[發明專利]光電動勢裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 200810086840.9
• 申請日: 2008-03-19
• 公開（公告）號: CN101271930A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 寺川朗
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉春成

技術領域

本發明涉及光電動勢裝置及其制造方法，特別涉及具有第一導電型的結晶硅、第二導電型的第一非晶硅層、和配置在結晶硅與第一非晶硅層之間的實質真性的第二非晶硅層的光電動勢裝置及其制造方法。

背景技術

現在，已知具有p型單晶硅基板(結晶硅)、n型非晶質硅層(第一非晶硅層)、和配置在p型單晶硅基板與n型非晶質硅層之間的實質真性的i型非晶質硅層(第二非晶硅層)的光電動勢裝置。例如，在“T.H.Wang，E.Iwaniczko，M.R.Page，D.H.Levi，Y.Yan，H.M.Branz，Q.Wang“Effect?of?emitter?deposition?temperature?on?surface?passivation?inhotwire?chemical?vapor?deposited?silicon?heterojunction?solar?cells”ThinSolid?Films?501(2006)284-287”中公開有這種光電動勢裝置。

在上述T.H.Wang等的資料中公開有以下情況：當在p型單晶硅基板上形成i型非晶質硅層時，在p型單晶硅基板和i型非晶質硅層的界面的p型單晶硅基板的表面上，通過外延生長形成凹凸形狀的外延層。并且，還記載有當該外延層大幅度生長時，由于界面特性劣化，導致光電動勢裝置的輸出特性降低。在上述T.H.Wang等的資料中還提案有：為了抑制上述光電動勢裝置的輸出特性的降低，當在p型單晶硅基板上形成i型非晶質硅層時，通過使基板溫度為低溫而抑制在p型單晶硅基板上形成由外延生長產生的結晶硅(外延層)。即，在上述T.H.Wang等提出的結構中，在p型單晶硅基板上不形成外延層，而形成有i型非晶質硅層。

發明內容

本發明的一個目的是提供能夠使輸出特性更加提高的光電動勢裝置及其制造方法。

本發明的第一方面的光電動勢裝置，其具有：第一導電型的結晶硅；第二導電型的第一非晶硅層；和配置在結晶硅和第一非晶硅層之間的實質真性的第二非晶硅層，其中，結晶硅在與第二非晶硅層的界面上設置有具有2nm以下的高度的非周期的凹凸形狀。其中，本發明中的結晶硅為包括結晶系硅基板、在基板上形成的薄膜多晶硅等的寬廣的概念。并且，本發明中的第一非晶硅層和第二非晶硅層為不僅包括非晶質硅層，還包括微晶硅層的寬廣的概念。

如上所述，在該第一方面的光電動勢裝置中，通過在結晶硅與第二非晶硅層的界面上形成具有2nm以下的高度的非周期的凹凸形狀，與非周期的凹凸形狀的高度比2nm大的情況以及不形成非周期的凹凸形狀的情況相比，能夠更加提高光電動勢裝置的輸出特性。該效果已由后述的實驗得到檢證。

在上述結構中，結晶硅的非周期的凹凸形狀也可以具有1nm以下的高度。

在上述結構中，具有非周期的凹凸形狀的結晶硅和第二非晶硅的界面的平均面，也可以從結晶硅的(111)面傾斜規定的角度。

在上述結構中，平均面從結晶硅的(111)面傾斜3±1度。

在上述結構中，結晶硅包括：形成有(111)面露出在表面的多個平臺部(terrace)和連接相互鄰接的平臺部的臺階部的結晶硅基板；和在結晶硅基板上外延生長的外延層，平均面也可以在從結晶硅基板的平臺部的(111)面露出的表面朝向上述臺階部的外表面的旋轉方向上，從上述結晶硅的(111)面傾斜規定的角度。

在上述結構中，結晶硅的與第二非晶硅的界面附近的部分也可以由通過外延生長形成的結晶硅構成。

在上述結構中，第二非晶硅層也可以含有規定量以下的氫。

在上述結構中，也可以有以下機構，即，在結晶硅的表面形成有棱錐(pyramid)狀凹凸，在棱鏡狀凹凸的表面上形成有非周期的凹凸形狀。

在上述結構中，也可以構成為，至少光從形成有非周期的凹凸形狀的第二非晶硅層一側向結晶硅的表面入射。

在上述結構中，結晶硅也可以包括單晶硅基板。

在上述結構中，第一非晶硅層和第二非晶硅層也可以由非晶質硅構成。

在上述結構中，還可以具有：相對于結晶硅，配置在與第一非晶硅層相反的一側的第一導電型的第三非晶硅層；和配置在結晶硅與第三非晶硅層之間的實質真性的第四非晶硅層。

在上述結構中，第三非晶硅層和上述第四非晶硅層也可以由非晶質硅構成。