(57)【要約】【課題】変換効率を向上可能な集積型光電変換装置を提供する。【解決手段】集積型光電変換装置１０は、透明導電膜２１〜２ｎ、光電変換層３１〜３ｎ、および裏面電極４１〜４ｎを備える。透明導電膜２１〜２ｎは、透光性基板１の面内方向へ素子分離溝６１〜６ｎ−１を介して配置される。光電変換層３１〜３ｎ−１は、それぞれ、素子分離溝６１〜６ｎ−１を埋めるように透明導電膜２１〜２ｎ−１上に配置され、光電変換層３ｎは、透明導電膜２ｎ上に配置される。裏面電極４１〜４ｎ−１は、それぞれ、光電変換層３１〜３ｎ−１をそれぞれ光電変換層３２〜３ｎへ直列に接続するように配置される。そして、光電変換層３２〜３ｎの各々の素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面は、透光性基板１の面内方向において裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、
前記透光性基板上に配置されるとともに素子分離溝を介して前記透光性基板の面内方向に配置された複数の透明導電膜と、
前記複数の透明導電膜上に配置されるとともに接続用分離溝を介して前記透光性基板の面内方向に配置された複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層上に配置されるとともに素子分割溝を介して前記透光性基板の面内方向に配置された複数の裏面電極とを備え、
前記複数の光電変換層は、前記複数の透明導電膜および前記複数の裏面電極によって直列に接続されており、
前記複数の光電変換層の各々は、少なくとも１つのｐｉｎ構造からなり、
前記素子分割溝に接する光電変換層の前記素子分割溝側の端面は、前記透光性基板の面内方向において前記裏面電極の前記素子分割溝側の端面よりも当該光電変換層の中央部側に位置している、集積型光電変換装置。
【請求項２】
前記素子分割溝に接する光電変換層の前記素子分割溝側の端面は、前記透光性基板の面内方向において前記裏面電極の前記素子分割溝側の端面よりも１０ｎｍ以上５０００００ｎｍ以下の範囲だけ当該光電変換層の中央部側に位置している、請求項１に記載の集積型光電変換装置。
【請求項３】
前記素子分割溝に接する光電変換層の前記素子分割溝側の端面は、前記透光性基板の面内方向において前記裏面電極の前記素子分割溝側の端面よりも１０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下の範囲だけ当該光電変換層の中央部側に位置している、請求項２に記載の集積型光電変換装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換層の各々において、前記素子分割溝側の端部のフッ素濃度は、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の集積型光電変換装置。
【請求項５】
前記複数の光電変換層の各々において、前記素子分割溝側の端部のフッ素濃度は、１×１０１９個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である、請求項４に記載の集積型光電変換装置。
【請求項６】
前記複数の光電変換層の各々において、前記素子分割溝側の端部の欠陥密度は、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の集積型光電変換装置。
【請求項７】
前記複数の光電変換層の各々において、前記素子分割溝側の端部の欠陥密度は、５×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満である、請求項６に記載の集積型光電変換装置。
【請求項８】
前記複数の裏面電極に対応して設けられ、各々が前記裏面電極上に配置された複数の導電性保護膜を更に備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の集積型光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、集積型光電変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、少なくとも１つの結晶質光電変換ユニット層を含む集積型光電変換装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
この光電変換装置は、透明絶縁基板上に積層された透明電極層、少なくとも一の結晶質シリコン系光電変換ユニット層、および裏面電極層が複数の光電変換セルを形成するように分離溝によって分離されており、複数の光電変換セルが直列接続された光電変換装置において、裏面電極層を複数の裏面電極に分離するための裏面電極分離溝は、透明基板側からスクライブ用レーザービームを照射して光電変換ユニット層の所定領域と同時に裏面電極層の所定領域を吹き飛ばすことによって形成されたものであり、裏面電極分離溝の領域内で露出された透明電極層の金属学顕微鏡による観察において、透明電極層の熱損傷を表わす変色または剥離を生じている面積割合が２％以上で１０％未満の範囲内にあることを特徴としている。
【０００４】
特許文献１においては、少なくとも一以上の結晶質光電変換ユニットを含む光電変換装置において、裏面電極分離溝を形成するために高エネルギー密度のレーザービームを照射する場合に、透明電極層が熱損傷を受けることを抑制できるため、集積型薄膜太陽電池の集積化に伴う受光面積当りの変換効率の低下を最小限にするとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６７６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、裏面電極分離溝を形成する方法として、スクライブ用のレーザービームを照射する方法を用いる場合、光電変換ユニット層の所定領域と同時に裏面電極層の所定領域を吹き飛ばすことによって裏面電極分離溝を形成する際に、裏面電極分離溝の領域内に露出された透明電極層だけでなく、光電変換ユニット層の端部にも熱損傷が与えられていた。このようにして熱損傷を受けた部分が、変換効率を低下させる要因となっていた。
【０００７】
そこで、この発明の実施の形態によれば、変換効率を向上可能な集積型光電変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の実施の形態による集積型光電変換装置は，透光性基板と、複数の透明導電膜と、複数の光電変換層と、複数の裏面電極とを備える。複数の透明導電膜は、透光性基板上に配置されるとともに素子分離溝を介して透光性基板の面内方向に配置される。複数の光電変換層は、複数の透明導電膜上に配置されるとともに接続用分離溝を介して透光性基板の面内方向に配置される。複数の裏面電極は、複数の光電変換層上に配置されるとともに素子分割溝を介して透光性基板の面内方向に配置される。そして、複数の光電変換層は、複数の透明導電膜および複数の裏面電極によって直列に接続されており、複数の光電変換層の各々は、少なくとも１つのｐｉｎ構造からなり、素子分割溝に接する光電変換層の素子分割溝側の端面は、透光性基板の面内方向において裏面電極の素子分割溝側の端面よりも当該光電変換層の中央部側に位置している。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の実施の形態による集積型光電変換装置においては、複数の光電変換層のうち、素子分割溝に接する光電変換層の素子分割溝側の端部では、熱損傷を受けた領域が除去された結果、素子分割溝に接する光電変換層の素子分割溝側の端面は、透光性基板の面内方向において裏面電極の素子分割溝側の端面よりも当該光電変換層の中央部側に位置している。その結果、熱損傷を受けた領域を除去しない場合に比べ、主に、開放電圧および曲線因子が向上する。
【００１０】
従って、集積型光電変換装置の変換効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態による集積型光電変換装置の断面図である。
【図２】図１に示す光電変換層の断面図である。
【図３】図１に示す集積型光電変換装置を製造する製造方法を示す第１の工程図である。
【図４】図１に示す集積型光電変換装置を製造する製造方法を示す第２の工程図である。
【図５】図１に示す集積型光電変換装置を製造する製造方法を示す第２の工程図である。
【図６】図３に示す工程（ｃ）の詳細な工程を示す工程図である。
【図７】表１に示す欠陥密度と距離Ｌとの関係を示す図である。
【図８】表１に示す距離Ｌとフッ素濃度との関係を示す図である。
【図９】短絡電流密度と距離Ｌとの関係を示す図である。
【図１０】開放電圧と距離Ｌとの関係を示す図である。
【図１１】曲線因子と距離Ｌとの関係を示す図である。
【図１２】変換効率と距離Ｌとの関係を示す図である。
【図１３】曲線因子と欠陥密度との関係を示す図である。
【図１４】開放電圧と欠陥密度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１３】
この明細書において、「アモルファス」の用語は、当該分野で一般的に使用される「アモルファス」と同義語として使用される。また、「微結晶」の用語は、当該分野で一般的に使用されるとおり、実質的に結晶相のみからなる状態だけではなく、結晶相とアモルファス相とが混在した状態のものも含む。
【００１４】
