專利名稱：疊層型光電動勢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疊層型光電動勢裝置，尤其涉及一種包含多個發(fā)電單元的疊層型光電動勢裝置。
背景技術(shù)：
在特開2000-58892號公報中公開了具有包含光電轉(zhuǎn)換層的第一發(fā)電單元和包含光電轉(zhuǎn)換層的第二發(fā)電單元依次疊層的結(jié)構(gòu)的疊層型光電動勢裝置。該疊層型光電動勢裝置具有薄膜多晶Si層或微晶Si層作為第一發(fā)電單元的光電轉(zhuǎn)換層，具有非晶Si層作為第二發(fā)電單元的光電轉(zhuǎn)換層。此外，上述以往的疊層型光電動勢裝置整體的輸出特性，由第一發(fā)電單元和第二發(fā)電單元的各自的特性的平衡決定。
然而，在上述以往的疊層型光電動勢裝置中，由于作為第二發(fā)電單元的光電轉(zhuǎn)換層的非晶Si層的光劣化率大，所以存在第二發(fā)電單元單獨(dú)的特性的降低率變大的不利情況。由此，產(chǎn)生包含第一發(fā)電單元和第二發(fā)電單元的疊層型光電動勢裝置整體的輸出特性的光劣化率也變大的不利情況。其結(jié)果，在長時間使用疊層型光電動勢裝置的情況下，存在疊層型光電動勢裝置的輸出特性的變動幅度變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，本發(fā)明的一個目的是提供一種可減小輸出特性的變動幅度的疊層型光電動勢裝置。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的疊層型光電動勢裝置具有包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的、由實(shí)質(zhì)上的本征非單晶(non-single crystal)半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層的第一發(fā)電單元；和在第一發(fā)電單元上方(above)形成，包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的、由實(shí)質(zhì)上的本征非晶(non-crystalline)半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二半導(dǎo)體層的第二發(fā)電單元。而且，構(gòu)成第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層的主要元素的第一密度，比構(gòu)成第二發(fā)電單元的第二半導(dǎo)體層的主要元素的第二密度小。
在根據(jù)該一個方面的疊層型光電動勢裝置中，如上所述，在包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的、由實(shí)質(zhì)上的本征非單晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層的第一發(fā)電單元上，形成包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的、由實(shí)質(zhì)上的本征非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二半導(dǎo)體層的第二發(fā)電單元，同時，使構(gòu)成第一發(fā)電單元的由非單晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層的主要元素的第一密度比構(gòu)成第二發(fā)電單元的由非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二半導(dǎo)體層的主要元素的第二密度小，由此，進(jìn)入第一發(fā)電單元的具有較小的第一密度的第一半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)中的雜質(zhì)的量增大，因此包含由非單晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)的第一發(fā)電單元單獨(dú)的初期特性降低。因此，可以使由第一發(fā)電單元和第二發(fā)電單元的各自的特性的平衡決定的疊層型光電動勢裝置整體的初期的輸出特性預(yù)先降低。所以，即使包含由容易光劣化的非晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的第二半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)的第二發(fā)電單元單獨(dú)的特性的降低率變大，使疊層型光電動勢裝置整體的初期的輸出特性預(yù)先降低，也可以使包含第一發(fā)電單元和第二發(fā)電單元的疊層型光電動勢裝置整體的輸出特性的光劣化率減小。由此，在長時間使用疊層型光電動勢裝置的情況下，可以使疊層型光電動勢裝置的輸出特性緩慢地降低，并且可以減小疊層型光電動勢裝置的輸出特性的變動幅度。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體層由實(shí)質(zhì)上的本征非單晶體(non-single crystal)構(gòu)成。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體層由非晶半導(dǎo)體構(gòu)成。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)上述一個方面的疊層型光電動勢裝置，還包括在第一發(fā)電單元上(on)形成、包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第三半導(dǎo)體層的第三發(fā)電單元，而且，構(gòu)成第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層的主要元素的第一密度，比構(gòu)成第三發(fā)電單元的第三半導(dǎo)體層的主要元素的第三密度小。
在根據(jù)上述一個方面的疊層型光電動勢裝置中，優(yōu)選第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層和第二發(fā)電單元的第二半導(dǎo)體層包含Si層。如果這樣構(gòu)成，則通過使第一發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的非單晶體的Si層的Si密度比第二發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的非晶質(zhì)的Si層的Si密度小，可以容易地使包含非單晶體的Si層(光電轉(zhuǎn)換層)的第一發(fā)電單元單獨(dú)的初期特性降低。
在根據(jù)上述一個方面的疊層型光電動勢裝置中，優(yōu)選第一發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第一半導(dǎo)體層包含微晶半導(dǎo)體層，包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的由非晶半導(dǎo)體構(gòu)成的第二半導(dǎo)體層的第二發(fā)電單元被配置在光入射側(cè)。這樣，如果使用難以光劣化的微晶半導(dǎo)體層作為第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)，即使進(jìn)入微晶半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)中的雜質(zhì)的量增大，也可以抑制包含微晶半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)的第一發(fā)電單元單獨(dú)的初期特性過度降低的不利情況的發(fā)生。
