(57)【要約】【課題】太陽電池の発電効率を向上させる。【解決手段】ｐ型層３０、ｉ型層３２、ｎ型層３４を積層した薄膜太陽電池の製造方法であって、ｉ型層３２はアモルファスシリコン層であり、ｎ型層３４は微結晶シリコン層であり、ｎ型層３４を形成する工程において、ｉ型層３２から離れるにしたがってｎ型ドーパントのドーピング濃度を高くする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型ドーパントが添加されたｐ型薄膜を形成する第１の工程と、
前記ｐ型薄膜上にｉ型アモルファスシリコン薄膜を積層して形成する第２の工程と、
前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜上に、ｎ型ドーパントが添加されたｎ型微結晶シリコン薄膜を積層して形成する第３の工程と、を備え、
前記第３の工程は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがって前記ｎ型微結晶シリコン薄膜のｎ型ドーパントのドーピング濃度を高くすることを特徴とする光電変換ユニットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換ユニットの製造方法であって、
前記第３の工程は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがって前記ｎ型微結晶シリコン薄膜のｎ型ドーパントのドーピング濃度を段階的に高くすることを特徴とする光電変換ユニットの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光電変換ユニットの製造方法であって、
前記第３の工程は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがって前記ｎ型微結晶シリコン薄膜のｎ型ドーパントのドーピング濃度を連続的に高くすることを特徴とする光電変換ユニットの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光電変換ユニットの製造方法であって、
前記第３の工程は、前記微結晶シリコンの原料としてシランを用い、前記ｎ型ドーパントの原料としてフォスフィンを用い、フォスフィンの流量がシランの流量に対して０．１％以下の流量で積層を開始した後、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるに従ってｎ型ドーパントのドーピング濃度を増加させることを特徴とする光電変換ユニットの製造方法。
【請求項５】
ｐ型ドーパントが添加されたｐ型薄膜と、
前記ｐ型薄膜上に積層されたｉ型アモルファスシリコン薄膜と、
前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜上に積層されたｎ型ドーパントが添加されたｎ型微結晶シリコン薄膜と、を備え、
前記ｎ型微結晶シリコン薄膜は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがってｎ型ドーパントのドーピング濃度が高いことを特徴とする光電変換ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の光電変換ユニットであって、
前記ｎ型微結晶シリコン薄膜は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがってｎ型ドーパントのドーピング濃度が段階的に高くなることを特徴とする光電変換ユニット。
【請求項７】
請求項５に記載の光電変換ユニットであって、
前記ｎ型微結晶シリコン薄膜は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがってｎ型ドーパントのドーピング濃度が連続的に高くなることを特徴とする光電変換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶、微結晶またはアモルファスシリコンを用いた太陽電池が知られている。特に、微結晶またはアモルファスシリコンの薄膜を積層した構造を有する太陽電池は、資源消費の観点、コストの低下の観点および効率化の観点から注目されている。
【０００３】
一般的に、薄膜太陽電池は、表面が絶縁性の基板上に第１電極、１以上の半導体薄膜光電変換セル及び第２電極を順に積層して形成される。それぞれの太陽電池ユニットは、光入射側からｐ型層、ｉ型層及びｎ型層を積層して構成される。
【０００４】