例えば、ラマン散乱スペクトルにおいて、結晶シリコン中のシリコン−シリコン結合に起因する５２０ｃｍ−１付近の鋭いピークがわずかでも検出されれば、「微結晶シリコン」が存在すると考えられており、この明細書においても、同様の意味で用語「微結晶シリコン」を使用する。
【００１５】
また、この明細書において、「微結晶シリコンゲルマニウム」とは、上述した微結晶状態となっているシリコンゲルマニウムを指す。即ち、微結晶シリコンゲルマニウムは、実質的に結晶相のみからなる状態だけではなく、アモルファスシリコンゲルマニウム相および結晶シリコンゲルマニウム相を含むものとする。
【００１６】
微結晶シリコンゲルマニウムにおいては、ゲルマニウム濃度の増加に比例して、結晶の単位格子サイズが結晶シリコンの単位格子サイズから結晶ゲルマニウムの単位格子サイズまでの範囲で変化することが知られている。これは、被測定体積中に存在する単位格子のシリコン−ゲルマニウム結合の割合がゲルマニウム濃度の増加に伴って増加することを意味する。
【００１７】
そこで、例えば、Ｘ線回折法を用いて、単位格子のサイズを求めることによって、結晶シリコンゲルマニウム相の存在を検出できる。また、ラマン散乱スペクトルにおいて、結晶シリコンゲルマニウムに起因するピークが観測されるか、または結晶シリコンのシリコン−シリコンに起因するピークの位置が変化することによっても、微結晶シリコンゲルマニウム相の存在を検出できる。
【００１８】
従って、この明細書においては、
（Ａ）二次イオン質量分析によって、シリコンおよびゲルマニウムの存在を確認する
（Ｂ）Ｘ線回折法における（２２０）回折ピーク角度から求められる単位格子サイズが、結晶シリコンの単位格子サイズ（５．４３オングストローム）よりも大きく、結晶ゲルマニウムの単位格子サイズ（５．６７オングストローム）よりも小さい
（Ｃ）ラマン散乱スペクトルにおいて、結晶シリコンのシリコン−シリコンに起因するピークが観測される
（Ｄ）シリコン−シリコンに起因するピークのラマンシフト値が、ゲルマニウムを含まない結晶シリコンのラマンシフト位置よりも低周波数側にシフトしている
（Ｅ）結晶シリコンゲルマニウムに起因する４００ｃｍ−１付近のピークが観測される
の５項目について、少なくとも項目（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を同時に満たす場合、または項目（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）を同時に満たす場合、または少なくとも項目（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）を同時に満たす場合に結晶シリコンゲルマニウム相が存在していると看做し、結晶シリコンゲルマニウムであると看做す。
【００１９】
なお、結晶シリコンゲルマニウムに起因するピークは、ゲルマニウム濃度が比較的低い場合には、観測することが難しい。従って、上記の項目（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）を結晶シリコンゲルマニウムの有無を判断する手段として用いてもよい。
【００２０】
更に、この明細書において、「アモルファスシリコン」および「微結晶シリコン」は、それぞれ、当該分野で一般的に使用される「水素化アモルファスシリコン」および「水素化微結晶シリコン」を含むものとする。
【００２１】
そして、この明細書においては、アモルファスシリコンを「ａ−Ｓｉ」と表記するが、この表記は、実際には、水素（Ｈ）原子が含まれていることを意味する。炭素（Ｃ）原子を含むアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｃ）、窒素（Ｎ）原子を含むアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｎ）、Ｃ原子およびＮ原子を含むアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ）、アモルファスシリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）、アモルファスゲルマニウム（ａ−Ｇｅ）、Ｃ原子を含む微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｃ）、Ｎ原子を含む微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｎ）、Ｃ原子およびＮ原子を含む微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、微結晶シリコンゲルマニウム（μｃ−ＳｉＧｅ）、および微結晶ゲルマニウム（μｃ−Ｇｅ）についても、同様に、Ｈ原子が含まれていることを意味する。
【００２２】
図１は、この発明の実施の形態による集積型光電変換装置の断面図である。この発明の実施の形態による集積型光電変換装置１０は、透光性基板１と、透明導電膜２１〜２ｎ（ｎは、２以上の整数）と、光電変換層３１〜３ｎと、裏面電極４１〜４ｎと、導電性保護膜５１〜５ｎとを備える。
【００２３】
透明導電膜２１〜２ｎは、透光性基板１の一主面上に素子分離溝６１〜６ｎ−１を介して所望の間隔で配置される。
【００２４】
光電変換層３１は、透明導電膜２１および素子分離溝６１を覆うように配置される。光電変換層３２は、透明導電膜２２および素子分離溝６２を覆うように配置される。以下、同様にして、光電変換層３ｎ−１は、透明導電膜２ｎ−１および素子分離溝６ｎ−１を覆うように配置され、光電変換層３ｎは、透明導電膜２ｎを覆うように配置される。光電変換層３１〜３ｎの各々は、少なくとも１つのｐｉｎ構造からなる。そして、光電変換層３１〜３ｎの各々は、主に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成される。ＣＶＤ法としては、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法、およびＭＯＣＶＤ法を使用できる。
【００２５】
裏面電極４１は、光電変換層３１および接続用分離溝７１を覆うように配置される。裏面電極４２は、光電変換層３２および接続用分離溝７２を覆うように配置される。以下、同様にして、裏面電極４ｎ−１は、光電変換層３ｎ−１および接続用分離溝７ｎ−１を覆うように配置され、裏面電極４ｎは、光電変換層３ｎを覆うように配置される。
【００２６】
その結果、光電変換層３１〜３ｎは、接続用分離溝７１〜７ｎ−１を介して透光性基板１の面内方向に配置される。
【００２７】
導電性保護膜５１〜５ｎは、それぞれ、裏面電極４１〜４ｎを覆うように配置される。
【００２８】
そして、光電変換層３１〜３ｎ、裏面電極４１〜４ｎおよび導電性保護膜５１〜５ｎは、素子分割溝８１〜８ｎ−１によって分離されている。従って、光電変換層３１〜３ｎ、裏面電極４１〜４ｎおよび導電性保護膜５１〜５ｎは、素子分割溝８１〜８ｎ−１を介して透光性基板１の面内方向に配置される。
【００２９】
光電変換層３１は、透明導電膜２１に接し、裏面電極４１は、光電変換層３１と透明導電膜２２とに接し、光電変換層３２は、透明導電膜２２に接し、裏面電極４２は、光電変換層３２と透明導電膜２３とに接する。以下、同様にして、光電変換層３ｎ−１は、透明導電膜２ｎ−１に接し、裏面電極４ｎ−１は、光電変換層３ｎ−１と透明導電膜２ｎとに接し、光電変換層３ｎは、透明導電膜２ｎに接し、裏面電極４ｎは、光電変換層３ｎに接する。
【００３０】
その結果、光電変換層３１〜３ｎは、透明導電膜２２〜２ｎおよび裏面電極４１〜４ｎ−１を介して透明導電膜２１と裏面電極４ｎとの間で直列に接続される。
【００３１】
また、素子分割溝８１に接する光電変換層３２の素子分割溝８１側の端面３２Ａは、透光性基板１の面内方向において裏面電極４２の素子分割溝８１側の端面４２Ａよりも当該光電変換層３２の中央部側に位置している。素子分割溝８２〜８ｎ−１にそれぞれ接する光電変換層３３〜３ｎについても同様である。即ち、ｎ個の光電変換層３１〜３ｎのうち、素子分割溝８１〜８ｎ−１にそれぞれ接する光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１の端面は、透光性基板１の面内方向において裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置している。
【００３２】
裏面電極４１〜４ｎの各々は、透明導電膜２と、電極３とを含む。裏面電極４１〜４ｎ−１において、透明導電膜２は、それぞれ、光電変換層３１〜３ｎ−１および接続用分離溝７１〜７ｎ−１を覆うように配置される。電極３は、透明導電膜２を覆うように配置される。
【００３３】
透光性基板１は、例えば、ガラス、ポリイミドおよびポリビニル等の耐熱性を有する透光性樹脂板、またはガラス等が積層されたものからなり、一般的には、光透過性が高く、光電変換装置全体を構造的に支持し得るものからなる。また、透光性基板１の透明導電膜２１〜２ｎ側の表面は、金属膜、透明導電膜および絶縁膜等によって被覆されていてもよい。
【００３４】
透明導電膜２１〜２ｎの各々は、透明導電性の材料からなり、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化錫（ＳｎＯ２）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性膜の単層または複数層からなる。
【００３５】
