光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2011年6月22日，申請?zhí)枮?01180030527. 3,發(fā)明名稱為"光 電轉(zhuǎn)換元件"的申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發(fā)明涉及經(jīng)光電轉(zhuǎn)換而將光能轉(zhuǎn)換成電能的光電轉(zhuǎn)換元件。
【背景技術】
[0003] 對于太陽能電池等的光電轉(zhuǎn)換元件，為了謀求節(jié)省資源化、低成本化，期待光電轉(zhuǎn) 換層的進一步的薄膜化。在單純地將光電轉(zhuǎn)換層薄膜化時，由于光電轉(zhuǎn)換層的光吸收量減 少，因此使光電轉(zhuǎn)換層的吸收量增加的技術是不可或缺的。
[0004] 作為這種技術有如下方法：在光電轉(zhuǎn)換層的表面和/或背面制作紋理構(gòu)造，在光 電轉(zhuǎn)換層的表面、背面分別使入射光、反射光散射，增大光電轉(zhuǎn)換層的光程長度。此外，已知 有對光電轉(zhuǎn)換元件加工周期性的微細構(gòu)造的技術。在這種情況下，欲透過光電轉(zhuǎn)換層的光 被周期性的微細圖案反射，通過設定所反射的光在光電轉(zhuǎn)換層中發(fā)生全反射的條件，光被 封閉在光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率的提高。
[0005] 〔現(xiàn)有技術文獻〕
[0006] 〔專利文獻〕
[0007] 〔專利文獻1〕日本特開昭61-288473號公報 [0008]〔專利文獻2〕日本特開平4-133360號公報
[0009] 〔專利文獻3〕日本特開2000-294818號公報
[0010] 〔專利文獻4〕日本特表2009-533875號公報
[0011] 〔專利文獻5〕日本特開2001-127313號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 然而，在如以往這樣在光電轉(zhuǎn)換層的表面和/或背面制作紋理構(gòu)造的構(gòu)成中，較 多的光未被反射向光電轉(zhuǎn)換層，而是漏到光電轉(zhuǎn)換元件的外部。作為減少光向該外部泄漏 的方法，考慮了將紋理構(gòu)造周期性地排列，但周期排列的紋理構(gòu)造的制作成本高，難以實現(xiàn) 光電轉(zhuǎn)換元件的低成本化。此外，對光電轉(zhuǎn)換元件加工周期性的微細構(gòu)造時，成本同樣也 高，難以實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換元件的低成本化。
[0013] 本發(fā)明鑒于這樣的問題而完成，其目的在于提供一種能在抑制制造成本的同時提 高光電轉(zhuǎn)換元件的光吸收率，提高光電轉(zhuǎn)換效率的技術。
[0014] 本發(fā)明的一個方案是光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和在受光 面的相反側(cè)的、光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)纫远S排列而設置的多個金屬納米粒子；多個金屬 納米粒子的數(shù)密度為5. 0X108個/cm2以上、3. 0X10 9個/cm2以下的范圍。
[0015] 通過該方案的光電轉(zhuǎn)換元件，未被光電轉(zhuǎn)換元件吸收盡的入射光因設置在受光面 的相反側(cè)的光電轉(zhuǎn)換元件的主表面?zhèn)鹊亩鄠€金屬納米粒子而漫反射，因而光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)的 入射光的光程長度增大，可以高效地吸收入射光。
[0016] 在上述方案的光電轉(zhuǎn)換元件中，金屬納米粒子可以由Au、Ag、Al、Cu或這些金屬的 合金構(gòu)成?？梢赃M一步具備覆蓋金屬納米粒子表面的折射率為1.3以上的電介質(zhì)層?？梢?進一步具備在金屬納米粒子和光電轉(zhuǎn)換層之間設置的透明薄膜。此外，透明薄膜的含氧量 可以是5atm%以上。
[0017] 本發(fā)明的其它方案是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中〇. 3%以上 數(shù)目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度大于〇且為 0. 3以下。
[0018] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層， 和在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中1%以上 數(shù)目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度大于〇且為 0. 4以下。
[0019] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層， 和在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中3%以上 數(shù)目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度大于〇且為 0. 5以下。
[0020] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層， 和在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中6%以上 數(shù)目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度大于〇且為 0. 6以下。
[0021] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層， 和在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中1%以上 數(shù)目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度為0.3以上 0. 4以下。
[0022] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中3%以上數(shù) 目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度〇. 4以上0. 5 以下。
[0023] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層， 和在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子中4%以上 數(shù)目的金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂直的方向觀察時的圓度為0.5以上 0. 6以下。
[0024] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子，從與光電轉(zhuǎn) 換層的主表面大致垂直的方向觀察時的平均圓度為0. 8以下。
[0025] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；多個金屬納米粒子從與光電轉(zhuǎn)換 層的主表面大致垂直的方向觀察時的10%圓度為0. 6以下。
[0026] 通過上述任一方案的光電轉(zhuǎn)換元件，能在抑制制造成本的同時，提高光電轉(zhuǎn)換元 件的光吸收率，提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0027] 在上述任一方案的光電轉(zhuǎn)換元件中，多個金屬納米粒子可以設置在受光面的相反 側(cè)的、光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)?。此外，多個金屬納米粒子可以由Au、Ag、Al、Cu或含有這些 金屬的合金構(gòu)成。此外，還可以具備在多個金屬納米粒子和光電轉(zhuǎn)換層之間設置的透明薄 膜。此外，光電轉(zhuǎn)換層可以是具有pn結(jié)的單晶硅或具有pn結(jié)的多晶硅。此外，多個金屬納 米粒子可以通過金屬薄膜的加熱處理來形成。
[0028] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂 直的方向觀察時的多個金屬納米粒子的1%粒子面積比為〇. 1以下。
[0029] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂 直的方向觀察時的多個金屬納米粒子的5%粒子面積比為0. 2以下。
[0030] 本發(fā)明的其它方案也是一種光電轉(zhuǎn)換元件。該光電轉(zhuǎn)換元件包括：光電轉(zhuǎn)換層，和 在光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)榷S配置的多個金屬納米粒子；從與光電轉(zhuǎn)換層的主表面大致垂 直的方向觀察時的多個金屬納米粒子的10%粒子面積比為0. 3以下。
[0031] 通過上述任一方案的光電轉(zhuǎn)換元件，能在抑制制造成本的同時提高光電轉(zhuǎn)換元件 的光吸收率，提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0032] 在上述任一方案的光電轉(zhuǎn)換元件中，多個金屬納米粒子可以設置在受光面的相反 側(cè)的、光電轉(zhuǎn)換層的主表面?zhèn)取４送?，金屬納米粒子可以由Au、Ag、Al、Cu或含有這些金屬 的合金構(gòu)成。另外，還可以具備在在多個金屬納米粒子和光電轉(zhuǎn)換層之間設置的透明薄膜。 此外，光電轉(zhuǎn)換層可以是具有pn結(jié)的單晶硅或具有pn結(jié)的多晶硅。此外，多個金屬納米粒 子可以通過金屬薄膜的加熱處理而形成。
[0033] 需要說明的是，適當?shù)亟M合上述各要素得到的發(fā)明也包括在本件專利申請要求獲 得專利保護的發(fā)明范圍內(nèi)。
[0034] 〔發(fā)明效果〕
[0035] 通過本發(fā)明，能在