光电变换装置及其制造方法、光电变换模块制造方法及图纸

在n型晶体硅基板(2)的与受光面相反一侧的背面，具备n型半导体层(11)以及p型半导体层(10)、在所述n型半导体层(11)上形成了的集电极(4)、以及在所述p型半导体层(10)上形成了的集电极(3)，在所述n型晶体硅基板(2)的受光面侧的表面，具备n型半导体区域(8)，在所述n型半导体区域(8)，在隔着所述n型晶体硅基板(2)与所述n型半导体层(11)相向的n型半导体区域(8b)、和隔着所述n型晶体硅基板(2)与所述p型半导体层(10)相向的n型半导体区域(8a)中，平均杂质浓度不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电变换装置及其制造方法、光电变换模块
本专利技术涉及光电变换装置及其制造方法、光电变换模块，特别涉及在与受光面相反的背面侧配置了p型半导体电极以及n型半导体电极的光电变换装置及其制造方法、光电变换模块。
技术介绍
作为以往的光电变换装置，有例如在结晶性半导体基板的一面侧，依次形成掺杂了硼(B)的p型半导体层、和在p型半导体层上细线状地构图了的集电极，并且在结晶性半导体基板的另一面侧，依次形成掺杂了磷(P)的n型半导体层、和在n型半导体层的整个面上形成了的集电极，具备通过来自结晶性半导体基板的一面的光入射在结晶性半导体基板和p型半导体层中发生光电动势的太阳能电池元件的例子。另外，作为其它以往的光电变换装置，有代替将硼(B)、磷(P)掺杂到半导体基板，而使用了本征半导体层、包含硼(B)、磷(P)的各个的薄膜半导体层、透明电极的异质结型太阳能电池。在这样的光电变换装置中，作为集电极，使用无光透射性的金属材料。因此，在受光面中由集电极遮挡了的光不对光电动势作出贡献。即，输入到光电变换装置的光的一部分损失。因此，为了使光电变换装置的发电效率提高，必须尽可能降低集电极的遮光。另一方面，如果为了降低受光面中的集电极所致的遮光而降低集电极的宽度，则集电极的电气电阻增加。如果集电极的电气电阻增加，则通过光照射产生了的电荷的收集效率降低。其结果，即使集电极的遮光率降低而发电电流增加，但由于集电极的电气电阻的增加而光电变换装置的曲线因子也降低，不能期望充分的光电变换效率的改善。为了解决这些问题，在例如专利文献1、专利文献2中，通过成为使全部电极形成于半导体基板的单面中的背接触型，消除光照射面中的遮光，使发电电流增加。另外，通过交叉指型地配置在半导体基板的单面侧形成了的p型电极和n型电极，降低了电极间电阻。另外，通过在去掉了电极的光照射面侧掺杂与结晶性半导体基板相同的极性的P来形成所谓FrontSurfaceField(FSF)(正面场)层，使通过光照射产生了的电荷返回到半导体基板内部，降低了电荷在表面中的再结合损失。【专利文献1】日本特开2010123859号公报【专利文献2】日本特开2010129872号公报
技术实现思路
但是，在如上述专利文献1、专利文献2那样在结晶性半导体基板的光照射面侧形成了的FSF区域中，吸收照射了的光而产生了的电荷在层内消失。因此，在FSF层中吸收了的照射光不对发电作出贡献。其结果，存在由于FSF区域所致的光吸收而抑制光电变换效率这样的问题。另一方面，为了抑制FSF区域中的光吸收，必须使FSF区域的厚度变薄、或者使FSF区域的掺杂浓度降低。但是，在使FSF区域的厚度变薄的情况、使FSF区域的掺杂浓度降低的情况下，FSF的效果降低。另外，除此以外，FSF区域的电气电阻也变高。位于p型电极上的FSF区域承担使在该区域附近产生了的电荷向相对基板面平行的方向传导的作用。因此，存在如果FSF区域的电气电阻增加，则成为电荷的传导的妨碍而发生电流损失，光电变换效率降低这样的问题。本专利技术是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种光电变换效率优良的光电变换装置及其制造方法、光电变换模块。为了解决上述课题并达成目的，本专利技术的光电变换装置，其特征在于，在第一导电类型的半导体基板的与受光面相反一侧的背面中，具备第一导电类型的第一半导体层以及第二导电类型的第二半导体层、在所述第一半导体层上形成了的第一电极、和在所述第二半导体层上形成了的第二电极，在所述半导体基板的受光面侧的表面中，具备第一导电类型的半导体区域，在所述半导体区域中，在隔着所述半导体基板与所述第一半导体层相向的第一区域、和隔着所述半导体基板与所述第二半导体层相向的第二区域中，平均杂质浓度不同。根据本专利技术，在半导体基板的背面的第一半导体层中隔着半导体基板相向的第一区域、和在半导体基板的背面的第二半导体层中隔着半导体基板相向的第二区域中，平均杂质浓度不同，从而起到能够实现光电变换效率优良的光电变换装置这样的效果。附图说明图1-1是从与受光面相反一侧的背面侧观察了本专利技术的实施方式1的光电变换装置的概略结构的立体图。图1-2是将本专利技术的实施方式1的光电变换装置的背面侧的一部分放大而示出的俯视图，是将图1-1的区域B放大了的俯视图。图1-3是示出本专利技术的实施方式1的光电变换装置的概略结构的剖面图，是沿着图1-2的C-C’线的剖面图。图2是示意地示出本专利技术的实施方式1的光电变换装置中的电荷的流动的主要部分剖面图。图3是示出本专利技术的实施方式1的光电变换装置和以往的光电变换装置的光电变换特性的特性图。图4-1是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-2是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-3是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-4是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-5是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-6是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-7是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-8是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-9是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图4-10是说明本专利技术的实施方式1的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图5-1是示出从与受光面相反一侧的背面侧观察了本专利技术的实施方式2的光电变换装置的概略结构的立体图。图5-2是将本专利技术的实施方式2的光电变换装置的背面侧的一部分放大而示出的俯视图，是将图5-1的区域G放大了的俯视图。图5-3是示出本专利技术的实施方式2的光电变换装置的概略结构的剖面图，是沿着图5-2的H-H’线的剖面图。图6是示意地示出本专利技术的实施方式2的光电变换装置中的电荷的流动的主要部分剖面图。图7-1是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-2是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-3是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-4是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-5是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-6是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-7是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-8是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-9是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图7-10是说明本专利技术的实施方式2的光电变换装置的制造方法的步骤的剖面图。图8-1是示出从与受光面相反一侧的背面侧观察了本专利技术的实施方式3的光电变换装置的概略结构的立体图。图8-2是将本专利技术的实施方式3的光电变换装置的背面侧的一部分放大而示出的俯视图，是将图8-1的区域P放大了的俯视图。图8-3是示出本专利技术的实施方式3的光电变换装置的概略结构的剖面图，是沿着图8-2的Q-Q’线的剖面图。图9是示意地示出本专利技术的实施方式3的光电变换装置中的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电变换装置，其特征在于，在第一导电类型的半导体基板的与受光面相反一侧的背面，具备第一导电类型的第一半导体层以及第二导电类型的第二半导体层、在所述第一半导体层上形成了的第一电极、和在所述第二半导体层上形成了的第二电极，在所述半导体基板的受光面侧的表面，具备第一导电类型的半导体区域，在所述半导体区域，在隔着所述半导体基板与所述第一半导体层相向的第一区域、和隔着所述半导体基板与所述第二半导体层相向的第二区域中，平均杂质浓度不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.14 JP 2012-1108381.一种光电变换装置，其特征在于，在第一导电类型的半导体基板的与受光面相反一侧的背面，具备第一导电类型的第一半导体层以及第二导电类型的第二半导体层、在所述第一半导体层上形成了的第一电极、和在所述第二半导体层上形成了的第二电极，在所述半导体基板的受光面侧的表面，具备第一导电类型的半导体区域，在所述半导体区域，在隔着所述半导体基板与所述第一半导体层相向的第一区域、和隔着所述半导体基板与所述第二半导体层相向的第二区域中，平均杂质浓度不同，所述第一区域的平均杂质浓度低于所述第二区域的平均杂质浓度，所述第二区域的电气电阻低于所述半导体基板的电气电阻。2.根据权利要求1所述的光电变换装置，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域具有同等的厚度。3.根据权利要求2所述的光电变换装置，其特征在于，所述第二区域是层叠具有与所述第一区域同等的平均杂质浓度且配置于所述受光面侧的第一层、和平均杂质浓度高于所述第一层且配置于所述受光面侧的第二层而形成的，所述第一层与所述第二层相比，在所述半导体区域的厚度方向上更靠近所述受光面侧。4.根据权利要求1所述的光电变换装置，其特征在于，所述第一区域的杂质进入深度比所述第二区域的杂质进入深度浅。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光电变换装置，其特征在于，在所述第一半导体层和所述第二半导体层与所述半导体基板之间具有钝化膜。6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光电变换装置，其特征在于，在所述半导体基板的受光面侧的表面形成了第一导电类型的第四半导体层。7.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光电变换装置，其特征在于，在所述半导体基板的受光面侧的表面形成了电介体层。8.根据权利要求7所述的光电变换装置，其特征在于，所述电介体层由氧化硅或者氮化硅构成。9.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光电变换装置，其特征在于，在所述半导体基板的背面交替排列了所述第一半导体层和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：时岗秀忠，佐藤刚彦，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP