WO2009081713A1 - 光電変換装置及びその製造方法 - Google Patents

光電変換装置及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009081713A1
WO2009081713A1 PCT/JP2008/072132 JP2008072132W WO2009081713A1 WO 2009081713 A1 WO2009081713 A1 WO 2009081713A1 JP 2008072132 W JP2008072132 W JP 2008072132W WO 2009081713 A1 WO2009081713 A1 WO 2009081713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
photoelectric conversion
nitrogen
interface
less
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/072132
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shigenori Tsuruga
Kengo Yamaguchi
Saneyuki Goya
Satoshi Sakai
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. filed Critical Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority to CN2008800255111A priority Critical patent/CN101755340B/zh
Priority to EP08864090A priority patent/EP2202805A1/en
Priority to US12/602,255 priority patent/US20100170565A1/en
Publication of WO2009081713A1 publication Critical patent/WO2009081713A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02579—P-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02595—Microstructure polycrystalline
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, 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
    • H01L31/04—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
    • H01L31/076—Multiple junction or tandem 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
    • H01L31/077—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 the devices comprising monocrystalline or polycrystalline materials
    • 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
    • H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
    • 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
    • Y02E10/546—Polycrystalline 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
    • Y02E10/547—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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion device, and more particularly to a photoelectric conversion device for producing a power generation layer by film formation.
  • Photoelectric conversion devices used in solar cells that convert solar energy into electrical energy include p-type silicon-based semiconductors (p-layers), i-type silicon-based semiconductors (i-layers), and n-type silicon-based semiconductors (n-layers).
  • p-layers p-type silicon-based semiconductors
  • i-layers i-type silicon-based semiconductors
  • n-layers n-type silicon-based semiconductors
  • the thin-film silicon solar cell include that the area can be easily increased and that the film thickness is as thin as about 1/100 that of a crystalline solar cell, and that the material can be reduced. For this reason, the thin film silicon solar cell can be manufactured at a lower cost than the crystalline solar cell.
  • a disadvantage of the thin-film silicon solar cell is that the conversion efficiency is lower than that of the crystal system. In this technical field, improvement of conversion efficiency is an important issue.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 by adding nitrogen to the p layer and the n layer, the p layer and the n layer have a wide band gap, and the open circuit voltage is improved, thereby improving the conversion efficiency. ing. JP 2005-277021 A JP 2006-120930 A
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a photoelectric conversion device in which power generation efficiency is improved by increasing an open circuit voltage, and a photoelectric conversion having a high open circuit voltage by forming a photoelectric conversion layer at high speed. It is an object to provide a method for manufacturing a device.
  • Such a p-layer, n-layer, and interface layer can be formed at a high film-forming speed because it is not necessary to increase the hydrogen dilution rate in order to obtain a high crystallization rate. Therefore, a photoelectric conversion device having a high open-circuit voltage and high conversion efficiency can be manufactured with high productivity.
  • the photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion layer in which a p layer, an i layer, and an n layer are stacked, and the p layer contains 1% or more of nitrogen atoms.
  • the nitrogen-containing layer is contained at an atomic concentration of 25% or less, and the crystallization rate of the p layer is 0 or more and less than 3.
  • the photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion layer in which a p layer, an i layer, and an n layer are stacked, and the n layer contains 1% or more and 20% of nitrogen atoms.
  • the nitrogen-containing layer is contained at the following atomic concentration and the crystallization rate of the n layer is 0 or more and less than 3.
  • the p layer or the n layer is a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at the above-described atomic concentration and having a crystallization rate of 0 or more and less than 3, the band gap is widened and the open circuit voltage is increased. Therefore, a photoelectric conversion device having high conversion efficiency is obtained.
  • the photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion layer in which a p layer, an i layer, and an n layer are stacked, and an interface layer is formed at the interface between the p layer and the i layer.
  • the interface layer is a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% to 30%.
  • the interface layer which is a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at the above-described atomic concentration, is formed at the interface between the p layer and the i layer, the interface layer forms a wide band gap and the open circuit voltage increases. Thereby, it can be set as the photoelectric conversion apparatus with high conversion efficiency.
  • the photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion layer in which a p layer, an i layer, and an n layer are stacked, and an interface layer is provided at an interface between the n layer and the i layer.
  • the interface layer is a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% or more and 20% or less.
  • the interface layer causes a wide band gap to increase the open-circuit voltage. be able to. Thereby, a photoelectric conversion device with high conversion efficiency can be obtained.
  • the interface layer is preferably an intrinsic semiconductor containing nitrogen.
  • an n-type semiconductor layer or a p-type semiconductor layer containing nitrogen is used as the interface layer, it does not function as a power generation layer, and thus efficiency is reduced. For this reason, it is necessary to make the i layer thicker by the amount corresponding to the interface layer.
  • an intrinsic semiconductor layer containing nitrogen is used as the interface layer, there is an advantage that the interface layer can contribute to power generation.
  • the thickness of the interface layer is preferably 2 nm or more and 10 nm or less. If it is less than 2 nm, the effect of the wide band gap by the interface layer cannot be obtained, and the open circuit voltage cannot be improved. When it exceeds 10 nm, the photoelectric conversion performance is deteriorated.
  • the i layer is preferably crystalline silicon.
  • the present invention is a method for manufacturing a photoelectric conversion device including a step of forming a photoelectric conversion layer in which a p layer, an i layer, and an n layer are laminated on a substrate, wherein the p layer contains nitrogen atoms.
  • a method for producing a photoelectric conversion device that forms a nitrogen-containing layer that is contained at an atomic concentration of 1% or more and 25% or less and that has a crystallization rate of 0 or more and less than 3.
  • n layer nitrogen atom is 1%.
  • a method for producing a photoelectric conversion device that forms a nitrogen-containing layer that is contained at an atomic concentration of 20% or less and that has a crystallization rate of 0 or more and less than 3.
  • the crystallization rate of the nitrogen-containing layer is low, it is not necessary to form a film with a high hydrogen dilution rate. Accordingly, a photoelectric conversion device having high conversion efficiency due to having a high open-circuit voltage can be manufactured at high speed.
  • This invention is a manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus including the process of forming the photoelectric converting layer by which p layer, i layer, and n layer were laminated
  • this invention is a manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus including the process of forming the photoelectric converting layer by which p layer, i layer, and n layer were laminated
  • an interface layer that is a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at the above-mentioned atomic concentration at the interface between the p layer and the i layer or the interface between the n layer and the i layer.
  • the open circuit voltage of the photoelectric conversion device can be increased.
  • nitrogen is added to the p layer or the n layer, the influence on the carrier concentration due to the addition of nitrogen must be taken into consideration.
  • the interface layer is formed, the p layer and the n layer are manufactured. It is not necessary to change the film conditions, and the film forming parameters can be easily adjusted.
  • the interface layer is preferably formed of an intrinsic semiconductor containing nitrogen. If the interface layer is formed of an intrinsic semiconductor containing nitrogen, it is advantageous that the film forming parameters can be adjusted more easily.
  • the interface layer it is preferable to form the interface layer so that the film thickness is 2 nm or more and 10 nm or less because the open circuit voltage of the photoelectric conversion device can be increased and the conversion efficiency can be improved.
  • the nitrogen-containing layer is preferably formed by a high frequency plasma CVD method at a high frequency of 30 MHz to 100 MHz.
  • a high frequency (13.56 MHz) generally used in the high frequency plasma CVD method nitrogen is hardly decomposed, and the concentration of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing layer is very low with respect to the nitrogen supply amount. Improvement in decomposition efficiency is observed at a frequency of 27.12 MHz or higher, which is twice that of 13.56 MHz.
  • the frequency is too high, plasma non-uniformity becomes prominent due to the problem of standing waves, and it becomes difficult to form a uniform film on a large-area substrate.
  • the decomposition rate of nitrogen by plasma is improved, and the nitrogen atom concentration in the nitrogen-containing layer with respect to the nitrogen supply amount is increased.
  • a nitrogen atom can be contained in a nitrogen-containing layer with high atomic concentration, and an open circuit voltage can be increased.
  • it has the effect of improving the efficiency of adding nitrogen and improving production efficiency.
  • a p-type or n-type layer containing nitrogen atoms at a high concentration and having a crystallization rate of 0 or more and less than 3 can provide a photoelectric conversion device with a high open-circuit voltage and high conversion efficiency. Can do. Since such a photoelectric conversion device does not require a high hydrogen dilution rate in order to form a p-layer or n-layer with a high crystallization rate, the p-layer or n-layer can be formed at a high speed, with high productivity. It can be manufactured.
  • an open-circuit voltage is increased and converted by forming an interface layer containing nitrogen at a high concentration at the interface between the p layer and the i layer or the interface between the n layer and the i layer.
  • a photoelectric conversion device with improved efficiency can be obtained. In such a photoelectric conversion device, it is not necessary to consider the influence on the carrier concentration due to the addition of nitrogen, so that the film forming parameters can be easily adjusted.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the photoelectric conversion apparatus according to the present embodiment.
  • the photoelectric conversion device 100 is a silicon-based solar cell, and includes a substrate 1, a transparent electrode layer 2, a photoelectric conversion layer 3, and a back electrode layer 4.
  • the photoelectric conversion layer 3 is configured by laminating a p layer 41, an i layer 42, and an n layer 43 made of a crystalline silicon thin film in this order from the sunlight incident side.
  • the p layer 41 is a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% or more and 25% or less and having a crystallization rate of 0 or more and less than 3.
  • the silicon-based is a generic name including silicon (Si), silicon carbide (SiC), and silicon germanium (SiGe).
  • the crystalline silicon system means an amorphous silicon system, that is, a silicon system other than the amorphous silicon system, and includes microcrystalline silicon and polycrystalline silicon systems.
  • the end face of the substrate is preferably subjected to corner chamfering or R chamfering to prevent damage due to thermal stress or impact.
  • SiO 2 silicon oxide film
