WO2011125922A1 - 光電変換装置 - Google Patents

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WO2011125922A1
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type layer
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明直 北原
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三洋電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
    • H01L27/142—Energy 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
    • H01L31/04—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
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion device.
  • a photoelectric conversion device in which semiconductor thin films such as amorphous and microcrystals are stacked is used.
  • a photoelectric conversion module is formed by connecting a plurality of photoelectric conversion cells and enclosing with a filler mainly composed of a translucent substrate and an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA).
  • EVA ethylene vinyl acetate copolymer
  • a reverse bias voltage is applied to the photoelectric conversion cell, and the cell generates heat.
  • Such a situation is called a hot spot. If the phenomenon of this hot spot occurs and the temperature of the photoelectric conversion cell continues to rise, in the worst case, the photoelectric conversion cell is destroyed, and a predetermined electric output cannot be taken out from the photoelectric conversion module.
  • a method of connecting a bypass diode to the photoelectric conversion cell so as to be reverse-biased with respect to the normal output is adopted.
  • One aspect of the present invention includes a substrate, a transparent electrode layer formed on the substrate, a photoelectric conversion layer in which a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer are stacked on the transparent electrode layer, and the photoelectric conversion.
  • Another aspect of the present invention includes a substrate, a transparent electrode layer formed on the substrate, a photoelectric conversion layer in which a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer are stacked on the transparent electrode layer, and the photoelectric conversion. And a back electrode layer formed on the layer, wherein an n-type contact region extending from the n-type layer to the p-type layer is formed so as to penetrate the i-type layer.
  • a substrate a transparent electrode layer formed on the substrate, a photoelectric conversion layer in which a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer are stacked on the transparent electrode layer, and the photoelectric conversion.
  • a back electrode layer formed on the layer, wherein an n-type contact region extending from the n-type layer to the p-type layer is formed so as to penetrate the i-type layer.
  • the photoelectric conversion device 100 in the present embodiment includes a substrate 10 as a light incident side, and a transparent electrode layer 12, a photoelectric conversion layer 14, a back electrode layer 16, and a contact layer 18 from the light incident side. Consists of including.
  • the substrate 10 is formed of a light-transmitting material such as a glass substrate or a plastic substrate.
  • a material having transparency in at least a visible light wavelength region can be used.
  • a transparent electrode layer 12 is formed on the substrate 10.
  • the transparent electrode layer 12 is doped with tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), etc. with tin (Sn), antimony (Sb), fluorine (F), aluminum (Al), etc. It is preferable to use at least one or a combination of a plurality of transparent conductive oxides (TCO). In particular, zinc oxide (ZnO) is preferable because it has high translucency, low resistivity, and excellent plasma resistance.
  • the transparent electrode layer 12 can be formed using a sputtering method, a CVD method, or the like.
  • a slit S1 is formed in the transparent electrode layer 12 and patterned into a strip shape.
  • the transparent electrode layer 12 can be patterned into a strip shape using a YAG laser having a wavelength of 1064 nm, an energy density of 13 J / cm 2 , and a pulse frequency of 3 kHz.
  • the photoelectric conversion layer 14 is a layer that receives light incident through the substrate 10 and the transparent electrode layer 12 and converts light energy into electric energy.
  • the photoelectric conversion layer 14 will be described using an amorphous silicon photoelectric conversion unit (a-Si unit) as an example.
  • the photoelectric conversion layer 14 is not limited to this, and may be a microcrystalline silicon photoelectric conversion unit ( ⁇ c-Si unit), a compound semiconductor photoelectric conversion unit, an organic photoelectric conversion unit, or the like. Further, a tandem type or a triple type in which these photoelectric conversion units are stacked may be used.
  • a silicon-based thin film of a p-type layer 14a, an i-type layer 14b, and an n-type layer 14c is sequentially laminated to form an a-Si unit.
  • the a-Si unit includes a silicon-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), a carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), diborane (B 2 H 6).
  • a plasma chemical vapor deposition method in which a gas mixture is formed by mixing a mixed gas obtained by mixing an n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 ) and a diluent gas such as hydrogen (H 2 ).
  • CVD method a plasma chemical vapor deposition method in which a gas mixture is formed by mixing a mixed gas obtained by mixing an n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 ) and a diluent gas such as hydrogen (H 2 ).
  • a plasma CVD method for example, an RF plasma CVD method of 13.56 MHz is preferably applied.
  • the intermediate layer is preferably made of a transparent conductive oxide (TCO) such as zinc oxide (ZnO) or silicon oxide (SiO x ). In particular, it is preferable to use zinc oxide (ZnO) or silicon oxide (SiOx) doped with magnesium Mg.
  • TCO transparent conductive oxide
  • ZnO zinc oxide
  • SiOx silicon oxide
  • the intermediate layer can be formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.
  • the thickness of the intermediate layer is preferably in the range of 10 nm to 200 nm. Note that the intermediate layer is not necessarily provided.
  • a ⁇ c-Si unit in which a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer are sequentially laminated is formed on the intermediate layer.
  • the ⁇ c-Si unit is composed of a silicon-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), a carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), diborane (B 2 H 6).