在根據(jù)上述一個方面的疊層型光電動勢裝置中，優(yōu)選第一發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第一半導(dǎo)體層的光劣化率比第二發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第二半導(dǎo)體層的光劣化率小。如果這樣構(gòu)成，則在使構(gòu)成第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層(光電轉(zhuǎn)換層)的主要元素的密度減小，從而使第一發(fā)電單元單獨(dú)的初期特性和光劣化率降低的情況下，光劣化率小的第一發(fā)電單元單獨(dú)的光劣化率的降低對于疊層型光電動勢裝置整體的光劣化率沒有什么影響，另一方面，第一發(fā)電單元單獨(dú)的初期特性的降低，在減小疊層型光電動勢裝置整體的光劣化率的方向有影響，因此可以容易地減小疊層型光電動勢裝置整體的光劣化率。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，非單晶半導(dǎo)體層具有多個構(gòu)成第一半導(dǎo)體層的主要元素的結(jié)晶。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，非晶半導(dǎo)體層為非結(jié)晶狀態(tài)(amorphous)。


圖1為表示根據(jù)本發(fā)明制作的實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2為表示比較例1的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3為表示比較例2的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4為表示疊層型光電動勢裝置的轉(zhuǎn)換效率隨著時間的經(jīng)過而變化的圖。
圖5為表示疊層型光電動勢裝置的轉(zhuǎn)換效率隨著時間的經(jīng)過而變化的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，使用

本發(fā)明的實(shí)施例。相同或近似的部分用相同的符號表示，省略其說明。
在此，術(shù)語“上(on)”、“上方(above和over)”由層的表面的位置關(guān)系定義，與空間的表面的朝向沒有關(guān)系。術(shù)語“上方(above和over)”在說明書或權(quán)利要求中，有時某個層與另一個層連接時也使用；而術(shù)語“上(on)”有時某一個層不與另一個層連接，例如層在其間時也使用。
圖1為表示本發(fā)明的疊層型光電動勢裝置的實(shí)施例的截面圖。首先，參照圖1，說明實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，在本實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置中，在具有0.15mm厚度的平坦的不銹鋼板(SUS430)1a上，形成有由具有20μm的厚度的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的樹脂層1b。由該不銹鋼板1a和樹脂層1b構(gòu)成具有平坦的表面的基板1。在基板1(樹脂層1b)上，形成有由具有200nm厚度的Ag構(gòu)成的平坦的背面電極2。
另外，本實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置具有作為微晶Si類發(fā)電單元的底部元件(bottom cell)3和作為非晶Si類發(fā)電單元的前部元件(front cell)4在背面電極2上依次疊層的結(jié)構(gòu)。即，底部元件3被配置在基板1側(cè)，同時，前部元件4被配置在光入射側(cè)。其中，底部元件3為本發(fā)明的“第一發(fā)電單元”的一個例子，前部元件4為本發(fā)明的“第二發(fā)電單元”的一個例子。
具體地說，在背面電極2上，依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層31、由非摻雜微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32和由p型微晶Si層構(gòu)成的p型層33。在本實(shí)施例中，n型層31、光電轉(zhuǎn)換層32和p型層33分別具有20nm、2μm和20nm的厚度。其中，光電轉(zhuǎn)換層32為本發(fā)明的“第一半導(dǎo)體層”的一個例子。由n型層31、光電轉(zhuǎn)換層32和p型層33構(gòu)成底部元件3。
在此，在本實(shí)施例中，以底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度比后述的前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度小的方式構(gòu)成。即，底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度被設(shè)定為2.267g/cm3，同時，前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度被設(shè)定為2.315g/cm3。
另外，在底部元件3(p型層33)上，依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層41、由非摻雜非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42和由p型非晶SiC層構(gòu)成的p型層43。另外，n型層41、光電轉(zhuǎn)換層42和p型層43分別具有20nm、350nm和20nm的厚度。其中，光電轉(zhuǎn)換層42為本發(fā)明的“第二半導(dǎo)體層”的一個例子。由n型層41、光電轉(zhuǎn)換層42和p型層43構(gòu)成前部元件4。
在此，已知在使用非晶Si層和微晶Si層作為光電轉(zhuǎn)換層的情況下，非晶Si層比微晶Si層容易光劣化。因此，在本實(shí)施例中，即使底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度小，底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的光劣化率也比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的光劣化率小。
另外，在前部元件4(p型層43)上，形成有具有80nm的厚度的、由ITO(Indium Tin Oxide氧化銦錫)構(gòu)成的表面透明電極5。在表面透明電極5上的規(guī)定區(qū)域，形成由具有2μm厚度的Ag構(gòu)成的集電極6。
(疊層型光電動勢裝置的制作)接下來，說明實(shí)際制作實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置時的制作工序。首先，如圖1所示，在厚度為0.15mm的平坦的不銹鋼板1a上，蒸鍍聚合由厚度為20μm的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的樹脂層1b。由此，制作出由不銹鋼板1a和樹脂層1b構(gòu)成的基板1。然后，利用RF磁控管濺射法，在基板1(樹脂層1b)上形成由厚度為200nm的Ag構(gòu)成的平坦的背面電極2。
接下來，利用等離子體CVD(Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相沉積)法，在背面電極2上依次形成構(gòu)成底部元件3的三個Si層。具體地說，在背面電極2上依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層31、由非摻雜微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32和由p型微晶Si層構(gòu)成的p型層33。此時，分別將n型層31、光電轉(zhuǎn)換層32和p型層33形成為具有20nm、2μm和20nm的厚度。將n型層31、光電轉(zhuǎn)換層32和p型層33的形成條件示于以下的表1。
表1

參照上述表1，在形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層31時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、133Pa和100W。另外，將形成n型層31時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體3sccm、H2氣體200sccm和PH3氣體0.6sccm。
另外，在形成由非摻雜微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為200℃、133Pa和30W。另外，將形成光電轉(zhuǎn)換層32時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體20sccm和H2氣體400sccm。
另外，在形成由p型微晶Si層構(gòu)成的p型層33時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、133Pa和60W。另外，將形成p型層33時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體2sccm、H2氣體400sccm和B2H6氣體0.2sccm。
接下來，利用等離子體CVD法，在底部元件3(p型層33)上依次形成構(gòu)成前部元件4的三個Si層。具體地說，在底部元件3上依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層41、由非摻雜非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42和由p型非晶SiC層構(gòu)成的p型層43。此時，分別將n型層41、光電轉(zhuǎn)換層42和p型層43形成為具有20nm、350nm和20nm的厚度。將n型層41、光電轉(zhuǎn)換層42和p型層43的形成條件示于以下的表2中。
表2

參照上述表2，在形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層41時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、133Pa和100W。另外，將形成n型層41時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體3sccm、H2氣體200sccm和PH3氣體0.6sccm。
另外，在形成由非摻雜非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、11Pa和5W。另外，將形成光電轉(zhuǎn)換層42時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體30sccm。
另外，形成由p型非晶SiC層構(gòu)成的p型層43時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、33Pa和10W。另外，將形成p型層43時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體10sccm、H2氣體90sccm、CH4氣體10sccm和B2H6氣體0.4sccm。
接下來，利用RF磁控管濺射法，在前部元件4(p型層43)上形成由厚度為80nm的ITO構(gòu)成的表面透明電極5。然后，利用真空蒸鍍法，在表面透明電極5上的規(guī)定區(qū)域，形成由厚度為2μm的Ag構(gòu)成的集電極6，由此制作出實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置。
接下來，對如上所述制作的實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置，測定底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度和前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度。將該Si密度的測定結(jié)果示于以下的表3。此外，在Si密度的測定中，使用X射線反射率測定裝置(SMAT、Technos株式會社生產(chǎn))。另外，使用X射線反射率測定裝置的Si密度的測定條件設(shè)定為照射X射線CuKα、測定范圍2θ＝0.16°～0.25°(間隔0.0002°)和狹縫寬度10mm。
表3

參照上述表3，實(shí)施例的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度為2.267g/cm3，前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度為2.315g/cm3。從該結(jié)果可以確認(rèn)，在本實(shí)施例中，底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度(2.267g/cm3)比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度(2.315g/cm3)小。
比較例1圖2為表示比較例1的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。接下來，參照圖2說明作為上述實(shí)施例的比較例制作的比較例1的疊層型光電動勢裝置的制作過程。作為該比較例1的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)，除了底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)132的Si密度(2.323g/cm3)比上述實(shí)施例的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度(2.267g/cm3)大以外，與上述實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)相同。即，在該比較例1中，與上述實(shí)施例不同的是，以底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)132的Si密度比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度大的方式構(gòu)成。
(疊層型光電動勢裝置的制作)首先，如圖2所示，與上述實(shí)施例同樣，在厚度為0.15mm的不銹鋼板1a上，蒸鍍聚合由厚度為20μm的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的樹脂層1b，由此制作出基板1。然后，利用RF磁控管濺射法，在基板1上形成由厚度為200nm的Ag構(gòu)成的背面電極2。
接下來，利用等離子體CVD法，在背面電極2上形成由三個Si層構(gòu)成的底部元件13。即，在背面電極2上依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層31、由非摻雜微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層132和由p型微晶Si層構(gòu)成的p型層33。此時，分別將n型層31、光電轉(zhuǎn)換層132和p型層33形成為具有20nm、2μm和20nm的厚度。將n型層31、光電轉(zhuǎn)換層132和p型層33的形成條件示于以下的表4。
表4

參照上述表4，形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層31時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、133Pa和100W。另外，將形成n型層31時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體3sccm、H2氣體200sccm和PH3氣體0.6sccm。比較例1的n型層31的形成條件與上述實(shí)施例的n型層31的形成條件相同。
另外，形成由非摻雜微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層132時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為200℃、133PPa和50W。另外，將形成光電轉(zhuǎn)換層132時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體10sccm和H2氣體400sccm。
另外，形成由p型微晶Si層構(gòu)成的p型層33時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、133Pa和60W。另外，將形成p型層33時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體2sccm、H2氣體400sccm和B2H6氣體0.2sccm。比較例1的p型層33的形成條件與上述實(shí)施例的p型層33的形成條件相同。
接下來，利用等離子體CVD法，在底部元件13(p型層33)上，依次形成構(gòu)成前部元件4的三個Si層。具體地說，在底部元件13上依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成為n型層41、由非摻雜非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42和由p型非晶SiC層構(gòu)成的p型層43。此時，分別將n型層41、光電轉(zhuǎn)換層42和p型層43形成為具有20nm、350nm和20nm的厚度。另外，形成n型層41、光電轉(zhuǎn)換層42和p型層43時，使用與上述表2相同的形成條件。
接下來，與上述實(shí)施例同樣，利用RF磁控管濺射法，在前部元件4(p型層43)上，形成由厚度為80nm的ITO構(gòu)成的表面透明電極5。再利用真空蒸鍍法，在表面透明電極5上的規(guī)定區(qū)域，形成由厚度為2μm的Ag構(gòu)成的集電極6。這樣，制作出比較例1的疊層型光電動勢裝置。其中，在比較例1的疊層型光電動勢裝置中，與上述實(shí)施例同樣，光從前部元件4側(cè)入射。
接下來，對如上所述制作的比較例1的疊層型光電動勢裝置，測定底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)132的Si密度。另外，在測定比較例1的底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層132的Si密度時，使用與測定上述實(shí)施例的底部元件3和前部元件4的各自的光電轉(zhuǎn)換層32和42的Si密度時的測定條件相同的測定條件。將該Si密度的測定結(jié)果示于以下的表5。由于比較例1的前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的形成條件與上述實(shí)施例的前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的形成條件相同，所以，可認(rèn)為比較例1的前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42和實(shí)施例的前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42具有相同的Si密度(2.315g/cm3)。因此，在比較例1中，不對前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的Si密度進(jìn)行測定。
表5

參照上述表5，比較例1的底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)132的Si密度為2.323g/cm3。從該結(jié)果可以確認(rèn)，在比較例1中，底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)132的Si密度(2.323g/cm3)比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度(2.315g/cm3)大。
比較例2圖3為表示比較例2的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。接下來，參照圖3，說明作為上述實(shí)施例的比較例制作的比較例2的疊層型光電動勢裝置的制造過程。作為該比較例2的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)，除了前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)142的Si密度(2.231g/cm3)比上述實(shí)施例的前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)42的Si密度(2.315g/cm3)小以外，與上述實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置的結(jié)構(gòu)相同。即，在該比較例2中，與上述實(shí)施例不同的是，以底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度比前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)142的Si密度大的方式構(gòu)成。
首先，如圖3所示，與上述實(shí)施例同樣，在厚度為0.15mm的不銹鋼板1a上，蒸鍍聚合由厚度為20μm的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的樹脂層1b，由此制作出基板1。然后，利用RF磁控管濺射法，在基板1上形成由厚度為200nm的Ag構(gòu)成的背面電極2。
接下來，利用等離子體CVD法，在背面電極2上形成由三個Si層構(gòu)成的底部元件3。即，在背面電極2上依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層31、由非摻雜微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32和由p型微晶Si層構(gòu)成的p型層33。此時，分別將n型層31、光電轉(zhuǎn)換層32和p型層33形成為具有20nm、2μm和20nm的厚度。另外，形成n型層31、光電轉(zhuǎn)換層32和p型層33時，使用與上述表1相同的形成條件。
接下來，利用等離子體CVD法，在底部元件3(p型層33)上依次形成構(gòu)成前部元件14的三個Si層。具體地說，在底部元件3上依次形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層41、由非摻雜非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層142和由p型非晶SiC層構(gòu)成的p型層43。此時，分別將n型層41、光電轉(zhuǎn)換層142和p型層43形成為具有20nm、350nm和20nm的厚度。將n型層41、光電轉(zhuǎn)換層142和p型層43的形成條件示于以下的表6。
表6

參照上述表6，形成由n型微晶Si層構(gòu)成的n型層41時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、133Pa和100W。另外，將形成n型層41時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體3sccm、H2氣體200sccm和PH3氣體0.6sccm。比較例2的n型層41的形成條件與上述實(shí)施例的n型層41的形成條件相同。
另外，形成由非摻雜非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層142時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、650Pa和50W。另外，將形成光電轉(zhuǎn)換層142時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體30sccm和H2氣體150sccm。