  • the laser power is adjusted so that the processing speed is appropriate, and the substrate 10 and the laser beam are moved relative to each other in the direction perpendicular to the series connection direction of the power generation cells so that the groove 10 is formed. And laser etching into a strip shape having a predetermined width of about 6 mm to 15 mm.
  • the substrate is heated to about 200 ° C. in the p-layer deposition chamber.
  • SiH 4 gas, H 2 gas, B 2 H 6 gas, and N 2 gas are introduced into the p-layer deposition chamber as source gases.
  • the hydrogen dilution rate H 2 / SiH 4 is about 100 times in consideration of the film forming speed.
  • the N 2 gas is introduced at a flow rate such that the N 2 gas concentration N 2 / (N 2 + SiH 4 ) is 3% or more and 50% or less.
  • a nitrogen-containing B-doped silicon p layer having a film thickness of 10 nm to 50 nm is formed at a film forming pressure of 3000 Pa or less and a frequency of 30 MHz to 100 MHz. By forming the film under the above conditions, the p layer becomes a nitrogen-containing layer having an atomic concentration of 1% to 25% and a crystallization rate of 0 to less than 3.
  • SiH 4 gas and H 2 gas are introduced into the i-layer deposition chamber as film gases, the deposition pressure is 3000 Pa or less, the substrate temperature is about 200 ° C., the frequency is 40 MHz to 100 MHz, and the film thickness is 1 A crystalline silicon i layer having a thickness of 2 ⁇ m to 3.0 ⁇ m is formed.
  • SiH 4 gas, H 2 gas, and PH 3 gas are introduced into the n-layer deposition chamber as source gases, the deposition pressure is 3000 Pa or less, the substrate temperature is about 200 ° C., the frequency is 40 MHz to 100 MHz, A P-doped crystalline silicon n layer having a thickness of 20 nm to 50 nm is formed.
  • the position of the laser etching line is selected in consideration of positioning tolerances so as not to intersect with the etching line in the previous process.
  • the back electrode layer 4 is formed by laminating an Ag film: 200 nm to 500 nm and a Ti film having a high anticorrosion effect: 10 nm to 20 nm in this order as a protective film.
  • a GZO (Ga-doped ZnO) film is formed between the photoelectric conversion layer 3 and the back electrode layer 4 with a film thickness of 50 nm to 100 nm.
  • a film may be formed by a sputtering apparatus. Moreover, it is good also as Al film
  • the laser light is absorbed by the photoelectric conversion layer 3, and the back electrode layer 4 is exploded and removed using the high gas vapor pressure generated at this time.
  • the substrate 1 is placed on an XY table, and the second harmonic (532 nm) of the laser diode pumped YAG laser is incident from the substrate 1 side. Laser light is absorbed by the transparent electrode layer 2 and the photoelectric conversion layer 3, and the back electrode layer 4 explodes using the high gas vapor pressure generated at this time, and the back electrode layer 4 / photoelectric conversion layer 3 / transparent electrode Layer 2 is removed.
  • Pulse oscillation 1 kHz or more and 10 kHz or less
  • the laser power is adjusted so as to be suitable for the processing speed, and the position of 5 mm to 20 mm from the end of the substrate 1 is placed in the X-direction insulating groove as shown in FIG.
  • Laser etching is performed to form 15.
  • the Y-direction insulating groove does not need to be provided because the film surface polishing removal process in the peripheral region of the substrate 1 is performed in a later step.
  • the insulating groove 15 has an effective effect in suppressing external moisture intrusion into the solar cell module 6 from the end of the solar cell panel by terminating the etching at a position 5 to 10 mm from the end of the substrate 1. Therefore, it is preferable.
  • the laser beam in the above steps is a YAG laser
  • a YVO4 laser or a fiber laser there are some that can use a YVO4 laser or a fiber laser in the same manner.
  • the back electrode layer 4 / photoelectric conversion layer 3 / transparent electrode layer 2 is removed using grinding stone polishing, blast polishing, or the like on the substrate end side with respect to 10. Polishing debris and abrasive grains are removed by cleaning the substrate 1.
  • Processing is performed so that power can be extracted from the terminal box portion on the back side of the solar cell panel by collecting copper foil from the one end solar cell and the other end solar cell.
  • the copper foil arranges an insulating sheet wider than the copper foil width.
  • an adhesive filler sheet made of EVA (ethylene vinyl acetate copolymer) or the like is disposed so as to cover the entire solar cell module 6 and not protrude from the substrate 1. .
  • a back sheet 24 having a high waterproofing effect is installed on the EVA.
  • the back sheet 24 has a three-layer structure of PET sheet / Al foil / PET sheet so that the waterproof and moisture-proof effect is high.
  • the one with the back sheet 24 arranged at a predetermined position is deaerated inside in a reduced pressure atmosphere by a laminator and pressed at about 150 ° C. to 160 ° C., and EVA is crosslinked and brought into close contact.
  • a sealing agent potting agent
  • the power generation inspection is performed using a solar simulator of AM1.5 and solar radiation standard sunlight (1000 W / m 2 ).
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the N 2 gas concentration and the nitrogen atom concentration in the p layer.
  • the horizontal axis represents the N 2 gas concentration
  • the vertical axis represents the nitrogen atom concentration.
  • the p-layer deposition conditions were a hydrogen dilution rate of 100 times, a deposition pressure of 67 Pa, a deposition temperature of 200 ° C., a high frequency of 100 MHz, an applied power of 75 W, and a thickness of 30 nm.
  • the nitrogen atom concentration was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). As the concentration of N 2 gas increased, the concentration of nitrogen atoms in the p layer increased. When the N 2 gas concentration was 3% or more and 50% or less, the nitrogen atom concentration of the p layer was 1% or more and 25% or less, and a large amount of nitrogen atoms could be contained in the p layer.
  • FIG. 7 shows a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the p layer and the crystallization rate of the p layer.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the crystallization rate.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the p layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the i-layer deposition conditions are a hydrogen dilution rate of 21.4 times, a deposition pressure of 400 Pa, a deposition temperature of 200 ° C., a high-frequency frequency of 100 MHz, an applied power of 30 W, and a film thickness of 2 ⁇ m.
  • the rate was 100 times, the film forming pressure was 93 Pa, the film forming temperature was 170 ° C., the high frequency was 60 MHz, the applied power was 15 W, and the film thickness was 30 nm.
  • the open circuit voltage is higher than that of the solar cell module to which nitrogen is not added. Conversely, when the nitrogen atom concentration exceeded 25%, the open circuit voltage decreased.
  • the substrate temperature at the time of forming the n-layer was 170 ° C., but the same effect was obtained even at a substrate temperature of 200 ° C.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the crystallization rate of the p layer and the deposition rate.
  • the horizontal axis represents the crystallization rate
  • the vertical axis represents the film formation rate normalized with the film formation rate of 1 when the crystallization rate is 0. The higher the crystallization rate, the lower the film forming speed.
  • the film formation rate was 0.6 or more. As a result, a p-layer containing nitrogen could be formed at a high film formation rate.
  • the photoelectric conversion device includes a nitrogen atom having an atomic concentration of 1% to 20% as the n layer 43 in FIG. 1 and a crystallization rate of 0 to less than 3. It is the photoelectric conversion apparatus which formed the content layer.
  • SiH 4 gas, H 2 gas, and B 2 H 6 gas are introduced into the p-layer film forming chamber as a raw material gas, film forming pressure: 3000 Pa or less, substrate temperature: about 200 ° C., frequency: 40 MHz or more.
  • a B-doped crystalline silicon p layer having a thickness of 10 nm to 50 nm is formed at 100 MHz or less.
  • a crystalline silicon i layer is formed under the same conditions as in the first embodiment.
  • SiH 4 gas, H 2 gas, PH 3 gas, and N 2 gas are introduced into the n-layer deposition chamber as source gases.
  • the hydrogen dilution rate H 2 / SiH 4 is about 100 times in consideration of the film forming speed.
  • N 2 gas is introduced at a flow rate at which the N 2 gas concentration is 14% or more and 63% or less.
  • a nitrogen-containing P-doped silicon n layer having a film thickness of 20 nm to 50 nm is formed at a film forming pressure of 3000 Pa or less, a substrate temperature of about 170 ° C., and a frequency of 30 MHz to 100 MHz.
  • the n layer becomes a nitrogen-containing layer having a nitrogen atom concentration of 1% to 20% and a crystallization rate of 0 to less than 3.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the N 2 gas concentration and the nitrogen atom concentration in the n layer.
  • the horizontal axis represents the N 2 gas concentration
  • the vertical axis represents the nitrogen atom concentration.
  • the n-layer deposition conditions were a hydrogen dilution rate of 100 times, a deposition pressure of 93 Pa, a deposition temperature of 170 ° C., a high frequency of 60 MHz, an applied power of 15 W, and a thickness of 30 nm.
  • the nitrogen atom concentration in the film increased as the proportion of N 2 gas increased.
  • the nitrogen atom concentration was 14% or more and 63% or less, the nitrogen atom concentration was 1% or more and 20% or less, and a large amount of nitrogen atoms could be contained in the n layer.
  • the substrate temperature at the time of forming the n-layer is 170 ° C., but the same effect can be obtained even when the substrate temperature is 200 ° C.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the n layer and the crystallization rate of the n layer.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the crystallization rate.
  • FIG. 12 shows a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the n layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the p-layer deposition conditions are a hydrogen dilution rate of 100 times, a deposition pressure of 67 Pa, a deposition temperature of 200 ° C., a high-frequency frequency of 100 MHz, an applied power of 75 W, and a film thickness of 30 nm.
  • the film forming pressure was 400 Pa
  • the film forming temperature was 200 ° C.
  • the high frequency was 100 MHz
  • the applied power was 30 W
  • the film thickness was 2 ⁇ m.
  • the open circuit voltage is higher than that of the solar cell module to which nitrogen is not added. Conversely, when the nitrogen atom concentration exceeded 20%, the open circuit voltage decreased.
  • rate of nitrogen-containing n layer fell, so that the crystallization rate was high like 1st Embodiment. Also in the n layer, it is possible to form a film at a high film forming speed by setting the crystallization rate to less than 3.
  • the photoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention is an intrinsic semiconductor layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% to 30% between the p layer 41 and the i layer 42 in FIG. This is a photoelectric conversion device in which a p / i interface layer is formed.
  • the process of forming the photoelectric conversion layer of the photoelectric conversion device of the third embodiment will be described by taking a solar cell panel as an example. Since the manufacturing process of the other solar cell panel is substantially the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • a crystalline silicon p layer is formed using a plasma CVD apparatus under the same conditions as in the second embodiment.
  • the supply of B 2 H 6 gas is stopped and N 2 gas is supplied to the p-layer deposition chamber.
  • the N 2 gas is introduced at a flow rate at which the N 2 gas concentration is 6% to 70%.
  • a nitrogen-containing silicon p / i interface layer having a film thickness of 2 nm or more and 10 nm or less is formed at a film formation pressure of 3000 Pa or less and a frequency of 30 MHz or more and 100 MHz or less at the same substrate temperature as in the p-layer film formation.
  • the p / i interface layer becomes a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% to 30%.
  • a crystalline silicon i layer and a crystalline silicon n layer are formed under the same conditions as in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the N 2 gas concentration and the nitrogen atom concentration in the p / i interface layer.
  • the horizontal axis represents the N 2 gas concentration
  • the vertical axis represents the nitrogen atom concentration.
  • the p / i interface layer film forming conditions were as follows: hydrogen dilution rate 100 times, film forming pressure 67 Pa, film forming temperature 200 ° C., high frequency frequency 100 MHz, applied power 75 W, film thickness 4 nm.