透明導電膜２１〜２ｎの各々は、電極としての役割を担っているので、電気伝導性が高い方が好ましく、微量の不純物を添加することによって電気伝導性を向上させたものからなっていてもよい。
【００３６】
そして、透明導電膜２１〜２ｎの各々は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、ゾルゲル法、スプレー法および電析法等のいずれかの方法を用いて形成される。
【００３７】
また、透明導電膜２１〜２ｎの各々の表面（光電変換層３１〜３ｎ側の表面）は、凹凸形状になっていることが好ましい。この凹凸形状によって、透光性基板１から入射した入射光を散乱・屈折させて光路長を伸ばすことができるので、光電変換層３１〜３ｎ内での光閉じ込め効果が高まり、短絡電流を向上できる。
【００３８】
透明導電膜２１〜２ｎの表面を凹凸化する方法としては、透光性基板１の上に、一旦、透明導電膜を堆積し、その後、エッチング法およびサンドブラストのような機械加工により凹凸化する方法、透明導電膜２１〜２ｎの成膜時に膜材料の結晶成長により形成される凹凸を利用する方法、結晶成長面が配向しているために規則的な凹凸が形成されることを利用する方法等が用いられる。
【００３９】
なお、透明導電膜２１〜２ｎ上に酸化亜鉛層をスパッタリング法で堆積することによって、後に光電変換層３１〜３ｎを形成する際に透明導電膜２１〜２ｎを構成する酸化錫がプラズマによって損傷を受けるのを防止することができる。
【００４０】
光電変換層３１〜３ｎは、主に、アモルファスシリコンまたは微結晶シリコンからなる。
【００４１】
透明導電膜２は、透明導電膜２１〜２ｎと同じ材料からなり、透明導電膜２１〜２ｎの形成方法と同じ方法によって形成される。そして、透明導電膜２の膜厚は、２０〜３０００ｎｍである。膜厚が厚すぎると、透明導電膜２における光吸収のために、電極３で反射されて光電変換層３１〜３ｎへ戻る光量が減少し、膜厚が薄すぎると、シート抵抗が高くなり、光電変換層３１〜３ｎで発電した電流を効率良く収集できないからである。
【００４２】
透明導電膜２は、入射光に対する光閉じ込め効果および光反射率を向上させるとともに、電極３に含まれる元素の光電変換層３１〜３ｎへの拡散を抑制する。
【００４３】
電極３は、少なくとも１層の導電層からなり、光反射率が大きく、かつ、導電率が高い材料が好ましい。より具体的には、電極３は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、およびこれらの合金からなる。
【００４４】
電極３は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スプレー法およびスクリーン印刷法等によって形成される。
【００４５】
そして、電極３は、光電変換層３１〜３ｎで吸収されなかった光を反射して、再度、光電変換層３１〜３ｎへ光を戻す。
【００４６】
電極３の厚さは、十分な光反射率を確保し、素子分割溝８１〜８ｎ−１の形成を妨げない範囲が好ましく、例えば、１００〜４００ｎｍである。
【００４７】
導電性保護膜５１〜５ｎは、一般的に、エッチング耐性を有する材料からなり、例えば、ＳｎＯ２、ＩＴＯおよびＺｎＯ等からなる。これは、素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成した後に、光電変換層３１〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端部のうち、熱損傷を受けた領域を除去し、素子分割溝８１〜８ｎ−１にそれぞれ接する光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面を透光性基板１の面内方向において裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置させる際に、裏面電極４１〜４ｎを物理的および化学的損傷から保護できるからである。
【００４８】
導電性保護膜５１〜５ｎの膜厚は、特に、限定されないが、エッチング条件に耐え得る膜厚であればよく、例えば、２０〜２００ｎｍである。
【００４９】
図２は、図１に示す光電変換層３１の断面図である。図２を参照して、光電変換層３１は、ｐ型半導体層３１１と、ｉ型半導体層３１２と、ｎ型半導体層３１３とを含む。
【００５０】
ｐ型半導体層３１１、ｉ型半導体層３１２およびｎ型半導体層３１３は、透光性基板１側からｐ型半導体層３１１、ｉ型半導体層３１２およびｎ型半導体層３１３の順で透明導電膜２１および素子分離溝６１上に積層される。このように、光電変換層３１は、ｐｉｎ構造からなる。
【００５１】
ｐ型半導体層３１１は、ｐ型導電型のドーパントがドープされたシリコン層からなる。ｐ型ドーパントは、例えば、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）およびガリウム（Ｇａ）等からなる。
【００５２】
より具体的には、ｐ型半導体層３１１は、ｐ型アモルファスシリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ）、Ｃ原子を含むｐ型アモルファスシリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｃ）、Ｎ原子を含むｐ型アモルファスシリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｎ）、Ｃ原子およびＮ原子を含むｐ型アモルファスシリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ）、ｐ型微結晶シリコン（ｐ型μｃ−Ｓｉ）、Ｃ原子を含むｐ型微結晶シリコン（ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ）、Ｎ原子を含むｐ型微結晶シリコン（ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｎ）およびＣ原子とＮ原子との両方を含むｐ型微結晶シリコン（ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ）のいずれかからなる。
【００５３】
ｐ型半導体層３１１がｐ型μｃ−Ｓｉ、ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｎおよびｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎのいずれかからなる場合、即ち、ｐ型半導体層３１１が結晶シリコン相を含んでいる場合、高い導電性が得られ、光電変換層３１の直列抵抗を小さくできるので、曲線因子が向上し、高い変換効率を得ることができる。
【００５４】
また、ｐ型半導体層３１１が結晶シリコン相を含んでいる場合、ｉ型半導体層３１２の結晶化の下地層として優れているので、ｉ型半導体層３１２は、堆積初期に下地層（＝ｐ型半導体層３１１）の影響を受けて結晶成分が成長し易くなり、結晶化率が高い高品質なｉ型半導体層３１２が得られる。その結果、短絡電流が増加し、変換効率を向上できる。
【００５５】
従って、ｐ型半導体層３１１は、結晶シリコン相を含んでいることが好ましい。
【００５６】
ｐ型半導体層３１１がｐ型ａ−Ｓｉ：Ｃ、ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｎ、ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ、ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｎおよびｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎのいずれかからなる場合、即ち、ｐ型半導体層３１１が炭素原子および／または窒素原子を含んでいる場合、ｐ型半導体層が炭素原子および／または窒素原子を含んでいない場合よりも、光電変換層３１の開放電圧が向上し、高い変換効率を得ることができる。その理由は、次のとおりである。
【００５７】
（１）ｐ型半導体層の光学的バンドギャップが広がってｐｉｎ接合における拡散電位が高くなる。
【００５８】
（２）不純物（炭素原子および／または窒素原子）を添加したことによる結晶粒界の界面パッシベーション効果と、ｐ型半導体層／ｉ型半導体層の界面パッシベーション効果とによって、界面再結合が低減する。
【００５９】
また、不純物（炭素原子および／または窒素原子）濃度が低い場合、ｐ型半導体層３１１とｉ型半導体層３１２との間におけるバンドの不連続またはミスマッチが生じ難く、ｐ型半導体層３１１とｉ型半導体層３１２との間に界面層等を設ける必要がない。その結果、簡易に、かつ、安価で、変換効率が高い光電変換装置を得ることができる。
【００６０】
従って、ｐ型半導体層が炭素原子および／または窒素原子を含んでいることが好ましい。
【００６１】
そして、ｐ型半導体層３１１の膜厚は、例えば、５〜５０ｎｍであり、好ましくは、１０〜３０ｎｍである。
【００６２】
ｉ型半導体層３１２は、特に不純物を添加していないアモルファスシリコンまたは微結晶シリコンからなる。なお、ｉ型半導体層３１２は、実質的に真性な半導体であれば、少量の不純物元素が含まれていてもよい。
【００６３】
ｉ型半導体層３１２は、微結晶シリコンからなっていることが好ましい。光劣化を防止して高い変換効率を得ることができるからである。
【００６４】
また、ｉ型半導体層３１２は、長波長感度を高めるためにアモルファスシリコンゲルマニウムまたは微結晶シリコンゲルマニウムを含んでいてもよい。この場合、ｉ型半導体層３１２のゲルマニウム濃度は、５〜３０原子％が好適である。ゲルマニウム濃度が５原子％未満であると、光学的バンドギャップがあまり減少しないので、短絡電流があまり増加せず、実用的でない。ゲルマニウム濃度が３０原子％を超えると、光学的バンドギャップの減少に伴って光電変換層３１の開放電圧が低下する影響が顕著に現れたり、結晶粒径が小さくなりすぎたりすることによって、変換効率が低下するため、好ましくない。
【００６５】
そして、ｉ型半導体層３１２の膜厚は、例えば、１００〜５０００ｎｍであり、好ましくは、２００〜４０００ｎｍである。
【００６６】
ｎ型半導体層３１３は、ｎ型導電型のドーパントがドープされたシリコン層からなる。ｎ型導電型のドーパントは、例えば、リン（Ｐ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）等からなる。
【００６７】
より具体的には、ｎ型半導体層３１３は、ｎ型ａ−Ｓｉ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｃ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｎ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ、ｎ型μｃ−Ｓｉ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｎおよびｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎのいずれかからなる。
【００６８】
ｎ型半導体層３１３がｎ型μｃ−Ｓｉ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｎおよびｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎのいずれかからなる場合、即ち、ｎ型半導体層３１３が結晶シリコン相を含んでいる場合、高い導電性が得られ、光電変換層３１の直列抵抗を小さくできるので、曲線因子が向上し、高い変換効率を得ることができる。
【００６９】
従って、ｎ型半導体層３１３は、結晶シリコン相を含んでいることが好ましい。
【００７０】
ｎ型半導体層３１３がｎ型ａ−Ｓｉ：Ｃ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｎ、ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｎおよびｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎのいずれかからなる場合、即ち、ｎ型半導体層３１３が炭素原子および／または窒素原子を含んでいる場合、ｎ型半導体層が炭素原子および／または窒素原子を含んでいない場合よりも、光電変換層３１の開放電圧が向上し、高い変換効率を得ることができる。その理由は、次のとおりである。
【００７１】
（１）ｎ型半導体層の光学的バンドギャップが広がってｐｉｎ接合における拡散電位が高くなる。
【００７２】
（２）窒素原子を添加したことによる結晶粒界の界面パッシベーション効果と、ｉ型半導体層／ｎ型半導体層の界面パッシベーション効果とによって、界面再結合が低減する。
【００７３】
そして、ｎ型半導体層３１３の膜厚は、たとえば、５〜１００ｎｍであり、好ましくは、１０〜３０ｎｍである。
【００７４】
なお、ｐ型半導体層３１１およびｎ型半導体層３１３が炭素原子を含有する場合、シリコンカーバイドの結晶相を実質的に含まないものとする。従って、ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ、ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎ、およびｎ型μｃ−Ｓｉ：Ｃ：Ｎは、シリコンカーバイドの結晶相を実質的に含んでいない。
【００７５】
この状態は、例えば、炭素原子を含有する微結晶シリコンのラマン散乱スペクトルを観測したとき、シリコンカーバイド結晶を構成するシリコン−カーボン結合に起因するピークが実質的に観測されないことによって確認される。また、この状態は、Ｘ線回折においてシリコンカーバイド結晶構造に起因する回折ピークが実質的に検出されないことによって確認される。
【００７６】
なお、光電変換層３２〜３ｎの各々も、図２に示す光電変換層３１と同じ構成からなる。
【００７７】
光電変換層３１〜３ｎを形成する際に使用する材料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）ガスおよびジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）ガス等のシリコン原子を含むガスであれば、特に限定されないが、一般的には、ＳｉＨ４ガスが使用される場合が多い。
【００７８】
また、シリコン原子を含むガスとともに使用される希釈ガスとしては、水素（Ｈ２）ガス、窒素（Ｎ２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガスおよびヘリウム（Ｈｅ）ガスを用いることができるが、アモルファスシリコンまたは微結晶シリコンを形成する場合には、Ｈ２ガスを用いる場合が多い。
【００７９】
ｐ型半導体層およびｎ型半導体層の形成時には、シリコン原子を含むガスおよび希釈ガスとともにドーピングガスを使用する。このドーピングガスは、目的とする導電型を決定する元素を含むガスであれば、特に限定されないが、一般的にｐ型導電型を決定する元素がホウ素（Ｂ）である場合、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガスがドーピングガスとして用いられ、一般的にｎ型導電型を決定する元素がリン（Ｐ）である場合、フォスフィン（ＰＨ３）ガスがドーピングガスとして用いられる。
【００８０】
プラズマＣＶＤ法によって光電変換層３１〜３ｎを形成する場合、基板温度、反応室内の圧力、ガス流量、およびプラズマへの投入電力を制御することによって、アモルファス相と結晶相との存在比率を制御することができる。
【００８１】
素子分離溝６１〜６ｎ−１、接続用分離溝７１〜７ｎ−１および素子分割溝８１〜８ｎ−１の形成方法は、対象とする材料を加工できる方法であれば、特に限定されず、例えば、薬液によるウェットエッチング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）およびレーザースクライブ法等のドライエッチング法であってもよい。
【００８２】
このうち、乾式で、かつ、真空装置を用いずに材料を加工できるレーザースクライブ法が好適に用いられる。そして、レーザースクライブ法においては、レーザーは、一般的に、基板側から入射される。
【００８３】
レーザースクライブ法において用いられるレーザー波長は、ＹＡＧ１０６４ｎｍ（以下、「ＩＲレーザー」と言う。）およびＹＡＧレーザーの第二高調波であるＳＨＧ５３２ｎｍ（以下、「ＳＨＧレーザー」と言う。）である。
【００８４】
ＩＲレーザーは、透明導電膜２１〜２ｎに吸収される。その結果、透明導電膜２１〜２ｎが発熱することによってアブレーションが生じ、透明導電膜２１〜２ｎの一部が除去される。従って、素子分離溝６１〜６ｎ−１を形成する工程においては、ＩＲレーザーが用いられる。
【００８５】
一方、ＳＨＧレーザーは、透明導電膜２１〜２ｎに殆ど吸収されず、その大部分は、光電変換層３１〜３ｎで吸収される。その結果、光電変換層３１〜３ｎが発熱することによってアブレーションが生じ、光電変換層３１〜３ｎの一部、および光電変換層３１〜３ｎの一部上に堆積されている層が除去される。従って、接続用分離溝７１〜７ｎ−１および素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成する工程においては、ＳＨＧレーザーが用いられる。
【００８６】
なお、ＩＲレーザーおよびＳＨＧレーザーを照射する際には、適当な周波数でパルス状にレーザーを照射する場合が多く、周波数は、５ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ等が典型的に用いられる。レーザー照射によって膜を除去した痕跡が、連続して溝を形成するように、加工速度等も適宜調整される。加工速度としては、５０ｍｍ／秒〜１０００ｍｍ／秒が典型的に用いられるが、パルス状にレーザーを照射するときの周波数、加工痕跡の形状、加工痕跡の幅、および加工速度等の組み合わせによって、連続して溝を形成できるように各パラメータが組み合わされて選択される。
【００８７】
レーザーの出力は、パルス出力状態の平均パワーによって決定され、ＩＲレーザーの場合、８〜１５Ｗ程度の出力が用いられ、ＳＨＧレーザーの場合、０．１〜０．５Ｗ程度の出力が用いられる。そして、加工対象物の体積、加工対象物の付着強度および加工速度によって、適切な出力は変化するので、加工状態を勘案して適切な値が選択される。
【００８８】
この発明の実施の形態においては、素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成した後、フッ素系ガスを用いて反応性イオンエッチング処理を行う。これによって、素子分割溝８１〜８ｎ−１の形成時に光電変換層３１〜３ｎの端部に生じた熱損傷を除去することができる。
【００８９】