另外，形成由p型非晶SiC層構(gòu)成的p型層43時，將基板溫度、反應(yīng)壓力和高頻電力分別設(shè)定為160℃、33Pa和10W。另外，將形成p型層43時的氣體流量設(shè)定為SiH4氣體10sccm、H2氣體90sccm、CH4氣體10sccm和B2H6氣體0.4sccm。比較例2的p型層43的形成條件與上述實(shí)施例的p型層43的形成條件相同。
接下來，與上述實(shí)施例同樣，利用RF磁控管濺射法，在前部元件14(p型層43)上，形成由厚度為80nm的ITO構(gòu)成的表面透明電極5。再利用真空蒸鍍法，在表面透明電極5上的規(guī)定區(qū)域，形成由厚度為2μm的Ag構(gòu)成的集電極6。這樣，制作出比較例2的疊層型光電動勢裝置。在比較例2的疊層型光電動勢裝置中，與上述實(shí)施例同樣，光從前部元件14側(cè)入射。
接下來，對如上所述制作的比較例2的疊層型光電動勢裝置，測定前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)142的Si密度。另外，在測定比較例2的前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層142的Si密度時，使用與測定上述實(shí)施例的底部元件3和前部元件4的各自的光電轉(zhuǎn)換層32和42的Si密度時的測定條件相同的測定條件。將該Si密度的測定結(jié)果示于以下的表7。由于比較例2的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的形成條件與上述實(shí)施例的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的形成條件相同，所以，可認(rèn)為比較例2的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32和實(shí)施例的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32具有相同的Si密度(2.267g/cm3)。因此，在該比較例2中，不測定底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的Si密度。
表7

參照上述表7，比較例2的前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)142的Si密度為2.231g/cm3。從該結(jié)果可以確認(rèn)，在比較例2中，底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度(2.267g/cm3)比前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層(非晶Si層)142的Si密度(2.231g/cm3)大。
(實(shí)施例和比較例1的共同部分)[輸出特性實(shí)驗]接下來，對如上所述制作的實(shí)施例和比較例1的各自的疊層型光電動勢裝置，進(jìn)行輸出特性實(shí)驗。在該輸出特性實(shí)驗中，首先，在光譜AM1.5、光強(qiáng)度100mW/cm2和測定溫度25℃的模擬太陽光照射條件下，測定初期特性(轉(zhuǎn)換效率、開路電壓、短路電流和曲線因子)。然后，對實(shí)施例和比較例1的各自的疊層型光電動勢裝置，在將端子間開放的狀態(tài)下，通過在光譜AM1.5、光強(qiáng)度500mW/cm2和測定溫度25℃的條件下照射光160分鐘，使實(shí)施例和比較例1的各自的光電動勢裝置光劣化。然后，對光劣化后的實(shí)施例和比較例1的疊層型光電動勢裝置，在與測定上述初期特性的條件相同的條件下，再次測定光劣化后的特性(轉(zhuǎn)換效率、開路電壓、短路電流和曲線因子)。將實(shí)施例和比較例1的測定結(jié)果分別示于以下的表8和表9。
此外，表8和表9中的底部元件的初期特性(標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)化短路電流和標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子)是以前部元件的初期特性(開路電壓、短路電流和曲線因子)作為基準(zhǔn)(“1.00”)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的值。另外，光劣化后的前部元件和底部元件的特性(標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)化短路電流和標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子)也是以前部元件的初期特性(開路電壓、短路電流和曲線因子)作為基準(zhǔn)(“1.00”)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的值。另外，表8和表9中的疊層型光電動勢裝置的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓為前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓和底部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓之和。另外，疊層型光電動勢裝置的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流為前部元件和底部元件的各自的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流中較低一方的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流的值。另外，疊層型光電動勢裝置的標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子為前部元件和底部元件的各自的標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子中的較低一方的標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子的值。此外，表8中的底部元件和前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓和標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子，是測定在與圖1所示的底部元件3和前部元件4分別相同的形成條件下形成、并且具有相同結(jié)構(gòu)的各單體的底部元件和前部元件的開路電壓和曲線因子后，以實(shí)施例的前部元件的初期特性作為基準(zhǔn)、將該測定值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。另外，表8中的底部元件和前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流是測定圖1所示的疊層型光電動勢裝置的前部元件3和底部元件4的各自的收集效率后，以前部元件的初期特性作為基準(zhǔn)，將根據(jù)該測定值算出的短路電流的值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。另外，表9中的底部元件和前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓和標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子，是測定在與圖2所示的底部元件13和前部元件4分別相同的形成條件下形成、并且具有相同結(jié)構(gòu)的各單體的底部元件和前部元件的開路電壓和曲線因子后，以實(shí)施例的前部元件的初期特作為基準(zhǔn)，將該測定值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。另外，表9中的底部元件和前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流是測定圖2所示的疊層型光電動勢裝置的前部元件13和底部元件4的各自的收集效率后，以實(shí)施例的前部元件的初期特性作為基準(zhǔn)，將根據(jù)該測定值算出的短路電流的值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。
表8

表9

參照上述表8和表9，在將前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的Si密度設(shè)定為2.315g/cm3的疊層型光電動勢裝置中，在將使底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的Si密度(2.267g/cm3)比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的Si密度小的實(shí)施例和使底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層132的Si密度(2.323g/cm3)比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的Si密度大的比較例1進(jìn)行比較時，判明實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置的光劣化率，比比較例1的疊層型光電動勢裝置的光劣化率小。在實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置中，標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換效率從1.45(初期特性)變?yōu)?.32(光劣化后的特性)，轉(zhuǎn)換效率的降低率為9.0％。另一方面，在比較例1的疊層型光電動勢裝置中，標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換效率從1.53(初期特性)變?yōu)?.32(光劣化后的特性)，轉(zhuǎn)換效率的降低率為13.7％。
另外，在實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置中，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從0.95(初期特性)變化至0.87(光劣化后的特性)，而在比較例1的疊層型光電動勢裝置中，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從1.00(初期特性)變化至0.87(光劣化后的特性)。
根據(jù)該結(jié)果可認(rèn)為，在實(shí)施例中，由于疊層型光電動勢裝置的初期的曲線因子比比較例1低，因此，疊層型光電動勢裝置的初期的轉(zhuǎn)換效率比比較例1低。由此，可認(rèn)為，在實(shí)施例中，疊層型光電動勢裝置的初期的轉(zhuǎn)換效率比比較例1低，從而疊層型光電動勢裝置的轉(zhuǎn)換效率的降低率比比較例1小。
另外，參照上述表8和表9，在實(shí)施例的底部元件3中，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從0.95(初期特性)變化至0.90(光劣化后的特性)，而在比較例1的底部元件13中，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從1.00未發(fā)生變化。從該結(jié)果可認(rèn)為，在實(shí)施例中，底部元件3的初期的曲線因子比比較例1的底部元件13的初期的曲線因子低，所以，疊層型光電動勢裝置的初期的曲線因子比比較例1低。在此，可以認(rèn)為，實(shí)施例的底部元件3的初期的曲線因子比比較例1的底部元件13的初期的曲線因子低，是由于進(jìn)入實(shí)施例的底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32中的雜質(zhì)，比進(jìn)入比較例1的底部元件13的光電轉(zhuǎn)換層132中的雜質(zhì)的量增大的原故。
另外，參照上述表8，在實(shí)施例的前部元件4中，標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓從1.00(初期特性)變化至0.97(光劣化后的特性)。標(biāo)準(zhǔn)化短路電流從1.00未發(fā)生變化。標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從1.00(初期特性)變化至0.87(光劣化后的特性)。另一方面，在實(shí)施例的底部元件3中，標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓從0.53未發(fā)生變化。標(biāo)準(zhǔn)化短路電流從1.10未發(fā)生變化。從該結(jié)果可以確認(rèn)，構(gòu)成底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的微晶Si層，比構(gòu)成前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的非晶Si層難以光劣化。如上所述，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從0.95(初期特性)變化至0.90(光劣化后的特性)。
圖4為表示疊層型光電動勢裝置的轉(zhuǎn)換效率隨著時間的經(jīng)過而變化的圖。接下來，參照圖4，說明實(shí)施例和比較例1的各自的疊層型光電動勢裝置的時間和轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系。
如圖4所示，判明實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置與比較例1的疊層型光電動勢裝置相比，轉(zhuǎn)換效率隨著時間的經(jīng)過較緩慢地降低。因此，可以認(rèn)為，即使實(shí)施例的初期的轉(zhuǎn)換效率低于比較例1的初期的轉(zhuǎn)換效率，但在從初期狀態(tài)經(jīng)過規(guī)定的時間后的時間T，實(shí)施例的轉(zhuǎn)換效率將高于比較例1。
(實(shí)施例和比較例2的共同部分)[輸出特性實(shí)驗]接下來，對如上所述制作的比較例2的疊層型光電動勢裝置，進(jìn)行與上述對實(shí)施例和比較例1進(jìn)行的輸出特性實(shí)驗相同的輸出特性實(shí)驗。此外，對于實(shí)施例，使用上述表8所示的測定結(jié)果。將比較例2的測定結(jié)果示于以下的表10中。
表10中的前部元件和底部元件的特性(標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓、標(biāo)準(zhǔn)化短路電流和標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子)，是以上述表8所示的實(shí)施例的前部元件的初期特性(開路電壓、短路電流和曲線因子)作為基準(zhǔn)(“1.00”)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。另外，表10中的疊層型光電動勢裝置的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓為前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓和底部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓之和。另外，疊層型光電動勢裝置的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流為前部元件和底部元件的各自的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流中較低一方的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流的值。另外，疊層型光電動勢裝置的標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子為前部元件和底部元件的各自的標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子中較低一方的標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子的值。此外，表10中的底部元件和前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓和標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子，是測定在與圖3所示的底部元件3和前部元件14分別相同的形成條件下形成、并且具有相同結(jié)構(gòu)的各單體的底部元件和前部元件的開路電壓和曲線因子后，以實(shí)施例的前部元件的初期特性作為基準(zhǔn)，將該測定值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。另外，表10中的底部元件和前部元件的標(biāo)準(zhǔn)化短路電流，是測定圖3所示的疊層型光電動勢裝置的前部元件3和底部元件14的各自的收集效率后，以實(shí)施例的前部元件的初期特性作為基準(zhǔn)，將根據(jù)該測定值算出的短路電流的值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。
表10

參照上述表8和表10，在將底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的Si密度設(shè)定為2.267g/cm3的疊層型光電動勢裝置中，在將使前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的Si密度(2.315g/cm3)比底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的Si密度大的實(shí)施例與使前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層142的Si密度(2.231g/cm3)比底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的Si密度小的比較例2進(jìn)行比較時，判明實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置的光劣化率，比比較例2的疊層型光電動勢裝置的光劣化率小。具體地說，在實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置中，標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換效率從1.45(初期特性)變?yōu)?.32(光劣化后的特性)，轉(zhuǎn)換效率的降低率為9.0％。另一方面，在比較例2的疊層型光電動勢裝置中，標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換效率從1.34(初期特性)變?yōu)?.13(光劣化后的特性)，轉(zhuǎn)換效率的降低率為15.7％。
另外，在實(shí)施例的前部元件4中，標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓從1.00(初期特性)變化至0.97(光劣化后的特性)，而在比較例2的前部元件14中，標(biāo)準(zhǔn)化開路電壓從0.95(初期特性)變化至0.92(光劣化后的特性)。另外，在實(shí)施例的前部元件4中，標(biāo)準(zhǔn)化短路電流從1.00未發(fā)生變化，而在比較例2的前部元件14中，標(biāo)準(zhǔn)化短路電流從0.95未發(fā)生變化。另外，在實(shí)施例的前部元件4中，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從1.00(初期特性)變化至0.87(光劣化后的特性)，而在比較例2的前部元件14中，標(biāo)準(zhǔn)化曲線因子從0.95(初期特性)變化至0.82(光劣化后的特性)。
從該結(jié)果可認(rèn)為，在比較例2中，由于前部元件14的光電轉(zhuǎn)換層142的Si密度小，進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層142中的雜質(zhì)的量增大，所以前部元件14單獨(dú)的初期特性(開路電壓、短路電流和曲線因子)變得過低。由此，可以認(rèn)為，在比較例2中，通過光劣化，前部元件14的特性從初期的較低狀態(tài)變得更低，因此，疊層型光電動勢裝置的轉(zhuǎn)換效率的降低率比實(shí)施例大。
圖5為表示疊層型光電動勢裝置的轉(zhuǎn)換效率隨著時間的經(jīng)過而變化的圖。接下來，參照圖5，說明實(shí)施例和比較例2的各自的疊層型光電動勢裝置的時間和轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系。
如圖5所示，可以確認(rèn)實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置與比較例2的疊層型光電動勢裝置相比，初期的轉(zhuǎn)換效率變高。另外，判明實(shí)施例的疊層型光電動勢裝置與比較例2的疊層型光電動勢裝置相比，轉(zhuǎn)換效率隨著時間的經(jīng)過較緩慢地降低。
在本實(shí)施例中，如上所述，在包含由微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32的底部元件3上，形成包含由非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42的前部元件4，同時，使底部元件3的由微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32的Si密度(2.267g/cm3)比前部元件4的由非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42的Si密度(2.315g/cm3)小，由此，進(jìn)入底部元件3的具有較小的Si密度的光電轉(zhuǎn)換層32中的雜質(zhì)的量增大，因此，包含由微晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層32的底部元件3單獨(dú)的初期特性降低。因此，可以使由底部元件3和前部元件4的各自的特性的平衡決定的疊層型光電動勢裝置整體的初期的輸出特性預(yù)先降低。因此，即使包含由容易光劣化的非晶Si層構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層42的前部元件4單獨(dú)的因光劣化引起的特性的降低率變大，使疊層型光電動勢裝置整體的初期的輸出特性預(yù)先降低，可以使包含底部元件3和前部元件4的疊層型光電動勢裝置的輸出特性的光劣化率減小。由此，在長時間使用疊層型光電動勢裝置的情況下，可以使疊層型光電動勢裝置的輸出特性較緩慢地降低，并且可以減小疊層型光電動勢裝置的輸出特性的變動幅度。
另外，在本實(shí)施例中，通過使用難以光劣化的微晶Si層作為底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32，即使進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換層32中的雜質(zhì)的量增大，也可以抑制包含光電轉(zhuǎn)換層32的底部元件3單獨(dú)的初期特性過度降低的不利情況發(fā)生。
另外，在本實(shí)施例中，通過使用微晶Si層作為底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32、同時使用非晶Si層作為前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42，使底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層32的光劣化率比前部元件4的光電轉(zhuǎn)換層42的光劣化率小，由此，在減小底部元件3的光電轉(zhuǎn)換層(微晶Si層)32的Si密度從而使底部元件3單獨(dú)的初期特性和光劣化率降低的情況下，光劣化率小的底部元件3單獨(dú)的光劣化率的降低對疊層型光電動勢裝置整體的光劣化率沒有什么影響，另一方面，底部元件3單獨(dú)的初期特性的降低，在減小疊層型光電動勢裝置整體的光劣化率的方向有影響，因此可以容易地減小疊層型光電動勢裝置整體的光劣化率。
此外，這次公開的實(shí)施例，在所有方面都應(yīng)被認(rèn)為是例示而不是限制。本發(fā)明的范圍不是由上述實(shí)施例的說明來表示，而是由權(quán)利要求書來表示，還包含與權(quán)利要求書均等的意義和范圍內(nèi)的所有改變。
例如，在上述實(shí)施例中，將底部元件的光電轉(zhuǎn)換層的Si密度設(shè)定為2.256g/cm3，同時將前部元件的光電轉(zhuǎn)換層的Si密度設(shè)定為2.315g/cm3，但本發(fā)明并不限于此，只要底部元件的光電轉(zhuǎn)換層的Si密度比前部元件的光電轉(zhuǎn)換層的Si密度小就可以。
另外，在上述實(shí)施例中，對將本發(fā)明應(yīng)用于作為微晶Si類發(fā)電單元的底部元件和作為非晶Si類發(fā)電單元的前部元件依次疊層在基板上的疊層型光電動勢裝置中的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于此，底部元件(基板側(cè)的元件(cell))為非晶Si類發(fā)電單元也可以。另外，如果前部元件(光入射側(cè)的元件(cell))為非晶Si類發(fā)電單元，則可以在基板上疊層3個以上的元件(發(fā)電單元)。
另外，在上述實(shí)施例中，使用在不銹鋼板上形成由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的樹脂層的基板，但本發(fā)明不限于此，可以使用鐵、鉬和鋁等金屬及它們的合金材料來代替不銹鋼板。另外，可以使用聚醚砜(PES)樹脂和SiO2等絕緣性材料來代替聚酰亞胺樹脂。此外，上述金屬和絕緣性材料的組合，無論任何組合都可以。
另外，在上述實(shí)施例中，使用具有在平坦的不銹鋼板上形成有樹脂層的平坦表面的基板，但本發(fā)明不限于此，通過在不銹鋼板上的樹脂層中混入由SiO2、TiO2等構(gòu)成的直徑為數(shù)百μm的粒子，將基板的表面做成凹凸形狀也可以。在這種情況下，由于在基板上形成的背面電極的表面成為反映基板表面的凹凸形狀的凹凸形狀，所以利用背面電極的凹凸形狀的表面可以使入射光散射。由此，可以得到良好的集光效果(light confinement effect)。
本發(fā)明除了本實(shí)施方式所記載的內(nèi)容以外，還包含不偏離其精神的其它的實(shí)施方式。本實(shí)施方式只是對本發(fā)明進(jìn)行說明，而不是限定其范圍。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的記載來表示，而不是由說明書的記載來表示。因此，本發(fā)明包含與權(quán)利要求均等的范圍內(nèi)的意義和范圍的所有方式。
權(quán)利要求
1.一種疊層型光電動勢裝置，包括包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第一半導(dǎo)體層的第一發(fā)電單元；和在所述第一發(fā)電單元上方形成，包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的、實(shí)質(zhì)上的本征非晶半導(dǎo)體的第二半導(dǎo)體層的第二發(fā)電單元，其特征在于構(gòu)成所述第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層的主要元素的第一密度，比構(gòu)成所述第二發(fā)電單元的第二半導(dǎo)體層的主要元素的第二密度小。
2.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于第一半導(dǎo)體層由實(shí)質(zhì)上的本征非單晶體構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于第一半導(dǎo)體層由非晶半導(dǎo)體構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，還包括在所述第一發(fā)電單元上形成的、包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第三半導(dǎo)體層的第三發(fā)電單元，其特征在于構(gòu)成所述第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層的主要元素的第一密度，比構(gòu)成所述第三發(fā)電單元的第三半導(dǎo)體層的主要元素的第三密度小。
5.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于所述第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層和所述第二發(fā)電單元的第二半導(dǎo)體層包含Si層。
6.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于所述第一發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第一半導(dǎo)體層包含微晶半導(dǎo)體層；所述第二發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第二半導(dǎo)體層包含非晶半導(dǎo)體層，所述第二發(fā)電單元與所述第一發(fā)電單元比較，被配置在光入射側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于所述第一發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第一半導(dǎo)體層的光劣化率，比所述第二發(fā)電單元的作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第二半導(dǎo)體層的光劣化率小。
8.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于所述非單晶半導(dǎo)體層具有多個構(gòu)成所述第一半導(dǎo)體層的主要元素的結(jié)晶。
9.如權(quán)利要求1所述的疊層型光電動勢裝置，其特征在于所述非晶半導(dǎo)體層為非結(jié)晶狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種疊層型光電動勢裝置，其包括包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的第一半導(dǎo)體層的第一發(fā)電單元；和在上述第一發(fā)電單元上形成，包含作為光電轉(zhuǎn)換層起作用的、實(shí)質(zhì)上的本征非晶半導(dǎo)體的第二半導(dǎo)體層的第二發(fā)電單元，其特征在于構(gòu)成上述第一發(fā)電單元的第一半導(dǎo)體層的主要元素的第一密度，比構(gòu)成上述第二發(fā)電單元的第二半導(dǎo)體層的主要元素的第二密度小。
文檔編號H01L31/04GK1855554SQ200610078178
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者島正樹 申請人:三洋電機(jī)株式會社