  • the nitrogen atom concentration in the film increased as the proportion of N 2 gas increased.
  • the nitrogen atom concentration was 6% to 70%
  • the nitrogen atom concentration was 1% to 30%, and a p / i interface layer containing a large amount of nitrogen atoms could be formed.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the p / i interface layer and the crystallization rate of the p / i interface layer.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the crystallization rate.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the p / i interface layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the p-layer deposition conditions are: hydrogen dilution rate 100 times, deposition pressure 67 Pa, deposition temperature 200 ° C., high-frequency frequency 100 MHz, applied power 75 W, film thickness 30 nm, i-layer deposition conditions: hydrogen dilution rate 21.
  • film forming pressure 400 Pa, film forming temperature 200 ° C., high frequency frequency 100 MHz, applied power 30 W, film thickness 2 ⁇ m, n layer film forming conditions are hydrogen dilution rate 100 times, film forming pressure 93 Pa, film forming temperature 170 ° C.,
  • the high frequency was 60 MHz
  • the applied power was 15 W
  • the film thickness was 30 nm.
  • the open-circuit voltage is higher than that of the solar cell module to which nitrogen is not added. Conversely, when the nitrogen atom concentration exceeded 30%, the open circuit voltage decreased.
  • the substrate temperature at the time of forming the n-layer is 170 ° C., but the same effect can be obtained even when the substrate temperature is 200 ° C.
  • the open circuit voltage of the solar cell module could be improved by forming a p / i interface layer having a low crystallization rate with a nitrogen atom concentration of 1% or more and 30% or less.
  • FIG. 16 the graph showing the relationship between the film thickness of a p / i interface layer and the open circuit voltage of a solar cell module is shown.
  • the horizontal axis represents the p / i interface layer thickness
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the nitrogen atom density in the p / i interface layer in the figure was 6%.
  • the open-circuit voltage was higher than when the p / i interface layer was not provided (that is, the p / i interface layer was 0 nm).
  • the effect of increasing the open circuit voltage due to the wide band gap was obtained by setting the thickness of the p / i interface layer to 2 nm or more and 10 nm or less.
  • the photoelectric conversion device according to the fourth embodiment of the present invention is an intrinsic semiconductor layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% to 20% between the i layer 42 and the n layer 43 in FIG. This is a photoelectric conversion device in which an n / i interface layer is formed.
  • the crystalline silicon p layer and the crystalline silicon i layer are formed under the same conditions as in the second embodiment.
  • an n / i interface layer is formed in the n-layer deposition chamber.
  • SiH 4 gas, H 2 gas, and N 2 gas are introduced as source gases.
  • the N 2 gas amount is introduced at a flow rate at which the N 2 gas concentration is 6% or more and 57% or less.
  • a nitrogen-containing silicon n / i interface layer having a film thickness of 2 nm to 10 nm is formed at a film forming pressure of 3000 Pa or less, a substrate temperature of about 170 ° C., and a frequency of 30 MHz to 100 MHz.
  • the n / i interface layer becomes a nitrogen-containing layer containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% to 20%.
  • a crystalline silicon n layer is formed under the same conditions as in the first embodiment.
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the N 2 gas concentration and the nitrogen atom concentration in the n / i interface layer.
  • the horizontal axis represents the N 2 gas concentration
  • the vertical axis represents the nitrogen atom concentration.
  • the n / i interface layer deposition conditions were a hydrogen dilution rate of 100 times, a deposition pressure of 93 Pa, a deposition temperature of 170 ° C., a high frequency of 60 MHz, an applied power of 15 W, and a thickness of 4 nm.
  • the nitrogen atom concentration was 1% or more and 20% or less, and a large amount of nitrogen atoms could be contained in the n / i interface layer.
  • the substrate temperature at the time of forming the n-layer is 170 ° C., but the same effect can be obtained even when the substrate temperature is 200 ° C.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the n / i interface layer and the crystallization rate of the n / i interface layer.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the crystallization rate.
  • FIG. 19 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the n / i interface layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the film forming conditions for the p layer, i layer, and n layer were the same as those in the third embodiment.
  • the open-circuit voltage is higher than that of the solar cell module to which nitrogen is not added. When the nitrogen atom concentration exceeded 20%, the open circuit voltage decreased.
  • the open-circuit voltage of the solar cell module could be improved by forming an n / i interface layer having a low crystallization rate with a nitrogen atom concentration of 1% or more and 20% or less.
  • FIG. 20 shows a graph showing the relationship between the film thickness of the n / i interface layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the n / i interface layer thickness
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the nitrogen atom density in the n / i interface layer in the figure was 11%.
  • the open circuit voltage was higher than when the n / i interface layer was not provided.
  • the film thickness of the n / i interface layer was set to 2 nm or more and 10 nm or less.
  • FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a configuration of a photoelectric conversion apparatus according to the fifth embodiment.
  • the photoelectric conversion device 100 is a tandem silicon solar cell.
  • the photoelectric conversion layer 3 is configured by laminating a first battery layer 91 and a second battery layer 92 in order from the substrate 1 side.
  • the first battery layer 91 is formed by laminating a p layer 31, an i layer 32, and an n layer 33 made of an amorphous silicon thin film in order from the sunlight incident side.
  • the second battery layer 92 is configured by laminating a p layer 41, an i layer 42, and an n layer 43 in this order from the sunlight incident side.
  • the p layer 41 of the second battery layer is a nitrogen-containing layer that contains nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% or more and 25% or less and a crystallization rate of 0 or more and less than 3.
  • the first battery layer 91 of the photoelectric conversion layer 3 SiH 4 gas and H 2 gas are used as main raw materials, a reduced pressure atmosphere: 30 Pa to 1000 Pa, a substrate temperature: about 200 ° C., a frequency: 40 MHz to 100 MHz, On the transparent electrode layer 2, a p-layer 31, an i-layer 32, and an n-layer 33 are formed in this order from the sunlight incident side.
  • the p layer 31 is formed by introducing B 2 H 6 gas as a source gas, and is an amorphous B-doped silicon film having a thickness of 10 nm to 30 nm.
  • the i layer 32 is an amorphous silicon film having a thickness of 200 nm to 350 nm.
  • the n layer 33 is an amorphous P-doped silicon film formed by further introducing PH 3 as a source gas and having a film thickness of 30 nm to 50 nm.
  • a buffer layer may be provided between the p layer 31 and the i layer 32 in order to improve the interface characteristics.
  • a p-layer, an i-layer, and an n-layer are sequentially formed by the same process as the first embodiment to form a second battery layer 92.
  • an intermediate contact layer 5 serving as a semi-reflective film may be provided between the first battery layer 91 and the second battery layer 92 in order to improve the contact property and obtain current matching.
  • a GZO (Ga-doped ZnO) film is formed with a film thickness of 20 nm to 100 nm by a sputtering apparatus.
  • FIG. 22 the graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the 2nd battery layer p layer and the open circuit voltage of a solar cell module is shown.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • a first battery layer having a p-layer thickness of 8 nm, an i-layer thickness of 300 nm, and an n-layer thickness of 40 nm was formed under the above film-forming conditions.
  • the film forming conditions for the second battery layer were the same as those in the first embodiment.
  • the nitrogen atom concentration in the p layer was 1% or more and 25% or less, and the open-circuit voltage was higher than that of the solar cell module to which no nitrogen was added. When the nitrogen atom concentration exceeded 25%, the open circuit voltage decreased.
  • the photoelectric conversion device according to the sixth embodiment of the present invention includes the n layer 43 of the second battery layer 92 containing nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% or more and 20% or less, and a crystallization rate of 0. This is a photoelectric conversion device having a nitrogen-containing layer of less than 3 above.
  • the formation of the first battery layer 91 is substantially the same as that of the fifth embodiment.
  • the formation of the second battery layer 92 is substantially the same as in the second embodiment.
  • the intermediate contact layer 5 may be provided between the first battery layer 91 and the second battery layer 92.
  • FIG. 23 the graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the 2nd battery layer p layer and the open circuit voltage of a solar cell module is shown.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the nitrogen atom concentration in the n layer was 1% or more and 20% or less, and the open circuit voltage was higher than that of the solar cell module to which no nitrogen was added. When the nitrogen atom concentration exceeded 20%, the open circuit voltage decreased.
  • the photoelectric conversion device according to the seventh embodiment of the present invention contains nitrogen atoms at an atomic concentration of 1% or more and 30% or less between the p layer 41 and the i layer 42 of the second battery layer 92 in FIG.
  • This is a photoelectric conversion device in which a p / i interface layer, which is an intrinsic semiconductor layer, is formed.
  • the formation of the first battery layer 91 is substantially the same as that of the fifth embodiment.
  • the formation of the second battery layer 92 is substantially the same as in the third embodiment.
  • the intermediate contact layer 5 may be provided between the first battery layer 91 and the second battery layer 92.
  • FIG. 24 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the p / i interface layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the same battery layer as the 1st battery layer of 5th Embodiment was formed as a 1st battery layer.
  • the film forming conditions for the second battery layer were the same as those in the third embodiment.
  • the open-circuit voltage is higher than that of the solar cell module to which nitrogen is not added. When the nitrogen atom concentration exceeded 30%, the open circuit voltage decreased.
  • the photoelectric conversion device includes a nitrogen atom at an atomic concentration of 1% or more and 20% or less between the i layer 42 and the n layer 43 of the second battery layer 92 in FIG. An n / i interface layer that is an intrinsic semiconductor layer is formed.
  • the formation of the first battery layer 91 is substantially the same as that of the fifth embodiment.
  • the formation of the second battery layer 92 is substantially the same as in the fourth embodiment.
  • the intermediate contact layer 5 may be provided between the first battery layer 91 and the second battery layer 92.
  • FIG. 25 is a graph showing the relationship between the nitrogen atom concentration in the n / i interface layer and the open circuit voltage of the solar cell module.
  • the horizontal axis represents the nitrogen atom concentration
  • the vertical axis represents the open circuit voltage.
  • the same battery layer as the 1st battery layer of 5th Embodiment was formed as a 1st battery layer.
  • the film forming conditions for the second battery layer were the same as those in the fourth embodiment.
  • the open-circuit voltage is higher than that of the solar cell module to which nitrogen is not added. When the nitrogen atom concentration exceeded 20%, the open circuit voltage decreased.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily combined within the scope of the present invention.
  • the p layer, i layer, and n layer are formed in order from the side on which sunlight is incident to form a pn / i structure.
  • the present invention sequentially forms the n layer, i layer, and p layer.
  • the present invention can also be applied to a photoelectric conversion device having a nip structure.

