緯線251的密度高且方平網眼252所佔有的面積小的纖維體。典型地說，最好的是，方平網眼252的面積比受到局部性推壓的面積小。典型地說，最好的是，方平網眼252具有其一邊為0.01mm或以上且0.2mm或以下的矩形。當纖維體106的方平網眼252的面積這樣小時，即使被先端細的構件推壓，也可以由纖維體106整體吸收該壓力，而可以有效地提高單元的機械強度。

此外，為了提高對纖維線把內部的有機樹脂的滲透率，也可以對纖維進行表面處理。例如，有用來使纖維表面活化的電暈放電處理、電漿放電處理等。此外，還有使用矽烷耦合劑、鈦酸鹽耦合劑的表面處理。

所公開的發明所使用的結構體103將拉伸彈性模量或楊氏模量高的高強度纖維用於纖維體106。因此，即使受到點壓或線壓等的局部性推壓，也由推壓而發生的力量被分散到纖維體106整體，而抑制在構成單元的光電轉換層、導電膜、中間層、或者使單元彼此連接的佈線等中發生裂縫等，結果可以提高光電轉換裝置的機械強度。

根據所公開的發明的一個實施例的光電轉換裝置藉由對多個單元之間插入使纖維體包含有機樹脂而成的結構體即所謂的預浸料，可以在確保對單元的光入射的同時，可以提高光電轉換裝置的對推壓的機械強度，結果可以提高可靠性。並且，藉由使多個單元串聯連接，與使用一個單元的情況相比，可以形成具有更高電動勢的光電轉換裝置。此外，藉由使用吸收不同波長的光的多個單元，可以以更簡單的製程形成能夠將包括從紫外線到紅外線的廣泛波長的光的太陽光以更高轉換效率並且沒有浪費的方式轉換成電能的光電轉換裝置。

此外，可以以更簡單的製程將在製程上很難連續形成於一個基板上的不同種類的單元在光前進的方向上彼此重疊。因此，可以以更簡單的製程形成如下光電轉換裝置：可以將吸收不同波長的光的多個單元彼此重疊，並且可以將包括從紫外線到紅外線的廣泛波長的光的太陽光以更高轉換效率並且沒有浪費的方式轉換成電能。因此，可以抑制用來製造光電轉換裝置的製造成本。

實施例2

在本實施例中，以圖2A所示的光電轉換裝置為例而說明所公開的發明的光電轉換裝置的製造方法。

首先，說明在基板101上的單元102的形成。如圖6A所示，在基板101上形成受到構圖(加工為所預定的形狀)的導電膜110。在本實施例中，以假想從基板101一側入射光的光電轉換裝置為例而說明，所以基板101最好具有對可見光的透光性。例如，作為基板101，可以使用諸如藍板玻璃、白板玻璃、鉛玻璃、強化玻璃、陶瓷玻璃等在市場出售的各種玻璃板。此外，可以使用鋁矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等無鹼玻璃基板；石英基板；陶瓷基板。一般，由塑膠等具有撓性的合成樹脂構成的基板(塑膠基板)的耐熱溫度比上述基板低，但是只要能夠承受製造製程中的處理溫度就可以使用這種基板。

作為塑膠基板，可以舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為典型的聚酯、聚醚碸(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺類合成纖維、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSF)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醯亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯、丙烯酸樹脂等。

此外，在本實施例中，以假想從基板101一側入射光的光電轉換裝置為例而說明，所以導電膜110可以藉由使用具有對可見光的透光性的導電材料諸如氧化銦錫(ITO)、包含氧化矽的氧化銦錫(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅(ZnO)、包含氧化鋅(ZnO)的氧化銦(IZO：Indium Zinc Oxide)、摻雜有鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(SnO₂ )、包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的為化銦錫等來形成。此外，作為具有透光性的導電材料，可以使用導電高分子材料(也稱為導電聚合物)。作為導電高分子材料，可以使用π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、它們中的兩種或以上的共聚物等。

形成導電膜110，以使其厚度成為40nm至800nm，最好成為400nm至700nm。此外，將導電膜110的薄層電阻設定為20Ω/□至200Ω/□左右。

在本實施例中，使用如下日本旭硝子株式會社製造的基板(產品名：Asahi-U)，其中，在厚度為1.1mm的鈉玻璃(soda-lime glass)的基板101上依次層疊有厚度為150nm的氧化矽膜以及其表面有凹凸的厚度大約為600nm的使用氧化錫的導電膜。並且，藉由對上述導電膜進行構圖，可以形成使後面形成的多個光電轉換層電連接的導電膜110。注意，導電膜110除了藉由利用蝕刻或雷射等對導電膜進行構圖的方法以外，還可以藉由利用金屬掩罩的蒸鍍法、液滴噴射法等來形成。注意，液滴噴射法是指藉由從細孔噴射或噴出包括預定組成物的液滴來形成預定圖案的方法，並且噴墨法等被包括在其範疇內。

此外，藉由在導電膜110的光電轉換層111一側的表面形成有凹凸，使光在導電膜110上折射或漫反射，所以可以在光電轉換層111中提高光的吸收率，並且提高轉換效率。

接著，在導電膜110上形成依次層疊有p層113、i層114、n層115的光電轉換層111。注意，也可以在形成光電轉換層111之前，進行用來提高導電膜110的表面上的清潔度的刷式清洗，明確而言，利用化學溶液等進行清洗來去掉異物。此外，也可以利用包括氟酸等的藥液對表面進行清洗。在本實施例中，在利用上述化學溶液對導電膜110的表面進行洗滌後，利用0.5%的氟化氫水溶液對導電膜110的表面進行洗滌。

p層113、i層114、n層115可以藉由利用濺射法、LPCVD法或者電漿CVD法等並使用非晶半導體、多晶半導體、微晶半導體等來形成。此外，p層113、i層114、n層115最好以不暴露於大氣的方式連續形成，以防止塵屑等附著到其介面。

或者，也可以將藉由SOI法形成的單晶半導體薄膜用作p層113、i層114、n層115。在採用單晶半導體薄膜的情況下，在光電轉換層111內，成為障礙載子的移動的主要原因的結晶缺陷少，所以可以提高轉換效率。

在本實施例中，將包括碳化矽的非晶半導體用於p層113，將包括矽的非晶半導體用於i層114，並且將包括矽的微晶半導體用於n層115。

包括碳化矽的非晶半導體可以藉由對包含碳的氣體和包含矽的氣體進行輝光放電分解來得到。作為包含碳的氣體，可以舉出CH₄ 、C₂ H₆ 等。作為包含矽的氣體，可以舉出SiH₄ 、Si₂ H₆ 。也可以利用氫、氫及氦稀釋包含矽的氣體而使用。此外，在例如使用硼作為賦予p型的雜質元素的情況下，藉由對包含碳的氣體和包含矽的氣體添加硼烷、乙硼烷、三氟化硼等，可以對非晶半導體賦予p型導電型。明確而言，在本實施例中，藉由將甲烷、甲矽烷、氫、乙硼烷的流量分別設定為18sccm、6sccm、150sccm、40sccm，將反應壓力設定為67Pa，將基板溫度設定為250℃，採用高頻(13.56MHz)，藉由電漿CVD法使用包含碳化矽的p型非晶半導體，來形成厚度為10nm的p層113。

此外，包含矽的非晶半導體藉由對上述包含矽的氣體進行輝光放電分解來得到。明確而言，在本實施例中，將甲矽烷、氫的流量分別設定為25sccm、25sccm，將反應壓力設定為40Pa，將基板溫度設定為250℃，採用高頻(60MHz)，藉由電漿CVD法使用包含矽的非晶半導體，來形成厚度為60nm的i層114。

注意，藉由在形成i層114之前，對p層113的表面進行利用氫的電漿處理，可以減少p層113和i層114的介面上的結晶缺陷的數目，而可以提高轉換效率。明確而言，在本實施例中，將氫的流量設定為175sccm，將反應壓力設定為67Pa，將基板溫度設定為250℃，採用高頻(13.56MHz)，以對p層113的表面進行電漿處理。在上述電漿處理中，也可以對氫添加氬。在添加氬的情況下，例如可以將其流量設定為60sccm。

此外，包含矽的微晶半導體可以藉由利用其頻率為幾十MHz至幾百MHz的高頻電漿CVD法、或者其頻率為1GHz或以上的微波電漿CVD設備來形成。典型地說，可以藉由利用氫稀釋矽烷或乙矽烷等的氫化矽、氟化矽、氯化矽而使用，來形成微晶半導體膜。此外，也可以與氫一起利用選自氦、氬、氪、氖中的其中之一者或多種稀有氣體進行稀釋。將氫的流量比設定為矽化氫等包含矽的化合物的5倍或以上且200倍或以下，最好設定為50倍或以上且150倍或以下，更佳的是設定為100倍。此外，在作為賦予n型的雜質元素而例如使用磷的情況下，藉由對包含矽的氣體添加磷化氫等，可以對微晶半導體賦予n型導電型。明確而言，在本實施例中，將甲矽烷、氫、磷化氫的流量分別設定為5sccm、950sccm、40sccm，將反應壓力設定為133Pa，將基板溫度設定為250℃，採用高頻(13.56MHz)，藉由電漿CVD法使用包含矽的非晶半導體，來形成厚度為10nm的n層115。

注意，在將氧化銦錫用於導電膜110的情況下，當在導電膜110上形成作為非晶半導體的i層114時，在形成i層114之際氫使導電膜110中的氧化銦錫還原，所以有時導電膜110的膜質退化。在將氧化銦錫用於導電膜110的情況下，為防止氧化銦錫被還原而最好在使用氧化銦錫的導電膜上以幾十nm的厚度層疊使用氧化錫的導電膜或使用包括氧化鋅和氮化鋁的混合材料的導電材料的導電膜而成的導電膜作為導電膜110。

此外，作為用於光電轉換層111的半導體的材料，除了矽、碳化矽以外，還可以使用諸如鍺、鎵砷、磷化銦、硒化鋅、氮化鎵、矽鍺等的化合物半導體。

此外，在使用多晶半導體形成光電轉換層111的情況下，可以藉由對非晶半導體膜或微晶半導體膜進行雷射晶化法、熱晶化法、使用鎳等的促進晶化的催化劑元素的熱晶化法等中的其中之一者或組合上述方法中的多種來使其晶化，以形成光電轉換層111。此外，也可以藉由利用濺射法、電漿CVD法、熱CVD法等直接形成多晶半導體。

並且，如圖6B所示，利用蝕刻、雷射等對依次層疊有p層113、i層114、n層115的光電轉換層111進行構圖。藉由構圖而分開的多個光電轉換層111在p層113一側分別與至少一個導電膜110電連接。

接著，如圖6C所示，在光電轉換層111上形成受到構圖的導電膜112。在本實施例中，以假想從基板101一側入射光的光電轉換裝置為例而說明，所以作為導電膜112而最好與導電膜110同樣地使用具有對可見光的透光性的上述導電材料。形成導電膜112，以使其厚度成為40nm至800nm，最好成為400nm至700nm。此外，將導電膜112的薄層電阻設定為20Ω/□至200Ω/□左右，即可。在本實施例中，使用氧化錫來形成厚度大約為600nm的導電膜112。

注意，可以藉由在光電轉換層111上形成導電膜，然後對該導電膜進行構圖來形成受到構圖的導電膜112。注意，導電膜112除了藉由利用蝕刻或雷射等對導電膜進行構圖的方法以外，還可以藉由利用金屬掩罩的蒸鍍法、液滴噴射法等來形成。導電膜112在n層115一側與藉由構圖而分開的多個光電轉換層111中的至少一個電連接。並且，一個光電轉換層111的在p層113一側電連接的導電膜110與不同於上述一個光電轉換層111的光電轉換層111的在n層115一側電連接的導電膜112電連接。

注意，也可以在導電膜112的與光電轉換層111相反一側的表面上形成有凹凸。根據上述結構，而使光在導電膜112上折射或漫反射，所以可以在光電轉換層111中以及在後面形成的光電轉換層121a中提高光的吸收率，並且提高轉換效率。