反応性イオンエッチング法を用いる場合、装置は、外部から電界を与える平行平板が真空チャンバー内部に設けられた構成からなる。
【００９０】
そして、真空チャンバー内に、エッチングガスを流しながら、適切な条件で電界を印加すると、プラズマ放電によってエネルギーを有するイオン種およびラジカル種等の種々のエッチング種が生成される。生成されたエッチング種がシリコンと反応すると、シリコン化合物が昇華し、除去されることによって、シリコンをエッチングすることができる。電界の印加のためには、周波数が１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源が広く使用される。
【００９１】
反応性イオンエッチング法を用いてシリコンをエッチングする場合、フッ化物ガス、塩化物ガスおよびハロゲン単体ガスがエッチングガスとして用いられる。
【００９２】
フッ化物ガスは、例えば、ＳＦ６、ＣＦ４、ＣＯＦ２、ＢＦ３、ＳｉＦ４、ＮＦ３およびＸｅＦ２等からなる。塩化物ガスは、ＳｉＣｌ４、ＰＣｌ３、ＢＣｌ３およびＨＣｌ等からなる。ハロゲン単体ガスは、Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２およびＩ２等からなる。
【００９３】
これらのガスのうち、人体に対する安全性の観点からＳＦ６およびＣＦ４が好んで用いられる。
【００９４】
更に、ＳＦ６およびＣＦ４のうち、ＣＦ４を用いるのが好ましい。ＳＦ６を用いた場合、素子分割溝８１〜８ｎ−１の領域内に存在する電極３の端部が硫黄によって腐食されるのに対し、ＣＦ４を用いた場合、このガスは、硫黄を含まないので、このような腐食が発生せず、電極３を損傷することなく反応性イオンエッチングを実施できるからである。
【００９５】
ＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング処理を行った場合、熱損傷を受けた領域をエッチングガスによって強制的に除去できる上に、エッチングガスに含まれるフッ素原子によって、光電変換層３２〜３ｎの端面のダングリングボンドをパッシベートできる。その結果、反応性イオンエッチング処理後の光電変換層３２〜３ｎの端面は、熱損傷を受けた領域が除去され、フッ素原子によってパッシベートされた欠陥密度の少ない面になる。従って、熱損傷を受けた領域をエッチングによって除去しただけの場合よりも更に変換効率が高い光電変換装置を実現できる。
【００９６】
反応性イオンエッチングの条件は、エッチングしたい箇所および加工形状によって決定される。
【００９７】
この発明の実施の形態においては、素子分割溝８１〜８ｎ−１に露出した光電変換層３２〜３ｎの端部をサイドエッチングすることを目的としている。これを好適に実施するためには、圧力は、１Ｐａ以上１００Ｐａ以下とすればよい。この範囲内の圧力とすることによって、エッチングガスのラジカル種が支配的になるので、エッチングが等方性エッチングになる。その結果、素子分割溝８１〜８ｎ−１を介して光電変換層３２〜３ｎの端部を好適にエッチングできる。
【００９８】
また、エッチングレートは、光電変換層３２〜３ｎの端部を削る程度によって決定される。即ち、素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成する際のレーザー出力を大きくした場合、光電変換層３２〜３ｎの端部で熱損傷を受けた領域が広く分布しているので、生産性を高めるために、速いエッチングレートが好ましい。
【００９９】
逆に、レーザー出力を抑えて素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成した場合、熱損傷を受けた領域は少ないので、精密なエッチングを行うために、遅いエッチングレートが好ましい。
【０１００】
典型的なエッチングレートとしては、１〜１０ｎｍ／ｓｅｃを用いることができる。
【０１０１】
図３から図５は、それぞれ、図１に示す集積型光電変換装置１０を製造する製造方法を示す第１から第３の工程図である。
【０１０２】
なお、図３から図５においては、透光性基板１および透明導電膜２１〜２ｎが青板ガラス（旭硝子（株）、商品名Ａｓａｈｉ−Ｕ）上にＣＶＤ法により酸化錫を堆積し、その酸化錫上にスパッタリング法によって酸化亜鉛を２０ｎｍ堆積したものからなり、ｐ型半導体層３１１がｐ型μｃ−Ｓｉからなり、ｉ型半導体層３１２がｉ型μｃ−Ｓｉからなり、ｎ型半導体層３１３がｎ型μｃ−Ｓｉからなり、透明導電膜２が酸化亜鉛からなり、電極３が銀からなり、導電性保護膜５１〜５ｎが酸化亜鉛からなる場合を例にして集積型光電変換装置１０の製造方法を説明する。ここで、青板ガラスは、縦１１５ｍｍ×横１１５ｍｍ×厚み３．９ｍｍのサイズを有する。
【０１０３】
集積型光電変換装置１０の製造が開始されると、上述した透光性基板１および透明導電膜２０が準備される（図３の工程（ａ）参照）。
【０１０４】
そして、ＩＲレーザーによってレーザー光を透光性基板１側から透明導電膜２０に照射し、透明導電膜２０に素子分離溝６１〜６ｎ−１を形成する（図３の工程（ｂ）参照）。これによって、透明導電膜２１〜２ｎが透光性基板１の一主面に形成される。
【０１０５】
この場合、ＩＲレーザーによる加工条件は、レーザー出力電流が９０％であり、ＩＲレーザーの発振周波数が２５ｋＨｚであり、ＩＲレーザーの走査速度が６００ｍｍ／秒である。
【０１０６】
その後、光電変換層３０がプラズマＣＶＤ法によって素子分離溝６１〜６ｎ−１を埋めるように透明導電膜２１〜２ｎ上に形成される（図３の工程（ｃ）参照）。
【０１０７】
そして、ＳＨＧレーザーによってレーザー光を透光性基板１側から光電変換層３０に照射し、光電変換層３０に接続用分離溝７１〜７ｎ−１を形成する（図３の工程（ｄ）参照）。これによって光電変換層３１’〜３ｎ’が透明導電膜２１〜２ｎ上に形成される。
【０１０８】
この場合、ＳＨＧレーザーによる加工条件は、レーザー出力電流が８５％であり、ＳＨＧレーザーの発振周波数が２５ｋＨｚであり、ＳＨＧレーザーの走査速度が８００ｍｍ／秒である。
【０１０９】
工程（ｄ）の後、接続用分離溝７１〜７ｎ−１を埋めるようにＤＣスパッタリング法によって酸化亜鉛からなる透明導電膜４を光電変換層３１’〜３ｎ’上に形成する（図３の工程（ｅ）参照）。この場合、スパッタリングの条件は、アルゴンガスの流量が２００ｓｃｃｍであり、圧力が０．５３２Ｐａであり、投入電力は、１５０Ｗである。また、透明導電膜４（＝ＺｎＯ）の膜厚は、例えば、８０ｎｍである。
【０１１０】
工程（ｅ）の後、ＤＣスパッタリング法によって銀からなる電極５を透明導電膜４上に堆積する（図４の工程（ｆ）参照）。この場合、スパッタリングの条件は、アルゴンガスの流量が２００ｓｃｃｍであり、圧力が２．６６Ｐａであり、投入電力は、３００Ｗである。また、電極５の膜厚は、１２０ｎｍである。
【０１１１】
工程（ｆ）の後、酸化亜鉛からなる導電性保護膜６を電極５上に形成する（図４の工程（ｇ）参照）。この場合、導電性保護膜６の膜厚は、８０ｎｍである。
【０１１２】
工程（ｇ）の後、ＳＨＧレーザーによってレーザー光を透光性基板１側から光電変換層３１’〜３ｎ’、透明導電膜４、電極５および導電性保護膜６に照射し、光電変換層３１’〜３ｎ’、透明導電膜４、電極５および導電性保護膜６に素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成する（図４の工程（ｈ）参照）。これによって、光電変換層３１’，３２”〜３ｎ”、裏面電極４１’〜４ｎ’および導電性保護膜５１’〜５ｎ’が形成される。そして、光電変換層３１’，３２”〜３ｎ”の幅は、１０ｍｍである。
【０１１３】
この場合、ＳＨＧレーザーによる加工条件は、図３に示す工程（ｄ）において接続用分離溝７１〜７ｎ−１を形成するときの加工条件と同じである。
【０１１４】
工程（ｈ）の後、ＣＦ４ガスを用いた反応性イオンエッチングによって素子分割溝８１〜８ｎ−１を介して光電変換層３２”〜３ｎ”、裏面電極４１’〜４ｎ’および導電性保護膜５１’〜５ｎ’の端部を除去することによって、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面が透光性基板１の面内方向において裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置するようにする（図５の工程（ｉ）参照）。この場合、エッチングレートを１．３ｎｍ／秒とし、投入電力として１３．５６ＭＨｚの周波数を有する０．６Ｗ／ｃｍ２の高周波電力を用いた。これによって、集積型光電変換装置１０が完成する（図５の工程（ｊ）参照）。
【０１１５】
図６は、図３に示す工程（ｃ）の詳細な工程を示す工程図である。
【０１１６】
図３に示す工程（ｂ）の後、ｐ型半導体層３０１がプラズマＣＶＤ法によって透明導電膜２１〜２ｎおよび素子分離溝６１〜６ｎ−１上に堆積される（図６の工程（ｃ−１）参照）。この場合、原料ガスとして、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびＢ２Ｈ６ガスからなる混合ガスを用いた。そして、ＳｉＨ４ガスに対するＨ２ガスの流量比を１５０倍とし、ＳｉＨ４ガスに対するＢ２Ｈ６ガスの流量比を０．００３倍とした。また、基板温度は、１８０℃である。これによって、ｐ型μｃ−Ｓｉからなるｐ型半導体層３０１が形成される。そして、ｐ型半導体層３０１の膜厚は、２０ｎｍである。
【０１１７】
