TWI599061B - 光電轉換裝置 - Google Patents

光電轉換裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI599061B
TWI599061B TW101105514A TW101105514A TWI599061B TW I599061 B TWI599061 B TW I599061B TW 101105514 A TW101105514 A TW 101105514A TW 101105514 A TW101105514 A TW 101105514A TW I599061 B TWI599061 B TW I599061B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
semiconductor layer
germanium
layer
light
type
Prior art date
Application number
TW101105514A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201244118A (en
Inventor
山崎舜平
井坂史人
西田治朗
Original Assignee
半導體能源研究所股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 半導體能源研究所股份有限公司 filed Critical 半導體能源研究所股份有限公司
Publication of TW201244118A publication Critical patent/TW201244118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI599061B publication Critical patent/TWI599061B/zh

Links

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
    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868—Passivation
    • 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 potential barriers
    • 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 potential barriers
    • H01L31/072—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 potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/074—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 potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a heterojunction with an element of Group IV of the Periodic Table, e.g. ITO/Si, GaAs/Si or CdTe/Si 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
    • H01L31/06—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 potential barriers
    • 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 potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • 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
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • 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
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • 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
    • 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
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

光電轉換裝置
本發明係關於一種具有包含有機化合物及無機化合物的窗層的光電轉換裝置。
近年來，作為地球變暖對策，在發電時不排出二氧化碳的光電轉換裝置引人注目。作為其典型例子，已知使用單晶矽或多晶矽等結晶矽基板的太陽能電池。
在使用結晶矽基板的太陽能電池中，廣泛地使用具有所謂同質結(homo junction)的結構，其中在結晶矽基板的一方的面一側藉由擴散雜質來形成其導電型與該結晶矽基板不同的層。
另外，也已知如下結構，其中在結晶矽基板的一方的面上形成其光學能隙及導電型與該結晶矽基板不同的非晶矽來形成異質結(hetero junction)(參照專利文獻1、2)。
[專利文獻1]日本專利申請公開平第4-130671號公報
[專利文獻2]日本專利申請公開平第10-135497號公報
在上述光電轉換裝置的結構中，因為作為窗層使用結晶矽或非晶矽，所以在該窗層中發生光吸收損失。
雖然在窗層中也產生光載子，但是在窗層內少數載子易重新結合，因此能夠作為電流取出的光載子的大部分產生在與p-n結相比位於背面電極一側的結晶矽基板內。因此，因為實質上不利用在窗層中被吸收的光，所以較佳的 是窗層使用在結晶矽具有光敏度的波長範圍內具有透光性的材料形成。
因此，本發明的一個方式的目的之一是提供一種窗層中的光吸收損失少的光電轉換裝置。
本說明書所公開的本發明的一個方式關於一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置具有包含有機化合物及無機化合物且保護矽表面的效果高的窗層。
本說明書所公開的本發明的一個方式是一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置在一對電極之間包括結晶矽基板以及與結晶矽基板接觸的透光半導體層，其中該透光半導體層包含有機化合物及無機化合物。
