光电动势元件和该光电动势元件的制造方法

具体实施方式

下面，参照附图对本发明人潜心研究的结果进行说明。本发明人发现，从p型非晶质半导体层4一侧向太阳能电池50照射激光时，开路电压V_OC和曲线因子F.F.发生下降，而从n型非晶质半导体层8一侧照射激光时，开路电压V_OC和曲线因子F.E.不发生下降。以下对其理由进行说明。

图2为表示向太阳能电池50照射激光后，将被激光照射的附近放大的太阳能电池50的截面的示意图。用图2对上述现象的理由进行说明。

如箭头L所示，从p型非晶质半导体层4一侧照射激光的情况下，太阳能电池50的截面成为图2(a)所示的形状。在图2(a)中，太阳能电池50a是被激光照射后的太阳能电池，槽15是通过激光照射而在太阳能电池50a上形成的槽。

参照图2(a)，通过激光的照射，在已将p侧集电极6、p侧透明导电膜层5、p型非晶质半导体层4、本征非晶质半导体层3、和n型晶体类半导体基板2的一部分除去的位置的太阳能电池50 a的端面上，本征非晶质半导体层3的端部和p型非晶质半导体层4的端部，由于激光照射的热的影响而微结晶化，从而这些部分的电阻下降。在图2(a)中，微晶体部3a是本征非晶质半导体层3的微晶体部，微晶体部4a是p型非晶质半导体层4的微晶体部。如图2(a)所示，微晶体部3a在与n型晶体类半导体基板2的界面51上，与n型晶体类半导体基板2相接。微晶体部4a在与p侧透明导电膜层5的界面52上，与p侧透明导电膜层5相接。由于微晶体部3a和微晶体部4a的电阻小，且p型非晶质半导体层4和n型晶体类半导体基板2具有相反的导电类型，所以，漏电流会通过微晶体部4a、微晶体部3a和界面51，在p型非晶质半导体层4与n型晶体类半导体基板2之间流动。因此，在这样的太阳能电池50a中，开路电压V_OC和曲线因子F.F.降低。

与此相对，如箭头L所示，从n型非晶质半导体层8一侧照射激光的情况下，太阳能电池50的截面成为图2(b)所示的形状。在图2(b)中，太阳能电池50b是被激光照射后的太阳能电池，槽15是通过激光照射而在太阳能电池50b上形成的槽。

这种情况下的太阳能电池50b的截面形状，除了以n型非晶质半导体层8及其微晶体部8a取代p型非晶质半导体层4及其微晶体部4a、以本征非晶质半导体层7及其微晶体部7a取代本征非晶质半导体层3及其微晶体部3a之外，与图2(a)的情况相同。如图2(b)所示，微晶体部7a在与n型晶体类半导体基板2的界面53上，与n型晶体类半导体基板2相接。微晶体部8a在与n侧透明导电膜层9的界面54上，与n侧透明导电膜层9相接。虽然微晶体部7a和微晶体部8a的电阻小，但由于微晶体部8a(n型非晶质半导体层8)和n型晶体类半导体基板2的导电型相同，所以，漏电流不会通过微晶体部8a、微晶体部7a和界面53而在n型非晶质半导体层8与n型晶体类半导体基板2之间流动。因此，该太阳能电池50b的开路电压V_OC和曲线因子F.F.不会降低。

另外，在使用p型晶体类半导体基板取代n型晶体类半导体基板2的情况下，从n型非晶质半导体层一侧照射激光时，产生漏电流，开路电压V_OC和曲线因子F.F.降低。另一方面，从p型非晶质半导体层一侧照射激光时，不产生漏电流，开路电压V_OC和曲线因子F.F.不降低。

就是说，通过向太阳能电池照射激光，使得在具有与晶体类半导体基板不同导电型的非晶质半导体层中不形成电阻低的微晶体部，能够制造不产生漏电流、开路电压V_OC和曲线因子F.F.的降低受到抑制的太阳能电池。

即，在晶体类半导体基板的主面中，从与形成有上述非晶质半导体层的主面相反侧的主面一侧照射激光，在太阳能电池上形成至少未达到上述非晶质半导体层的槽，由此能够制造不产生漏电流、开路电压V_OC和曲线因子F.F.的降低被抑制的太阳能电池。所以，从与晶体类半导体基板相同导电型的非晶质半导体层一侧照射激光，在太阳能电池上形成至少未达到与晶体类半导体基板不同导电型的非晶质半导体层的槽，由此能够制造不产生漏电流、开路电压V_OC和曲线因子F.F.的降低被抑制的太阳能电池。

(第一实施方式)