  • a mixed gas obtained by mixing an n-type dopant containing gas such as phosphine (PH 3 ) and a diluent gas such as hydrogen (H 2 ) into a plasma and is formed by a plasma CVD method in which a film is formed.
  • a plasma CVD method it is preferable to apply, for example, a 13.56 MHz RF plasma CVD method as in the case of the a-Si unit.
  • a slit S2 is formed in the photoelectric conversion layer 14 and patterned into a strip shape.
  • the slit S2 is formed by irradiating YAG laser at a position 50 ⁇ m lateral from the position of the slit S1 formed in the transparent electrode layer 12, and the photoelectric conversion layer 14 is patterned into a strip shape.
  • a YAG laser having an energy density of 0.7 J / cm 2 and a pulse frequency of 3 kHz is preferably used.
  • a slit S2 is formed in the a-Si unit, the intermediate layer, and the ⁇ c-Si and patterned into a strip shape. That's fine.
  • a back electrode layer 16 is formed on the photoelectric conversion layer 14.
  • the back electrode layer 16 preferably has a structure in which a transparent conductive oxide (TCO) and a reflective metal are sequentially laminated.
  • a transparent conductive oxide (TCO) such as tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), or these transparent conductive oxides
  • a material (TCO) doped with impurities is used.
  • zinc oxide (ZnO) doped with aluminum (Al) as an impurity may be used.
  • metals such as silver (Ag) and aluminum (Al), can be used.
  • the transparent conductive oxide (TCO) can be formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.
  • the back electrode layer 16 is preferably about 1 ⁇ m in total. It is preferable to provide at least one of the back electrode layer 16 with unevenness for enhancing the light confinement effect.
  • a slit S3 is formed in the back electrode layer 16 and the photoelectric conversion layer 14 and patterned into a strip shape.
  • a slit S3 is formed by irradiating YAG laser at a position 50 ⁇ m lateral from the position of the slit S2 formed in the photoelectric conversion layer 14, and the back electrode layer 16 and the photoelectric conversion layer 14 are patterned in a strip shape.
  • a YAG laser having an energy density of 0.7 J / cm 2 and a pulse frequency of 4 kHz is preferably used.
  • the back electrode layer 16 of one photoelectric conversion cell is electrically connected to the transparent electrode layer 12 of the adjacent photoelectric conversion cell via the back electrode layer 16 embedded in the slit S2, and the adjacent photoelectric conversion cells are connected to each other. Are connected in series.
  • the contact layer 18 is further formed.
  • the contact layer 18 is a p-type semiconductor layer containing a p-type dopant.
  • the contact layer 18 is formed on the side surface of the photoelectric conversion layer 14, the side surface of the back electrode layer 16, and the surface of the back electrode layer 16.
  • the contact layer 18 includes, for example, a silicon-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), a carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), diborane (B 2 H). 6 ) and the like, and a mixed gas obtained by mixing a p-type dopant-containing gas such as hydrogen and a diluent gas such as hydrogen (H 2 ) may be formed into a plasma by chemical vapor deposition (CVD) in which film formation is performed.
  • a plasma CVD method for example, an RF plasma CVD method of 13.56 MHz is preferably applied.
  • a slit S4 is formed in the p-type semiconductor embedded in the slit S3 and patterned into a strip shape.
  • a YAG laser is irradiated near the center of the slit S3 to form a slit S4 that is thinner than the slit S3, and the contact layer 18 is formed on both side surfaces of each photoelectric conversion cell.
  • the type semiconductor layer is patterned into a strip shape.
  • the semiconductor may be removed to form a slit S4, and the p-type semiconductor layer may be patterned into a strip shape so that the contact layer 18 is formed on the side surface of each photoelectric conversion cell that is not on the slit S2 side.
  • a YAG laser having an energy density of 0.7 J / cm 2 and a pulse frequency of 4 kHz is preferably used.
  • the film thickness of the contact layer 18 is preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Further, the contact layer 18 preferably has a leakage current value of 1/100 or less of a current value obtained by photoelectric conversion of the photoelectric conversion cell when the photoelectric conversion cell is operating normally. .
  • the leakage current value of the contact layer 18 can be adjusted by adjusting the doping concentration of the contact layer 18 and the width, length, or number of the slits S4.
  • the contact layer 18 may be an n-type semiconductor containing an n-type dopant.
  • the contact layer 18 functions as a bypass in which a voltage is applied to the reverse bias while the photoelectric conversion cell is operating normally. Therefore, when any photoelectric conversion cell is shaded and the power generation amount is reduced, current flows through the contact layer 18 in the photoelectric conversion cell, and the influence of the hot spot can be avoided. Thereby, damage to the photoelectric conversion apparatus 100 can be prevented, and appearance defects and output reduction can be reduced.
  • the contact layer 18 covers the surface of the back electrode layer 16 and the side surfaces of the photoelectric conversion layer 14 and the back electrode 16, it is possible to reduce the intrusion of moisture from the outside into the back electrode layer 16.
  • the moisture resistance of can be improved.
  • the surface of the contact layer 18 may be covered with a back sheet and protected with a filler.
  • the filler and the back sheet can be resin materials such as EVA and polyimide. That is, the contact layer 18 coated with the filler is covered with a back sheet, and is protected by applying pressure to the back sheet toward the contact layer 18 while heating to a temperature of about 150 ° C. This can further prevent moisture from entering the power generation layer of the photoelectric conversion device 100.
  • the photoelectric conversion device 200 includes the substrate 10 as the light incident side, and the transparent electrode layer 12, the photoelectric conversion layer 14, the back electrode layer 16, and the contact region 20 from the light incident side. Consists of including.
  • the method for forming the substrate 10 and the transparent electrode layer 12 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the a-Si unit includes a silicon-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), a carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), diborane (B 2 H 6). ) Or the like and a mixed gas obtained by mixing a diluting gas such as hydrogen (H 2 ) into plasma, and can be formed by a plasma chemical vapor deposition method (CVD method) in which a film is formed.
  • a plasma chemical vapor deposition method for example, an RF plasma CVD method of 13.56 MHz is preferably applied.
  • slits S4 are formed in the p-type layer 14a and the i-type layer 14b and patterned into strips.
  • a slit S4 is formed by irradiating a YAG laser parallel to the slit S1 formed in the transparent electrode layer 12, and the p-type layer 14a and the i-type layer 14b are patterned into strips.
  • a YAG laser having an energy density of 0.7 J / cm 2 and a pulse frequency of 3 kHz is preferably used.
  • the n-type layer 14c is laminated on the i-type layer 14b.
  • Si-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 )
  • Si-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 )
  • CVD method a plasma chemical vapor deposition method
  • an RF plasma CVD method of 13.56 MHz is preferably applied.
  • a-Si unit in which the p-type layer 14a, the i-type layer 14b, and the n-type layer 14c are stacked is formed. Further, a contact region 20 is formed in which n-type layer 14c is embedded in slit S4 so as to penetrate i-type layer 14b.
  • the contact region 20 functions as a bypass in which a voltage is applied to the reverse bias in a state where the photoelectric conversion cell is operating normally. Therefore, when any of the photoelectric conversion cells is shaded and the power generation amount is reduced, current flows through the contact region 20 in the photoelectric conversion cells, and the influence of the hot spot can be avoided. Thereby, damage to the photoelectric conversion apparatus 100 can be prevented, and appearance defects and output reduction can be reduced.
  • the contact region 20 has a leakage current value that is 1/100 or less of a current value obtained by photoelectric conversion of the photoelectric conversion cell when the photoelectric conversion cell is operating normally.
  • the leakage current value of the contact region 20 can be adjusted by adjusting the doping concentration of the contact region 20 and the width, length, or number of the slits S4.
  • the photoelectric conversion layer 14 is a tandem type of an a-Si unit and a ⁇ c-Si unit, an intermediate layer is formed on the a-Si unit, and a p-type layer and an i-type layer of the ⁇ c-Si unit are further formed.
  • the slit S4 may be formed. That is, when forming a photoelectric conversion cell in which two or more photoelectric conversion units are stacked, the slit S4 reaching the transparent electrode layer 12 is formed before forming the n-type layer of the uppermost photoelectric conversion cell to be stacked. . And after forming slit S4, what is necessary is just to form the n-type layer which comprises the uppermost photoelectric conversion cell. As a result, a pn junction between the n-type layer embedded in the slit S4 and the p-type layer of the lowermost photoelectric conversion cell can be formed.
  • a slit S2 is further formed in the photoelectric conversion layer 14 and patterned into a strip shape.
  • the slit S2 is formed, for example, by irradiating a YAG laser at a position 50 ⁇ m lateral from the position of the slit S1 formed in the transparent electrode layer 12 and on the opposite side of the slit S4 across the slit S1.
  • the irradiation conditions of the YAG laser may be the same as in the first embodiment.
  • the back electrode layer 16 is formed on the photoelectric conversion layer 14.
  • the back electrode layer 16 can be formed in the same manner as in the first embodiment.
  • a slit S3 is further formed in the back electrode layer 16 and the photoelectric conversion layer 14 and patterned into a strip shape.
  • the slit S3 can be formed in the same manner as in the first embodiment.
  • a region corresponding to the slit S4 may be formed by adding an n-type dopant to the i-type layer 14b.
  • the contact region 20 preferably has a leakage current value of 1/100 or less of the current value obtained by photoelectric conversion of the photoelectric conversion cell when the photoelectric conversion cell is operating normally. It is.
  • the leakage current value of the contact region 20 can be adjusted by adjusting the doping concentration, width, length, or number of the contact region 20 formed by ion implantation or the like.
  • the photoelectric conversion device 300 includes the substrate 10 as the light incident side, and the transparent electrode layer 12, the photoelectric conversion layer 14, the back electrode layer 16, and the contact region 22 from the light incident side. Consists of including.
  • the method for forming the substrate 10 and the transparent electrode layer 12 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the a-Si unit includes a silicon-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), a carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), diborane (B 2 H 6). ) Or the like and a mixed gas obtained by mixing a diluting gas such as hydrogen (H 2 ) into plasma, and can be formed by a plasma chemical vapor deposition method (CVD method) in which a film is formed.
  • a plasma chemical vapor deposition method for example, an RF plasma CVD method of 13.56 MHz is preferably applied.
