WO2016140309A1 - 光電変換素子およびその製造方法 - Google Patents

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semiconductor film
amorphous semiconductor
type amorphous
type
impurity concentration
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PCT/JP2016/056593
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伊坂　隆行
親扶 岡本
田所　宏之
真人 石井
利人 菅沼
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シャープ株式会社
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion element and a manufacturing method thereof.
  • the most manufactured and sold solar cells have a structure in which electrodes are formed on a light receiving surface that is a surface on which sunlight is incident and a back surface that is opposite to the light receiving surface.
  • a solar cell having a back contact structure a solar cell having a structure (heterojunction back contact structure) in which amorphous silicon heterojunction with a silicon crystal is interposed between a silicon crystal and an electrode. Development is underway.
  • JP 2010-80887A describes a solar cell in which an n-type amorphous silicon layer and a p-type amorphous silicon layer are electrically separated by a substantially intrinsic i-type amorphous silicon layer.
  • heterojunction back contact type solar cell in order to suppress carrier recombination at the heterojunction interface and realize a high open circuit voltage (Voc), the interface is high. It is required to form a heterojunction using a film having inactivation performance (passivation property). It is known that an intrinsic i-type amorphous silicon layer as described in Patent Document 1 has high passivation properties when bonded to a silicon crystal.
  • the solar cell described in Patent Document 1 includes an in-junction in which an intrinsic i-type amorphous silicon layer and an n-type amorphous silicon layer are stacked on the back surface of a silicon substrate, and other intrinsic i-type amorphous silicon.
  • An ip junction formed by laminating a layer and a p-type amorphous silicon layer is simultaneously formed.
  • the n-side electrode and the p-side electrode are formed on the in-junction and the ip-junction, respectively. Therefore, in the solar cell described in Patent Document 1, since the i-type amorphous silicon layer can be a series resistance component inside the solar cell, the fill factor (F. F.) is increased as the series resistance increases. May decrease.
  • a main object of the embodiment disclosed herein is to provide a photoelectric conversion element capable of obtaining a high fill factor and a high open circuit voltage (Voc) and a method for manufacturing the photoelectric conversion element.
  • a photoelectric conversion element includes a semiconductor substrate having a first surface, an i-type amorphous semiconductor film on the first surface, and a first conductive on the i-type amorphous semiconductor film.
  • a body-type amorphous semiconductor film, a second conductor-type amorphous semiconductor film on a first surface, a first electrode on the first conductor-type amorphous semiconductor film, and a second conductor-type amorphous semiconductor film And the second electrode on the top.
  • the second conductivity type impurity concentration of the first portion in contact with the first surface is higher than the second conductivity type impurity concentration of the second portion in contact with the second electrode. Low and higher than the impurity concentration of the second conductivity type of the i-type amorphous semiconductor film.
  • a photoelectric conversion element capable of obtaining a high fill factor and a high open circuit voltage (Voc) and a method for manufacturing the photoelectric conversion element.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the heterojunction back contact solar cell according to Embodiment 2.
  • i-type means not only a completely intrinsic state but also a sufficiently low concentration (the n-type impurity concentration is less than 1 ⁇ 10 15 / cm 3 and the p-type impurity concentration is 1 ⁇ (Less than 10 15 / cm 3 ) means to include those in which n-type or p-type impurities are mixed.
  • n-type means a state where the n-type impurity concentration is 1 ⁇ 10 15 atoms / cm 3 or more
  • p-type means that the p-type impurity concentration is 1 ⁇ 10 15 atoms / cm 3 or more. Means the state.
  • the n-type impurity concentration and the p-type impurity concentration can be measured by, for example, secondary ion mass spectrometry.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a heterojunction back contact (HBC) type solar cell 10 (hereinafter simply referred to as an HBC type solar cell 10) as a photoelectric conversion element according to Embodiment 1.
  • the HBC type solar cell 10 includes a semiconductor substrate 1, an i-type amorphous semiconductor film 2, a p-type (first conductivity type) amorphous semiconductor film 3, and an n-type ( (Second conductivity type)
  • An amorphous semiconductor film 4, a first electrode 7, and a second electrode 8 are provided.
  • the semiconductor substrate 1 is, for example, an n-type single crystal silicon substrate.
  • the semiconductor substrate 1 may be a p-type single crystal silicon substrate.
  • the semiconductor substrate 1 has a first surface 1a and a second surface 1b located on the opposite side of the first surface 1a.
  • the first surface 1a is divided into two regions: a first region A1 in contact with the i-type amorphous semiconductor film 2 and a second region A2 in contact with the n-type amorphous semiconductor film 4. Yes.
  • the entire surface of the first surface 1a constitutes a heterojunction interface between the semiconductor substrate 1 and the amorphous semiconductor film (2, 4).
  • the second surface 1b is provided with irregularities (texture structure) and constitutes a light receiving surface.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 passes from the second region A2 of the first surface 1a of the semiconductor substrate 1 through the end surfaces of the i-type amorphous semiconductor film 2 and the p-type amorphous semiconductor film 3.
  • the p-type amorphous semiconductor film 3 adjacent to the end surface is formed to extend to the third surface 3a.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 includes a first portion 4A that is in contact (heterojunction) with the first surface 1a of the semiconductor substrate 1 on the second region A2, and an i-type amorphous semiconductor film.
  • n-type amorphous semiconductor film 4 is located on the opposite side of the first portion 4A in the direction perpendicular to the first surface 1a, and the first portion 4A, the third portion 4C, and the fourth portion. It has the 2nd part 4B formed spaced apart from each of 4D.
  • a second electrode 8 is formed on the second portion 4B.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A is lower than the n-type impurity concentration of the second portion 4B.
  • the n-type impurity concentration of the n-type amorphous semiconductor film 4 increases continuously as it approaches the second electrode 8 from the first surface 1a (as it approaches the second portion 4B from the first portion 4A). Yes. Further, the n-type impurity concentration of the third portion 4C and the fourth portion 4D located on the semiconductor substrate 1 side with respect to the second portion 4B is lower than the n-type impurity concentration of the second portion 4B.
  • the n-type impurity concentration of the n-type amorphous semiconductor film 4 continuously increases from the third portion 4C to the second portion 4B, and from the fourth portion 4D to the second portion 4B. It gets higher continuously as it gets closer.
  • the n-type impurity concentrations of the first portion 4A, the third portion 4C, and the fourth portion 4D are approximately the same.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A, the third portion 4C, and the fourth portion 4D is, for example, 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 17 pieces / cm 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 16 pieces / cm 3 or less.
  • the n-type impurity concentration of the second portion 4B is, for example, higher than 1 ⁇ 10 17 pieces / cm 3 and 1 ⁇ 10 20 pieces / cm 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 19 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 6. 20 / cm 3 or less. That is, the n-type impurity concentration of the n-type amorphous semiconductor film 4 continuously changes in the range of 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 20 pieces / cm 3 or less.
  • the film thickness of the n-type amorphous semiconductor film 4 is, for example, not less than 3 nm and not more than 30 nm, preferably not less than 5 nm and not more than 25 nm.
  • the first electrode 7 is formed on the p-type amorphous semiconductor film 3.
  • the second electrode 8 is formed on the second portion 4B of the n-type amorphous semiconductor film 4 as described above.
  • each of the amorphous semiconductor films (2, 3, 4) is, for example, an amorphous silicon film.
  • amorphous silicon includes not only amorphous silicon in which dangling bonds of silicon atoms are not terminated with hydrogen, but also silicon atoms such as hydrogenated amorphous silicon. Also included are those in which dangling bonds are terminated with hydrogen or the like.
  • FIGS. 2 to 13 are schematic cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the solar cell according to the first embodiment.
  • a semiconductor substrate 1 is prepared.
  • the semiconductor substrate 1 is first cut out from an n-type silicon single crystal ingot (see FIG. 2).
  • a protective film 21 is formed on the first surface 1a of the semiconductor substrate 1 (see FIG. 3).
  • the main surface on the other side of the semiconductor substrate 1 on which the protective film 21 is not formed is texture-etched (see FIG. 4).