上述結晶矽基板的導電型為n型，並且透光半導體層的導電型為p型。
另外，在上述透光半導體層上也可以形成有透光導電膜。
本說明書所公開的本發明的另一個方式是一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置在一對電極之間包括：結晶矽基板；與結晶矽基板的一方的面接觸的第一非晶矽層；與第一非晶矽層接觸的透光半導體層；與結晶矽基板的另一方的面接觸的第二非晶矽層；以及與第二非晶矽層接觸的矽半導體層，其中透光半導體層包含有機化合物及無機化合物。
另外，本說明書等中的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免構成要素的混淆而附記的，而不是用於在順序或數目方面上進行限制。
另外，本說明書所公開的本發明的另一個方式是一種光電轉換裝置，該光電轉換裝置在一對電極之間包括：結晶矽基板；與結晶矽基板的一方的面接觸的透光半導體層；與結晶矽基板的另一方的面接觸的非晶矽層；以及與非晶矽層接觸的矽半導體層，其中透光半導體層包含有機化合物及無機化合物。
較佳的是，上述結晶矽基板及矽半導體層的導電型為n型，透光半導體層的導電型為p型，並且非晶矽層的導電型為i型。
另外，也可以以接觸於上述透光半導體層的方式形成有透光導電膜。
另外，在上述本發明的一個方式中，作為無機化合物，可以使用屬於元素週期表中的第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言，有氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳或氧化錸等。
另外，作為有機化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物、包含二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物中的任一種。
藉由使用本發明的一個方式，可以減少窗層中的光吸收損失，從而可以提供轉換效率高的光電轉換裝置。
以下使用圖式詳細地說明本發明的實施方式。但是，本發明不侷限於以下的說明，只要是本領域的技術人員就容易理解一個事實就是其形態和細節可以作各種各樣的變換。因此，本發明不應該被解釋為僅限於以下所示的實施方式的記載內容。注意，在用於說明實施方式的所有圖式中，使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重複說明。
實施方式1
在本實施方式中，對本發明的一個方式中的光電轉換裝置及其製造方法進行說明。
圖1A為本發明的一個方式中的光電轉換裝置的剖面圖。該光電轉換裝置包括：結晶矽基板100；與該結晶矽基板接觸的透光半導體層120及第一電極140；以及與透光半導體層120接觸的第二電極160。另外，第二電極160為柵網電極(grid electrode)，並且形成有第二電極160的面一側為受光面。
圖1B具有與圖1A相同的疊層結構，但是為對結晶矽基板100的表面及背面進行了凹凸加工的例子。在進行了凹凸加工的面上入射光多重反射，且光傾斜地進行到光電轉換區內，因此光路長度增大。另外，也可以產生背面反射光在表面全反射的所謂陷光效果(light trapping effect)。另外，在對作為受光面的表面進行使凸部或凹部的間隔 為幾十nm至幾百nm的凹凸加工時，可以將其波長在300nm至1200nm的範圍內的光的反射率抑制為5%以下，從而也可以給予高抗反射效果。另外，不侷限於圖1B所示的結構，而也可以採用只對表面和背面中的任一方進行凹凸加工的結構。另外，也可以採用對表面和背面的兩者進行相同形狀的凹凸加工的結構。
結晶矽基板100具有一導電型，而透光半導體層120具有與結晶矽基板100的導電型相反的導電型。因此，在結晶矽基板100與透光半導體層120的介面形成p-n結。在此，因為本發明的一個方式中的透光半導體層120具有p型導電型，所以作為結晶矽基板100使用具有n型導電型的結晶矽基板。
另外，雖然未圖示，但是也可以在結晶矽基板100和第一電極140之間設置BSF(Back Surface Field：背表面場)層，該BSF層具有與結晶矽基板100相同的導電型且其載子密度比結晶矽基板100高。在本實施方式中，藉由作為BSF層設置n+層來形成n-n+結，且因其電場而少數載子反彈到p-n結一側，因此可以防止在第一電極140近旁載子重新結合。
本發明的一個方式中的透光半導體層120為無機化合物和有機化合物的複合材料。作為該無機化合物可以使用過渡金屬氧化物，尤其佳的是使用屬於元素週期表中的第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言，可以使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳 、氧化錸等。尤其是，氧化鉬在大氣中也穩定，吸濕性低，容易處理，所以是較佳的。
另外，作為上述有機化合物，可以使用各種化合物，諸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)、包含二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物等。另外，作為用於複合材料的有機化合物，使用電洞傳輸性高的有機化合物。明確而言，較佳的是，使用具有10-6cm2/Vs以上的電洞遷移率的物質。但是，只要是其電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用上述以外的物質。
上述過渡金屬氧化物具有電子接受性，並且其與電洞傳輸性高的有機化合物的複合材料的載子密度高且呈現p型半導體特性。另外，該複合材料具有其透過率在從可見光區到紅外區的廣泛波長範圍內高的特性。
另外，因為該複合材料穩定，並不在與結晶矽基板的介面產生氧化矽，所以可以降低介面缺陷，從而可以提高載子的壽命。
做了試驗已確認到如下事實，即在將該複合材料形成在n型單晶矽基板的雙面上且用作保護膜時，在將4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)用作有機化合物並將氧化鉬(VI)用作無機化合物的情況下，載子的壽命為700μsec以上，而在將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)用作有機化合物並將氧化鉬(VI)用作無機化合物的情況下，載子的壽命為400μsec以上。另外 ，在不形成有保護膜的n型單晶矽基板的壽命為大約40μsec，而藉由濺射法在該單晶矽基板的雙面上形成銦錫氧化物(ITO)時的壽命為大約30μsec。
