光電器件的製作方法
2023-08-10 10:25:01
專利名稱：光電器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及光電器件，尤其是涉及設置有集電極的光電器件。
背景技術：
歷來，設置有在半導體層的表面上形成的透光性導電膜和在該透光性導電膜的表面上形成集電極的光電器件已為所知。這樣的光電器件例如在特開2003-197943號公報上公開。
圖23是部分地示出具有與上述特開2003-197943號公報中公開的光電器件同樣構成的現有技術的光電器件構造的放大立體圖。圖24是示出圖23所示現有技術一例的光電器件全體構成的俯視圖。圖23示出被圖24中虛線包圍的區域601a的構造。參照圖23及圖24，在現有技術一例的光電器件601中，在n型單晶矽基板602的上面順序地形成實質上本徵的i型非晶質矽層603和p型非晶質矽層604。在p型非晶質矽層604的預定區域上形成透光性導電膜605。在透光性導電膜605上面的預定區域上形成表面側集電極606。該表面側集電極606構成為只與透光性導電膜605的上面接觸。表面側集電極606通過以預定間隔空開、相互平行地延伸而形成的多個梳形電極部606a，和對通過梳形電極部606a收集的電流進行集合的匯流條(bus-bar)電極部606b構成。在n型單晶矽基板602下面上順序地形成實質上本徵的i型非晶質矽層607和n型非晶質矽層608。在n型非晶質矽層608下面上形成透光性導電膜609。在透光性導電膜609下面上，形成由多個梳形電極部610a和匯流條電極部(未圖示)構成的背面側集電極610。該背面側集電極610形成為只與透光性導電膜609下面接觸。
然而，在圖23所示的現有技術一例的光電器件中，由於表面側集電極606形成為只與透光性導電膜605接觸，所以在表面側集電極606對透光性導電膜605的緊貼性小的情況下，通過在表面側集電極606上安裝接頭片(tab)(電氣配線)之際所加的應力或經安裝後的接頭片所加的外力，常常發生所謂表面側集電極606剝離的不合適的情況。由於背面側集電極610也只與透光性導電膜609接觸，所以與表面側集電極606同樣，也往往產生剝離的不合適情況。因此，存在所謂通過由接頭片連接多個光電器件進行模塊化之際成品率低下的問題。
發明內容
本發明是用於解決上述任務而作的，本發明的一個目的是提供可抑制模塊化之際成品率低下的光電器件。
為了達到上述目的，本發明第一方面的光電器件設置有半導體導層，在半導體層表面上形成的透光性導電膜，和在透光性導電膜表面上形成的同時，其一部分與半導體層接觸地形成的集電極。
在本第一方面的光電器件中，如上述所示，因為通過使透光性導電膜表面上形成的集電極一部分與半導體層接觸地構成，集電極和半導體層之間的緊貼性比集電極和透光性導電膜之間的緊貼性大，所以與集電極只與透光性導電膜接觸那樣的構成的情況相比，可使集電極難以剝離。即，因為在半導體層表面上形成的自然氧化膜比透光性導電膜的親水性高，所以認為半導體層和集電極之間的緊貼性高。其結果認為難以使集電極剝離。據此，因為通過由接頭片連接多個光電器件進行模塊化之際，可以抑制集電極剝離，所以可以抑制使光電器件模塊化之際成品率低下。
在上述第一方面的光電器件中，優選半導體層包含在透光性導電膜下形成的第一半導體層，第一半導體層含有非單晶半導體層，集電極一部分與非單晶半導體層接觸。根據這樣的構成，在第一半導體層含有成為發電層的結晶系半導體層的情況下，與使集電極的一部分與成為該發電層的結晶系半導體層相接觸的情況下相比，因為使集電極一部分與非單晶半導體層接觸的情況的一方在集電極和第一半導體層之間的界面上難以產生載流子的再結合，所以可以抑制光電器件輸出特性的低下。據此，可以邊抑制集電極剝離，邊抑制光電器件輸出特性低下。非單晶不僅包含非晶質，而且也包含微結晶的廣義概念。在這種情況下，非單晶半導體層也可包含非晶質矽層。
在上述半導體層包含第一半導體層的光電器件上，優選第一半導體層包含第一導電型的結晶系半導體層、在結晶系半導體層表面上形成的實質上本徵的第一非單晶半導體層、和在第一非單晶半導體層表面上形成的第二導電型的第二非單晶半導體層，集電極一部分與第二非單晶半導體層接觸。根據這樣的構成，在第一導電型結晶系半導體表面上順序地形成實質上本徵的第一非單晶半導體層，和第二導電型的第二非單晶半導體層的光電器件中，可以抑制集電極剝離。通過使集電極一部分與第二非單晶半導體層接觸，與使集電極的一部分與成為發電層的結晶系半導體接觸的情況比較，因為使集電極一部分與第二非單晶半導體層接觸的情況的一方，在集電極和第一半導體層之間界面上難以產生載流子的再結合，所以可以抑制光電器件的輸出特性降低。在這種情況下，結晶系半導體層包含單晶矽層，第一非單晶半導體層及第二非單晶半導體層也可以包含非晶質矽層。
在上述半導體層包含第一半導體層的光電器件，集電極優選包含用於收集電流的第一電極部和用於對通過第一電極部收集的電流進行集合的第二電極部，第二電極部的一部分與第一半導體層接觸。根據這樣的構成，因為通過在第二電極部上安裝接頭片，即使在經接頭片在第二電極部上容易施加外力的情況下，也可以抑制第二電極部的剝離，所以可以抑制集電極從光電器件剝離。
在這種情況下，優選第二電極部縱向端部附近的部分與第一半導體層接觸。根據這樣的構成，因為可以提高成為剝離起點的第二電極部端部附近的多個部分的緊貼性，所以可以容易地抑制集電極從光電器件剝離。
在上述第二電極部縱向端部附近的部分與半導體層接觸的構成中，優選第二電極部縱向兩側的端部附近的部分與第一半導體層接觸。根據這樣的構成，因為可以提高第二電極部縱向兩側端部附近的部分的緊貼性，所以可以進一步抑制集電極從光電器件剝離。
在上述半導體層包含第一半導體層的光電器件中，優選透光性導電膜在透光性導電膜的外側面一部分上平面地看(俯視)包含凹狀的開口部，集電極經透光性導電膜的開口部與第一半導體層接觸。根據這樣的構成，即使在未被第一半導體層外周部附近的透光性導電膜覆蓋的區域小引起集電極難以與未被該透光性導電膜覆蓋的區域接觸的情況下，經透光性導電膜開口部也可以使集電極與第一半導體層接觸。
在這種情況下，優選開口部的至少一部分在通過集電極遮光的區域上形成。根據這樣的構成，可以在對透光性導電膜的集電沒有貢獻的區域上形成開口部的至少一部分。據此，因為為了使集電極與第一半導體層接觸，可以抑制對透光性導電膜的集電作貢獻的區域的減小，所以可以抑制集電效率降低。因此，可以抑制光電器件的輸出特性降低。
在上述半導體層包含第一半導體層的光電裝置中，優選透光性導電膜包含溝部，集電極一部分與沿著透光性導電膜的溝部向溝部內露出的第一半導體層接觸。根據這樣的構成，在由第一半導體層外周部附近未被透光性電膜覆蓋的區域小引起的、集電極難以與未被該透光性導電膜覆蓋的區域接觸的情況下，也可以容易地經透光性導電膜的溝部使集電極與第一半導體接觸。
在這種情況下優選溝部的至少一部分在被集電極遮光的區域上形成。根據這樣的構成，可以在對透光性導電膜的集電沒有貢獻的區域上形成溝部的至少一部分。據此，因為為了使集電極與第一半導體層接觸，可以抑制對透光性集電膜的導電作貢獻的區域的減小，所以可以抑制集電效率降低。因此可以抑制光電裝置的輸出特性降低。
在上述第一方面的光電器件中，優選半導體層包含第一導電型的結晶系半導體層，和在結晶系半導體層表面上形成的實質上本徵的第一非單晶半導體層，和在第一非單晶半導體層表面上形成的第二導電型的第二非單晶半導體層，集電極的一部分與結晶系半導體層接觸。根據這樣的構成，與集電極一部分只與透光性導電膜接觸的情況比較，集電極難以剝離。
在上述第一方面的光電器件中，優選半導體層包含在透光性導電膜上形成的第二半導體層，集電極與第二半導體層接觸地形成。根據這樣的構成，與通過第二半導體層使集電極只與透光性導電膜接觸地構成的情況相比，集電極難以剝離。在這種情況下，第二半導體層也可以包含矽層。
在上述半導體層包含第二半導體層的構成中，優選把賦與預定導電型的雜質導入到第二半導體層內。根據這樣的構成，因為可以減小第二半導體層的電阻，所以即使與在透光性導電膜表面上形成的第二半導體層接觸那樣地形成集電極，也可以抑制由第二半導體層的電阻引起的輸出特性大幅度下降。
在這種情況下，優選第二半導體層及透光性導電膜具有相同導電型。根據這樣的構成，因為可以降低第二半導體層及透光性導電膜間的接觸電阻，所以可以進一步抑制輸出特性的降低。
在上述半導體層含有第二半導體層的構成中，優選集電極包含用於收集電流的第一電極部，和用於對通過第一電極部收集的電流進行集合的第二電極部，第二電極部以與第二半導體層接觸的方式形成。根據這樣的構成，因為通過在第二電極部上安裝接頭片，經接頭片在第二電極部上容易施加外力的情況下，也可以抑制第二電極部剝離，所以可以抑制集電極從光電器件剝離。
在這種情況下，優選第二電極部以與第二半導體層表面的縱向實質上遍及全區域接觸的方式形成。根據這樣的構成，因為可以增大第二電極部對第二半導體層的接觸面積，所以可以進一步抑制第二電極部的剝離。
在上述集電極包含第二電極部的構成中，優選第二電極部除第二半導體層外，與透光性導電膜接觸地形成。根據這樣的構成，與使第二電極部只與第二半導體層接觸那樣地形成的情況不同，因為可以從透光性導電膜向第二電極部直接集電，所以可以提高通過集電極的集電效率。與使第二電極部只與第二半導體層接觸地形成的情形比較，因為可以增加由第二電極部與透光性導電膜接觸引起的緊貼力部分、第二電極部的緊貼力，所以可以進一步抑制第二電極部的剝離。
在這種情況下，優選第二電極部與透光性導電膜上面接觸的同時，以覆蓋第二半導體層的上面及側面的方式形成。根據這樣的構成，因為可以增加第二電極部對第二半導體層的接觸面積，所以可以進一步抑制第二電極部剝離。
在上述半導體層包含第二半導電層的構成上，優選還包含第一導電型的結晶系半導體層，在結晶系半導體層表面上形成的實質上本徵的第一非單晶半導體層，和在第一非單晶半導體層表面上形成的第二導電型的第二非單晶半導體層，透光性導電膜在第二非單晶半導體層表面上形成。根據這樣的構成，在順序地形成第一導電型結晶系半導體層表面上的實質上本徵的第一非單晶半導體層、和第二導電型的第二非單晶半導體層的光電器件中，可以抑制集電極剝離。在這種情況下，結晶系半導體層包含單晶矽層，第一非單晶半導體層及第二非單晶半導體層也可以包含非晶質矽層。
本發明的第二方面的光電器件設置有半導電層，在半導體層的表面上形成的透光性導電膜，以及在透光性導電膜表面上形成的、同時其一部分與半導體層接觸地形成的集電極。
在該第二方面的光電器件中，如上述所示，通過構成為使在透光性導電膜表面上形成的集電極的一部分與半導體層接觸，集電體和半導體層之間的緊貼性因為比集電極和透光性導電膜之間的緊貼性大，所以與使集電極只與透光性導電膜接觸地構成的情況比較，可使集電極難以剝離。即，因為在半導體層表面上形成的自然氧化膜比透光性導電膜親水性高，所以認為半導體層和集電極之間的緊貼性變高，其結果認為可使集電極難以剝離。據此，因為可以通過在由接頭片連接多個光電器件模塊化之際抑制集電極剝離，所以可以抑制在使光電器件模塊化之際的成品率降低。
圖1是局部示出本發明第一實施方式的光電器件構造的放大立體圖。
圖2是示出圖1所示第一實施方式的光電器件全體構成的俯視圖。
圖3是示出沿圖2所示的第一實施方式的光電器件的100-100線的截面圖。
圖4是示出沿圖2所示的第一實施方式的光電器件的150-150線的截面圖。
圖5是用於說明本發明第一實施方式的光電器件的製造過程的俯視圖。
圖6是示出本發明第二實施方式的光電器件的全體構成的俯視圖。
圖7是沿圖6所示的第二實施方式的光電器件的200-200線的截面圖。
圖8是沿圖6所示的第二實施方式的光電器件的250-250線的截面圖。
圖9是用於說明本發明第二實施方式的光電器件的製造過程的俯視圖。
圖10是示出本發明第三實施方式的光電器件的全體構成的俯視圖。
圖11是沿圖10所示的第三實施方式的光電器件的300-300線的截面圖。
圖12是沿圖10所示的第三實施方式的光電器件的350-350線的截面圖。
圖13是用於說明本發明的第三實施方式的光電器件的製造過程的俯視圖。
圖14是局部地示出本發明的第四實施方式的光電器件構造的放大立體圖。
圖15是示出圖14所示的第四實施方式的光電器件的全體構成的俯視圖。
圖16是沿圖15所示的第四實施方式的光電器件的400-400線的截面圖。
圖17是沿圖15所示的第四實施方式的光電器件的450-450線的截面圖。
圖18是示出圖17所示的第四實施方式的光電器件匯流條電極部構造的放大截面圖。
圖19是示出本發明第五實施方式的光電器件全體構成的俯視圖。
圖20是沿圖19所示的第五實施方式的光電器件的500-500線的截面圖。
圖21是沿圖19所示的第五實施方式的光電器件的550-550線的截面圖。
圖22是用於說明測量集電極的緊貼強度的試驗方法的示意圖。
圖23是部分地示出現有技術一例的光電器件構造的放大立體圖。
圖24是示出圖23所示的現有技術一例的光電器件全體構成的俯視圖。
具體實施例方式
以下，根據附圖，對本發明具體的實施方式加以說明。
(第一實施方式)首先，參照圖1～圖4，對第一實施方式的光電器件的構造加以說明。圖1示出用圖2中的虛線包圍的區域1a的構造。
在第一實施方式的光電器件中，如圖1所示，在具有約1Ω·cm的電阻率和約300μm厚度的同時，在具有(100)面的n型單晶矽基板2上面形成具有約5nm厚度的實質上本徵的i型非晶質矽層3。該n型單晶矽基板2是本發明的「半導體層」，「第一半導體層」及「結晶系半導體層」一例，i型非晶質矽層3是本發明的「半導體層」，「第一半導體層」及「第一非單晶體半導體層」的一例。n型單晶矽基板2具有作為發電層的功能。在i型非電質矽層3上形成具有約5nm厚度的p型非晶質矽層4。該p型非晶質矽層4是本發明的「半導體層」，「第一半導體層」及「第二非單晶半導體層」的一例。
在p型非晶質矽4上形成具有約80nm～約100nm厚度的透光性導電膜5。該透光性導電膜5，如圖2所示，形成為平面上看比p型非晶質矽層4還小一圈。即在p型非晶質矽層4上面的外周部附近上設置未被透光性導電膜5覆蓋的區域。透光性導電膜5通過含有約5質量％的SnO2的InO2構成的ITO(Indium Tin Oxide)膜構成。在透光性導電膜5的上面上的預定區域上形成由銀(Ag)構成的表面側集電極6。該表面側集電極6是本發明的「集電極」的一例。集電極6，如圖1及圖2所示，通過以預定間隔空開，相互平行延伸地形成的多個梳形電極部6a和對由梳形電極部6a收集的電流進行集合的匯流條電極部6b構成。該梳形電極部6a是本發明的「第一電極部」的一例，匯流條電極部6b是本發明的「第二電極部」的一例。梳形電極部6a具有約10μm～約50μm厚度和約100μm～約500μm寬度。匯流條電極部6b具有約10μm～約100μm厚度和約1.3mm～約3mm寬度。
在這裡，在第一實施方式中，匯流條電極部6b的縱向兩側端部附近部分，如圖1及圖3所示，與p型非晶質矽層4外周部附近上面未被透光性導電膜5覆蓋的區域接觸。因為在p型非晶質矽層4外周部附近上面未被透光性導電膜5覆蓋的區域上形成比透光性導電膜5的親水性高的自然氧化膜，所以認為與該區域接觸的匯流條電極部6b端部附近部分的緊貼性也比與透光性導電膜5接觸的情況下緊貼性還大。
在n型單晶矽基板2的下面上順序地形成具有約5nm厚度的實質上本徵的i型非晶質矽層7，和具有約5nm厚度的n型非晶質矽層8。該i型非晶質矽層7及n型非晶質矽8是本發明的「半導體層」及「第一半導體層」的一例。在n型非晶質層8下面上形成由具有約80nm～約100nm厚度的ITO膜構成的透光性導電膜9。在透光性導電膜9的下面上，如圖1及圖4所示，形成由以預定間隔空開，相互平行延伸地形成多個梳電極部10a，和對通過梳形電極部10a收集的電流進行集合的匯流條10b構成的背面側集電極10。梳形電極部10a及匯流條電極部10b分別是本發明的「第一電極部」及「第二電極部」的一例。背面側集電極10是本發明的「集電極」的一例。
在第一實施方式中，如圖3所示，背面側集電極10的匯流條電極部10b縱向兩側端部附近的部分與n型非晶質矽層8的外周部附近下面未被透光性導電膜9覆蓋的區域接觸。因為在n型非晶質矽層8的外周部附近下面未被透光性導電膜9覆蓋的區域上形成比透光性導電膜9的親水性還高的自然氧化膜，所以認為與該區域接觸的匯流條電極部10b的端部附近部分的緊貼性比與透光性導電膜9接觸的情況的緊貼性還大。i型非晶質矽層7，n型非晶質矽層8，透光性導電膜9及背面側集電極10除了上述以外的構成分別與上述i型非晶質矽層3，p型非晶質矽層4，透光性導電膜5及表面側集電極6的構成是同樣的。
在第一實施方式中，如上述所示，表面側集電極6的匯流條電極部6b縱向兩側端部附近的部分構成為與p型非晶質矽層4接觸，由此，因為表面側集電極6和p型非晶質矽層4的緊貼性比表面側集電極6和透光性導電膜5的緊貼性大，所以與使表面側集電極6隻與透光性導電膜5接觸地構成的情況比較，可使表面側集電極6難以剝離。即，因為在p型非晶質矽層4的表面上形成的自然氧化膜比透光性導電膜5的親水性高，所以認為p型非晶質矽層4和表面側集電極6之間的緊貼性變高。其結果認為，可使表面側集電極6難以剝離。背面側集電極10的匯流條電極10b的縱向方向兩側端部附近部分構成為與n型非晶質矽層8接觸，由此，與上述表面側集電極6的情況同樣，可使背面側集電極10難以剝離。據此，因為通過由接頭片連接多個光電器件進行模塊化之際，可以抑制表面側集電極6及背面側集電極10發生剝離，所以可以抑制在使光電器件模塊化之際成品率降低。
在第一實施方式中，通過使表面側集電極6的匯流條電極部6b端部附近的部分與p型非晶質矽層4接觸，與使表面側集電極6與成為發電層的n型單晶矽層基板2接觸的情況比較，因為使表面側集電極6與p型非晶質矽層4接觸情況的一方，在表面側集電極6和半導體層之間界面上難以產生載流子的再結合，所以可以抑制光電器件1的輸出特性降低。
在第一實施方式中，通過使表面側集電極6及背面側集電極10的匯流條電極部6b及10b縱向兩側端部附近的部分分別與p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8接觸，因為可以提高成為剝離起點的、多的匯流條電極部6b及10b的縱向兩側端部附近部分的緊貼性，所以可以容易地抑制表面側集電極6及背面側集電極10剝離。
其次，參照圖1～圖5，對第一實施方式的光電器件的製造過程加以說明。
首先，在具有約1Ω·cm電阻率和約300μm厚度的同時，通過洗淨具有(100)面的n型單晶矽基板2(參照圖1)，除去雜物。而且，用RF等離子體CVD法在頻率約13.56MHz，形成溫度約100℃～約300℃，反應壓力約5Pa～約100Pa，RF功率約1mW/cm2～約500mW/cm2的條件下，在n型單晶矽基板2上分別以約5nm的厚度順序地堆積i型非晶質矽層3及p型非晶質矽層4。據此，形成pin結。作為在形成p型非晶矽層4之際的p型摻雜劑可列舉第3族元素的B，Al，Ga，In。在形成p型非晶質矽層4時，通過在SiH4(矽烷)氣等的原料氣體內混合包含上述p型摻雜劑中至少一種的化合物氣體，可形成p型非晶質矽層4。
其次，如圖3及圖4所示，在n型單晶矽基板2下面上以此順序形成具有約5nm厚度的i型非晶質矽層7，和具有約5nm厚度的n型非晶質矽層8。作為在形成n型非晶質矽層8之際的n型摻雜劑可列舉第5族元素的P，N，As，Sb。在n型非晶矽層8形成時，通過在原料氣體內混合上述n型摻雜劑中至少一種的化合物氣體，可形成n型非晶質矽層8。除此以外的n型非晶質矽層8及i型非晶質矽層7的形成過程與分別形成上述p型非晶質矽層4及i型非晶質矽層3的形成過程是同樣的。
其次，用濺射法，在各p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8上分別形成由ITO膜構成的透光性導電膜5及9。此時，透光性導電膜5及9分別在比p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8的形成區域還小一圈的區域上形成。在該透光性導電膜5及9形成時，由包含約5質量％的SnO2粉的In2O3粉末的燒結體構成的靶設置在濺射裝置(未圖示)的腔(未圖示)內的陰極(未圖示)上。在這種情況下，通過改變Sn2粉末量可改變ITO膜中的Sn量。Sn量對In量優選為約1質量％～約10質量％。靶的燒結密度優選為約90％以上。為了形成透光性導電膜5及9，使用通過磁鐵可施加約1000高斯Guess的強磁場的濺射裝置。
而且，通過金屬掩模覆蓋p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8的外周部附近表面的預定區域之後，與陰極平行地對置配置形成有p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8的n型單晶矽基板2。而且，對腔(未圖示)進行真空排氣之後，使用加熱器(未圖示)，加熱直到基板溫度成為200℃為止。而且，在使基板溫度成為約200℃的狀態下流過Ar氣和O2氣的混合氣體，保持壓力約為0.4Pa～約1.3Pa的同時，通過對陰極投入約0.5kW～約2kW的DC功率，開始放電。這種情況下，在使n型單晶矽基板2相對陰極處於靜止狀態下，成膜速度成為約10nm/min～約80nm/min。這樣一來，如圖3～圖5所示，在使透光性導電膜5及9分別比p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8各自的形成區域小一圈的區域上形成直到約80nm～約100nm厚度為止。
其次，通過用絲網印刷法，在透光性導電膜5上面上的預定區域上塗布由環氧樹脂內煉入銀(Ag)微粉末的Ag漿料，形成表面側集電極6。此時，形成表面側集電極6的梳形電極部6a，使其具有約10μm～約50μm厚度和約100μm～約500μm寬度，同時，形成匯流條電極部6b，使其具有約10μm～約100μm厚度和具有約1.3mm約3mm寬度。
在第一實施方式中，匯流條電極部6b縱向兩側端部附近部分以與未被p型非晶質矽層4外周部附近上面的透光性導電膜5覆蓋的區域接觸的方式形成。其後通過約200℃，80分鐘燒成，使Ag漿料固化。據此，如圖2所示，形成由以預定間隔隔開，相互平行延伸地形成的多個梳形電極部6a和對梳形電極部6a收集的電流進行集合的匯流條電極部6b構成的表面側集電極6。
最後，用絲網印刷法，在透光性導電膜9的下面上形成由以預定間隔空開，相互平行延伸形成的多個梳形電極部10a和對通過梳形電極部10a收集的電流進行集合的匯流條電極部10b構成的背面側集電極10。該背面側集電極10與上述的表面側集電極6同樣地形成。這樣一來，形成圖1所示的本實施方式的光電器件1。
(第二實施方式)其次，參照圖6～圖8，對第二實施方式的光電器件的構造加以說明。
在第二實施方式的光電裝置11中，如圖6及圖7所示，與上述第一實施方式的光電器件1(參照圖1)不同，表面側集電極16及背面側集電極20各自的匯流條電極部16b及20b的縱向兩側端部附近部分分別經透光性導電膜15及19的外側面上形成的平面上看為凹部的開口部15a及19a，與p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8接觸。因為在開口部15a及19a內露出的p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8各自的表面上形成比透光性導電膜15及19的親水性還高的自然氧化膜，所以認為與這些表面接觸的匯流條電極部16b及20b端部附近部分的緊貼性分別比與透光性導電膜15及19接觸的情況時的緊貼性還大。
透光性導電膜15及19的開口部15a及19a在通過匯流條電極部16b及20b上安裝的接頭片(未圖示)遮光的區域上形成。在第二實施方式中，如圖6～圖8所示，未被p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8外周部附近上面的透光性導電膜15及19覆蓋的區域面積以比上述第一實施方式的光電器件1(參照圖2～圖4)小的方式構成。即，在第二實施方式的光電器件11中，與上述第一實施方式的光電器件1比較，以對透光性導電膜15及19的集電作貢獻的區域變大的方式構成。據此，在第二實施方式的光電器件11中，與上述第一實施方式的光電器件比較，集電效率提高。第二實施方式的光電器件除了上述以外的構造，與上述第一實施方式的光電器件的構造是同樣的。
其次，參照圖6～圖9，對第二實施方式的光電器件的製造過程加以說明。
首先，如圖7及圖8所示，在n型單晶矽基板2上面順序疊層i型非晶質矽層3及p型非晶質矽層4之後，在n型單晶矽基板2下面的順序疊層i型非晶質矽層7及n型晶質矽層8。
其後，在第二實施方式中，如圖7～圖9所示，用金屬掩模，在p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8各自的表面上分別形成在外側面上具有平面上看為凹狀的開口部15a及19a的透光性導電膜15及19。
其次，如圖6～圖8所示，用絲網印刷法，在透光性導電膜15上面上的預定區域形成由梳形電極部16a及匯流條電極部16b構成的表面側集電極16之後，在透光性導電膜19的下面上的預定區域上形成由梳形電極部(未圖示)及匯流條電極部20b構成的背面側集電極20。
此時，在第二實施方式中，匯流條電極部16b的縱向兩側端部附近部分，經透光性導電膜15的開口部15a以與p型非晶質矽層4接觸的方式形成，同時，匯流條電極部20b縱向兩側端部附近的部分經透光性導電膜19的開口部19a以與n型非晶質矽層8接觸的方式形成。第二實施方式的光電器件11除上述以外的製造過程與上述第一實施方式的光電器件1的製造過程是同樣的。
在第二實施方式中，如上述所示，通過使表面側集電極16的匯流條電極部16b的縱向兩側端部近旁部分經透光性導電膜15的開口部15a與p型非晶質矽層4接觸，在由p型非晶質矽層4外周部附近上面未被透光性導電膜15覆蓋的區域的面積小引起的、使表面側集電極16難以與未被該透光性導電膜15覆蓋的區域接觸的情況下，也可以經開口部15a容易地使表面側集電極16與p型非晶質矽層4接觸。
在第二實施方式中，通過在由透光性導電膜15的匯流條電極部16b和匯流條電極部16b上安裝接頭片遮光的區域上形成開口部15a，可以在對透光性導電膜15的集電沒有貢獻的區域上形成開口部15a。據此，為了使表面側集電極16與p型晶質矽層4接觸，不必要減少對透光性導電膜15集電作貢獻的區域，所以可以抑制集電效率降低。因此，可以抑制光電器件輸出特性降低。
第二實施方式除了上述以外的效果與上述第一實施方式的效果是相同的。
(第三實施方式)其次，參照圖10～圖12，對第三實施方式的光電器件構造加以說明。
在第三實施方式的光電器件21中，如圖10～圖12所示，與上述第一實施方式的光電器件1(參照圖1)不同，在透光性導電膜25及29上分別沿匯流條電極部26b及30b縱向形成2條直線狀溝部25a及29a。而且，沿著該溝部25a及29a使表面側集電極26及背面側集電極30的匯流條電極部26b及30b一部分分別與p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8接觸。因為在溝部25a及29a內露出的p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8各自的表面上形成比透光性導電膜25及29的親水性還高的自然氧化膜。所以認為與這些表面接觸的匯流條電極部26b及30b一部分的緊貼性分別比與透光性導電膜25及29接觸情況的緊貼性更大。
透光性導電膜25及29的溝部25a及29a通過匯流條電極部26b及30b，和在匯流條電極部26b及30b上安裝的接頭片(未圖示)遮光的區域上形成。在第三實施方式中，如圖10～圖12所示，p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8的外周部附近上面未被透光性導電膜25及29覆蓋的區域面積以比上述第一實施方式的光電器件1(參照圖2及圖4)小的方式構成。即，在第三實施方式的光電器件21中，與上述第一實施方式的光電器件1比較，以使對透光性導電膜25及29的集電作貢獻的區域變大的方式構成。據此，在第三實施方式的光電器件21中，與上述第一實施方式的光電器件1比較，集電效率提高。第三實施方式的光電器件21除上述以外的構成與上述第一實施方式的光電器件的構造是同樣的。
其次，參照圖10～圖13，對第三實施方式的光電裝置的製造過程加以說明。
首先，如圖11及圖12所示，在n型單晶矽基板2上面上順序疊層i型非晶質矽層3及p型非晶質矽層4之後，在n型單晶矽基板2的下面上順序疊層i型非晶質矽層7及n型非晶質矽層8。其後，如圖11～圖13所示，用金屬掩模，在比p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8各自表面上的p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8的形成區域還小一圈的區域上分別形成透光性導電膜25及29。
其後，在第三實施方式中，如圖12及圖13所示，通過用受激準分子雷射器，除去透光性導電膜25及29的一部分，分別形成2條直線狀的溝部25a及29a。
其次，用絲網印刷法，在透光性導電膜25的上面上的預定區域上形成由梳形電極部26a及匯流條電極部26b構成的表面側集電極26之後，在透光性導電膜29的下面上的預定區域上形成由梳形電極部(未圖示)及匯流條電極部30b構成的背面側集電極30。此時，在沿著透光性導電膜25的2條溝部25a各自延伸形成匯流條電極部26b的同時，沿著透光性導電膜29的2條溝部29a各自延伸地形成匯流條電極部30b。據此，匯流條電極部26b及30b分別沿著透光性導電膜25及29的溝部25a及29a，與溝部25a及29a內露出的p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8接觸。第三實施方式的光電器件21除上述以外的製造過程與上述第一實施方式的光電器件1的製造過程是同樣的。
在第三實施方式中，如上述所示，通過使表面側集電極26的匯流條電極部26b的一部分沿著透光性導電膜25的溝部25a與p型非晶質矽層4接觸，在因p型非晶質矽層4外周部附近上面未被透光性導電膜25覆蓋的區域面積小引起的、難以使表面側集電極26與未被該透光性導電膜25覆蓋的區域接觸的情況下，也可以經溝部25a，容易地使表面側集電極26與p型非晶質矽層4接觸。
在第三實施方式中，通過由安裝在透光性導電膜25的匯流條電極部26b和匯流條電極26b上安裝的接頭片遮光的區域上形成溝部25a，可以在對透光性導電膜25的集電沒有貢獻的區域上形成溝部25a。據此，因為為了使表面側集電極26與p型非晶質矽層4接觸，不必要減少對透光性導電膜25的集電作貢獻的區域，所以可以抑制集電效率降低。因此，可以抑制光電器件輸出性降低。
第三實施方式除上述以外的效果與上述第一實施方式的效果是相同的。
(第四實施方式)其次，參照圖14～圖18，對第四實施方式的光電器件的構造加以說明。圖14示出被圖15中的虛線包圍的區域31a的構造。
在第四實施方式的光電器件31中，如圖14及圖16～圖18所示，與上述第一實施方式的光電器件1(參照圖1)不同，在透光性導電膜5上的預定區域，以預定間隔空開，形成2層非晶質矽層32。該非晶質矽層32是本發明的「半導體層」及「第二半導體層」的一例。非晶質矽層32在實質上本徵的i型上形成的同時，具有約0.5mm寬度和約1.5nm厚度。而且，在該2層非晶質矽層32上分別形成表面側集電極36的匯流條電極部36b。該匯流條電極部36b，如圖16所示，以與遍及非晶質矽層32表面縱向的全區域接觸的方式形成。在匯流條電極部36b如圖18所示，以覆蓋非晶質矽層32上面及側面的方式形成的同時，也以與形成透光性導電膜5上面的非晶質矽層32的區域兩側的區域接觸的方式形成。即，匯流條電極部36b通過比非晶質矽層32還大的寬度(約1.5mm)及厚度(約40μm)，覆蓋非晶質矽層32地形成。光電器件31下面側的透光性導電膜9的下面上，如圖16及圖17所示地，形成具有與上述非晶質矽層32同樣構造的非晶質矽層33。而且，形成具有與上述匯流條電極部36b同樣構造的匯流條電極部40b，以便與遍及該非晶質矽層33表面的縱向全區域接觸。該匯流條電極部40b在覆蓋非晶質矽層33下面及側面的同時，也與形成透光性導電膜9下面的非晶質矽層33的區域兩側的區域接觸。即，匯流條電極部40b也以比非晶質矽層33還大的寬度(約1.5mm)及厚度(約40μm)覆蓋非晶質矽層33的方式形成。
因為在非晶質矽層32及33的表面上形成比透光性導電膜5及9的親水性還高的自然氧化膜，所以認為與該非晶質矽層32及33表面分別接觸的匯流條電極部36b及40b的緊貼性比與透光性導電膜5及9分別接觸情況的緊貼性還大。第四實施方式的光電器件31除上述以外的構造與上述第一實施方式的光電器件1的構造是相同的。
其次，參照圖14～圖18，對第四實施方式的光電器件的製造過程加以說明。
在第四實施方式中，如圖第15～圖17所示，與上述第一實施方式同樣地，在n型單晶矽基板2上面上順序疊層i型非晶矽層3及p型非晶質矽層4之後，在n型單晶矽層基板2的下面上順序疊層i型非晶質矽層7及n型非晶質矽層8。其後，用金屬掩模，在比p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8各自表面上的p型非晶質矽層4及n型非晶質矽層8的形成區域還小一圈的領域上分別形成透光性導電膜5及9。
其次，在第四實施方式中，用金屬掩模，在透光性導電膜5上面上的預定區域，以空開預定區域，形成2層非晶質矽層32。此時，非晶質矽層32呈i型構成的同時，具有約0.5mm寬度和約1.5nm厚度的構成。而且，與上述非晶質矽層32同樣地，在透光性導電膜9的下面上的預定區域，以空開預定間隔，形成2層非晶質矽層33。
其次，用絲網印刷法，在透光性導電膜5及2層非晶質矽層32上形成由梳形電極部36a及匯流條電極36b構成的表面側集電極36。此時，匯流條電極部36b以比非晶質矽層32大的寬度(約1.5mm)及厚度(約40μm)，與遍及非晶質矽層32表面縱向全區域接觸的同時，覆蓋非晶質矽層32上面及側面。匯流條電極部36b也與形成透光性導電膜5上面的非晶質矽層32的區域兩側接觸。其後，用絲網印刷法，在透光性導電膜9及2層非晶質矽層33上形成由梳形電極部(未圖示)及匯流條電極部40b構成的背面側集電極40。此時，匯流條電極部40b以比非晶質矽層33還大的寬度(約1.5mm)及厚度(約40μm)與遍及非晶質矽層33表面縱向全區域接觸的同時，覆蓋非晶質矽層33下面及側面。匯流條電極部40b也與形成透光性導電膜9下面的非晶質矽層33的區域兩側的區域接觸。第四實施方式的光電器件31除上上述以外的製造過程與上述第一實施方式的光電器件1的製造過程是同樣的。
在第四實施方式中，如上述所示，通過使表面側集電極36及背面側集電極40的匯流條電極部36b及40b與遍及非晶質矽層32及33的表面縱向全區域接觸，同時覆蓋非晶質矽層32上面及側面，即非晶質矽層33下面及側面，因為表面側集電極36及背面側集電極40對非晶質矽層32及33的緊貼性比對透光性導電膜5及9的緊貼性大，所以與表面側集電極36及背面側集電極40分別只與透光性導電膜5及9接觸地構成的情況比較，難以剝離表面側集電極36及背面側集電極40。即，因為在非晶質矽層32及33表面上形成的自然氧化膜比透光性導電膜5及9的親水性高，所以認為非晶質矽層32及33和表面側集電極36及背面側集電極40之間的緊貼性高。其結果，認為可使表面側集電極36及背面側集電極40難以剝離。據此，因為在通過由接頭片連接多個光電器件31進行模塊化之際可以抑制表面側集電極36及背面側集電極40的剝離，所以可以抑制使光電器件31進行模塊化之際的成品率下降。
(第五實施方式)其次，參照圖19～圖21，對第五實施方式的光電器件構造加以說明。
在第五實施方式的光電器件41中，如圖19及圖20所示，與上述第一實施方式的光電器件1(參照圖1)不同，表面側集電極46及背面側集電極50各自的匯流條電極部46b及50b縱向兩側端部附近的部分分別與n型單晶矽基板2上面及下面接觸。在第五實施方式中，如圖20及圖21所示，i型非晶質矽層43及47，p型非晶質矽層44，n型非晶質矽層48，透光性導電膜45及49全部在比n型單晶矽基板2小一圈的區域形成。即，在n型單矽基板2上面的外周附近上形成未被i型非晶質矽層43、p型非晶質矽層44及透光性導電膜45覆蓋的區域的同時，在n型單晶矽基板2下面的外周附近上形成未被i型非晶質矽層47，n型非晶質矽層48及透光性導電膜49覆蓋的區域。i型非晶質矽層43是本發明的「半導體層」「第一半導體層」及「第一非單晶半導體層」的一例，p型非晶質矽層44是本發明的「半導體層」，「第一半導體層」及「第二非單晶半導體層」的一例，i型非晶質矽層47是本發明的「半導體層」及「第一半導體層」的一例，n型非晶質矽層48是本發明的「半導體層」及「第一半導體層」的一例。
表面側集電極46的匯流條電極部46b端部附近的部分與未被n型單晶矽基板2上面的i型非晶質矽層43，p型非晶質矽層44及透光性導電膜45覆蓋的區域接觸。另一方面，背面側集電極50的匯流條電極部50b端部附近的部分與未被n型單晶矽基板2下面的i型非晶質矽層47，n型非晶質矽層48，以及透光性導電膜49覆蓋的區域接觸。在未被n型單晶矽基板2的i型非晶質矽層43及47，p型非晶質矽層44，n型非晶質矽層48，透光性導電膜45及49覆蓋的區域表面上形成比透光性導電膜45及49親水性高的自然氧化膜，所以認為與該區域表面接觸的匯流條電極部46b及50b端部附近部分的緊貼性比與透光性導電膜45及49接觸情況的緊貼性還大。第五實施方式的光電器件41除上述以外的構造與上述第一實施方式的光電器件1的構造是同樣的。
其次，參照圖19～圖21，對第五實施方式的光電器件的製造過程加以說明。
在第五實施方式中，如圖20及圖21所示，用金屬掩模，在比n型單晶矽基板2上面上的n型單晶矽基板2還小一圈的區域上順序疊層i型非晶質矽層43，p型非晶質矽層44之後，在比n型單晶矽基板2下面上的n型單晶矽基板2還小一圈的區域上順序疊層i型非晶質矽層47及n型非晶質矽層48。其後，用金屬掩模，在p型非晶質矽層44及n型非晶質矽層48各自的表面上分別形成透光性導電膜45及49。
其次，如圖19～圖21所示，用絲網印刷法，在透光性導電膜45上面上的預定區域形成由梳形電極部46a及匯流條電極部46b構成的表面側集電極46之後，在透光性導電膜49的下面上的預定區域形成由梳形電極部(未圖示)及匯流條電極部50b構成的背面側集電極50。
此時，在第五實施方式中，在匯流條電極部46b縱向兩側端部附近的部分與n型單晶矽基板2上面的外周附近接觸的同時，使匯流條電極部50b的縱向兩側端部附近部分與n型單晶矽基板下面外周附近接觸。第五實施方式的光電器件41除上述以外的製造過程與上述第一實施方式的光電器件1的製造過程是同樣的。
在第五實施方式中，如上述所示，通過使表面側集電極46及背面側集電極50的匯流條電極46b及50b縱向兩側端部附近的部分分別與n型單晶矽基板2上面及下面接觸，因為表面側集電極46及背面側集電極50對n型單晶矽基板2的緊貼性比對透光性導電膜45及49的緊貼性大，所以與表面側集電極46及背面側集電極50分別只與透光性導電膜45及49接觸的構成比較，可使表面側集電極46及背面側集電極50難以剝離。即，因為n型單晶矽基板2表面形成的自然氧化膜比透光性導電膜45及49的親水性高，所以認為n型單晶矽基板2和表面側集電極46及背面側集電極50之間的緊貼性變高。其結果，認為可使表面側集電極46及背面側集電極50難以剝離。據此，因為通過由接頭片連接多個光電器件41進行模塊化之際，可以抑制表面側集電極46及背面側集電極50剝離，所以可以抑制使光電器件41模塊化之際的成品率降低。
其次，對用於確認上述第一～第五實施方式的效果進行的有關集電極緊貼性的實驗加以說明。
首先製作了在n型單晶矽基板，p型非晶質矽層及透光性導電膜各自的上面上形成集電極的3個樣品。而且對該3個樣品分別測量了集電極的緊貼強度。在該緊貼強度的測量，如圖22所示，在集電極60的匯流條電極部60a上安裝了具有1.5mm寬度和150μm厚度的接頭片61。該接頭片61是由在連接多個光電器件進行模塊化之際使用的銅箔構成的電氣配線，通過焊錫塗敷。該接頭片的安裝是在集電極60的匯流條電極60a上塗布焊劑後，對接頭片61加熱，通過在匯流條電極部60a焊上焊錫來進行。而且，在固定樣品的同時，使接頭片61一方端部相對樣品上面的垂直方向彎曲後，通過測量裝置62的夾具63夾持該彎曲的端部。其後，通過轉動測量裝置62的把手64，拉伸接頭片61，通過測量器65測量使接頭片61及集電極60從樣品剝離之際的拉伸剝離強度。如上述所示，測量集電極的貼緊強度。
在對上述3個樣品進行集電極貼緊強度的測量中判明，在透光性導電膜上面上形成有集電極的樣品的貼緊強度為1時的規格化貼緊強度，在p型非晶質矽層上面上形成有集電極的樣品為5.2～6.3，在n型單晶矽基板上面上形成有集電極的樣品為4.9～6.0。從該結果出發，在p型非晶質矽層或n型單晶矽基板上面上形成集電極的情況下，與在透光性導電膜上面上形成集電極的情況比較，得到非常大的緊貼強度。認為這是由於通過在p型非晶質矽層及n型單晶質矽層基板表面上形成具有高親水性的自然氧化膜，因為p型非晶質矽層及n型單晶矽基板表面的浸潤性提高，所以集電極對p型非晶質矽層及n型單晶矽基板的緊貼性提高。
其次，在製作以下的實施例1～6及比較例1的光電器件後，對該製作的各光電器件測量集電極的緊貼強度。
(實施例1)本實施例1的光電器件作成與上述第一實施方式的光電器件的上面側同樣地構成。具體講，形成i型非晶矽層，以便覆蓋10cm見方的n型單晶矽基板上面全體，同時，形成p型非晶體質矽層，以便覆蓋i型非晶質矽層上面全體。而且，在p型非晶質矽層上面上形成9cm見方的透光性導電膜。據此，在p型非晶質矽層上面外周部附近形成未被具有5mm寬度的透光性導電膜覆蓋的區域。而且，在透光性導電膜上面上形成具有比透光性導電膜的1邊還長的匯流條電極的集電極，同時，離匯流條電極兩端2mm的部分分別與p型非晶質矽層接觸地構成。匯流條電極部具有1.5mm寬度和40μm厚度。
(實施例2)本實施例2的光電器件作成與上述第二實施方式的光電器件的上面側同樣地構成。具體講，形成i型非晶質矽層，以便覆蓋10cm見方的n型單晶矽基板上面全體，同時，形成p型非晶質矽層，以便覆蓋i型非晶質矽層上面全體。而且，在p型非晶質矽層上面上形成在外側面上具有平面上看為矩形的開口部的透光性導電膜。此時，在p型非晶質矽層上面外周部附近形成未被具有5mm寬度的透光性導電膜覆蓋的區域。而且在透光性導電膜的上面上形成集電極的同時，離集電極的匯流條電極部兩端2mm的部分分別經透光性導電膜的開口部與p型非晶質矽層接觸地構成。匯流條電極部具有1.5mm寬度和40μm厚度。
(實施例3)本實施例3的光電器件作成與上述第三實施方式的光電器件上面側同樣地構成。具體講，形成i型非晶質矽層，以便覆蓋10cm見方的n型單晶矽基板上面全體，同時，形成p型非單晶矽層，以便覆蓋i型非晶質矽層。而且，在p型非晶質矽層上面形成9cm見方的透光性導電膜。由此，在p型非晶質矽層上面外周部附近形成未被具有5mm寬度的透光性導電膜覆蓋的區域。其後，通過用準分子雷射器除去透光性導電膜的一部分，形成具有0.5μm寬度的2條直線狀溝部。而且，在透光性導電膜的上面上形成集電極的同時，沿著2條溝部，集電極的匯流條電極與p型非晶質矽層接觸。匯流條電極部形成為具有1.5mm寬度和40μm厚度。
(實施例4)本實施例4的光電器件作成與上述第四實施方式的光電器件上面側同樣地構成。具體講，形成i型非晶質矽層，以便覆蓋10cm見方的n型單晶矽基板上面全體，同時，形成p型非晶質矽層，以便覆蓋i型非晶質矽層上面全體。而且，在p型非晶質矽層上面上形成9cm見方的透光性導電膜。而且，在透光性導電膜上面上的預定區域，空開預定間隔形成2層非晶質矽層。該2層非晶質矽層具有0.5mm寬度和1.5nm厚度地形成。而且形成集電極，以便覆蓋透光性導電膜上面上的預定區域和2層非晶質矽層。此時，集電極的匯流條電極部與遍及2層非晶質矽層各自表面的縱向全區域接觸的同時，覆蓋2層非晶質矽層各自的上面及側面地形成。形成匯流條電極部，以便與形成有透光性導電膜上面的非晶質矽層的區域兩側的區域接觸。在非晶質矽層上形成有匯流條電極部的狀態下，由非晶質矽層及匯流條電極部構成的部分具有1.5mm寬度和40μm厚度。
(實施例5)本實施例5的光電器件作成與上述第五實施方式的光電器件上面側同樣地構成。具體講，在10cm見方的n型單晶矽基板上面上順序堆積9cm見方的i型非晶質矽層，p型非晶質矽層及透光性導電膜。據此，在n型單晶矽基板上面的外周部附近形成未被具有5mm寬度的透光性導電膜，p型非晶質矽層及i型非晶質矽層覆蓋的區域。而且，在透光性導電膜的上面上形成具有比透光性導電膜的1邊還長的匯流條電極部的集電極，同時，離匯流條電極部兩端的2mm部分分別與n型單晶矽基板接觸。匯流條電極部具有1.5mm寬度和40μm厚度。
(實施例6)在本實施例6的光電器件上用摻雜3％質量的Al2O3的ZnO形成透光性導電膜。除此以外，與上述實施例1同樣地製成實施例6的光電器件。
(比較例1)本比較例1的光電器件作成與上述現有技術一例的光電器件(參照圖24)上面側同樣的構成。具體講，形成i型非晶質矽層，以便覆蓋10cm見方的n型單晶矽基板全體，同時，形成i型非晶質矽層，以便覆蓋i型非晶質矽層上面全體。而且，在p型非晶質矽層上面上形成9cm見方的透光性導電膜。據此，在p型非晶質矽層上面的外周部附近形成未被具有5mm寬度的透光性導電膜覆蓋的區域。而且，在透光性導電膜上面上形成集電極。此時，集電極只與透光性導電膜上面接觸。集電極的匯流條電極部形成為具有1.5mm寬度、40μm厚度、8.8mm長度。
對上述實施例1～4及比較例1的光電器件的集電極緊貼強度進行測量。該緊貼強度的測量進行耐溫試驗(溼度85％，溫度85℃，2小時)前、後2次。在該測量中，對實施例1～4及比較例1各100個樣品測量緊貼強度的同時，算出該測量的各100個的緊貼強度的平均值，通過對比例1算出的緊貼強度進行規格化。在以下的表1中示出其結果。
表1
從上述表1的結果看出，即使在耐溼試驗前及耐溼試驗後任一方，實驗例1～3與比較例相比，緊貼強度都提高了。認為這是由於在實施例1～3中，集電極的匯流條電極部的一部分與對集電極的緊貼性比透光性導電膜高的p型非晶質矽層接觸。從此結果判明，使集電極的匯流條電極部一部分與p型非晶質矽層接觸對抑制集電極剝離為優選。從上表1可以看到，實施例3的規格化緊貼強度(耐溼試驗前2.1，耐溼試驗後6.3)比實施例1的規格化緊貼強度(耐溼試驗前5.3，耐溫試驗後18.3)及實施例2的規格化緊貼強度(耐溫試驗前5.1，耐溫試驗後18.7)小。即，實施例3與實施例1及2相比，抑制集電極的剝離效果小。認為這是由於在經溝部使p型非晶質矽層和匯流條電極部接觸的實施例3中，成為集電極剝離起點的匯流條電極部的端部附近部分的對p型非晶質矽層的接觸面積比實施例1及2小，與實施例1及2相比，抑制集電極的剝離效果小。
從上述表1的結果看出，在耐溼試驗前及耐溫試驗後任一方，實施例4與比較例1相比，緊貼強度都提高。認為這是由於在實施例4中，集電極的匯流條電極部形成為覆蓋在對集電極的緊貼性比對透光性導電膜高的非晶質矽層上。從該結果判明，在透光性導電膜上的預定區域形成非晶質矽層的同時，形成集電極的匯流條電極部以便覆蓋該非晶質矽上，對抑制集電極剝離為優選。從上表1看出實施例4的規格化緊貼強度(耐溼試驗前2.7，耐溼試驗後9.3)，比實施例1的規格化緊貼強度(耐溼試驗前5.3，耐溼試驗後18.3)，以及實施例1的規格化緊貼強度(耐溼試驗前5.1，耐溼試驗後18.7)小。即，在實施例4中，與實施例1及2相比，抑制集電極剝離的效果小。認為這是由於，在實施例4中，成為集電極剝離起點的匯流條電極部端部附近部分的對p型非晶質矽層的接觸面積比實施例1及2的匯流條電極部端部附近對p型非晶質矽層的接觸面積小，所以相比實施例1及2，抑制集電極剝離效果小。
其次，用上述實施例1～4及比較例1的光電器件，測量由接頭片串聯12個光電器件的接頭片安裝工序的成品率。該成品率的測量對實施例1～4及比較例1，分別用12000個(1000一組)的光電器件進行。在以下表2中示出其結果。
表2
從上述表2的結果看出，實施例1～4的成品率(實施例199.9％，實施例299.7％，實施例399.8％，實施例499.8％)分別比比較例的成品率(98.7％)高。認為這是由於在實施例1～4的光電器件與比較例1的光電器件相比，集電極的緊貼強度變大的緣故，抑制了集電極剝離。從該結果判明，通過使集電極的匯流條電極部的一部分與非晶質矽層接觸可提高由接頭片連接多個光電器件進行模塊化之際的成品率。
其次，對實施例5及6和比較例1的光電器件，與上述實施例1～4同樣製作，測量耐溼試驗前及耐溼試驗後集電極的緊貼強度。在以下表3示出其結果。
從上述表3的結果看出，即使在耐溼試驗前及耐溼試驗後任一方，在實施例5中，與比較例1相比，集電極的緊貼強度提高。認為這是由於在實施例5中，使集電極的匯流條電極部端部附近部分與對集電極的緊貼性比透光性導電膜高的n型單晶矽基板接觸的緣故。據此判明，如實施例5所示，使集電極的匯流條電極部端部附近部分與n型單晶矽基板接觸，由於集電極的緊貼性提高而為優選。如上述所示，在使集電極的匯流條電極部端部附近部分與n型單晶矽基板接觸的情況下，可提高集電極緊貼性。另一方面，由於在集電極和作為發電層的n型單晶矽基板之間界面上產生許多載流子的再結合，所以光電器件的輸出特性降低。
從上述表1及表3的結果看出，在實施例6的光電器件中，得到與實施例1的光電器件的緊貼強度(耐溼試驗前5.3，耐溼試驗後18.3)同等的高緊貼強度(耐溼試驗前6.1，耐溼試驗後18.8)。從該結果判明，即使透光性導電膜由摻雜Al2O3的ZnO等的ITO以外的材料構成時，也可以通過使集電極的匯流條電極部端部附近部分與p型非晶質矽層接觸，抑制集電極剝離。因為在實施例5及6的光電器件可以抑制集電極剝離，所以與上述實施例1～3同樣，可以容易地提高在使光電器件進行模塊化之際的接頭片安裝工序的成品率。
本次公開的實施方式及實施例，應當認為所述各點只是例示，並非限於此。本發明的範圍不是由上述實施方式及實施例說明而是通過權利要求範圍示出，也包含與權利要求範圍同等意義及範圍內所作的一切變更。
例如，在上述實施方式，以在n型單晶質矽基板上形成i型非晶質矽層及p型非晶質矽層構造的光電器件作例說明，然而，本發明並不限於此，在具有其它構造的光電器件內也可廣泛使用。
在為了確認上述實施方式的效果進行的實驗中，示出了使集電極一部分與p型非晶質矽層接觸時的集電極緊貼強度的測定，然而，本發明不限於此，使集電極一部分與n型非晶質矽層接觸時也可以得到同樣的結果。這個事實已經通過本申請發明者的實驗得到確認了。
在上述實施方式中，作為半導體材料使用了矽(Si)，然而，本發明不限於此，也可以使用SiGe，SiGeC，SiC，SiN，SiGeN，SiSn，SiSnN，SiSnO，SiO，Ge，GeC，GeN中的任一種半導體。這時，這些半導體也可以是結晶質或包含氫及氟中至少一方的非晶質或微晶。
在上述實施方式中，作為構成透光性導電材料使用了摻雜Sn的氧化銦(ITO)，然而，本發明不限於此，也可以使用由ITO膜以外的材料構成的透光性導電膜。例如，可使用以Zn，As，Ca，Cu，F，Ge，Mg，S，Si及Te至少一種作成化合物粉末適量混合入氧化銦(In2O3)粉末內通過燒結製作的靶而形成的透光性導電膜。
在上述實施方式中，用RF等離子體CVD法形成非晶質矽層，然而，本發明不限於此，也可以用蒸鍍法，濺射法，微波等離子體CVD法，ECR法，熱CVD法，LPCVD(減壓CVD)法等其它方法形成非晶質矽層。
在上述實施方式中，在構成透明導電膜的ITO膜濺射時使用了Ar氣，然而本發明不限於此，也可以用He，Ne，Kr，Xe的其它非活性氣體或它們的混合氣體。
在上述實施方式中，用DC功率進行濺射時的放電動作，然而，本發明不限於此，也可以用脈衝調製DC放電或RF放電，VHF放電，微波放電等。
在上述第二實施方式中，透光性導電膜的開口部寬度比匯流條電極部寬度大地構成，然而，本發明不限於此，也可以使透光性導電膜開口部寬度成為小於等於匯流條電極部寬度的大小的構成。
在上述第二實施方式中，在透光性導電膜上形成了矩形的開口部，然而本發明並不限於此，在透光性導電膜上形成的開口部形狀也可以是三角形或圓形等其它形狀。只有可使集電極的匯流條電極部與在透光性導電膜下側形成的半導體層接觸，則開口部作成什麼形狀都可以得到與上述第二實施方式同樣的效果。
在上述第三實施方式中，在透光性導電膜上直線延伸地形成溝部，然而，本發明不限於此，在透光性導電膜上也可以形成虛線狀等其它形狀的溝部。即使在這種情況下，也可以得到與上述第三實施方式同樣的效果。
在上述第四實施方式中，使透光型導電膜上形成的非晶質矽層作成i型構成，然而，本發明不限於此，也可以使非晶質矽層作成n型構成。如果這樣，使非晶質矽層作成n型，則因為可以減小非晶質矽層的電阻，所以可以抑制因非晶質矽層電阻引起的輸出特性大幅降低。在透光性導電膜是n型的情況下，如果通過對非晶質矽層導入n型雜質，使非晶質矽層作成n型，則因為可以降低非晶質矽層及透光性導電膜之間的接觸電阻，所以可以抑制輸出特性降低。
在上述第四實施方式中，在使非晶質矽層直線延伸地形成的同時，通過連續的一層來構成，然而，本發明不限於此，在透光性導電膜上形成的非晶質矽層除上述以外也可以以各種形狀形成。例如也可以以點狀或虛線狀等的不連續的形狀構成。
權利要求
1.一種光電器件，其特徵在於，設置有透光性導電膜，和在所述透光性導電膜的表面上形成、且其一部分以與半導體層接觸的方式形成的集電極。
2.根據權利要求1所述的光電器件，其特徵在於，所述半導體層包含在所述透光性導電膜下形成的第一半導體層，所述第一半導體層包含非單晶半導體層，所述集電極的一部分與所述非單晶半導體層接觸。
3.根據權利要求2所述的光電器件，其特徵在於，所述非單晶半導體層包含非晶質矽層。
4.根據權利要求2所述的光電器件，其特徵在於，所述第一半導體層包含第一導電型的結晶系半導體層；在所述結晶系半導體層表面上形成的實質上本徵的第一非單晶半導體層；和在所述第一非單晶半導體層表面上形成的第二導電型的第二非單晶半導體層，所述集電極的一部分與所述第二非單晶半導體層接觸。
5.根據權利要求4所述的光電器件，其特徵在於，所述結晶系半導體層包含單結晶矽層，所述第一非單晶半導體層及所述第二非單晶半導體層包含非晶質矽層。
6.根據權利要求2所述的光電器件，其特徵在於，所述集電極包含用於收集電流的第一電極部，和用於使通過所述第一電極部收集的所述電流集合的第二電極部，所述第二電極部的一部分與所述第一半導體層接觸。
7.根據權利要求6所述的光電器件，其特徵在於，所述第二電極部的縱向端部附近的部分與所述第一半導體層接觸。
8.根據權利要求7所述的光電器件，其特徵在於，所述第二電極部的縱向兩側的端部附近的部分與所述第一半導體層接觸。
9.根據權利要求2所述的光電器件，其特徵在於，所述透光性導電膜在所述透光性導電膜的外側面的一部分上含有平面上看為凹狀的開口部，所述集電極經所述透光性導電膜的開口部與所述第一半導體層接觸。
10.根據權利要求9所述的光電器件，其特徵在於，所述開口部的至少一部分在由所述集電極遮光的區域上形成。
11.根據權利要求2所述的光電器件，其特徵在於，所述透光性導電膜包含溝部，所述集電極的一部分沿著所述透光性導電膜的溝部與所述溝部內露出的所述第一半導體層接觸。
12.根據權利要求11所述的光電器件，其特徵在於，所述溝部的至少一部分在由所述集電極遮光的區域上形成。
13.根據權利要求1所述的光電器件，其特徵在於，所述半導體層包含第一導電型的結晶系半導體層；在所述結晶系半導體層表面上形成的實質上本徵的第一非單晶半導體層；和在所述第一非單晶半導體層的表面上形成的第二導電型的第二非單晶半導體層，所述集電極的一部分與所述結晶系半導體層接觸。
14.根據權利要求1所述的光電器件，其特徵在於，所述半導體層包含在所述透光性導電膜上形成的第二半導體層，所述集電極以與所述第二半導體層接觸的方式形成。
15.根據權利要求14所述的光電器件，其特徵在於，所述第二半導體層包含矽層。
16.根據權利要求14所述的光電器件，其特徵在於，在所述第二半導體層上導入賦與預定的導電型的雜質。
17.根據權利要求16所述的光電器件，其特徵在於，所述第二半導體層及所述透光性導電膜具有同樣的導電型。
18.根據權利要求14所述的光電器件，其特徵在於，所述集電極包含用於收集電流的第一電極部，和用於使通過所述第一電極部收集的所述電流集合的第二電極部，所述第二電極部以與所述第二半導體層接觸的方式形成。
19.根據權利要求18所述的光電器件，其特徵在於，所述第二電極部以與遍及所述第二半導體層表面縱向的實質上全區域接觸的方式形成。
20.根據權利要求18所述的光電器件，其特徵在於，所述第二電極部以與所述透光性導電膜及所述第二半導體層接觸的方式形成。
21.根據權利要求20所述的光電器件，其特徵在於，所述第二電極部以與所述透光性導電膜接觸、且覆蓋所述第二半導體層的上面及側面的方式形成。
22.根據權利要求14所述的光電器件，其特徵在於，設置有第一導電型的結晶系半導體層；在所述結晶系半導體層表面上形成的實質上本徵的第一非單晶半導體；和在所述第一非單晶半導體層表面上形成的第二導電型的第二非單晶半導體層，所述透光性導電膜在所述第二非單晶半導體層的表面上形成。
23.根據權利要求22所述的光電器件，其特徵在於，所述結晶系半導體層包含單晶矽層，所述第一非單晶半導體層及所述第二非單晶半導體層包含非晶質矽層。
24.一種光電器件，其特徵在於，包含半導體層；在所述半導體層的表面上形成的透光性導電膜；和在所述透光性導電膜表面上形成的、且其一部分以與所述半導體層接觸的方式形成的集電極。
全文摘要
提供可抑制在進行模塊化之際成品率的降低的光電器件，該光電器件包含透光性導電膜，和在透光性導電膜表面上形成的、且其一部分以與半導體層接觸的方式形成的集電極。
文檔編號H01L31/0224GK1641888SQ200410086619
公開日2005年7月20日 申請日期2004年10月29日 優先權日2004年1月13日
發明者中島武, 丸山英治 申請人:三洋電機株式會社