(57)【要約】【課題】再結合の原因となる準位の発生を抑制し発電効率を向上させる技術を提供する。【解決手段】光電変換装置１０は、一導電型の第１の半導体層１２と、第１の半導体層１２の受光面１６と反対側の裏面１８側に形成されている第１の柱状部２０と、第１の半導体層１２の裏面１８側に形成されており、かつ、第１の柱状部２０の側面を囲むように形成されている絶縁領域２２と、備える。第１の柱状部２０は、第１の半導体層１２に対して逆導電型の第２の半導体層２４が形成されており、絶縁領域２２は、第１の柱状部２０との境界２２ａの少なくとも一部が曲面となるように構成されている。【選択図】図１
2013016551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一導電型の第１の半導体層と、
前記第１の半導体層の受光面と反対側の裏面側に形成されている第１の柱状部と、
前記第１の半導体層の裏面側に形成されており、かつ、前記第１の柱状部の側面を囲むように形成されている絶縁領域と、備え、
前記第１の柱状部は、前記第１の半導体層に対して逆導電型の第２の半導体層が形成されており、
前記絶縁領域は、前記第１の柱状部との境界の少なくとも一部が曲面となるように構成されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記絶縁領域は、気体で満たされている空間または真空空間として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第１の半導体層または前記第２の半導体層は、空間である前記絶縁領域に露出している表面が水素で終端されていることを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１の柱状部の直径または対角線は、０．３μｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１の半導体層の裏面側に形成されている第２の柱状部を更に有し、
前記第２の柱状部は、前記第１の半導体層と同じ一導電型の第３の半導体層が形成されており、
前記絶縁領域は、前記第２の柱状部の側面を囲むように形成されており、前記第２の柱状部との境界の少なくとも一部が曲面となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第２の柱状部の対角線の長さまたは直径は、０．３μｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に好適な光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、いわゆる太陽電池の開発が各方面で精力的に行われている。太陽電池は、発生した電気を外部に取り出すための一対の電極が必要であるが、通常は、この電極を、太陽光を受光する表面と、その反対側の裏面とに設けている。
【０００３】
しかしながら、受光面側の電極の下部領域には太陽光が入射しないため、その領域は発電に寄与しない。そのため、表面電極は変換効率の低下の一因となる。そこで、一対の電極を裏面に形成した太陽電池が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０１４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、太陽電池を構成する各領域の形状によっては、応力が発生した際に部分的に応力が集中することがあり、このような場合にはキャリアの再結合中心となる準位が生じることとなる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、再結合の原因となる準位の発生を抑制し発電効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の光電変換装置は、一導電型の第１の半導体層と、第１の半導体層の受光面と反対側の裏面側に形成されている第１の柱状部と、第１の半導体層の裏面側に形成されており、かつ、第１の柱状部の側面を囲むように形成されている絶縁領域と、備える。第１の柱状部は、第１の半導体層に対して逆導電型の第２の半導体層が形成されており、絶縁領域は、第１の柱状部との境界の少なくとも一部が曲面となるように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係る光電変換装置の断面を模式的に示した図である。
【図２】本実施の形態に係る第１の半導体層と絶縁領域との界面で生じる光の反射を説明するための模式図である。