在習知的光電轉換裝置中，因為將形成在結晶矽基板的表層上的雜質層用作窗層，所以窗層具有與光吸收區大致相等的光吸收特性，該光吸收區與接合面相比位於背面電極一側。雖然在該窗層中也產生光載子，但是少數載子的壽命短，不能作為電流取出其，因此窗層中的光吸收為大損失。
在本發明的一個方式中，藉由將該複合材料用於將n型結晶矽基板用作光吸收層的光電轉換裝置的窗層，窗層中的光吸收降低，從而可以在光吸收區中高效地進行光電轉換。另外，如上所述，該複合材料保護矽表面的效果非常高。因此，可以提高光電轉換裝置的轉換效率。
另外，雖然未圖示，但是也可以在透光半導體層120上的與第二電極160的接合部以外的區域上設置透光絕緣膜。藉由設置該絕緣膜，可以降低透光半導體層120的表面缺陷。作為透光絕緣膜，可以使用藉由電漿CVD法或濺射法形成的氧化矽膜或氮化矽膜。
另外，圖2例示在圖1B的結構中在透光半導體層120和第二電極160之間設置透光導電膜180的結構。如此，藉由設置該透光導電膜，可以降低透光半導體層120中的電阻損失。
另外，在上述圖1A至圖2的光電轉換裝置的結構中 ，作為透光半導體層120的區域也可以為透光半導體層與p型矽半導體層的疊層結構。藉由設置該矽半導體層，可以增加p型區域(透光半導體層與p型矽半導體層的疊層部分)的載子密度。其結果，可以提高內部電場，從而可以提高光電轉換裝置的電特性。另外，因為可以將在此使用的p型矽半導體層的厚度設定為極薄，所以可以大致忽略其光吸收損失。
接著，使用圖7A至圖8C說明圖1B所示的光電轉換裝置的製造方法。
作為能夠用於本發明的一個方式的結晶矽基板100，可以使用具有n型導電型的單晶矽基板或多晶矽基板。對這些結晶矽基板的製造方法沒有特別的限制。在本實施方式中，使用藉由MCZ(Magnetic Czochralski：磁場直拉)法製造的表面為(100)面的單晶矽基板(參照圖7A)。
接著，對結晶矽基板100的表面和背面進行凹凸加工。首先，使用鹼性蝕刻液(例如，10%氫氧化鉀水溶液等)對結晶矽基板100的表面和背面進行蝕刻。在本實施方式中，因為使用表面為(100)面的單晶矽基板，所以可以利用與(111)面的蝕刻速度差在結晶矽基板100的表面和背面上形成第一凹凸210(參照圖7B)。此時，也可以利用抗蝕劑掩模覆蓋成為受光面的一方的面一側，而只在另一方的面一側形成第一凹凸210。另外，在使用鹼性蝕刻液的方法中，可以以2μm以上且10μm以下的週期形成縱橫比為0.5以上且3以下的凸部。
接著，使用乾蝕刻法在成為受光面的面一側形成比第一凹凸210細微的第二凹凸220。例如，使用碳氟化物類氣體和氯類氣體且利用RIE模式對結晶矽進行蝕刻，即可。明確而言，可以以60nm以上且500nm以下的週期形成縱橫比為3以上且15以下的凸部。另外，因為在乾蝕刻法中蝕刻不依賴於平面配向而均等地進行，所以在將多晶矽基板用於結晶矽基板100時，較佳的是，藉由乾蝕刻法在表面和背面的兩者上形成凹凸。另外，上述凹凸加工法為一個例子，不侷限於此。
接著，在成為受光面一側的結晶矽基板100的一方的面上形成透光半導體層120(參照圖8A)。透光半導體層120藉由上述無機化合物和有機化合物的共蒸鍍法形成。共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個沉積室內從多個蒸發源同時進行蒸鍍。在高真空下進行成膜較佳。藉由利用真空排氣單元以使真空度在5×10-3Pa以下，較佳地為10-4Pa至10-6Pa左右的範圍內的方式對沉積室內進行真空排氣來可以得到高真空。
在本實施方式中，藉由共蒸鍍4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)和氧化鉬(VI)來形成透光半導體層120。將其厚度設定為50nm，並且將BPAFLP和氧化鉬的重量比調節為2：1(=BPAFLP：氧化鉬)。
另外，在設置BSF層(n+層)的情況下，在形成透光半導體層120之前進行對作為背面一側的結晶矽基板100的另一方的面以高濃度擴散賦予n型的摻雜劑(磷、砷、銻 等)的製程，即可。
接著，在作為背面一側的結晶矽基板100的另一方的面上形成第一電極140(參照圖8B)。第一電極140可以使用銀、銅等低電阻金屬且藉由濺射法或真空蒸鍍法等來形成。或者，也可以使用絲網印刷法且利用銀膏或銅膏等導電樹脂來形成第一電極140。
接著，在透光半導體層120上形成第二電極160(參照圖8C)。第二電極160為柵網電極，使用銀膏、銅膏、鎳膏、鉬膏等導電樹脂且利用絲網印刷法形成較佳。另外，第二電極160也可以為層疊銀膏和銅膏等來形成的不同材料的疊層。
另外，為了形成圖2的結構的光電轉換裝置，在形成第二電極160之前在透光半導體層120上形成透光導電膜180，即可。作為透光導電膜，例如可以使用銦錫氧化物、包含矽的銦錫氧化物、包含鋅的氧化銦、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅、包含鋁的氧化鋅、氧化錫、包含氟的氧化錫、包含銻的氧化錫或石墨烯等。另外，透光導電膜不侷限於單層，而也可以為不同膜的疊層。例如，可以使用：銦錫氧化物和包含鋁的氧化鋅的疊層；或銦錫氧化物和包含氟的氧化錫的疊層等。總厚度為10nm以上且1000nm以下。
藉由上述步驟，可以製造作為本發明的一個方式的將透光半導體層用於窗層的光電轉換裝置。
本實施方式可以與其他實施方式自由地組合。
實施方式2
在本實施方式中，說明與實施方式1所說明的光電轉換裝置不同的結構的光電轉換裝置及其製造方法。
圖3A、3B示出本發明的一個方式中的光電轉換裝置的剖面圖。
圖3A所示的光電轉換裝置包括：與結晶矽基板300接觸的第一非晶矽層311及第二非晶矽層312；與非晶矽層312接觸的透光半導體層320；與非晶矽層311接觸的矽半導體層330；與矽半導體層330接觸的第一電極340；以及與透光半導體層320接觸的第二電極360。另外，形成有第二電極360的面一側為受光面。
圖3B為與圖3A相同的疊層結構，但是示出對結晶矽基板300的表面和背面進行了凹凸加工的例子。作為凹凸加工的效果的詳細內容，可以參照實施方式1。
在此，第一非晶矽層311及第二非晶矽層312為缺陷少的高品質i型半導體層，可以終結結晶基板表面的缺陷。另外，在本說明書中，i型半導體除了其費密能階位於能隙中央的所謂的本質半導體之外，還包括：其所包含的賦予p型或n型的雜質濃度為1×1020cm-3以下的濃度，且其光電導率為其暗電導率的100倍以上的半導體。該i型矽半導體也可以作為雜質包含週期表第13族或第15族的元素。
結晶矽基板300具有一導電型，而透光半導體層320 為具有與結晶矽基板300的導電型相反的導電型的半導體層。因此，在結晶矽基板300與透光半導體層320的介面隔著第二非晶矽層312形成p-n結。在此，因為本發明的一個方式中的透光半導體層320具有p型導電型，所以作為結晶矽基板300使用具有n型導電型的結晶矽基板。