接著，說明在基板104上的單元105的形成。如圖6D所示，在基板104上形成受到構圖的導電膜120。在本實施例中，以假想從基板101一側入射光的光電轉換裝置為例而說明，所以基板104除了可用於基板101的上述基板以外，還可以使用具有絕緣表面的金屬基板等的透光性低的基板。

作為導電膜120，使用容易反射光的導電材料，明確地說，鋁、銀、鈦、鉭等。注意，也可以將上述具有透光性的導電材料用於導電膜120。在此情況下，最好將容易反射光的材料用於基板104，或者在基板104上形成能夠將穿過單元105的光反射到單元105一側的膜(反射膜)。作為反射膜，可以使用鋁、銀、鈦、鉭等。

在使用容易反射光的導電材料來形成導電膜120的情況下，當在接觸於光電轉換層121a的一側的表面上形成凹凸時，在導電膜120的表面上發生光的漫反射，所以可以在光電轉換層111中以及在光電轉換層121a中提高光的吸收率，並且提高轉換效率。同樣地，在形成反射膜的情況下，藉由在反射膜的入射光一側的表面上形成凹凸，可以提高轉換效率。

形成導電膜120，以使其厚度成為40nm至800nm，最好成為400nm至700nm。此外，將導電膜120的薄層電阻設定為20Ω/□至200Ω/□左右，即可。明確而言，在本實施例中，藉由濺射法層疊使用鋁的厚度為300nm的導電膜、使用銀的厚度為100nm的導電膜、使用包含鋁的氧化鋅的厚度為60nm的導電膜，來得到導電膜120。

可以藉由在基板104上形成導電膜，然後對該導電膜進行構圖來形成受到構圖的導電膜120。注意，導電膜120與導電膜110、導電膜112同樣地除了藉由利用蝕刻或雷射等對導電膜進行構圖的方法以外，還可以藉由利用金屬掩罩的蒸鍍法、液滴噴射法等來形成。藉由上述構圖，可以形成使後面形成的多個光電轉換層電連接的導電膜120。

接著，在導電膜120上形成依次層疊有n層123、i層124、p層125的光電轉換層121a。注意，也可以在形成光電轉換層121a之前，進行用來提高導電膜120的表面上的清潔度的刷式清洗，明確而言，利用化學溶液等進行清洗來去掉異物。此外，也可以利用包括氟酸等的藥液對表面進行清洗。在本實施例中，在利用上述化學溶液對導電膜120的表面進行洗滌後，利用0.5%的氟化氫水溶液對導電膜120的表面進行洗滌。

n層123、i層124、p層125的疊層順序與n層115、i層114、p層113的疊層順序相反，但是，n層123可以與n層115同樣地形成，i層124可以與i層114同樣地形成，並且p層125可以與p層113同樣地形成。就是說，可以藉由利用濺射法、LPCVD法或者電漿CVD法等並使用非晶半導體、多晶半導體、微晶半導體等來形成。此外，n層123、i層124、p層125最好以不暴露於大氣的方式連續形成，以防止塵屑等附著到其介面。

或者，也可以將藉由SOI法形成的單晶半導體薄膜用作n層123、i層124、p層125。在採用單晶半導體薄膜的情況下，在光電轉換層121a內，成為障礙載子的移動的主要原因的結晶缺陷少，所以可以提高轉換效率。在本實施例中，將包括碳化矽的非晶半導體用於p層125，將包括矽的非晶半導體用於i層124，並且將包括矽的微晶半導體用於n層123。

此外，雖然在光電轉換層111的製造中，在形成i層114之前，對p層113的表面進行利用氫的電漿處理，但是，在光電轉換層121a的製造中，最好在形成i層124之後，對i層124的表面進行利用氫的電漿處理，然後形成p層125。根據上述結構而可以減少p層125和i層124的介面上的結晶缺陷的數目，而可以提高轉換效率。明確而言，在本實施例中，將氫的流量設定為175sccm，將反應壓力設定為67Pa，將基板溫度設定為250℃，採用高頻(13.56MHz)，以對i層124的表面進行電漿處理。在上述電漿處理中，也可以對氫添加氬。在添加氬的情況下，可以將其流量例如設定為60sccm。

此外，因為在本實施例中，假想從基板101一側入射光，所以將近於光源的光電轉換層121a所具有的i層114的厚度形成為比遠於光源的光電轉換層111所具有的i層124小。在本實施例中，在導電膜120上依次層疊形成使用包含矽的非晶半導體的厚度為10nm的n層123、使用包含矽的非晶半導體的厚度為300nm的i層124、使用包含碳化矽的p型非晶半導體的厚度為10nm的p層125。

注意，在i層114是使用矽的非晶半導體的情況下，最好將其厚度設定為20nm至100nm左右，更佳的是設定為50nm至70nm。在i層114是使用矽的微晶半導體的情況下，最好將其厚度設定為100nm至400nm左右，更佳的是設定為150nm至250nm。在i層114是使用矽的單晶半導體的情況下，最好將其厚度設定為200nm至500nm左右，更最好設定為250nm至350nm。

此外，在i層124是使用矽的非晶半導體的情況下，最好將其厚度設定為200nm至500nm左右，更佳的是設定為250nm至350nm。在i層124是使用矽的微晶半導體的情況下，最好將其厚度設定為0.7μm至3μm左右，更佳的是設定為1μm至2μm。在i層124是使用矽的單晶半導體的情況下，最好將其厚度設定為1μm至100μm左右，更佳的是設定為8μm至12μm。

並且，如圖6D所示，利用蝕刻、雷射等對依次層疊有n層123、i層124、p層125的光電轉換層121a進行構圖。藉由構圖而分開的多個光電轉換層121a在n層123一側分別與至少一個導電膜120電連接。

接著，在光電轉換層121a上形成受到構圖的導電膜122。在本實施例中，以假想從基板101一側入射光的光電轉換裝置為例而說明，所以作為導電膜122而最好與導電膜110、導電膜112同樣地使用具有對可見光的透光性的上述導電材料。形成導電膜122，以使其厚度成為40nm至800nm，最好成為400nm至700nm。此外，將導電膜122的薄層電阻設定為20Ω/□至200Ω/□左右，即可。在本實施例中，使用氧化錫來形成厚度大約為600nm的導電膜122。

注意，可以藉由在光電轉換層121a上形成導電膜，然後對該導電膜進行構圖來形成受到構圖的導電膜122。注意，導電膜122除了藉由利用蝕刻或雷射等對導電膜進行構圖的方法以外，還可以藉由利用金屬掩罩的蒸鍍法、液滴噴射法等來形成。導電膜112在p層125一側與藉由構圖而分開的多個光電轉換層121a中的至少一個電連接。並且，一個光電轉換層121a的在n層123一側電連接的導電膜120與不同於上述一個光電轉換層121a的光電轉換層121a的在p層125一側電連接的導電膜122電連接。

接著，以纖維體106中浸漬有機樹脂107的結構體103為中心，並以單元102和單元105相對的方式將基板101和結構體103以及基板104層疊在一起。結構體103也被稱為預浸料。具體來說，預浸料是藉由在對纖維體浸滲用有機溶劑稀釋矩陣樹脂而成的清漆之後，進行乾燥來使有機溶劑揮發以使矩陣樹脂半固化而形成的。結構體103的厚度最好為10μm或以上100μm或以下，更佳的是為10μm或以上30μm或以下。藉由採用具有上述厚度的結構體，當基板101及基板104具有撓性時，可以製造薄型且能夠彎曲的光電轉換裝置。

另外，雖然在本實施例中使用單層的纖維體106中浸漬有機樹脂的結構體103，但是所公開的發明不侷限於該結構。還可以使用對多個層疊的纖維體106浸漬有機樹脂的結構體。另外，當層疊多個對單層的纖維體106浸漬有機樹脂的結構體時，還可以在各結構體之間夾有其他的層。

並且，如圖6E所示，藉由對結構體103進行加熱及壓合使結構體103的有機樹脂107可塑化或固化。另外，當有機樹脂107為可塑性有機樹脂時，在此之後，藉由將其溫度冷卻到室溫來使可塑化的有機樹脂固化。藉由加熱及壓合，有機樹脂107以與單元102及單元105緊貼的方式均勻地擴開並固化。

藉由上述製造方法，可以製造圖2A所示的光電轉換裝置。另外，在使用上述製造方法製造出來的光電轉換裝置中，單元102具有多個包括導電膜110、光電轉換層111及導電膜112的第一疊層體，該多個第一疊層體的pn接面或pin接面串聯電連接在一起。單元105具有多個包括導電膜120、光電轉換層121a及導電膜122的第二疊層體，該多個第二疊層體的pn接面或pin接面串聯電連接在一起。在多個第一疊層體和多個第二疊層體的不與結構體103重疊的區域中多個第一疊層體及多個第二疊層體的pn接面或pin接面串聯電連接在一起。

另外，在本實施例中，雖然對將預先準備的結構體103固定到單元102及單元105的例子進行了說明，但是所公開的發明不侷限於該結構。還可以在單元102上放上纖維體之後，對該纖維體中浸漬有機樹脂來形成結構體103。

當在單元102上形成結構體103時，首先如圖7A所示地將纖維體106放在單元102上。並且，如圖7B所示地對纖維體106浸漬有機樹脂107。作為浸漬有機樹脂107的方法，可以採用印刷法、澆鑄法、液滴吐出法、浸塗法等。另外，在圖7C中，雖然示出結構體103具有單層的纖維體106的例子，但是所公開的發明不侷限於該結構。結構體103還可以使用兩層或以上的纖維體106。

接著，以纖維體106及有機樹脂107接觸於單元105的方式重合基板101與基板104。並且，藉由對有機樹脂107進行加熱來使其可塑化或固化，可以形成如圖7C所示的固定在單元102及單元105的結構體103。另外，當有機樹脂為可塑性有機樹脂時，在此之後，藉由將其溫度冷卻到室溫來使可塑化的有機樹脂固化。

在本實施例中，雖然以圖2A所示的光電轉換裝置的製造方法為例進行說明，但是所公開的發明不侷限於該結構。圖2B、圖3A和3B、圖4A和4B所示的光電轉換裝置也可以根據本實施例所示的製造方法來製造。

實施例3

在本實施例中，說明將具有光電轉換層的單元黏合到塑膠基板(具有撓性的基板)上來製造的結構。明確而言，舉出一例而說明在玻璃或陶瓷等耐熱性高的支承基板上夾著分離層及絕緣層而形成包括光電轉換層的被分離層後，從分離層分開支承基板和被分離層，將分開的被分離層黏合到塑膠基板上，以在塑膠基板上製造單元的結構。注意，在本實施例中，對配置於與光入射面相反一側的表面上的單元(底部單元)的製造進行說明。當作為配置於光入射面上的單元(頂部單元)而使用根據本實施例所說明的製造方法來製造的單元時，適當地改變電極及構成光電轉換層的層的疊層順序，即可。

此外，本實施例中的光電轉換層是指包括利用光照射而得到光電動勢的半導體層的層。就是說，光電轉換層是指形成有以pn接面、pin接面等為典型例的半導體接面的半導體層。

作為形成於支承基板上的被分離層形成光電轉換層，在該光電轉換層中，在成為一個電極(背面電極)的導電膜上層疊第一半導體層(一例是p型半導體層)、第二半導體層(一例是i型半導體層)以及第三半導體層(一例是n型半導體層)。注意，光電轉換層也可以採用層疊有第一半導體層(一例是p型半導體層)以及第三半導體層(一例是n型半導體層)的結構。作為用於光電轉換層的半導體層，除了利用非晶矽、微晶矽等並不需要高熱而可以製造的半導體層以外，還可以採用如下半導體層，即利用耐熱性高的支承基板並使用諸如結晶矽等需要一定程度的加熱或雷射處理的結晶半導體層。因此，可以在塑膠基板上形成分光感度特性不同的半導體層，所以可以謀求實現轉換效率的提高以及基板的輕量化所引起的可攜性的提高。