【図３】図１に示す光電変換層の第１の柱状部、第２の柱状部および絶縁領域を裏面側から見た状態を模式的に示した図である。
【図４】本実施の形態に係る光電変換装置の製造工程を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に係る光電変換装置の製造工程を説明するための図である。
【図６】本実施の形態に係る光電変換装置の製造工程を説明するための図である。
【図７】本実施の形態に係る光電変換装置の製造工程を説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態に係る光電変換装置の断面を模式的に示した図である。
【図９】変形例に係る第１の柱状部、第２の柱状部および絶縁領域を裏面側から見た状態を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る光電変換装置の断面を模式的に示した図である。なお、以下の各図に示す各層、各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係る光電変換装置１０は、第１の導電型を示す第１の半導体層１２を有する光電変換層１４を備える。光電変換層１４は、更に、第１の半導体層１２の受光面１６と反対側の裏面１８側に形成されている第１の柱状部２０と、第１の半導体層１２の裏面１８側に形成されており、かつ、第１の柱状部２０の側面を囲むように形成されている絶縁領域２２と、を有する。
【００１３】
本実施の形態に係る第１の半導体層１２は、単結晶のｎ型結晶シリコン層であり、屈折率は約３．５（光の波長が１．１μｍの場合）である。なお、屈折率はキャリア濃度や光の波長によって増減する。また、光電変換層１４の厚みは１００〜１５０μｍである。結晶シリコン層の形態は、単結晶、多結晶、微結晶のいずれか、または、混合物であってもよい。
【００１４】
第１の柱状部２０は、後述のプロセスによりｎ型結晶シリコンの一部が加工、処理されることで形成される。第１の柱状部２０は、平面的に見て、第１の半導体層１２を通過した光の少なくとも一部の光の波長より短い寸法（直径または対角線）を有する。また、第１の柱状部２０は、第１の半導体層１２と反対の極性である第２の導電型を示す第２の半導体層２４が形成されている。本実施の形態に係る第２の半導体層２４は、ｐ型不純物の濃度が高い領域（ｐ＋層）である。
【００１５】
なお、本実施の形態に係る第２の半導体層２４は、図１に示すように、第１の柱状部２０全体に加えて第１の半導体層１２まで突出するように形成されているが、必ずしもこのような分布に限らない。例えば、第２の半導体層２４は、裏面１８側から第１の柱状部２０の途中まで形成されていてもよい。第２の半導体層２４の厚みは、例えば、約０．５μｍ〜２．５μｍである。
【００１６】
光電変換層１４は、また、裏面１８側に形成されている第２の柱状部２６を有している。第２の柱状部２６は、側面が絶縁領域２２により囲まれている。第２の柱状部２６は、平面的に見て、第１の半導体層１２を通過した光の少なくとも一部の光の波長より短い寸法（直径または対角線）を有する。また、第２の柱状部２６は、第１の半導体層１２と同じ極性である第１の導電型を示す第３の半導体層２８が形成されている。本実施の形態に係る第３の半導体層２８は、第１の半導体層１２よりもｎ型不純物の濃度が高い領域（ｎ＋層）である。
【００１７】
なお、本実施の形態に係る第３の半導体層２８は、図１に示すように、第２の柱状部２６全体に加えて第１の半導体層１２まで突出するように形成されているが、必ずしもこのような分布に限らない。例えば、第３の半導体層２８は、裏面１８側から第２の柱状部２６の途中まで形成されていてもよい。第３の半導体層２８の厚みは、例えば、約０．３μｍ〜２．０μｍである。また、第１の半導体層１２の受光面１６側には、光電変換層１４の表面を保護するための絶縁膜２５が形成されている。
【００１８】
本実施の形態に係る絶縁領域２２は、第１の柱状部２０との境界２２ａおよび第２の柱状部２６との境界２２ｂの少なくとも一部が曲面となるように構成されている。具体的には、本実施の形態に係る絶縁領域２２は、図１に示す断面において、全体として矩形形状であるとともに、その角部がすべて滑らかな曲面で構成されている。換言すると、絶縁領域２２は、第１の柱状部２０との境界２２ａおよび第２の柱状部２６との境界２２ｂが湾曲している。
【００１９】
このように、本実施の形態に係る絶縁領域２２は、第１の半導体層１２、第２の半導体層２４および第３の半導体層２８とのいずれの界面にも突起や角部など不連続な面が存在していない。換言すれば、絶縁領域２２は、滑らかな面で囲まれた領域である。そのため、光電変換層１４などに応力が生じても、その応力に起因して各半導体層と絶縁領域２２との界面の一部に応力が集中することが抑制される。その結果、応力に起因して生じる準位が少なくなり、キャリアの再結合が抑制される。つまり、再結合による発電効率の低下が抑制される。