另外，設置在背面一側的矽半導體層330為n+型，隔著第一非晶矽層311形成n-n+結。也就是說，矽半導體層330用作BSF層。
透光半導體層320為無機化合物和有機化合物的複合材料。作為該無機化合物及該有機化合物，可以參照實施方式1。
在本發明的一個方式中，藉由將該複合材料用於將n型結晶矽基板用作光吸收層的光電轉換裝置的窗層，窗層中的光吸收損失減少，從而可以在光吸收層中高效地進行光電轉換。因此，可以提高光電轉換裝置的轉換效率。
另外，如圖4所示，在圖3B的結構中，也可以在透光半導體層320和第二電極360之間設置透光導電膜380。藉由設置透光導電膜380，可以降低透光半導體層320中的電阻損失。另外，雖然圖4例示結晶矽基板300具有凹凸的結構，但是結晶矽基板300也可以不具有凹凸。
另外，如圖5所示，也可以採用如下結構，即從圖3B的結構去除第二非晶矽層312，使結晶矽基板300與透光半導體層320直接接觸，而形成p-n結。因為上述能夠用於透光半導體層320的過渡金屬氧化物和有機化合物的 複合材料具有高保護效果，所以產生在與結晶矽基板的接合介面的缺陷極少，從而可以形成良好的介面。另外，雖然圖5例示結晶矽基板300具有凹凸的結構，但是結晶矽基板300也可以不具有凹凸。
另外，如圖6所示，在圖5的結構中，也可以在透光半導體層320上設置透光導電膜380。藉由設置透光導電膜380，可以降低透光半導體層320中的電阻損失。另外，雖然圖6例示結晶矽基板300具有凹凸的結構，但是結晶矽基板300也可以不具有凹凸。
另外，在上述圖3A至圖6的光電轉換裝置的結構中，作為透光半導體層320的區域也可以為透光半導體層與p型矽半導體層的疊層結構。藉由設置該矽半導體層，可以增加p型區域(透光半導體層與p型矽半導體層的疊層部分)的載子密度。其結果，可以提高內部電場，從而可以提高光電轉換裝置的電特性。另外，因為可以將在此使用的p型矽半導體層的厚度設定為極薄，所以可以大致忽略其光吸收損失。
接著，使用圖9A至圖10C說明圖3B所示的光電轉換裝置的製造方法。
作為能夠用於本發明的一個方式的結晶矽基板300，可以使用具有n型導電型的單晶矽基板或多晶矽基板。對這些結晶矽基板的製造方法沒有特別的限制。在本實施方式中，使用藉由MCZ(Magnetic Czochralski：磁場直拉)法製造的表面為(100)面的單晶矽基板。
接著，對結晶矽基板300的表面和背面進行凹凸加工(參照圖9A)。作為凹凸加工的製程的詳細內容，可以參照實施方式1的圖7B、圖7C的說明。另外，在製造圖3A的結構的光電轉換裝置時，去除該凹凸加工的製程即可。
接著，在作為與受光面相反一側的結晶矽基板300的一方的面上使用電漿CVD法形成第一非晶矽層311(參照圖9B)。較佳的是，第一非晶矽層311的厚度為3nm以上且50nm以下。在本實施方式中，第一非晶矽層311為i型，其厚度為5nm。
以下示出第一非晶矽層311的成膜條件的例子：在反應室內導入流量為5sccm以上且200sccm以下的甲矽烷；將反應室內的壓力設定為10Pa以上且100Pa以下；將電極間隔設定為15mm以上且40mm以下；並且將電力密度設定為8mW/cm2以上且50mW/cm2以下。
接著，在第一非晶矽層311上形成矽半導體層330(參照圖9C)。較佳的是，將矽半導體層330的厚度設定為3nm以上且50nm以下。在本實施方式中，矽半導體層330為n型微晶矽或非晶矽，其厚度為10nm。
以下示出矽半導體層330的成膜條件的例子：在反應室內導入流量為1sccm以上且10sccm以下的甲矽烷、流量為100sccm以上且5000sccm以下的氫、流量為5sccm以上且50sccm以下的氫基磷化氫(0.5%)；將反應室內的壓力設定為450Pa以上且100000Pa以下，較佳地設定為2000Pa以上且50000Pa以下；將電極間隔設定為8mm以 上且30mm以下；並且將電力密度設定為200mW/cm2以上且1500mW/cm2以下。
接著，在作為受光面一側的結晶矽基板300的另一方的面上使用電漿CVD法形成第二非晶矽層312(參照圖10A)。較佳的是，第二非晶矽層312的厚度為3nm以上且50nm以下。在本實施方式中，第二非晶矽層312為i型，其厚度為5nm。另外，第二非晶矽層312可以藉由與第一非晶矽層311相同的成膜條件形成。
另外，在本實施方式中，作為用於第一非晶矽層311、第二非晶矽層312及矽半導體層330的成膜的電源使用頻率為13.56MHz的RF電源，但是也可以使用頻率為27.12MHz、60MHz或100MHz的RF電源。另外，除了連續放電以外，也可以藉由脈衝放電進行成膜。藉由進行脈衝放電，可以提高膜品質且減少產生在氣相中的微粒。
接著，在第二非晶矽層312上形成透光半導體層320(參照圖10B)。透光半導體層320可以藉由上述無機化合物和有機化合物的共蒸鍍法形成。共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個沉積室內從多個蒸發源同時進行蒸鍍。較佳的是，在高真空下進行成膜。藉由利用真空排氣單元以使真空度在5×10-3Pa以下，較佳地為10-4Pa至10-6Pa左右的範圍的方式對沉積室內進行真空排氣來可以得到高真空。
在本實施方式中，藉由共蒸鍍4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)和氧化鉬(VI)來形成透光半導體層320。將其厚度設定為50nm，並且將BPAFLP和氧 化鉬的重量比調節為2：1(=BPAFLP：氧化鉬)。
接著，在矽半導體層330上形成第一電極340。第一電極340可以使用銀、鋁、銅等低電阻金屬且藉由濺射法或真空蒸鍍法等形成。或者，也可以使用絲網印刷法且利用銀膏或銅膏等導電樹脂來形成第一電極340。
接著，在透光半導體層320上形成第二電極360(參照圖10C)。第二電極360為柵網電極，使用銀膏、銅膏、鎳膏、鉬膏等導電樹脂且利用絲網印刷法來形成較佳。另外，第二電極360也可以為層疊銀膏和銅膏等來形成的不同材料的疊層。
另外，設置在結晶矽基板300的表面和背面上的膜的形成順序不侷限於上述方法，只要能夠形成圖10C所示的結構即可。例如，也可以形成第一非晶矽層311，其次形成第二非晶矽層312。
另外，為了形成圖4的結構的光電轉換裝置，在形成第二電極360之前在透光半導體層320上形成透光導電膜380，即可。作為透光導電膜380，例如可以使用銦錫氧化物、包含矽的銦錫氧化物、包含鋅的氧化銦、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅、包含鋁的氧化鋅、氧化錫、包含氟的氧化錫、包含銻的氧化錫或石墨烯等。另外，透光導電膜380不侷限於單層，而也可以為不同膜的疊層。例如，可以使用：銦錫氧化物和包含鋁的氧化鋅的疊層；或銦錫氧化物和包含氟的氧化錫的疊層等。總厚度為10nm以上且1000nm以下。