また、薄膜太陽電池の変換効率を向上させる方法として、２種以上の光電変換セルを光入射方向に積層することが知られている。薄膜太陽電池の光入射側にはバンドギャップが広い光電変換層を含む第１の太陽電池ユニットを配置し、その後に第１の太陽電池ユニットよりもバンドギャップの狭い光電変換層を含む第２の太陽電池ユニットを配置する。これにより、入射光の広い波長範囲に亘って光電変換を可能にし、装置全体として変換効率の向上を図ることができる。
【０００５】
例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池ユニットをトップセルとし、微結晶（μｃ−Ｓｉ）太陽電池ユニットをボトムセルとした構造が知られている（特許文献１〜４等）。特に、アモルファスシリコン太陽電池ユニットにおいて、ｎ型層をアモルファスシリコン層と微結晶シリコン層との２層構造にする技術が開示されている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９７９３０号公報
【特許文献２】特開２００５−２７７１１３号公報
【特許文献３】特開昭６３−２４４８８８号公報
【特許文献４】特開平１１−２９８０１５号公報
【特許文献５】特開平１１−２７４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、薄膜太陽電池の変換効率を向上させるためには、太陽電池を構成する各薄膜の特性を最適化して、開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流密度Ｊｓｃ及びフィルファクタＦＦを向上させることが必要である。
【０００８】
本発明は、発電効率を向上させた太陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様は、ｐ型ドーパントが添加されたｐ型薄膜を形成する第１の工程と、前記ｐ型薄膜上にｉ型アモルファスシリコン薄膜を積層して形成する第２の工程と、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜上に、ｎ型ドーパントが添加されたｎ型微結晶シリコン薄膜を積層して形成する第３の工程と、を備え、前記第３の工程は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがって前記ｎ型微結晶シリコン薄膜のｎ型ドーパントのドーピング濃度を高くする、光電変換ユニットの製造方法である。
【００１０】
また、本発明の別の態様は、ｐ型ドーパントが添加されたｐ型薄膜と、前記ｐ型薄膜上に積層されたｉ型アモルファスシリコン薄膜と、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜上に積層されたｎ型ドーパントが添加されたｎ型微結晶シリコン薄膜と、を備え、前記ｎ型微結晶シリコン薄膜は、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがってｎ型ドーパントのドーピング濃度が高い、光電変換ユニットである。
【００１１】
ここで、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがって前記ｎ型微結晶シリコン薄膜のｎ型ドーパントのドーピング濃度を段階的に高くすることが好適である。
【００１２】
また、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるにしたがって前記ｎ型微結晶シリコン薄膜のｎ型ドーパントのドーピング濃度を連続的に高くすることが好適である。
【００１３】
前記第３の工程は、前記微結晶シリコンの原料としてシランを用い、前記ｎ型ドーパントの原料としてフォスフィンを用い、フォスフィンの流量がシランの流量に対して０．１％以下の流量で積層を開始した後、前記ｉ型アモルファスシリコン薄膜から離れるに従ってｎ型ドーパントのドーピング濃度を増加させることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発電効率を向上させた太陽電池及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるタンデム型太陽電池の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるタンデム型太陽電池のａ−Ｓｉユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜基本構成＞
図１は、本発明の実施の形態におけるタンデム型太陽電池１００の構造を示す断面図である。本実施の形態におけるタンデム型太陽電池１００は、透明絶縁基板１０を光入射側として、光入射側から、透明導電膜１２、トップセルとして広いバンドギャップを有するアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）（光電変換）ユニット１０２、中間層１４、ボトムセルとしてａ−Ｓｉユニット１０２よりバンドギャップの狭い微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）（光電変換）ユニット１０４、第１裏面電極層１６、第２裏面電極層１８、充填材２０及び保護膜２２を積層した構造を有している。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態におけるタンデム型太陽電池１００の構成及び製造方法について説明する。本発明の実施の形態におけるタンデム型太陽電池１００は、ａ−Ｓｉユニット１０２に含まれるｎ型層に特徴を有しているので、ａ−Ｓｉユニット１０２に含まれるｎ型層について特に詳細に説明する。
【００１８】
透明絶縁基板１０は、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等の少なくとも可視光波長領域において透過性を有する材料を適用することができる。透明絶縁基板１０上に透明導電膜１２が形成される。透明導電膜１２は、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせて用いることが好適である。特に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、透光性が高く、抵抗率が低く、耐プラズマ特性にも優れているので好適である。透明導電膜１２は、例えば、スパッタリング等により形成することができる。透明導電膜１２の膜厚は０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲とすることが好適である。また、透明導電膜１２の表面には光閉じ込め効果を有する凹凸を設けることが好適である。
【００１９】
透明導電膜１２上に、ｐ型層３０、ｉ型層３２、ｎ型層３４のシリコン系薄膜を順に積層してａ−Ｓｉユニット１０２を形成する。図２に、ａ−Ｓｉユニット１０２部分の拡大断面図を示す。
【００２０】
ａ−Ｓｉユニット１０２は、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ3）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマＣＶＤにより形成することができる。
【００２１】
プラズマＣＶＤは、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤを適用することが好適である。ＲＦプラズマＣＶＤは平行平板型とすることができる。平行平板型の電極のうち透明絶縁基板１０を配しない側には原料の混合ガスを供給するためのガスシャワー孔を設けた構成としてもよい。プラズマの投入電力密度は、５ｍＷ／ｃｍ2以上１００ｍＷ／ｃｍ2以下とすることが好ましい。
【００２２】
一般的に、ｐ型層３０、ｉ型層３２、ｎ型層３４はそれぞれ別の成膜チャンバにおいて成膜される。成膜チャンバは、真空ポンプによって真空排気可能であり、ＲＦプラズマＣＶＤのための電極が内蔵される。また、透明絶縁基板１０の搬送装置、ＲＦプラズマＣＶＤのための電源及びマッチング装置、ガス供給用の配管等が付設される。
【００２３】
ｐ型層３０は、透明導電膜１２上に形成される。ｐ型層３０は、単層のアモルファスシリコン層、微結晶シリコン層、微結晶炭化シリコン層、又はこれらの層を複数組み合わせた複合層とする。
【００２４】
例えば、透明導電膜１２からｉ型層３２に向けて膜厚が増加と共に特定の波長の光に対する吸収係数が変化するアモルファス炭化シリコン層を含むものとする。さらに、バンドギャップの調整やｉ型層３２の形成時におけるプラズマの影響を避けるために、低吸収アモルファス炭化シリコン層上にアモルファス炭化シリコン又は微結晶炭化シリコンからなるバッファ層を形成してもよい。より具体的には、例えば、透明導電膜１２上に、ｐ型ドーパント（ボロン等）が第１ドーピング濃度でドープされた高吸収アモルファス炭化シリコン層成膜し、高吸収アモルファス炭化シリコン層上に、ｐ型ドーパント（ボロン等）が第１ドーピング濃度よりも低い第２ドーピング濃度でドープされた低吸収アモルファス炭化シリコン層を形成する。この場合、第２ドーピング濃度は、第１ドーピング濃度の１／５から１／１０の範囲とすることが好適である。
【００２５】
また、例えば、ｐ型層３０は、ｐ型ドーパント（ボロン等）がドープされたアモルファス炭化シリコン層、ｐ型ドーパントをドープしないで形成されたシリコン層、及びｐ型ドーパントをドープしないで形成されたバッファ層の積層構造とする。
【００２６】
ｐ型層３０は、プラズマＣＶＤにおいて、シリコン含有ガス、炭素含有ガス、ｐ型ドーパント含有ガス及び希釈ガスの混合比、圧力及びプラズマ発生用高周波パワーを調整して形成することができる。