作為為了得到n型半導體層而引入到半導體層的雜質元素，典型地可以舉出屬於元素週期表第15族的元素的磷、砷或銻等。此外，作為為了得到p型半導體層而引入到半導體層的雜質元素，典型地可以舉出屬於元素週期表第13族的元素的硼或鋁等。

注意，雖然在本實施例中作為一例而示出的光電轉換層的截面圖中，第一半導體層、第二半導體層、第三半導體層的數目及形狀相同，但是，在第二半導體層的導電型是p型或n型的情況下，形成pn接面的區域是第一半導體層和第二半導體層之間或者第二半導體層和第三半導體層之間。為了不使受到光感應的載子重新結合而移動到pn接面，而最好使pn接面面積大。從而，第一半導體層、第三半導體層的數目及形狀不需要相同。此外，在第二半導體層的導電型為i型的情況下，電洞的使用壽命也比電子短，所以最好使pi接面面積大，並且，與上述pn接面的情況同樣，第一半導體層、第三半導體層的數目及形狀不需要相同。

圖8A至8E示出具備光電轉換層的單元的製造製程的一例。

首先，在具有絕緣表面的支承基板1201上夾著分離層1202而形成絕緣層1203、導電膜1204、以及包括第一半導體層1205(一例是p型半導體層)、第二半導體層1206(一例是i型半導體層)以及第三半導體層1207(一例是n型半導體層)等的光電轉換層1221(參照圖8A)。

作為支承基板1201，可以使用玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、陶瓷基板、其表面形成有絕緣層的金屬基板等的耐熱性高的基板。

分離層1202藉由利用濺射法、電漿CVD法、塗布法、印刷法等並使用由選自鎢(W)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、矽(Si)中的元素、以上述元素為主要成分的合金材料、以上述元素為主要成分的化合物材料構成的層的單層或多層來形成。包括矽的層的結晶結構可以是非晶、微晶以及多晶中的任一種。注意，在此，塗布法包括旋塗法、液滴噴射法、分配器方法、噴嘴印製法(nozzle-printing method)、槽縫染料旋塗法(slot die coating method)。

在分離層1202具有單層結構的情況下，最好形成鎢層、鉬層、包括鎢和鉬的混合物的層。或者，形成包括鎢的氧化物或氧氮化物的層、包括鉬的氧化物或氧氮化物的層、包括鎢和鉬的混合物的氧化物或氧氮化物的層。注意，鎢和鉬的混合物例如相當於鎢和鉬的合金。

在分離層1202具有多層結構的情況下，最好的是，作為第一層而形成鎢層、鉬層、包括鎢和鉬的混合物的層，並且，作為第二層而形成鎢、鉬或鎢和鉬的混合物的氧化物、氮化物、氧氮化物或氮氧化物。

在作為分離層1202而形成由包括鎢的層和包括鎢的氧化物的層構成的疊層結構的情況下，也可以藉由形成包括鎢的層並且在其上形成由氧化物形成的絕緣層，在鎢層和絕緣層的介面形成包括鎢的氧化物的層。再者，也可以藉由對包括鎢的層的表面進行熱氧化處理、氧電漿處理、利用臭氧水等氧化力強的溶液的處理等，來形成包括鎢的氧化物的層。此外，電漿處理或加熱處理也可以在氧、一氧化二氮或者氣體和其他氣體的混合氣體的氣圍下進行。在形成包括鎢的氮化物、氧氮化物以及氮氧化物的層的情況下也是同樣的，而在形成包括鎢的層後在其上形成氮化矽層、氧氮化矽層、氮氧化矽層，即可。

另外，可以使用氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等的無機絕緣膜的單層或疊層來形成成為基底的絕緣層1203。

這裏，氧氮化矽是指在其組成上氧含量多於氮含量的物質，例如，包含50原子%或以上且70原子%或以下的氧、0.5原子%或以上且15原子%或以下的氮、25原子%或以上且35原子%或以下的矽以及0.1原子%或以上且10原子%或以下的氫的物質。另外，氮氧化矽是指在其組成上氮含量多於氧含量的物質，例如，包含5原子%或以上且30原子%或以下的氧、20原子%或以上且55原子%或以下的氮、25原子%或以上且35原子%或以下的矽以及10原子%或以上且25原子%或以下的氫的物質。注意，上述範圍是使用盧瑟福背散射光譜學法(RBS，即Rutherford Backscattering Spectrometry)以及氫前方散射法(HFS，即Hydrogen Forward Scattering)來測定時的範圍。此外，構成元素的含有比率的總計不超過100原子%。

另外，導電膜1204最好使用光反射率高的金屬膜。例如，可以使用鋁、銀、鈦、鉭等。此外，導電膜1204可以使用蒸鍍法或濺射法來形成。另外，導電膜1204也可以由多個層構成，作為一個例子，可以採用層疊使用金屬膜、金屬的氧化膜或金屬的氮化膜等而形成的用來提高第一半導體層1205的緊密性的緩衝層等的結構。另外，還可以藉由對導電膜1204的表面進行蝕刻處理等的加工而形成紋理結構(凹凸結構)。由於藉由將導電膜1204的表面形成為紋理結構可以進行光的亂反射，所以可以有效地將入射光轉換為電能。另外，紋理結構是指以不使入射的光發生反射的方式形成的凹凸結構，藉由該凹凸結構進行光的亂反射來提高入射到光電轉換層的光量從而提高轉換效率。

另外，第一半導體層1205、第二半導體層1206和第三半導體層1207可以使用藉由氣相成長法或濺射法使用以矽烷及鍺烷為代表的半導體材料氣體來製造的非晶半導體、利用光能或熱能使該非晶半導體晶化而得到的多晶半導體或者微晶(也稱為半非晶或微結晶)。半導體等。可以藉由濺射法、LPCVD法或電漿CVD法等形成半導體層。

在考慮到吉布斯自由能時，微晶半導體膜屬於位於非晶和單晶的中間的準穩定狀態。也就是說，微晶半導體膜是具有自由能方面穩定的第三狀態的半導體並具有短程序列及晶格應變。柱狀或針狀結晶在相對於基板表面的法線方向上生長。微晶半導體的典型例子的微晶矽的拉曼光譜轉移到比表示單晶矽的520cm^-1 低的波數一側。即，微晶矽的拉曼光譜的峰值位於表示單晶矽的520cm^-1 和表示非晶矽的480cm^-1 之間。此外，包含至少1原子%或其以上的氫或鹵素，以飽和懸空鍵(dangling bond)。再者，藉由使微晶半導體膜包含氦、氬、氪、氖等的稀有氣體元素而進一步促進晶格應變，可以獲得穩定性提高的優質的微晶半導體膜。

作為非晶半導體，例如可舉出氫化非晶矽等。作為結晶半導體，例如可舉出多晶矽等。多晶矽包括如下多晶矽：以藉由800℃或以上的工藝溫度形成的多晶矽為主要材料的所謂的高溫多晶矽；以藉由600℃或以下的工藝溫度形成的多晶矽為主要材料的所謂的低溫多晶矽；以及使用促進晶化的元素等使非晶矽晶化的多晶矽等。當然，如上所述，也可以使用微晶半導體或在半導體層的一部分中包括結晶相的半導體。

另外，作為第一半導體層1205、第二半導體層1206及第三半導體層1207的材料除了矽、碳化矽之外，還可以使用如鍺、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氮化鎵、矽鍺等的化合物半導體。

當將結晶半導體層用作半導體層時，作為該結晶半導體層的製造方法，可以使用各種方法(電射晶化法、熱晶化法)。另外，作為非晶半導體層的晶化，既可以組合利用熱處理和雷射照射的晶化，又可以分別進行多次的熱處理或雷射照射。

此外，可以藉由電漿法直接在基板上形成結晶半導體層。另外，也可以藉由電漿法在基板上選擇性地形成結晶半導體層。另外，結晶半導體層最好在支承基板1201上以具有結晶生長為柱狀的柱狀結構的方式形成。

另外，將第一半導體層1205和第三半導體層1207形成為其中一者是引入有賦予第一導電型(例如p型導電型)的雜質元素的層，另一者是引入有賦予第二導電型(例如n型導電型)的雜質元素的層。另外，第二半導體層1206最好為本徵半導體層或引入有賦予第一導電型或第二導電型的雜質元素的層。在本實施例中，雖然示出作為光電轉換層層疊三層半導體層以使半導體層成為pin接面的例子，但是也可以層疊多層半導體層以形成如pn接面等的其他的結合。

藉由上述製程可以形成光電轉換層1221，該光電轉換層1221包括：分離層1202和分離層1203上的導電膜1204、第一半導體層1205、第二半導體層1206以及第三半導體層1207等。

接著，使用剝離用黏合劑1209黏合由絕緣層1203上的導電膜1204、第一半導體層1205、第二半導體層1206及第三半導體層1207形成的被分離層和臨時支承基板1208，並使用分離層1202將被分離層從支承基板1201上剝離。藉由上述步驟被分離層被設置在臨時支承基板1208一側(參照圖8B)。

臨時支承基板1208可以使用玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、陶瓷基板、金屬基板等。另外，還可以使用具有能夠承受本實施例的處理溫度的耐熱性的塑膠基板或者薄膜之類的撓性基板。

另外，作為這裏所使用的剝離用黏合劑1209，採用如可溶於水或溶劑的黏合劑或能夠藉由紫外線等的照射而被可塑化的黏合劑等，該種黏合劑可以在需要時將臨時支承基板1208和被分離層進行化學或物理上的分離。

另外，上述作為一例而示出的轉置到臨時支承基板的製程還可以採用其他的方法。例如，可以適當地使用如下方法：在基板與被分離層之間形成分離層，並在分離層與被分離層之間設置金屬氧化膜，藉由使該金屬氧化膜晶化而使其脆弱化以使該被分離層剝離的方法；在耐熱性高的支承基板與被剝離基板之間設置含有氫的非晶矽膜，藉由雷射照射或蝕刻去除該非晶矽膜以使該被分離層剝離的方法；在支承基板與被分離層之間形成分離層，並在分離層與被分離層之間設置金屬氧化膜，藉由使該金屬氧化膜晶化而使其脆弱化，並且在利用溶液或NF₃ 、BrF₃ 、ClF₃ 等的氟化鹵素氣體去除分離層的一部分之後，利用被脆弱化的金屬氧化膜進行剝離的方法；機械地削除或利用溶液或NF₃ 、BrF₃ 、ClF₃ 等的氟化鹵素氣體去除形成有被分離層的支承基板的方法等。另外，還可以使用如下方法：使用包含氮、氧、氫等的膜(例如，包含氫的非晶矽膜、含氫的合金膜、含氧的合金膜等)作為分離層，對分離層照射雷射使分離層內含有的氮、氧及氫作為氣體釋放以促進被分離層和基板的剝離。

此外，藉由組合多種上述剝離方法，能夠更容易地進行轉置製程。也就是說，也可以進行雷射的照射、使用氣體或溶液等的對分離層的蝕刻、使用鋒利的刀子或手術刀等的機械削除，以使分離層和被分離層成為容易剝離的狀態，然後藉由物理力(利用機械等)進行剝離。

此外，也可以使液體浸透到分離層和被分離層的介面以從支承基板剝離被分離層，或者也可以在進行剝離時邊澆乙醇等液體邊進行剝離。

作為其他的剝離方法，當使用鎢形成分離層1202時，可以邊使用氨水和過氧化氫水的混合溶液對分離層進行蝕刻邊進行剝離。

接著，使用黏合劑層1210將塑膠基板1211黏合在從支承基板1201剝離的分離層1202或露出有絕緣層1203的被分離層上(參照圖8C)。

作為黏合劑層1210的材料，可以使用各種固化型黏合劑諸如反應固化型黏合劑、熱固化型黏合劑、紫外線固化型黏合劑等光固化型黏合劑、或者厭氧型黏合劑等。

作為塑膠基板1211，可以使用具有撓性並能夠透過可見光的各種基板，最好使用有機樹脂的薄膜等。作為有機樹脂，例如可以使用丙烯酸樹脂、如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等的聚酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯樹脂(PC)、聚醚碸樹脂(PES)、聚醯胺樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氯乙烯樹脂等。

