(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上において順次積層された裏面電極、少なくとも１つのシリコン系薄膜光電変換ユニット、および透明前面電極を含み、
前記光電変換ユニットの少なくとも１つは４００℃以下の基板温度のもとでプラズマＣＶＤによって順次積層された一導電型層、９０％以上の体積結晶化分率を有しかつ実質的にｉ型の結晶質光電変換層、実質的にｉ型の微結晶中間層、および微結晶の逆導電型層を含み、
前記中間層は前記光電変換層より低い体積結晶化分率を有するとともに５〜６０ｎｍの範囲内の厚さを有することを特徴とするシリコン系薄膜光電変換装置。
【請求項２】
前記逆導電型層はボロンとアルミニウムの少なくとも１つがドープされたｐ型層であって、５〜２０ｎｍの範囲内の厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載のシリコン系薄膜光電変換装置。
【請求項３】
前記結晶質光電変換層を含む光電変換ユニットの少なくとも１つに加えて、非晶質光電変換層を含む光電変換ユニットの少なくとも１つをさらに含むタンデム型であることを特徴とする請求項１または２に記載のシリコン系薄膜光電変換装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの項に記載のシリコン系薄膜光電変換装置のための製造方法であって、
前記結晶質光電変換層と前記微結晶中間層を堆積するプラズマＣＶＤ法において、プラズマＣＶＤ反応質内に原料ガスの主成分として導入されるシラン系ガスに対する希釈ガスの流量比は前記結晶質光電変換層の堆積時に比べて前記微結晶中間層の堆積時に小さくされることを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶質シリコン系光電変換層を含む薄膜光電変換装置の高性能化に関するものである。なお、本願明細書において、「多結晶」と「微結晶」と「結晶質」の用語は、薄膜光電変換装置の技術分野において通常用いられているように、部分的にアモルファス状態を含むものをも意味するものとする。また、光電変換ユニットに含まれるｐ型層とｎ型層が結晶質か非晶質かにかかわらず、実質的にｉ型の光電変換層が結晶質である場合に結晶質光電変換ユニットと称し、それが非晶質の場合には非晶質光電変換ユニットと称する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、たとえば多結晶シリコンや微結晶シリコンのような結晶質シリコンを含む薄膜を利用した光電変換装置の開発が精力的に行なわれている。これらの開発は、安価な基板上に低温プロセスで良質の結晶質シリコン薄膜を形成することによって光電変換装置の低コスト化と高性能化を両立させるという試みであり、太陽電池だけでなく光センサ等のさまざまな光電変換装置への応用が期待されている。
【０００３】
これらの結晶質シリコン薄膜の形成方法としては、たとえばＣＶＤ法やスパッタリング法によって基板上に直接堆積させるか、同様のプロセスで一旦非晶質膜を堆積させた後に熱アニールやレーザアニールを行なうことによって結晶化を図るなどの方法があるが、いずれにしても前述のような安価な基板を用いるためには５５０℃以下のプロセスで行なう必要がある。
【０００４】
そのようなプロセスの中でも、プラズマＣＶＤ法によって直接結晶質シリコン薄膜を堆積させる手法は、プロセスの低温化や薄膜の大面積化が最も容易であり、しかも比較的簡便なプロセスで高品質な膜が得られるものと期待されている。このような手法で多結晶シリコン薄膜を得る場合、結晶質を含む高品質シリコン薄膜を何らかのプロセスで一旦基板上に形成した後で、これをシード層または結晶化制御層として用いてその上に成膜することによって、比較的低温でも良質の多結晶シリコン薄膜が形成され得る。
【０００５】
一方、水素でシラン系原料ガスを１０倍以上希釈しかつプラズマ反応室内圧力を１０ｍＴｏｒｒ〜１Ｔｏｒｒの範囲内に設定してプラズマＣＶＤ法で成膜することによって、微結晶シリコン薄膜が得られることは知られており、この場合には低温でもシリコン薄膜が容易に微結晶化され得る。たとえば、微結晶シリコンのｐｉｎ接合からなる光電変換ユニットを含む光電変換装置が Appl. Phys. Lett., Vol 65, 1994, p.860 に記載されている。この光電変換ユニットは、簡便にプラズマＣＶＤ法で順次積層されたｐ型半導体層、実質的にｉ型の光電変換層、およびｎ型半導体層からなり、これらの半導体層のすべてが微結晶シリコンであることを特徴としている。