Landscapes

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

Abstract

　開放電圧を増加させることで発電効率を向上させた光電変換装置を提供する。ｐ層（４１）と、ｉ層（４２）と、ｎ層（４３）とが積層された光電変換層（３）を備える光電変換装置（１００）であって、前記ｐ層（４１）が、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、かつ、前記ｐ層（４１）の結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とされる。または、前記ｎ層（４３）が、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、かつ、前記ｎ層（４３）の結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とされる。または、前記ｐ層（４１）と前記ｉ層（４２）との界面に界面層が形成され、該界面層が窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層とされる。または、前記ｎ層（４３）と前記ｉ層（４２）との界面に界面層が形成され、該界面層が窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層とされる。

Description

光電変換装置及びその製造方法
　本発明は、光電変換装置に関し、特に発電層を製膜で作製する光電変換装置に関する。
　太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池に用いられる光電変換装置としては、ｐ型シリコン系半導体（ｐ層）、ｉ型シリコン系半導体（ｉ層）及びｎ型シリコン系半導体（ｎ層）の薄膜をプラズマＣＶＤ法等で製膜して形成した光電変換層を備えた薄膜シリコン系光電変換装置が知られている。
　薄膜シリコン系太陽電池の長所としては、大面積化が容易であること、膜厚が結晶系太陽電池の１／１００程度と薄く、材料が少なくて済むことなどが挙げられる。このため、薄膜シリコン系太陽電池は、結晶系太陽電池と比較して低コストでの製造が可能となる。しかしながら、薄膜シリコン系太陽電池の短所としては、変換効率が結晶系に比べて低いことが挙げられる。本技術分野においては、変換効率の向上が重要な課題となっている。
　例えば、特許文献１、特許文献２においては、ｐ層及びｎ層に対し窒素を添加することにより、ｐ層及びｎ層をワイドバンドギャップ化し、開放電圧を向上させることで変換効率の向上を図っている。
特開２００５－２７７０２１号公報 特開２００６－１２０９３０号公報
　特許文献１及び特許文献２に記載されているように、窒素などの不純物濃度が低いほど、ｐ層及びｎ層は結晶化しやすい傾向がある。ｐ層及びｎ層の結晶化率が低い場合は、導電性が低下し、また、ｉ層上に製膜するとｉ層との結合が悪化するため、光電変換効率が低下する。従って、従来は、ｐ層及びｎ層の結晶化率を高く設定することが必須であるとされていた。
　また、ｐ層及びｎ層に不純物を添加した場合、キャリア濃度の低下や、欠陥密度の増加によって導電率が低下することが知られている。窒素を不純物として添加するために窒素ガスを原料ガスとして用いる場合、窒素ガスはプラズマ中で分解されにくいため、膜中に多量の窒素を含有させることは困難である。このため、特許文献１及び特許文献２では、ｐ層及びｎ層に対し窒素を０．００１原子％から１０原子％と低い濃度で添加していた。
　ｐ層及びｎ層の結晶化率を高くするためには、水素希釈率（Ｈ２／ＳｉＨ４）を高くする必要があるが、シリコン層の原料となるＳｉＨ４量が少なくなり、ｐ層及びｎ層の製膜速度が低下するという問題があった。量産工程においては、ｐ層及びｎ層の製膜速度が遅くなると、生産性が大幅に低下するので好ましくない。ｐ層及びｎ層を高速で製膜して高い生産性としながら、太陽電池の変換効率を向上させることが課題となっていた。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、開放電圧を増加させることで発電効率を向上させた光電変換装置、及び、光電変換層を高速で製膜して高い開放電圧を有する光電変換装置を製造する方法を提供することを目的とする。
　本発明者らが鋭意検討した結果、高濃度で窒素を含有するｐ層またはｎ層を製膜することにより、ｐ層またはｎ層の結晶化率が低下しても、バンドギャップが広がり開放電圧が向上することを見出した。この結果、高い変換効率を有する光電変換装置を実現できた。また、ｐ／ｉ界面またはｎ／ｉ界面に高濃度で窒素を含有する層を挿入することによっても、開放電圧を向上させ、高変換効率の光電変換装置を得ることができることを見出した。このようなｐ層、ｎ層、及び界面層は、高結晶化率とするために水素希釈率を高くする必要が無いため、高い製膜速度で形成することができる。そのため、開放電圧が高く変換効率の高い光電変換装置を、高生産性で製造することが可能となる。
　具体的に、本発明の光電変換装置は、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｐ層が、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、かつ、前記ｐ層の結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とされる。
　また、本発明の光電変換装置は、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｎ層が、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、かつ、前記ｎ層の結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とされる。
　ｐ層またはｎ層を、上述の原子濃度で窒素原子を含有し、かつ、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とすることで、バンドギャップが広がり開放電圧が上昇する。そのため高い変換効率を有する光電変換装置となる。
　本発明の光電変換装置は、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｐ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層が窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層とされる。
　このように、ｐ層とｉ層との界面に、上述の原子濃度で窒素原子を含有する窒素含有層である界面層を形成すると、界面層によりワイドバンドギャップ化し、開放電圧が上昇する。これにより、変換効率が高い光電変換装置とすることができる。
　また、本発明の光電変換装置は、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｎ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層が窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層とされる。
　このように、ｎ層とｉ層との界面に、上述の原子濃度で窒素原子を含有する窒素含有層である界面層を形成すると、界面層によりワイドバンドギャップ化させて、開放電圧を上昇させることができる。これにより、高変換効率の光電変換装置を得ることができる。
　上記発明において、前記界面層が、窒素を含有する真性半導体であることが好ましい。
　窒素を含有するｎ型半導体層またはｐ型半導体層を界面層として用いた場合には、発電層として機能しないため、効率が低下する。このため、界面層の分だけｉ層を厚くする必要がある。本発明では、界面層として窒素を含有する真性半導体層を用いるため、界面層が発電に寄与することが出来るという利点がある。
　上記発明において、前記界面層の厚さが、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。２ｎｍ未満では、界面層によるワイドバンドギャップ化による効果が得られず、開放電圧を向上させることができない。１０ｎｍを超えると、光電変換性能が低下する。
　上記発明において、前記ｉ層が、結晶質シリコンであることが好ましい。
　本発明は、基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記ｐ層として、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、かつ、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法を提供する。
　また、基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記ｎ層として、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、かつ、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法を提供する。
　本発明によれば、窒素含有層の結晶化率が低いため、水素希釈率を高くして製膜する必要が無い。従って、高い開放電圧を有するため高い変換効率となる光電変換装置を、高速で製造することができる。
　本発明は、基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記ｐ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層として、窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法を提供する。
　また、本発明は、基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、前記ｎ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層として、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法を提供する。
　本発明によれば、ｐ層とｉ層との界面、または、ｎ層とｉ層との界面に、上記の原子濃度で窒素原子を含有する窒素含有層である界面層を形成することで、光電変換装置の開放電圧を増大させることができる。ｐ層中またはｎ層中に窒素を添加する場合は、窒素を添加することによるキャリア濃度への影響を考慮しなくてはならないが、界面層を形成する場合は、ｐ層及びｎ層の製膜条件を変更する必要がなくなり、製膜パラメータの調整が容易である。
　上記発明において、前記界面層を、窒素を含有する真性半導体で形成することが好ましい。界面層を、窒素を含有する真性半導体で形成すれば、製膜パラメータの調整がさらに容易となり有利である。
　上記発明において、前記界面層を、膜厚が２ｎｍ以上１０ｎｍ以下となるように形成すれば、光電変換装置の開放電圧を増大させ、変換効率を向上させることができるので好ましい。
　上記発明において、前記窒素含有層が、３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の高周波周波数で、高周波プラズマＣＶＤ法によって形成することが好ましい。高周波プラズマＣＶＤ法で一般的に用いられる高周波周波数（１３．５６ＭＨｚ）では、窒素が分解されにくく、窒素供給量に対し窒素含有層中に含有される窒素原子濃度は非常に低い。１３．５６ＭＨｚの２倍である２７．１２ＭＨｚ以上の周波数で、分解効率の向上が見られるようになる。しかし、周波数が高すぎると、定在波の問題によりプラズマの不均一化が顕著になり、大面積基板に対し均一に製膜することが困難となる。そのため、周波数は、３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下、好ましくは４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下と、高い周波数を用いることによって、プラズマによる窒素の分解率が向上し、窒素供給量に対する窒素含有層中の窒素原子濃度が高くなる。これにより、高い原子濃度で窒素含有層中に窒素原子を含有させ開放電圧を増大させることができる。また、窒素の添加効率を向上させ、生産効率を向上させる効果を奏する。
　本発明によれば、高濃度で窒素原子を含有し、かつ、結晶化率が０以上３未満のｐ層またはｎ層とすることにより、開放電圧が高く変換効率の高い光電変換装置とすることができる。このような光電変換装置は、結晶化率が高いｐ層またはｎ層を形成するために水素希釈率を高くする必要が無いため、ｐ層またはｎ層を高速で製膜でき、高い生産性で製造することが可能となる。
　また、本発明によれば、ｐ層とｉ層との界面、または、ｎ層とｉ層との界面に、高濃度で窒素を含有する界面層を形成することで、開放電圧を上昇させ変換効率を向上させた光電変換装置とすることができる。このような光電変換装置は、窒素添加によるキャリア濃度への影響を考慮する必要が無いため、製膜パラメータの調整が容易となる。