另外，為了形成圖5的結構的光電轉換裝置，去除上述第二非晶矽層312的形成製程即可。另外，藉由在透光半導體層320上形成透光導電膜380，可以形成圖6的結構的光電轉換裝置。
藉由上述步驟，可以製造本發明的一個方式的將透光半導體層用於窗層的光電轉換裝置。
本實施方式可以與其他實施方式自由地組合。
實施方式3
在本實施方式中，說明實施方式1及實施方式2所示的透光半導體層。
作為實施方式1及實施方式2所示的光電轉換裝置中的透光半導體層120、320，可以使用過渡金屬氧化物和有機化合物的複合材料。另外，在本說明書中，“複合”不僅是指混合兩個材料，而且是指藉由混合多個材料來使其處於在材料之間可以授受電荷的狀態。
作為上述過渡金屬氧化物，可以使用具有電子接受性的過渡金屬氧化物。明確而言，較佳的是，使用過渡金屬氧化物中的屬於元素週期表的第4族至第8族的金屬的氧化物。尤其是，較佳的是，使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳或氧化錸，因為它們的電子授受性高。尤其是，氧化鉬在大氣中也穩定，吸濕性低，容易處理，所以是較佳的。
另外，作為上述有機化合物，可以使用各種化合物， 諸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)、包含二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物等。另外，作為用於複合材料的有機化合物，使用電洞傳輸性高的有機化合物。明確而言，較佳的是，使用具有10-6cm2/Vs以上的電洞遷移率的物質。但是，只要是其電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用上述以外的物質。
在包含上述過渡金屬氧化物和上述有機化合物的複合材料中，藉由位於有機化合物的最高佔據分子軌道能階(HOMO能階)的電子遷移到過渡金屬氧化物的傳導帶，在過渡金屬氧化物和有機化合物之間產生相互作用。因該相互作用，包含過渡金屬氧化物和有機化合物的複合材料具有高載子密度且呈現p型半導體特性。
以下，具體地舉出能夠用於複合材料的有機化合物。
例如，作為能夠用於複合材料的芳香胺化合物，例如可以使用4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(簡稱：TPD)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(簡稱：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡稱：MTDATA)、N,N’-雙(螺-9,9’-二茀-2-基)-N,N’-二苯基聯苯胺(簡稱：BSPB)等。另外，可以舉出N,N’-雙(4-甲基苯基)-N,N’-二苯基-對苯二胺(簡稱：DTDPPA)、4,4’-雙[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：DPAB)、N-N’-雙[4-[雙(3-甲基苯基)氨基]苯基]- N,N’-二苯基-1,1’-聯苯-4,4’-二胺(簡稱：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(簡稱：DPA3B)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)、4,4’-雙[N-(9,9-二甲基茀-2-基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：DFLDPBi)等。
作為能夠用於複合材料的咔唑衍生物，具體地可以舉出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。
作為能夠用於複合材料的咔唑衍生物，可以使用4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蒽(簡稱：CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
作為能夠用於複合材料的芳香烴，例如可以舉出2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、2-叔丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2-叔丁基蒽(簡稱：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱：DMNA)、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]-2-叔丁基蒽、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基) 蒽、9,9’-聯二蒽、10,10’-二苯基-9,9’-聯二蒽、10,10’-雙(2-苯基苯基)-9,9’-聯二蒽、10,10’-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-聯二蒽、蒽、稠四苯、紅熒烯、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。另外，也可以使用稠五苯、蔻等。像這樣，更佳地使用其電洞遷移率為1×10-6cm2/Vs以上且其碳數為14至42的芳香烴。
能夠用於複合材料的芳香烴也可以具有乙烯基骨架。作為具有乙烯基的芳香烴，例如可以舉出4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)等。
另外，能夠用於複合材料的有機化合物也可以為包含二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物。
另外，能夠用於複合材料的有機化合物也可以為高分子化合物，例如也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)、聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺](簡稱：Poly-TPD)等。
因為本實施方式所示的透光半導體層在結晶矽呈現光吸收的波長範圍中具有優異的透光性，所以與將矽半導體層用於窗層時相比可以形成厚層，從而可以降低電阻損失。