【０００６】
ところで、光電変換ユニットに含まれるｐ型層やｎ型層のような導電型層は直接的には光電変換に寄与しない不活性な層であり、これらの導電型層において吸収される光は光電変換ユニットの変換効率における大きな損失となる。特に、ｉ型光電変換層の光入射側に隣接している導電型層における吸収損失は、光電変換ユニットの変換効率を著しく低減させる。したがって、ｉ型光電変換層の光入射側に隣接する導電型層として吸収ロスの少ない材料を用いることが、光電変換ユニットの高効率化の鍵となる。
【０００７】
このような観点から、特開平８−１１６０８０に開示されているように、結晶化分率があまり高くない導電型微結晶シリコンは比較的広いバンドギャップを有しているので、それはｉ型光電変換層の光入射側に配置される導電型層の材料として好ましく用いられ得るであろう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、多結晶シリコンまたは結晶化分率の高い微結晶シリコン系薄膜からなるｉ型光電変換層上に非常に薄い導電型微結晶シリコン層を形成しようとしても、下地層となるｉ型結晶質光電変換層の影響を受けて、導電型層の堆積初期の段階ではその結晶化分率が下地層に類似して高くなる。他方、その導電型微結晶シリコン層をさらに厚く堆積していけば、下地層の影響が薄れてその導電型層は徐々に大きなバンドギャップを有する微結晶シリコン層に変化していくが、この場合にはその導電型層の膜厚の増大に伴う吸収ロスが増加することになる。
【０００９】
上述のような従来技術の課題に鑑み、本発明は、低温プラズマＣＶＤ法を利用して形成される結晶質シリコン系光電変換層を含む薄膜光電変換装置の性能を改善することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシリコン系薄膜光電変換装置は、基板上において順次積層された裏面電極、少なくとも１つのシリコン系薄膜光電変換ユニット、および透明前面電極を含み、光電変換ユニットの少なくとも１つは４００℃以下の基板温度のもとでプラズマＣＶＤによって順次積層された一導電型層、９０％以上の体積結晶化分率を有しかつ実質的にｉ型の結晶質光電変換層、実質的にｉ型の微結晶中間層、および微結晶の逆導電型層を含み、中間層は光電変換層より低い体積結晶化分率を有するとともに５〜６０ｎｍの範囲内の厚さを有することを特徴としている。
【００１１】
すなわち、本発明者たちは、上述の課題を解決すべく検討を重ねた結果、実質的にｉ型の結晶質シリコン系光電変換層を形成した後に導電型微結晶シリコン系層を堆積させる場合には、これらの層の間に適度の結晶化分率と膜厚を有する実質的にｉ型の微結晶中間層を挿入することにより、好ましくは比較的小さな結晶化分率とそれに伴う大きなバンドギャップを有する微結晶導電型層が２０ｎｍ以下の厚さにおいても得られることを見出したのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の１つの実施の形態によるシリコン系薄膜光電変換装置を模式的な断面図で図解している。この装置の基板１には、ステンレス等の金属、有機フィルム、または低融点の安価なガラス等が用いられ得る。
【００１３】
基板１上の裏面電極１０は、下記の薄膜（Ａ）と（Ｂ）のうちの１以上を含み、たとえば蒸着法やスパッタリング法によって形成され得る。
【００１４】
（Ａ）  Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，ＣｕおよびＰｔから選択された少なくとも１以上の金属またはこれらの合金からなる層を含む金属薄膜。
【００１５】
（Ｂ）  ＩＴＯ，ＳｎＯ2 およびＺｎＯから選択された少なくとも１以上の酸化物からなる層を含む透明導電性薄膜。
【００１６】
裏面電極１０上には、結晶質シリコン系光電変換ユニット１１が形成される。光電変換ユニット１１に含まれるすべての半導体層が、４００℃以下の下地温度のもとにプラズマＣＶＤ法によって堆積される。プラズマＣＶＤ法としては、通常広く用いられているＲＦプラズマＣＶＤ法が用いられるほか、１５０ＭＨｚ以下の周波数においてＲＦ帯からＶＨＦ帯の高周波電源を用いたプラズマＣＶＤ法を利用してもよい。