也可以預先在塑膠基板1211上形成如氮化矽或氧氮化矽等包含氮和矽的膜、氮化鋁等包含氮和鋁的膜等的透水性低的保護層。

然後，將剝離用黏合劑1209溶解或可塑化，並去除臨時支承基板1208(參照圖8D)。接著，在光電轉換層1221的形狀加工等之後，在第三半導體層1207上形成成為另一個電極(表面電極)的導電膜1212(參照圖8E)。

藉由上述步驟，可以將具備光電轉換層的單元轉載到塑膠基板等的其他基板上製造。本實施例中具備光電轉換層的單元可以如上述實施例所示那樣，藉由在纖維體中浸漬有機樹脂的結構體(預浸料)將其與具備其他的光電轉換層的單元貼合來製造光電轉換裝置。

另外，可以使用濺射法或真空蒸鍍法形成導電膜1212。另外，導電膜1212最好使用能夠充分透光的材料來形成。作為上述材料，例如可以使用銦錫氧化物(ITO)、含有氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅(ZnO)、含有氧化鋅的銦氧化物(IZO)、摻雜有鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(SnO₂ )、含有氧化鎢的銦氧化物、含有氧化鎢的銦鋅氧化物、含有氧化鈦的銦氧化物、含有氧化鈦的銦錫氧化物等來形成。另外，作為具有透光性的導電材料，可以使用導電高分子材料(也稱為導電聚合物)。作為導電高分子材料，可以使用π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、以及它們中的兩種或以上的共聚物等。

另外，本實施例可以與其他實施例適當地組合。

實施例4

在本實施例中，舉出一例對具有光電轉換層的單元的製造方法進行說明，其中所述光電轉換層藉由將單晶半導體基板貼合到玻璃或陶瓷等的支承基板上而製造。另外，在本實施例中，對配置於與光入射面相反一側的表面上的單元(底部單元)的製造進行說明。當作為配置於光入射面上的單元(頂部單元)而製造根據本實施例所說明的製造方法來製造的單元時，適當地改變電極及構成光電轉換層的層的疊層順序，即可。

在貼合到支承基板的單晶半導體基板的內部形成脆化層，並預先在單晶半導體基板上形成：作為一個電極(背面電極)的導電膜；層疊有第一半導體層、第二半導體層和第三半導體層的光電轉換層；以及用於與支承基板結合的絕緣層。並且，可以在將支承基板與絕緣層密接之後，在脆化層附近對其進行分斷以在支承基板上製造使用單晶半導體層作為用於光電轉換層的半導體層的光電轉換裝置。由此，可以製造具有結晶缺陷少的光電轉換層的單元，由於結晶缺陷是障礙載子移動的主要原因，所以可以實現轉換效率高的光電轉換裝置。

注意，雖然在本實施例中作為一例而示出的光電轉換層的截面圖中，第一半導體層、第二半導體層、第三半導體層的數目及形狀相同，但是，在第二半導體層的導電型是p型或n型的情況下，形成pn接面的區域是第一半導體層和第二半導體層之間或者第二半導體層和第三半導體層之間。為了不使受到光感應的載子重新結合而移動到pn接面，而最好使pn接面面積大。從而，第一半導體層、第三半導體層的數目及形狀不需要相同。此外，在第二半導體層的導電型為i型的情況下，電洞的使用壽命也比電子短，所以最好使pi接面面積大，並且，與上述pn接面的情況同樣，第一半導體層、第三半導體層的數目及形狀不需要相同。

另外，將第一半導體層和第三半導體層形成為其中一者是引入有賦予第一導電型(例如p型導電型)的雜質元素的層，另一者是引入有賦予第二導電型(例如n型導電型)的雜質元素的層。另外，第二半導體層最好為本徵半導體層或引入有賦予第一導電型或第二導電型的雜質元素的層。在本實施例中，雖然示出作為光電轉換層層疊三層半導體層的例子，但是也可以層疊多層半導體層以形成如pn接面等的其他的結合。

另外，這裏所說的脆化層是指在分割製程中單晶半導體基板被分割為單晶半導體層和剝離基板(單晶半導體基板)的區域及其附近。脆化層的狀態根據形成脆化層的方法而不同。例如，脆化層是指局部的結晶結構被打亂而被脆弱化的層。此外，雖然有時從單晶半導體基板的一個表面到脆化層之間的區域也多少被脆弱化，但是脆弱層是指在後面進行分割的區域及其附近的層。

注意，這裏所說的單晶半導體是指晶面和晶軸一致，並且構成該結晶的原子或分子在空間有規律地排列的半導體。另外，在單晶半導體中，不排除具有不規則性的半導體，例如包括一部分具有排列無序的晶格缺陷的半導體或有意地或無意地具有晶格畸變的半導體等。

圖9A至9G是示出具備本實施例的光電轉換層的單元的製造製程的一個例子的圖。

首先，在賦予第一導電型的單晶半導體基板1101的一個表面上形成保護層1102(參照圖9A)。並且，從保護層1102的表面引入賦予第一導電型的雜質元素，並形成引入有雜質元素的第一半導體層1103(參照圖9B)。

另外，雖然使單晶半導體基板1101賦予第一導電型，但是其導電型不侷限於此。最好單晶半導體基板1101所引入的雜質元素的濃度低於後面形成的第一半導體層及第三半導體層所引入的雜質元素的濃度。

作為單晶半導體基板1101，可以使用矽或鍺等的半導體晶片、砷化鎵或磷化銦等化合物半導體晶片等。其中，最好使用單晶矽晶片。雖然對單晶半導體基板1101的平面形狀沒有特別的限制，但是當之後固定的支承基板為矩形時，最好單晶半導體基板1101也是矩形。另外，最好對單晶半導體基板1101的表面進行鏡面拋光。

另外，在市場上流通的單晶矽晶片的多半是圓形，當使用這種圓形晶片時，將其加工為矩形或多角形即可。例如，如圖10A至10C所示，可以從圓形的單晶半導體基板1101(參照圖10A)切割出矩形的單晶半導體基板1101a(參照圖10B)、多角形的單晶半導體基板1101b(參照圖10C)。

而且，圖10B表示切割出內接於圓形的單晶半導體基板1101且其面積成為最大的矩形的單晶半導體基板1101a的情況。在此，單晶半導體基板1101a的角部(頂點)的角度大約為90度。此外，圖10C表示切割出其對邊的間隔長於上述單晶半導體基板1101a的對邊的間隔的單晶半導體基板1101b的情況。在此情況下，單晶半導體基板1101b的角部(頂點)的角度不是90度，並且該單晶半導體基板1101b是多角形，而不是矩形。

作為保護層1102最好使用氧化矽或氮化矽。作為製造方法，例如可以使用電漿CVD法或濺射法等。另外，也可以藉由使用氧化性的藥液或氧基對單晶半導體基板1101進行氧化處理，形成保護層1102。再者，還可以藉由利用熱氧化法使單晶半導體基板1101的表面氧化來形成保護層1102。藉由形成保護層1102，當在單晶半導體基板1101中形成脆化層時，或者當對單晶半導體基板1101添加賦予一種導電型的雜質元素時，可以防止基板表面受到損壞。

藉由對單晶半導體基板1101引入賦予第一導電型的雜質元素來形成第一半導體層1103。另外，由於在單晶半導體基板1101上形成有保護層1102，賦予第一導電型的雜質元素藉由保護層1102引入單晶半導體基板1101。

作為上述賦予第一導電型的雜質元素，使用週期表第13族元素，例如硼。由此，可以形成p型的第一半導體層1103。另外，第一半導體層1103還可以使用熱擴散法來形成。但是，因為在熱擴散法中進行900℃左右或其以上的高溫處理，所以需要在形成脆化層之前進行。

藉由上述方法來形成的第一半導體層1103被配置在與光入射面相反一側的面上。在此，當使用p型基板作為單晶半導體基板1101時，第一半導體層1103成為高濃度p型區域。由此，從與光入射面相反一側按順序配置高濃度p型區域和低濃度p型區域，以形成背面電場(BSF；Back Surface Field)。就是說，電子不能進入高濃度p型區域，因此可以降低由於光激發而發生的載子的重新結合。

接著，對保護層1102的表面照射離子，在單晶半導體基板1101中形成脆化層1104(參照圖9C)。在此，作為上述離子，最好使用利用包含氫的原料氣體而生成的離子(特別為H⁺ 、H₂ ⁺ 、H₃ ⁺ 等)。而且，形成脆化層1104的深度由照射離子時的加速電壓控制。此外，根據形成脆化層1104的深度，決定從單晶半導體基板1101分離的單晶半導體層的厚度。

在離單晶半導體基板1101的表面(準確的是第一半導體層1103的表面)500nm或以下的深度，最好為400nm或以下的深度，更佳的是為50nm或以上且300nm或以下的深度的區域中形成脆化層1104。藉由在較淺的區域中形成脆化層1104，可以較厚地殘留分離後的單晶半導體基板，所以可以增加單晶半導體基板的重複利用次數。

上述離子的照射可以藉由利用離子摻雜裝置，離子植入裝置來進行。因為離子摻雜裝置通常不伴隨質量分離，所以即使將單晶半導體基板1101大型化，也可以對單晶半導體基板1101的整個表面均勻地照射離子。另外，當利用離子照射來在單晶半導體基板1101上形成脆化層1104時，可以提高離子摻雜裝置、離子植入裝置的加速電壓，以便使分離的單晶半導體層較厚。

另外，離子植入裝置是指對由原料氣體生成的離子進行質量分離並將其照射到物件物，來添加構成該離子的元素的裝置。另外，離子摻雜裝置是指不對由原料氣體生成的離子進行質量分離地將其照射到物件物，來添加構成該離子的元素的裝置。

在形成上述脆化層1104之後，去除保護層1102並在第一半導體層1103上形成成為一個電極的導電膜1105。

這裏，導電膜1105最好採用能夠承受之後的製程中的熱處理的膜。作為導電膜1105，例如可以使用鈦、鉬、鎢、鉭、鉻、鎳等。另外，還可以採用上述金屬材料和金屬材料的氮化物的疊層結構。例如，可以採用氮化鈦層和鈦層的疊層結構、氮化鉭層和鉭層的疊層結構、氮化鎢層和鎢層的疊層結構等。當採用上述那樣的利用氮化物的疊層結構時，可以接觸第一半導體層1103地形成氮化物。藉由這樣形成氮化物，可以提高導電膜1105和第一半導體層1103的緊密性。而且，導電膜1105可以藉由利用蒸鍍法、濺射法來形成。

接著，在導電膜1105上形成絕緣層1106(參照圖9D)。絕緣層1106既可以採用單層結構有可以採用2層或以上的疊層結構，但是最好其表面具有高平坦性。另外，還最好其最外的表面具有親水性。作為上述絕緣層1106，例如可以形成氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、氮氧化矽層等。作為絕緣層1106的形成方法，可以舉出電漿CVD法、光CVD法、熱CVD法等的CVD法。尤其是，藉由應用電漿CVD法，可以形成其平均面粗糙度(Ra)為0.5nm或以下(最好為0.3nm或以下)的平坦的絕緣層1106。

另外，作為上述絕緣層1106，尤其最好採用使用有機矽烷並利用化學氣相成長法形成的氧化矽層。作為有機矽烷，可以使用四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)(TEOS：Si(OC₂ H₅ )₄ )、三甲基矽烷(TMS：(CH₃ )₃ SiH)、四甲基環四矽氧烷(TMCTS)、八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三乙氧基矽烷(SiH(OC₂ H₅ )₃ )、三二甲氨基矽烷(SiH(N(CH₃ )₂ )₃ )等。當然，也可以藉由利用甲矽烷、乙矽烷或丙矽烷等無機矽烷來形成氧化矽、氧氮化矽、氮化矽、氮氧化矽等。