工程（ｃ−１）の後、ｉ型半導体層３０２がプラズマＣＶＤ法によってｐ型半導体層３０１上に堆積される（図６の工程（ｃ−２）参照）。この場合、原料ガスとして、ＳｉＨ４ガスおよびＨ２ガスからなる混合ガスを用いた。そして、ＳｉＨ４ガスに対するＨ２ガスの流量比を８０倍とした。また、基板温度は、１８０℃である。これによって、ｉ型μｃ−Ｓｉからなるｉ型半導体層３０２が形成される。そして、ｉ型半導体層３０２の膜厚は、２５００ｎｍである。
【０１１８】
工程（ｃ−２）の後、ｎ型半導体層３０３がプラズマＣＶＤ法によってｉ型半導体層３０２上に堆積される（図６の工程（ｃ−３）参照）。この場合、原料ガスとして、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびＰＨ３ガスからなる混合ガスを用いた。そして、ＳｉＨ４ガスに対するＨ２ガスの流量比を１００倍とし、ＳｉＨ４ガスに対するＰＨ３ガスの流量比を０．０３倍とした。また、基板温度は、１８０℃である。これによって、ｎ型μｃ−Ｓｉからなるｎ型半導体層３０３が形成される。そして、ｎ型半導体層３０３の膜厚は、２０ｎｍである。
【０１１９】
工程（ｃ−３）の終了によって、光電変換層３０が形成され、図３に示す工程（ｃ）が終了する。
【０１２０】
なお、図３から図５に示す工程（ａ）〜（ｊ）（図６に示す工程（ｃ−１）〜（ｃ−３）を含む）においては、光電変換層３１〜３ｎが１つのｐｉｎ構造からなる場合について集積型光電変換装置１０の製造方法を説明したが、光電変換層３１〜３ｎが２つ以上のｐｉｎ構造からなる場合、図３に示す工程（ｃ）において、２つ以上のｐｉｎ構造が透明導電膜２１〜２ｎおよび素子分離溝６１〜６ｎ−１上に順次積層される。この場合、図６に示す工程（ｃ−１）〜（ｃ−３）が２回以上繰り返し実行される。
【０１２１】
光電変換層３１〜３ｎの各々が２つのｐｉｎ構造からなる場合、透光性基板１側に配置されるｐｉｎ構造をトップセルと呼び、裏面電極４１〜４ｎ側に配置されるｐｉｎ構造をボトムセルと呼ぶ。
【０１２２】
そして、トップセルは、例えば、アモルファスシリコンからなり、ボトムセルは、例えば、微結晶シリコンまたはアモルファスシリコンゲルマニウムからなる。
【０１２３】
また、光電変換層３１〜３ｎの各々が３つのｐｉｎ構造からなる場合、透光性基板１側に配置されるｐｉｎ構造をトップセルと呼び、裏面電極４１〜４ｎ側に配置されるｐｉｎ構造をボトムセルと呼び、トップセルとボトムセルとの間に配置されるｐｉｎ構造をミドルセルと呼ぶ。
【０１２４】
そして、トップセルは、例えば、アモルファスシリコンまたはＣ原子を含むアモルファスシリコンまたはＮ原子を含むアモルファスシリコンからなり、ミドルセルは、例えば、アモルファスシリコンまたはアモルファスシリコンゲルマニウムまたは微結晶シリコンからなり、ボトムセルは、例えば、アモルファスシリコンまたは微結晶シリコンまたは微結晶シリコンゲルマニウムからなる。
【０１２５】
従って、光電変換層３１〜３ｎの各々が２つ以上のｐｉｎ構造からなる場合、透光性基板１側から裏面電極４１〜４ｎ側へ光学的バンドギャップが小さくなるように２つ以上のｐｉｎ構造を構成する材料が選択される。
【０１２６】
上述したように、集積型光電変換装置１０を製造するためには、典型的には、以下の（Ｉ）〜（Ｖ）の工程が主に採用され、これによって、複数の光電変換層３１〜３ｎが直列に接続された集積型光電変換装置１０を実現できる。
【０１２７】
（Ｉ）透明導電膜２１〜２ｎを分割する素子分離溝６１〜６ｎ−１の形成（図３の工程（ｂ）参照）
（ＩＩ）光電変換層３０の堆積（図３の工程（ｃ）参照）
（ＩＩＩ）光電変換層３０を除去することにより透明導電膜２１〜２ｎを露出させる接続用分離溝７１〜７ｎ−１の形成（図３の工程（ｄ）参照）
（ＩＶ）透明導電膜４および電極５の形成（図３の工程（ｅ）および図４の工程（ｆ）参照）
（Ｖ）光電変換層３１’〜３ｎ’、透明導電膜４および電極５を分割する素子分割溝８１〜８ｎ−１の形成（図４の工程（ｈ）参照）
工程（Ｖ）において、レーザービームを照射することによってスクライブラインを入れ、光電変換層を分断する。そのメカニズムは、レーザービームのエネルギーがシリコン中に含まれる水素原子を高速で振動させ、局所的な爆発を起こすことによるものであるが、この時に、熱が発生する。そして、この熱によって、分断した光電変換層の表面から水素原子が脱離する。そのため、スクライブラインを入れられた領域の近傍は、熱損傷を受けており、多数のダングリングボンドが発生している。特に、素子分割溝８１〜８ｎ−１の形成時には、発電に寄与している光電変換層そのものの端面に、このようなメカニズムによって多数のダングリングボンドが発生している。従って、これが集積型光電変換装置の変換効率を低下させる一因となっていた。このような熱損傷を受けた領域は、レーザーの加工条件にもよるが、素子分割溝８１〜８ｎ−１の両側に、約５０００ｎｍの幅にわたって分布している。
【０１２８】
従って、熱損傷を受けた領域を除去すれば、集積型光電変換装置の特性を悪化させる要因を排除できるので、変換効率が向上する。
【０１２９】
このため、レーザービームの照射によって素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成した後に、素子分割溝８１〜８ｎ−１の領域内に露出された光電変換層３２”〜３ｎ”の端部を所定の幅にわたって除去すればよい。
【０１３０】
熱損傷を受けた領域においては、多くのダングリングボンドが発生しているが、このダングリングボンドは、欠陥密度という指標を用いて間接的に評価できる。
【０１３１】
結晶は、原子または分子が規則正しく配列された構造からなる。しかし、実際には、周期的な構造の中にあるべき原子が抜けていたり、逆に、不要な原子が侵入したりする。このような原子配列の不完全な部分は、結晶欠陥と呼ばれる。中でも、原子同士の結合がなされていない未結合手が存在し、このような未結合手が、広くダングリングボンドと呼ばれている。
【０１３２】
光電変換装置においては、このようなダングリングボンドが光生成されたキャリアの再結合中心となるため、短絡電流密度を低下させるとともに、リーク電流の発生箇所となり、デバイス特性が低下する原因となっている。
【０１３３】
結晶欠陥は、半導体の禁制帯中に様々な準位を形成し、少数キャリアに対してトラップ中心または再結合中心として働き、少数キャリアのライフタイムを短くしてしまう等の問題が生じる。
【０１３４】
即ち、光電変換装置においては、この結晶欠陥のために、光電変換層で光励起された電子および正孔が再結合によって失われるため、デバイス特性を低下させる原因となっている。このような結晶欠陥の単位体積当たりの個数が欠陥密度である。従って、光電変換層の品質を評価する指標の一つとして欠陥密度が用いられる。
【０１３５】
レーザースクライブ後の光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面に存在する熱損傷を受けた領域の欠陥密度は、１０１７個／ｃｍ３であり、ｉ型半導体層３１２の内部の欠陥密度１０１６個／ｃｍ３よりも高い。
【０１３６】
従って、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面の欠陥密度を５×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満にすれば良く、より好ましくは、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満にすれば良い。
【０１３７】
これは、上述したように、欠陥密度の高い熱損傷を受けた領域を除去することによって達成してもよいし、欠陥をパッシベートすることによっても達成できるが、熱損傷を受けた領域を除去し、かつ、除去後の光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面の欠陥密度が５×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満であることが好ましく、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満であることがより好ましい。
【０１３８】
また、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面のフッ素濃度は、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下であることが好ましく、１×１０１９個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下であることがより好ましい。
【０１３９】
そして、欠陥密度の低減については、水素原子が抜けたことによって生成された欠陥をパッシベートすることが有効であるが、パッシベートする元素によって、パッシベーション後の安定度が異なるので、より安定度が高い元素でパッシベートすることが好ましく、具体的には、ハロゲン系の元素でパッシベートすることが好ましい。ハロゲン系の元素は、電気陰性度が高いため、シリコン原子と強く結合できるからである。
【０１４０】
従って、ハロゲン系の元素によるパッシベーション効果は、水素によるパッシベーション効果よりも高く、ハロゲン系の元素は、脱離し難く、安定である。中でも、フッ素原子は、電気陰性度が全元素中で最も高いので、最も強くシリコン原子と結合できる。よって、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面のフッ素濃度を高めることが好ましい。フッ素濃度は、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって測定することによって判断できる。
【０１４１】
ｉ型半導体層３１２の内部の水素濃度は、約１０２０〜１０２１個／ｃｍ３であるが、素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面では、熱損傷によって水素濃度が１０１９〜１０２０個／ｃｍ３程度に低下している。この減少分をフッ素元素によってパッシベートすることによって、水素よりも安定に欠陥密度を低減できる。
【０１４２】
ｉ型半導体層３１２の内部のフッ素濃度は、１×１０１６個／ｃｍ３である。従って、ｉ型半導体層３１２の素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面のフッ素濃度は、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下が好ましい。フッ素濃度が１×１０１６個／ｃｍ３未満であると、パッシベーション効果があまり得られず、フッ素濃度が１×１０２０個／ｃｍ３よりも高いと、フッ素原子が不純物による再結合中心として働くようになり、光電変換装置の変換効率を低下させる要因として働くため、好ましくない。フッ素濃度が１×１０１９個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下である場合、特に良好なパッシベーション効果が得られるので、より好ましい。
【０１４３】
上述した熱損傷を受けた領域を除去することによって光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面を透光性基板１の面内方向においてそれぞれ裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置させること、欠陥密度の低減、およびフッ素濃度の増大に最も適している方法は、フッ素系のガスをエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング処理である。フッ素系のエッチングガスを用いた反応性イオンエッチング処理を行うことによって、熱損傷を受けた領域を除去し、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面を透光性基板１の面内方向においてそれぞれ裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置させること、欠陥密度の低減、およびフッ素濃度の増大を単一の処理で行うことができる。
【０１４４】
そして、フッ素系のエッチングガスを用いた反応性イオンエッチング処理を行って形成された光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面は、５×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満の欠陥密度、より好ましくは、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０１７個／ｃｍ３未満の欠陥密度を有する。また、フッ素系のエッチングガスを用いた反応性イオンエッチング処理を行って形成された光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面は、１×１０１６個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下のフッ素濃度、より好ましくは、１×１０１９個／ｃｍ３以上１×１０２０個／ｃｍ３以下のフッ素濃度を有する。
【０１４５】
（実施例１）
図３から図５に示す工程（ａ）〜（ｊ）（図６に示す工程（ｃ−１）〜（ｃ−３）を含む）に従って集積型光電変換装置を作製した。この場合、工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離は、１０ｎｍである。
【０１４６】
（実施例２）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を１００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１４７】
（実施例３）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を１０００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１４８】
（実施例４）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を５０００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１４９】
（実施例５）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を１００００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１５０】
（実施例６）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を１０００００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１５１】
（実施例７）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を５０００００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１５２】
（比較例１）
光電変換層３２”〜３ｎ”の端面を除去せず、透光性基板１の面内方向において光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面の位置と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面の位置との間に差異を設けなかった以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１５３】
（比較例２）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１５４】
（比較例３）
工程（ｉ）において除去された結果、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を１００００００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして集積型光電変換装置を作製した。
【０１５５】
そして、その作製した実施例１〜７および比較例１〜３の集積型光電変換装置について、ＡＭ１．５、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２の条件下において１ｃｍ２の面積を有するセルの電流−電圧特性を測定した。その結果を表１に示す。
【０１５６】
【表１】
2013258198.tif 000003
【０１５７】
なお、表１においては、光電変換層の欠陥密度およびフッ素濃度も併せて示す。そして、欠陥密度は、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面における欠陥密度であり、ＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を用いて測定された。また、フッ素濃度は、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面におけるフッ素濃度であり、ＳＩＭＳを用いて測定された。更に、距離Ｌは、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離を意味する（以下、同じ。）。
【０１５８】
図７は、表１に示す欠陥密度と距離Ｌとの関係を示す図である。また、図８は、表１に示す距離Ｌとフッ素濃度との関係を示す図である。
【０１５９】
図７において、縦軸は、欠陥密度を表し、横軸は、距離Ｌを表す。また、図８において、縦軸は、フッ素濃度を表し、横軸は、距離Ｌを表す。更に、図７および図８においては、距離Ｌを対数表示している。その結果、図７および図８の横軸において、最も左側の目盛が“１”になっているが、実際には、“０”を表す。対数では、“０”が存在しないので、便宜上、“１”と表記しているだけである。
【０１６０】
図７を参照して、欠陥密度は、距離Ｌが大きくなるに従って減少し、距離Ｌが１００００（ｎｍ）以上において一定値になる。
【０１６１】
図８を参照して、フッ素濃度は、距離Ｌが大きくなるに従って増加し、距離Ｌが１０００（ｎｍ）以上において一定値になる。
【０１６２】
このように、図７および図８によれば、光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面において、透光性基板１の面内方向における光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面と裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面との距離Ｌが大きくなると、欠陥密度が減少し、かつ、フッ素濃度が増加する。
【０１６３】
従って、図５の工程（ｉ）における反応性イオンエッチングにおいて、フッ素系のガス（＝ＣＦ４ガス）を用いることによって、熱損傷を受けた領域を除去し、透光性基板１の面内方向において光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面をそれぞれ裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置させること、および熱損傷を受けた領域を除去した後の端面をフッ素元素でパッシベートすること、の両方を実現できることが実験的に実証された。つまり、熱損傷を受けた領域を除去することによって、透光性基板１の面内方向において光電変換層３２〜３ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面をそれぞれ裏面電極４２〜４ｎの素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面よりも当該光電変換層３２〜３ｎの中央部側に位置させること、欠陥密度の低減、およびフッ素濃度の増大を単一の処理によって実現できることが実験的に実証された。
【０１６４】
図９は、短絡電流密度と距離Ｌとの関係を示す図である。図１０は、開放電圧と距離Ｌとの関係を示す図である。図１１は、曲線因子と距離Ｌとの関係を示す図である。図１２は、変換効率と距離Ｌとの関係を示す図である。
【０１６５】
図９において、縦軸は、短絡電流密度を表し、横軸は、距離Ｌを表す。図１０において、縦軸は、開放電圧を表し、横軸は、距離Ｌを表す。図１１において、縦軸は、曲線因子を表し、横軸は、距離Ｌを表す。図１２において、縦軸は、変換効率を表し、横軸は、距離Ｌを表す。
【０１６６】
また、図９から図１２においても、距離Ｌを対数表示しており、横軸の最も左側の目盛は、“１”になっているが、実際は、“０”である。その理由は、上述したとおりである。
【０１６７】
図９を参照して、短絡電流密度は、距離Ｌが１００００（ｎｍ）までは、殆ど、変化せず、距離Ｌが１０００００（ｎｍ）になると、若干減少し、距離Ｌが１００００００（ｎｍ）になると大きく減少する。
【０１６８】
従って、距離Ｌが１００００（ｎｍ）までは、熱損傷を受けた領域を除去しても、短絡電流密度に殆ど影響せず、距離Ｌが１００００（ｎｍ）を超えると、短絡電流密度は、減少し始める。これは、距離Ｌが１００００（ｎｍ）を超えて大きくなると、発電領域が減少するためである。
【０１６９】
図１０を参照して、開放電圧は、距離Ｌが１０（ｎｍ）になると、急激に大きくなり、距離Ｌが１０（ｎｍ）〜５０００（ｎｍ）の範囲においては、距離Ｌが大きくなるに従って大きくなる。そして、開放電圧は、距離Ｌが１００００（ｎｍ）以上では、ほぼ一定である。
【０１７０】
開放電圧は、５（ｎｍ）の距離Ｌと１０（ｎｍ）の距離Ｌとの間に明らかに段差があり、距離Ｌが５（ｎｍ）以下である領域における直線ｋ１は、距離Ｌが１０（ｎｍ）以上である領域における直線ｋ２と傾きが全く異なる。
【０１７１】
従って、開放電圧と距離Ｌとの相関関係においては、５（ｎｍ）の距離Ｌと１０（ｎｍ）の距離Ｌとの間に変曲点が存在し、距離Ｌが１０（ｎｍ）以上である領域においては、距離Ｌの増加に対する開放電圧の増加割合は、距離Ｌが５（ｎｍ）以下である領域よりも大きい。
【０１７２】
よって、距離Ｌの下限値を１０（ｎｍ）に規定することに、臨界的意義がある。
【０１７３】
図１１を参照して、曲線因子は、距離Ｌが大きくなるに従って大きくなり、距離Ｌが１００００（ｎｍ）以上になると、ほぼ一定になる。
【０１７４】
その結果、変換効率は、距離Ｌが０（ｎｍ）および５（ｎｍ）では、同じであり、距離Ｌが１０（ｎｍ）〜５０００（ｎｍ）の領域においては、距離Ｌが大きくなるに従って向上する。そして、変換効率は、距離Ｌが１００００（ｎｍ）以上になると、低下し始め、距離Ｌが１００００００（ｎｍ）になると、急激に低下する（図１２参照）。
【０１７５】
距離Ｌが１０（ｎｍ）〜５０００（ｎｍ）であるとき、変換効率が距離Ｌの増加に伴って向上するのは、短絡電流密度が殆ど変化せず、開放電圧および曲線因子が距離Ｌの増加に伴って大きくなるからである。
【０１７６】
また、距離Ｌが１００００（ｎｍ）以上であるとき、変換効率が距離Ｌの増加に伴って低下するのは、開放電圧および曲線因子が殆ど変化せず、短絡電流密度が距離Ｌの増加に伴って減少するからである。
【０１７７】
図１３は、曲線因子と欠陥密度との関係を示す図である。また、図１４は、開放電圧と欠陥密度との関係を示す図である。
【０１７８】
図１３において、縦軸は、曲線因子を表し、横軸は、欠陥密度を表す。また、図１４において、縦軸は、開放電圧を表し、横軸は、欠陥密度を表す。
【０１７９】
図１３を参照して、曲線因子は、欠陥密度が５×１０１６（個／ｃｍ３）以下の領域においては、欠陥密度の低下に伴って大きくなる。
【０１８０】
図１４を参照して、開放電圧は、欠陥密度が８×１０１６（個／ｃｍ３）以下の領域においては、欠陥密度の低下に伴って大きくなる。
【０１８１】
欠陥密度が１×１０１６（個／ｃｍ３）以上５×１０１６（個／ｃｍ３）以下になるのは、距離Ｌが１０（ｎｍ）以上１００００（ｎｍ）以下の場合であり、欠陥密度が１×１０１６（個／ｃｍ３）以上８×１０１６（個／ｃｍ３）以下になるのは、距離Ｌが５（ｎｍ）以上１００００（ｎｍ）以下の場合である（図７参照）。
【０１８２】
従って、距離Ｌが１０（ｎｍ）以上５０００（ｎｍ）以下である場合に、開放電圧および曲線因子が距離Ｌの増加に伴って大きくなるのは（図１０および図１１参照）、欠陥密度が距離Ｌの増加に伴って減少するためである。
【０１８３】
このように、開放電圧および曲線因子は、光電変換層における欠陥密度の減少に伴って向上することが実験的に実証された。
【０１８４】
図１２に示すように、変換効率は、距離Ｌが１０（ｎｍ）〜５０００００（ｎｍ）である場合、距離Ｌが０（ｎｍ）、５（ｎｍ）および１００００００（ｎｍ）である場合よりも向上する。つまり、実施例１〜７における集積型光電変換装置の変換効率は、比較例１〜３における集積型光電変換装置の変換効率よりも高い。これは、距離Ｌが５（ｎｍ）では、変換効率を向上させるほどに開放電圧および曲線因子を向上できず（光電変換層の欠陥密度を低減できず）、距離Ｌが１００００００（ｎｍ）では、発電領域が少なくなり過ぎて変換効率が低下することを意味する。特に、距離Ｌが１００００００（ｎｍ）では、変換効率は、熱損傷を受けた領域を除去しない場合よりも低くなる。
【０１８５】
また、変換効率は、距離Ｌが１０（ｎｍ）以上５０００（ｎｍ）以下の領域においては、距離Ｌの増加に伴って、ほぼ直線的に向上する。これは、短絡電流密度をほぼ一定に保持した状態で、開放電圧および曲線因子の両方が向上することによって実現される。即ち、実施例１〜４における集積型光電変換装置は、比較例１〜３における集積型光電変換装置に比べ、開放電圧および曲線因子の両方が向上したことによって変換効率が向上する。
【０１８６】
従って、距離Ｌは、１０（ｎｍ）〜５０００００（ｎｍ）が好ましく、１０（ｎｍ）〜５０００（ｎｍ）がより好ましい。
【０１８７】
上述したように、素子分割溝８１〜８ｎ−１を形成した後に、光電変換層３２”〜３ｎ”の素子分割溝８１〜８ｎ−１側の端面を１０（ｎｍ）〜５０００００（ｎｍ）の幅、より好ましくは、１０（ｎｍ）〜５０００（ｎｍ）の幅にわたって除去することによって、集積型光電変換装置の変換効率を向上できる。
【０１８８】
なお、上記においては、集積型光電変換装置１０は、導電性保護膜５１〜５ｎを備えると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、集積型光電変換装置１０は、導電性保護膜５１〜５ｎを備えていなくてもよい。
【０１８９】
今回開示された実施の形態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、上記した実施の形態の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】
【０１９０】
この発明は、集積型光電変換装置に適用される。
【符号の説明】
【０１９１】
１  透光性基板、２，４，２０〜２ｎ  透明導電膜、３，５  電極、１０  集積型光電変換装置、３０〜３ｎ  光電変換層、４１〜４ｎ  裏面電極、５１〜５ｎ  導電性保護膜、６１〜６ｎ−１  素子分離溝、７１〜７ｎ−１  接続用分離溝、８１〜８ｎ−１  素子分割溝、３０１，３１１  ｐ型半導体層、３０２，３１２  ｉ型半導体層、３０３，３１３  ｎ型半導体層。
【図１】
2013258198.tif 000004
【図２】
2013258198.tif 000005
【図３】
2013258198.tif 000006
【図４】
2013258198.tif 000007
【図５】
2013258198.tif 000008
【図６】
2013258198.tif 000009
【図７】
2013258198.tif 000010
【図８】
2013258198.tif 000011
【図９】
2013258198.tif 000012
【図１０】
2013258198.tif 000013
【図１１】
2013258198.tif 000014
【図１２】
2013258198.tif 000015
【図１３】
2013258198.tif 000016
【図１４】
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