【００１７】
プラズマＣＶＤ法において、まず、光電変換ユニット１１に含まれる一導電型層１１１が堆積される。この一導電型層１１１としては、たとえば導電型決定不純物原子であるリンがドープされたｎ型シリコン系薄膜、またはボロンがドープされたｐ型シリコン系薄膜などが用いられ得る。しかし、一導電型層１１１に関するこれらの条件は限定的なものではなく、不純物原子としては、たとえばｎ型層においては窒素等を用いてもよい。また、一導電型層１１１の材料としては、非晶質シリコンの他に非晶質シリコンカーバイドや非晶質シリコンゲルマニウム等の合金材料を用いてもよく、または多結晶シリコンや部分的に非晶質を含む微結晶シリコン、あるいはそのような結晶質のシリコン系合金材料を用いてもよい。さらに、堆積された一導電型層１１１にパルスレーザ光を照射することにより、結晶化分率や導電型決定不純物原子によるキャリア濃度を制御する手法を取り入れてもよい。
【００１８】
一導電型層１１１上には、結晶質シリコン系薄膜光電変換層１１２が堆積される。この光電変換層１１２としては、ノンドープの実質的にｉ型の多結晶シリコン薄膜や体積結晶化分率が９０％以上の実質的にｉ型の微結晶シリコン薄膜、または微量の不純物を含む弱ｐ型もしくは弱ｎ型で光電変換機能を十分に備えている結晶質シリコン系薄膜材料が使用され得る。また、光電変換層１１２はこれらの材料に決定されず、シリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン系合金材料を用いてもよい。光電変換層１１２の膜厚は０．５〜２０μｍの範囲内にあり、結晶質シリコン系薄膜光電変換層として必要かつ十分な膜厚を有している。
【００１９】
光電変換層１１２は４００℃以下の低い下地温度のもとで形成されているので、結晶粒界や粒内における欠陥を終端させて不活性化させる水素原子を多く含み、その水素含有量は好ましい１〜３０原子％の範囲内にある。また、この結晶質シリコン系薄膜光電変換層１１２に含まれる結晶粒の多くは、下地層１１１から上方に柱状に延びて成長している。これらの多くの結晶粒は膜面に平行に（１１０）の優先結晶配向面を有し、そのＸ線回折における（２２０）回折ピークに対する（１１１）回折ピークの強度比は０．２以下の好ましい範囲内にある。さらに、光電変換層１１２をプラズマＣＶＤ法で堆積するときの下地温度は４００℃以下であるので、上述した安価な基板が使用され得る。
【００２０】
プラズマ反応室内に導入されるガスの主成分としては、水素等の希釈ガスが加えられたシラン系ガスが用いられ得る。シラン系ガスに対する希釈ガスの流量は２０倍以上であることが好ましいが、放電パワーや反応室内圧力などのような他の成膜条件との関係によって最適な希釈量が設定される。シラン系ガスとしてはモノシラン，ジシラン等が好ましいが、これらに加えて四フッ化硅素，四塩化硅素，ジクロルシラン等のハロゲン化硅素ガスを用いてもよい。また、これらに加えて希ガス等の不活性ガス、好ましくはヘリウム，ネオン，アルゴン等を用いてもよい。
【００２１】
光電変換層１１２上には、それに比べて小さな体積結晶化分率を有しかつ５〜２０ｎｍの範囲内の厚さを有するノンドープで実質的にｉ型の薄い微結晶シリコン層が中間層１１２Ａとして形成される。この中間層１１２Ａとしては、ノンドープのｉ型微結晶シリコンの他に、微量の不純物を含む弱ｐ型または弱ｎ型で光電変換機能を備えている微結晶シリコン系薄膜材料が使用され得る。また、中間層１１２の材料はこれらに限定されず、シリコンカーバイドやシリコンゲルマニウムなどのシリコン系合金材料を用いてもよい。
【００２２】
微結晶シリコン中間層１１２ＡをプラズマＣＶＤ法で形成する場合には、光電変換層１１２の場合と同様に、プラズマ反応室内に導入されるガスの主成分として、水素等の希釈ガスが加えられたシラン系ガスが用いられる。しかし、シラン系ガスに対する希釈ガスの流量比は、光電変換層１１２を堆積する場合に比べて中間層１１２Ａを堆積する場合に低く設定され、それによって、光電変換層１１２に比べて低い体積結晶化分率を有する微結晶シリコン系中間層１１２Ａが堆積され得る。
【００２３】