  • the protective film 21 is removed (see FIG. 5). In this way, as shown in FIG. 5, the semiconductor substrate 1 having the first surface 1 a and the second surface 1 b in which the texture structure is formed on the semiconductor substrate 1 is prepared.
  • an i-type amorphous semiconductor film 2 is formed on the first surface 1 a of the semiconductor substrate 1.
  • the method for forming i-type amorphous semiconductor film 2 is not particularly limited, but for example, a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method can be used.
  • a plasma CVD Chemical Vapor Deposition
  • an i-type amorphous silicon film can be suitably used.
  • a p-type amorphous semiconductor film 3 is formed on the i-type amorphous semiconductor film 2.
  • the method for forming the p-type amorphous semiconductor film 3 is not particularly limited, but for example, a plasma CVD method can be used.
  • a p-type amorphous semiconductor film 3 a p-type amorphous silicon film can be suitably used.
  • boron (B) can be used as the p-type impurity contained in the p-type amorphous semiconductor film 3.
  • an etching mask 31 is formed on the p-type amorphous semiconductor film 3.
  • the etching mask 31 has an opening formed at a position where the stacked body of the i-type amorphous semiconductor film 2 and the p-type amorphous semiconductor film 3 is etched in the thickness direction (direction perpendicular to the first surface 1a).
  • the etching mask 31 covers a region that overlaps with a region that should become the first region A1, and a region that should become the second region A2.
  • An opening is provided in the overlapping region.
  • the etching mask 31 is made of, for example, a photoresist.
  • the stacked body of the i-type amorphous semiconductor film 2 and the p-type amorphous semiconductor film 3 is etched in the thickness direction using the etching mask 31 as a mask.
  • the etching mask 31 is removed.
  • an n-type amorphous semiconductor film 4 is formed. Specifically, the n-type amorphous semiconductor film 4 is formed so as to cover the semiconductor substrate 1 and the stacked body of the i-type amorphous semiconductor film 2 and the p-type amorphous semiconductor film 3.
  • the method for forming n-type amorphous semiconductor film 4 is not particularly limited, but for example, a plasma CVD method can be used.
  • an n-type amorphous semiconductor film an n-type amorphous silicon film can be suitably used.
  • phosphorus (P) can be used as the n-type impurity contained in the n-type amorphous semiconductor film 4.
  • the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas is changed so as to increase continuously after the film formation is started.
  • the n-type impurity concentration is higher in the portion (4B) formed later than the portion (4A) formed first in the n-type amorphous semiconductor film 4.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A is lower than the n-type impurity concentration of the second portion 4B and higher than the n-type impurity concentration of the i-type amorphous semiconductor film 2.
  • a crystalline semiconductor film 4 is formed.
  • well-known gas can be used for source gas and dopant gas, respectively.
  • an etching mask 32 is formed only on a portion where the n-type amorphous semiconductor film 4 is left on the first surface 1 a of the semiconductor substrate 1.
  • the etching mask 32 is formed on the n-type amorphous semiconductor film 4 formed on the second region A2 and on a partial region of the first region A1 adjacent to the second region A2.
  • the opening of the etching mask 32 is formed so as to expose the n-type amorphous semiconductor film 4 formed on the other region other than the partial region in the first region A1.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 is etched in the thickness direction using the etching mask 32 as a mask. Thereby, as shown in FIG. 13, a part of the p-type amorphous semiconductor film 3 is exposed on the first surface 1 a of the semiconductor substrate 1. Thereafter, the etching mask 32 is removed.
  • the first electrode 7 is formed so as to be in contact with the p-type amorphous semiconductor film 3 exposed on the first region A1. Further, the second electrode 8 is formed so as to be in contact with the n-type amorphous semiconductor film 4 exposed on the first region A1.
  • the HBC type solar cell 10 as the photoelectric conversion element according to Embodiment 1 can be manufactured.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4 ⁇ / b> A in contact with the first surface 1 a is the n-type impurity concentration of the second portion 4 ⁇ / b> B in contact with the second electrode 8.
  • the impurity concentration is lower.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4 A of the n-type amorphous semiconductor film 4 is higher than the n-type impurity concentration of the i-type amorphous semiconductor film 2.
  • the contact resistance between the n-type amorphous semiconductor film 4 and the second electrode 8 can be lowered. Furthermore, since the first portion 4A having an n-type impurity concentration that is higher than that of the i-type amorphous semiconductor film 2 and lower than that of the second portion 4B is in contact with the semiconductor substrate 1, an n-type amorphous film is formed. The contact resistance between the quality semiconductor film 4 and the semiconductor substrate 1 can be lowered.
  • the HBC solar cell 10 is compared with the conventional HBC solar cell in which the semiconductor substrate and the second electrode are connected via the i-type amorphous semiconductor film and the n-type amorphous semiconductor film.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A of the n-type amorphous semiconductor film 4 is the n-type impurity concentration of the i-type amorphous semiconductor film 2. Is higher than the n-type impurity concentration of the second portion 4B.
  • both the i-type amorphous semiconductor film 2 and the n-type amorphous semiconductor film 4 have high passivation properties required for the heterojunction interface with the semiconductor substrate 1. ing.
  • the HBC type solar battery cell 10 can exhibit a high fill factor by reducing the series resistance of the semiconductor substrate 1 and the second electrode 8, and at the same time, the amorphous semiconductor film (2, 4) is formed with the semiconductor substrate 1. Therefore, a high open circuit voltage (Voc) can be obtained. As a result, the HBC type solar cell 10 has higher photoelectric conversion efficiency than the conventional HBC solar cell.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 is in contact with each of the i-type amorphous semiconductor film 2 and the p-type amorphous semiconductor film 3.
  • the n-type impurity concentration of the third portion 4C in contact with the i-type amorphous semiconductor film 2 and the fourth portion 4D in contact with the p-type amorphous semiconductor film 3 is Is lower than the n-type impurity concentration of the second portion 4B in contact with the second electrode 8 and higher than the n-type impurity concentration of the i-type amorphous semiconductor film 2.
  • Such an HBC type solar battery cell 10 has a sufficient contact resistance with the first electrode 7 even if the p-type amorphous semiconductor film 3 and the n-type amorphous semiconductor film 4 are provided adjacent to each other.
  • the p-type amorphous semiconductor film 3 having a p-type impurity concentration that can be made small and the n-type non-concentration having an n-type impurity concentration that can make the contact resistance between the second electrode 8 sufficiently small.
  • a portion in contact with the crystalline semiconductor film 4 does not occur or is sufficiently small.
  • the n-type impurity concentration of the n-type amorphous semiconductor film 4 continuously increases from the first surface 1 a toward the second electrode 8. Yes.
  • Such an HBC type solar cell 10 can be easily manufactured by continuously increasing the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A is 1 ⁇ 10 15 / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 17 / cm 3 or less.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A is less than 1 ⁇ 10 15 / cm 3 , a conventional solar cell in which an i-type amorphous semiconductor film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate; Similarly, the contact resistance with the semiconductor substrate is increased.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A exceeds 1 ⁇ 10 17 / cm 3 , the passivation property due to the n-type amorphous semiconductor film 4 is lowered and the open circuit voltage (Voc) is low.
  • the HBC solar cell 10 can express a high fill factor and at the same time obtain a high open circuit voltage (Voc). Can do.
  • the HBC solar cell 10 includes an n-type (second conductivity type) semiconductor substrate 1 and an n-type amorphous semiconductor, wherein the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type.
  • the film 4 is provided, the p-type (first conductivity type) semiconductor substrate 1 and the n-type amorphous semiconductor film 4 may be provided.
  • the HBC type solar cell 20 according to the second embodiment basically has the same configuration as the HBC type solar cell 10 according to the first embodiment, but is an n-type (second conductor type) amorphous semiconductor.
  • the n-type impurity concentration of the film 4 is different in that it gradually increases from the first surface 1 a toward the second electrode 8.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 includes a first n-type amorphous semiconductor film 5 having a first portion 4A, a third portion 4C, and a fourth portion 4D. And the second n-type amorphous semiconductor film 6 having the second portion 4B, and these are laminated.
  • the n-type impurity concentration of the first n-type amorphous semiconductor film 5 is equal to the n-type impurity concentration of the first portion 4A in the first embodiment, for example, 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more 1 ⁇ 10 17 pieces / cm 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 16 pieces / cm 3 or less.