【００２７】
ｉ型層３２は、ｐ型層３０上に形成されたドープされていない膜厚５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のアモルファスシリコン膜とする。ｉ型層３２の膜質は、シリコン含有ガス及び希釈ガスの混合比、圧力及びプラズマ発生用高周波パワーを調整することによって変化させることができる。また、ｉ型層３２は、ａ−Ｓｉユニット１０２の発電層となる。
【００２８】
ｎ型層３４は、ｉ型層３２上に形成されたｎ型ドーパント（リン等）をドープした膜厚１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のｎ型微結晶シリコン層（ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ）とする。ｎ型層３４の膜質は、シリコン含有ガス、炭素含有ガス、ｎ型ドーパント含有ガス及び希釈ガスの混合比、圧力及びプラズマ発生用高周波パワーを調整することによって変化させることができる。
【００２９】
本実施の形態では、ｎ型層３４は、ｉ型層３２から離れるにしたがってｎ型ドーパントのドーピング濃度が高くなるように形成する。ドーピング濃度は、段階的に高くしてもよいし、連続的に高くしてもよい。
【００３０】
段階的にドーピング濃度を高くする場合、まずｉ型層３２上に、ｎ型ドーパント（リン等）が第１ドーピング濃度でドープされた、又は、ドープされていない微結晶シリコン層３４ａを成膜する。その後、微結晶シリコン層３４ａ上に、ｎ型ドーパント（リン等）が微結晶シリコン層３４ａよりも高い第２ドーピング濃度でドープされた微結晶シリコン層３４ｂを形成すればよい。
【００３１】
この場合、プラズマＣＶＤにおいて、プラズマを発生させたままシリコン含有ガス、炭素含有ガス、ｎ型ドーパント含有ガス及び希釈ガスの混合比、圧力及びプラズマ発生用高周波パワーを調整して、微結晶シリコン層３４ａ及び微結晶シリコン層３４ｂを連続的に形成すればよい。プラズマを発生させたまま連続的に成膜条件を変化させれば、微結晶シリコン層３４ａと微結晶シリコン層３４ｂとの間に界面層３４ｃが形成される。ただし、界面層３４ｃは非常に薄い層となる。
【００３２】
具体的には、例えば、シリコン含有ガスであるシラン（ＳｉＨ4）の流量に対するｎ型ドーパント含有ガスであるフォスフィン（ＰＨ3）の流量ｎ型ドーパント含有ガスの供給量（流量）を０．０５より小さくした状態において微結晶シリコン層３４ａを形成し、その後、シリコン含有ガスであるシラン（ＳｉＨ4）の流量に対するｎ型ドーパント含有ガスであるフォスフィン（ＰＨ3）の流量ｎ型ドーパント含有ガスの供給量（流量）を０．０５以上に変えて微結晶シリコン層３４ｂを形成する。
【００３３】
ｎ型層３４のドーピング濃度を連続的に変化させる場合には、ｉ型層３２側の微結晶シリコン層のドービング濃度が中間層１４側の微結晶シリコン層のドーピング濃度に対してより低くなるように、プラズマＣＶＤにおいて、プラズマを発生させたままシリコン含有ガス、炭素含有ガス、ｎ型ドーパント含有ガス及び希釈ガスの混合比、圧力及びプラズマ発生用高周波パワーを調整するとよい。
【００３４】
具体的には、ｎ型ドーパント含有ガスの供給量（流量）を徐々に増加させる等すればよい。例えば、シリコン含有ガスであるシラン（ＳｉＨ4）の流量に対するｎ型ドーパント含有ガスであるフォスフィン（ＰＨ3）の流量ｎ型ドーパント含有ガスの供給量（流量）を０．０５より小さくした状態から成膜を開始し、その後、シリコン含有ガスであるシラン（ＳｉＨ4）の流量に対するｎ型ドーパント含有ガスであるフォスフィン（ＰＨ3）の流量ｎ型ドーパント含有ガスの供給量（流量）を０．０５以上となるまで変化させつつ成膜を行う。
【００３５】
ｎ型層３４を微結晶シリコン層とすることによって、光の低吸収化及び中間層１４とのコンタクト特性を向上することができるが、微結晶シリコン層形成時の原料ガス（シラン）に対するドーピングガス（フォスフィン）の流量が大きくなるにつれて微結晶化率は低下する。そこで、本実施の形態のように、低ドーピング濃度又はノンドーピングの微結晶シリコン層３４ａを下地層として形成し、微結晶シリコン層３４ａ上により高ドーピング濃度で微結晶シリコン層３４ｂを形成することによって、下地層の結晶化率を高めると共に、ｎ型層３４としてはドーピング濃度を高めることもできる。微結晶層の下地としては、フォスフィン（ＰＨ3）の流量がシラン（ＳｉＨ4）の流量に対して０．１％以下の流量で形成した層を用いることが好適である。
【００３６】
また、プラズマを発生させたまま微結晶シリコン層３４ａと微結晶シリコン層３４ｂとを連続的に形成することによって、微結晶シリコン層３４ａと微結晶シリコン層３４ｂとの界面にプラズマ発生初期層が形成されることがなくなり、微結晶シリコン層３４ａと微結晶シリコン層３４ｂとの界面の欠陥が低減される。