【００２０】
また、本実施の形態に係る絶縁領域２２は、気体で満たされている空間または真空空間として構成されている。これにより、半導体層と空間との界面で生じる準位は、半導体層と絶縁膜との界面に生じる準位と比較して低減される。また、第１の半導体層１２、第２の半導体層２４および第３の半導体層２８は、絶縁領域２２に露出している表面が水素で終端されているとよい。そのためには、絶縁領域２２が水素雰囲気となっているとよい。これにより、各半導体層の表面におけるシリコン原子などの未結合手（ダングリングボンド）が低減され、各半導体層の表面近傍におけるキャリアの再結合が抑制される。
【００２１】
次に、第１の半導体層１２と絶縁領域２２との界面で生じる光の反射について説明する。図２は、本実施の形態に係る第１の半導体層１２と絶縁領域２２との界面で生じる光の反射を説明するための模式図である。第１の半導体層１２の屈折率は、単結晶の結晶シリコン層の場合、約３．５である。一方、絶縁領域２２の屈折率は、空間であれば約１．０である。そのため、光電変換層１４で吸収されずに第１の半導体層１２と絶縁領域２２との界面に入射する光は、入射角αが約１７°以上であれば全反射し、再度光電変換層１４に向かって反射され発電に寄与できる。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、第１の半導体層１２の受光面１６側のテクスチャ形状を工夫することで、第１の半導体層１２と絶縁領域２２との界面２２ｃに入射する光の入射角を約１７°以上にすることができる。つまり、光は界面２２ｃで全反射され、絶縁領域２２の裏面側にある拡散層としての第２の半導体層２４や第３の半導体層２８に光はほとんど到達しない。そのため、光の利用効率が上昇し発電効率が向上する。なお、絶縁領域２２は、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの絶縁材料で充填されていてもよい。このように絶縁領域２２が絶縁材料で充填されていると、光電変換装置１０の強度が向上する。
【００２３】
なお、本実施の形態に係る光電変換装置１０においては、第１の柱状部２０の先端に設けられた第１の電極３０、および、第２の柱状部２６の先端に設けられた第２の電極３２が光電変換層１４の裏面１８側に設けられている。これにより、入射光が第１の電極３０および第２の電極３２で遮られることなく第１の半導体層１２に到達するため、電極を光電変換層１４の受光面１６側に設けた場合と比較して、光電変換装置１０の発電効率が向上する。
【００２４】
また、光電変換装置１０は、第１の電極３０および第２の電極３２と光電変換層１４との間の一部の領域に絶縁膜３７が設けられている。
【００２５】
次に、第１の柱状部２０、第２の柱状部２６および絶縁領域２２の形状や配置について説明する。図３は、図１に示す光電変換層の第１の柱状部、第２の柱状部および絶縁領域２２を裏面側から見た状態を模式的に示した図である。なお、図３では、光電変換層の一部のみを示してある。また、前述の図１に示した断面図は、図３に示すＡ−Ａ’断面に相当する。
【００２６】
図３に示すように、複数の第１の柱状部２０は、第１の電極３０の上部領域に、縦横の所定方向に間隔を空けて配列している。同様に、複数の第２の柱状部２６は、第２の電極３２の上部領域に、所定方向に間隔を空けて配列している。柱状部同士の間は空間としての絶縁領域２２が占めており、各柱状部の側面は、柱状部より屈折率の小さい絶縁領域２２で完全に囲まれている。つまり、各柱状部は、側面が互いに接していない。第１の電極３０は、一部に櫛状の複数の歯部３０ａが形成されている。また、第２の電極３２は、一部に櫛状の複数の歯部３２ａが形成されている。第１の電極３０および第２の電極３２は、歯部３０ａおよび歯部３２ａが交互に並ぶように形成されている。
【００２７】
本実施の形態に係る第１の柱状部２０は、図３に示すように、その水平断面が四角形である角柱である。この場合、第１の柱状部２０の対角線Ｄ１より長い波長の光は、第１の柱状部２０が第１の柱状部２０よりも屈折率の小さい絶縁領域２２で囲まれているので、第１の柱状部２０の中には伝播できない。そのため、図１に示すように、第１の半導体層１２を通過した光のうち、第１の柱状部２０の対角線Ｄ１よりも長い波長の光は、第１の柱状部２０の基部３４で反射される。そのため、第１の柱状部２０の対角線Ｄ１より長い波長の光は、実質的に第１の半導体層１２における行路長が長くなり、第１の半導体層１２で吸収されやすくなる。