本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の構成を模式的に示した断面図である。 本発明の第１実施形態に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態に係る光電変換装置として、太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。 第１実施形態の光電変換装置におけるＮ２ガス濃度とｐ層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフである。 第１実施形態の光電変換装置におけるｐ層中の窒素原子濃度とｐ層の結晶化率との関係を表すグラフである。 第１実施形態の光電変換装置におけるｐ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 第１実施形態の光電変換装置のｐ層の結晶化率と製膜速度との関係を表すグラフである。 第２実施形態の光電変換装置におけるＮ２ガス濃度とｎ層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフである。 第２実施形態の光電変換装置におけるｎ層中の窒素原子濃度とｎ層の結晶化率との関係を表すグラフである。 第２実施形態の光電変換装置におけるｎ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 第３実施形態の光電変換装置におけるＮ２ガス濃度とｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフである。 第３実施形態の光電変換装置におけるｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度とｐ／ｉ界面層の結晶化率との関係を表すグラフである。 第３実施形態の光電変換装置におけるｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 第３実施形態の光電変換装置におけるｐ／ｉ界面層の膜厚と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 第４実施形態の光電変換装置におけるＮ２ガス濃度とｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフである。 第４実施形態の光電変換装置におけるｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度とｎ／ｉ界面層の結晶化率との関係を表すグラフである。 第４実施形態の光電変換装置におけるｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 第４実施形態の光電変換装置におけるｎ／ｉ界面層の膜厚と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 本発明の第５実施形態に係る光電変換装置のセル構造を示した図である。 本発明の第５実施形態の光電変換装置における第２電池層ｐ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 本発明の第６実施形態の光電変換装置における第２電池層ｎ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 本発明の第７実施形態の光電変換装置における第２電池層ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。 本発明の第８実施形態の光電変換装置における第２電池層ｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフである。
符号の説明
　１　基板
　２　透明電極層
　３　光電変換層
　４　裏面電極層
　５　中間コンタクト層
　６　太陽電池モジュール
　３１，４１　ｐ層
　３２，４２　ｉ層
　３３，４３　ｎ層
　９１　第１電池層
　９２　第２電池層
　１００　光電変換装置
＜第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の構成について説明する。
　図１は、本実施形態の光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置１００は、シリコン系太陽電池であり、基板１、透明電極層２、光電変換層３、及び裏面電極層４を備える。光電変換層３は、太陽光の入射する側から順に、結晶質シリコン薄膜からなるｐ層４１、ｉ層４２、ｎ層４３を積層して構成される。第１実施形態において、ｐ層４１は、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層である。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、アモルファスシリコン系すなわち非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコン系も含まれる。
　以下に、太陽電池パネルを例に挙げ、本実施形態の光電変換装置を製造する工程を説明する。
（１）図２（ａ）：
　基板１としてソーダフロートガラス基板（１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：４ｍｍ）を使用する。基板端面は、熱応力や衝撃などによる破損防止のため、コーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
（２）図２（ｂ）：
　透明電極層２として酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする膜厚約５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の透明電極膜を、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜する。この際、透明電極膜の表面には、適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。透明電極層２として、透明電極膜に加えて、基板１と透明電極膜との間にアルカリバリア膜（図示されず）を形成しても良い。アルカリバリア膜は、膜厚５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜する。
（３）図２（ｃ）：
　その後、基板１をＸ－Ｙテーブルに設置して、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を、図の矢印に示すように、透明電極層の層面側から入射する。加工速度が適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極膜を発電セルの直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板１とレーザー光を相対移動して、溝１０を形成するように幅約６ｍｍから１５ｍｍの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。
（４）図２（ｄ）：
　プラズマＣＶＤ装置により、透明電極層２上に太陽光の入射する側からｐ層４１、ｉ層４２、ｎ層４３の順で積層して、光電変換層３を形成する。
　ｐ層製膜室にて、基板を約２００℃に加熱する。ｐ層製膜室に、原料ガスとしてＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｂ２Ｈ６ガス、及びＮ２ガスを導入する。このとき、製膜速度を考慮すると、水素希釈率Ｈ２／ＳｉＨ４は１００倍程度とすることが好ましい。Ｎ２ガスは、Ｎ２ガス濃度Ｎ２／（Ｎ２＋ＳｉＨ４）が３％以上５０％以下となる流量で導入する。製膜圧力：３０００Ｐａ以下、周波数：３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の窒素含有Ｂドープシリコンｐ層を製膜する。上記条件で製膜することにより、ｐ層は、窒素原子を原子濃度１％以上２５％以下、かつ、結晶化率が０以上３未満の窒素含有層となる。
　次に、ｉ層製膜室に原料ガスとしてＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを導入し、製膜圧力：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が１．２μｍ以上３．０μｍ以下の結晶質シリコンｉ層を製膜する。
　次いで、ｎ層製膜室に原料ガスとしてＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス及びＰＨ３ガスを導入し、製膜圧力：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下のＰドープ結晶質シリコンｎ層を製膜する。
（５）図２（ｅ）：
　基板１をＸ－Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、光電変換層３の膜面側から入射する。パルス発振：１０ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの約１００μｍから１５０μｍの横側を、溝１１を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板１側から入射しても良い。この場合は光電変換層３で吸収されたエネルギーで発生する高い蒸気圧を利用できるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め公差を考慮して選定する。
（６）図３（ａ）：
　裏面電極層４としてＡｇ膜／Ｔｉ膜をスパッタリング装置により減圧雰囲気、約１５０℃にて順次製膜する。本実施形態では、裏面電極層４はＡｇ膜：２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下をこの順に積層させたものとされる。ｎ層４３と裏面電極層４との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層３と裏面電極層４との間にＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）膜を膜厚：５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、スパッタリング装置により製膜して設けても良い。また、Ｔｉ膜に変えてＡｌ膜：２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下としてもよい。ＴｉをＡｌとすることで、防食効果を保持しつつ、材料コストを低減することが可能となる。
（７）図３（ｂ）：
　基板１をＸ－Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、基板１側から入射する。レーザー光が光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの約２５０μｍから４００μｍの横側を、溝１２を形成するようにレーザーエッチングする。
（８）図３（ｃ）：
　発電領域を区分して、基板端周辺の膜端部においてレーザーエッチングによる直列接続部分が短絡し易い影響を除去する。基板１をＸ－Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、基板１側から入射する。レーザー光が透明電極層２と光電変換層３とで吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２が除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板１の端部から５ｍｍから２０ｍｍの位置を、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方向絶縁溝１５を形成するようにレーザーエッチングする。このとき、Ｙ方向絶縁溝は後工程で基板１周囲領域の膜面研磨除去処理を行うので、設ける必要がない。
　絶縁溝１５は基板１の端より５～１０ｍｍの位置にてエッチングを終了させることにより、太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール６内部への外部湿分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。
　尚、以上までの工程におけるレーザー光はＹＡＧレーザーとしているが、ＹＶＯ４レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。
（９）図４（ａ）：
　後工程のＥＶＡ等を介したバックシート２４との健全な接着・シール面を確保するために、基板１周辺（周囲領域１４）の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、積層膜を除去する。基板１の端から５ｍｍから２０ｍｍで基板１の全周囲にわたり、Ｘ方向は前述の図３（ｃ）工程で設けた絶縁溝１５よりも基板端側において、Ｙ方向は基板端側部付近の溝１０よりも基板端側において、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。研磨屑や砥粒は基板１を洗浄処理して除去する。
（１０）図４（ｂ）：
　端子箱取付け部分はバックシート２４に開口貫通窓を設けて集電板を取出す。この開口貫通窓部分には絶縁材を複数層を設置して外部からの湿分などの浸入を抑制する。
　直列に並んだ一方端の太陽電池発電セルと、他方端部の太陽電池発電セルとから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱部分から電力が取出せるように処理する。銅箔は各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
　集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール６の全体を覆い、基板１からはみ出さないようにＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等による接着充填材シートを配置する。
　ＥＶＡの上に、防水効果の高いバックシート２４を設置する。バックシート２４は本実施形態では防水防湿効果が高いようにＰＥＴシート／Ａｌ箔／ＰＥＴシートの３層構造よりなる。
　バックシート２４までを所定位置に配置したものを、ラミネータにより減圧雰囲気で内部の脱気を行い約１５０℃から１６０℃でプレスしながら、ＥＶＡを架橋させて密着させる。
（１１）図５（ａ）：
　太陽電池モジュール６の裏側に端子箱２３を接着剤で取付ける。
（１２）図５（ｂ）：
　銅箔と端子箱２３の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱内部を封止剤（ポッティング剤）で充填して密閉する。これで太陽電池パネル５０が完成する。
（１３）図５（ｃ）：
　図５（ｂ）までの工程で形成された太陽電池パネル５０について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、ＡＭ１．５、全天日射基準太陽光（１０００Ｗ／ｍ２）のソーラシミュレータを用いて行う。
（１４）図５（ｄ）：
　発電検査（図５（ｃ））に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。
　図６に、Ｎ２ガス濃度とｐ層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸はＮ２ガス濃度、縦軸は窒素原子濃度である。ｐ層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力６７Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力７５Ｗ、膜厚３０ｎｍとした。窒素原子濃度は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）にて測定した。Ｎ２ガスの濃度が増加するにつれてｐ層中の窒素原子濃度が増加した。Ｎ２ガス濃度３％以上５０％以下で、ｐ層の窒素原子濃度が１％以上２５％以下となり、多量の窒素原子をｐ層に含有させることができた。
　図７に、ｐ層中の窒素原子濃度とｐ層の結晶化率との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は結晶化率である。ｐ層に窒素を添加しないと高い結晶化率であったが、窒素原子濃度が１％以上の場合は、結晶化率は３未満となった。窒素原子濃度が１０％を超えると、結晶化率は０、すなわち、アモルファスとなった。
　図８に、ｐ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。なお、ｉ層製膜条件は、水素希釈率２１．４倍、製膜圧力４００Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力３０Ｗ、膜厚２μｍとし、ｎ層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力９３Ｐａ、製膜温度１７０℃、高周波周波数６０ＭＨｚ、印加電力１５Ｗ、膜厚３０ｎｍとした。ｐ層中の窒素原子濃度が１％以上２５％以下の太陽電池モジュールでは、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて、開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が２５％を超えると、逆に開放電圧は低下した。なお、図８の太陽電池モジュールでは、ｎ層製膜時の基板温度を１７０℃としたが、基板温度２００℃でも同様の効果が得られた。
　図９は、ｐ層の結晶化率と製膜速度との関係を表すグラフである。同図において、横軸は結晶化率、縦軸は結晶化率が０の場合の製膜速度を１として規格化した製膜速度である。結晶化率が高いほど製膜速度は低下した。ｐ層の結晶化率が３未満のとき、製膜速度は０．６以上となった。これにより、高い製膜速度で窒素を含有するｐ層を製膜することができた。
＜第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態に係る光電変換装置は、図１において、ｎ層４３として、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層を形成した光電変換装置である。
　以下に、太陽電池パネルを例に挙げて、本実施形態の光電変換装置の光電変換層の形成工程を説明する。他の太陽電池パネルの製造工程は第１実施形態と略同一であるので説明を省略する。
　プラズマＣＶＤ装置にて、ｐ層製膜室に原料ガスとしてＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス及びＢ２Ｈ６ガスを導入し、製膜圧力：３０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下のＢドープ結晶質シリコンｐ層を製膜する。
　次に、第１実施形態と同一の条件で、結晶質シリコンｉ層を製膜する。
　次いで、ｎ層製膜室に原料ガスとしてＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＰＨ３ガス及びＮ２ガスを導入する。このとき、製膜速度を考慮すると、水素希釈率Ｈ２／ＳｉＨ４は１００倍程度とすることが好ましい。Ｎ２ガスは、Ｎ２ガス濃度が１４％以上６３％以下となる流量で導入する。製膜圧力：３０００Ｐａ以下、基板温度：約１７０℃、周波数：３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の窒素含有Ｐドープシリコンｎ層を製膜する。上記条件での製膜により、ｎ層は、窒素原子が原子濃度１％以上２０％以下、かつ、結晶化率が０以上３未満の窒素含有層となる。
　図１０に、Ｎ２ガス濃度とｎ層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸はＮ２ガス濃度、縦軸は窒素原子濃度である。ｎ層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力９３Ｐａ、製膜温度１７０℃、高周波周波数６０ＭＨｚ、印加電力１５Ｗ、膜厚３０ｎｍとした。Ｎ２ガスの割合が増加するにつれて膜中の窒素原子濃度が増加した。Ｎ２ガス濃度１４％以上６３％以下で窒素原子濃度が１％以上２０％以下となり、多量の窒素原子をｎ層に含有させることができた。なお、本実施形態ではｎ層製膜時の基板温度を１７０℃としたが、基板温度２００℃でも同様の効果が得られた。
　図１１に、ｎ層中の窒素原子濃度とｎ層の結晶化率との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は結晶化率である。ｎ層に窒素を添加しないと高い結晶化率であったが、窒素原子濃度が１％以上の場合は、結晶化率は３未満となった。窒素原子濃度が１４％以上で結晶化率が０となり、アモルファス膜となった。
　図１２に、ｎ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。なお、ｐ層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力６７Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力７５Ｗ、膜厚３０ｎｍとし、ｉ層製膜条件は、水素希釈率２１．４倍、製膜圧力４００Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力３０Ｗ、膜厚２μｍとした。ｎ層中の窒素原子濃度が１％以上２０％以下の太陽電池モジュールでは、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて、開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が２０％を超えると、逆に開放電圧は低下した。
　なお、窒素含有ｎ層の製膜速度は、第１実施形態と同様に、結晶化率が高いほど製膜速度が低下した。ｎ層においても、結晶化率を３未満とすることにより、高い製膜速度で製膜することが可能である。
＜第３実施形態＞
　本発明の第３実施形態に係る光電変換装置は、図１において、ｐ層４１とｉ層４２との間に、窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する真性半導体層であるｐ／ｉ界面層を形成した光電変換装置である。
　以下に、太陽電池パネルを例に挙げて、第３実施形態の光電変換装置の光電変換層の形成工程を説明する。他の太陽電池パネルの製造工程は第１実施形態と略同一であるので説明を省略する。
　プラズマＣＶＤ装置にて、第２実施形態と同一の条件で、結晶質シリコンｐ層を製膜する。
　ｐ層製膜後、Ｂ２Ｈ６ガスの供給を停止し、ｐ層製膜室にＮ２ガスを供給する。Ｎ２ガスは、Ｎ２ガス濃度が６％以上７０％以下となる流量で導入する。ｐ層製膜時と同じ基板温度とし、製膜圧力：３０００Ｐａ以下、周波数：３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の窒素含有シリコンｐ／ｉ界面層を製膜する。上記条件での製膜で、ｐ／ｉ界面層は、窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層となる。
　次いで、第１実施形態と同一の条件で結晶質シリコンｉ層及び結晶質シリコンｎ層を製膜する。
　図１３に、Ｎ２ガス濃度とｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸はＮ２ガス濃度、縦軸は窒素原子濃度である。ｐ／ｉ界面層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力６７Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力７５Ｗ、膜厚４ｎｍとした。Ｎ２ガスの割合が増加するにつれて膜中の窒素原子濃度が増加した。Ｎ２ガス濃度６％以上７０％以下で窒素原子濃度が１％以上３０％以下となり、多量の窒素原子を含有するｐ／ｉ界面層を形成することができた。
　図１４に、ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度とｐ／ｉ界面層の結晶化率との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は結晶化率である。窒素を添加しないとｐ／ｉ界面層は高い結晶化率であったが、窒素を添加することによりｐ／ｉ界面層の結晶化率が低くなった。窒素原子濃度が３０％以上で結晶化率が０となり、アモルファス膜となった。
　図１５に、ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。なお、ｐ層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力６７Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力７５Ｗ、膜厚３０ｎｍ、ｉ層製膜条件は、水素希釈率２１．４倍、製膜圧力４００Ｐａ、製膜温度２００℃、高周波周波数１００ＭＨｚ、印加電力３０Ｗ、膜厚２μｍ、ｎ層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力９３Ｐａ、製膜温度１７０℃、高周波周波数６０ＭＨｚ、印加電力１５Ｗ、膜厚３０ｎｍとした。ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度が１％以上３０％以下の太陽電池モジュールでは、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて、開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が３０％を超えると、逆に開放電圧は低下した。なお、本実施形態ではｎ層製膜時の基板温度を１７０℃としたが、基板温度２００℃でも同様の効果が得られた。
　以上のように、窒素原子濃度が１％以上３０％以下の結晶化率の低いｐ／ｉ界面層を形成することにより、太陽電池モジュールの開放電圧を向上させることができた。
　図１６に、ｐ／ｉ界面層の膜厚と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸はｐ／ｉ界面層膜厚、縦軸は開放電圧である。同図におけるｐ／ｉ界面層の窒素原子密度は６％であった。ｐ／ｉ界面層膜厚が２ｎｍ以上１０ｎｍ以下とした場合、ｐ／ｉ界面層を設けない（すなわち、ｐ／ｉ界面層が０ｎｍ）場合よりも開放電圧が高くなった。
　このように、ｐ／ｉ界面層の膜厚を２ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることで、ワイドバンドギャップ化による開放電圧上昇の効果が得られた。
＜第４実施形態＞
　本発明の第４実施形態に係る光電変換装置は、図１において、ｉ層４２とｎ層４３との間に、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する真性半導体層であるｎ／ｉ界面層を形成した光電変換装置である。
　以下に、太陽電池パネルを例に挙げて、第４実施形態の光電変換装置における光電変換層の形成工程を説明する。他の太陽電池パネルの製造工程は第１実施形態と略同一であるので説明を省略する。
　プラズマＣＶＤ装置にて、第２実施形態と同一の条件で、結晶質シリコンｐ層及び結晶質シリコンｉ層を製膜する。
　次いで、ｎ層製膜室にてｎ／ｉ界面層を製膜する。原料ガスとしてＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス及びＮ２ガスを導入する。Ｎ２ガス量は、Ｎ２ガス濃度が６％以上５７％以下となる流量で導入する。製膜圧力：３０００Ｐａ以下、基板温度：約１７０℃、周波数：３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、膜厚が２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の窒素含有シリコンｎ／ｉ界面層を製膜する。上記条件で製膜することにより、ｎ／ｉ界面層は、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層となる。
　次いで、Ｎ２ガスの供給を停止し、ｎ層製膜室にＢ２Ｈ６ガスを供給する。第１実施形態と同一の条件で結晶質シリコンｎ層を製膜する。
　図１７に、Ｎ２ガス濃度とｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸はＮ２ガス濃度、縦軸は窒素原子濃度である。ｎ／ｉ界面層製膜条件は、水素希釈率１００倍、製膜圧力９３Ｐａ、製膜温度１７０℃、高周波周波数６０ＭＨｚ、印加電力１５Ｗ、膜厚４ｎｍとした。Ｎ２ガス濃度が６％以上５７％以下で窒素原子濃度が１％以上２０％以下となり、多量の窒素原子をｎ／ｉ界面層に含有させることができた。なお、本実施形態ではｎ層製膜時の基板温度を１７０℃としたが、基板温度２００℃でも同様の効果が得られた。
　図１８に、ｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度とｎ／ｉ界面層の結晶化率との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は結晶化率である。窒素を添加しないとｎ／ｉ界面層は高い結晶化率であったが、窒素を添加することによりｎ／ｉ界面層の結晶化率が低下した。窒素原子濃度が１１％以上で結晶化率が０となり、アモルファス膜となった。
　図１９に、ｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。なお、ｐ層、ｉ層、ｎ層の製膜条件は、第３実施形態と同一とした。ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度が１％以上２０％以下の太陽電池モジュールでは、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて、開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が２０％を超えると、開放電圧は低下した。
　以上のように、窒素原子濃度が１％以上２０％以下の結晶化率の低いｎ／ｉ界面層を形成することにより、太陽電池モジュールの開放電圧を向上させることができた。
　図２０に、ｎ／ｉ界面層の膜厚と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸はｎ／ｉ界面層膜厚、縦軸は開放電圧である。同図におけるｎ／ｉ界面層の窒素原子密度は１１％であった。ｎ／ｉ界面層膜厚が２ｎｍ以上１０ｎｍ以下とした場合、ｎ／ｉ界面層を設けない場合よりも開放電圧が高くなった。
　このように、ｎ／ｉ界面層の膜厚を２ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることで、ワイドバンドギャップ化による開放電圧上昇の効果が得られた。
＜第５実施形態＞ 
　本発明の第５実施形態に係る光電変換装置の構成について説明する。
　図２１は、第５実施形態の光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置１００は、タンデム型シリコン系太陽電池である。光電変換層３は、基板１側から順に第１電池層９１と第２電池層９２とが積層されて構成される。第１電池層９１は、太陽光の入射する側から順に、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３を積層して構成される。第２電池層９２は、太陽光の入射する側から順に、ｐ層４１、ｉ層４２、ｎ層４３を積層して構成される。第５実施形態において、第２電池層のｐ層４１は、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層である。
　以下に、太陽電池パネルを例に挙げて、第５実施形態の光電変換装置における光電変換層の形成工程を説明する。他の太陽電池パネルの製造工程は第１実施形態と略同一であるので説明を省略する。
　光電変換層３の第１電池層９１として、ＳｉＨ４ガスとＨ２ガスとを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃、周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下にて、透明電極層２上に太陽光の入射する側からｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３の順で製膜する。ｐ層３１は、原料ガスとして更にＢ２Ｈ６ガスを導入して製膜され、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下のアモルファスのＢドープシリコン膜とする。ｉ層３２は、アモルファスのシリコン膜であり、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。ｎ層３３は、原料ガスとして更にＰＨ３を導入して製膜され、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下のアモルファスのＰドープシリコン膜である。ｐ層３１とｉ層３２の間には、界面特性の向上のためにバッファ層を設けても良い。
　第１電池層９１上に、第１実施形態と同一の工程によりｐ層、ｉ層、ｎ層を順次製膜し、第２電池層９２を形成する。
　本実施形態において、第１電池層９１と第２電池層９２との間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる、中間コンタクト層５を設けても良い。中間コンタクト層５として、例えば、スパッタリング装置によりＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）膜を膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下で製膜する。
　図２２に、第２電池層ｐ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。上記の製膜条件にて、ｐ層膜厚８ｎｍ、ｉ層膜厚３００ｎｍ、ｎ層膜厚４０ｎｍの第１電池層を製膜した。第２電池層の製膜条件は、第１実施形態と同一とした。
　タンデム型太陽電池モジュールにおいても、ｐ層中の窒素原子濃度が１％以上２５％以下で、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が２５％を超えると、開放電圧は低下した。
＜第６実施形態＞ 
　本発明の第６実施形態に係る光電変換装置は、図２１において、第２電池層９２のｎ層４３を、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とした光電変換装置である。
　第６実施形態の光電変換装置の製造工程において、第１電池層９１の形成は第５実施形態と略同一である。第２電池層９２の形成は、第２実施形態と略同一である。なお、本実施形態においても、第１電池層９１と第２電池層９２との間に中間コンタクト層５を設けても良い。
　図２３に、第２電池層ｐ層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。第１電池層として、第５実施形態の第１電池層と同一の電池層を形成した。第２電池層の製膜条件は、第２実施形態と同一とした。
　タンデム型太陽電池モジュールにおいても、ｎ層中の窒素原子濃度が１％以上２０％以下で、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が２０％を超えると、開放電圧は低下した。
＜第７実施形態＞
　本発明の第７実施形態に係る光電変換装置は、図２１において、第２電池層９２のｐ層４１とｉ層４２との間に、窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する真性半導体層であるｐ／ｉ界面層を形成した光電変換装置である。
　第７実施形態の光電変換装置の製造工程において、第１電池層９１の形成は第５実施形態と略同一である。第２電池層９２の形成は、第３実施形態と略同一である。なお、本実施形態においても、第１電池層９１と第２電池層９２との間に中間コンタクト層５を設けても良い。
　図２４に、ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。なお、第１電池層として、第５実施形態の第１電池層と同一の電池層を形成した。第２電池層の製膜条件は、第３実施形態と同一とした。ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度が１％以上３０％以下の太陽電池モジュールでは、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて、開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が３０％を超えると、開放電圧は低下した。
＜第８実施形態＞
　本発明の第８実施形態に係る光電変換装置は、図２１において、第２電池層９２のｉ層４２とｎ層４３との間に、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する真性半導体層であるｎ／ｉ界面層を形成する。
　第８実施形態の光電変換装置の製造工程において、第１電池層９１の形成は第５実施形態と略同一である。第２電池層９２の形成は、第４実施形態と略同一である。なお、本実施形態においても、第１電池層９１と第２電池層９２との間に中間コンタクト層５を設けても良い。
　図２５に、ｎ／ｉ界面層中の窒素原子濃度と太陽電池モジュールの開放電圧との関係を表すグラフを示す。同図において、横軸は窒素原子濃度、縦軸は開放電圧である。なお、第１電池層として、第５実施形態の第１電池層と同一の電池層を形成した。第２電池層の製膜条件は、第４実施形態と同一とした。ｐ／ｉ界面層中の窒素原子濃度が１％以上２０％以下の太陽電池モジュールでは、窒素を添加しない太陽電池モジュールに比べて、開放電圧が高くなった。窒素原子濃度が２０％を超えると、開放電圧は低下した。
　なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で任意に組み合わせ可能である。例えば、上記実施形態では、太陽光が入射する側から順にｐ層、ｉ層、ｎ層を製膜しｐｎ／ｉ構造としたが、本発明は、順にｎ層、ｉ層、ｐ層を製膜しｎｉｐ構造した光電変換装置にも適用できる。