参照图3、图4、和图5，对本发明的第一实施方式的光电动势元件及其制造方法进行说明。

首先，制作具有图3所示的结构的将非晶质半导体和晶体类半导体组合而构成的异质结的结构体1。

图3为表示利用第一实施方式的光电动势元件的制造方法制造的结构体的构造的示意截面图。结构体1形成下述结构：在n型晶体类半导体基板2的第一主面上形成第一叠层体11，在与第一主面相对的第二主面上形成第二叠层体12。可以使用具有单晶体或多晶体结构的硅基板或锗基板等作为晶体类半导体基板。上述第一叠层体11具有，在n型晶体类半导体基板2的第一主面上依次形成本征非晶质半导体层3、具有与n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4、p侧透明导电膜层5和p侧集电极6的结构。上述第二叠层体12，在n型晶体类半导体基板2的第二主面上依次形成本征非晶质半导体层7、具有与n型晶体类半导体基板2相同的导电型的n型非晶质半导体层8、n侧透明导电膜层9和n侧集电极10。可以使用硅或锗等作为非晶质半导体基板。

本征非晶质半导体层3、p型非晶质半导体层4、本征非晶质半导体层7和n型非晶质半导体层8，可以分别使用等离子体CVD法形成。另外，p侧透明导电膜层5和n侧透明导电膜层9，可以使用ITO(IndiumTin Oxide：氧化铟锡)等透光性的导电性膜。p侧集电极6和n侧集电极10可以使用银等金属，可以分别使用丝网印刷法、真空蒸镀法、溅射法等形成图案。

接着，参照图4，对通过向上述结构体1照射激光、以在该结构体1上形成槽的工序进行说明。图4为表示通过向图3所示的结构体1照射激光从而在结构体1上形成了槽的结构体13的示意截面图。如图4所示，从n型晶体类半导体基板2的上述第二主面侧，在第一实施方式的情况下，即从包含具有与n型晶体类半导体基板2相同的导电型的n型非晶质半导体层8的上述第二叠层体12一侧，如箭头L所示，向结构体1照射激光，由此，在第二叠层体12和n型晶体类半导体基板2中形成槽15，制作出结构体13。

在第一实施方式中，如图4所示，槽15在n侧集电极10、n侧透明导电膜层9、n型非晶质半导体层8、本征非晶质半导体层7和n型晶体类半导体基板2上形成，但只要未到达具有与n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4即可，槽15的深度可以适当地选择为，在槽15形成后进行的沿槽15的分割能够容易地进行的深度。

此时，调整激光的照射时间、照射能量等激光照射条件，使得将槽15停止在n型晶体类半导体基板2中、并且使其未达到具有与该n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4。如果照射激光使槽15达到具有与上述n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4，则该p型非晶质半导体层4在槽15附近形成电阻低的微晶体部，由于漏电流在该微晶体部与n型晶体类半导体基板2之间流动，所以，将导致制造出的光电动势元件的开路电压V_OC和曲线因子F.F.下降。

作为用于形成这样的槽15的激光照射条件，例如，可以使用YAG激光和Ar激光的二次谐波等波长超过400nm的激光、使用1～20W的功率。另外，作为激光的光径，可以使用例如20～200μm的大小。通过照射这样条件的激光，能够形成宽度与上述激光的光径大体相同的槽15。

在图4的结构中，第一叠层体11和n型晶体类半导体基板2，在槽15附近为图2(b)所示的结构。如图2(b)所示，n型非晶质半导体层8和本征非晶质半导体层7的端部，由于激光的照射产生的热的影响而微结晶化，分别形成微晶体部8a和微晶体部7a。虽然该微晶体部8a和微晶体部7a的电阻小，但由于微晶体部8a和n型晶体类半导体基板2是相同的导电型，所以，在n型非晶质半导体层8和n型晶体类半导体基板2之间不产生漏电流。

接着，如图5所示，将上述结构体13沿槽15进行分割。图5为表示将上述结构体13沿槽15进行分割所得到的、本发明的光电动势元件14的示意截面图。作为分割的方法，例如可以使用以槽15的部分为中心、用保持部件夹住结构体13的周边部并将其折湾的弯曲切断加工法，或者用洗涤器(scrubber)、切割锯(dicing saw)等进行切断的方法等。通过该分割，可以制作出期望尺寸的光电动势元件14。

通过以上的制作，如图5所示，能够制作出由n型晶体类半导体基板2的第一主面与该第一主面相反侧的第二主面夹住的至少一个侧面由分割加工面18形成的光电动势元件14。在此，该分割加工面18由激光加工区域16和切断加工区域17构成，激光加工区域16从上述第二主面侧向上述第一主面延伸、但未到达具有与上述n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4、通过激光加工形成，切断加工区域17从上述第一主面侧向上述第二主面侧延伸、通过切断形成。

根据第一实施方式，能够制造具有将非晶质半导体和晶体类半导体组合而构成的异质结、在非晶质半导体和晶体类半导体之间没有漏电流流动、开路电压V_OC和曲线因子F.F.的下降受到抑制的、期望尺寸的光电动势元件。

(第二实施方式)

首先，使用图6、图7和图8所示的示意截面图，对使用第二实施方式的制造方法制造的光电动势元件的结构进行说明。

首先，制作具有图6所示的结构的将非晶质半导体和晶体类半导体组合而构成的异质结的结构体23。

图6为表示利用第二实施方式的光电动势元件的制造方法制造的结构体的构造的示意截面图。结构体23具有下述结构：在p型的晶体类半导体基板20的第一主面上形成第一叠层体21，在与第一主面相对的第二主面上形成第二叠层体22。可以使用具有单晶体或多晶体结构的硅基板或锗基板等作为晶体类半导体基板。上述第一叠层体21具有，在p型晶体类半导体基板20的第一主面上依次形成本征非晶质半导体层7、具有与p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8、n侧透明导电膜层9和n侧集电极10的结构。上述第二叠层体22，在p型晶体类半导体基板20的第二主面上依次形成本征非晶质半导体层3、具有与p型晶体类半导体基板20相同的导电型的p型非晶质半导体层4、p侧透明导电膜层5和p侧集电极6。可以使用硅或锗等作为非晶质半导体基板。

结构体23的制造方法，除了n型晶体类半导体基板2替换为p型晶体类半导体基板20、n型非晶质半导体层8替换为p型非晶质半导体层4、p型非晶质半导体层4替换为n型非晶质半导体层8、本征非晶质半导体层7替换为本征非晶质半导体层3、本征非晶质半导体层3替换为本征非晶质半导体层7、n侧透明导电膜层9替换为p侧透明导电膜层5、p侧透明导电膜层5替换为n侧透明导电膜层9、n侧集电极10替换为p侧集电极6、p侧集电极6替换为n侧集电极10之外，其它与第一实施方式中的结构体1的制作方法相同。

接着，参照图7，对通过向上述结构体23照射激光、以在该结构体中形成槽的工序进行说明。图7为表示通过向图6所示的结构体23照射激光从而在结构体23上形成了槽的结构体24的示意截面图。如图7所示，从p型晶体类半导体基板20的上述第二主面侧，在第二实施方式的情况下，即从包含具有与p型晶体类半导体基板20相同的导电型的p型非晶质半导体层4的上述第二叠层体22一侧，如箭头L所示，向结构体23照射激光，由此，在第二叠层体22和p型晶体类半导体基板20中形成槽15，制作出结构体24。

作为用于形成这样的槽15的激光照射条件，与第一实施方式的情况相同。

此时，调整激光的照射时间、照射能量等激光照射条件，使得将槽15停止在p型晶体类半导体基板20中、并且使其未达到具有与该p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8。如果照射激光使槽15达到具有与上述p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8，则该n型非晶质半导体层8在槽15附近形成电阻低的微晶体部，由于漏电流在该微晶体部与p型晶体类半导体基板20之间流动，所以，将导致制造出的光电动势元件的开路电压V_OC和曲线因子F.F.下降。

在第二实施方式中，如图7所示，槽15在p侧集电极6、p侧透明导电膜层5、p型非晶质半导体层4、本征非晶质半导体层3和p型晶体类半导体基板20上形成，但只要未到达具有与p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8即可，槽15的深度可以适当地选择为，在槽15形成后进行的沿槽15的分割能够容易地进行的深度。

在图7的结构中，在第二叠层体22和p型晶体类半导体基板20的槽15附近，是将图2(a)中的n型晶体类半导体基板2替换为p型晶体类半导体基板20的结构。在这种情况下，p型非晶质半导体层4和本征非晶质半导体层3的端部，由于激光照射产生的热的影响而微结晶化，分别形成微晶体部4a和微晶体部3a。虽然该微晶体部4a和微晶体部3a的电阻小，但由于微晶体部4a和p型晶体类半导体基板20的导电型相同，所以在p型非晶质半导体层4和p型晶体类半导体基板20之间不会产生漏电流。

接着，如图8所示，沿着槽15分割上述结构体24。分割的方法与第一实施方式的情况相同。通过该分割，能够制作出期望尺寸的光电动势元件25。

根据第二实施方式，能够制造具有将非晶质半导体和晶体类半导体组合而构成的异质结、在非晶质半导体和晶体类半导体之间没有漏电流流动、开路电压V_OC和曲线因子E.F.的下降受到抑制的、期望尺寸的光电动势元件。

【实施例】

(实施例1)

以下，参照图3、图4和图5，对上述第一实施方式的光电动势元件的制造方法的一个例子进行说明。

首先，将电阻率约为1Ω·cm、大小为10.4cm见方、厚度约为200μm的n型晶体类半导体基板2洗净后，设置在真空腔室内，加热到170℃。接着，向上述腔室内导入氢气，使其进行等离子体放电，由此进行了n型晶体类半导体基板2的第二主面的界面处理。

其后，向腔室内导入SiH₄气体和氢气，利用等离子体CVD法，在上述的n型晶体类半导体基板2的第二主面上形成厚度为10nm的本征非晶质半导体层7。接着，向腔室内导入SiH₄气体、PH₃气体和氢气，利用等离子体CVD法，在本征非晶质半导体层7上形成厚度为5nm的n型非晶质半导体层8。

接下来，将形成有上述本征非晶质半导体层7和n型非晶质半导体层8的n型晶体类半导体基板2从腔室中取出，再次设置在腔室中后，加热到170℃，对与第二主相对的第一主面进行与上述的第二主面的界面处理相同的处理。

其后，向腔室内导入SiH₄气体和氢气，利用等离子体CVD法，在上述的n型晶体类半导体基板2的第一主面上形成厚度为10nm的本征非晶质半导体层3。接着，向腔室内导入SiH₄气体、B₂H₆气体和氢气，利用等离子体CVD法，在该本征非晶质半导体层3上形成厚度为5nm的p型非晶质半导体层4。

将以上的非晶质半导体层的成膜条件示于表1。表1中，“i型”表示本征非晶质半导体层3和本征非晶质半导体层7，“p型”表示p型非晶质半导体层4，“n型”表示n型非晶质半导体层8。另外，B₂H₆和PH₃由H₂气体分别稀释至2％、1％。

表1

接着，在n型晶体类半导体基板2的两主面上形成的n型非晶质半导体层8和p型非晶质半导体层4上，利用溅射法形成厚度为100nm的由ITO构成的n侧透明导电膜层9和p侧透明导电膜层5。

接着，在n型晶体类半导体基板2的第二主面侧形成的n侧透明导电膜层9上和在第一主面侧形成的p侧透明导电膜层5上，利用丝网印刷法涂敷由银膏(paste)构成的n侧集电极10和p侧集电极6，之后在约180℃下烧制约1小时，使银膏硬化。由此，完成第二叠层体12和第一叠层体11。这样，就制作出了结构体1。

接着，向上述结构体1照射激光，将结构体被激光照射的部分除去，由此，在结构体1上形成了槽。

此时，使用激光光径为50μm、波长为1064nm的YAG激光，使用3～5W的功率，如图4所示，沿着箭头L的方向，从第二叠层体12一侧，即从n型晶体类半导体基板2的第二主面侧，向结构体1照射激光。通过进行这样的激光照射，如图4所示，将第一叠层体11和n型晶体类半导体基板2除去，由此在结构体1上形成槽15，制作出结构体13。通过调整激光的照射条件，形成了深度未达到具有与n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4的槽15。该槽15的深度为60μm左右，槽15的宽度与上述激光的光径大致相同。

最后，通过向结构体13施加应力，沿着上述槽15将结构体13机械地分割。通过该分割，制作出了期望尺寸的光电动势元件14(图5)。

通过以上的制作，如图5所示，能够制作出由n型晶体类半导体基板2的第一主面与该第一主面相反侧的第二主面夹住的至少一个侧面由分割加工面18形成的光电动势元件14。在此，该分割加工面18由激光加工区域16和切断加工区域17构成，激光加工区域16从上述第二主面侧向上述第一主面延伸、但未到达具有与上述n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4、通过激光加工形成，切断加工区域17从上述第一主面侧向上述第二主面侧延伸、通过切断形成。

(实施例2)

以下，参照图6、图7和图8，对上述的第二实施方式的光电动势元件的制造方法的一个例子进行说明。

首先，将电阻率约为1Ω·cm、大小为10.4cm见方、厚度约为200μm的p型晶体类半导体基板20洗净后，设置在真空腔室内，加热到170℃。

接着，向上述腔室内导入氢气，使其进行等离子体放电，由此进行了p型晶体类半导体基板20的第二主面的界面处理。

其后，向腔室内导入SiH₄气体和氢气，利用等离子体CVD法，在上述的p型晶体类半导体基板20的第二主面上形成厚度为10nm的本征非晶质半导体层3。接着，向腔室内导入SiH₄气体、B₂H₆气体和氢气，利用等离子体CVD法，在该本征非晶质半导体层3上形成厚度为5nm的p型非晶质半导体层4。

接下来，将形成有上述本征非晶质半导体层3和p型非晶质半导体层4的p型晶体类半导体基板20从腔室中取出，再次设置在腔室中后，加热到170℃，对与第二主相对的第一主面进行与上述的第二主面的界面处理相同的处理。

其后，向腔室内导入SiH₄气体和氢气，利用等离子体CVD法，在上述的p型晶体类半导体基板20的第一主面上形成厚度为10nm的本征非晶质半导体层7。接着，向腔室内导入SiH₄气体、PH₃气体和氢气，利用等离子体CVD法，在本征非晶质半导体层7上形成厚度为5nm的n型非晶质半导体层8。

以上的非晶质半导体层的成膜条件，与实施例1相同，如表1所示的一样。

接着，在p型晶体类半导体基板20的两主面上形成的p型非晶质半导体层4和n型非晶质半导体层8上，利用溅射法形成厚度为100nm的由ITO构成的p侧透明导电膜层5和n侧透明导电膜层9。

接着，在p型晶体类半导体基板20的第二主面侧形成的p侧透明导电膜层5上和在第一主面侧形成的n侧透明导电膜层9上，利用丝网印刷法涂敷由银膏构成的p侧集电极6和n侧集电极10，之后在约180℃下烧制约1小时，使银膏硬化。由此，完成第二叠层体22和第一叠层体21。这样，就制作出了结构体23。

接着，向上述结构体23照射激光，将结构体被激光照射的部分除去，由此，在结构体23上形成了槽。

此时，与实施例1同样地，使用激光光径为50μm、波长为1064nm的YAG激光，使用3～5W的功率，如图7所示，沿着箭头L的方向，从第二叠层体22一侧，即从p型晶体类半导体基板20的第二主面侧，向结构体23照射激光。通过进行这样的激光照射，如图7所示，将第二叠层体22和p型晶体类半导体基板20除去，由此在结构体23上形成槽15，制作出结构体24。与实施例1同样地，通过调整激光的照射条件，形成了深度未达到具有与p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8的槽15。该槽15的深度为60μm左右，槽15的宽度与上述激光的光径大致相同。

最后，通过向结构体23施加应力，沿着上述槽15将结构体24机械地分割。通过该分割，制作出了期望尺寸的光电动势元件25(图8)。

通过以上的制作，如图8所示，能够制作出由p型晶体类半导体基板20的第一主面与该第一主面相反侧的第二主面夹住的至少一个侧面由分割加工面28形成的光电动势元件25。在此，该分割加工面28由激光加工区域26和切断加工区域27构成，激光加工区域26从上述第二主面侧向上述第一主面延伸、但未到达具有与上述p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8、通过激光加工形成，切断加工区域27从上述第一主面侧向上述第二主面侧延伸、通过切断形成。

(比较例1)

以下，参照图3、图9和图10，对比较例1进行说明。

在比较例1中，与实施例1同样地制作了与图3所示的实施例1的情况相同的结构体1。

接着，如图9所示，从与实施例1的情况的相反侧，即从第一叠层体11一侧，向上述结构体1照射激光，将结构体被激光照射的部分除去，由此在结构体1上形成槽15，制作出了结构体31。

此时，与实施例1同样地，使用激光光径为50μm、波长为1064nm的YAG激光，使用3～5W的功率，如图9所示，沿着箭头L的方向，从第一叠层体11一侧，向结构体1照射激光。通过进行这样的激光照射，如图9所示，将第一叠层体11和n型晶体类半导体基板2除去，由此在结构体1上形成槽15，制作出结构体31。与实施例1同样地，通过调整激光的照射条件，形成了深度未达到具有与n型晶体类半导体基板2相同的导电型的n型非晶质半导体层8的槽15。该槽15的深度为60μm左右，槽15的宽度与上述激光的光径大致相同。

最后，通过向结构体31施加应力，沿着上述槽15将结构体31机械地分割。通过该分割，制作出了期望尺寸的光电动势元件32。

通过以上的制作，如图10所示，能够制作出由n型晶体类半导体基板2的第一主面与该第一主面相反侧的第二主面夹住的至少一个侧面由分割加工面38形成的光电动势元件32。在此，该分割加工面38由激光加工区域36和切断加工区域37构成，激光加工区域36从上述第一主面侧向上述第二主面延伸、但未到达具有与上述n型晶体类半导体基板2相同的导电型的n型非晶质半导体层8、通过激光加工形成，切断加工区域37从上述第二主面侧向上述第一主面侧延伸、通过切断形成。

