(57)【要約】【課題】優れた特性を有する積層型光電変換装置を製造することが可能な積層型光電変換装置用中間層、およびそれを含む積層型光電変換装置ならびに積層型光電変換装置の製造方法を提供する。【解決手段】ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、ｎ型シリコン系積層体のｎ型結晶質シリコン系半導体層と、ｐ型シリコン系積層体のｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなる積層型光電変換装置用中間層、およびそれを含む積層型光電変換装置ならびに積層型光電変換装置の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、
ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、
前記ｎ型シリコン系積層体の前記ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｐ型シリコン系積層体の前記ｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなる、積層型光電変換装置用中間層。
【請求項２】
前記ｎ型シリコン系積層体は、前記ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｎ型シリコン系複合層と、が交互に積層されてなり、
前記ｐ型シリコン系積層体は、前記ｐ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｐ型シリコン系複合層と、が交互に積層されてなる、請求項１に記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項３】
前記ｎ型シリコン系複合層は、ｎ型の結晶質シリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含む、請求項１または２に記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項４】
前記ｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度が、３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である、請求項１から３のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項５】
前記ｐ型シリコン系複合層は、ｐ型の結晶質シリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含む、請求項１から４のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項６】
前記ｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度が、３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である、請求項１から５のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層と、
前記積層型光電変換装置用中間層の一方の面側に設けられた第１の光電変換ユニットと、
前記積層型光電変換装置用中間層の他方の面側に設けられた第２の光電変換ユニットと、を含み、
前記第１の光電変換ユニットは、前記積層型光電変換装置用中間層側にｎ型シリコン系半導体層を備え、
前記第２の光電変換ユニットは、前記積層型光電変換装置用中間層側にｐ型シリコン系半導体層を備えており、
前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｎ型シリコン系複合層と、前記第１の光電変換ユニットの前記ｎ型シリコン系半導体層とが接しており、
前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｐ型シリコン系複合層と、前記第２の光電変換ユニットの前記ｐ型シリコン系半導体層とが接してなる、積層型光電変換装置。
【請求項８】
前記第１の光電変換ユニットの前記ｎ型シリコン系半導体層のｎ型不純物濃度が、１×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である、請求項７に記載の積層型光電変換装置。
【請求項９】
前記第２の光電変換ユニットの前記ｐ型シリコン系半導体層のｐ型不純物濃度が、１×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である、請求項７または８に記載の積層型光電変換装置。
【請求項１０】
透明基板上に、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層およびｎ型シリコン系半導体層をこの順に積層して第１の光電変換ユニットを形成する工程と、
前記第１の光電変換ユニット上に、請求項１から６のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層を形成する工程と、
前記積層型光電変換装置用中間層上に、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層およびｎ型シリコン系半導体層をこの順に積層して第２の光電変換ユニットを形成する工程と、を含み、
前記積層型光電変換装置用中間層を形成する工程は、前記第１の光電変換ユニットの前記ｎ型シリコン系半導体層に接するように前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｎ型シリコン系複合層を積層する工程を含み、
前記第２の光電変換ユニットを形成する工程は、前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｐ型シリコン系複合層に接するように前記第２の光電変換ユニットの前記ｐ型シリコン系半導体層を積層する工程を含む、積層型光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型光電変換装置用中間層、積層型光電変換装置および積層型光電変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光エネルギを電気エネルギに変換することが可能な光電変換装置が注目されており、光電変換装置の変換効率を向上させることを目的として、２つ以上の光電変換ユニットを積層した構造の積層型光電変換装置が特に注目されている。
【０００３】
図３に、特許文献１（特開２００６−３１９０６８号公報）に記載されている従来の積層型光電変換装置の模式的な断面図を示す。ここで、図３に示す積層型光電変換装置は、ガラス基板１０１上に、ＳｎＯ2膜１０２、ボロンドープのｐ型ＳｉＣ層１０３１、ノンドープのｉ型非晶質Ｓｉ層１０３２、リンドープのｎ型μｃ−Ｓｉ層１０３３、ｎ型の導電型を示す導電性ＳｉＯx層１０４１、ｎ型μｃ−Ｓｉ層１０４２、ｎ型の導電型を示す導電性ＳｉＯx層１０４３、ボロンドープのｐ型μｃ−Ｓｉ層１０５１、ノンドープのｉ型結晶質Ｓｉ層１０５２、リンドープのｎ型μｃ−Ｓｉ層１０５３、および、ＺｎＯ膜とＡｇ膜との積層体１０６がこの順に積層された構造を有している（特許文献１の段落［００３１］〜［００３５］）。
【０００４】
図３に示す積層型光電変換装置においては、ｐ型ＳｉＣ層１０３１、ｉ型非晶質Ｓｉ層１０３２およびｎ型μｃ−Ｓｉ層１０３３により非晶質光電変換ユニット１０３が形成されている。また、導電性ＳｉＯx層１０４１、ｎ型μｃ−Ｓｉ層１０４２および導電性ＳｉＯx層１０４３により中間層１０４が形成されている。さらに、ｐ型μｃ−Ｓｉ層１０５１、ｉ型結晶質Ｓｉ層１０５２およびｎ型μｃ−Ｓｉ層１０５３により結晶質シリコン光電変換ユニット１０５が形成されている。
【０００５】
図４に、特許文献２（特開２００５−４５１２９号公報）に記載されている従来の積層型光電変換装置の模式的な断面図を示す。ここで、図４に示す積層型光電変換装置は、ガラス基板２０１上に、ＳｎＯ2膜２０２、ｐ型非晶質ＳｉＣ層２０３１、ｉ型非晶質Ｓｉ層２０３２、ｎ型μｃ−Ｓｉ層２０３３、ｎ型シリコン複合層２０４、ｐ型μｃ−Ｓｉ層２０５１、ｉ型結晶質Ｓｉ層２０５２、ｎ型μｃ−Ｓｉ層２０５３、および、ＺｎＯ膜とＡｇ膜との積層体２０６がこの順に積層された構造を有している（特許文献２の段落［００９０］および［００９５］）。
【０００６】
図４に示す積層型光電変換装置においては、ｐ型非晶質ＳｉＣ層２０３１、ｉ型非晶質Ｓｉ層２０３２およびｎ型μｃ−Ｓｉ層２０３３により前方光電変換ユニット２０３が形成されている。また、ｐ型μｃ−Ｓｉ層２０５１、ｉ型結晶質Ｓｉ層２０５２およびｎ型μｃ−Ｓｉ層２０５３により後方光電変換ユニット２０５が形成されている。
【０００７】
図３および図４に示す積層型光電変換装置においては、中間層１０４およびｎ型シリコン複合層２０４が光電変換ユニットの間に中間層として設けられている。そのため、中間層１０４およびｎ型シリコン複合層２０４がそれぞれ反射層として機能することによって中間層よりも光入射側に位置する光電変換ユニットの光吸収量を増大させることができ、その光電変換ユニットで発生させることができる電流値を増大させることができるとされている（特許文献１の段落［０００６］および特許文献２の段落［００１０］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３１９０６８号公報
【特許文献２】特開２００５−４５１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、光電変換ユニットの間に反射層として機能する中間層を設けることによって積層型光電変換装置の特性を優れたものとすることができるが、近年の光電変換装置への期待の高まりから、さらに特性に優れた積層型光電変換装置の開発が要望されている。
【００１０】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、優れた特性を有する積層型光電変換装置を製造することが可能な積層型光電変換装置用中間層、およびそれを含む積層型光電変換装置ならびに積層型光電変換装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、ｎ型シリコン系積層体のｎ型結晶質シリコン系半導体層と、ｐ型シリコン系積層体のｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなる、積層型光電変換装置用中間層である。
【００１２】