  • a p-type dopant is added to the i-type layer 14b using an ion implantation method or the like, so that the contact region penetrates the i-type layer 14b. 22 is formed. At this time, it is preferable to add a p-type dopant so that the contact region 22 is formed in parallel to the slit S3.
  • the n-type layer 14c is stacked on the i-type layer 14b.
  • Si-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 )
  • Si-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 )
  • CVD method a plasma chemical vapor deposition method
  • an RF plasma CVD method of 13.56 MHz is preferably applied.
  • an a-Si unit in which the p-type layer 14a, the i-type layer 14b, and the n-type layer 14c are stacked is formed. Furthermore, a pn junction is formed by the contact region 22 formed so as to penetrate the i-type layer 14b and the n-type layer 14c. This pn junction functions as a bypass diode in which a voltage is applied to the reverse bias in a state where the photoelectric conversion cell is operating normally. Therefore, when one of the photoelectric conversion cells is shaded and the power generation amount is reduced, the current flows through the pn junction between the contact region 22 and the n-type layer 14c included in the photoelectric conversion layer 14 in the photoelectric conversion cell. The effect of hot spots can be avoided. Thereby, damage to the photoelectric conversion device 300 can be prevented, and appearance defects and output reduction can be reduced.
  • the contact region 22 has a leakage current value of 1/100 or less of a current value obtained by photoelectric conversion of the photoelectric conversion cell when the photoelectric conversion cell is operating normally.
  • the leakage current value of the contact region 22 can be adjusted by adjusting the doping concentration, width, length, or number of the contact region 22 formed by ion implantation or the like.
  • the photoelectric conversion layer 14 is a tandem type of an a-Si unit and a ⁇ c-Si unit, an intermediate layer is formed on the a-Si unit, and a p-type layer and an i-type layer of the ⁇ c-Si unit are further formed.
  • the contact region 22 reaching the transparent electrode layer 12 may be formed. That is, when forming a photoelectric conversion cell in which two or more photoelectric conversion units are stacked, before forming the n-type layer of the uppermost stacked photoelectric conversion cell, the transparent electrode layer 12 is formed by ion implantation or the like.
  • a contact region 22 is formed by adding a p-type dopant so as to reach the contact region 22.
  • an n-type layer constituting the uppermost photoelectric conversion cell may be formed. Thereby, a pn junction between the contact region 22 and the n-type layer of the uppermost photoelectric conversion cell can be formed.
  • a slit S2 is further formed in the photoelectric conversion layer 14 and patterned into a strip shape.
  • the slit S2 is formed, for example, by irradiating a YAG laser at a position 50 ⁇ m lateral from the position of the slit S1 formed in the transparent electrode layer 12 and on the opposite side of the contact region 22 across the slit S1.
  • the irradiation conditions of the YAG laser may be the same as in the first embodiment.
  • the back electrode layer 16 is formed on the photoelectric conversion layer 14.
  • the back electrode layer 16 can be formed in the same manner as in the first embodiment.
  • a slit S3 is further formed in the back electrode layer 16 and the photoelectric conversion layer 14 and patterned into a strip shape.
  • the slit S3 can be formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the i-type layer 14b and the n-type layer 14c are formed using an ion implantation method or the like.
  • the contact region 24 may be formed by adding a p-type dopant to the mold layer 14c.
  • the contact region 24 has a leakage current value of 1/100 or less of a current value obtained by photoelectric conversion of the photoelectric conversion cell when the photoelectric conversion cell is operating normally. It is.
  • the leakage current value of the contact region 24 can be adjusted by adjusting the doping concentration, width, length, or number of the contact region 24 formed by ion implantation or the like.
  • the stacking order of the p-type layer, i-type layer, and n-type layer may be reversed. That is, in the film surface incidence type photoelectric conversion device in which light does not enter from the substrate 10 side, the configurations of the first to third embodiments are applied by replacing the n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region. Can do.