圖11示出藉由共蒸鍍4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)和氧化鉬(VI)來得到的透光半導體層( 厚度為57nm)及非晶矽層(厚度為10nm)的分光透過率以及一般的單晶矽光電轉換裝置的分光敏度特性。如圖11所示，本實施方式中的透光半導體層在廣泛的波長範圍中具有高透光性，反之非晶矽層在與可見光相比位於短波長一側具有高光吸收率。例如，在將非晶矽膜用於窗層的習知的光電轉換裝置中，該與可見光相比位於短波長一側的光吸收意味著損失。另一方面，藉由將透光半導體層用於窗層，可以將被非晶矽膜吸收的波長範圍的光也有效地用於光電轉換。
作為上述透光半導體層的形成方法，無論乾法還是濕法都無妨，而可以使用多種方法。作為乾法，例如可以舉出從多個蒸發源將多個蒸鍍材料汽化來進行成膜的共蒸鍍法等。另外，作為濕法，可以使用溶膠-凝膠法等調整包含複合材料的組成物，並使用噴墨法或旋塗法等來進行成膜。
藉由將以上所說明的透光半導體層用於光電轉換裝置的窗層，窗層中的光吸收損失減少，從而可以提高光電轉換裝置的電特性。
本實施方式可以與其他實施方式自由地組合。
100‧‧‧結晶矽基板
120‧‧‧透光半導體層
140‧‧‧第一電極
160‧‧‧第二電極
180‧‧‧透光導電膜
210‧‧‧第一凹凸
220‧‧‧第二凹凸
300‧‧‧結晶矽基板
311‧‧‧第一非晶矽層
312‧‧‧第二非晶矽層
320‧‧‧透光半導體層
330‧‧‧矽半導體層
340‧‧‧第一電極
360‧‧‧第二電極
380‧‧‧透光導電膜
圖1A及圖1B為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的剖面圖；圖2為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的剖面 圖；圖3A及圖3B為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的剖面圖；圖4為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的剖面圖；圖5為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的剖面圖；圖6為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的剖面圖；圖7A至圖7C為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的製造方法的製程剖面圖；圖8A至圖8C為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的製造方法的製程剖面圖；圖9A至圖9C為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的製造方法的製程剖面圖；圖10A至圖10C為說明本發明的一個方式的光電轉換裝置的製造方法的製程剖面圖；圖11為透光半導體層及非晶矽層的分光透過率以及單晶矽光電轉換裝置的分光敏度特性。
100‧‧‧結晶矽基板
120‧‧‧透光半導體層
140‧‧‧第一電極
160‧‧‧第二電極

Claims (12)

  1. 一種光電轉換裝置，包括：第一電極；該第一電極上的結晶矽基板，其中該結晶矽基板的導電型為n型；該結晶矽基板的第一表面上的透光半導體層，其中該透光半導體層的導電型為p型；該透光半導體層上的透光導電膜；以及該透光導電膜上的至少一個第二電極，其中，該第一電極設置在該結晶矽基板的第二表面的整個區域上，其中，該透光半導體層包含有機化合物及無機化合物，其中該無機化合物為屬於元素週期表中的第4族至第8族的金屬的氧化物，以及其中該有機化合物為芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物和具有二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物中的任一種。
  2. 根據申請專利範圍第1項之光電轉換裝置，更包含該第一電極和該結晶矽基板間的背表面場層，其中該背表面場層的導電型為n型。
  3. 一種光電轉換裝置，包括：第一電極；該第一電極上的包含矽的半導體層； 該包含矽的半導體層上的第一非晶矽層；該第一非晶矽層上的結晶矽基板，其中該結晶矽基板的導電型為n型；該結晶矽基板的第一表面上的第二非晶矽層；該第二非晶矽層上的透光半導體層，其中該透光半導體層的導電型為p型；該透光半導體層上的透光導電膜；以及該透光導電膜上的至少一個第二電極，其中，該結晶矽基板的第二表面被該第一電極、該包含矽的半導體層、及該第一非晶矽層覆蓋，其中，該透光半導體層包含有機化合物及無機化合物，其中該無機化合物為屬於元素週期表中的第4族至第8族的金屬的氧化物，以及其中該有機化合物為芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物和具有二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物中的任一種。
  4. 根據申請專利範圍第3項之光電轉換裝置，其中該包含矽的半導體層的導電型為n型，該第一非晶矽層和該第二非晶矽層的導電型為i型。
  5. 一種光電轉換裝置，包括：第一電極；該第一電極上的包含矽的半導體層；該包含矽的半導體層上的非晶矽層； 該非晶矽層上的結晶矽基板，其中該結晶矽基板的導電型為n型；該結晶矽基板的第一表面上的透光半導體層，其中該透光半導體層的導電型為p型；該透光半導體層上的透光導電膜；以及該透光導電膜上的至少一個第二電極，其中，該結晶矽基板的第二表面被該第一電極、該包含矽的半導體層、及該非晶矽層覆蓋，其中，該透光半導體層包含有機化合物及無機化合物，其中該無機化合物為屬於元素週期表中的第4族至第8族的金屬的氧化物，以及其中該有機化合物為芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物和具有二苯並呋喃骨架或二苯並噻吩骨架的雜環化合物中的任一種。
  6. 根據申請專利範圍第5項之光電轉換裝置，其中該包含矽的半導體層的導電型為n型，且該非晶矽層的導電型為i型。
  7. 根據申請專利範圍第3或5項之光電轉換裝置，其中該包含矽的半導體層為n型微晶矽層和n型非晶矽層中的一者。
  8. 根據申請專利範圍第7項之光電轉換裝置，其中該包含矽的半導體層為背表面場層。
  9. 根據申請專利範圍第1、3、和5項中任一項之光電 轉換裝置，其中該透光導電膜包含選自由銦錫氧化物、包含矽的銦錫氧化物、包含鋅的氧化銦、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅、包含鋁的氧化鋅、氧化錫、包含氟的氧化錫、包含銻的氧化錫或石墨烯所組成的群組中的材料。
  10. 根據申請專利範圍第1、3、和5項中任一項之光電轉換裝置，其中該無機化合物為氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸中的任一種。