【００３７】
ａ−Ｓｉユニット１０２上に、中間層１４を形成する。中間層１４は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を用いることが好適である。特に、マグネシウムＭｇがドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）を用いることが好適である。中間層１４は、例えば、スパッタリング等により形成することができる。中間層１４の膜厚は１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲とすることが好適である。なお、中間層１４は、設けなくてもよい。
【００３８】
中間層１４上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層を順に積層したμｃ−Ｓｉユニット１０４を形成する。μｃ−Ｓｉユニット１０４は、シラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ4）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ3）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ2）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマＣＶＤ法により形成することができる。
【００３９】
プラズマＣＶＤは、ａ−Ｓｉユニット１０２と同様に、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマＣＶＤを適用することが好適である。ＲＦプラズマＣＶＤは平行平板型とすることができる。平行平板型の電極のうち透明絶縁基板１０を配しない側には原料の混合ガスを供給するためのガスシャワー孔を設けた構成としてもよい。プラズマの投入電力密度は、５ｍＷ／ｃｍ2以上１００ｍＷ／ｃｍ2以下とすることが好ましい。
【００４０】
例えば、膜厚５ｎｍ以上５０ｎｍ以下のボロンがドープされたｐ型微結晶シリコン層（ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ）、膜厚０．５μｍ以上５μｍ以下のドープされていないｉ型微結晶シリコン層（ｉ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ）及び膜厚５ｎｍ以上５０ｎｍ以下のリンがドープされたｎ型微結晶シリコン層（ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ）を積層して構成される。
【００４１】
ただし、μｃ−Ｓｉユニット１０４に限定されるものではなく、発電層としてｉ型微結晶シリコン層（ｉ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ）が用いられるものであればよい。
【００４２】
μｃ−Ｓｉユニット１０４上に、第１裏面電極層１６、第２裏面電極層１８として反射性金属と透明導電性酸化物（ＴＣＯ）との積層構造を形成する。第１裏面電極層１６としては、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）が用いられる。また、第２裏面電極層１８としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が使用できる。ＴＣＯは、例えば、スパッタリング等により形成することができる。第１裏面電極層１６及び第２裏面電極層１８は、合わせて１μｍ程度の膜厚とすることが好適である。第１裏面電極層１６及び第２裏面電極層１８の少なくとも一方には、光閉じ込め効果を高めるための凹凸が設けることが好適である。
【００４３】
さらに、充填材２０によって第２裏面電極層１８の表面を保護膜２２で被う。充填材２０及び保護膜２２は、ＥＶＡ、ポリイミド等の樹脂材料とすることができる。これによって、タンデム型太陽電池１００の発電層への水分の侵入等を防ぐことができる。
【００４４】
なお、ＹＡＧレーザ（基本波１０６４ｎｍ、２倍波５３２ｎｍ）を用いて、透明導電膜１２、ａ−Ｓｉユニット１０２、中間層１４、μｃ−Ｓｉユニット１０４、第１裏面電極層１６、第２裏面電極層１８の分離加工を行うことによって、複数のセルを直列に接続した構成にしてもよい。
【００４５】
以上が、本発明の実施の形態におけるタンデム型太陽電池１００の基本構成である。以下、各実施の形態におけるｐ型層３０の構成について説明する。
【００４６】
＜実施例＞
以下、上記実施の形態におけるｐ型層３０を適用したタンデム型太陽電池１００の実施例及び比較例を示す。