(比较例2)

以下，参照图6、图11和图12，对比较例2进行说明。

在比较例2中，与实施例2同样地制作了与图6所示的实施例2的情况相同的结构体23。

接着，如图11所示，从与实施例2的情况的相反侧，即从第一叠层体21一侧，向上述结构体23照射激光，将结构体被激光照射的部分除去，由此在结构体23上形成槽15，制作出了结构体41。

此时，与实施例2同样地，使用激光光径为50μm、波长为1064nm的YAG激光，使用3～5W的功率，如图11所示，沿着箭头L的方向，从第一叠层体21一侧，向结构体23照射激光。通过进行这样的激光照射，如图11所示，将第一叠层体21和p型晶体类半导体基板20除去，由此在结构体23上形成槽15，制作出结构体41。与实施例2同样地，通过调整激光的照射条件，形成了深度未达到具有与p型晶体类半导体基板20相同的导电型的p型非晶质半导体层4的槽15。该槽15的深度为60μm左右，槽15的宽度与上述激光的光径大致相同。

最后，通过向结构体41施加应力，沿着上述槽15将结构体41机械地分割。通过该分割，制作出了期望尺寸的光电动势元件42。

通过以上的制作，如图12所示，能够制作出由p型晶体类半导体基板20的第一主面与该第一主面相反侧的第二主面夹住的至少一个侧面由分割加工面48形成的光电动势元件42。在此，该分割加工面48由激光加工区域46和切断加工区域47构成，激光加工区域46从上述第一主面侧向上述第二主面延伸、但未到达具有与上述p型晶体类半导体基板20相同的导电型的p型非晶质半导体层4、通过激光加工形成，切断加工区域47从上述第二主面侧向上述第一主面侧延伸、通过切断形成。

(评价结果)

对上述制造的实施例1、实施例2、比较例1、和比较例2的光电动势元件，测定了输出特性。将对实施例1和比较例1的光电动势元件的输出特性的测定结果示于表2，将对实施例2和比较例2的光电动势元件的输出特性的测定结果示于表3。

表2

表3

由表2可知，实施例1与比较例1相比，开路电压V_OC、短路电流I_SC、曲线因子F.F.、和最大输出功率P_max都较高，具有优异的特性。实施例1和比较例1的不同点在于：在实施例1中，从n型晶体类半导体基板2的第二主面侧、即从与形成了具有与n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4的主面相反侧的主面一侧，向结构体1照射激光，而在比较例1中，从n型晶体类半导体基板2的第一主面侧、即从包含具有与n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4的第一叠层体11一侧，向结构体31照射激光。

在比较例1的情况下，激光照射后的结构体31的激光照射部位附近的结构，与图2(a)的太阳能电池50a相同。在激光照射部位附近的结构体31的端面中，本征非晶质半导体层3的端部和p型非晶质半导体层4的端部，由于激光照射时的热的影响而微结晶化，这些部分的电阻降低。所以，在具有相反的导电型的p型非晶质半导体层4和n型晶体类半导体基板2之间有漏电流流动。因此，这样制作的比较例1的光电动势元件32的开路电压V_OC和曲线因子F.F.降低。

与此相对，在实施例1中，由于从与形成了具有与n型晶体类半导体基板2不同的导电型的p型非晶质半导体层4的主面相反侧的主面一侧向结构体1照射激光，所以，不会像比较例1那样，在具有相反的导电型的p型非晶质半导体层4和n型晶体类半导体基板2之间不会产生漏电流流动。

因此，如上所述，可认为与比较例1相比，具有优异的特性。

由表3可知，实施例2与比较例2相比，开路电压V_OC、短路电流I_SC、曲线因子F.F.、和最大输出功率P_max都较高，具有优异的特性。

实施例2和比较例2的不同点在于：在实施例2中，从p型晶体类半导体基板20的第二主面侧、即从与形成有具有与p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8的主面相反侧的主面侧，向结构体23照射激光，而在比较例2中，从p型晶体类半导体基板20的第一主面侧，即从包含具有与p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8的第一叠层体21一侧，向结构体41照射激光。