ここで、本発明の積層型光電変換装置用中間層において、ｎ型シリコン系積層体は、ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、ｎ型シリコン系複合層と、が交互に積層されてなり、ｐ型シリコン系積層体は、ｐ型結晶質シリコン系半導体層と、ｐ型シリコン系複合層と、が交互に積層されてなることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の積層型光電変換装置用中間層において、ｎ型シリコン系複合層は、ｎ型の結晶質シリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の積層型光電変換装置用中間層において、ｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度は３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の積層型光電変換装置用中間層において、ｐ型シリコン系複合層は、ｐ型の結晶質シリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の積層型光電変換装置用中間層において、ｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度は３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、上記のいずれかの積層型光電変換装置用中間層と、積層型光電変換装置用中間層の一方の面側に設けられた第１の光電変換ユニットと、積層型光電変換装置用中間層の他方の面側に設けられた第２の光電変換ユニットと、を含み、第１の光電変換ユニットは積層型光電変換装置用中間層側にｎ型シリコン系半導体層を備え、第２の光電変換ユニットは積層型光電変換装置用中間層側にｐ型シリコン系半導体層を備えており、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層と第１の光電変換ユニットのｎ型シリコン系半導体層とが接しており、積層型光電変換装置用中間層のｐ型シリコン系複合層と第２の光電変換ユニットのｐ型シリコン系半導体層とが接してなる積層型光電変換装置である。
【００１８】
ここで、本発明の積層型光電変換装置においては、第１の光電変換ユニットのｎ型シリコン系半導体層のｎ型不純物濃度が１×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の積層型光電変換装置においては、第２の光電変換ユニットのｐ型シリコン系半導体層のｐ型不純物濃度が１×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明は、透明基板上に、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層およびｎ型シリコン系半導体層をこの順に積層して第１の光電変換ユニットを形成する工程と、第１の光電変換ユニット上に、上記のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層を形成する工程と、積層型光電変換装置用中間層上に、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層およびｎ型シリコン系半導体層をこの順に積層して第２の光電変換ユニットを形成する工程と、を含み、積層型光電変換装置用中間層を形成する工程は、第１の光電変換ユニットのｎ型シリコン系半導体層に接するように積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層を積層する工程を含み、第２の光電変換ユニットを形成する工程は、積層型光電変換装置用中間層のｐ型シリコン系複合層に接するように第２の光電変換ユニットのｐ型シリコン系半導体層を積層する工程を含む積層型光電変換装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、優れた特性を有する積層型光電変換装置を製造することが可能な積層型光電変換装置用中間層、およびそれを含む積層型光電変換装置ならびに積層型光電変換装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１の積層型光電変換装置の模式的な断面図である。
【図２】実施の形態２の積層型光電変換装置の模式的な断面図である。
【図３】特許文献１に記載されている従来の積層型光電変換装置の模式的な断面図である。
【図４】特許文献２に記載されている従来の積層型光電変換装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明の積層型光電変換装置の一例である実施の形態１の積層型光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施の形態１の積層型光電変換装置は、透明基板１と、透明基板１上に積層された、透明電極層２と、第１のｐ型シリコン系半導体層３１と、第１のｉ型シリコン系半導体層３２と、第１のｎ型シリコン系半導体層３３と、ｎ型シリコン系複合層４１ｂと、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａと、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａと、ｐ型シリコン系複合層４２ｂと、第２のｐ型シリコン系半導体層５１と、第２のｉ型シリコン系半導体層５２と、第２のｎ型シリコン系半導体層５３と、裏面電極層６とを有している。
【００２５】
ここで、第１のｐ型シリコン系半導体層３１と、第１のｉ型シリコン系半導体層３２と、第１のｎ型シリコン系半導体層３３とから第１の光電変換ユニット３が形成されている。また、ｎ型シリコン系複合層４１ｂと、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａとからｎ型シリコン系積層体４１が形成されている。また、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａと、ｐ型シリコン系複合層４２ｂとからｐ型シリコン系積層体４２が形成されている。また、ｎ型シリコン系積層体４１と、ｐ型シリコン系積層体４２とから積層型光電変換装置用中間層４が形成されている。また、第２のｐ型シリコン系半導体層５１と、第２のｉ型シリコン系半導体層５２と、第２のｎ型シリコン系半導体層５３とから第２の光電変換ユニット５が形成されている。
【００２６】
透明基板１としては、たとえば、ガラス基板、ポリイミド樹脂などの透明樹脂を含む樹脂基板、またはこれらの基板の複数を積層した基板などの光を透過させることができる透光性基板を用いることができる。
【００２７】
透明電極層２としては、たとえば、酸化錫膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜、酸化亜鉛膜、若しくはこれらの膜に微量の不純物を添加した膜の単層またはこれらを複数重ね合わせた複数層などの光を透過させることができるとともに導電性である膜を用いることができる。透明電極層２が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
【００２８】
透明電極層２の表面にはたとえば凹凸が形成されていることが好ましい。透明電極層２の表面に凹凸が形成されていることによって、透明基板１側から入射した入射光を散乱および／または屈折させて光路長を伸ばすことができ、第１の光電変換ユニット３における光閉じ込め効果を高めることができるため短絡電流密度を増大させることができる傾向にある。透明電極層２の表面に凹凸を形成する方法としては、たとえば、エッチング法やサンドブラストのような機械加工による方法、または透明電極層２の結晶成長を利用する方法などを用いることができる。
【００２９】
第１のｐ型シリコン系半導体層３１としては、たとえば、ｐ型非晶質シリコン層、ｐ型微結晶シリコン層、ｐ型非晶質炭化シリコン層、またはｐ型非晶質窒化シリコン層などのｐ型シリコン系半導体層の単層またはこれらを複数重ね合わせた複数層を用いることができる。第１のｐ型シリコン系半導体層３１が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の半導体材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる半導体材料から形成されていてもよい。第１のｐ型シリコン系半導体層３１にドープされるｐ型不純物としては、たとえばボロンなどを用いることができる。
【００３０】
第１のｉ型シリコン系半導体層３２としては、たとえば、非晶質シリコン層の単層または複数層などを用いることができる。第１のｉ型シリコン系半導体層３２は、ｐ型不純物およびｎ型不純物のいずれもドープされないノンドープ層である。
【００３１】
第１のｎ型シリコン系半導体層３３としては、たとえば、ｎ型非晶質シリコン層、またはｎ型微結晶シリコン層などのｎ型層の単層またはこれらを複数重ね合わせた複数層などを用いることができる。第１のｎ型シリコン系半導体層３３が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の半導体材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる半導体材料から形成されていてもよい。第１のｎ型シリコン系半導体層３３にドープされるｎ型不純物としては、たとえばリンなどを用いることができる。
【００３２】
第１のｎ型シリコン系半導体層３３のｎ型不純物濃度は１×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることが好ましい。第１のｎ型シリコン系半導体層３３のｎ型不純物濃度が１×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性がさらに向上する傾向にある。
【００３３】
第１のｎ型シリコン系半導体層３３のｎ型不純物濃度は、第１のｎ型シリコン系半導体層３３中に含まれているｎ型不純物の総数を第１のｎ型シリコン系半導体層３３の体積で割った値に相当する。ここで、第１のｎ型シリコン系半導体層３３中にｎ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｎ型不純物の総数は、２種類以上のｎ型不純物の総数となる。また、第１のｎ型シリコン系半導体層３３のｎ型不純物濃度は、たとえば、第１のｎ型シリコン系半導体層３３の気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、第１のｎ型シリコン系半導体層３３の形成後はたとえばＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectro-metry）などにより測定することができる。
【００３４】
なお、第１のｐ型シリコン系半導体層３１および第１のｎ型シリコン系半導体層３３としては、第１のｉ型シリコン系半導体層３２と同一の半導体材料を用いてもよく、異なる半導体材料を用いてもよい。たとえば、第１のｐ型シリコン系半導体層３１および第１のｉ型シリコン系半導体層３２にそれぞれｐ型非晶質シリコン層および非晶質シリコン層を用いるとともに、第１のｎ型シリコン系半導体層３３にｎ型微結晶シリコン層を用いてもよい。また、たとえば、第１のｐ型シリコン系半導体層３１にｐ型非晶質炭化シリコン層を用い、第１のｉ型シリコン系半導体層３２に非晶質シリコン層を用い、第１のｎ型シリコン系半導体層３３にｎ型微結晶シリコン層を用いてもよい。
【００３５】
なお、本明細書において、「非晶質シリコン」は「水素化非晶質シリコン」を含む概念であり、「微結晶シリコン」は「水素化微結晶シリコン」を含む概念である。
【００３６】
ｎ型シリコン系複合層４１ｂは、第１のｎ型シリコン系半導体層３３に接するようにして積層される。ｎ型シリコン系複合層４１ｂは、結晶質のシリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含むｎ型の導電型を有する層である。ｎ型シリコン系複合層４１ｂは、ｎ型シリコン系複合層４１ｂの厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有していることが好ましい。ｎ型シリコン系複合層４１ｂがこの構造を有する場合には、ｎ型シリコン系複合層４１ｂは光透過性および光反射性の双方の特性を有するとともに導電性も有する傾向にある。そのため、この場合には、ｎ型シリコン系複合層４１ｂに到達した光の一部を第１の光電変換ユニット３側に反射させることができ、ｎ型シリコン系複合層４１ｂよりも光入射側に位置する第１の光電変換ユニット３における光吸収量を増加させることができるため、第１の光電変換ユニット３で発生する電流量を増大させて積層型光電変換装置の特性を向上させることができる傾向にある。また、ｎ型シリコン系複合層４１ｂにおいては、絶縁性のシリコン系化合物として、たとえば、酸化シリコンなどのシリコン系酸化物や、窒化シリコンなどのシリコン系窒化物などを用いることができる。また、ｎ型シリコン系複合層４１ｂにドープされるｎ型不純物としては、たとえばリンなどが挙げられる。なお、本明細書における「結晶質」は、いわゆる「微結晶」を含む概念である。本明細書における、いわゆる「微結晶」は、結晶相を含むとともに、部分的にアモルファス（非晶質）を含む。
【００３７】
ｎ型シリコン系複合層４１ｂのｎ型不純物濃度は３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることが好ましく、５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることがより好ましい。ｎ型シリコン系複合層４１ｂのｎ型不純物濃度が３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合、特に５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性が向上する傾向にある。
【００３８】
ｎ型シリコン系複合層４１ｂのｎ型不純物濃度は、ｎ型シリコン系複合層４１ｂ中に含まれているｎ型不純物の総数をｎ型シリコン系複合層４１ｂの体積で割った値に相当する。ここで、ｎ型シリコン系複合層４１ｂ中にｎ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｎ型不純物の総数は、２種類以上のｎ型不純物の総数となる。また、ｎ型シリコン系複合層４１ｂのｎ型不純物濃度は、たとえば、ｎ型シリコン系複合層４１ｂの気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、ｎ型シリコン系複合層４１ｂの形成後はたとえばＳＩＭＳなどにより測定することができる。
【００３９】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａは、ｎ型シリコン系複合層４１ｂに接するようにして積層される。ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａにドープされるｎ型不純物としては、たとえばリンなどが挙げられる。
【００４０】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａのｎ型不純物濃度は３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることが好ましく、５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることがより好ましい。ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａのｎ型不純物濃度が３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合、特に５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性が向上する傾向にある。
【００４１】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａのｎ型不純物濃度は、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａ中に含まれているｎ型不純物の総数をｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａの体積で割った値に相当する。ここで、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａ中にｎ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｎ型不純物の総数は、２種類以上のｎ型不純物の総数となる。また、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａのｎ型不純物濃度は、たとえば、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａの気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａの形成後はたとえばＳＩＭＳなどにより測定することができる。
【００４２】
ｎ型シリコン系複合層４１ｂとｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａとの積層体からなるｎ型シリコン系積層体４１のｎ型不純物濃度は３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることが好ましく、５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることがより好ましい。ｎ型シリコン系積層体４１のｎ型不純物濃度が３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合、特に５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性がさらに向上する傾向にある。
【００４３】
ｎ型シリコン系積層体４１のｎ型不純物濃度は、ｎ型シリコン系積層体４１中に含まれているｎ型不純物の総数をｎ型シリコン系積層体４１の体積で割った値に相当する。ここで、ｎ型シリコン系積層体４１中にｎ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｎ型不純物の総数は、２種類以上のｎ型不純物の総数となる。また、ｎ型シリコン系積層体４１のｎ型不純物濃度は、たとえば、ｎ型シリコン系積層体４１を構成するｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａおよびｎ型シリコン系複合層４１ｂのそれぞれの気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、ｎ型シリコン系積層体４１の形成後はたとえばＳＩＭＳなどにより測定することができる。
【００４４】
ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａは、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａに接するようにして積層される。ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａにドープされるｐ型不純物としては、たとえばボロンなどが挙げられる。
【００４５】
ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａのｐ型不純物濃度は３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることが好ましく、５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることがより好ましい。ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａのｐ型不純物濃度が３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合、特に５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性がさらに向上する傾向にある。
【００４６】
ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａのｐ型不純物濃度は、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａ中に含まれているｐ型不純物の総数をｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａの体積で割った値に相当する。ここで、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａ中にｐ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｐ型不純物の総数は、２種類以上のｐ型不純物の総数となる。また、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａのｐ型不純物濃度は、たとえば、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａの気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａの形成後はたとえばＳＩＭＳなどにより測定することができる。
【００４７】
ｐ型シリコン系複合層４２ｂは、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａに接するようにして積層される。ｐ型シリコン系複合層４２ｂは、結晶質のシリコン系半導体層と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含むｐ型の導電型を有する層である。ｐ型シリコン系複合層４２ｂは、ｐ型シリコン系複合層４２ｂの厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有していることが好ましい。ｐ型シリコン系複合層４２ｂがこの構造を有する場合には、ｐ型シリコン系複合層４２ｂは光透過性および光反射性の双方の特性を有するとともに導電性も有する傾向にある。そのため、この場合には、ｐ型シリコン系複合層４２ｂに到達した光の一部を第２の光電変換ユニット５側に反射させることができ、ｐ型シリコン系複合層４２ｂよりも光入射側に位置する第２の光電変換ユニット５における光吸収量を増加させることができるため、第２の光電変換ユニット５で発生する電流量を増大させて積層型光電変換装置の特性を向上させることができる傾向にある。また、ｐ型シリコン系複合層４２ｂにおいては、絶縁性のシリコン系化合物として、たとえば、酸化シリコンなどのシリコン系酸化物や、窒化シリコンなどのシリコン系窒化物などを用いることができる。また、ｐ型シリコン系複合層４２ｂにドープされるｐ型不純物としては、たとえばボロンなどが挙げられる。
【００４８】
ｐ型シリコン系複合層４２ｂのｐ型不純物濃度は３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることが好ましく、５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることがより好ましい。ｐ型シリコン系複合層４２ｂのｐ型不純物濃度が３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合、特に５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性がさらに向上する傾向にある。
【００４９】
ｐ型シリコン系複合層４２ｂのｐ型不純物濃度は、ｐ型シリコン系複合層４２ｂ中に含まれているｐ型不純物の総数をｐ型シリコン系複合層４２ｂの体積で割った値に相当する。ここで、ｐ型シリコン系複合層４２ｂ中にｐ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｐ型不純物の総数は、２種類以上のｐ型不純物の総数となる。また、ｐ型シリコン系複合層４２ｂのｐ型不純物濃度は、たとえば、ｐ型シリコン系複合層４２ｂの気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、ｐ型シリコン系複合層４２ｂの形成後はたとえばＳＩＭＳなどにより測定することができる。
【００５０】
ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａとｐ型シリコン系複合層４２ｂとの積層体からなるｐ型シリコン系積層体４２のｐ型不純物濃度は３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることが好ましく、５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下であることがより好ましい。ｐ型シリコン系積層体４２のｐ型不純物濃度が３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合、特に５×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性がさらに向上する傾向にある。
【００５１】
ｐ型シリコン系積層体４２のｐ型不純物濃度は、ｐ型シリコン系積層体４２中に含まれているｐ型不純物の総数をｐ型シリコン系積層体４２の体積で割った値に相当する。ここで、ｐ型シリコン系積層体４２中にｐ型不純物が２種類以上含まれている場合には、ｐ型不純物の総数は、２種類以上のｐ型不純物の総数となる。また、ｐ型シリコン系積層体４２のｐ型不純物濃度は、たとえば、ｐ型シリコン系積層体４２を構成するｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂのそれぞれの気相成長時に導入されるドーパントガスの流量によって設定することができるが、ｐ型シリコン系積層体４２の形成後はたとえばＳＩＭＳなどにより測定することができる。
【００５２】
第２のｐ型シリコン系半導体層５１は、ｐ型シリコン系複合層４２ｂに接するようにして積層される。第２のｐ型シリコン系半導体層５１としては、たとえば、ｐ型微結晶シリコン層、ｐ型微結晶炭化シリコン層、またはｐ型微結晶窒化シリコン層などのｐ型層の単層またはこれらを複数重ね合わせた複数層を用いることができる。第２のｐ型シリコン系半導体層５１が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の半導体材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる半導体材料から形成されていてもよい。第２のｐ型シリコン系半導体層５１にドープされるｐ型不純物としては、たとえばボロンなどを用いることができる。
【００５３】
第２のｐ型シリコン系半導体層５１のｐ型不純物濃度は１×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下であることが好ましい。第２のｐ型シリコン系半導体層５１のｐ型不純物濃度が１×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である場合には、積層型光電変換装置の特性がさらに向上する傾向にある。
【００５４】
第２のｉ型シリコン系半導体層５２としては、たとえば、結晶質シリコン層の単層または複数層などを用いることができる。第２のｉ型シリコン系半導体層５２は、ｐ型不純物およびｎ型不純物のいずれもドープされないノンドープ層である。
【００５５】
第２のｎ型シリコン系半導体層５３としては、たとえば、ｎ型非晶質シリコン層、またはｎ型微結晶シリコン層などのｎ型層の単層またはこれらを複数重ね合わせた複数層などを用いることができる。第２のｎ型シリコン系半導体層５３が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の半導体材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる半導体材料から形成されていてもよい。第２のｎ型シリコン系半導体層５３にドープされるｎ型不純物としては、たとえばリンなどを用いることができる。
【００５６】
裏面電極層６としては、導電体層を用いることができ、たとえば、透明導電膜と反射電極との積層体などを用いることができる。
【００５７】
透明導電膜としては、たとえば酸化錫膜、ＩＴＯ膜、酸化亜鉛膜、若しくはこれらの膜に微量の不純物を添加した膜の単層またはこれらを複数重ね合わせた複数層などの光を透過させることができるとともに導電性である膜を用いることができる。透明導電膜が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。また、反射電極としては、たとえばＡｇ（銀）層、Ａｌ（アルミニウム）層またはこれらの層の積層体などの導電性を有する層を用いることができる。
【００５８】
透明導電膜は、入射光に対する光閉じ込め向上効果および光反射率向上効果が得られることに加えて、透明導電膜の存在によって、反射電極を構成する原子が第２の光電変換ユニット５に拡散をするのを抑制することができる。そのため、裏面電極層６には透明導電膜が含まれていることが好ましい。
【００５９】
反射電極は、第１の光電変換ユニット３および第２の光電変換ユニット５で吸収されなかった光を反射して第１の光電変換ユニット３および第２の光電変換ユニット５に戻すことができるため、変換効率の向上に寄与する。
【００６０】
実施の形態１の積層型光電変換装置は、積層型光電変換装置用中間層４を用いているため、第１の光電変換ユニット３と積層型光電変換装置用中間層４との接合をｎ型シリコン系半導体同士の接合により行なうことができ、積層型光電変換装置用中間層４と第２の光電変換ユニット５との接合をｐ型シリコン系半導体同士の接合により行なうことができる。これにより、実施の形態１の積層型光電変換装置においては、中間層と光電変換ユニットとの接合がｎ型シリコン系半導体とｐ型シリコン系半導体との接合によって行なわれている従来の特許文献１および特許文献２に記載の積層型光電変換装置と比べて、積層型光電変換装置用中間層４と光電変換ユニット３，５との接触がオーミック性を有しやすくなり、その接触抵抗も低減することができる傾向にある。
【００６１】
なお、実施の形態１の積層型光電変換装置においては、積層型光電変換装置用中間層４の内部において、ｎ型シリコン系半導体とｐ型シリコン系半導体との接合が形成されているが、この接合は結晶質シリコン系半導体同士の接合であるため、積層型光電変換装置内におけるｎ型シリコン系半導体とｐ型シリコン系半導体との接合が結晶質シリコン系半導体同士の接合ではない従来の特許文献１および特許文献２の積層型光電変換装置と比べて、オーミック性を有しやすくなり、その接触抵抗も低減することができる傾向にある。
【００６２】
さらに、実施の形態１の積層型光電変換装置の積層型光電変換装置用中間層４の内部においては、ｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａとｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａとの接触抵抗が低くなるように設計する一方で、その設計とは独立して、ｎ型シリコン系複合層４１ｂおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂの反射率などの特性を設計することができる。これにより、第１の光電変換ユニット３および第２の光電変換ユニット５のそれぞれにより多くの光が入射するように、ｎ型シリコン系複合層４１ｂおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂの反射率などの特性を調整することができるため、第１の光電変換ユニット３および第２の光電変換ユニット５のそれぞれにおいて発生する電流量を増大させることができる。
【００６３】
また、実施の形態１の積層型光電変換装置においては、積層型光電変換装置用中間層４のｎ型シリコン系複合層４１ｂのｎ型不純物濃度が、第１の光電変換ユニット３の第１のｎ型シリコン系半導体層３３のｎ型不純物濃度以上であることが好ましい。この場合には、ｎ型シリコン系複合層４１ｂと第１のｎ型シリコン系半導体層３３との接触抵抗をさらに低減することができる傾向にあるため、積層型光電変換装置の特性をさらに優れたものとすることができる傾向にある。
【００６４】
また、実施の形態１の積層型光電変換装置においては、積層型光電変換装置用中間層４のｐ型シリコン系複合層４２ｂのｐ型不純物濃度が、第２の光電変換ユニット５の第２のｐ型シリコン系半導体層５１のｐ型不純物濃度以上であることが好ましい。この場合には、ｐ型シリコン系複合層４２ｂと第２のｐ型シリコン系半導体層５１との接触抵抗をさらに低減することができる傾向にあるため、積層型光電変換装置の特性をさらに優れたものとすることができる傾向にある。
【００６５】
実施の形態１の積層型光電変換装置は、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、透明基板１上に透明電極層２を形成する。透明電極層２は、たとえば、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法または電析法などにより形成することができる。
【００６６】
次に、透明電極層２上に、第１のｐ型シリコン系半導体層３１、第１のｉ型シリコン系半導体層３２および第１のｎ型シリコン系半導体層３３をこの順序で積層して第１の光電変換ユニット３を形成する。第１のｐ型シリコン系半導体層３１、第１のｉ型シリコン系半導体層３２および第１のｎ型シリコン系半導体層３３は、それぞれ、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。なお、予め透明基板１に透明電極層２が形成されていてもよく、この場合には、透明基板１上に予め設けられた透明電極層２上に、第１のｐ型シリコン系半導体層３１、第１のｉ型シリコン系半導体層３２および第１のｎ型シリコン系半導体層３３をこの順序で積層して第１の光電変換ユニット３を形成することになる。
【００６７】
次に、第１のｎ型シリコン系半導体層３３上に、ｎ型シリコン系複合層４１ｂおよびｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａをこの順序で積層してｎ型シリコン系積層体４１を形成する。ｎ型シリコン系複合層４１ｂおよびｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａは、それぞれ、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。ここで、ｎ型シリコン系複合層４１ｂは、第１の光電変換ユニット３の第１のｎ型シリコン系半導体層３３に接するようにして積層される。
【００６８】
次に、ｎ型シリコン系積層体４１上に、ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂをこの順序で積層してｐ型シリコン系積層体４２を形成する。これにより、ｎ型シリコン系積層体４１と、ｐ型シリコン系積層体４２との積層体からなる積層型光電変換装置用中間層４が形成される。
【００６９】
次に、ｐ型シリコン系積層体４２のｐ型シリコン系複合層４２ｂ上に、第２のｐ型シリコン系半導体層５１、第２のｉ型シリコン系半導体層５２および第２のｎ型シリコン系半導体層５３をこの順序で積層して第２の光電変換ユニット５を形成する。第２のｐ型シリコン系半導体層５１、第２のｉ型シリコン系半導体層５２および第２のｎ型シリコン系半導体層５３は、それぞれ、たとえばプラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。ここで、第２の光電変換ユニット５の第２のｐ型シリコン系半導体層５１は、積層型光電変換装置用中間層４のｐ型シリコン系複合層４２ｂに接するようにして積層される。
【００７０】
次に、第２のｎ型シリコン系半導体層５３上に、透明導電膜および反射電極をこの順に積層することによって裏面電極層６を形成する。ここで、透明導電膜は、たとえば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法または電析法などの方法によって形成することができる。また、反射電極は、たとえば、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スプレー法、スクリーン印刷法または電析法などの方法によって形成することができる。
【００７１】
以上により、実施の形態１の積層型光電変換装置を製造することができる。実施の形態１の積層型光電変換装置においては、第１の光電変換ユニット３と積層型光電変換装置用中間層４との接合および第２の光電変換ユニット５と積層型光電変換装置用中間層４との接合をそれぞれ同じ導電型の接合により行なうとともに、積層型光電変換装置用中間層４の内部において異なる導電型の半導体の接合を結晶質シリコン系半導体同士の接合で行なっている。これにより、従来の特許文献１および特許文献２に記載の積層型光電変換装置と比較して、積層型光電変換装置の内部の電気抵抗を低減することができる。
【００７２】
さらに、実施の形態１の積層型光電変換装置においては、上記のような積層型光電変換装置の内部の電気抵抗を低く保持しつつ、第１の光電変換ユニット３および第２の光電変換ユニット５のそれぞれに入射する光の量が多くなるように積層型光電変換装置用中間層４のｎ型シリコン系複合層４１ｂおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂの反射率などの特性を調整することができる。
【００７３】
したがって、実施の形態１の積層型光電変換装置においては、第１の光電変換ユニット３および第２の光電変換ユニット５のそれぞれにおいてより多くの電流を発生させることが可能となり、発生した電流を内部の電気抵抗の小さい積層型光電変換装置を通して外部に取り出すことができるため、特性の優れた積層型光電変換装置を製造することが可能となる。
【００７４】
＜実施の形態２＞
図２に、本発明の積層型光電変換装置の他の一例である実施の形態２の積層型光電変換装置の模式的な断面図を示す。実施の形態２の積層型光電変換装置においては、積層型光電変換装置用中間層４のｎ型シリコン系積層体４１がｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａとｎ型シリコン系複合層４１ｂとが交互に積層されてｎ型結晶質シリコン系半導体層４１ａおよびｎ型シリコン系複合層４１ｂをそれぞれ複数層含むことによって構成されており、ｐ型シリコン系積層体４２がｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａとｐ型シリコン系複合層４２ｂとが１層ずつ交互に積層されてｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂをそれぞれ複数層含むことによって構成されていることを特徴としている。
【００７５】
実施の形態２の積層型光電変換装置は、上記の構成を有する積層型光電変換装置用中間層４を有している。ｐ型結晶質シリコン系半導体層４２ａおよびｐ型シリコン系複合層４２ｂをそれぞれ複数層含むことによって、積層型光電変換装置用中間層４の特定の波長の光に対する光反射率を調整することができる。具体的には、積層型光電変換装置用中間層４において、短波長の光を吸収しやすい第１の光電変換ユニット３および長波長の光を吸収しやすい第２の光電変換ユニット５の両方の発電特性を向上することができる。それにより、実施の形態１よりも優れた特性を有する積層型光電変換装置を製造することができる。
【００７６】
実施の形態２における上記以外の説明は実施の形態１と同様であるため、その説明については省略する。
【実施例】
【００７７】
＜実施例１＞
まず、幅１１００ｍｍ×長さ１４００ｍｍ×厚さ４ｍｍのガラス基板の表面上にＳｎＯ2膜を８００ｎｍの厚さに熱ＣＶＤ法によって形成した。
【００７８】
次に、ＳｎＯ2膜上に、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層、ｉ型非晶質シリコン層およびｎ型微結晶シリコン層をこの順序にプラズマＣＶＤ法で積層して第１の光電変換ユニットを形成した。
【００７９】
ｐ型非晶質シリコンカーバイド層は、ＳｉＨ4：Ｈ2：ＣＨ4：Ｂ2Ｈ6＝１：１２：２：０．００２の流量比の反応ガス、１５０Ｐａの反応ガス圧力、１８５℃の基板温度、および０．０３Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で１０ｎｍの厚さに形成した。
【００８０】
ｉ型非晶質シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2＝１：０の流量比の反応ガス、４０Ｐａの反応ガス圧力、１８５℃の基板温度、および０．０３Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で３００ｎｍの厚さに形成した。
【００８１】
ｎ型微結晶シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2：ＰＨ3＝１：２００：０．０２の流量比の反応ガス、４００Ｐａの反応ガス圧力、１８５℃の基板温度、および０．２Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で２０ｎｍの厚さに形成した。
【００８２】
次に、ｎ型微結晶シリコン層上に、ｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層、ｐ型微結晶シリコン層およびｐ型シリコン系複合層をこの順序にプラズマＣＶＤ法で積層して積層型光電変換装置用中間層を形成した。
【００８３】
ｎ型シリコン系複合層は、ＳｉＨ4：ＣＯ2：ＰＨ3：Ｈ2＝１：０．３：０．０１：１００の流量比の反応ガス、１５００Ｐａの反応ガス圧力、２００℃の基板温度、および０．２Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で７０ｎｍの厚さに形成した。これにより、ｎ型微結晶シリコンと、酸化シリコンと、を含むｎ型シリコン系複合層が形成された。
【００８４】
ｎ型微結晶シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2：ＰＨ3＝１：２００：０．０２の流量比の反応ガス、４００Ｐａの反応ガス圧力、１８５℃の基板温度、および０．２Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で３０ｎｍの厚さに形成した。
【００８５】
ｐ型微結晶シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2：Ｂ2Ｈ6＝１：２００：０．０１の流量比の反応ガス、３００Ｐａの反応ガス圧力、２００℃の基板温度、および０．２Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で３０ｎｍの厚さに形成した。
【００８６】
ｐ型シリコン系複合層は、ＳｉＨ4：ＣＯ2：Ｂ2Ｈ6：Ｈ2＝１：０．２：０．０３：１０の流量比の反応ガス、２００Ｐａの反応ガス圧力、２００℃の基板温度、および０．０１５Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で７０ｎｍの厚さに形成した。これにより、ｐ型微結晶シリコンと、酸化シリコンと、を含むｐ型シリコン系複合層が形成された。
【００８７】
次に、ｐ型シリコン系複合層上に、ｐ型微結晶シリコン層、ｉ型結晶質シリコン層、およびｎ型微結晶シリコン層をこの順序にプラズマＣＶＤ法で積層して第２の光電変換ユニットを形成した。
【００８８】
ｐ型微結晶シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2：Ｂ2Ｈ6＝１：２００：０．０１の流量比の反応ガス、３００Ｐａの反応ガス圧力、２００℃の基板温度、および０．２Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で１５ｎｍの厚さに形成した。
【００８９】
ｉ型結晶質シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2＝１：９０の流量比の反応ガス、９００Ｐａの反応ガス圧力、１７０℃の基板温度、および０．１５Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で１７００ｎｍの厚さに形成した。
【００９０】
ｎ型微結晶シリコン層は、ＳｉＨ4：Ｈ2：ＰＨ3＝１：２００：０．０２の流量比の反応ガス、９００Ｐａの反応ガス圧力、１７０℃の基板温度、および０．１５Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下で２０ｎｍの厚さに形成した。
【００９１】
その後、スパッタリング法によって、ｎ型微結晶シリコン層上に、８０ｎｍの厚さの酸化亜鉛膜を形成した後に、３００ｎｍの厚さの銀膜を形成することによって、実施例１の積層型光電変換装置を作製した。
【００９２】
表１に示すように、実施例１の積層型光電変換装置の第１の光電変換ユニットのｐ型非晶質シリコンカーバイド層中のｐ型不純物濃度は１×１０20個／ｃｍ3であって、ｎ型微結晶シリコン層中のｎ型不純物濃度は１×１０21個／ｃｍ3であった。
【００９３】
また、表１に示すように、実施例１の積層型光電変換装置の積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層中のｎ型不純物濃度は１×１０21個／ｃｍ3であって、ｎ型微結晶シリコン層中のｎ型不純物濃度は１×１０21個／ｃｍ3であって、ｐ型微結晶シリコン層中のｐ型不純物濃度は１×１０20個／ｃｍ3であって、ｐ型シリコン系複合層中のｐ型不純物濃度は１×１０20個／ｃｍ3であった。また、表１に示すように、実施例１の積層型光電変換装置のｎ型シリコン系複合層とｎ型微結晶シリコン層との積層体からなるｎ型シリコン系積層体中のｎ型不純物濃度は１×１０21個／ｃｍ3であって、ｐ型微結晶シリコン層とｐ型シリコン系複合層との積層体からなるｐ型シリコン系積層体中のｐ型不純物濃度は１×１０20個／ｃｍ3であった。
【００９４】
さらに、表１に示すように、実施例１の積層型光電変換装置の第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層中のｐ型不純物濃度は５×１０19個／ｃｍ3であって、ｎ型微結晶シリコン層中のｎ型不純物濃度は１×１０21個／ｃｍ3であった。
【００９５】
なお、上記の各層のｎ型不純物濃度およびｐ型不純物濃度は、それぞれ、上記と同じ条件で別途作製した積層型光電変換装置についてＳＩＭＳで測定することにより求めた。これは下記の実施例および比較例でも同様である。
【００９６】
そして、上記のようにして作製した実施例１の積層型光電変換装置に対して、ソーラシミュレータを用いてＡＭ１．５の光を１ｋＷ／ｍ2のエネルギ密度で２５℃のもとで照射することによって、実施例１の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【００９７】
表２に示すように、実施例１の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４０Ｖであって、短絡電流密度は１２．３ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７１であって、変換効率は１２．２％であった。
【００９８】
＜実施例２＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を１×１０18個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、３×１０18個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例２の積層型光電変換装置を作製した。
【００９９】
そして、実施例１と同様にして、実施例２の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１００】
表２に示すように、実施例２の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４３Ｖであって、短絡電流密度は１２．７ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７１であって、変換効率は１２．９％であった。
【０１０１】
＜実施例３＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を２×１０20個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、２×１０20個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例３の積層型光電変換装置を作製した。
【０１０２】
そして、実施例１と同様にして、実施例３の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１０３】
表２に示すように、実施例３の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４５Ｖであって、短絡電流密度は１２．６ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７４であって、変換効率は１３．５％であった。
【０１０４】
＜実施例４＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を５×１０21個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、５×１０21個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例４の積層型光電変換装置を作製した。
【０１０５】
そして、実施例１と同様にして、実施例４の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１０６】
表２に示すように、実施例４の積層型光電変換装置の開放電圧は１．３５Ｖであって、短絡電流密度は１２．３ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．６９であって、変換効率は１１．５％であった。
【０１０７】
＜実施例５＞
表１に示すように、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、３×１０19個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を１×１０19個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例５の積層型光電変換装置を作製した。
【０１０８】
そして、実施例１と同様にして、実施例５の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１０９】
表２に示すように、実施例５の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４１Ｖであって、短絡電流密度は１３．２ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７１であって、変換効率は１３．２％であった。
【０１１０】
＜実施例６＞
表１に示すように、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、７×１０19個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を１×１０19個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例６の積層型光電変換装置を作製した。
【０１１１】
そして、実施例１と同様にして、実施例６の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１１２】
表２に示すように、実施例６の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４３Ｖであって、短絡電流密度は１３．０ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７３であって、変換効率は１３．６％であった。
【０１１３】
＜実施例７＞
表１に示すように、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、２×１０20個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を２×１０21個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例７の積層型光電変換装置を作製した。
【０１１４】
そして、実施例１と同様にして、実施例７の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１１５】
表２に示すように、実施例７の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４４Ｖであって、短絡電流密度は１３．０ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７４であって、変換効率は１３．９％であった。
【０１１６】
＜実施例８＞
表１に示すように、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、２×１０21個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を２×１０21個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例８の積層型光電変換装置を作製した。
【０１１７】
そして、実施例１と同様にして、実施例８の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１１８】
表２に示すように、実施例８の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４０Ｖであって、短絡電流密度は１２．５ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７１であって、変換効率は１２．５％であった。
【０１１９】
＜実施例９＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を１×１０18個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、３．９５×１０18個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、３．７６×１０19個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を１×１０19個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例９の積層型光電変換装置を作製した。
【０１２０】
そして、実施例１と同様にして、実施例９の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１２１】
表２に示すように、実施例９の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４１Ｖであって、短絡電流密度は１２．９ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７１であって、変換効率は１２．８％であった。
【０１２２】
＜実施例１０＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を１×１０19個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、５×１０19個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、５×１０19個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を１×１０19個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例１０の積層型光電変換装置を作製した。
【０１２３】
そして、実施例１と同様にして、実施例１０の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１２４】
表２に示すように、実施例１０の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４４Ｖであって、短絡電流密度は１３．３ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７４であって、変換効率は１４．２％であった。
【０１２５】
＜実施例１１＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を１×１０18個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、３．９５×１０18個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、２×１０21個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を２×１０21個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例１１の積層型光電変換装置を作製した。
【０１２６】
そして、実施例１と同様にして、実施例１１の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１２７】
表２に示すように、実施例１１の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４２Ｖであって、短絡電流密度は１２．８ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７３であって、変換効率は１３．３％であった。
【０１２８】
＜実施例１２＞
表１に示すように、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層のｎ型不純物濃度を２×１０21個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｎ型シリコン系複合層、ｎ型微結晶シリコン層およびｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度を、それぞれ、２×１０21個／ｃｍ3とし、積層型光電変換装置用中間層のｐ型微結晶シリコン層、ｐ型シリコン系複合層およびｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度を、それぞれ、３．７６×１０19個／ｃｍ3とし、第２の光電変換ユニットのｐ型微結晶シリコン層のｐ型不純物濃度を１×１０19個／ｃｍ3としたこと以外は実施例１と同様にして実施例１２の積層型光電変換装置を作製した。
【０１２９】
そして、実施例１と同様にして、実施例１２の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１３０】
表２に示すように、実施例１２の積層型光電変換装置の開放電圧は１．４３Ｖであって、短絡電流密度は１２．８ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７４であって、変換効率は１３．５％であった。
【０１３１】
＜比較例１＞
まず、実施例１と同一の方法および同一の条件で、ガラス基板の表面上に、ＳｎＯ2膜、ｐ型非晶質シリコンカーバイド層、ｉ型非晶質シリコン層およびｎ型微結晶シリコン層をこの順序にプラズマＣＶＤ法で積層して第１の光電変換ユニットを形成した。
【０１３２】
次に、実施例１と同一の方法および同一の条件で、第１の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層上に、ｎ型シリコン系複合層およびｎ型微結晶シリコン層をこの順序にプラズマＣＶＤ法で積層した。そして、ｎ型微結晶シリコン層上に、ＳｉＨ4：ＣＯ2：ＰＨ3：Ｈ2＝１：０．３：０．０１：１００の流量比の反応ガス、１５００Ｐａの反応ガス圧力、２００℃の基板温度、および０．２Ｗ／ｃｍ2の高周波放電電力密度の条件下でｎ型シリコン系複合層を７０ｎｍの厚さに形成した。これにより、ｎ型シリコン系複合層と、ｎ型微結晶シリコン層と、ｎ型シリコン系複合層との積層体からなる中間層を形成した。
【０１３３】
次に、実施例１と同一の方法および同一の条件で、中間層のｎ型シリコン系複合層上に、ｐ型微結晶シリコン層、ｉ型結晶質シリコン層、およびｎ型微結晶シリコン層をこの順序にプラズマＣＶＤ法で積層して第２の光電変換ユニットを形成した。
【０１３４】
その後、実施例１と同一の方法および同一の条件で、第２の光電変換ユニットのｎ型微結晶シリコン層上に、酸化亜鉛膜および銀膜をこの順序に形成することによって、比較例１の積層型光電変換装置を作製した。
【０１３５】
そして、実施例１と同様にして、比較例１の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１３６】
表２に示すように、比較例１の積層型光電変換装置の開放電圧は１．２５Ｖであって、短絡電流密度は１２．３ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７２であって、変換効率は１１．１％であった。
【０１３７】
＜比較例２＞
中間層を１層のｎ型シリコン系複合層のみからなる構成に変更したこと以外は比較例１と同様にして比較例２の積層型光電変換装置を作製した。
【０１３８】
そして、実施例１と同様にして、比較例２の積層型光電変換装置の開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、フィルファクタ（ＦＦ）、および変換効率（Ｅｆｆ）をそれぞれ求めた。その結果を表２に示す。
【０１３９】
表２に示すように、比較例２の積層型光電変換装置の開放電圧は１．２５Ｖであって、短絡電流密度は１２．５ｍＡ／ｃｍ2であって、フィルファクタは０．７０であって、変換効率は１０．９％であった。
【０１４０】
【表１】
2011249497.tif 000003
【０１４１】
【表２】
2011249497.tif 000004
【０１４２】
表２に示すように、実施例１〜１２の積層型光電変換装置の特性は、比較例１〜２の積層型光電変換装置の特性よりも優れていることが確認された。これは、ｎ型シリコン系複合層／ｎ型微結晶シリコン層／ｐ型微結晶シリコン層／ｐ型シリコン系複合層の積層体から構成されている実施例１〜１２の積層型光電変換装置用中間層は、ｎ型シリコン系複合層／ｎ型微結晶シリコン層／ｎ型シリコン系複合層の積層体から構成されている比較例１の中間層およびｎ型シリコン系複合層のみからなる比較例２の中間層よりも、積層型光電変換装置の特性を向上させることができる効果に優れているためである。
【０１４３】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、たとえば太陽電池、光センサまたはディスプレイなどの様々な用途の積層型光電変換装置に用いられる積層型光電変換装置用中間層、その積層型光電変換装置用中間層を用いた積層型光電変換装置、および積層型光電変換装置の製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１  透明基板、２  透明電極層、３  第１の光電変換ユニット、４  積層型光電変換装置用中間層、５  第２の光電変換ユニット、６  裏面電極層、３１  第１のｐ型シリコン系半導体層、３２  第１のｉ型シリコン系半導体層、３３  第１のｎ型シリコン系半導体層、４１  ｎ型シリコン系積層体、４１ａ  ｎ型結晶質シリコン系半導体層、４１ｂ  ｎ型シリコン系複合層、４２  ｐ型シリコン系積層体、４２ａ  ｐ型結晶質シリコン系半導体層、４２ｂ  ｐ型シリコン系複合層、５１  第２のｐ型シリコン系半導体層、５２  第２のｉ型シリコン系半導体層、５３  第２のｎ型シリコン系半導体層、１０１  ガラス基板、１０２  ＳｎＯ2膜、１０３  非晶質光電変換ユニット、１０４  中間層、１０５  結晶質シリコン光電変換ユニット、１０６  積層体、２０１  ガラス基板、２０２  ＳｎＯ2膜、２０３  前方光電変換ユニット、２０４  ｎ型シリコン複合層、２０５  後方光電変換ユニット、２０６  積層体、１０３１  ｐ型ＳｉＣ層、１０３２  ｉ型非晶質Ｓｉ層、１０３３  ｎ型μｃ−Ｓｉ層、１０４１  導電性ＳｉＯx層、１０４２  ｎ型μｃ−Ｓｉ層、１０４３  導電性ＳｉＯx層、１０５１  ｐ型μｃ−Ｓｉ層、１０５２  ｉ型結晶質Ｓｉ層、１０５３  ｎ型μｃ−Ｓｉ層、２０３１  ｐ型非晶質ＳｉＣ層、２０３２  ｉ型非晶質Ｓｉ層、２０３３  ｎ型μｃ−Ｓｉ層、２０５１  ｐ型μｃ−Ｓｉ層、２０５２  ｉ型結晶質Ｓｉ層、２０５３  ｎ型ｎ型μｃ−Ｓｉ層。
【図１】
2011249497.tif 000005
【図２】
2011249497.tif 000006
【図３】
2011249497.tif 000007
【図４】
2011249497.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月3日(2011.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、ｎ型シリコン系積層体のｎ型結晶質シリコン系半導体層と、ｐ型シリコン系積層体のｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなり、ｎ型シリコン系複合層は、ｎ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有している、積層型光電変換装置用中間層である。また、本発明は、ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、ｎ型シリコン系積層体のｎ型結晶質シリコン系半導体層と、ｐ型シリコン系積層体のｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなり、ｐ型シリコン系複合層は、ｐ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有している積層型光電変換装置用中間層である。さらに、本発明は、ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、ｎ型シリコン系積層体のｎ型結晶質シリコン系半導体層と、ｐ型シリコン系積層体のｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなり、ｎ型シリコン系複合層は、ｎ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有しており、ｐ型シリコン系複合層は、ｐ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有している積層型光電変換装置用中間層である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、
ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、
前記ｎ型シリコン系積層体の前記ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｐ型シリコン系積層体の前記ｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなり、
前記ｎ型シリコン系複合層は、前記ｎ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有している、積層型光電変換装置用中間層。
【請求項２】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、
ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、
前記ｎ型シリコン系積層体の前記ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｐ型シリコン系積層体の前記ｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなり、
前記ｐ型シリコン系複合層は、前記ｐ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有している、積層型光電変換装置用中間層。
【請求項３】
ｎ型結晶質シリコン系半導体層とｎ型シリコン系複合層とを含むｎ型シリコン系積層体と、
ｐ型結晶質シリコン系半導体層とｐ型シリコン系複合層とを含むｐ型シリコン系積層体と、を含み、
前記ｎ型シリコン系積層体の前記ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｐ型シリコン系積層体の前記ｐ型結晶質シリコン系半導体層とが接してなり、
前記ｎ型シリコン系複合層は、前記ｎ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有しており、
前記ｐ型シリコン系複合層は、前記ｐ型シリコン系複合層の厚さ方向に連なっている複数の結晶質シリコン系半導体の結晶粒の周囲を絶縁性のシリコン系化合物が取り囲む構造を有している、積層型光電変換装置用中間層。
【請求項４】
前記ｎ型シリコン系積層体は、前記ｎ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｎ型シリコン系複合層と、が交互に積層されてなり、
前記ｐ型シリコン系積層体は、前記ｐ型結晶質シリコン系半導体層と、前記ｐ型シリコン系複合層と、が交互に積層されてなる、請求項１から３のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項５】
前記ｎ型シリコン系複合層は、ｎ型の結晶質シリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含む、請求項１から４のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項６】
前記ｎ型シリコン系積層体のｎ型不純物濃度が、３．９５×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である、請求項１から５のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項７】
前記ｐ型シリコン系複合層は、ｐ型の結晶質シリコン系半導体と、絶縁性のシリコン系化合物と、を含む、請求項１から６のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項８】
前記ｐ型シリコン系積層体のｐ型不純物濃度が、３．７６×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である、請求項１から７のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層と、
前記積層型光電変換装置用中間層の一方の面側に設けられた第１の光電変換ユニットと、
前記積層型光電変換装置用中間層の他方の面側に設けられた第２の光電変換ユニットと、を含み、
前記第１の光電変換ユニットは、前記積層型光電変換装置用中間層側にｎ型シリコン系半導体層を備え、
前記第２の光電変換ユニットは、前記積層型光電変換装置用中間層側にｐ型シリコン系半導体層を備えており、
前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｎ型シリコン系複合層と、前記第１の光電変換ユニットの前記ｎ型シリコン系半導体層とが接しており、
前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｐ型シリコン系複合層と、前記第２の光電変換ユニットの前記ｐ型シリコン系半導体層とが接してなる、積層型光電変換装置。
【請求項１０】
前記第１の光電変換ユニットの前記ｎ型シリコン系半導体層のｎ型不純物濃度が、１×１０19個／ｃｍ3以上２×１０21個／ｃｍ3以下である、請求項９に記載の積層型光電変換装置。
【請求項１１】
前記第２の光電変換ユニットの前記ｐ型シリコン系半導体層のｐ型不純物濃度が、１×１０18個／ｃｍ3以上２×１０22個／ｃｍ3以下である、請求項９または１０に記載の積層型光電変換装置。
【請求項１２】
透明基板上に、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層およびｎ型シリコン系半導体層をこの順に積層して第１の光電変換ユニットを形成する工程と、
前記第１の光電変換ユニット上に、請求項１から８のいずれかに記載の積層型光電変換装置用中間層を形成する工程と、
前記積層型光電変換装置用中間層上に、ｐ型シリコン系半導体層、ｉ型シリコン系半導体層およびｎ型シリコン系半導体層をこの順に積層して第２の光電変換ユニットを形成する工程と、を含み、
前記積層型光電変換装置用中間層を形成する工程は、前記第１の光電変換ユニットの前記ｎ型シリコン系半導体層に接するように前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｎ型シリコン系複合層を積層する工程を含み、
前記第２の光電変換ユニットを形成する工程は、前記積層型光電変換装置用中間層の前記ｐ型シリコン系複合層に接するように前記第２の光電変換ユニットの前記ｐ型シリコン系半導体層を積層する工程を含む、積層型光電変換装置の製造方法。