  • the impurity concentration of second n-type amorphous semiconductor film 6 is equivalent to the n-type impurity concentration of second portion 4B in the first embodiment, and is higher than 1 ⁇ 10 17 / cm 3 , for example, 1 ⁇ . 10 20 pieces / cm 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 19 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 20 pieces / cm 3 or less. That is, the n-type impurity concentration of the n-type amorphous semiconductor film 4 changes stepwise (two steps) in the range of 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 to 1 ⁇ 10 20 pieces / cm 3 .
  • the HBC type solar cell 20 according to the second embodiment basically has the same configuration as the method for manufacturing the HBC type solar cell 10 according to the first embodiment, but the n-type amorphous semiconductor film 4 is provided.
  • the step of forming is different in that it includes a step of forming the n-type amorphous semiconductor film 4 so that the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas increases stepwise.
  • the i-type amorphous semiconductor film 2 and the p-type amorphous semiconductor film 3 as shown in FIG. 10 are partially formed as in the method of manufacturing the HBC solar cell 10 according to the first embodiment.
  • the semiconductor substrate 1 that has been removed is prepared.
  • a first n-type amorphous semiconductor film 5 is formed as shown in FIG. 15, and a second n-type amorphous semiconductor film 6 is continuously formed as shown in FIG. At this time, the film is formed by changing the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas so as to increase stepwise.
  • the second n-type amorphous semiconductor film 6 formed after the first n-type amorphous semiconductor film 5 formed first is relatively n-type impurity. The concentration becomes high.
  • the first n-type amorphous semiconductor film 5 is an n-type amorphous semiconductor film.
  • 4 includes a first portion 4A in contact with the first surface 1a, a third portion 4C in contact with the i-type amorphous semiconductor film 2, and a fourth portion 4D in contact with the p-type amorphous semiconductor film 4. Yes.
  • the second n-type amorphous semiconductor film 6 has a second portion 4B in the n-type amorphous semiconductor film 4.
  • the HBC type solar cell 20 as the photoelectric conversion element according to the second embodiment as shown in FIG. 14 is performed by performing the same process as the manufacturing method of the HBC type solar cell 10 according to the first embodiment. Can be manufactured.
  • the n-type impurity concentration of the n-type amorphous semiconductor film 4 increases stepwise from the first surface 1 a toward the second electrode 8. That is, the n-type amorphous semiconductor film 4 includes the first n-type amorphous semiconductor film 5 having an n-type impurity concentration higher than that of the i-type amorphous semiconductor film 2 and the n-type impurity concentration of the first n-type amorphous semiconductor film 5.
  • the second n-type amorphous semiconductor film 6 is higher than the n-type amorphous semiconductor film 5 and the first n-type amorphous semiconductor film 5 is in contact with the first surface 1a. ing. Since it has basically the same configuration as the HBC type solar battery cell 10 according to Embodiment 1, the same effects as the HBC type solar battery cell 10 can be achieved.
  • the HBC type solar battery cell 20 can exhibit a high fill factor and at the same time has a high passivation required for the heterojunction interface between the semiconductor substrate 1 and the amorphous semiconductor film (2, 4). Therefore, a high open circuit voltage (Voc) can be obtained. As a result, the HBC solar cell 20 has a higher photoelectric conversion efficiency than the conventional HBC solar cell.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 has a structure in which two layers having different n-type impurity concentrations are stacked.
  • the present invention is not limited to this, and the n-type impurity concentration is different.
  • the n-type amorphous semiconductor film 4 has a third n-type amorphous semiconductor layer as an intermediate layer between the first n-type amorphous semiconductor film 5 and the second n-type amorphous semiconductor film 6.
  • the n-type impurity concentration of the third n-type amorphous semiconductor film is higher than that of the first n-type amorphous semiconductor film 5 and lower than that of the second n-type amorphous semiconductor film 6. Is preferred.
  • the HBC type solar cell according to the third embodiment basically has the same configuration as the HBC type solar cell 10 according to the first embodiment, but the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is the same.
  • the p-type is different in that a p-type (second conductivity type) semiconductor substrate and a p-type amorphous semiconductor film 4 as a second conductivity type amorphous film are provided.
  • the HBC type solar cell according to Embodiment 3 includes an n type semiconductor substrate 1, a p type amorphous semiconductor film 3, and an n type amorphous semiconductor in the HBC type solar cell 10 shown in FIG. Instead of the film 4, a p-type semiconductor substrate 1, an n-type amorphous semiconductor film 3, and a p-type amorphous semiconductor film 4 are provided.
  • the HBC solar cell according to Embodiment 3 includes a semiconductor substrate 1 having a first surface 1a, an i-type amorphous semiconductor film 2 on the first surface 1a, and an i-type amorphous semiconductor film 2.
  • the p-type impurity concentration of the first portion 4A in contact with the first surface 1a is lower than the p-type impurity concentration of the second portion 4B in contact with the second electrode 8.
  • the p-type impurity concentration of the p-type amorphous semiconductor film 4 is continuously increased from the first surface 1 a toward the second electrode 8.
  • the p-type amorphous semiconductor film 4 can be easily formed by continuously increasing the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas.
  • the HBC type solar cell according to the third embodiment is different from the HBC type solar cell 10 according to the first embodiment only in that the carriers are holes instead of electrons. The same effect as the solar cell 10 can be obtained.
  • the HBC type solar cell according to the fourth embodiment basically has the same configuration as the HBC type solar cell 20 according to the second embodiment, but the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is the same.
  • the p-type is different in that a p-type (second conductivity type) semiconductor substrate and a p-type amorphous semiconductor film 4 as a second conductivity type amorphous film are provided.
  • the HBC type solar cell according to Embodiment 4 includes the n-type semiconductor substrate 1, the p-type amorphous semiconductor film 3, and the first n-type amorphous semiconductor in the HBC type solar cell 20 shown in FIG.
  • the p-type semiconductor substrate 1, the n-type amorphous semiconductor film 3, and A p-type amorphous semiconductor film 4 formed by laminating a first p-type amorphous semiconductor film 5 and a second p-type amorphous semiconductor film 6 is provided.
  • the HBC solar cell according to Embodiment 4 includes a semiconductor substrate 1 having a first surface 1a, an i-type amorphous semiconductor film 2 on the first surface 1a, and an i-type amorphous semiconductor film 2.
  • the p-type impurity concentration of the first portion 4A in contact with the first surface 1a is lower than the p-type impurity concentration of the second portion 4B in contact with the second electrode 8.
  • the p-type impurity concentration of the p-type amorphous semiconductor film 4 increases stepwise from the first surface 1 a toward the second electrode 8.
  • the p-type amorphous semiconductor film 4 can be easily formed by gradually increasing the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas.
  • the HBC type solar cell according to the fourth embodiment is different from the HBC type solar cell 20 according to the second embodiment only in that the carriers are holes instead of electrons. The same effect as the solar cell 20 can be obtained.
  • a photoelectric conversion element has a first surface, a semiconductor substrate of a first conductivity type or a second conductivity type, and an i-type amorphous semiconductor on the first surface.
  • a first conductive type amorphous semiconductor film on the i-type amorphous semiconductor film; a second conductive type amorphous semiconductor film on the first surface; and a first conductive type amorphous semiconductor film A first electrode and a second electrode on the second conductive type amorphous semiconductor film.
  • the second conductivity type impurity concentration of the first portion in contact with the first surface is higher than the second conductivity type impurity concentration of the second portion in contact with the second electrode. Low and higher than the impurity concentration of the second conductivity type of the i-type amorphous semiconductor film.
  • FF fill factor
  • the impurity concentration of the second conductivity type of the second conductivity type amorphous semiconductor film becomes higher as it approaches the second electrode from the first surface. Is preferred.
  • the series resistance between the semiconductor substrate and the second electrode can be lowered, and both of the i-type amorphous semiconductor film and the n-type amorphous semiconductor film are in contact with the semiconductor substrate. It can have high passivation required for the heterojunction interface. According to such a photoelectric conversion element, a high fill factor can be expressed, and at the same time, a high open circuit voltage (Voc) can be obtained.
