[發(fā)明專利]疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280039241.6
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN103733356A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 松田高洋;大谷哲史;后藤雅博
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社鐘化
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張永新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法。特別是，本發(fā)明除了提供高性能的光電轉(zhuǎn)換裝置以外，還涉及對于制造工序的通用性、和生產(chǎn)效率得到改善的疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法。

技術(shù)背景

近年，為了兼顧光電轉(zhuǎn)換裝置的低成本化和高效率化，薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置受到關(guān)注，正在精力充沛地進(jìn)行開發(fā)。一般地，薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置，在一對電極間，具有1個以上的光電轉(zhuǎn)換單元。各光電轉(zhuǎn)換單元具有，i型(本征)的光電轉(zhuǎn)換層被p型層和n型層夾持的結(jié)構(gòu)。光電轉(zhuǎn)換單元，不管其導(dǎo)電型層(p型層以及n型層)是非晶體或晶體，占據(jù)光電轉(zhuǎn)換單元主要部分的光電轉(zhuǎn)換層(i型層)為非晶體的光電轉(zhuǎn)換單元稱為非晶體光電轉(zhuǎn)換單元，光電轉(zhuǎn)換層為晶體的光電轉(zhuǎn)換單元稱為晶體光電轉(zhuǎn)換單元。

作為提高光電轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率的方法，公知有將2個以上的光電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行疊層而得到的疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置。疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置中，在光入射側(cè)，配置前方光電轉(zhuǎn)換單元，所述前方光電轉(zhuǎn)換單元包含具有相對較大的能帶間隙的光電轉(zhuǎn)換層，而在其后方，配置后方光電轉(zhuǎn)換單元，所述后方光電轉(zhuǎn)換單元包含具有相對較小的能帶間隙的光電轉(zhuǎn)換層。通過該結(jié)構(gòu)，入射光在寬的波長范圍可進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，從而可謀求作為光電轉(zhuǎn)換裝置全體的轉(zhuǎn)換效率的提高。

以下，在本發(fā)明書中，將相對地在光入射側(cè)配置的光電轉(zhuǎn)換單元稱為前方光電轉(zhuǎn)換單元，將與前方光電轉(zhuǎn)換單元的遠(yuǎn)離光入射側(cè)的一側(cè)相鄰接而配置的光電單元稱為后方光電轉(zhuǎn)換單元。此外，只要沒有特別說明，“前方”以及“后方”的用語，是指從光入射側(cè)來看為前方、和后方。

已有下述提案：在疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置中，在多個光電轉(zhuǎn)換單元之間，設(shè)置具有光透射性和光反射性的導(dǎo)電性的中間反射層。通過該結(jié)構(gòu)，反射一部分到達(dá)中間反射層的光，增加位于中間反射層的光入射側(cè)的前方光電轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換層中的光吸收量，可增大在前方光電轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的電流值。例如，作為前方光電轉(zhuǎn)換單元具有非晶體硅光電轉(zhuǎn)換單元，而作為后方光電轉(zhuǎn)換單元具有晶體硅光電轉(zhuǎn)換單元的混合型薄膜光電轉(zhuǎn)換裝置，由于在光電轉(zhuǎn)換單元之間具有中間反射層，則可以不增加非晶體硅層的膜厚度而增加在非晶體硅光電轉(zhuǎn)換單元內(nèi)產(chǎn)生的電流。進(jìn)一步，由于可以減小非晶體硅層的膜厚度，因此可以抑制非晶體硅光電轉(zhuǎn)換單元的特性降低，所述非晶體硅光電轉(zhuǎn)換單元的特性降低是指由于非晶體硅層的膜厚度增加而產(chǎn)生的光劣化變得顯著。

專利文獻(xiàn)1中公開了一種疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置，其具有在硅和氧的非晶體合金中混合存在有硅結(jié)晶相的導(dǎo)電型的硅復(fù)合層作為中間反射層。如上所述的導(dǎo)電型的硅復(fù)合層，可與非晶體光電轉(zhuǎn)換單元、或晶體光電轉(zhuǎn)換單元相同地通過等離子體CVD法形成。但是，導(dǎo)電型的硅復(fù)合層進(jìn)行制膜后，在同一制膜裝置內(nèi)形成后方光電轉(zhuǎn)換單元時，有招致轉(zhuǎn)換特性降低的情況。此外，即使在剛進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換裝置的制造后顯示高轉(zhuǎn)換特性的情況下，光電轉(zhuǎn)換裝置暴露在高溫、高濕環(huán)境下，也有轉(zhuǎn)換特性降低的情況。

專利文獻(xiàn)2中公開了，在形成作為中間反射層的n型的硅復(fù)合層的一部分后，基板暫時取出至大氣中，該硅復(fù)合層的最外表面暴露至大氣中后，形成硅復(fù)合層的剩余部分的方法。按照專利文獻(xiàn)2的方法，通過大氣暴露、真空排氣、再加熱，可提高在硅復(fù)合層上形成的后方光電轉(zhuǎn)換單元的膜質(zhì)量，從而可以謀求實現(xiàn)轉(zhuǎn)換特性和耐久性的提高。

此外，專利文獻(xiàn)3中公開了，在形成硅復(fù)合層的全體后，基板暫時取出至大氣中，之后，通過以低功率密度形成后方光電轉(zhuǎn)換單元的一導(dǎo)電型層，則可以使前方光電轉(zhuǎn)換單元和后方光電轉(zhuǎn)換單元的結(jié)合良好。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-45129號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-277303號公報

專利文獻(xiàn)3：日本特開2010-267860號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

如專利文獻(xiàn)2、3，在形成前方光電轉(zhuǎn)換單元的工序和形成后方光電轉(zhuǎn)換單元的工序之間，通過進(jìn)行大氣暴露以及再加熱，改善疊層型光電轉(zhuǎn)換裝置的初期轉(zhuǎn)換特性、以及耐久性。但是，為了進(jìn)行大氣暴露以及再加熱，在需要多個CVD裝置的基礎(chǔ)上，還需要將基板暫時從CVD裝置搬出，并搬入別的CVD裝置中，進(jìn)行再加熱工序，因此，需要犧牲生產(chǎn)性、以及制造成本。此外，進(jìn)行大氣暴露后在同一CVD裝置中進(jìn)行制膜時，CVD裝置內(nèi)由于混入大氣元素、CVD裝置內(nèi)的溫度降低，從而導(dǎo)致發(fā)生膜從電極上剝離，進(jìn)而有膜品質(zhì)降低的相關(guān)情況。