Claims (14)

  1. 　ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｐ層が、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、かつ、前記ｐ層の結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とされる光電変換装置。
  2. 　ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｎ層が、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、かつ、前記ｎ層の結晶化率が０以上３未満である窒素含有層とされる光電変換装置。
  3. 　ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｐ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層が窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層とされる光電変換装置。
  4. 　ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を備える光電変換装置であって、前記ｎ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層が窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層とされる光電変換装置。
  5. 　前記界面層が、窒素を含有する真性半導体である請求項３または請求項４に記載の光電変換装置。
  6. 　前記界面層の厚さが、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の光電変換装置。
  7. 　前記ｉ層が、結晶質シリコンである請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光電変換装置。
  8. 　基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、
    　前記ｐ層として、窒素原子を１％以上２５％以下の原子濃度で含有し、かつ、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法。
  9. 　基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、
    　前記ｎ層として、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有し、かつ、結晶化率が０以上３未満である窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法。
  10. 　基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、
    　前記ｐ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層として、窒素原子を１％以上３０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法。
  11. 　基板上に、ｐ層と、ｉ層と、ｎ層とが積層された光電変換層を形成する工程を含む光電変換装置の製造方法であって、
    　前記ｎ層と前記ｉ層との界面に界面層が形成され、該界面層として、窒素原子を１％以上２０％以下の原子濃度で含有する窒素含有層を形成する光電変換装置の製造方法。
  12. 　前記界面層を、窒素を含有する真性半導体で形成する請求項１０または請求項１１に記載の光電変換装置の製造方法。
  13. 　前記界面層を、膜厚が２ｎｍ以上１０ｎｍ以下となるように形成する請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の光電変換装置の製造方法。
  14. 　前記窒素含有層を、３０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の高周波周波数で、高周波プラズマＣＶＤ法によって形成する請求項８乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光電変換装置の製造方法。
PCT/JP2008/072132 2007-12-26 2008-12-05 光電変換装置及びその製造方法 WO2009081713A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008800255111A CN101755340B (zh) 2007-12-26 2008-12-05 光电转换装置及其制造方法
EP08864090A EP2202805A1 (en) 2007-12-26 2008-12-05 Photoelectric converting device and process for producing the photoelectric converting device
US12/602,255 US20100170565A1 (en) 2007-12-26 2008-12-05 Photovoltaic device and method for producing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007333912A JP2009158667A (ja) 2007-12-26 2007-12-26 光電変換装置及びその製造方法
JP2007-333912 2007-12-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009081713A1 true WO2009081713A1 (ja) 2009-07-02

Family

ID=40801024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/072132 WO2009081713A1 (ja) 2007-12-26 2008-12-05 光電変換装置及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100170565A1 (ja)
EP (1) EP2202805A1 (ja)
JP (1) JP2009158667A (ja)
KR (1) KR20100020032A (ja)
CN (2) CN101755340B (ja)
TW (1) TW200941742A (ja)
WO (1) WO2009081713A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4764469B2 (ja) 2008-10-31 2011-09-07 三菱重工業株式会社 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法
WO2013168515A1 (ja) * 2012-05-10 2013-11-14 シャープ株式会社 光電変換装置およびその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57136377A (en) * 1981-02-17 1982-08-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Amorphous silicon nitride/amorphous silicon heterojunction photoelectric element
JPS6384074A (ja) * 1986-09-26 1988-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPH0370185A (ja) * 1989-08-09 1991-03-26 Sanyo Electric Co Ltd 非晶質半導体装置
JP2002246622A (ja) * 2001-02-16 2002-08-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 結晶系シリコン薄膜光起電力素子、その製造方法、及びその評価方法
JP2005277021A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Sharp Corp 光電変換装置およびその製造方法
JP2006120930A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Sharp Corp 光電変換装置およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099199A (en) * 1977-04-29 1978-07-04 University Of Southern California Photovoltaic cell employing a PbO-SnO heterojunction
US4388482A (en) * 1981-01-29 1983-06-14 Yoshihiro Hamakawa High-voltage photovoltaic cell having a heterojunction of amorphous semiconductor and amorphous silicon
JPS57160175A (en) * 1981-03-28 1982-10-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Photoelectric converter
JP3439051B2 (ja) * 1996-11-07 2003-08-25 株式会社富士電機総合研究所 微結晶膜およびその製造方法
JP2001316818A (ja) * 2000-02-29 2001-11-16 Canon Inc 膜形成方法及び形成装置、並びにシリコン系膜、起電力素子及びそれを用いた太陽電池、センサー及び撮像素子
US6858308B2 (en) * 2001-03-12 2005-02-22 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor element, and method of forming silicon-based film
CN1420570A (zh) * 2002-12-30 2003-05-28 南开大学 宽谱域低温叠层硅基薄膜太阳电池
DE102005013537A1 (de) * 2004-03-24 2005-10-20 Sharp Kk Fotoelektrischer Wandler und Herstellverfahren für einen solchen
JP4215697B2 (ja) * 2004-09-03 2009-01-28 シャープ株式会社 光電変換装置およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57136377A (en) * 1981-02-17 1982-08-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Amorphous silicon nitride/amorphous silicon heterojunction photoelectric element
JPS6384074A (ja) * 1986-09-26 1988-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置
JPH0370185A (ja) * 1989-08-09 1991-03-26 Sanyo Electric Co Ltd 非晶質半導体装置
JP2002246622A (ja) * 2001-02-16 2002-08-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 結晶系シリコン薄膜光起電力素子、その製造方法、及びその評価方法
JP2005277021A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Sharp Corp 光電変換装置およびその製造方法
JP2006120930A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Sharp Corp 光電変換装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101755340A (zh) 2010-06-23
JP2009158667A (ja) 2009-07-16
TW200941742A (en) 2009-10-01
CN101755340B (zh) 2012-01-25
CN102176487A (zh) 2011-09-07
EP2202805A1 (en) 2010-06-30
KR20100020032A (ko) 2010-02-19
US20100170565A1 (en) 2010-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5330723B2 (ja) 光電変換装置
WO2010052953A1 (ja) 光電変換装置の製造方法及び光電変換装置
JP4764469B2 (ja) 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法
WO2010058640A1 (ja) 光電変換装置
WO2010050035A1 (ja) 光電変換装置の製造方法
JP5308225B2 (ja) 光電変換装置及びその製造方法
WO2010064455A1 (ja) 光電変換装置
WO2009081713A1 (ja) 光電変換装置及びその製造方法
WO2011070805A1 (ja) 光電変換装置の製造方法
WO2010061667A1 (ja) 光電変換装置の製造方法
JP4875566B2 (ja) 光電変換装置の製造方法
JP5308226B2 (ja) 光電変換装置及びその製造方法
WO2009081855A1 (ja) 光電変換装置の製造方法及び光電変換装置
WO2011033885A1 (ja) 光電変換装置
JP2010118695A (ja) 光電変換装置及びその製造方法
JP2008251914A (ja) 多接合型光電変換装置
JP2010251424A (ja) 光電変換装置
JP2011096848A (ja) 光電変換装置の製造方法
JP2011077380A (ja) 光電変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880025511.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08864090

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008864090

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12602255

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107000656

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE