叠层型光电动势装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种叠层型光电动势装置，其包括：包含作为光电转换层起作用的第一半导体层的第一发电单元；和在上述第一发电单元上形成，包含作为光电转换层起作用的、实质上的本征非晶半导体的第二半导体层的第二发电单元，其特征在于：构成上述第一发电单元的第一半导体层的主要元素的第一密度，比构成上述第二发电单元的第二半导体层的主要元素的第二密度小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种叠层型光电动势装置，尤其涉及一种包含多个发电单元的叠层型光电动势装置。
技术介绍
在特开2000-58892号公报中公开了具有包含光电转换层的第一发电单元和包含光电转换层的第二发电单元依次叠层的结构的叠层型光电动势装置。该叠层型光电动势装置具有薄膜多晶Si层或微晶Si层作为第一发电单元的光电转换层，具有非晶Si层作为第二发电单元的光电转换层。此外，上述以往的叠层型光电动势装置整体的输出特性，由第一发电单元和第二发电单元的各自的特性的平衡决定。然而，在上述以往的叠层型光电动势装置中，由于作为第二发电单元的光电转换层的非晶Si层的光劣化率大，所以存在第二发电单元单独的特性的降低率变大的不利情况。由此，产生包含第一发电单元和第二发电单元的叠层型光电动势装置整体的输出特性的光劣化率也变大的不利情况。其结果，在长时间使用叠层型光电动势装置的情况下，存在叠层型光电动势装置的输出特性的变动幅度变大的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而做出的，本专利技术的一个目的是提供一种可减小输出特性的变动幅度的叠层型光电动势装置。为了达到上述目的，根据本专利技术的一个方面的叠层型光电动势装置具有包含作为光电转换层起作用的、由实质上的本征非单晶(non-single crystal)半导体层构成的第一半导体层的第一发电单元；和在第一发电单元上方(above)形成，包含作为光电转换层起作用的、由实质上的本征非晶(non-crystalline)半导体层构成的第二半导体层的第二发电单元。而且，构成第一发电单元的第一半导体层的主要元素的第一密度，比构成第二发电单元的第二半导体层的主要元素的第二密度小。在根据该一个方面的叠层型光电动势装置中，如上所述，在包含作为光电转换层起作用的、由实质上的本征非单晶半导体层构成的第一半导体层的第一发电单元上，形成包含作为光电转换层起作用的、由实质上的本征非晶半导体层构成的第二半导体层的第二发电单元，同时，使构成第一发电单元的由非单晶半导体层构成的第一半导体层的主要元素的第一密度比构成第二发电单元的由非晶半导体层构成的第二半导体层的主要元素的第二密度小，由此，进入第一发电单元的具有较小的第一密度的第一半导体层(光电转换层)中的杂质的量增大，因此包含由非单晶半导体层构成的第一半导体层(光电转换层)的第一发电单元单独的初期特性降低。因此，可以使由第一发电单元和第二发电单元的各自的特性的平衡决定的叠层型光电动势装置整体的初期的输出特性预先降低。所以，即使包含由容易光劣化的非晶半导体层构成的第二半导体层(光电转换层)的第二发电单元单独的特性的降低率变大，使叠层型光电动势装置整体的初期的输出特性预先降低，也可以使包含第一发电单元和第二发电单元的叠层型光电动势装置整体的输出特性的光劣化率减小。由此，在长时间使用叠层型光电动势装置的情况下，可以使叠层型光电动势装置的输出特性缓慢地降低，并且可以减小叠层型光电动势装置的输出特性的变动幅度。在优选的实施方式中，第一半导体层由实质上的本征非单晶体(non-single crystal)构成。在优选的实施方式中，第一半导体层由非晶半导体构成。在优选的实施方式中，根据上述一个方面的叠层型光电动势装置，还包括在第一发电单元上(on)形成、包含作为光电转换层起作用的第三半导体层的第三发电单元，而且，构成第一发电单元的第一半导体层的主要元素的第一密度，比构成第三发电单元的第三半导体层的主要元素的第三密度小。在根据上述一个方面的叠层型光电动势装置中，优选第一发电单元的第一半导体层和第二发电单元的第二半导体层包含Si层。如果这样构成，则通过使第一发电单元的作为光电转换层起作用的非单晶体的Si层的Si密度比第二发电单元的作为光电转换层起作用的非晶质的Si层的Si密度小，可以容易地使包含非单晶体的Si层(光电转换层)的第一发电单元单独的初期特性降低。在根据上述一个方面的叠层型光电动势装置中，优选第一发电单元的作为光电转换层起作用的第一半导体层包含微晶半导体层，包含作为光电转换层起作用的由非晶半导体构成的第二半导体层的第二发电单元被配置在光入射侧。这样，如果使用难以光劣化的微晶半导体层作为第一发电单元的第一半导体层(光电转换层)，即使进入微晶半导体层(光电转换层)中的杂质的量增大，也可以抑制包含微晶半导体层(光电转换层)的第一发电单元单独的初期特性过度降低的不利情况的发生。在根据上述一个方面的叠层型光电动势装置中，优选第一发电单元的作为光电转换层起作用的第一半导体层的光劣化率比第二发电单元的作为光电转换层起作用的第二半导体层的光劣化率小。如果这样构成，则在使构成第一发电单元的第一半导体层(光电转换层)的主要元素的密度减小，从而使第一发电单元单独的初期特性和光劣化率降低的情况下，光劣化率小的第一发电单元单独的光劣化率的降低对于叠层型光电动势装置整体的光劣化率没有什么影响，另一方面，第一发电单元单独的初期特性的降低，在减小叠层型光电动势装置整体的光劣化率的方向有影响，因此可以容易地减小叠层型光电动势装置整体的光劣化率。在优选的实施方式中，非单晶半导体层具有多个构成第一半导体层的主要元素的结晶。在优选的实施方式中，非晶半导体层为非结晶状态(amorphous)。附图说明图1为表示根据本专利技术制作的实施例的叠层型光电动势装置的结构的截面图。图2为表示比较例1的叠层型光电动势装置的结构的截面图。图3为表示比较例2的叠层型光电动势装置的结构的截面图。图4为表示叠层型光电动势装置的转换效率随着时间的经过而变化的图。图5为表示叠层型光电动势装置的转换效率随着时间的经过而变化的图。具体实施例方式以下，使用附图说明本专利技术的实施例。相同或近似的部分用相同的符号表示，省略其说明。在此，术语“上(on)”、“上方(above和over)”由层的表面的位置关系定义，与空间的表面的朝向没有关系。术语“上方(above和over)”在说明书或权利要求中，有时某个层与另一个层连接时也使用；而术语“上(on)”有时某一个层不与另一个层连接，例如层在其间时也使用。图1为表示本专利技术的叠层型光电动势装置的实施例的截面图。首先，参照图1，说明实施例的叠层型光电动势装置的结构。如图1所示，在本实施例的叠层型光电动势装置中，在具有0.15mm厚度的平坦的不锈钢板(SUS430)1a上，形成有由具有20μm的厚度的聚酰亚胺树脂构成的树脂层1b。由该不锈钢板1a和树脂层1b构成具有平坦的表面的基板1。在基板1(树脂层1b)上，形成有由具有200nm厚度的Ag构成的平坦的背面电极2。另外，本实施例的叠层型光电动势装置具有作为微晶Si类发电单元的底部元件(bottom cell)3和作为非晶Si类发电单元的前部元件(front cell)4在背面电极2上依次叠层的结构。即，底部元件3被配置在基板1侧，同时，前部元件4被配置在光入射侧。其中，底部元件3为本专利技术的“第一发电单元”的一个例子，前部元件4为本专利技术的“第二发电单元”的一个例子。具体地说，在背面电极2上，依次形成由n型微晶Si层构成的n型层31、由非掺杂微晶Si层构成的光电转换层32和由p型微晶Si层构成的p型层33。在本实施例中，n型层31、光电转换层32和p型层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层型光电动势装置，包括：包含作为光电转换层起作用的第一半导体层的第一发电单元；和在所述第一发电单元上方形成，包含作为光电转换层起作用的、实质上的本征非晶半导体的第二半导体层的第二发电单元，其特征在于：构成所述第一发电单元的第一 半导体层的主要元素的第一密度，比构成所述第二发电单元的第二半导体层的主要元素的第二密度小。

【技术特征摘要】
JP 2005-4-28 2005-1306541.一种叠层型光电动势装置，包括包含作为光电转换层起作用的第一半导体层的第一发电单元；和在所述第一发电单元上方形成，包含作为光电转换层起作用的、实质上的本征非晶半导体的第二半导体层的第二发电单元，其特征在于构成所述第一发电单元的第一半导体层的主要元素的第一密度，比构成所述第二发电单元的第二半导体层的主要元素的第二密度小。2.如权利要求1所述的叠层型光电动势装置，其特征在于第一半导体层由实质上的本征非单晶体构成。3.如权利要求1所述的叠层型光电动势装置，其特征在于第一半导体层由非晶半导体构成。4.如权利要求1所述的叠层型光电动势装置，还包括在所述第一发电单元上形成的、包含作为光电转换层起作用的第三半导体层的第三发电单元，其特征在于构成所述第一发电单元的第一半导体层的主要元素的第一密度，比构成所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛正树，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]