  11. 根據申請專利範圍第1、3、和5項中任一項之光電轉換裝置，其中該第一電極包含銀和銅中至少一者。
  12. 根據申請專利範圍第1、3、和5項中任一項之光電轉換裝置，其中該結晶矽基板的該第一表面具有第一凸部，該些第一凸部各具有3以上且15以下的縱橫比，以及其中該結晶矽基板的該第二表面具有第二凸部，該些第二凸部各具有0.5以上且3以下的縱橫比。
TW101105514A 2011-02-21 2012-02-20 光電轉換裝置 TWI599061B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011034621 2011-02-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201244118A TW201244118A (en) 2012-11-01
TWI599061B true TWI599061B (zh) 2017-09-11

Family

ID=46651746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101105514A TWI599061B (zh) 2011-02-21 2012-02-20 光電轉換裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9093601B2 (zh)
JP (2) JP6002403B2 (zh)
KR (1) KR20120095790A (zh)
TW (1) TWI599061B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9437758B2 (en) 2011-02-21 2016-09-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
JP2013058562A (ja) 2011-09-07 2013-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置
JP6108858B2 (ja) 2012-02-17 2017-04-05 株式会社半導体エネルギー研究所 ｐ型半導体材料および半導体装置
JP5824618B2 (ja) * 2013-03-01 2015-11-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 シリコン基板
JP6198417B2 (ja) * 2013-03-08 2017-09-20 大阪瓦斯株式会社 全固体型太陽電池
JP2015046424A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 大阪瓦斯株式会社 有機層含有全固体型太陽電池及びその製造方法
WO2015159456A1 (ja) * 2014-04-16 2015-10-22 三菱電機株式会社 太陽電池および太陽電池の製造方法
WO2016206050A1 (zh) * 2015-06-25 2016-12-29 华为技术有限公司 一种光电探测器
JP2017126737A (ja) * 2016-01-08 2017-07-20 株式会社カネカ 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
US9890240B2 (en) 2016-05-25 2018-02-13 International Business Machines Corporation Ladder polybenzodifurans
EP3912821A1 (en) 2016-05-27 2021-11-24 Seiko Epson Corporation Liquid container and liquid ejection system
AT519193A1 (de) * 2016-09-01 2018-04-15 Univ Linz Optoelektronischer Infrarotsensor
US10312444B2 (en) 2016-10-06 2019-06-04 International Business Machines Corporation Organic semiconductors with dithienofuran core monomers
US20180158968A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-07 Lg Electronics Inc. Solar cell and method of manufacturing the same
US11049720B2 (en) * 2018-10-19 2021-06-29 Kla Corporation Removable opaque coating for accurate optical topography measurements on top surfaces of transparent films
CN109786503A (zh) * 2018-12-29 2019-05-21 浙江师范大学 用氧化钼对单晶硅表面进行钝化的方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59172274A (ja) * 1983-03-18 1984-09-28 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置の製造方法
JPH0795603B2 (ja) 1990-09-20 1995-10-11 三洋電機株式会社 光起電力装置
US5213628A (en) 1990-09-20 1993-05-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic device
JP3526308B2 (ja) * 1993-02-18 2004-05-10 株式会社日立製作所 受光素子
JP3106810B2 (ja) 1993-11-04 2000-11-06 富士電機株式会社 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法
JPH09116179A (ja) * 1995-10-20 1997-05-02 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子
US6133119A (en) 1996-07-08 2000-10-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and method manufacturing same
JP3469729B2 (ja) 1996-10-31 2003-11-25 三洋電機株式会社 太陽電池素子
JP2003282905A (ja) * 2002-03-26 2003-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
EP1607446B1 (en) 2003-03-26 2016-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic/inorganic hybrid material, composition for synthesizing the same and process for producing the hybrid material
TW201220527A (en) 2003-09-26 2012-05-16 Semiconductor Energy Lab Light-emitting element and method for manufacturing the same
US8129822B2 (en) * 2006-10-09 2012-03-06 Solexel, Inc. Template for three-dimensional thin-film solar cell manufacturing and methods of use
JP5227497B2 (ja) * 2004-12-06 2013-07-03 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換素子の作製方法
JP4712372B2 (ja) 2004-12-16 2011-06-29 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置
US7554031B2 (en) * 2005-03-03 2009-06-30 Sunpower Corporation Preventing harmful polarization of solar cells
JP5121203B2 (ja) * 2006-09-29 2013-01-16 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
US20090139558A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Shunpei Yamazaki Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
EP2075850A3 (en) * 2007-12-28 2011-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
US7888167B2 (en) * 2008-04-25 2011-02-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and method for manufacturing the same
US20100269896A1 (en) * 2008-09-11 2010-10-28 Applied Materials, Inc. Microcrystalline silicon alloys for thin film and wafer based solar applications
US9437758B2 (en) * 2011-02-21 2016-09-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device

Also Published As

Publication number Publication date
US9093601B2 (en) 2015-07-28
JP6039154B2 (ja) 2016-12-07
KR20120095790A (ko) 2012-08-29
JP2016106434A (ja) 2016-06-16
TW201244118A (en) 2012-11-01
JP6002403B2 (ja) 2016-10-05
US20120211081A1 (en) 2012-08-23
JP2012191186A (ja) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI599061B (zh) 光電轉換裝置
JP5897926B2 (ja) 光電変換装置
US9159939B2 (en) Photoelectric conversion device
KR101558911B1 (ko) 광전 변환 장치 및 그 제조 방법
US10763386B2 (en) Heterostructure germanium tandem junction solar cell
JP6670377B2 (ja) 積層型光電変換装置およびその製造方法
JP5518347B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP5894472B2 (ja) 光電変換装置
US20120048372A1 (en) Solar cell
JP2013131586A (ja) 裏面電極型太陽電池の製造方法
JP2012191189A (ja) 光電変換装置
JP6000566B2 (ja) 光電変換装置
US20140048130A1 (en) Crystalline silicon solar cell water, and solar cell employing the same
JP2012009598A (ja) 結晶シリコン系太陽電池
JP2009076742A (ja) 光起電力素子およびその製造方法
KR101244791B1 (ko) 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐링 방법, 태양전지의 제조방법 및태양전지
JP5816800B2 (ja) 太陽電池の製造方法
KR20110101349A (ko) 박막형 태양전지 및 그의 제조방법
WO2013024850A1 (ja) 薄膜光電変換素子

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees