[发明专利]光电转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及将光转换成电的光电转换元件相关。

背景技术

以往，公知了通过对单晶硅基板(100)面进行各向异性蚀刻来形成由(111)面引起的金字塔形状的凹凸构造的光限制构造。根据该光限制构造，硅基板的表面的反射率降低，所以能够增加短路电流。

在日本特开2011-77240号公报中，记载了具备第1导电类型的单晶硅基板、在该单晶硅基板表面隔着本征非晶硅层而形成的另一导电类型的非晶硅层、以及在该非晶硅层上形成的透明导电膜的光伏发电装置。在该光伏发电装置中，关于单晶硅基板的设置有非晶硅层的表面，以与近似直线的标准偏差低于1.0nm的方式来规定表面的凹凸。

发明内容

在硅晶体系的光电转换元件中，由于表面的悬空键而少数载流子的寿命变短。因此，在硅基板的表面形成钝化膜，抑制在表面的少数载流子的湮灭。

另一方面，如果在上述的凹凸构造上形成钝化膜，则在凹部附近对钝化膜施加强的应力，钝化的效果降低。

本发明的目的在于，提供一种通过使具有金字塔形状的凹凸构造的受光面均匀地钝化来提高转换效率的光电转换元件。

此处公开的光电转换元件是将光转换成电的光电转换元件，具备至少在一个面形成有包括多个倾斜面的凹凸构造的硅基板。在与夹着所述凹凸构造的凹部且相邻的2个倾斜面相交的线垂直的剖面中，在将所述2个倾斜面中的一方的切线与所述凹部的最深部的切线相交的点、和所述2个倾斜面中的另一方的切线与所述凹部的最深部的切线相交的点之间的距离设为底部宽度时，所述底部宽度为20nm以上。

根据上述的结构，通过将底部宽度设为20nm以上，能够缓和从夹着凹部地相邻的2个倾斜面施加的应力。因此，能够在具有金字塔形状的凹凸构造的受光面形成均匀的钝化膜，能够提高光电转换元件的转换效率。

附图说明

图1是示意地示出本发明的第1实施方式的光电转换元件的结构的剖视图。

图2是示意地示出硅基板的凹凸构造的俯视图。

图3是沿着图2的III-III线的剖视图，并且是凹部附近的剖面的TEM像。

图4是用于说明底部宽度Lb的示意图。

图5是用于说明底部宽度Lb的示意图，并且是示出在凹部没有平坦部分的情况的图。

图6A是用于说明本发明的第1实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图6B是用于说明本发明的第1实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图6C是用于说明本发明的第1实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图6D是用于说明本发明的第1实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图7是在底部宽度Lb低于20nm的情况下的凹部附近的剖面的TEM像。

图8是图7中的区域A的放大图。

图9是示出本发明的第2实施方式的光电转换元件的概略结构的剖视图。

图10是示出本发明的第3实施方式的光电转换元件的概略结构的剖视图。

图11A是用于说明本发明的第3实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图11B是用于说明本发明的第3实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图11C是用于说明本发明的第3实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图12是示出本发明的第4实施方式的光电转换元件的概略结构的剖视图。

图13是示出本发明的第5实施方式的光电转换元件的概略结构的剖视图。

图14是示出本发明的第6实施方式的光电转换元件的概略结构的剖视图。

图15是从背面侧观察本发明的第6实施方式的光电转换元件的俯视图。

图16A是用于说明本发明的第6实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图16B是用于说明本发明的第6实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图16C是用于说明本发明的第6实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图16D是用于说明本发明的第6实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图16E是用于说明本发明的第6实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图16F是用于说明本发明的第6实施方式的光电转换元件的制造方法的一个例子的图。

图17是示出本发明的第7实施方式的光电转换元件的概略结构的剖视图。