[發(fā)明專利]光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法及光電轉(zhuǎn)換裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980128810.2
• 申請日: 2009-10-02
• 公開（公告）號: CN102105991A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宇田和孝;馬場智義;石出孝;川添浩平;西宮立享
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及例如薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法及光電轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及具有利用脈沖激光器分離中間接觸層而成的中間接觸層分離槽的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法及光電轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

以往，為了提高薄膜太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率，已知有層疊多個光電轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。例如，已知有層疊了非結(jié)晶硅層及微結(jié)晶硅層的串聯(lián)型太陽電池。這種串聯(lián)型太陽電池通過在透光性基板上依次層疊透明電極、非結(jié)晶硅層、微結(jié)晶硅層及背面電極而形成。并且，已知有在非結(jié)晶硅層和微結(jié)晶硅層之間設(shè)置與它們進行電連接及光學(xué)連接的中間接觸層，使入射光的一部分反射而進一步提高光電轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)。

在這種串聯(lián)型太陽電池中，謀求通過串聯(lián)連接多個光電轉(zhuǎn)換單元而獲得所希望電壓的高電壓化。在串聯(lián)連接多個光電轉(zhuǎn)換單元時，形成貫通非結(jié)晶硅層、中間接觸層及微結(jié)晶硅層的連接槽，通過將背面電極填充在該連接槽內(nèi)而將背面電極和透明電極連接。

另一方面，由于中間接觸層具有導(dǎo)電性，因此，當(dāng)與填充了背面電極的連接槽電連接時，非結(jié)晶硅層和微結(jié)晶硅層產(chǎn)生的電流經(jīng)由中間接觸層向連接槽泄漏。

因此，提出了通過激光加工分離中間接觸層，而防止電流從中間接觸層向連接槽泄漏的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1及2)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-261308號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2006-313872號公報

然而，即使在利用激光加工分離中間接觸層的情況下，基于以下的理由，依然存在從中間接觸層泄漏電流的可能性。

當(dāng)為了分離中間接觸層而使激光向中間接觸層及非結(jié)晶硅層照射時，非結(jié)晶硅層吸收激光的熱能，使該非結(jié)晶硅層熔融，伴隨中間接觸層飛散，而形成中間接觸層分離槽。當(dāng)形成該中間接觸層分離槽時，在形成中間接觸層分離槽的壁部(包含底壁)，非結(jié)晶硅層溶融而再結(jié)晶。考慮到該再結(jié)晶化的區(qū)域從當(dāng)初的非結(jié)晶硅變質(zhì)，因此會導(dǎo)致低電阻化。這種低電阻化的再結(jié)晶區(qū)域成為電流的新的泄漏路徑，從而導(dǎo)致電池性能降低。

本發(fā)明者們積極研究發(fā)現(xiàn)，再結(jié)晶化區(qū)域產(chǎn)生低電阻化的情況根據(jù)中間接觸層分離槽的加工深度而存在差異。

具體而言，第一，如圖5的左側(cè)所示，在中間接觸層分離槽100a淺的情況下，再結(jié)晶化區(qū)域101與非結(jié)晶n層103連接，施主原子103a從非結(jié)晶n層103向再結(jié)晶化區(qū)域101內(nèi)擴散，使再結(jié)晶化區(qū)域101低電阻化。第二，如圖5的右側(cè)所示，在中間接觸層分離槽100b深的情況下，再結(jié)晶化區(qū)域101與非結(jié)晶p層105連接，受主原子105a從非結(jié)晶p層105向再結(jié)晶化區(qū)域101內(nèi)擴散，使再結(jié)晶化區(qū)域101低電阻化。在圖5中，符號107表示玻璃基板、109表示透明電極層、111表示非結(jié)晶i層、113表示中間接觸層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述情況而作成的，其目的在于提供一種盡可能防止電流經(jīng)由中間接觸層分離槽泄漏的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法及光電轉(zhuǎn)換裝置。

為了解決上述課題，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法及光電轉(zhuǎn)換裝置采用以下方式。

即，本發(fā)明的一方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法包括：制膜以硅為主成分的第一光電轉(zhuǎn)換層的第一光電轉(zhuǎn)換層制膜工序；在所述第一光電轉(zhuǎn)換層上制膜對該第一光電轉(zhuǎn)換層進行電連接及光學(xué)連接的中間接觸層的中間接觸層制膜工序；照射激光，除去所述中間接觸層，并形成到達(dá)所述第一光電轉(zhuǎn)換層的中間接觸層分離槽而將該中間接觸層分離的中間接觸層分離工序；制膜第二光電轉(zhuǎn)換層的第二光電轉(zhuǎn)換層制膜工序，該第二光電轉(zhuǎn)換層在所述中間接觸層上及所述中間接觸層分離槽內(nèi)對該中間接觸層進行電連接及光學(xué)連接且以硅為主成分，其中，所述第一光電轉(zhuǎn)換層由i層、隔著該i層制膜的p層及n層構(gòu)成，所述中間接觸層分離工序以在所述第一光電轉(zhuǎn)換層的所述i層形成終端的方式形成所述中間接觸層分離槽。

在照射激光而賦予的熱能作用下，中間接觸層及第一光電轉(zhuǎn)換層溶融、飛散，在激光的照射部分形成槽。由此，形成將中間接觸層分離的中間接觸層分離槽。在此，在形成中間接觸層分離槽的壁部大量存在被溶融的硅再結(jié)晶的再結(jié)晶化區(qū)域。

在上述方式中，使中間接觸層分離槽的終端位于第一光電轉(zhuǎn)換層的i層。由此，避免存在于中間接觸層分離槽周圍的再結(jié)晶化區(qū)域與n層或p層連接的情況，防止施主原子從n層向再結(jié)晶化區(qū)域擴散的情況，而且，防止受主原子從p層向再結(jié)晶化區(qū)域擴散的情況。因此，避免n層的施主原子和p層的受主原子向再結(jié)晶化區(qū)域擴散而低電阻化的情況，防止成為電流的泄漏路徑。

作為第一光電轉(zhuǎn)換層優(yōu)選使用非結(jié)晶硅層，作為第二光電轉(zhuǎn)換層使用微結(jié)晶硅層。作為中間接觸層優(yōu)選使用GZO(Ga摻雜ZnO)。