在比较例2的情况下，激光照射后的结构体41的激光照射部位附近的结构，与在图2(b)的太阳能电池50b中、将n型晶体类半导体基板2替换为p型晶体类半导体基板20后的结构相同。在激光照射部位附近的结构体41的端面中，本征非晶质半导体层7的端部和n型非晶质半导体层8的端部，由于激光照射时的热的影响而微结晶化，这些部分的电阻降低。所以，在具有相反的导电型的n型非晶质半导体层8和p型晶体类半导体基板20之间有漏电流流动。因此，这样制作的比较例2的光电动势元件42的开路电压V_OC和曲线因子F.F.降低。

与此相对，在实施例2中，由于从与形成有具有与p型晶体类半导体基板20不同的导电型的n型非晶质半导体层8的主面相反侧的主面一侧向结构体23照射激光，所以，不会像比较例那样，在具有相反的导电型的n型非晶质半导体层8和p型晶体类半导体基板20之间不会产生漏电流流动。

因此，如上所述，可认为与比较例2相比，具有优异的特性。

所以，不论晶体类半导体基板是n型还是p型，从形成有具有与晶体类半导体基板相同的导电型的非晶质半导体层的一侧，即从形成有具有与晶体类半导体基板不同的导电型的非晶质半导体层的主面的相反侧的主面一侧照射激光，以至少未达到具有与晶体类半导体基板不同的导电型的非晶质半导体层的方式在结构体上形成槽，由此能够制造输出特性优异的光电动势元件。

此外，晶体类半导体基板可以是单晶硅基板，也可以是多晶硅基板。另外，不限于硅基板，也可以是锗基板等半导体基板。在以上的实施例中，非晶质半导体层可以是非晶硅层，也可以是非晶锗层。

这样，根据本发明，可以提供能够制造开路电压V_OC和曲线因子F.F.的降低被抑制的、具有将非晶质半导体和晶体类半导体组合而构成的异质结的、期望尺寸的光电动势元件的技术。

(第三实施方式)

以下，参照附图对本发明的第三实施方式进行说明。

图13为表示本发明的第三实施方式的光电动势元件的侧面图。图14为表示图13所示的光电动势元件的立体图。如图16所示，图13和图14所示的光电动势元件，由切断部分114将光电动势元件的基板的周边部切断而制成。如图13所示，在第三实施方式的光电动势元件中，在具有作为晶体类半导体基板的(100)面的一个主面101a的n型晶体类半导体基板101的一个主面101a上，形成具有约5nm的厚度的、实质上为本征非晶质层的本征非晶质半导体层102，在其上形成具有约5nm厚度的p型非晶质半导体层103，在其上形成具有约80nm～约100nm厚度的p侧透明导电膜层104。在p侧透明导电膜层104上，形成有由含有约5质量％的SnO₂的InO₂构成的ITO(铟锡氧化物)膜。在p侧透明导电膜层104上，形成有p侧集电极105。如图14所示，p侧集电极105，由隔开规定的间隔、相互平行地延伸而形成的多个指状电极105a、和进一步收集由指状电极105a所收集的电流的汇流电极105b构成。

另外，在n型晶体类半导体基板101的另一个主面(背面)101b上，形成具有约5nm厚度的、实质上为本征非晶质层的本征非晶质半导体层106，形成具有约5nm厚度的n型非晶质半导体层107，在其上形成有具有约80～约100nm厚度的p侧透明导电膜层108。在p侧透明导电膜层108上，与p侧集电极105同样地形成有由指状电极和汇流电极构成的n侧集电极109。

如上所述，图13所示的光电动势元件120，通过将图16所示的周围4边的切断部分114切断而形成，通过由切断部分114进行切断，如图16所示，形成4个分割加工侧面110。

如图13所示，分割加工侧面110上形成有从另一个主面101b一侧向一个主面101a一侧延伸的激光加工区域111、和从一个主面101a一侧向另一个主面101b一侧延伸的切断加工区域112。其中，图13所示的分割加工侧面110的激光加工区域111和切断加工区域112是放大的图示。

如图13所示，在激光加工区域111和切断加工区域112的边界线上，形成有向一个主面101a一侧突出的多个凸部111a，由该凸部111a在边界线上形成凹凸。该凸部111a是在形成激光加工区域111时所形成的。

图15为用于说明激光加工区域的形成工序的侧面图，是从图13所示的箭头A方向看到的侧面图。在图15中，以点划线表示的部分是表示经过激光加工和其后的弯曲切断加工而除去的光电动势元件120的周边部分。如图15所示，从n型晶体类半导体基板101的另一个主面101b一侧照射激光，形成槽113。在形成该槽113时，在槽113内的分割加工侧面110的部分，形成激光加工区域111。这样形成槽113，例如，如图17所示，以槽113的部分为中心，通过用保持部件115夹住光电动势元件120的周边部并进行折弯的弯曲切断加工，分割光电动势元件120。这样，由弯曲切断加工进行切断时所形成的截面，成为图15所示的切断加工区域112。

