光電變換元件以及光電變換元件的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光電變換元件以及光電變換元件的制造方法。
【背景技術】
[0002] 以往，在包括薄膜硅太陽能電池、異質結型硅太陽能電池、有機太陽能電池的各種 太陽能電池、有機電致發(fā)光（有機EL)元件、觸摸面板、便攜電話、電子紙等中，積極研宄了 具有透光性導電膜的設備。在光電變換裝置中，透光性電極是重要的元件之一。對于透光 性電極，要求高的光線透射性和導電性。主要是光線透射性對短路電流密度造成影響，導電 性對曲線因子造成影響。特別是，在作為受光面?zhèn)鹊碾姌O僅使用透光性電極的情況下，由于 在光電變換層內產生了的電流具有橫向的電流路徑，所以提高導電性是重要的。
[0003]另外，在玻璃基板等基板上形成了透光性導電膜的透光性電極基板一般被用作太 陽能電池、有機EL元件等電子設備的電極。但是，將通常的錫添加氧化銦等金屬氧化物用 作透光性導電膜的透光性電極基板的透光性導電膜的電阻率高。此處，電阻率稱為體積電 阻率。針對這樣的課題，研宄了將與透光性導電膜相比電阻率極其低的金屬材料層用作輔 助電極的透光性電極基板。
[0004] 例如，在專利文獻1中，公開了在基板上依次層疊透光性氧化物層、金屬層、透光 性氧化物層而成的帶透光性導電膜的基體。
[0005] 進一步，在專利文獻2中，作為電子設備的電極，公開了為了提高透光性電極基板 的透光性、導電性以及耐久性，在透光性基材的一個面，層疊了埋設了導電性金屬網格層的 透光性導電層的透光性電極基板。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開平10-241464號公報
[0008] 專利文獻2 :日本特開2012-142500號公報

【發(fā)明內容】

[0009] 但是，根據上述專利文獻1的技術，光線透射率低，作為薄膜設備的透光性電極基 板并不實用。另外，在透光性氧化物層的整個面層疊了金屬層，所以由于金屬層的劣化，使 用了該帶透光性導電膜的基體的薄膜設備的耐久性有時成為問題。
[0010] 另外，由于在網格層中使用金屬而使光線透射率降低，從而入射到光電變換層的 光線量減少，擔心短路電流密度Js。降低。另外，金屬網格層的形成方法需要使用了光刻的 圖案形成處理，存在操作性差這樣的課題。
[0011] 本發(fā)明是鑒于上述而完成的，其目的在于，得到一種具有光線透射率高且導電性 高的透光性導電膜的光電變換元件以及光電變換元件的制造方法。
[0012] 為了解決上述課題并達成目的，本發(fā)明具備光電變換層、以及形成于光電變換層 表面的第1電極以及第2電極，第1電極以及第2電極中的至少一個具備：透光性導電基 極層，由透光性導電材料構成；以及透光性導電網格層，在透光性導電基極層內選擇性地埋 設，電阻率比透光性導電基極層低，由透光性導電膜圖案構成。
[0013] 根據本發(fā)明，在透光性導電膜中埋設了的網格層不是金屬而是透光性導電材料， 所以期待進一步提高短路電流，能夠得到具有高的光線透射率且導電性高的透光性導電 膜。通過使用該透光性導電膜，起到能夠提高光電變換元件的光電變換效率這樣的效果。
【附圖說明】
[0014] 圖1是示出使用了實施方式1的透光性導電膜的光電變換元件的圖，（a)是俯視 圖、（b)是（a)的A-A剖面圖、（c)是與（b)的B-B剖面相當的圖。
[0015] 圖2(a)至（d)是示出實施方式1的光電變換元件的制造工序的工序剖面圖。
[0016] 圖3是示出實施方式1的透光性導電膜的變形例的圖。
[0017] 圖4是示出使用了實施方式2的透光性導電膜的光電變換元件的圖，（a)是俯視 圖、（b)是（a)的A-A剖面圖、（c)是與（b)的B-B剖面相當的圖。
[0018] 圖5(a)至（c)是示出使用了實施方式3至5的透光性導電膜的光電變換元件的 圖，是與圖4 (a)的A-A剖面相當的圖。
[0019] 圖6是示出作為比較例的導電性金屬網格層的銀和本實施方式的透光性導電材 料的反射率的比較的特性圖。
[0020] 圖7是示出在本實施方式中使用了的透光性導電層的電阻率和光電變換元件的 開口率以及變換效率的關系的特性圖。
[0021] 圖8(a)是示出受光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔さ碾娮杪?、載流子濃度、載流子迀移率的理 論值以及太陽能電池特性的比較的表，（b)是示出測定實施例以及比較例的異質結型硅太 陽能電池的特性而得到的結果的表。
[0022] 【符號說明】
[0023] 1 :光電變換層；li:i型非晶硅層；lp:p型非晶硅層；In:n型非晶硅層；Is:n型單 晶硅基板；2、12 :受光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔ぃ?M、12M:透光性導電網格層；2B、12B:透光性導 電基極層；3 :背面?zhèn)韧腹庑詫щ娔ぃ? :第1集電電極；7 :第2集電電極；8 :防反射膜。
【具體實施方式】
[0024] 以下，根據附圖，詳細說明本發(fā)明的光電變換元件的制造方法的實施方式。另外， 本發(fā)明不限于該實施方式，能夠在不脫離其要旨的范圍內適當地變更。另外，在以下所示的 附圖中，為了易于理解，各層或者各部件的比例尺有時與現實不同。在各附圖之間也是同樣 的。另外，在俯視圖中，為了使附圖易于理解，也有時附加陰影。
[0025] 實施方式1
[0026] 圖1是示出使用了實施方式1的透光性導電膜的光電變換元件的圖，（a)是俯視 圖、（b)是（a)的A-A剖面圖、（c)是與（b)的B-B剖面相當的圖。圖2(a)至⑷是示出 該光電變換元件的制造工序的工序剖面圖。用于實施方式1的光電變換元件的受光面?zhèn)韧?光性導電膜2形成于光電變換層1的第1主面1A，由埋設了低電阻的透光性導電網格層2M 的透光性導電基極層2B構成。
[0027] 關于該受光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?,通過在光電變換層1上形成導電率比較高的第1 透光性導電膜并進行圖案形成處理，而做成由條狀圖案構成的透光性導電網格層2M，通過 利用由第2透光性導電材料構成的透光性導電基極層2B埋設該透光性導電網格層2M，得到 光線透射率以及電氣導電性優(yōu)良的受光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?。
[0028] 另外，在該受光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?上形成了由金屬柵電極6G和金屬匯流電極6B 構成的第1集電電極6。
[0029] 另外，在光電變換層1的第2主面1B即背面?zhèn)?，也形成了用與由上述第2透光性 導電材料構成的透光性導電基極層2B相同的材料構成的背面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?。另外，在 該背面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?上形成了由金屬電極構成的第2集電電極7。
[0030] 作為構成該透光性導電網格層2M的第1透光性導電材料，沒有特別限定，但需要 是在形成時是非晶質的、并且通過激光照射而固相結晶化的材料。例如，使用氧化銦膜。氧 化銦是作為透光性電極材料而一般被使用的透光性導電性氧化物之一。另外，第1透光性 導電材料將氧化銦作為其組成的主要成分，作為針對氧化銦的添加物而含有氫原子（H)，從 而在形成時具有非晶質特性。另外，通過包含錫（Sn)、鋯（Zr)、鈦（Ti)、鈮（Nb)、鈰（Ce)、釓 (Gd)、鉬（Mo)等雜質元素中的至少一種以上，能夠進行電阻率的控制。
[0031] 另外，作為由第2透光性導電材料構成的透光性導電基極層2B的材料，需要是在 結晶狀態(tài)下光線透射率（透光性）比透光性導電網格層2M高的材料。作為材料，可以舉 出導電性金屬氧化物、例如銦、錫、鋅、鎵等的氧化物、以及這些元素的復合氧化物等無機材 料薄膜。更具體而言，可以舉出加氫氧化銦（I0H)、加錫氧化銦（IT0)、氧化銥（Ir02)、氧化 銦（ln203)、氧化錫（Sn02)、加氟氧化錫（FT0)、氧化銦-氧化鋅（IZ0)、氧化鋅（ZnO)、加鎵 氧化鋅（GZ0)、加鋁氧化鋅（AZ0)、氧化鉬（M〇03)、氧化鈦（Ti02)、由銦、鎵、鋅構成的氧化物 (IGZ0)等。
[0032] 透光性導電膜通過厚膜化而期望降低電阻率，但光線透射率降低。另一方面，通過 薄膜化，期望提高光線透射率，但電阻率變高。因此，在將透光性導電膜應用于光電變換元 件的情況下，需要在各個中選定最佳的膜厚。圖1(b)所示的受光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?的厚 度優(yōu)選為20~lOOOnm，更優(yōu)選為30~500nm，特別優(yōu)選為40~200nm。另外，在光電變換 層1的第1主面1A面形成的由第1透光性導電材料構成的透光性導電網格層2M的厚度根 據透光性和導電性的觀點，通常優(yōu)選為10~500nm，期望為由第2透光性導電材料構成的透 光性導電基極層2B的厚度的一半的厚度以下。只要是一半以下的厚度，則能夠同時實現受 光面?zhèn)韧腹庑詫щ娔?的光線透射率提高以及電阻率降低。對形成透光性導電網格層2M 以及透光性導電基極層2B的方法沒有特別限定，能夠使用公知的方法。例如，能夠通過以 派射法、電子束沉積法、原子層沉積法、化學氣相生長（CVD:ChemicalVaporDeposition) 法、有機金屬化學氣相生長（MOCVD:MetalOrganicChemicalVaporDeposition)法、溶 膠-凝膠法、印刷法、噴鍍法、RPD(ReactivePlasmaDeposition，活性等離子體沉積）法、 離子電鍍法為首的各種成膜方法來成膜，根據透光性導電膜的材料而適當地選擇。
[0033] 在