另外，當絕緣層1106為疊層結構時，最好採用包括氮化矽層、氮氧化矽層等的含有氮的矽絕緣層的疊層結構。由此，可以防止來自支承基板的鹼金屬、鹼土金屬等所引起的半導體的污染。

另外，當導電膜1105的表面具有一定的平坦性時，明確地說，當其平均面粗糙度(Ra)為0.5nm或以下(最好為0.3nm或以下)時，有時不形成絕緣層1106也能夠進行貼合。此時，也可以採用不形成絕緣層1106的結構。

接著，藉由使上述絕緣層1106的一個表面和支承基板1107的一個表面密接且進行加壓，將單晶半導體基板1101上的疊層結構和支承基板1107貼在一起(參照圖9E)。

此時，對關於貼合的表面(在此，絕緣層1106的一個表面和支承基板1107的一個表面)進行足夠的清潔化。這是因為如下緣故：當在關於貼合的表面上存在有微小的塵埃等時，貼合不良的發生幾率增高。而且，也可以使關於貼合的表面活化，以降低貼合不良。例如，藉由對關於貼合的表面的一者或兩者照射原子束或離子束，可以使其表面活化。此外，也可以藉由利用電漿處理、藥液處理等來進行活化。如此，藉由使關於貼合的表面活化，即使在400℃或以下的溫度下也可以實現良好的貼合。

而且，也可以採用如下結構：在支承基板1107上形成氮化矽層、氮氧化矽層等含有氮的矽絕緣層，並且將其與絕緣層1106密接。在此情況下，也可以防止來自支承基板1107的鹼金屬、鹼土金屬等所引起的半導體的污染。

接著，藉由進行熱處理，來加強貼合。此時的溫度必須以脆化層1104中不進行分離為條件。例如，可以將其設定為不足400℃、最好為300℃或以下。對熱處理時間沒有特別的限制，而根據處理速度和貼合強度的關係適當地設定最適的條件即可。作為一例，可以採用200℃、2小時程度的熱處理條件。在此，也可以僅對關於貼合的區域照射微波，進行局部性的熱處理。而且，在對貼合強度沒有問題的情況下，也可以省略上述加熱處理。

接著，在脆化層1104中，將單晶半導體基板1101分離為分離基板1108和由單晶半導體構成的第二半導體層1109(參照圖9F)。單晶半導體基板1101的分離藉由熱處理來進行。至於該熱處理的溫度，可以將支承基板1107的耐熱溫度作為基準。例如，在使用玻璃基板作為支承基板1107的情況下，熱處理溫度最好為400℃或以上且650℃或以下。但是，若是短時間，則也可以進行400℃或以上且700℃或以下的熱處理。當然，在玻璃基板的耐熱溫度高於700℃的情況下，也可以將熱處理溫度設定得高於700℃。

藉由進行上述那樣的熱處理，形成於脆化層1104中的微小的空孔發生體積變化，而在脆化層1104中發生裂縫。其結果，沿著脆化層1104，單晶半導體基板1101分離。因為絕緣層1106與支承基板1107貼在一起，所以在支承基板1107上殘留從單晶半導體基板1101分離的由單晶半導體構成的第二半導體層1109。此外，藉由該熱處理，支承基板1107和絕緣層1106的關於貼合的介面被加熱，所以在關於貼合的介面形成共價鍵，而進一步提高支承基板1107和絕緣層1106的結合力。

而且，第二半導體層1109和第一半導體層1103的厚度的合計大體上對應於形成有脆化層1104的深度。

另外，當以脆弱層1104為邊界對單晶半導體基板1101進行分割時，有時在第二半導體層1109的分割面(分離面)上產生凹凸。另外，該凹凸面有時由於離子損傷而結晶性及平坦性受到損傷，所以最好在後面將第二半導體層1109作為進行磊晶生長時的種子層時，對其表面的結晶性及平坦性進行恢復。作為一個例子，可以在利用雷射處理恢復結晶性或利用蝕刻去除損傷層的同時，進行恢復正常的平坦化的表面的製程。另外，此時藉由與雷射處理一起進行熱處理，可以謀求結晶性或損傷的恢復。作為熱處理，最好利用加熱爐、RTA等進行比以脆化層1104為邊界的用於單晶半導體基板1101的分割的熱處理更高溫及/或更長時間的熱處理。當然，以不超過支承基板1107的應變點左右的溫度進行熱處理。

藉由上述製程，可以形成由固定在支承基板1107上的單晶半導體構成的第二半導體層1109。另外，分離基板1108在進行了再生處理之後可以進行再利用。再生處理之後的分離基板1108既可以用於為了獲得單晶半導體層的基板(在本實施例中，對應於單晶半導體基板1101)，又可以用於其他用途。當將其用作用於獲得單晶半導體層的基板時，可以從一個單晶半導體基板製造多個光電轉換裝置。

接著，第二半導體層1109上形成第三半導體層1110，並形成由第一半導體層1103、第二半導體層1109、第三半導體層1110構成的光電轉換層1111。接著，在光電轉換層1111的形狀加工等之後，在第三半導體層1110上形成成為另一個電極(表面電極)的導電膜1112(參照圖9G)。

藉由上述步驟，可以製造具備由單晶半導體層形成的光電轉換層的單元。在本實施例中具備光電轉換層的單元可以如上述實施例所示那樣，藉由在纖維體中浸漬有機樹脂的結構體(預浸料)將其與具備其他的光電轉換層的單元貼合來製造光電轉換裝置。

另外，由於作為單晶半導體的典型例子的單晶矽為間接遷移型的半導體，所以其光吸收係數低於直接遷移型的非晶矽的光吸收係數。為此，為了充分地吸收太陽光，最好其具有至少為使用非晶矽的光電轉換層幾倍以上的膜厚度。

至於由單晶半導體構成的第二半導體層1109的厚膜化，作為一個例子，可以在第二半導體層1109上以填充間隙的方式覆蓋地形成非晶半導體層之後進行加熱處理，並將第二半導體層1109作為種子層進行固相外延成長來形成。另外，還可以使用電漿CVD法等利用氣相外延成長來形成。作為進行固相外延成長的熱處理，可使用RTA、爐、高頻發生裝置等的熱處理裝置。

另外，可以使用光濺射法或真空蒸鍍法形成導電膜1112。另外，導電膜1112最好使用能夠充分透光的材料來形成。作為上述材料，例如可以使用銦錫氧化物(ITO)、含有氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅(ZnO)、含有氧化鋅的銦氧化物(IZO)、摻雜有鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(SnO₂ )、含有氧化鎢的銦氧化物、含有氧化鎢的銦鋅氧化物、含有氧化鈦的銦氧化物、含有氧化鈦的銦錫氧化物等來形成。另外，作為具有透光性的導電材料，可以使用導電高分子材料(也稱為導電聚合物)。作為導電高分子材料，可以使用π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、以及它們中的兩種或以上的共聚物等。

另外，本實施例可以與其他實施例適當地組合。

實施例5

在本實施例中，舉出一個例子對具備使用單晶半導體基板製造的光電轉換層的單元的製造方法進行說明。另外，在本實施例中，對配置於與光入射面相反一側的表面上的單元(底部單元)的製造進行說明。當作為配置於光入射面上的單元(頂部單元)而製造根據本實施例所說明的製造方法來製造的單元時，適當地改變構成電極及光電轉換層的層的疊層順序，即可。

作為使用單晶半導體基板製造的光電轉換層的一個例子，在單晶半導體基板內有半導體接面，並且在成為一個電極(背面電極)的導電膜上形成有層疊了第一半導體層、第二半導體層、第三半導體層的光電轉換層。並且，將光電轉換層的表面形成為紋理結構(凹凸結構)並在光電轉換層上形成電極，從而可以獲得使用單晶半導體基板製造的單元。

另外，將第一半導體層和第三半導體層形成為其中一者是引入有賦予第一導電型(例如n型導電型)的雜質元素的層，另一者是引入有賦予第二導電型(例如p型導電型)的雜質元素的層。另外，第二半導體層最好為本徵半導體層或引入有賦予第一導電型或第二導電型的雜質元素的層。在本實施例中，雖然示出作為光電轉換層層疊三層半導體層的例子，但是也可以層疊多層半導體層以形成如pn接面等的其他的結合。

另外，雖然在本實施例中作為一例而示出的光電轉換層的截面圖中，第一半導體層、第二半導體層、第三半導體層的數目相同，但是，在第二半導體層的導電型是p型或n型的情況下，形成pn接面的區域是第一半導體層和第二半導體層之間或者第二半導體層和第三半導體層之間。為了不使受到光感應的載子重新結合而移動到pn接面，而最好使pn接面面積大。從而，第一半導體層、第三半導體層的數目及形狀不需要相同。此外，在第二半導體層的導電型為i型的情況下，電洞的使用壽命也比電子短，所以最好使pi接面面積大，並且，與上述pn接面的情況同樣，第一半導體層、第三半導體層的數目及形狀不需要相同。

注意，這裏所說的單晶半導體是指晶面和晶軸一致，並且構成該結晶的原子或分子在空間有規律地排列的半導體。另外，在單晶半導體中，不排除具有不規則性的半導體，例如包括一部分具有排列無序的晶格缺陷的半導體或有意地或無意地具有晶格畸變的半導體等。

圖11A至11C是示出具備本實施例的光電轉換層的單元的製造製程的一個例子的圖。

首先，藉由對賦予第一導電型的單晶半導體基板1301的一個表面進行蝕刻處理等的加工上形成紋理結構1302(凹凸結構)(參照圖11A)。由於藉由將單晶半導體基板1301的表面形成為紋理結構而可以進行光的亂反射，所以可以有效地將入射到後面形成的半導體接面的光轉換為電能。

另外，雖然使單晶半導體基板1301賦予第一導電型(例如p型)，但是其導電型不侷限於此。最好單晶半導體基板1301所引入的雜質元素的濃度低於後面形成的第一半導體層及第三半導體層所引入的雜質元素的濃度。

作為單晶半導體基板1301，可以使用矽或鍺等的半導體晶片、砷化鎵或磷化銦等化合物半導體晶片等。其中，最好使用單晶矽晶片。

另外，在市場上流通的單晶矽晶片的多半是圓形，當使用這種圓形晶片時，可以如上述實施例的圖10A至10C所示那樣將其加工為矩形或多角形即可。

接著，在單晶半導體基板1301的紋理結構1302上形成第一半導體層1303。作為第一半導體層1303，既可以利用熱擴散法等藉由對單晶半導體基板1301引入賦予第二導電型的雜質元素來形成，又可以藉由在形成有紋理結構1302的單晶半導體基板1301上進行成膜來形成。另外作為賦予第二導電型的雜質元素使用週期表第15族的元素，例如，可以使用磷。

接著，在第一半導體層1303上形成成為表面電極的導電膜1304(參照圖11B)。另外，還可以在第一半導體層1303上與導電膜1304之間形成抗反射膜等的其他的膜。

另外，導電膜1304可以利用濺射法或真空蒸鍍法來形成。另外，導電膜1304最好使用能夠充分透光的材料來形成。作為上述材料，例如可以使用銦錫氧化物(ITO)、含有氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅(ZnO)、含有氧化鋅的銦氧化物(IZO)、摻雜有鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(SnO₂ )、含有氧化鎢的銦氧化物、含有氧化鎢的銦鋅氧化物、含有氧化鈦的銦氧化物、含有氧化鈦的銦錫氧化物等來形成。另外，作為具有透光性的導電材料，可以使用導電高分子材料(也稱為導電聚合物)。作為導電高分子材料，可以使用π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、以及它們中的兩種或以上的共聚物等。

另外，導電膜1304也可以利用絲網印刷等的印刷法，塗敷含有銀膏等的金屬的溶劑並藉由進行印刷來形成。另外，由於設置有導電膜1304的面成為受光面，所以為了使光能夠充分地透過不將導電膜形成在整個表面而將其形成為網眼形狀。