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Abstract

【課題】光電変換モジュール内部にバイパスダイオードを設けることで、外部にバイパスダイオードを配設する必要をなくす。 【解決手段】基板１０と、基板１０上に形成した透明電極層１２と、ｐ型層１４ａ、ｉ型層１４ｂ及びｎ型層１４ｃを透明電極層１２上に積層した光電変換層１４と、光電変換層１４上に形成した裏面電極層１６とを備え、光電変換層１４の側面、裏面電極１６の側面及び裏面電極１６の表面にｐ型のコンタクト層１８が形成され、ｎ型層１４ｃとｐ型コンタクト層１８とがｐｎ接合を形成している光電変換装置１００とする。

Description

光電変換装置
　本発明は、光電変換装置に関する。
　太陽光を利用した発電システムとして、アモルファスや微結晶等の半導体薄膜を積層した光電変換装置が用いられている。
　光電変換装置では、複数の光電変換セルを直並列に接続して実用的な電気出力を取り出せる構成とされている。具体的には、複数の光電変換セルを接続して透光性基板とエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して光電変換モジュールが形成されている。このような光電変換モジュールを屋外に設置した場合、光電変換モジュール内のある１つの光電変換セルが何かの影になったときなどで発電が不十分になった場合、その光電変換セルは抵抗となる。このとき、光電変換セルの両電極にはその抵抗値と流れる電流の積の電位差が発生する。すなわち、光電変換セルに逆方向のバイアス電圧が印加されることになり、このセルは発熱するようになる。このような状況をホットスポットと呼んでいる。このホットスポットの現象が発生し、光電変換セルの温度が上昇し続けると、最悪の場合、この光電変換セルは破壊して光電変換モジュールから所定の電気出力を取り出すことができなくなる。
　そこで、ホットスポットによる光電変換モジュールの損傷を防ぐために、光電変換セルに正常時の出力に対して逆バイアスとなるようにバイパスダイオードを接続する方法が採用されている。バイパスダイオードを設けることによって、どこかの光電変換セルが陰になって発電量が落ちた場合であってもその部分を回避してバイパスダイオードを介して電流が流れるので、陰部分の影響が回路全体には及ぶことがなくなる。
　ところで、上記従来の光電変換装置では、多数の光電変換セルが直並列に接続されており、光電変換セルに対してディスクリートにバイパスダイオードを配置し、電気的に接続する処理が必要とされる。
　これより、光電変換装置の製造に掛る時間が増大し、製造コストを押し上げる原因となっている。また、個々のバイパスダイオードを正確に位置合わせして配置する必要があり、バイパスダイオードの位置がずれると光電変換装置の信頼性が低下するおそれがある。
　本発明の１つの態様は、基板と、前記基板上に形成した透明電極層と、ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を前記透明電極層上に積層した光電変換層と、前記光電変換層上に形成した裏面電極層と、を備える光電変換装置であって、前記光電変換層の側面、前記裏面電極の側面、前記裏面電極の表面及び前記透明電極層上にｐ型コンタクト層が形成されている、光電変換装置である。
　本発明の別の態様は、基板と、前記基板上に形成した透明電極層と、ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を前記透明電極層上に積層した光電変換層と、前記光電変換層上に形成した裏面電極層と、を備える光電変換装置であって、前記ｉ型層を貫くように前記ｎ型層から前記ｐ型層まで伸びるｎ型コンタクト領域が形成されている、光電変換装置である。
　本発明によれば、光電変換モジュール内部にバイパスダイオードを設けることで、外部にバイパスダイオードを配設する必要をなくすことができる。
第１の実施の形態における光電変換装置の構造を示す断面図である。 第１の実施の形態における光電変換装置の構造の別例を示す断面図である。 第２の実施の形態における光電変換装置の構造を示す断面図である。 第３の実施の形態における光電変換装置の構造を示す断面図である。 第３の実施の形態における光電変換装置の構造の別例を示す断面図である。
＜第１の実施の形態＞
　本実施の形態における光電変換装置１００は、図１に示すように、基板１０を光入射側として、光入射側から、透明電極層１２、光電変換層１４、裏面電極層１６及びコンタクト層１８を含んで構成される。
　基板１０は、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等の透光性を備えた材料で形成される。可視光線を光電変換に用いる場合、少なくとも可視光波長領域において透過性を有する材料を適用することができる。
　基板１０上に透明電極層１２が形成される。透明電極層１２は、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせて用いることが好適である。特に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、透光性が高く、抵抗率が低く、耐プラズマ特性にも優れているので好適である。透明電極層１２は、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
　光電変換装置１００を複数の光電変換セルを直列に接続した構成とする場合、透明電極層１２にスリットＳ１を形成して短冊状にパターニングする。例えば、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ2、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザを用いて透明電極層１２を短冊状にパターニングすることができる。
　光電変換層１４は、基板１０及び透明電極層１２を透過して入射される光を受けて、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層である。本実施の形態では、光電変換層１４は、アモルファスシリコン光電変換ユニット（ａ－Ｓｉユニット）を例に説明を行う。ただし、光電変換層１４はこれに限定されるものではなく、微結晶シリコン光電変換ユニット（μｃ－Ｓｉユニット）、化合物半導体光電変換ユニット、有機光電変換ユニット等とすることができる。また、これらの光電変換ユニットを積層したタンデム型やトリプル型としてもよい。