【００２８】
なお、半導体層を通過した光がｐ＋層に入射してキャリア（電子正孔対）を発生させても、ｐ＋層内ではキャリアはすぐに再結合して消失してしまうため、裏面電極を利用して光を反射させる場合には、その分発電効率が落ちてしまう。本実施の形態では、ｐ＋層である第２の半導体層２４よりも第１の半導体層１２側で光を反射させているので、裏面電極である第１の電極３０を利用して光を反射させる場合に比べて、光を吸収して発生したキャリアが再結合により消失することが低減される。その結果、光電変換装置の発電効率を高めることができる。
【００２９】
同様に、本実施の形態に係る第２の柱状部２６は、図３に示すように、その水平断面が四角形である角柱である。この場合、第２の柱状部２６の対角線Ｄ２より長い波長の光は、第２の柱状部２６が第２の柱状部２６よりも屈折率の小さい絶縁領域２２で囲まれているので、第２の柱状部２６の中には伝播できない。そのため、図１に示すように、第１の半導体層１２を通過した光のうち、第２の柱状部２６の対角線Ｄ２よりも長い波長の光は、第２の柱状部２６の基部３６で反射される。そのため、第２の柱状部２６の対角線Ｄ２より長い波長の光は、実質的に第１の半導体層１２における行路長が長くなり、第１の半導体層１２で吸収されやすくなる。
【００３０】
なお、半導体層を通過した光がｎ＋層に入射してキャリア（電子正孔対）を発生させても、ｎ＋層内ではキャリアはすぐに再結合して消失してしまうため、裏面電極を利用して光を反射させる場合には、その分発電効率が落ちてしまう。本実施の形態では、ｎ＋層である第３の半導体層２８よりも第１の半導体層１２側で光を反射させているので、裏面電極である第２の電極３２を利用して光を反射させる場合に比べて、光を吸収して発生したキャリアが再結合により消失することが低減される。その結果、光電変換装置の発電効率を高めることができる。
【００３１】
また、本実施の形態に係る光電変換層１４においては、相対的に屈折率の大きい第１の柱状部２０（または第２の柱状部２６）の側面が、相対的に屈折率の小さい絶縁領域２２により囲まれている。つまり、両者の屈折率差に起因して、第１の柱状部２０（または第２の柱状部２６）の内面では反射が起こりやすくなっている。そのため、仮に対角線Ｄ１（または対角線Ｄ２）よりも短い波長の光が第１の柱状部２０（または第２の柱状部２６）の内部を伝播しても、絶縁領域２２に漏れ出ることが抑制される。その結果、第１の柱状部２０（または第２の柱状部２６）の内部を伝播する光の行路長が長くなり、光が吸収されやすくなる。
【００３２】
本実施の形態に係る第１の柱状部２０の対角線Ｄ１の長さは、０．３μｍ以上３μｍ以下である。太陽光に含まれる光の波長は、０．３〜３μｍの範囲にほぼ含まれている。そのため、第１の柱状部２０の対角線Ｄ１の長さが３μｍを超えている場合、地上に到達する太陽光に含まれる光を実質的に反射できない。一方、第１の柱状部２０の対角線Ｄ１の長さが０．３μｍ未満の場合、第１の柱状部２０の製造の難易度が上がるが、太陽光に含まれる光のうち反射される波長の光は実質的に変わらない。そのため、対角線の長さが０．３μｍ未満となるように第１の柱状部２０を構成する必要性は乏しい。このような理由により、本実施の形態に係る第１の柱状部２０の対角線Ｄ１の長さが設定されている。
【００３３】
同様の理由により、本実施の形態に係る第２の柱状部２６の対角線Ｄ２の長さは、０．３μｍ以上３μｍ以下が好ましい。
【００３４】
次に、各柱状部の高さについて説明する。本実施の形態に係る第１の柱状部２０の高さは、３μｍ以下である。第１の柱状部２０の高さより波長の長い光は、仮に第１の柱状部２０の基部３４で反射せずに第１の柱状部２０の内部を伝播しても、吸収されずに透過してしまう可能性がある。そのため、光が透過しないようにするという観点からは第１の柱状部２０の高さを高くすることが望ましいが、反対に抵抗が増大してしまう。そこで、第１の柱状部の高さを光の波長以下である３μｍ以下とすることで、光の透過の抑制と抵抗の増加の抑制とを両立させることが可能となる。
【００３５】
同様の理由により、本実施の形態に係る第２の柱状部２６の高さは、３μｍ以下が好ましい。
【００３６】
次に、絶縁領域２２の大きさについて説明する。図１、図３に示すように、絶縁領域２２は、第１の柱状部２０および第２の柱状部２６以外の部分である。また、絶縁領域２２の幅（第１の柱状部２０と第２の柱状部２６との間隔）は、１００μｍ程度である。
【００３７】