  • the second conductivity type impurity concentration of the second conductivity type amorphous semiconductor film is continuously increased from the first surface toward the second electrode. Preferably it is.
  • the series resistance between the semiconductor substrate and the second electrode can be lowered, and both of the i-type amorphous semiconductor film and the n-type amorphous semiconductor film are in contact with the semiconductor substrate. It can have high passivation required for the heterojunction interface. According to such a photoelectric conversion element, a high fill factor can be expressed, and at the same time, a high open circuit voltage (Voc) can be obtained.
  • the second conductivity type impurity concentration of the second conductivity type amorphous semiconductor film is increased stepwise from the first surface toward the second electrode. Preferably it is.
  • the series resistance between the semiconductor substrate and the second electrode can be lowered, and both of the i-type amorphous semiconductor film and the n-type amorphous semiconductor film are in contact with the semiconductor substrate. It can have high passivation required for the heterojunction interface. According to such a photoelectric conversion element, a high fill factor can be expressed, and at the same time, a high open circuit voltage (Voc) can be obtained.
  • the second conductive type amorphous semiconductor film is in contact with each of the i type amorphous semiconductor film and the first conductive type amorphous semiconductor film.
  • the impurity concentration of the second conductivity type of the third portion in contact with the i-type amorphous semiconductor film and the fourth portion in contact with the first conductivity type amorphous semiconductor film is In any case, it is preferable that the impurity concentration is lower than the second conductivity type impurity concentration of the second portion and higher than the second conductivity type impurity concentration of the i-type amorphous semiconductor film.
  • the impurity concentration of the second conductivity type of the first portion is 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 17 pieces / cm 3 or less. More preferably, it is 1 ⁇ 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 ⁇ 10 16 pieces / cm 3 or less.
  • Such a photoelectric conversion element has a high open-circuit voltage (Voc) because carrier recombination at the heterojunction interface between the semiconductor substrate and the second conductive type amorphous semiconductor film is suppressed.
  • Such a photoelectric conversion element can reduce the series resistance between the semiconductor substrate and the second electrode connected to the semiconductor substrate via the second conductive amorphous semiconductor film. High expression factor can be expressed.
  • the first conductivity type may be n-type.
  • the second conductivity type amorphous semiconductor film is configured as a p-type amorphous semiconductor film. Even if it does in this way, it can be set as a photoelectric conversion element with a high fill factor and a high open circuit voltage (Voc).
  • the first conductivity type may be a p-type.
  • the second conductivity type amorphous semiconductor film is configured as an n-type amorphous semiconductor film. Even if it does in this way, it can be set as a photoelectric conversion element with a high fill factor and a high open circuit voltage (Voc).
  • a method of manufacturing a photoelectric conversion element includes a step of forming an i-type amorphous semiconductor film on a first surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type or a second conductivity type. Forming a first conductive amorphous semiconductor film on the i-type amorphous semiconductor film; partially removing the i-type amorphous semiconductor film and the first conductive amorphous semiconductor film; A step of forming a second conductive type amorphous semiconductor film on the first surface side after the step of partially removing the i-type amorphous semiconductor film and the first conductive type amorphous semiconductor film; A step of partially removing the second conductive type amorphous semiconductor film formed on the first conductive type amorphous semiconductor film, and a step of forming the first electrode on the first conductive type amorphous semiconductor film And a step of forming a second electrode on the second conductivity type amorphous semiconductor film.
  • the step of forming the second conductive type amorphous semiconductor film is performed by using a source gas and a dopant gas by chemical vapor deposition so that the flow rate ratio of the dopant gas to the source gas increases continuously or stepwise. Forming a two-conductivity-type amorphous semiconductor film.
  • the n-type impurity concentration of the first portion 4A is lower than the n-type impurity concentration of the second portion 4B and higher than the n-type impurity concentration of the i-type amorphous semiconductor film 2.
  • the amorphous semiconductor film 4 can be easily formed. As a result, the photoelectric conversion element of the above embodiment can be easily manufactured.
  • the individually disclosed embodiments can be used for a heterojunction back contact cell and a method for manufacturing a heterojunction back contact cell, and particularly suitable for a solar cell such as a heterojunction back contact cell and a method for manufacturing the same. Can be used.
  • SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 1a 1st surface, 1b 2nd surface, 2 i-type amorphous semiconductor film, 3rd 1st conductivity type amorphous semiconductor film, 4th 2nd conductivity type amorphous semiconductor film, 5th 1st Second conductive type amorphous semiconductor film, 6 second second conductive type amorphous semiconductor film, 3a third surface, 4A first part, 4B second part, 4C third part, 4D 4th part, 7 1st electrode, 8 2nd electrode, 10, 20 HBC type solar cell (photoelectric conversion element), 21 protective film, 31, 32 etching mask.

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Abstract

　高い曲線因子および高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる光電変換素子およびその製造方法を提供する。第１の面（１ａ）を有する半導体基板（１）と、第１の面（１ａ）上のｉ型非晶質半導体膜（２）と、ｉ型非晶質半導体膜（２）上の第１導電体型非晶質半導体膜（３）と、第１の面（１ａ）上の第２導電体型非晶質半導体膜（４）と、第１導電体型非晶質半導体膜（３）上の第１電極（７）と、第２導電体型非晶質半導体膜（４）上の第２電極（８）とを備える。第２導電体型非晶質半導体膜（４）において、第１の面（１ａ）と接する第１の部分（４Ａ）の第２導電型の不純物濃度は、第２電極（８）と接する第２の部分（４Ｂ）の第２導電型の不純物濃度よりも低く、かつ、ｉ型非晶質半導体膜（２）の第２導電型の不純物濃度よりも高い。

Description

光電変換素子およびその製造方法
　本発明は、光電変換素子およびその製造方法に関する。
　太陽光エネルギを電気エネルギに直接変換する太陽電池は、近年、特に、地球環境問題の観点から、次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽光が入射する側の面である受光面と受光面の反対側である裏面とにそれぞれ電極が形成された構造のものである。
　一方、裏面のみに電極が形成された構造（バックコンタクト構造）の太陽電池の開発も進められている。
　さらに、バックコンタクト構造の太陽電池においては、シリコン結晶と電極との間にシリコン結晶とヘテロ接合された非晶質（アモルファス）シリコンを介在させた構造（ヘテロ接合バックコンタクト構造）を有する太陽電池の開発が進められている。
　特開２０１０－８０８８７号公報には、ｎ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層とを実質的に真性なｉ型アモルファスシリコン層で電気的に分離した太陽電池が記載されている。
特開２０１０－８０８８７号公報
　ヘテロ接合バックコンタクト構造を有する太陽電池（ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池）において、ヘテロ接合界面でのキャリア再結合を抑制して高い開放電圧（Ｖｏｃ）を実現するためには、当該界面に対し高い不活性化性能（パッシベーション性）を有する膜を用いてヘテロ接合を形成することが求められている。特許文献１に記載されているような真性なｉ型アモルファスシリコン層は、シリコン結晶と接合されたときに高いパッシベーション性を有していることが知られている。
　しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池は、シリコン基板の裏面上に、真性なｉ型アモルファスシリコン層とｎ型アモルファスシリコン層とが積層されてなるｉｎ接合と、真性な他のｉ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層とが積層されてなるｉｐ接合とが同時に形成されている。ｎ側電極およびｐ側電極はｉｎ接合およびｉｐ接合上にそれぞれ形成されている。そのため、特許文献１に記載の太陽電池は、ｉ型アモルファスシリコン層が太陽電池内部の直列抵抗成分になり得るため、該直列抵抗の増大に伴って曲線因子（フィルファクター，Ｆ．Ｆ．）が低下するおそれがある。
　ここで開示された実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものである。ここで開示された実施形態の主たる目的は、高い曲線因子および高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる光電変換素子およびその製造方法を提供することにある。
　一実施の形態によれば、光電変換素子は、第１の面を有する半導体基板と、第１の面上のｉ型非晶質半導体膜と、ｉ型非晶質半導体膜上の第１導電体型非晶質半導体膜と、第１の面上の第２導電体型非晶質半導体膜と、第１導電体型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電体型非晶質半導体膜上の第２電極とを備える。第２導電体型非晶質半導体膜において、第１の面と接する第１の部分の第２導電型の不純物濃度は、第２電極と接する第２の部分の第２導電型の不純物濃度よりも低く、かつ、ｉ型非晶質半導体膜の第２導電型の不純物濃度よりも高い。
　上記一実施の形態によれば、高い曲線因子および高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる光電変換素子およびその製造方法を提供することができる。
実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態１に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態２に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの断面模式図である。 実施の形態２に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。 実施の形態２に係るヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法を説明するための断面模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
　なお、本明細書において「ｉ型」とは、完全な真性の状態だけでなく、十分に低濃度（ｎ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３未満、かつｐ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３未満）であればｎ型またはｐ型の不純物が混入された状態のものも含む意味である。また、本明細書において「ｎ型」はｎ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３以上の状態を意味し、「ｐ型」はｐ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３以上の状態を意味する。ｎ型不純物濃度およびｐ型不純物濃度は、たとえば二次イオン質量分析法によって測定することができる。
　（実施の形態１）
　図１に、実施の形態１に係る光電変換素子としてのヘテロ接合バックコンタクト（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ　Ｂａｃｋ　Ｃｏｎｔａｃｔ：ＨＢＣ）型太陽電池セル１０（以下、単にＨＢＣ型太陽電池セル１０とする）の断面模式図を示す。図１に示されるように、ＨＢＣ型太陽電池セル１０は、半導体基板１と、ｉ型非晶質半導体膜２と、ｐ型（第１導電型）非晶質半導体膜３と、ｎ型（第２導電型）非晶質半導体膜４と、第１電極７と、第２電極８とを備えている。
　半導体基板１は、たとえばｎ型単結晶シリコン基板である。なお、半導体基板１は、ｐ型単結晶シリコン基板であってもよい。半導体基板１は、第１の面１ａと、第１の面１ａと反対側に位置する第２の面１ｂとを有している。第１の面１ａは、ｉ型非晶質半導体膜２と接している第１領域Ａ１と、ｎ型非晶質半導体膜４と接している第２領域Ａ２との２つの領域に分けられている。言い換えると、ＨＢＣ型太陽電池セル１０において、第１の面１ａの全面が半導体基板１と非晶質半導体膜（２，４）とのヘテロ接合の界面を構成している。第２の面１ｂは、凹凸（テクスチャ構造）が形成されており、受光面を構成している。
　ｎ型非晶質半導体膜４は、半導体基板１の第１の面１ａの第２領域Ａ２上から、ｉ型非晶質半導体膜２およびｐ型非晶質半導体膜３の上記端面上を経て、当該端面に隣接するｐ型非晶質半導体膜３の第３の面３ａ上まで延在するように形成されている。ｎ型非晶質半導体膜４は、第２領域Ａ２上において半導体基板１の第１の面１ａと接している（ヘテロ接合している）第１の部分４Ａと、ｉ型非晶質半導体膜２の上記端面と接している第３の部分４Ｃと、ｐ型非晶質半導体膜３の上記端面および第３の面３ａと接している第４の部分４Ｄとを有している。さらにｎ型非晶質半導体膜４は、第１の面１ａに垂直な方向において第１の部分４Ａの反対側に位置し、かつ第１の部分４Ａ、第３の部分４Ｃおよび第４の部分４Ｄのそれぞれから間隔を空けて形成されている第２の部分４Ｂを有している。第２の部分４Ｂ上には第２電極８が形成されている。
　ｎ型非晶質半導体膜４において、第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度は、第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度よりも低い。ｎ型非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、第１の面１ａから第２電極８に近づくにつれて（第１の部分４Ａから第２の部分４Ｂに近づくにつれて）連続的に高くなっている。また、第２の部分４Ｂよりも半導体基板１側に位置する第３の部分４Ｃおよび第４の部分４Ｄのｎ型不純物濃度は、第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度よりも低い。ｎ型非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、第３の部分４Ｃから第２の部分４Ｂに近づくにつれて連続的に高くなっており、かつ第４の部分４Ｄから第２の部分４Ｂに近づくにつれて連続的に高くなっている。第１の部分４Ａ、第３の部分４Ｃおよび第４の部分４Ｄのｎ型不純物濃度は、それぞれ同程度である。
　第１の部分４Ａ，第３の部分４Ｃおよび第４の部分４Ｄのｎ型不純物濃度は、たとえば１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３以下であり、好ましくは１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１６個／ｃｍ３以下である。第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度は、たとえば１×１０１７個／ｃｍ３よりも高く１×１０２０個／ｃｍ３以下であり、好ましくは１×１０１９個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である。つまり、ｎ型非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下の範囲で連続的に変化している。
　ｎ型非晶質半導体膜４の膜厚は、たとえば３ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。
　第１電極７はｐ型非晶質半導体膜３上に形成されている。第２電極８は上述のようにｎ型非晶質半導体膜４の第２の部分４Ｂ上に形成されている。
　なお、非晶質半導体膜（２，３，４）は、たとえばそれぞれ非晶質シリコン膜である。本明細書において「非晶質シリコン」には、シリコン原子の未結合手（ダングリングボンド）が水素で終端されていない非晶質シリコンだけでなく、水素化非晶質シリコンなどのシリコン原子の未結合手が水素等で終端されたものも含まれるものとする。
　次に、実施の形態１に係る太陽電池の製造方法について説明する。図２～図１３に、実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面模式図を示す。
　まず、図２～図５に示されるように、半導体基板１が準備される。半導体基板１はまずｎ型シリコン単結晶インゴットから切り出される（図２参照）。次に、半導体基板１の第１の面１ａ上に保護膜２１が形成される（図３参照）。次に、保護膜２１が形成されていない半導体基板１の他方の側の主面がテクスチャエッチングされる（図４参照）。次に、保護膜２１が除去される（図５参照）。このようにして、図５に示されるように、第１の面１ａと、半導体基板１にテクスチャ構造が形成された第２の面１ｂとを有する半導体基板１が準備される。
　次に、図６に示されるように、半導体基板１の第１の面１ａ上にｉ型非晶質半導体膜２が形成される。ｉ型非晶質半導体膜２の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いることができる。ｉ型非晶質半導体膜２としては、ｉ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができる。
　次に、図７に示されるように、ｉ型非晶質半導体膜２上にｐ型非晶質半導体膜３を形成する。ｐ型非晶質半導体膜３の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。ｐ型非晶質半導体膜３としては、ｐ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができる。なお、ｐ型非晶質半導体膜３に含まれるｐ型不純物としては、たとえばボロン（Ｂ）を用いることができる。
　次に、ｉ型非晶質半導体膜２およびｐ型非晶質半導体膜３を部分的に除去する。具体的には、まず図８に示されるように、ｐ型非晶質半導体膜３上にエッチングマスク３１を形成する。エッチングマスク３１は、ｉ型非晶質半導体膜２とｐ型非晶質半導体膜３との積層体を厚さ方向（第１の面１ａに垂直な方向）にエッチングする箇所に開口部が形成されている。言い換えると、エッチングマスク３１は、ｐ型非晶質半導体膜３を平面視したときに、第１領域Ａ１となるべき領域と重なる領域を覆っており、かつ、第２領域Ａ２となるべき領域と重なる領域に開口部を有している。エッチングマスク３１は、たとえばフォトレジスト等からなる。
　次に、エッチングマスク３１をマスクとして、ｉ型非晶質半導体膜２とｐ型非晶質半導体膜３との積層体を厚さ方向にエッチングする。これにより、図９に示されるように、半導体基板１の第１の面１ａにおいて第２領域Ａ２となるべき一部を露出させる。その後、図１０に示されるように、エッチングマスク３１が除去される。
　次に、図１１に示されるように、ｎ型非晶質半導体膜４を形成する。具体的には、半導体基板１およびｉ型非晶質半導体膜２とｐ型非晶質半導体膜３との積層体を覆うようにしてｎ型非晶質半導体膜４を形成する。ｎ型非晶質半導体膜４の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いることができる。ｎ型非晶質半導体膜４としては、ｎ型非晶質シリコン膜を好適に用いることができる。なお、ｎ型非晶質半導体膜４に含まれるｎ型不純物としては、たとえばリン（Ｐ）を用いることができる。
　ｎ型非晶質半導体膜４をプラズマＣＶＤ法により形成する場合には、原料ガスに対するドーパントガスの流量比率を成膜開始後連続的に大きくなるように変化させる。これにより、ｎ型非晶質半導体膜４においてはじめに成膜される部分（４Ａ）よりもその後に成膜される部分（４Ｂ）はｎ型不純物濃度が高くなる。このようにして、第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度が第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度よりも低く、かつｉ型非晶質半導体膜２のｎ型不純物濃度よりも高いｎ型非晶質半導体膜４が形成される。なお、原料ガスおよびドーパントガスは、それぞれ公知のガスを用いることができる。
　次に、ｎ型非晶質半導体膜４を部分的に除去する。具体的には、まず図１２に示されるように、半導体基板１の第１の面１ａ上において、ｎ型非晶質半導体膜４を残す部分にのみエッチングマスク３２を形成する。エッチングマスク３２は、第２領域Ａ２上および第２領域Ａ２に隣接する第１領域Ａ１の一部領域上に形成されているｎ型非晶質半導体膜４上に形成されている。エッチングマスク３２の開口部は、第１領域Ａ１において上記一部領域以外の他の領域上に形成されているｎ型非晶質半導体膜４を露出するように形成されている。
　次に、エッチングマスク３２をマスクとして、ｎ型非晶質半導体膜４を上記厚さ方向にエッチングする。これにより、図１３に示されるように、半導体基板１の第１の面１ａにおいてｐ型非晶質半導体膜３の一部を露出させる。その後、エッチングマスク３２が除去される。
　次に、第１領域Ａ１上において露出しているｐ型非晶質半導体膜３と接するように第１電極７を形成する。さらに、第１領域Ａ１上において露出しているｎ型非晶質半導体膜４と接するように第２電極８を形成する。
　このようにして、図１に示されるように、実施の形態１に係る光電変換素子としてのＨＢＣ型太陽電池セル１０を製造することができる。
　次に、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０の作用効果について説明する。ＨＢＣ型太陽電池セル１０のｎ型非晶質半導体膜４において、第１の面１ａと接する第１の部分４Ａのｎ型の不純物濃度は第２電極８と接する第２の部分４Ｂのｎ型の不純物濃度よりも低い。さらに、ｎ型非晶質半導体膜４の第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度は、ｉ型非晶質半導体膜２のｎ型不純物濃度よりも高い。
　そのため、ｎ型不純物濃度の高い第２の部分４Ｂが第２電極８と接触していることにより、ｎ型非晶質半導体膜４と第２電極８との接触抵抗を低くすることができる。さらに、ｉ型非晶質半導体膜２と比べて高く第２の部分４Ｂと比べて低いｎ型不純物濃度を有する第１の部分４Ａが半導体基板１と接触していることにより、ｎ型非晶質半導体膜４と半導体基板１との接触抵抗を低くすることができる。その結果、半導体基板と第２電極とがｉ型非晶質半導体膜およびｎ型非晶質半導体膜を介して接続されている従来のＨＢＣ型太陽電池セルと比べて、ＨＢＣ型太陽電池セル１０は半導体基板１と第２電極８との間の直列抵抗が低く、光電変換時に高い曲線因子（Ｆ．Ｆ．）を発現させることができる。
　また、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０において、ｎ型非晶質半導体膜４の第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度は、ｉ型非晶質半導体膜２のｎ型不純物濃度よりも高いが、第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度よりも低い。このようなＨＢＣ型太陽電池セル１０では、ｉ型非晶質半導体膜２およびｎ型非晶質半導体膜４がいずれも、半導体基板１とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有している。そのため、半導体基板１とｉ型非晶質半導体膜２とのヘテロ接合界面でのキャリア再結合だけでなく、半導体基板１とｎ型非晶質半導体膜４とのヘテロ接合界面でのキャリア再結合も十分に抑制されている。
　つまり、ＨＢＣ型太陽電池セル１０は、半導体基板１と第２電極８の直列抵抗の低減により高い曲線因子を発現可能であると同時に、非晶質半導体膜（２，４）が半導体基板１とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有していることから高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。その結果、ＨＢＣ型太陽電池セル１０は従来のＨＢＣ太陽電池セルと比べて光電変換効率が高い。
　また、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０において、ｎ型非晶質半導体膜４はｉ型非晶質半導体膜２およびｐ型非晶質半導体膜３のそれぞれと接している。ｎ型非晶質半導体膜４において、ｉ型非晶質半導体膜２と接する第３の部分４Ｃおよびｐ型非晶質半導体膜３と接する第４の部分４Ｄのｎ型の不純物濃度は、いずれも第２電極８と接する第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度よりも低く、かつ、ｉ型非晶質半導体膜２のｎ型不純物濃度よりも高い。
　このようなＨＢＣ型太陽電池セル１０は、ｐ型非晶質半導体膜３とｎ型非晶質半導体膜４とが隣接して設けられていても、第１電極７とのコンタクト抵抗を十分に小さくすることができる程度のｐ型不純物濃度を有するｐ型非晶質半導体膜３と、第２電極８とのコンタクト抵抗を十分に小さくすることができる程度のｎ型不純物濃度を有するｎ型非晶質半導体膜４とが接触する部分が生じていない、あるいは十分に小さい。つまり、ｐ型非晶質半導体膜３においてｎ型非晶質半導体膜４と接している領域の大部分は、上述のようにｎ型不純物濃度が低い第４の部分４Ｄとｐｎ接合しているため、当該ｐｎ接合を介して流れるリーク電流を抑制することができる。
　また、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０において、ｎ型非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、第１の面１ａから第２電極８に近づくにつれて連続的に高くなっている。
　このようなＨＢＣ型太陽電池セル１０は、原料ガスに対するドーパントガスの流量比率を連続的に増加させることにより、容易に製造され得る。
　また、第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度は、１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３以下である。
　第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度が１×１０１５個／ｃｍ３未満である場合には、半導体基板の全面上にｉ型非晶質半導体膜が形成されている従来の太陽電池セルと同様に、半導体基板とのコンタクト抵抗が高くなる。一方、第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度が１×１０１７個／ｃｍ３超えである場合には、ｎ型非晶質半導体膜４によるパッシベーション性が低下し、開放電圧（Ｖｏｃ）が低くなる。つまり、第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度を上記数値範囲内とすることにより、ＨＢＣ型太陽電池セル１０は、高い曲線因子を発現可能であると同時に、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。
　実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０は、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型として、ｎ型（第２導電型）の半導体基板１とｎ型非晶質半導体膜４とを備えているが、ｐ型（第１導電型）の半導体基板１とｎ型非晶質半導体膜４とを備えていてもよい。
　（実施の形態２）
　次に、図１４を参照して、実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０について説明する。実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０は、基本的には実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０と同様の構成を備えるが、ｎ型（第２導電体型）非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、第１の面１ａから第２電極８に近づくにつれて段階的に高くなっている点で異なる。
　図１４に示されるように、ｎ型非晶質半導体膜４は、第１の部分４Ａ、第３の部分４Ｃ、および第４の部分４Ｄを有する第１のｎ型非晶質半導体膜５と、第２の部分４Ｂを有する第２のｎ型非晶質半導体膜６とを含み、これらが積層された構成を有している。
　第１のｎ型非晶質半導体膜５のｎ型不純物濃度は、実施の形態１における第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度と同等であり、たとえば１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３以下であり、好ましくは１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１６個／ｃｍ３以下である。
　第２のｎ型非晶質半導体膜６の不純物濃度は、実施の形態１における第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度と同等であり、たとえば１×１０１７個／ｃｍ３よりも高く１×１０２０個／ｃｍ３以下であり、好ましくは１×１０１９個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である。つまり、ｎ型非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下の範囲で段階的（２段階）に変化している。
　次に、実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０の製造方法について説明する。実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０は、基本的には実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０の製造方法と同様の構成を備えるが、ｎ型非晶質半導体膜４を形成する工程が、原料ガスに対するドーパントガスの流量比が段階的に大きくなるようにｎ型非晶質半導体膜４を形成する工程を含む点で異なる。
　具体的には、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０の製造方法と同様に、図１０に示されるようなｉ型非晶質半導体膜２およびｐ型非晶質半導体膜３が部分的に除去された半導体基板１が準備される。
　次に、図１５に示されるように第１のｎ型非晶質半導体膜５を形成し、連続して図１６に示されるように第２のｎ型非晶質半導体膜６を形成する。このとき、原料ガスに対するドーパントガスの流量比率を段階的に大きくなるように変化させて成膜する。ｎ型非晶質半導体膜４においてはじめに成膜される第１のｎ型非晶質半導体膜５よりも後に成膜される第２のｎ型非晶質半導体膜６は相対的にｎ型不純物濃度が高くなる。
　第１のｎ型非晶質半導体膜５は成膜開始当初に表出している部分を覆うように形成されるため、第１のｎ型非晶質半導体膜５はｎ型非晶質半導体膜４において第１の面１ａと接する第１の部分４Ａ、ｉ型非晶質半導体膜２と接する第３の部分４Ｃ、ｐ型非晶質半導体膜４と接する第４の部分４Ｄを有している。第２のｎ型非晶質半導体膜６はｎ型非晶質半導体膜４において第２の部分４Ｂを有している。
　その後、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０の製造方法と同様の処理を行うことにより、図１４に示されるような実施の形態２に係る光電変換素子としてのＨＢＣ型太陽電池セル２０を製造することができる。
　次に、実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０の作用効果について説明する。ＨＢＣ型太陽電池セル２０は、ｎ型非晶質半導体膜４のｎ型不純物濃度は、第１の面１ａから第２電極８に近づくにつれて段階的に高くなっている。つまり、ｎ型非晶質半導体膜４は、ｎ型不純物濃度がｉ型非晶質半導体膜２よりも高い第１のｎ型非晶質半導体膜５と、ｎ型不純物濃度が第１のｎ型非晶質半導体膜５よりも高い第２のｎ型非晶質半導体膜６との積層体として構成されており、第１のｎ型非晶質半導体膜５が第１の面１ａと接している。実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０と基本的に同様の構成を備えるため、ＨＢＣ型太陽電池セル１０と同様の作用効果を奏することができる。
　そのため、ＨＢＣ型太陽電池セル２０は、高い曲線因子を発現可能であると同時に、半導体基板１と非晶質半導体膜（２，４）とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有しており、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。その結果、ＨＢＣ型太陽電池セル２０は従来のＨＢＣ太陽電池セルと比べて光電変換効率が高い。
　実施の形態２における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
　なお、実施の形態２において、ｎ型非晶質半導体膜４はｎ型不純物濃度が異なる２層が積層した構成を有しているが、これに限られるものでは無く、ｎ型不純物濃度が異なる２以上の多層が積層した構成を有していてもよい。たとえば、ｎ型非晶質半導体膜４が、第１のｎ型非晶質半導体膜５と第２のｎ型非晶質半導体膜６との間に中間層として第３のｎ型非晶質半導体膜を含む積層体として構成されていてもよい。このとき、第３のｎ型非晶質半導体膜のｎ型不純物濃度は、第１のｎ型非晶質半導体膜５よりも高く、第２のｎ型非晶質半導体膜６よりも低いのが好ましい。
　（実施の形態３）
　次に、実施の形態３に係るＨＢＣ型太陽電池セルについて説明する。実施の形態３に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、基本的には実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０と同様の構成を備えるが、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型として、ｐ型（第２導電型）の半導体基板と第２導電型非晶質膜としてのｐ型非晶質半導体膜４とを備えている点で異なる。すなわち、実施の形態３に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、図１に示されるＨＢＣ型太陽電池セル１０におけるｎ型の半導体基板１、ｐ型非晶質半導体膜３、およびｎ型非晶質半導体膜４に代えて、ｐ型半導体基板１、ｎ型非晶質半導体膜３、およびｐ型非晶質半導体膜４を備えている。
　実施の形態３に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、第１の面１ａを有する半導体基板１と、第１の面１ａ上のｉ型非晶質半導体膜２と、ｉ型非晶質半導体膜２上のｎ型非晶質半導体膜３と、第１の面１ａ上のｐ型非晶質半導体膜４と、ｎ型非晶質半導体膜３上の第１電極７と、ｐ型非晶質半導体膜４上の第２電極８とを備える。ｐ型非晶質半導体膜４において、第１の面１ａと接する第１の部分４Ａのｐ型の不純物濃度は、第２電極８と接する第２の部分４Ｂのｐ型の不純物濃度よりも低く、かつｉ型非晶質半導体膜２のｐ型の不純物濃度よりも高い。ｐ型非晶質半導体膜４のｐ型不純物濃度は、第１の面１ａから第２電極８に近づくにつれて連続的に高くなっている。
　ｐ型非晶質半導体膜４は、原料ガスに対するドーパントガスの流量比率を連続的に増加させることにより、容易に形成され得る。
　このようにしても、実施の形態３に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、実施の形態１に係るＨＢＣ型太陽電池セル１０と比較してキャリアが電子でなく正孔である点のみ異なるため、ＨＢＣ型太陽電池セル１０と同様の作用効果を奏することができる。
　実施の形態３における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、その説明については繰り返さない。
　（実施の形態４）
　次に、実施の形態４に係るＨＢＣ型太陽電池セルについて説明する。実施の形態４に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、基本的には実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０と同様の構成を備えるが、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型として、ｐ型（第２導電型）の半導体基板と第２導電型非晶質膜としてのｐ型非晶質半導体膜４とを備えている点で異なる。
　すなわち、実施の形態４に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、図１４に示されるＨＢＣ型太陽電池セル２０におけるｎ型半導体基板１、ｐ型非晶質半導体膜３、および第１のｎ型非晶質半導体膜５と第２のｎ型非晶質半導体膜６とが積層してなるｎ型非晶質半導体膜４に代えて、ｐ型半導体基板１、ｎ型非晶質半導体膜３、および第１のｐ型非晶質半導体膜５と第２のｐ型非晶質半導体膜６とが積層してなるｐ型非晶質半導体膜４を備えている。
　実施の形態４に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、第１の面１ａを有する半導体基板１と、第１の面１ａ上のｉ型非晶質半導体膜２と、ｉ型非晶質半導体膜２上のｎ型非晶質半導体膜３と、第１の面１ａ上のｐ型非晶質半導体膜４と、ｎ型非晶質半導体膜３上の第１電極７と、ｐ型非晶質半導体膜４上の第２電極８とを備える。ｐ型非晶質半導体膜４において、第１の面１ａと接する第１の部分４Ａのｐ型の不純物濃度は、第２電極８と接する第２の部分４Ｂのｐ型の不純物濃度よりも低く、かつｉ型非晶質半導体膜２のｐ型の不純物濃度よりも高い。ｐ型非晶質半導体膜４のｐ型不純物濃度は、第１の面１ａから第２電極８に近づくにつれて段階的に高くなっている。
　ｐ型非晶質半導体膜４は、原料ガスに対するドーパントガスの流量比率を段階的に増加させることにより、容易に形成され得る。
　このようにしても、実施の形態４に係るＨＢＣ型太陽電池セルは、実施の形態２に係るＨＢＣ型太陽電池セル２０と比較してキャリアが電子でなく正孔である点のみ異なるため、ＨＢＣ型太陽電池セル２０と同様の作用効果を奏することができる。
　実施の形態４における上記以外の説明は、実施の形態２と同様であるため、その説明については繰り返さない。
　［付記］
　（１）ここで開示された実施形態の光電変換素子は、第１の面を有し、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、第１の面上のｉ型非晶質半導体膜と、ｉ型非晶質半導体膜上の第１導電型非晶質半導体膜と、第１の面上の第２導電型非晶質半導体膜と、第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極とを備える。第２導電型非晶質半導体膜において、第１の面と接する第１の部分の第２導電型の不純物濃度は、第２電極と接する第２の部分の第２導電型の不純物濃度よりも低く、かつ、ｉ型非晶質半導体膜の第２導電型の不純物濃度よりも高い。
　このような光電変換素子によれば、半導体基板と第２電極との間の直列抵抗が低いため、光電変換時に高い曲線因子（Ｆ．Ｆ．）を発現させることができる。さらにこのような光電変換素子によれば、ｉ型非晶質半導体膜およびｎ型非晶質半導体膜のいずれもが、半導体基板とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有しているため、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。
　（２）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第２導電型非晶質半導体膜の第２導電型の不純物濃度は、第１の面から第２電極に近づくにつれて高くなっているのが好ましい。
　このようにしても、半導体基板と第２電極との間の直列抵抗を低くすることができ、かつ、ｉ型非晶質半導体膜およびｎ型非晶質半導体膜のいずれもが半導体基板とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有することができる。このような光電変換素子によれば、高い曲線因子を発現可能であると同時に、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。
　（３）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第２導電型非晶質半導体膜の第２導電型の不純物濃度は、第１の面から第２電極に近づくにつれて連続的に高くなっているのが好ましい。
　このようにしても、半導体基板と第２電極との間の直列抵抗を低くすることができ、かつ、ｉ型非晶質半導体膜およびｎ型非晶質半導体膜のいずれもが半導体基板とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有することができる。このような光電変換素子によれば、高い曲線因子を発現可能であると同時に、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。
　（４）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第２導電型非晶質半導体膜の第２導電型の不純物濃度は、第１の面から第２電極に近づくにつれて段階的に高くなっているのが好ましい。
　このようにしても、半導体基板と第２電極との間の直列抵抗を低くすることができ、かつ、ｉ型非晶質半導体膜およびｎ型非晶質半導体膜のいずれもが半導体基板とのヘテロ接合界面に要求される高いパッシベーション性を有することができる。このような光電変換素子によれば、高い曲線因子を発現可能であると同時に、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができる。
　（５）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第２導電型非晶質半導体膜は、ｉ型非晶質半導体膜および第１導電型非晶質半導体膜のそれぞれと接しており、第２導電型非晶質半導体膜において、ｉ型非晶質半導体膜と接する第３の部分および第１導電型非晶質半導体膜と接する第４の部分の第２導電型の不純物濃度は、いずれも第２の部分の第２導電型の不純物濃度よりも低く、かつ、ｉ型非晶質半導体膜の第２導電型の不純物濃度よりも高いのが好ましい。
　（６）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第１の部分の第２導電型の不純物濃度は、１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３以下であるのが好ましく、より好ましくは１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１６個／ｃｍ３以下である。
　このような光電変換素子は、半導体基板と第２導電型非晶質半導体膜とのヘテロ接合界面でのキャリア再結合が抑制されているため、高い開放電圧（Ｖｏｃ）を有している。また、このような光電変換素子は、半導体基板と、該半導体基板と第２導電型非晶質半導体膜を介して接続されている第２電極との間の直列抵抗を低くすることができるため、高い曲線因子を発現可能である。
　（７）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第１導電型はｎ型であってもよい。この場合、第２導電型非晶質半導体膜は、ｐ型非晶質半導体膜として構成される。このようにしても、曲線因子が高く、かつ開放電圧（Ｖｏｃ）が高い光電変換素子とすることができる。
　（８）ここで開示された実施形態の光電変換素子において、第１導電型はｐ型であってもよい。この場合、第２導電型非晶質半導体膜は、ｎ型非晶質半導体膜として構成される。このようにしても、曲線因子が高く、かつ開放電圧（Ｖｏｃ）が高い光電変換素子とすることができる。
　（９）ここで開示された実施形態の光電変換素子の製造方法は、第１導電型または第２導電型の半導体基板の第１の面上にｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、ｉ型非晶質半導体膜上に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、ｉ型非晶質半導体膜および第１導電型非晶質半導体膜を部分的に除去する工程と、ｉ型非晶質半導体膜および第１導電型非晶質半導体膜を部分的に除去する工程の後に、第１の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上に形成されている第２導電型非晶質半導体膜を部分的に除去する工程と、第１導電型非晶質半導体膜上に第１電極を形成する工程と、第２導電型非晶質半導体膜上に第２電極を形成する工程とを備える。第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、化学気相成長法により原料ガスおよびドーパントガスを用いて、原料ガスに対するドーパントガスの流量比が連続的または段階的に大きくなるように第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程を含む。
　このようにすれば、第１の部分４Ａのｎ型不純物濃度が第２の部分４Ｂのｎ型不純物濃度よりも低く、かつｉ型非晶質半導体膜２のｎ型不純物濃度よりも高いｎ型非晶質半導体膜４を容易に形成することができる。その結果、上記実施の形態の光電変換素子を容易に製造することができる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　個々で開示された実施形態は、ヘテロ接合型バックコンタクトセルおよびヘテロ接合型バックコンタクトセルの製造方法に利用することができ、特に、ヘテロ接合型バックコンタクトセル等の太陽電池およびその製造方法に好適に利用することができる。
　１　半導体基板、１ａ　第１の面、１ｂ　第２の面、２　ｉ型非晶質半導体膜、３　第１導電型非晶質半導体膜、４　第２導電型非晶質半導体膜、５　第１の第２導電型非晶質半導体膜、６　第２の第２導電型非晶質半導体膜、３ａ　第３の面、４Ａ　第１の部分、４Ｂ　第２の部分、４Ｃ　第３の部分、４Ｄ　第４の部分、７　第１電極、８　第２電極、１０，２０　ＨＢＣ型太陽電池セル（光電変換素子）、２１　保護膜、３１，３２　エッチングマスク。

Claims (5)

  1. 　第１の面を有し、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、
    　前記第１の面上のｉ型非晶質半導体膜と、
    　前記ｉ型非晶質半導体膜上の第１導電型非晶質半導体膜と、
    　前記第１の面上の第２導電型非晶質半導体膜と、
    　前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、
    　前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極とを備え、
    　前記第２導電型非晶質半導体膜において、前記第１の面と接する第１の部分の前記第２導電型の不純物濃度は、前記第２電極と接する第２の部分の前記第２導電型の不純物濃度よりも低く、かつ、前記ｉ型非晶質半導体膜の前記第２導電型の不純物濃度よりも高い、光電変換素子。
  2. 　前記第２導電型非晶質半導体膜の前記第２導電型の不純物濃度は、前記第１の面から前記第２電極に近づくにつれて高くなっている、請求項１に記載の光電変換素子。
  3. 　前記第２導電型非晶質半導体膜は、前記ｉ型非晶質半導体膜および前記第１導電型非晶質半導体膜のそれぞれと接しており、
    　前記第２導電型非晶質半導体膜において、前記ｉ型非晶質半導体膜と接する第３の部分および前記第１導電型非晶質半導体膜と接する第４の部分の前記第２導電型の不純物濃度は、いずれも前記第２の部分の前記第２導電型の不純物濃度よりも低く、かつ、前記ｉ型非晶質半導体膜の前記第２導電型の不純物濃度よりも高い、請求項１または請求項２に記載の光電変換素子。
  4. 　前記第１の部分の前記第２導電型の不純物濃度は、１×１０１５個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３以下である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
  5. 　第１導電型または第２導電型の半導体基板の第１の面上にｉ型非晶質半導体膜を形成する工程と、
    　前記ｉ型非晶質半導体膜上に第１導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、
    　前記ｉ型非晶質半導体膜および前記第１導電型非晶質半導体膜を部分的に除去する工程と、
    　前記ｉ型非晶質半導体膜および前記第１導電型非晶質半導体膜を部分的に除去する工程の後に、前記第１の面側に第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程と、
    　前記第１導電型非晶質半導体膜上に形成されている前記第２導電型非晶質半導体膜を部分的に除去する工程と、
    　前記第１導電型非晶質半導体膜上に第１電極を形成する工程と、
    　前記第２導電型非晶質半導体膜上に第２電極を形成する工程とを備え、
    　前記第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程は、化学気相成長法により原料ガスおよびドーパントガスを用いて、前記原料ガスに対する前記ドーパントガスの流量比が連続的または段階的に大きくなるように前記第２導電型非晶質半導体膜を形成する工程を含む、光電変換素子の製造方法。
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