中間層１１２Ａ上には、一導電型層１１１とは逆タイプの導電型を有する逆導電型層１１３として、５〜２０ｎｍの範囲内の膜厚を有する微結晶シリコン系薄膜が堆積される。逆導電型層１１３としては、たとえば導電型決定不純物原子であるボロンがドープされたｐ型微結晶シリコン系薄膜、またはリンがドープされたｎ型微結晶シリコン系薄膜などが用いられ得る。しかし、逆導電型層１１３についてのこれらの条件は限定的なものではなく、不純物原子としてはたとえばｐ型層においてはアルミニウム等でもよく、またシリコンカーバイドやシリコンゲルマニウム等のシリコン系合金材料の膜を用いてもよい。
【００２４】
微結晶シリコン系逆導電型層１１３をプラズマＣＶＤ法で形成する場合、原料ガスとしてはモノシランやジシラン等の水素化シラン系ガスを用いることができ、ドーピングガスとしてはたとえばボロンドープの場合にジボランを用いることができ、さらに、これらのガスに加えて水素等の希釈ガスが混合される。
【００２５】
光電変換ユニット１１上には、ＩＴＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｎＯ等から選択された少なくとも１以上の層からなる透明導電性酸化膜２が前面透明電極として形成され、さらにこの上にグリッド電極３としてＡｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｔ等から選択された少なくとも１以上の金属またはこれらの合金の層を含む櫛型状の金属電極がスパッタリング法または蒸着法によって形成され、これによって図１に示されているような光電変換装置が完成する。
【００２６】
図２は、本発明のもう１つの実施の形態によるタンデム型シリコン系薄膜光電変換装置を模式的な断面図で図解している。図２のタンデム型光電変換装置においては、図１における裏面電極１０と結晶質光電変換ユニット１１に対応して、基板１上に裏面電極２０と結晶質光電変換ユニット２１が同様に形成される。
【００２７】
しかし、図２のタンデム型光電変換装置においては、第１の結晶質光電変換ユニット２１上に重ねて、プラズマＣＶＤ法にて第２の非晶質光電変換ユニット２２がさらに形成される。第２の光電変換ユニット２２は、第１の光電変換ユニット２１上に順次積層された一導電型の微結晶または非晶質のシリコン系薄膜２２１、実質的にｉ型の非晶質シリコン系薄膜光電変換層２２２、および逆導電型の微結晶または非晶質のシリコン系薄膜２２３を含んでいる。
【００２８】
第２の光電変換ユニット２２上には、前面透明電極２および櫛型状金属電極３が図１の場合と同様に形成され、これによって図２のタンデム型光電変換装置が完成する。
【００２９】
なお、図２においては、非晶質ユニット／結晶質ユニットの２段タンデム型光電変換装置が説明されたが、１以上の非晶質ユニットおよび／または結晶質ユニットをさらに含む多段タンデム型光電変換装置にも本発明が適用され得ることはいうまでもない。
【００３０】
【実施例】
以下において、本発明のいくつかの実施例によるシリコン系薄膜光電変換装置としてのシリコン系薄膜太陽電池が、比較例による太陽電池とともに説明される。
【００３１】
（実施例１）
図１の実施の形態に対応して、実施例１としての結晶質シリコン薄膜太陽電池が作製された。まず、ガラス基板１上に裏面電極１０として、厚さ５０ｎｍのＴｉ膜１０１、厚さ３００ｎｍのＡｇ膜１０２、および厚さ１００ｎｍのＺｎＯ膜１０３が順次スパッタリング法によって積層された。裏面電極１０上には、リンドープされた厚さ１５ｎｍのｎ型層１１１、ノンドープで厚さ２μｍのｉ型多結晶シリコン薄膜光電変換層１１２、ノンドープで厚さ２０ｎｍの微結晶シリコン中間層１１２Ａ、およびボロンドープされた厚さ７．５ｎｍのｐ型微結晶シリコン層１１３が順次プラズマＣＶＤ法によって堆積され、こうしてｎｉｐ型光電変換ユニット１１が形成された。光電変換ユニット１１上には、厚さ８０ｎｍの透明導電性ＩＴＯ膜２が前面電極としてスパッタリング法にて堆積され、その上に電流取出のための櫛型Ａｇ電極３が蒸着法にて堆積された。
【００３２】
結晶質シリコン薄膜光電変換層１１２は、ＲＦプラズマＣＶＤ法によって３００℃の下地温度のもとに堆積された。そのとき用いられた反応ガスにおいては、シランに対する水素の流量比が１００倍にされた。また、光電変換層１１２上に堆積される微結晶シリコン中間層１１２Ａは、３００℃の下地温度のもとでシランに対する水素の流量比が５０倍の条件で堆積された。この中間層１１２Ａを堆積する条件と同じ条件で直接ガラス基板上に堆積された厚さ１００ｎｍの微結晶シリコン膜における体積結晶化分率は、約５５％であった。実際の太陽電池に含まれる中間層１１２Ａの厚さは２０ｎｍのように薄いので正確な体積結晶化分率の同定は困難であるが、下地となっている９０％以上の結晶化分率を有するシリコン光電変換層１１２の影響を受けているので、実際の中間層１１２Ａの結晶化分率は５５％よりやや高い値を有しているであろうと考えられる。
【００３３】
この実施例１による太陽電池に入射光４としてＡＭ１．５の光を１００ｍＷ／ｃｍ2 の光量で照射したときの出力特性は、開放端電圧が０．５３６Ｖ、短絡電流密度が２５．２ｍＡ／ｃｍ2 、曲線因子が７７．１％、そして変換効率が１０．４％であった。
【００３４】
（比較例１）
比較例１として、中間層１１２Ａを設けることなく光電変換層１１２上に直接に厚さ７．５ｎｍのｐ型微結晶シリコン層１１３が形成されたこと以外は実施例１と同様の条件で、結晶質シリコン系太陽電池が作製された。
【００３５】
この比較例１による太陽電池に実施例１の場合と同じ条件で光照射したときの出力特性は、開放端電圧が０．４５４Ｖ、短絡電流密度が２４．９ｍＡ／ｃｍ2 、曲線因子が７２．４％、そして変換効率が８．２％であった。
【００３６】
（比較例２）
ｐ型微結晶シリコン層１１３が３０ｎｍの厚さに増大されたこと以外は比較例１と同じ条件のもとに、比較例２としての結晶質シリコン太陽電池が作製された。
【００３７】
この比較例２による太陽電池に実施例１の場合と同じ条件で光照射したときの出力特性は、開放端電圧が０．５１１Ｖ、短絡電流密度が２１．４ｍＡ／ｃｍ2 、曲線因子が７５．９％、そして変換効率が８．３％であった。
【００３８】
（実施例１と比較例１および２との比較）
上述の実施例１と比較例１および２との比較から明らかなように、結晶化分率の大きなｉ型光電変換層１１２とｐ型微結晶光電変換層１１３との間に光電変換層１１２より小さな結晶化分率を有するノンドープの微結晶シリコン中間層１１２Ａを設けることによって、太陽電池の変換効率が大幅に向上することがわかる。従来技術においては、結晶化分率の大きなシリコン光電変換層上に直接にｐ型微結晶シリコン層を形成しようとしても、そのｐ型層の堆積初期の段階では下地層の影響を受けて結晶化分率が高くなるので、結晶化分率の低いｐ型層を得るためはその膜厚を厚くする必要があった。
【００３９】
したがって、比較例１ではｐ型層が薄いためにそのｐ型層による吸収ロスが少なくて短絡電流密度が比較的高くなっているものの、開放端電圧や曲線因子が低くなっている。また、比較例２のようにｐ型層が厚い場合には開放端電圧が比較的高くなっているが、ｐ型層における吸収ロスが顕著になって短絡電流密度が低下している。
【００４０】
他方、実施例１のように中間層である薄いノンドープの微結晶シリコン層１１２Ａが存在する場合には、図１に示されたｐ型層１１３との界面１Ｓの近傍で中間層１１２Ａの結晶化率が減少しており、その影響によってｐ型層１１３の厚さが薄くても容易に広いバンドギャップを有する微結晶膜が形成され得るので、高い開放端電圧が得られる。また、中間層１１２Ａ自身の結晶化分率は光電変換層１１２に比べて少し低くなっているが、ノンドープの膜であるので光電変換に直接寄与し得る活性層となり得ることからも、高い短絡電流密度が得られている。
【００４１】
（実施例２〜４および比較例３〜４）
実施例２〜４および比較例３〜４においては、ノンドープの微結晶シリコン中間層１１２Ａの厚さが種々に変更されたことを除いて、実施例１および比較例１と同様の条件のもとに結晶質シリコン薄膜太陽電池が作製された。得られた太陽電池に実施例１の場合と同一条件で光照射したときの出力特性における開放端電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、曲線因子（Ｆ．Ｆ．）、および変換効率（Ｅｆｆｉ．）と中間層１１２Ａの厚さとの関係として、表１に示すような結果が得られた。なお、表１においては実施例１と比較例１についての結果も示されている。
【００４２】
【表１】
0003933334.tif 000002
【００４３】
表１から明らかなように、高い光電変換効率を有する太陽電池を得るためには、中間層１１２Ａが５〜６０ｎｍの範囲内の厚さにあることが好ましいことがわかる。なおその理由としては、比較例３のように中間層１１２Ａの厚さが薄すぎる場合には、その中間層自身が下地の光電変換層１１２と同質の結晶質に近いために比較例１と同様の理由によって変換効率が低くなっていると考えられる。他方、比較例４のように中間層１１２Ａの厚さが厚すぎる場合には、界面１Ｓ近傍で非晶質領域と結晶領域とがほぼ同等に混在した中途半端な構造になっているためにキャリアの輸送特性が悪化して、太陽電池の変換効率がかえって減少していると考えられる。
【００４４】
（実施例５〜７および比較例５〜６）
実施例５〜７および比較例５〜６においては、ｐ型微結晶シリコン層１１３の厚さが種々に変更されたことを除いて、実施例１と同じ条件のもとに結晶質シリコン太陽電池が作製された。ｐ型層１１３の厚さと得られた太陽電池の出力特性との関係として、実施例１の場合と同じ光照射条件の下で、表２に示されているような結果が得られた。なお、表２において、実施例１の結果も示されている。
【００４５】
【表２】
0003933334.tif 000003
【００４６】
表２から明らかなように、高い光電変換効率の太陽電池を得るためには、ｐ型層１１３の厚さは５〜２０ｎｍの範囲内にあることが好ましいことがわかる。この理由として、比較例５のようにｐ型層１１３の厚さが２ｎｍのように薄い場合には、ｉ型層に対して半導体接合を形成するｐ型層として十分に機能していないために変換効率が低くなっていると考えられる。他方、比較例６のようにｐ型層１１３の厚さが大きすぎる場合には、比較例２の場合と同様にｐ型層における吸収ロスが大きいために短絡電流密度が低下していると考えられる。
【００４７】
（実施例８）
図２の実施の形態に対応して、実施例８としてのタンデム型光電変換装置が作製された。この実施例８においては、まずガラス基板１上に実施例１の裏面電極１０および結晶質光電変換ユニット１１に対応して裏面電極２０および結晶質光電変換ユニット２１が積層された。ただし、この光電変換ユニット２１に含まれるノンドープの結晶質シリコン薄膜光電変換層２１２の厚さは３．５μｍにされた。結晶質光電変換ユニット２１上には、順次積層されたｎ型層２２１、ノンドープの非晶質シリコン光電変換層２２２、ｐ型層２２３を含む通常の非晶質シリコン光電変換ユニット２２が積層された。
【００４８】
このような非晶質ユニット／結晶質ユニットのタンデム型太陽電池に対して実施例１の場合と同じ条件で光照射したときの出力特性は、開放端電圧が１．４０Ｖ、短絡電流密度が１２．７ｍＡ／ｃｍ2 、曲線因子が７４．１％、そして変換効率が１３．２％であった。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、シリコン系薄膜光電変換装置に含まれる結晶化分率の大きなｉ型結晶質光電変換層とその上に堆積される微結晶導電型層との間に、光電変換層に比べて小さな体積結晶化分率を有するｉ型微結晶中間層を挿入することによって光電変換効率を著しく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態による結晶質シリコン系薄膜光電変換装置を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明のもう１つの実施の形態による非晶質ユニット／結晶質ユニットのタンデム型光電変換装置を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１：ガラス基板
２：ＩＴＯ等の透明導電性酸化膜
３：Ａｇ等の櫛型電極
４：入射光
１０，２０：裏面電極
１１，２１：結晶質シリコン系薄膜光電変換ユニット
２２：非晶質シリコン系薄膜光電変換ユニット
１０１，２０１：Ｔｉ膜
１０２，２０２：Ａｇ膜
１０３，２０３：ＺｎＯ等の透明導電性酸化膜
１１１，２１１，２２１：ｎ型層
１１２，２１２：ノンドープのｉ型結晶質シリコン系薄膜光電変換層
１１２Ａ，２１２Ａ：ノンドープのｉ型微結晶シリコン系中間層
２２２：ノンドープのｉ型非晶質シリコン系薄膜光電変換層
１１３，２１３，２２３：ｐ型微結晶シリコン系層
１Ｓ，２Ｓ：中間層とｐ型層との界面
【図１】
0003933334.tif 000004
【図２】
0003933334.tif 000005