以上の説明においては、各柱状部を角柱として説明したが、角柱の角部が丸みを帯びていてもよく、また各柱状部が円柱であってもよい。円柱の場合、角柱の対角線として設定されている上述の数値は、円柱の直径として置き換えてもよい。また、角柱の場合、上面の全ての辺の長さが等しい必要はなく、本実施の形態における第１の柱状部２０や第２の柱状部２６のように上面が正方形である必要もない。例えば、上面が長方形である角柱であってもよい。
【００３８】
また、以上の説明においては、絶縁領域２２を気体で満たされている空間または真空空間として説明したが、絶縁領域を大気状態の空間としてもよい。これは、絶縁領域２２を構成する空間の一部に外気に通じる開口部を設けることによって容易に実現できる。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る光電変換装置１０の製造方法について説明する。図４乃至図７は、本実施の形態に係る光電変換装置１０の製造工程を説明するための図である。
【００４０】
はじめに、図４（ａ）に示すように、厚みが１００〜１５０μｍ程度のｎ型結晶シリコンの基板４０を用意する。次に、基板４０の一方の面上に所定のパターンのマスクをし、基板４０の一部をエッチングすることで、複数の溝４６が形成される。それぞれの溝４６の幅は１μｍ程度、溝４６同士の間隔は１μｍ程度である。本実施の形態では、複数の溝４６が等間隔に形成されている領域４２と、溝４６が形成されていない領域４４とが基板４０の一方の面上に交互に形成される。
【００４１】
次に、水素雰囲気中で１１００℃、１０分間熱処理を行うと、複数の溝４６が形成されている領域４２は表面が閉塞され、内部が連通することで大きな空間４７が形成される（図５（ａ））。空間４７は、前述の絶縁領域２２として機能するとともに、水素で満たされている。また、溝４６が形成されていない領域４４は、第１の柱状部２０および第２の柱状部２６となる。
【００４２】
すなわち、後述する工程を経て、第１の半導体層１２となる部分と、第２の半導体層２４および第３の半導体層２８とは、基板４０に一体的に形成される。
【００４３】
次に、基板４０の一方の面の所定の領域にマスクとしてシリコン酸化膜４８を形成した後、ｎ型不純物の拡散源として、リンを含むＰＳＧ(Phospho Silicate Glass)液をスピンコート法により塗布しＰＳＧ膜５２を形成する（図５（ｂ））。この状態で基板４０を熱処理することで、不純物濃度の高い拡散層５８が第２の柱状部２６に形成される（図６（ａ））。
【００４４】
この際、平面的に見て絶縁領域２２と重畳する部分の拡散層５８部分は、絶縁領域によって基板４０内部への不純物の拡散が制限されるため、第２の柱状部２６近傍と重畳する部分よりも、不純物濃度が相対的に高く形成される。すなわち、特段の設計変更を加えることなく、拡散層５８の低抵抗化を図ることができる。
【００４５】
次に、基板４０からシリコン酸化膜４８およびＰＳＧ膜５２を除去する。そして、再度基板４０の一方の面の所定の領域にマスクとしてシリコン酸化膜５０を形成した後、ｐ型不純物の拡散源として、ボロンを含むＢＳＧ（Boron Silicate Glass）液をスピンコート法により塗布しＢＳＧ膜５４を形成する（図６（ｂ））。この状態で基板４０を熱処理することで、不純物濃度の高い拡散層５６が第１の柱状部２０に形成される（図７（ａ））。
【００４６】
この際、平面的に見て絶縁領域２２と重畳する部分の拡散層５６部分は、絶縁領域によって基板４０内部への不純物の拡散が制限されるため、第１の柱状部２０近傍と重畳する部分よりも、不純物濃度が相対的に高く形成される。すなわち、特段の設計変更を加えることなく、拡散層５６の低抵抗化を図ることができる。なお、本実施の形態に係るＰＳＧ膜５２およびＢＳＧ膜５４は、約２００ｎｍ以下の厚みである。
【００４７】
次に、基板４０の他方の面（受光面）に所定のテクスチャ形状を形成すべく、基板４０の表面を処理する。そして、テクスチャ形状を有する基板表面を保護すべく保護膜としての絶縁膜２５が形成される（図７（ｂ））。そして、ＢＳＧ膜５４およびシリコン酸化膜５０を除去し、図１に示す第１の電極３０および第２の電極３２を形成することで、光電変換装置１０が製造される。電極の材料としては、アルミニウムや銅が好ましい。電極をアルミニウムで形成する場合、蒸着法が好適である。一方、電極を銅で形成する場合、スパッタリング法やメッキ法が好適である。
【００４８】
ここで、図７（ｂ）に示す光電変換装置１０における各部と、図１に示す光電変換装置１０における各部との対応関係を説明する。空間４７は、絶縁領域２２に相当する。拡散層５６は、ｐ型不純物濃度の高い第２の半導体層２４に相当し、拡散層５８は、ｎ型不純物濃度が高い第３の半導体層２８に相当する。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る光電変換装置の断面を模式的に示した図である。なお、前述の各図と同じ構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。図８に示す光電変換装置１１０は、第２の半導体層２４と第３の半導体層２８との間にｐｎ接合が設けられている。具体的には、絶縁領域２２より裏面１８側の領域に、第２の半導体層２４に隣接して、第１の半導体層１２と同じ導電型でキャリア濃度の高いｎ層１１２が形成されている。また、絶縁領域２２より裏面１８側の領域に、第３の半導体層２８に隣接して、第２の半導体層２４と同じ導電型でキャリア濃度の高いｐ層１１４が形成されている。ｎ層１１２およびｐ層１１４は、バイパスダイオードを構成する。
【００５０】
これにより、電気的に互いに接続されている複数の光電変換装置１１０を備えた太陽電池モジュールは、一部の光電変換装置１１０が影などの影響で発電しない場合、ｎ層１１２およびｐ層１１４で構成されているバイパスダイオードにより、電流がバイパスされる。つまり、各光電変換装置１１０にバイパスダイオードを形成することで、太陽電池モジュールにおいて影になった光電変換装置のみで電流がバイパスされる。そのため、複数の光電変換装置ごとに一つのバイパス装置やバイパス回路しか設けられていない太陽電池モジュールと比較して、本実施の形態に係る光電変換装置１１０を複数備えた太陽電池モジュールは、発電効率の低下を最小限に抑えられる。また、不純物の形成領域を変更するだけで、光電変換層１４にバイパスダイオードを容易に形成できるため、各光電変換層１４にバイパス機能を持たせた光電変換装置１０を容易に製造できる。
【００５１】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００５２】
具体的には、Ｐ型結晶シリコンに柱状部を設け、この柱状部に逆の導電型のｎ＋層を設けた光電変換装置としてもよい。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、第１の柱状部および第２の柱状部は、その水平断面が略正方形であり、複数の柱状部が点在したものであった。しかしながら、第１の柱状部および第２の柱状部の水平断面は、このような形状に限られない。
【００５４】
図９は、変形例に係る第１の柱状部、第２の柱状部および絶縁領域を裏面側から見た状態を模式的に示した図である。図９に示す第１の柱状部１２０および第２の柱状部１２６は、図３に示す第１の柱状部２０および第２の柱状部２６の変形例である。なお、図９において、図３に示す部材と同じ部材には同じ符号を付して説明を適宜省略する。また、前述の図１に示した断面図は、図９に示すＢ−Ｂ’断面に相当するともいえる。
【００５５】
図９に示すように、変形例に係る複数の第１の柱状部１２０は、第１の電極３０の上部領域に、一方向に間隔を空けて配列している。同様に、複数の第２の柱状部１２６は、第２の電極３２の上部領域に、一方向に間隔を空けて配列している。柱状部同士の間は空間としての絶縁領域２２が占めており、各柱状部の側面は、柱状部より屈折率の小さい絶縁領域２２で囲まれている。
【００５６】
変形例に係る第１の柱状部１２０は、図９に示すように、その水平断面がアスペクト比の高い四角形である壁状の角柱である。同様に、変形例に係る第２の柱状部１２６は、図９に示すように、その水平断面がアスペクト比の高い四角形である壁状の角柱である。これにより、空洞からなる絶縁領域２２が形成されている光電変換層１４の強度が増す。
【符号の説明】
【００５７】
１０  光電変換装置、  １２  第１の半導体層、  １４  光電変換層、  １６  受光面、  １８  裏面、  ２０  第１の柱状部、  ２２  絶縁領域、  ２２ａ，２２ｂ  境界、  ２４  第２の半導体層、  ２５  絶縁膜、  ２６  第２の柱状部、  ２８  第３の半導体層、  ４０  基板、  １１０  光電変換装置、  １１２  ｎ層、  １１４  ｐ層。
【図１】
2013016551.tif 000003
【図２】
2013016551.tif 000004
【図３】
2013016551.tif 000005
【図４】
2013016551.tif 000006
【図５】
2013016551.tif 000007
【図６】
2013016551.tif 000008
【図７】
2013016551.tif 000009
【図８】
2013016551.tif 000010
【図９】
2013016551.tif 000011