　透明電極層１２上に、ｐ型層１４ａ、ｉ型層１４ｂ、ｎ型層１４ｃのシリコン系薄膜を順に積層してａ－Ｓｉユニットを形成する。ａ－Ｓｉユニットは、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ3）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　なお、光電変換層１４をａ－Ｓｉユニットとμｃ－Ｓｉユニットのタンデム型とする場合には、ａ－Ｓｉユニット上に中間層を形成した上でμｃ－Ｓｉユニットを形成することが好適である。中間層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化シリコン（ＳｉＯx）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を用いることが好適である。特に、マグネシウムＭｇがドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）を用いることが好適である。中間層は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により形成することができる。中間層の膜厚は１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲とすることが好適である。なお、中間層は、設けなくてもよい。さらに、中間層上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層を順に積層したμｃ－Ｓｉユニットを形成する。μｃ－Ｓｉユニットは、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ3）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマＣＶＤ法により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、ａ－Ｓｉユニットと同様に、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　複数のセルを直列接続する場合、光電変換層１４にスリットＳ２を形成して短冊状にパターニングする。例えば、透明電極層１２に形成したスリットＳ１の位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射してスリットＳ２を形成し、光電変換層１４を短冊状にパターニングする。ＹＡＧレーザは、例えば、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ2、パルス周波数３ｋＨｚのものを用いることが好適である。なお、光電変換層１４をａ－Ｓｉユニットとμｃ－Ｓｉユニットのタンデム型とした場合には、ａ－Ｓｉユニット、中間層及びμｃ－Ｓｉに対してスリットＳ２を形成して短冊状にパターニングすればよい。
　光電変換層１４上に、裏面電極層１６を形成する。裏面電極層１６は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）と反射性金属とを順に積層した構造とすることが好適である。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、又は、これらの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）に不純物をドープしたものが用いられる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）を不純物としてドープしたものでもよい。また、反射性金属としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が使用できる。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）は、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法等により形成することができる。裏面電極層１６は、合わせて１μｍ程度の膜厚とすることが好適である。裏面電極層１６の少なくとも一方には、光閉じ込め効果を高めるための凹凸を設けることが好適である。
　複数のセルを直列接続する場合、裏面電極層１６及び光電変換層１４にスリットＳ３を形成して短冊状にパターニングする。例えば、光電変換層１４に形成したスリットＳ２の位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射してスリットＳ３を形成し、裏面電極層１６及び光電変換層１４を短冊状にパターニングする。ＹＡＧレーザは、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ2、パルス周波数４ｋＨｚのものを用いることが好適である。
　これにより、スリットＳ２に埋め込まれた裏面電極層１６を介して１つの光電変換セルの裏面電極層１６が隣り合う光電変換セルの透明電極層１２に電気的に接続され、隣り合う光電変換セル同士が直列に接続された構造となる。
　本実施の形態における光電変換装置１００では、さらにコンタクト層１８を形成する。コンタクト層１８は、ｐ型ドーパントを含んだｐ型半導体層とする。コンタクト層１８は、光電変換層１４の側面、裏面電極層１６の側面及び裏面電極層１６の表面に形成される。
　コンタクト層１８は、例えば、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　これにより、コンタクト層１８となるｐ型半導体により裏面電極層１６の表面が覆われ、またｐ型半導体がスリットＳ３に埋め込み形成される。次に、スリットＳ３に埋め込まれたｐ型半導体にスリットＳ４を形成して短冊状にパターニングする。例えば、図１に示すように、スリットＳ３の中心付近にＹＡＧレーザを照射してスリットＳ３よりも細いスリットＳ４を形成し、各光電変換セルの両側面にコンタクト層１８が形成されるようにｐ型半導体層を短冊状にパターニングする。また、例えば、スリットＳ３のスリットＳ２側の光電変換セルの側面に位置を合わせてＹＡＧレーザを照射して、図２に示すように、スリットＳ２側の光電変換セルの側面に形成されたｐ型半導体を除去してスリットＳ４を形成し、各光電変換セルのスリットＳ２側でない側面にコンタクト層１８が形成されるようにｐ型半導体層を短冊状にパターニングしてもよい。ＹＡＧレーザは、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ2、パルス周波数４ｋＨｚのものを用いることが好適である。
