[發(fā)明專利]光電轉(zhuǎn)換裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980100102.8
• 申請(qǐng)日: 2009-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN101779293A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 坂井智嗣;淺原裕司;小林靖之;森匡史;鶴我薰典;山下信樹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L31/04
• 分類號(hào): H01L31/04
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，特別是涉及一種作為發(fā)電層使用硅的太陽(yáng)電池。

背景技術(shù)

作為接受光并將其轉(zhuǎn)換成電力的光電轉(zhuǎn)換裝置，已知有太陽(yáng)電池。太陽(yáng)電池中，例如發(fā)電層(光電轉(zhuǎn)換層)上層疊有薄膜硅系的層的薄膜系太陽(yáng)電池具有下述優(yōu)點(diǎn)：容易大面積化，膜厚薄至結(jié)晶系太陽(yáng)電池的1/100左右，使用少量材料即可完成等。因此，與結(jié)晶系太陽(yáng)電池相比較，薄膜系太陽(yáng)電池可用低成本制造。但是，作為薄膜系太陽(yáng)電池的缺點(diǎn)例如有轉(zhuǎn)換效率比結(jié)晶系低。

在薄膜系太陽(yáng)電池中，為了增加轉(zhuǎn)換效率即輸出電力，而進(jìn)行了各種研究。例如，有提案提出一種串聯(lián)型太陽(yáng)電池，其通過將吸收波長(zhǎng)頻帶不同的光電轉(zhuǎn)換單元重疊兩層，高效地吸收入射光而得到高的發(fā)電效率。該情況下，在光電轉(zhuǎn)換單元的結(jié)晶質(zhì)硅中吸收波長(zhǎng)600nm～1000nm的長(zhǎng)波長(zhǎng)光，但是由于在同波長(zhǎng)域的結(jié)晶質(zhì)硅的吸收系數(shù)小，因此需要在太陽(yáng)電池內(nèi)反射入射光并延長(zhǎng)光路長(zhǎng)度，以增加在結(jié)晶質(zhì)硅的光吸收量。因此，在從透明基板側(cè)入射太陽(yáng)光的超直型中，對(duì)與發(fā)電層的光入射側(cè)相反的一側(cè)的背面結(jié)構(gòu)的改良進(jìn)行研究。

專利文獻(xiàn)1公示了一種技術(shù)，其作為背面結(jié)構(gòu)由對(duì)太陽(yáng)光的發(fā)射光譜的波長(zhǎng)域的光顯示高反射率的金屬形成背面電極，在背面電極和硅半導(dǎo)體層之間形成透明導(dǎo)電層。通過形成透明導(dǎo)電層，可防止背面電極材料和硅薄膜的合金化而維持背面電極的高反射率，可防止轉(zhuǎn)換效率的降低。

專利文獻(xiàn)1：(日本)特公昭60-41878號(hào)公報(bào)

以往，上述透明導(dǎo)電層的成膜條件未達(dá)到最佳化，透明導(dǎo)電層的內(nèi)部透明性存在問題。以往，在設(shè)定上述透明導(dǎo)電層的成膜條件時(shí)，通常有重視導(dǎo)電性而犧牲內(nèi)部透明性的傾向。在此，已知導(dǎo)電性和內(nèi)部透明性的背反現(xiàn)象。在形成上述透明導(dǎo)電層時(shí)，因透明導(dǎo)電層對(duì)光吸收而成為損失，成為太陽(yáng)電池的短路電流下降的原因。因此，存在改善透明導(dǎo)電層的透明性來(lái)提高太陽(yáng)電池的短路電流的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，通過優(yōu)化透明導(dǎo)電層而提高光電轉(zhuǎn)換裝置的短路電流。

為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，在基板上具備第一透明電極層、發(fā)電層、第二透明電極層、及背面電極層，所述光電轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，所述第二透明電極層的膜厚為80nm以上且100nm以下，在波長(zhǎng)600nm以上且1000nm以下的區(qū)域上的所述第二透明電極層的光吸收率為1.5％以下。

當(dāng)增加第二透明電極層的膜厚時(shí)，發(fā)電層和背面電極層之間的距離變大，因此可抑制在背面電極層表面的光吸收。其理由是因?yàn)椋c第二透明電極層的膜厚增加相對(duì)應(yīng)，透入到背面電極層的內(nèi)部的光的電場(chǎng)強(qiáng)度分布變得淺且小，在背面電極層的光吸收量減小。另一方面，由于現(xiàn)有的第二透明電極層的光吸收率較大，因此在增加第二透明電極層的膜厚時(shí)由背面電極層所反射并到達(dá)發(fā)電層的光的光量減少。

對(duì)最佳的第二透明電極層的膜厚及光學(xué)特性進(jìn)行研究的結(jié)果是，通過做成第二透明電極層的膜厚為80nm以上且100nm以下、在波長(zhǎng)600nm以上且1000nm以下的區(qū)域上的第二透明電極層的光吸收率為1.5％以下的光電轉(zhuǎn)換裝置，可降低在背面電極層表面的光吸收，且也可降低在第二透明電極層的光吸收。其結(jié)果是，可增加由發(fā)電層所吸收的光的光量，且可增加在發(fā)電層的短路電流。

另外，本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，在基板上具備第一透明電極層、發(fā)電層、第二透明電極層、及背面電極層，所述光電轉(zhuǎn)換裝置的特征在于，所述第二透明電極層的膜厚為80nm以上且100nm以下，由所述第二透明電極層和所述發(fā)電層的界面及所述第二透明電極層和所述背面電極層的界面所反射的光的反射率在波長(zhǎng)600nm以上且1000nm以下的區(qū)域?yàn)?1％以上。

這樣，對(duì)最佳的第二透明電極層的膜厚及光學(xué)特性進(jìn)行研究的結(jié)果是，通過做成第二透明電極層的膜厚為80nm以上且100nm以下、在波長(zhǎng)600nm以上且1000nm以下的區(qū)域由所述第二透明電極層和所述發(fā)電層的界面及所述第二透明電極層和所述背面電極層的界面所反射的光的光反射率為91％以上的光電轉(zhuǎn)換裝置，可降低在背面電極層表面的光吸收，且也可以降低在第二透明電極層的光吸收。其結(jié)果是，可增加在發(fā)電層的短路電流。

在所述發(fā)明中，優(yōu)選所述發(fā)電層含有結(jié)晶質(zhì)硅i層。結(jié)晶質(zhì)硅吸收波長(zhǎng)600nm～1000nm區(qū)域的光。因此，在波長(zhǎng)600nm以上且1000nm以下的區(qū)域，若第二透明電極層的光吸收率為1.5％以下，或者由第二透明電極層及背面電極層所反射的光的反射率為91％以上，則可增大結(jié)晶質(zhì)硅的光吸收量，因此光電轉(zhuǎn)換裝置的短路電流進(jìn)一步提高。