改善光电转换效率的光电转换装置。该光电转换装置的特征在于具有至少一ｐｉｎ型光电转换部，其通过层叠第一导电型层、第一ｉ形层、第二ｉ型层和第二导电型层而构成。该光电转换装置的特征还在于第一ｉ型层的结晶化率低于第二ｉ型层的结晶化率，并且在第一ｉ型层和第二ｉ型层的界面的结晶化率的变化率在膜厚方向是０．０１３－０．２４ｎｍ↑［－１］。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
由于例如被用作发电的能源的汽油等化石燃料S1起将来剩余储备方面 供应短缺的关注并具有^ 1起全球暖化现象的二氧化碳排放问题，所以光伏电 池作为这些化石燃料的替代能源而广受关注。作为能够减少成本的下一代光伏电池技术，薄膜光伏电池的技术被积极地开发。薄膜硅光伏电池通过等离子体CVD法等沉积大约几微米厚度的硅 薄膜于玻璃基板或不锈钢基板上而被制备。因而，因为不仅可以减小所使用 的硅的量至上述体晶体硅光伏电池的大约百分之几，而且还可以在以一个膜 形成中制造大面积的光伏电池，导致成本减小，所以薄膜硅光伏电池近年来 日益引人关注。然而，虽薄膜硅光伏电池已经开始被量产，但是其生产尚未达到成长的 市场的阶段。增加光伏电池的效率对于薄膜硅光伏电池的完全普及是关键问 题，并且增加光伏电池的效率的途径的示例包括半导体结界面的质量改善。 上述薄膜硅光伏电池的光电转换层通常由半导体薄膜形成，例如氢化非晶硅或氢化微晶硅。应当注意，在本说明书中，术语"非晶"被用作本领域中通 常所使用的"非晶"的同义字。此外，术语"微晶"不仅包括其中层基本仅 包括晶相的状态而且还包括其中晶相和非晶相以混合状态存在的状态，如在 该领域中通常使用的。例如，在拉曼(Raman)散射频谱中，如果属于晶体 硅中的硅-硅键的接近52011m-1的尖峰被少许探测到，则该硅被认为是"微 晶硅，，，并且因而术语"微晶硅，，在此以相同的含义被使用。此外，通常的薄膜硅光伏电池的结构经常包括通过展示p导电型的半导 体层(以下称为p型层)，本征半导体层(以下称为i型层)，和展示n导 电型的半导体层(以下称为n型层)而形成的p-i-n结。这里，i型层可以是具有被认为是基本本征半导体的特性的层并且包括具有弱p导电型或弱n导 电型的半导体层。在p-i-n结中，p型和i型层之间的界面和i型和n型层之间的界面是上 述在半导体的结界面中的质量改善的目标。作为涉及上述半导体的结界面的质量改善的传统技术，例如，下列技术 在日本特开平11-87742号公报(专利文献1 )中被公开。在通过在低温通过膜光电转换装置的情形，通过在作为光电转换层的下地的导电型层和光电转 换层之间的界面中引入基本i型的极薄的非晶硅薄膜，引起在晶体硅光电转 换层中产生结晶核的具有小颗粒尺寸的晶体硅的密度被适度地抑制。也就 是，在光电转换层生长的初始阶段产生的结晶核密度被适度地抑制，并且由 此，具有较少结晶边界和较少颗粒中缺陷并且晶体在一方向强取向的高质量 光电转换层被获得。这里，具体地，被指出的问题是当导电型微晶硅膜被用 于下面的层时，由于具有小颗粒尺寸的大量晶体硅存在于膜中，所以形成于 其上的晶体硅光电转换层在其生长的初始阶段产生大量结晶核并且结果晶 体硅光电转换层易于变成具有许多结晶边界和许多在颗粒中的缺陷的膜，不 利地影响光电转换特性。另一方面，日本特开2005 - 142358 (专利文献2)公开了一技术，其中 在包括基板和形成于基板上的光电转换部的光伏电池中，光电转换部包括按 该顺序堆叠的第一导电型硅层，晶体硅层间层和i型晶体硅层，并且当晶体 硅层间层的膜厚是5至1 OOnm的范围并且晶体硅层间层的结晶化率Xca在 0.6至3的范围中，并且i型晶体硅层的膜厚在1至5pm的范围并且i型晶 体硅层的结晶化率Xcb在2至8的范围，在i型晶体硅层的生长的初始阶段 的低质量的膜可以被减小，因为晶体硅层间层被插入于第一导电型硅层和i 型晶体硅层之间，并且同时高效率光伏电池可以通过在有利的范围中调整i 型晶体硅层的结晶化率Xcb和膜厚而被制备。在任何情形，下面的层被用于形成于下面的层上的晶体硅光电转换层(i 型层)的质量改善。