　コンタクト層１８の膜厚は、１μｍ以上１０μｍ以下とすることが好適である。また、コンタクト層１８は、光電変換セルが正常に動作している場合において、リーク電流値が光電変換セルの光電変換によって得られる電流値の１／１００以下となるようにすることが好適である。例えば、コンタクト層１８のドーピング濃度やスリットＳ４の幅，長さ又は数を調整することにより、コンタクト層１８のリーク電流値を調整することができる。なお、コンタクト層１８は、ｎ型ドーパントを含んだｎ型半導体としてもよい。
　コンタクト層１８は、光電変換セルが正常に動作している状態において逆バイアスに電圧が印加されたバイパスとして機能する。したがって、何れかの光電変換セルが陰になって発電量が落ちた場合、その光電変換セルではコンタクト層１８を介して電流が流れ、ホットスポットによる影響を回避することができる。これにより、光電変換装置１００の損傷を防ぐことができ、外観不良や出力低下を低減することができる。
　さらに、コンタクト層１８によって裏面電極層１６の表面及び光電変換層１４と裏面電極１６の側面が覆われるので裏面電極層１６への外部からの水分の浸入を低減することができ、光電変換装置１００の耐湿性を向上させることができる。
　コンタクト層１８の表面をバックシートで覆って充填材を用いて保護してもよい。充填材及びバックシートは、ＥＶＡ、ポリイミド等の樹脂材料とすることができる。すなわち、充填材を塗布したコンタクト層１８上をバックシートで覆い、１５０℃程度の温度に加熱しつつコンタクト層１８へ向かってバックシートに圧力を加えることによって保護する。これによって、光電変換装置１００の発電層への水分の侵入等をさらに防ぐことができる。
＜第２の実施の形態＞
　本実施の形態における光電変換装置２００は、図３に示すように、基板１０を光入射側として、光入射側から、透明電極層１２、光電変換層１４、裏面電極層１６及びコンタクト領域２０を含んで構成される。本実施の形態において基板１０及び透明電極層１２の形成方法は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
　透明電極層１２上に、ｐ型層１４ａ、ｉ型層１４ｂのシリコン系薄膜を順に積層する。ａ－Ｓｉユニットは、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　本実施の形態では、ｐ型層１４ａ及びｉ型層１４ｂにスリットＳ４を形成して短冊状にパターニングする。例えば、透明電極層１２に形成したスリットＳ１に平行にＹＡＧレーザを照射してスリットＳ４を形成し、ｐ型層１４ａ及びｉ型層１４ｂを短冊状にパターニングする。ＹＡＧレーザは、例えば、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ2、パルス周波数３ｋＨｚのものを用いることが好適である。
　スリットＳ４を形成後、ｉ型層１４ｂ上にｎ型層１４ｃを積層する。シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、フォスフィン（ＰＨ3）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　これにより、ｐ型層１４ａ，ｉ型層１４ｂ及びｎ型層１４ｃが積層されたａ－Ｓｉユニットが形成される。さらに、ｉ型層１４ｂを貫くようにスリットＳ４にｎ型層１４ｃが埋め込まれたコンタクト領域２０が形成される。コンタクト領域２０は、光電変換セルが正常に動作している状態において逆バイアスに電圧が印加されたバイパスとして機能する。したがって、何れかの光電変換セルが陰になって発電量が落ちた場合、その光電変換セルではコンタクト領域２０を介して電流が流れ、ホットスポットによる影響を回避することができる。これにより、光電変換装置１００の損傷を防ぐことができ、外観不良や出力低下を低減することができる。
　なお、コンタクト領域２０は、光電変換セルが正常に動作している場合において、リーク電流値が光電変換セルの光電変換によって得られる電流値の１／１００以下となるようにすることが好適である。例えば、コンタクト領域２０のドーピング濃度やスリットＳ４の幅，長さ又は数を調整することにより、コンタクト領域２０のリーク電流値を調整することができる。
　また、光電変換層１４をａ－Ｓｉユニットとμｃ－Ｓｉユニットのタンデム型とする場合には、ａ－Ｓｉユニット上に中間層を形成し、さらにμｃ－Ｓｉユニットのｐ型層及びｉ型層を形成した後にスリットＳ４を形成すればよい。すなわち、２つ以上の光電変換ユニットを積層した光電変換セルを形成する場合、積層される最上部の光電変換セルのｎ型層を成膜する前に透明電極層１２に達するスリットＳ４を形成する。そして、スリットＳ４を形成後、最上部の光電変換セルを構成するｎ型層を形成すればよい。これにより、スリットＳ４に埋め込まれたｎ型層と最下部の光電変換セルのｐ型層とのｐｎ接合を形成することができる。
　複数のセルを直列接続する場合、さらに光電変換層１４にスリットＳ２を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ２は、例えば、透明電極層１２に形成したスリットＳ１の位置から５０μｍ横の位置であって、スリットＳ１を挟んでスリットＳ４とは反対側の位置にＹＡＧレーザを照射して形成する。ＹＡＧレーザの照射条件は、第１の実施の形態と同様とすればよい。また、光電変換層１４上に、裏面電極層１６を形成する。裏面電極層１６は、第１の実施の形態と同様に形成することができる。複数のセルを直列接続する場合、さらに裏面電極層１６及び光電変換層１４にスリットＳ３を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ３は、第１の実施の形態と同様に形成することができる。
　なお、本実施の形態の変形例として、スリットＳ４を形成してｎ型層１４ｃを埋め込み形成する代りに、ｎ型層１４ｃを形成した後、イオン打ち込み法等を用いてスリットＳ４に対応する領域にｎ型ドーパントをｉ型層１４ｂに添加することによって、ｉ型層１４ｂを貫くようにｎ型層１４ｃからｐ型層１４ａまで伸びるコンタクト領域２０を形成してもよい。
　この場合も、コンタクト領域２０は、光電変換セルが正常に動作している場合において、リーク電流値が光電変換セルの光電変換によって得られる電流値の１／１００以下となるようにすることが好適である。例えば、イオン打ち込み法等によって形成するコンタクト領域２０のドーピング濃度や幅，長さ又は数を調整することにより、コンタクト領域２０のリーク電流値を調整することができる。
＜第３の実施の形態＞
　本実施の形態における光電変換装置３００は、図４に示すように、基板１０を光入射側として、光入射側から、透明電極層１２、光電変換層１４、裏面電極層１６及びコンタクト領域２２を含んで構成される。本実施の形態において基板１０及び透明電極層１２の形成方法は第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