接下來，在設置有單晶半導體基板1301的紋理結構1302及導電膜1304一側以及相反一側的表面上形成第三半導體層1305以及成為背面電極的導電膜1306(參照圖11C)。作為第三半導體層1305，既可以利用熱擴散法等藉由對單晶半導體基板1301引入賦予第一導電型的雜質元素來形成，又可以藉由接觸單晶半導體基板1301地進行成膜來形成。另外作為賦予第一導電型的雜質元素使用週期表第13族的元素，例如，可以使用硼。

另外，導電膜1306最好使用光反射率高的金屬膜。例如，可以使用鋁、銀、鈦、鉭等。此外，導電膜1306可以使用蒸鍍法或濺射法來形成。另外，導電膜1306也可以由多個層構成，作為一個例子，可以採用層疊使用金屬膜、金屬的氧化膜或金屬的氮化膜等而形成的用來提高第三半導體層1305的緊密性的緩衝層等的結構。另外，還可以藉由層疊光反射率高的金屬膜和光反射率低的金屬膜來形成。

藉由上述製程，可以獲得被導電膜1304及導電膜1306夾持並由第一半導體層1303、成為第二半導體層的單晶半導體基板1301以及第三半導體層1305構成的光電轉換層1307，並可以製造具備由單晶半導體層形成的光電轉換層的單元。在本實施例中具備光電轉換層的單元可以如上述實施例所示那樣，藉由在纖維體中浸漬有機樹脂的結構體(預浸料)將其與具備其他的光電轉換層的單元貼合來製造光電轉換裝置。

本實施例可以與其他實施例適當地組合。

實施例6

在本實施例中，對將單元串聯連接的光電轉換裝置的例子進行說明(參照圖12)。

圖12所示的光電轉換裝置，在基板101上包括具有光電轉換層串聯連接的結構的單元102，並且在基板104上包括具有光電轉換層串聯連接的結構的單元105。

具體地，藉由設置在光電轉換層的一部分中的導通部612使第一導電層與第二導電層電連接，光電轉換區域610中的光電轉換層與相鄰的光電轉換區域中的光電轉換層串聯連接。另外，藉由設置在光電轉換層的一部分中的導通部616使第一導電層與第二導電層電連接，光電轉換區域614中的光電轉換層與相鄰的光電轉換區域中的光電轉換層串聯運接。

雖然對於製造方法沒有特別的限定，但是例如可以採用以下方法。在基板101上形成所預定的圖案的第一導電層並形成光電轉換層，對光電轉換層進行構圖形成到達上述第一導電層的接觸孔，覆蓋光電轉換層形成第二導電層，藉由至少對第二導電層進行構圖來在基板101上形成單元102。使用同樣的方法在基板104上形成單元105，並利用結構體103貼合單元102和單元105來完成光電轉換裝置。另外，關於各製程的詳細說明參照之前的實施例即可。

藉由採用上述那樣的結構，能夠將大部分的光電轉換層串聯連接。也就是說，即使當需要較大的電壓的用途時，也能夠提供可以充分地提供所需電壓的光電轉換裝置。

另外，本實施例可以與其他實施例適當地組合。

實施例7

在本實施例中，參照附圖對可以用於製造光電轉換裝置的製造的裝置的例子進行說明。

圖13示出光電轉換裝置、尤其是能夠用於光電轉換層的製造的裝置的一個例子。圖13所示的裝置具備傳輸室(transfer chamber)1000、裝載‧卸載室1002、第一沉積室1004、第二沉積室1006、第三沉積室1008、第四沉積室1010、第五沉積室1012以及搬運機械1020。

利用傳輸室1000所具備的搬運機械1020，進行裝載‧卸載室1002及各沉積室之間的基板的搬運。另外，在各沉積室中形成有構成光電轉換層的半導體層。下面，對使用該裝置的光電轉換層的沉積製程的一個例子進行說明。

首先，利用搬運機械1020導入到裝載‧卸載室1002的基板被搬運到第一沉積室1004。最好預先在該基板上形成有用作電極或佈線的導電膜。至於導電膜的材質或形狀(圖案)等可以根據所要求的光學特性或電特性進行適當地變更。另外，這裏，舉出當將玻璃基板用作基板並形成具有透光性的導電膜作為導電膜時，光從該導電膜入射到光電轉換層時的例子進行說明。

在第一沉積室1004中形成有接觸於導電膜的第一半導體層。這裏，雖然對形成添加有賦予p型雜質元素的半導體層(p層)作為第一半導體層的情況進行了說明，但是公開的發明的一個實施例不侷限於此。也可以形成添加有賦予n型雜質元素的半導體層(n層)。作為沉積方法，典型地可以舉出CVD法等，但是不侷限於此。例如，也可以利用濺射法等形成第一半導體層。另外，當利用CVD法進行膜形成期間，也可以將沉積室稱為CVD室。

接著，形成有上述第一半導體層的基板被搬運到第二沉積室1006、第三沉積室1008或第四沉積室1010。在第二沉積室1006、第三沉積室1008或第四沉積室1010中，形成接觸於第一半導體層不添加有賦予導電型的雜質元素的第二半導體層(i層)。

這裏，為了形成第二半導體層而準備第二沉積室1006、第三沉積室1008和第四沉積室1010三個沉積室是由於以下緣故：與第一半導體層相比需要將第二半導體層形成的較厚。當將第二半導體層形成得厚於第一半導體層時，考慮到第一半導體層和第二半導體層的沈積速度，第二半導體層的形成製程需要比第一半導體層的形成製程更多的時間。為此，當僅在一個沉積室中進行第二半導體層的形成時，第二半導體層的成膜製程成為速度控制要因。由於上述原因，圖13所示的裝置採用準備三個第二半導體層的沉積室的結構。另外，能夠用於光電轉換層的形成的裝置的結構不侷限於此。另外，作為形成第二半導體層之方法還可以與第一半導體層同樣地利用CVD法等，但是並不侷限於此。

接著，形成有上述第二半導體層的基板被搬運到第五沉積室1012。在第五沉積室1012中形成有接觸於第二半導體層添加有賦予與第一半導體層不同的導電型的雜質元素的第三半導體層。這裏，雖然對形成添加有賦予n型雜質元素的半導體層(n層)作為第三半導體層的情況進行了說明，但是公開的發明的一個實施例不侷限於此。作為第三半導體層之方法，可以與第一半導體層同樣地利用CVD法等，但是不侷限於此。

藉由上述步驟可以在導電膜上形成具有層疊有第一半導體層、第二半導體層及第三半導體層的結構的光電轉換層。

另外，在圖13中，雖然對具備裝載‧卸載室1002、用於形成第一半導體層的第一沉積室1004、用於形成第二半導體層的第二沉積室1006、用於形成第二半導體層的第三沉積室1008、用於形成第二半導體層的第四沉積室1010以及用於形成第三半導體層的第五沉積室1012的裝置進行了說明，但是能夠用於根據所公開的發明的光電轉換裝置的製造的裝置不侷限於該結構。例如，也可以將第四沉積室1010用於第三半導體層的形成。

另外，在圖13中舉出具備六個反應室的裝置的例子進行了說明，但是能夠用於根據所公開的發明的光電轉換裝置的製造的裝置不侷限於該結構。例如，還可以具備用於形成導電膜的沉積室、進行各種表面處理的表面處理室或者用於測定膜質的分析室等。

圖14示出能夠用於當製造多個光電轉換層的疊層結構時的裝置的一個例子。圖14所示的裝置具備傳輸室2100、分析室2102、表面處理室2104、第一沉積室2106、裝載室2108、第二沉積室2110、第三沉積室2112、第四沉積室2114、搬運機械2120、傳輸室2140、第一沉積室2142、第二沉積室2144、第三沉積室2146、傳輸室2148、第四沉積室2150、第五沉積室2152、第六沉積室2154以及搬運機械2160，其中傳輸室2100與傳輸室2140藉由連結室2180連結。

利用傳輸室2100所具備的搬運機械2120進行裝載室2108、分析室2102、表面處理室2104以及各沉積室之間的基板的搬運。另外，利用傳輸室2140所具備的搬運機械2160進行卸載室2148以及各沉積室之間的基板的搬運。另外，在各沉積室中形成有構成光電轉換層的半導體層或光電轉換裝置的導電膜等。下面，對用於該裝置的光電轉換層的沉積製程的一個例子進行說明。

首先，利用搬運機械2120導入到裝載室2108的基板被搬運到第一沉積室2106。在第一沉積室2106中，在基板上形成有用作電極或佈線的導電膜。至於導電膜的材質或形狀(圖案)等可以根據所要求的光學特性或電特性進行適當地變更。另外，作為導電膜的沉積方法，典型地可以利用濺射法，但是並不侷限於此。例如，也可以利用蒸鍍法。當利用濺射法進行膜形成期間，也可以將上述沉積室稱為濺射室。另外，這裏，舉出當將玻璃基板用作基板並形成具有透光性的導電膜作為導電膜時，光從該導電膜入射到光電轉換層時的例子進行說明。

接著，形成有上述導電膜的基板被搬運到表面處理室2104。在表面處理室2104中進行在導電膜的表面上形成凹凸形狀(紋理結構)的處理。由此，可以將光封閉在光電轉換層中，所以可以提高光電轉換裝置的光電轉換率。作為凹凸形狀的形成方法，例如可以舉出蝕刻處理，但是不侷限於此。

接著，上述基板被搬運到第二沉積室2110。在第二沉積室2110中形成接觸於導電膜的第一光電轉換層的第一半導體層。這裏，雖然對形成添加有賦予p型雜質元素的半導體層(p層)作為第一半導體層的情況進行了說明，但是公開的發明的一個實施例不侷限於此。也可以形成添加有賦予n型雜質元素的半導體層(n層)。作為沉積方法，典型地可以舉出CVD法等，但是不侷限於此。例如，也可以利用濺射法等形成第一半導體層。

接著，形成有上述第一半導體層的基板被搬運到第三沉積室2112。在第三沉積室2112中接觸第一半導體層地形成不添加有賦予導電型的雜質元素的第二半導體層(i層)。作為沉積方法，與第一半導體層同樣地，可以舉出CVD法等，但是不侷限於此。

接著，形成有上述第二半導體層的基板被搬運到第四沉積室2114。在第四沉積室2114中接觸第二半導體層地形成添加有賦予與第一半導體層不同的導電型的雜質元素的第三半導體層。這裏，雖然對形成添加有賦予n型雜質元素的半導體層(n層)作為第三半導體層的情況進行了說明，但是公開的發明的一個實施例不侷限於此。作為形成第三半導體層的方法，可以與第一半導體層同樣地利用CVD法等，但是不侷限於此。

藉由上述步驟可以在導電膜上形成具有層疊有第一半導體層、第二半導體層及第三半導體層的結構的第一光電轉換層。

接著，形成有上述第一光電轉換層的基板被再次搬運到第一沉積室2106。在第一沉積室2106中，在第一光電轉換層上形成具有導電性的中間層。中間層的材質或形狀(圖案)等可以根據所要求的光學特性或電特性進行適當地變更，但是在製造製程上來說最好採用與導電膜同樣的結構。

接著，藉由連結室2180將形成有中間層的基板送達到搬運機械2160。搬運機械2160將該基板搬運到第一沉積室2142。在第一沉積室2142中，形成接觸於中間層的第二光電轉換層的第一半導體層。這裏，雖然對形成添加有賦予p型雜質元素的半導體層(p層)作為第一半導體層的情況進行了說明，但是公開的發明的一個實施例不侷限於此。作為沉積方法，典型地可以舉出CVD法等，但是不侷限於此。

接著，形成有上述第一半導體層的基板被搬運到第四沉積室2150、第五沉積室2152或第六沉積室2154。在第四沉積室2150、第五沉積室2152或第六沉積室2154中，形成接觸於第一半導體層不添加有賦予導電型的雜質元素的第二半導體層(i層)。作為沉積方法，與第一半導體層同樣地，可以舉出CVD法等，但是不侷限於此。

這裏，為了形成第二半導體層準備了第四沉積室2150、第五沉積室2152或第六沉積室2154三個沉積室是由於根據圖13的裝置的情況相同的緣故。也就是說，將第二光電轉換層的第二半導體層(i層)形成得厚於第一光電轉換層的第二半導體層(i層)。此外，能夠用於光電轉換層的形成的裝置的結構不侷限於此。另外，作為沉積第二半導體層之方法還可以與第一半導體層同樣地利用CVD法等，但是並不侷限於此。

接著，形成有上述第二半導體層的基板被搬運到第二沉積室2144。在第二沉積室2144中形成有接觸於第二半導體層添加有賦予與第一半導體層不同的導電型的雜質元素的第三半導體層。這裏，雖然對形成添加有賦予n型雜質元素的半導體層(n層)作為第三半導體層的情況進行了說明，但是公開的發明的一個實施例不侷限於此。作為沉積第三半導體層之方法，可以與第一半導體層同樣地利用CVD法等，但是不侷限於此。

藉由上述步驟可以在中間層上形成具有層疊有第一半導體層、第二半導體層及第三半導體層的結構的第二光電轉換層。

接著，形成有上述第二光電轉換層的基板被搬運到第三沉積室2146。在第三沉積室2146中，在第二光電轉換層上形成用作電極或佈線的導電膜。至於導電膜的材質或形狀(圖案)等可以根據所要求的光學特性或電特性進行適當地變更。另外，作為導電膜的成膜方法，典型地可以利用濺射法，但是並不侷限於此。例如，也可以利用蒸鍍法。當利用濺射法進行膜形成期間，也可以將上述沉積室稱為濺射室。另外，這裏，對形成具有光反射性的導電膜作為導電膜的情況進行了說明，但是不侷限於此。例如，也可以採用具有透光性的導電膜和具有光反射性導電膜的疊層結構。

然後，將上述基板從卸載室2148取出到外部。

藉由上述步驟可以製造具有以下結構的光電轉換裝置：在基板上依次層疊有導電膜、第一光電轉換層、中間層、第二光電轉換層以及導電膜。

另外，與傳輸室2100以及傳輸室2140連接的反應室的結構不侷限於圖14所示的結構。此外，可以增加或減少反應室的數目。

另外，各導電膜等的表面處理的時序或回數也不侷限於上述結構。例如，也可以在導電膜的形成後等進行表面處理。另外，還可以在形成各層之前或之後進行形成圖案的蝕刻處理等。

實施例8

可以使用根據實施例1至7等獲得的光電轉換裝置來製造太陽光發電模組。在本實施例中，圖15A示出使用實施例1所示的光電轉換裝置的太陽光發電模組。太陽光發電模組5028由設置在支承基板4002上的多個單位單元4020構成。在支承基板4002上的單位單元4020從支承基板4002一側層疊地設置有夾在兩個導電膜之間的第一單元、結構體及夾在兩個導電膜之間的第二單元。

另外，在圖15A和15B中，雖然沒有圖示，預先連接第一單元的一者的導電膜與第二單元的一者的導電膜並採用與第一電極4016連接的結構，或者設置多個第一電極4016並採用第一單元的一者的導電膜與第二單元的一者的導電膜分別與其連接的結構。同樣地，預先連接第一單元的另一者的導電膜與第二單元的另一者的導電膜並採用與第二電極4018連接的結構，或者設置多個第二電極4018並採用第一單元的一者的導電膜與第二單元的一者的導電膜分別與其連接的結構。

第一電極4016及第二電極4018形成在支承基板4002的一個表面一側(形成有單位單元4020的一側)，並且在支承基板4002的端部分別與外部端子連接用的背面電極5026及背面電極5027連接。圖15B是對應於圖15A的C-D的截面圖，其示出藉由支承基板4002的貫通口第一電極4016連接到背面電極5026，第二電極4018連接到背面電極5027的狀態。

另外，本實施例可以與其他實施例適當地組合來使用。

實施例9

圖16示出使用實施例8所示的太陽光發電模組5028的大陽光發電系統的例子。具備DC-DC轉換器等的充電控制電路5029控制一個或多個太陽光發電模組5028所供應的電力並對蓄電池5030進行充電。另外，當蓄電池5030受到足夠的充電時，充電控制電路5029控制將太陽光發電模組5028所供應的電力，以該電力直接輸出到負載5031。

當使用雙電層電容器作為蓄電池5030時，充電不需要化學反應，所以可以進行迅速的充電。此外，與利用化學反應的鉛蓄電池等相比，可以將使用壽命提高為8倍左右並且將充放電效率提高為1.5倍左右。本實施例所示的太陽光發電系統可以用於照明、電子設備等使用電力的各種各樣的負載5031。

另外，本實施例可以與其他實施例適當地組合來使用。

實施例10

圖17A及圖17B示出將實施例8所示的太陽光發電模組5028用於頂板部分的車6000(汽車)的例子。太陽光發電模組5028藉由轉換器6002連接到電池或電容器6004。也就是說，電池或電容器6004使用太陽光電模組5028供應的電力充電。另外，使用監視器6008對引擎6006的工作狀況進行監視，並根據引擎的狀況選擇充電‧放電。

太陽光發電模組5028有受熱的影響而光電轉換率下降的傾向。為了抑制這種光電轉換率的下降，可以採用在太陽光發電模組5028內迴圈冷卻用的液體等的結構。例如，可以採用利用迴圈泵6012使散熱器6010的冷卻水迴圈的結構。當然，不侷限於將冷卻用的液體共用於太陽光發電模組5028和散熱器6010。另外，當光電轉換率的降低不是十分明顯時，不需要採用迴圈液體的結構。

另外，本實施例可以與其他的實施例適當地組合來使用。

實施例11

圖18示出能夠從根據一個實施例的光電轉換裝置的輸出穩定地提取交流電力而無需使用外部電源的反相器的一個方式。

由於光電轉換裝置的輸出根據入射光量而變動，所以對直接使用輸出電壓時有時不能獲得穩定的輸出。圖18所例示的反相器設置有穩定化用的電容器7004及開關調節器7006，以便進行穩定的工作。

例如，光電轉換裝置7002的輸出電壓為10V至15V，利用開關調節器7006可以形成30V的穩定的直流電壓。

圖19示出開關調節器7006的方塊圖。開關調節器7006包括衰減器7012、三角波發生電路7014、比較器7016、開關電晶體7020及平滑電容器7021而構成。

當三角波發生電路7014的信號被輸入到比較器7016時，開關電晶體7020導通，在電感器7022中儲存能量。由此，開關調節器7006的輸出中發生光電轉換裝置7002的輸出電壓V1或以上的電壓V2。該電壓藉由衰減器7012回饋到比較器7016，並將發生的電壓控制為與參考電壓7018相等。

例如，當將參考電壓設定為5V並將衰減器設定為1/6時，V2被控制為30V。

二極體7024用來防止逆流，藉由平滑電容器7021使開關調節器7006輸出電壓平滑化。

在圖18中，利用開關調節器7006的輸出電壓V2來使脈衝寬度調變電路7008工作。在脈衝寬度調變電路7008中，脈衝寬度調變波既可以利用微電腦以數位方式生成，又可以以類比方式來生成。

脈衝寬度調變波V3、V4是藉由將脈衝寬度調變電路7008的輸出輸入到開關電晶體7026至7029而生成的。脈衝寬度調變波V3、V4經過帶通濾波器7010被轉換為正弦波。

也就是說，如圖20所示，脈衝寬度調變波7030是在特定的週期中占空比變化的矩形波，藉由將其藉由帶通濾波器7010可以得到正弦波7032。

像這樣，利用光電轉換裝置7002的輸出，可以不使用外部電源地生成交流電力V5、V6。

另外，本實施例可以與其他的實施例適當地組合來使用。

實施例12

本實施例參照圖21示出光發電系統的一個例子。該光發電系統示出將其設置於住宅等時的結構。

該光發電系統可以將光電轉換裝置7050所產生的電力充電到蓄電裝置7056，或者將產生的電力在反相器7058中作為交流電力而消耗。另外，光電轉換裝置7050所產生的剩餘電力由電力公司等買取。另一方面，在夜間或下雨天等電力不足時，使用電網7068向住宅等提供電力。

消耗由光電轉換裝置7050所產生的電力的情況以及接受來自電網7068的電力的情況的轉換[0]，利用連接到光電轉換裝置7050一側的直流開關7052和連接到電網7068一側的交流開關7062來進行。

充電控制電路7054控制向蓄電裝置7056的充電，並且控制從蓄電裝置7056向反相器7058的電力供給。

蓄電裝置7056由鋰離子電池等的二次電池或者鋰離子電容器等的電容器等構成。在這些蓄電單元中，作為電極材料還可以適當的使用利用鈉來替代鋰的二次電池或電容器。

從反相器7058輸出的交流電力被用作使各種電器7070工作的電力。

藉由將光電轉換裝置7050所產生的剩餘電力連接到電網7068，可以將剩餘電力賣給電力公司。設置交流開關7062是用來藉由變壓器(transformer)7064選擇電網7068與配電盤7060的連接或切斷。

如上所述，本實施例的光發電系統可以藉由利用根據一個實施例的光電轉換裝置製造環境負荷少的住宅等。

另外，本實施例可以與其他的實施例適當地組合來使用。

實施例13

如圖22所示，使形成有單元7096的第一表面朝向內側，為了使其以中間夾著纖維體7100及有機樹脂7102的方式重合的一對基板7098的周邊部分具有機械強度在其上設置有框體7088。

最好在框體7088的內側密封密封樹脂7084，以防止水的浸入。在各單元7096的端子部的與佈線構件7082接觸的部分上設置焊料或導電膏等的導電構件7080以提高黏接強度。佈線構件7082在框體7088內部從基板7098的第一表面引至第二表面。

像這樣，藉由以作為單元7096的支撐構件的基板7098為外側的方式貼合一對單元7096，可以將該基板7098用作正面與背面的密封構件，並且藉由將光電轉換裝置的發電量提高到1.5倍，較理想的為2倍，可以實現薄型化。

圖23示出在光電轉換裝置的框體7088的內側設置蓄電裝置7090的結構。將蓄電裝置7090的端子7092設置為至少接觸於一個佈線構件7082。此時，最好將使用形成單元7096的半導體層及導電膜而形成的逆流防止二極體7094形成在單元7096與蓄電裝置7090之間。

另外，作為蓄電裝置7090，可以使用如鎳氫電池、鋰離子電池等的二次的電池或者如鋰離子電容器等的電容器等。在這些蓄電單元中，作為電極材料還可以適當的使用利用鈉來替代鋰的二次電池或電容器。另外，藉由將蓄電裝置7090設定為薄膜狀，可以實現薄型化及輕量化，並可以將框體7088用作蓄電裝置7090的加強構件。

另外，本實施例可以與其他的實施例適當地組合來使用。

實施例14

在本實施例中，確認了藉由具有多個光電轉換層的光電轉換效率的提高的樣子。明確而言，根據電腦模擬實驗求出使用非晶矽的光電轉換層和使用單晶矽的光電轉換層的光電轉換效率(量子效率)的波長依賴。作為計算軟體使用裝置模擬器(silvaco公司製造的Atlas)。

用於計算的光電轉換層的結構採用pin接合型。在使用非晶矽的光電轉換層中，將p層的厚度設定為10nm、i層的厚度設定為200nm、n層的厚度設定為10nm。在使用單晶矽的光電轉換層中，將p層的厚度設定為10nm、i層的厚度設定為30μm、n層的厚度設定為10nm。另外，將p層及n層中的雜質元素的濃度都設定為1×10¹⁹ (cm^-3 )，這是在100%活化狀態下進行的計算。另外，不考慮用作電極或中間層的導電層及其介面中的光的反射、散亂或吸收等。

此外，在本實施例中，為了簡便，在以下條件對各光電轉換層的量子效率進行了個別的計算，該條件是：使用非晶矽的光電轉換層的入射光的光量與使用單晶矽的光電轉換層的入射光的光量相等。

圖24示出用於計算的前提的非晶矽(a-Si)和單晶矽(c-Si)的吸收係數。在圖中，橫軸表示波長(μm)，縱軸表示所對應的波長的吸收係數(cm^-1 )。

圖25示出根據上述資料計算出的使用非晶矽(a-Si)的光電轉換層的量子效率。這裏橫軸表示波長(μm)，縱軸表示所對應的波長的量子效率。量子效率是指將入射光的全部被轉換為電流時的電流作為分母，並將負極的電流作為分子而求出的值。

從圖25可知：在使用非晶矽的光電轉換層中，短波長一側(0.4μm至0.6μm)的光電轉換效率高。在使用非晶矽的光電轉換層中，既使其厚度為100nm左右也能夠進行充分的光電轉換。另外，由於上述厚度能夠使長波長一側的光充分地透過，所以適用於頂部單元。

圖26示出使用單晶矽(c-Si)的光電轉換層的量子效率。與圖25同樣，橫軸表示波長(μm)，縱軸表示所對應的波長的量子效率。

從圖26可知：在使用單晶矽的光電轉換層中，在寬波長帶(0.4μm至0.9μm)中光電轉換效率高。使用單晶矽的光電轉換層適合的厚度為幾十μm，所以適用於底部單元。

圖27示出使用圖25和圖26所示的結果求出的在使用非晶矽的光電轉換層和使用單晶矽的光電轉換層的疊層結構中的量子效率。另外，在圖27中示出當將使用非晶矽的光電轉換層用作頂部單元，將使用單晶矽的光電轉換層用作底部單元時的量子效率。這裏，為了方便，無視上述光電轉換層以外的要素地進行計算。也就是說，不考慮連接頂部單元和底部單元的中間層等的影響。

以上，從本實施例的計算結果可知：適用於使用非晶矽的光電轉換層和使用單晶矽的光電轉換層的光電轉換的波長不同。也就是說，可以認為：藉由層疊這些光電轉換層能夠提高光電轉換效率。

另外，本實施例可以與其他的實施例適當地組合來使用。

本說明書根據2009年6月5日在日本專利局申請的日本專利申請編號2009-136672製作，所述申請內容包括在本說明書中。

101．．．基板

102．．．單元

103．．．結構體

104．．．基板

105．．．單元

106．．．纖維體

107．．．有機樹脂

110．．．導電膜

111．．．光電轉換層

112．．．導電膜

113．．．p層

114．．．i層

115．．．n層

120．．．導電膜

121．．．光電轉換層

122．．．導電膜

123．．．n層

124．．．i層

125．．．p層

131．．．光電轉換層

133．．．p層

135．．．n層

143．．．p層

145．．．n層

151．．．光電轉換層

152．．．光電轉換層

153．．．p層

154．．．i層

155．．．n層

156．．．p層

157．．．i層

158．．．n層

159．．．光電轉換層

160．．．p層

161．．．i層

162．．．n層

163．．．中間層

250．．．經線

251．．．緯線

252．．．方平網眼

602．．．光電轉換區域

610．．．光電轉換區域

612．．．導通部

614．．．光電轉換區域

616．．．導通部

1000．．．傳輸室

1002．．．裝載‧卸載室

1004．．．沉積室

1006．．．沉積室

1008．．．沉積室

1010．．．沉積室

1012．．．沉積室

1020．．．搬運機械

1101．．．單晶半導體基板

1102．．．保護層

1103．．．第一半導體層

1104．．．脆化層

1105．．．導電膜

1106．．．絕緣層

1107．．．支承基板

1108．．．分離基板

1109．．．第二半導體層

1110．．．第三半導體層

1111．．．光電轉換層

1112．．．導電膜

1101a．．．單晶半導體基板

1101b．．．單晶半導體基板

1201．．．支承基板

1202．．．分離層

1203．．．絕緣層

1204．．．導電膜

1205．．．第一半導體層

1206．．．第二半導體層

1207．．．第三半導體層

1208．．．臨時支承基板

1209．．．剝離用黏合劑

1210．．．黏合劑層

1211．．．塑膠基板

1212．．．導電膜

1301．．．單晶半導體基板

1302．．．紋理結構

1303．．．第一半導體層

1304．．．導電膜

1305．．．第三半導體層

1306．．．導電膜

1307．．．光電轉換層

121a．．．光電轉換層

121b．．．光電轉換層

1221．．．光電轉換層

141a．．．光電轉換層

141b．．．光電轉換層

2100．．．傳輸室

2102．．．分析室

2104．．．表面處理室

2106．．．沉積室

2108．．．裝載室

2110．．．沉積室

2112．．．沉積室

2114．．．沉積室

2120．．．搬運機械

2140．．．傳輸室

2142．．．沉積室

2144．．．沉積室

2146．．．沉積室

2148．．．卸載室

2150．．．沉積室

2152．．．沉積室

2154．．．沉積室

2160．．．搬運機械

2180．．．連結室

4002．．．支承基板

4004．．．絕緣層

4006．．．電極

4016．．．電極

4018．．．電極

4020．．．單位單元

5026．．．背面電極

5027．．．背面電極

5028．．．太陽光發電模組

5029．．．充電控制電路

5030．．．蓄電池

5031．．．負載

6000．．．車

6002．．．轉換器

6004．．．電容器

6006．．．引擎

6008．．．監視器

6010．．．散熱器

6012．．．迴圈泵

7002．．．光電轉換裝置

7004．．．電容器

7006．．．開關調節器

7008．．．脈衝寬度調變電路

7010．．．帶通濾波器

7012．．．衰減器

7014．．．三角波發生電路

7016．．．比較器

7020．．．開關電晶體

7021．．．平滑電容器

7022．．．電感器

7024．．．二極體

7026．．．開關電晶體

7027．．．開關電晶體

7028．．．開關電晶體

7029．．．開關電晶體

7030．．．脈衝寬度調變波

7032．．．正弦波

7050．．．光電轉換裝置

7052．．．直流開關

7054．．．充電控制電路

7056．．．蓄電裝置

7058．．．反相器

7060．．．配電盤

7062．．．交流開關

7064．．．變壓器

7068．．．電網

7070．．．電器

7080．．．導電構件

7082．．．佈線構件

7084．．．密封樹脂

7088．．．框體

7090．．．蓄電裝置

7092．．．端子

7094．．．逆流防止二極體

7098．．．基板

7100．．．纖維體

7102．．．有機樹脂

在附圖中：

圖1是光電轉換裝置的截面圖；

圖2A和2B是光電轉換裝置的截面圖；

圖3A和3B是光電轉換裝置的截面圖；

圖4A和4B是光電轉換裝置的截面圖；

圖5A和5B是織布的俯視圖；

圖6A至6E是光電轉換裝置的製造方法的截面圖；

圖7A至7C是光電轉換裝置的製造方法的截面圖；

圖8A至8E是示出光電轉換裝置的製造方法的截面圖；

圖9A至9G是示出光電轉換裝置的製造方法的截面圖；

圖10A至10C是示出單晶矽晶片的加工方法的圖；

圖11A至11C是示出光電轉換裝置的製造方法的圖；

圖12是光電轉換裝置的截面圖；

圖13是示出用於光電轉換層的製造的裝置的結構的圖；

圖14是示出用於光電轉換層的製造的裝置的結構的圖；

圖15A和15B是示出太陽光發電模組的結構的圖；

圖16是示出太陽光發電系統的結構的圖；

圖17A和17B是示出使用太陽光發電模組的車輛的結構的圖；

圖18是示出反相器的一個方式的圖

圖19是開關調整器的方塊圖；

圖20是示出從光電轉換裝置的輸出電壓的圖；

圖21是示出光發電系統的一例的圖；

圖22是示出光電轉換模組的周邊部分的圖；

圖23是示出光電轉換模組的周邊部分的圖；

圖24是示出非晶矽(a-Si)和單晶矽(c-Si)的吸收係數的波長依賴的圖；

圖25是示出使用非晶矽(a-Si)的光電轉換層的量子效率的波長依賴的圖；

圖26是示出使用單晶矽(c-Si)的光電轉換層的量子效率的波長依賴的圖；

圖27是示出層疊光電轉換層的結構中的量子效率的波長依賴的圖。

101．．．基板

102．．．單元

103．．．結構體

104．．．基板

105．．．單元

106．．．纖維體

107．．．有機樹脂

Claims (14)

1. 一種光電轉換裝置，包括：包含第一區域的第一基板；該第一基板上的具有光電轉換功能的第一單元，該第一單元包含第二區域；該第一單元上的結構體，該結構體包括纖維體和樹脂；該結構體上的具有光電轉換功能的第二單元，該第二單元包含第三區域；以及該第二單元上的第二基板，該第二基板包含第四區域，其中該第一單元和該第二單元藉由該結構體彼此黏附在一起，其中該第一區域接觸該第二區域，並且其中該第三區域接觸該第四區域。
2. 一種光電轉換裝置，包括：包含第一區域的第一基板；該第一基板上的具有光電轉換功能的第一單元，該第一單元包含第二區域；該第一單元上的結構體，該結構體包括纖維體和樹脂；該結構體上的具有光電轉換功能的第二單元，該第二單元包含第三區域；以及該第二單元上的第二基板，該第二基板包含第四區 域，其中該第一單元和該第二單元藉由該結構體彼此黏附在一起，其中該第一區域接觸該第二區域，其中該第三區域接觸該第四區域，並且其中該第一基板及該第二基板各者為撓性基板。
3. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該第一單元和該第二單元分別包括夾在第一導電膜和第二導電膜之間的光電轉換層。
4. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該第一單元和該第二單元分別包括夾在第一導電膜和第二導電膜之間的光電轉換層，並且其中該光電轉換層包括p型半導體層和n型半導體層。
5. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該第一單元和該第二單元分別包括夾在第一導電膜和第二導電膜之間的光電轉換層，並且其中該光電轉換層包括p型半導體層、i型半導體層和n型半導體層。
6. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該第一單元和該第二單元分別包括非晶矽、結晶矽和單晶矽中的至少一者。
7. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該纖維體浸漬於該樹脂。
8. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該纖維體浸漬於該樹脂，並且其中該樹脂是有機樹脂。
9. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該結構體之厚度為10μm至100μm。
10. 如申請專利範圍第1或2項的光電轉換裝置，其中該第一單元和該第二單元分別包括夾在第一導電膜和第二導電膜之間的至少一光電轉換層，其中該光電轉換層包括p型半導體層、i型半導體層和n型半導體層，其中該第一單元及該第二單元各者的該第一導電膜之厚度為40nm至800nm，其中該第一單元及該第二單元各者之i型半導體層包括含矽之非晶半導體層，其中該第一單元之i型半導體層之厚度為20nm至100nm，其中該第二單元之i型半導體層之厚度為200nm至500nm，並且其中該結構體之厚度為10μm至100μm。
11. 一種光電轉換裝置的製造方法，包括如下步驟：形成具有光電轉換功能的第一單元在第一基板上，其中該第一基板包含第一區域，且該第一單元包含第二區域；形成具有光電轉換功能的第二單元在第二基板上，其中該第二單元包含第三區域，且該第二基板包含第四區域；使該第一單元黏附到包括纖維體和樹脂的結構體；並 且使該第二單元黏附到該結構體，其中該第一區域接觸該第二區域，並且其中該第三區域接觸該第四區域。
12. 如申請專利範圍第11項的光電轉換裝置的製造方法，其中形成第一導電膜、光電轉換層和第二導電膜作為該第一單元和該第二單元各者。
13. 如申請專利範圍第11項的光電轉換裝置的製造方法，其中形成第一導電膜、p型半導體層、n型半導體層和第二導電膜作為該第一單元和該第二單元各者。
14. 如申請專利範圍第11項的光電轉換裝置的製造方法，其中形成第一導電膜、p型半導體層、i型半導體層、n型半導體層和第二導電膜作為該第一單元和該第二單元各者。