专利文献1:特开平11 — 87742号公报专利文献2:特开2005 - 142358号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，由于被上述专利文献1和2所代表的技术仅使用了下面的层用于 改善晶体硅光电转换层(i型层)的质量，所以从半导体的结表面的质量改 善的观点来看仍然存在改善的空间。本专利技术是考虑到这样的情形而进行的，并且本专利技术的目的是提供可以改 善光电转换效率的。解决问题的手段和本专利技术的效果本专利技术的光电转换装置具有至少一 p-i-n型光电转换部，其包括以该顺 序堆叠的第一导电型半导体层(以下称为"第一导电型层")、第一i型层、 第二i型层和第二导电型半导体层(以下称为"第二导电型层，，)，并且其特 征在于第一 i型层的结晶化率低于第二 i型层的结晶化率并且在第一 i型层 和第二i型层之间界面的膜厚方向的结晶化率的变化率(以下称为"在第一 i型层和第二 i型层之间的界面的结晶化率的变化率，，)是0.013至0.24nm"。本专利技术人进行了积极调查，并且结果实验性地发现可以通过设置第一 i 型层和第二 i形成之间的界面的结晶化率的变化率为0.013至0.24nm"而改 善光电转换效率。这些发现现在导致本专利技术的完成。改善效率的作用不一定 清楚，但是据认为所述作用是半导体结界面的质量改善的结果。以下将示例本专利技术的各实施例。上述结晶化率的变化率可以是0.017至O.lOnm-1。在该情形，光电转换 效率被进一步改善。上述第二 i型半导体层可以在第二导电型半导体层侧上被提供以第三i 型半导体层，并且第三i型半导体层的结晶化率可以低于第二 i型半导体层 的结晶化率。在该情形，光电转换效率被进一步改善。第一导电型层可以是p型并且第二导电型层可以是n型。此外，本专利技术还提供了一种光电转换装置的制造方法，包括的步骤是 通过等离子体CVD法，在基板上形成至少一光电转换部，其包括第一导电 型层、第一i型层、第二i型层和第二导电型层，其中基板的至少一主表面 具有导电性，其中第二i型层由作为工艺气体的含硅气体和氢气的混合气体 形成，通过包括连续减小氢对硅的流量比的步骤的方法，氢对硅的流量比由 (氢气流量)/ (含硅气体流量)所界定，而在形成所述层的初始阶段等离子6体保持开启。通过该方法，可以相对容易地生产具有上述范围内的结晶化率变化率的 光电转换装置。第一 i型层可以由作为工艺气体的含硅气体和氢气的混合气体形成，并 且第二 i型层在当氢对硅的流量比的减小开始时的氬对硅的流量比的值可以 比在形成第一i型层时大。在该情形，可以更容易地生产具有上述范围内的 结晶化率的变化率的光电转换装置。本专利技术的光电转换装置的制造方法还可以包括在第二 i型层上在第二导 电型层侧形成第三i型层的步骤。第一导电型层可以是p型并且第二导电型层可以是n型。在此所示出的实施例可以相互结合。 附图说明图1是本专利技术的第一实施例的superstrate型光电转换装置的示意性截面图。图2是相似于本专利技术的光电转换装置的通过以倾斜抛光叠层膜而形成的 样品的示意性截面图。图3是示出倾斜抛光的样品的结晶化率的膜厚方向的改变的示意图。参考标号的描述10:基板，11:光电转换部，12:背电极，13: p型层，14a:第一i型 层，14b:第二i型层，14c:第三i型层，15: n型层具体实施例方式以下，将通过^f吏用附图描述本专利技术的实施例。在附图或下列描述中所示 出的配置仅是范例并且本专利技术的范围不局限于这些范例。参考图1，将描述本专利技术的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电转换装置，包括至少一ｐ－ｉ－ｎ型的光电转换部，所述光电转换部包括按以下述顺序堆叠的第一导电型半导体层、第一ｉ型半导体层、第二ｉ型半导体层和第二导电型半导体层， 其中所述第一ｉ型半导体层的结晶化率低于所述第二ｉ型半导体层的结晶化 率，并且 在所述第一ｉ型半导体层和所述第二ｉ型半导体层之间的界面在膜厚方向的结晶化率的变化率是０．０１３至０．２４ｎｍ↑［－１］。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：奈须野善之，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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