　透明電極層１２上に、ｐ型層１４ａ、ｉ型層１４ｂのシリコン系薄膜を順に積層する。ａ－Ｓｉユニットは、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　本実施の形態では、ｐ型層１４ａ及びｉ型層１４ｂを形成後、イオン打ち込み法等を用いてｐ型ドーパントをｉ型層１４ｂに添加することによって、ｉ型層１４ｂを貫くようにコンタクト領域２２を形成する。このとき、スリットＳ３に対して平行にコンタクト領域２２が形成されるようにｐ型ドーパントを添加することが好適である。
　コンタクト領域２２を形成後、ｉ型層１４ｂ上にｎ型層１４ｃを積層する。シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、フォスフィン（ＰＨ3）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　これにより、ｐ型層１４ａ，ｉ型層１４ｂ及びｎ型層１４ｃが積層されたａ－Ｓｉユニットが形成される。さらに、ｉ型層１４ｂを貫くように形成されたコンタクト領域２２とｎ型層１４ｃとによりｐｎ接合が形成される。このｐｎ接合は、光電変換セルが正常に動作している状態において逆バイアスに電圧が印加されたバイパスダイオードとして機能する。したがって、何れかの光電変換セルが陰になって発電量が落ちた場合、その光電変換セルではコンタクト領域２２と光電変換層１４に含まれるｎ型層１４ｃとのｐｎ接合を介して電流が流れ、ホットスポットによる影響を回避することができる。これにより、光電変換装置３００の損傷を防ぐことができ、外観不良や出力低下を低減することができる。
　なお、コンタクト領域２２は、光電変換セルが正常に動作している場合において、リーク電流値が光電変換セルの光電変換によって得られる電流値の１／１００以下となるようにすることが好適である。例えば、イオン打ち込み法等によって形成するコンタクト領域２２のドーピング濃度や幅，長さ又は数を調整することにより、コンタクト領域２２のリーク電流値を調整することができる。
　また、光電変換層１４をａ－Ｓｉユニットとμｃ－Ｓｉユニットのタンデム型とする場合には、ａ－Ｓｉユニット上に中間層を形成し、さらにμｃ－Ｓｉユニットのｐ型層及びｉ型層を形成した後に透明電極層１２に達するコンタクト領域２２を形成すればよい。すなわち、２つ以上の光電変換ユニットを積層した光電変換セルを形成する場合、積層される最上部の光電変換セルのｎ型層を成膜する前に、イオン打ち込み法等によって透明電極層１２に達するようにｐ型ドーパントを添加してコンタクト領域２２を形成する。そして、コンタクト領域２２を形成後、最上部の光電変換セルを構成するｎ型層を形成すればよい。これにより、コンタクト領域２２と最上部の光電変換セルのｎ型層とのｐｎ接合を形成することができる。
　複数のセルを直列接続する場合、さらに光電変換層１４にスリットＳ２を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ２は、例えば、透明電極層１２に形成したスリットＳ１の位置から５０μｍ横の位置であって、スリットＳ１を挟んでコンタクト領域２２とは反対側の位置にＹＡＧレーザを照射して形成する。ＹＡＧレーザの照射条件は、第１の実施の形態と同様とすればよい。また、光電変換層１４上に、裏面電極層１６を形成する。裏面電極層１６は、第１の実施の形態と同様に形成することができる。複数のセルを直列接続する場合、さらに裏面電極層１６及び光電変換層１４にスリットＳ３を形成して短冊状にパターニングする。スリットＳ３は、第１の実施の形態と同様に形成することができる。
　なお、本実施の形態の変形例として、ｐ型層１４ａ，ｉ型層１４ｂ及びｎ型層１４ｃを形成した後、図５に示すように、イオン打ち込み法等を用いてｉ型層１４ｂ及びｎ型層１４ｃにｐ型ドーパントを添加してコンタクト領域２４を形成してもよい。
　この場合も、コンタクト領域２４は、光電変換セルが正常に動作している場合において、リーク電流値が光電変換セルの光電変換によって得られる電流値の１／１００以下となるようにすることが好適である。例えば、イオン打ち込み法等によって形成するコンタクト領域２４のドーピング濃度や幅，長さ又は数を調整することにより、コンタクト領域２４のリーク電流値を調整することができる。
　なお、上記第１～第３の実施の形態においてｐ型層、ｉ型層、ｎ型層の積層順は逆にしてもよい。すなわち、基板１０側から光を入射しない膜面入射型の光電変換装置においても、ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域を入れ替えることによって上記第１～第３の実施の形態の構成を適用することができる。
　１０　基板、１２　透明電極層、１４　光電変換層、１４ａ　ｐ型層、１４ｂ　ｉ型層、１４ｃ　ｎ型層、１６　裏面電極層、１８　コンタクト層、２０，２２，２４　コンタクト領域、１００，１０２，２００，３００，３０２　光電変換装置。

Claims (4)

  1. 　基板と、
    　前記基板上に形成した透明電極層と、
    　ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を前記透明電極層上に積層した光電変換層と、
    　前記光電変換層上に形成した裏面電極層と、
    を備える光電変換装置であって、
    　前記光電変換層の側面、前記裏面電極の側面、前記裏面電極の表面及び前記透明電極層上にｐ型コンタクト層が形成されていることを特徴とする光電変換装置。
  2. 　基板と、
    　前記基板上に形成した透明電極層と、
    　ｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を前記透明電極層上に積層した光電変換層と、
    　前記光電変換層上に形成した裏面電極層と、
    を備える光電変換装置であって、
    　前記ｉ型層を貫くように前記ｎ型層から前記ｐ型層まで伸びるｎ型コンタクト領域が形成されていることを特徴とする光電変換装置。
  3. 　請求項２に記載の光電変換装置であって、
    　前記ｎ型コンタクト領域は、前記ｉ型層に形成されたコンタクトホール内にｎ型半導体を埋込み形成したものであることを特徴とする光電変換装置。
  4. 　請求項２に記載の光電変換装置であって、
    　前記ｎ型コンタクト領域は、前記ｉ型層にｎ型ドーパントを注入して形成されたものであることを特徴とする光電変換装置。
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