【００４７】
（実施例）
透明絶縁基板１０として、３３ｃｍ×４３ｃｍ角，４ｍｍ厚のガラス基板を用いた。透明絶縁基板１０上に、熱ＣＶＤにより透明導電膜１２として表面に凹凸形状を有する６００ｎｍ厚のＳｎＯ2を形成した。この後、透明導電膜１２をＹＡＧレーザにて短冊状にパターニングした。ＹＡＧレーザは、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ3、パルス周波数３ｋＨｚのものを用いた。
【００４８】
透明絶縁基板１０上に、ｐ型層３０、ｉ型層３２、ｎ型層３４を順に形成する。表１に、ｐ型層３０、ｉ型層３２の成膜条件を示し、表２にｎ型層３４の成膜条件を示す。ｎ型層３４として、シラン（ＳｉＨ4）：水素（Ｈ2）：フォスフィン（ＰＨ3）の流量比を１：１００：０として微結晶シリコン層３４ａを形成し、その後、シラン（ＳｉＨ4）：水素（Ｈ2）：フォスフィン（ＰＨ3）の流量比を１：１００：０．２として微結晶シリコン層３４ｂを形成したものを実施例１とした。ここで、原料ガスの全圧力は８０Ｐａとし、プラズマへの投入電力密度を１５ｍＷ／ｃｍ2とした。
【００４９】
また、ｎ型層３４として、シラン（ＳｉＨ4）：水素（Ｈ2）：フォスフィン（ＰＨ3）の流量比を１：１００：０．２として微結晶シリコン層を１層としたものを比較例１とした。
【表１】
2011014619.tif 000003
【表２】
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【００５０】
表３に、μｃ−Ｓｉユニット１０４の成膜条件を示す。ただし、μｃ−Ｓｉユニット１０４の成膜条件はこれに限定されるものではない。
【表３】
2011014619.tif 000005
【００５１】
この後、透明導電膜１２のパターンニング位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射し、ａ−Ｓｉユニット１０２及びμｃ−Ｓｉユニット１０４を短冊状にパターニングした。ＹＡＧレーザは、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ3、パルス周波数３ｋＨｚのものを用いた。
【００５２】
次に、第１裏面電極層１６としてＡｇ電極をスパッタリングにより形成し、第２裏面電極層１８としてＺｎＯ膜をスパッタリングにより形成した。この後、ａ−Ｓｉユニット１０２及びμｃ−Ｓｉユニット１０４のパターンニング位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射し、第１裏面電極層１６、第２裏面電極層１８を短冊状にパターニングした。ＹＡＧレーザは、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ3、パルス周波数４ｋＨｚのものを用いた。
【００５３】
表４に、実施例１及び比較例１のタンデム型太陽電池１００の開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流密度Ｊｓｃ、フィルファクタＦＦ及び効率ηを示す。表４では、比較例１における開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流密度Ｊｓｃ、フィルファクタＦＦ及び効率ηを１として、実施例１との比を示している。
【表４】
2011014619.tif 000006
【００５４】
実施例１のようにｎ型層３４をノンドープの微結晶シリコン層３４ａと高ドープの微結晶シリコン層３４ｂの２層構造とすることによって、比較例１のように高ドープ微結晶シリコン層の単層構造とした場合に比べて短絡電流密度Ｊｓｃ及びフィルファクタＦＦの向上がみられた。
【００５５】
これは、単層で高ドープ微結晶シリコン層を形成する場合に比べて、下地層となるノンドープの微結晶シリコン層３４ａの結晶化率が高く、その高い結晶性を維持しつつ、高ドープの微結晶シリコン層３４ｂを成膜することができたからと考えられる。これにより、比較例１のように単層で高ドープ微結晶シリコン層を形成する場合に比べて、ｎ型層３４の膜厚方向への抵抗率を低下させることができ、短絡電流密度Ｊｓｃ及びフィルファクタＦＦが改善されたものと推考される。
【符号の説明】
【００５６】
１０  透明絶縁基板、１２  透明導電膜、１４  中間層、１６  第１裏面電極層、１８  第２裏面電極層、２０  充填材、２２  保護膜、３０  ｐ型層、３２  ｉ型層、３４  ｎ型層、３４ａ，３４ｂ  微結晶シリコン層、１００  タンデム型太陽電池、１０２  ａ−Ｓｉユニット、１０４  μｃ−Ｓｉユニット。
【図１】
2011014619.tif 000007
【図２】
2011014619.tif 000008