在图13所示的切断加工区域112内形成的凸部111a周围的应力集中痕迹112a，是由于在上述弯曲切断加工时应力集中而形成的。

在本发明中，在弯曲切断加工时，如上所述，由于应力集中在激光加工区域111的凸部111a的顶端部分及其周围，所以，形成以凸部111a为起点的放射状的应力集中痕112a。在激光加工区域111内，形成有多个凸部111a，弯曲切断加工时，由于应力集中在这些凸部111a的顶端部分及其周围，因此，能够容易地进行弯曲切断加工。即，能够用更小的应力进行弯曲切断加工。由于在弯曲切断加工时，能够由较小的应力进行切断，所以产生的应变也能够减小，其结果，能够提高曲线因子，从而能够得到高的光电转换效率。

图18为表示本发明的第三实施方式的光电动势元件的侧面的显微镜照片。图19为表示比较例的光电动势元件的侧面的显微镜照片。另外，图20是与图18相对应的图，表示本发明的第三实施方式的光电动势元件的侧面。图21是与图19相对应的图，表示比较例的光电动势元件的侧面。

如图18和图20所示，在本发明的光电动势元件的侧面，在激光加工区域111的顶端部形成有凸部111a，在凸部111a周围的切断加工区域112内，形成有以凸部111a为起点的放射状的应力集中痕112a。可以认为，由于应力集中在凸部111a上，所以，在弯曲切断加工时，形成以该部分为起点的放射状的应力集中痕112a。

与此相对，如图19和图21所示，在比较例1的光电动势元件中，在激光加工区域111内未形成凸部，在这样的状态下进行弯曲切断加工时，切断加工区域112受到较大的应力，以扭曲的方式被切断，所以观察到了在特定方向上延伸的纹路112b。

图22为用于说明激光加工时的激光照射条件与激光加工区域的顶端部的形状的关系的侧面图。作为影响激光加工区域的形状的激光照射条件，可以列举出激光的输出功率、激光的脉冲频率和扫描速度、激光照射的扫描次数等。

激光加工区域的深度，即由激光加工所形成的槽的深度，与输出功率大致成比例。所以，通过增大输出功率，能够加深槽的深度。

对激光加工区域的形状影响最大的是脉冲频率和扫描速度。脉冲频率除以扫描速度所得的值(脉冲频率/扫描速度)越大，凸部的间隔越窄，当凸部的间隔窄到一定程度以上时，在显微镜(100倍)无法观察到，加工区域的顶端部成为平坦的形状。图22(a)表示这样的形状。

另外，脉冲频率/扫描速度的值越小，凸部的间隔越大，凸部的高度有减小的趋势。图22(c)表示这样的形状。

所以，为了形成图22(b)所示的本发明的凸部111a，必须对脉冲频率/扫描速度的值进行控制，使其比表示图22(a)的形状时的脉冲频率/扫描速度的值小、并且比表示图22(c)的形状时的脉冲频率/扫描速度的值大。

另外，激光照射的扫描次数对槽的深度也有较大的影响。虽然每次增加扫描次数时加工深度增加，但其增加量会逐渐减少。

图23为用于说明测定本发明中的凸部的平均高度的方法的侧面图。激光加工区域111中的凸部111a的高度，使用具有测长功能的显微镜，例如放大至100倍，测定凸部的顶点部分和谷底部分的差。由于凸部的形状参差不齐，所以在凸部111a的顶点部分的中心位置画测长线15、且在谷底部分的中心位置画测长线16，以测长线15与测长线16的差作为凸部111a的平均高度。

另外，对于凸部111a的间隔，与上述同样地，使用具有测长功能的显微镜，例如放大至200倍，对于肉眼能够观察到的6个凸部，对各凸部之间的距离进行测定，将其平均值作为凸部间的平均间隔。

根据本发明的第三实施方式，在激光加工区域111内，形成向n型晶体类半导体基板101的一个主面101a一侧突出的多个凸部111a。所以，弯曲切断加工时产生的应力集中在凸部111a上，应变被分散，所以，分割加工侧面110的应变降低。其结果，光电动势元件120的光电转换效率提高。

【实施例】

(实施例3)

以下，对制造本发明的实施例的光电动势元件的实施例进行说明。

[实验1]

<切断加工前的光电动势元件的制作>

参照图13，通过将具有(100)面的n型晶体类半导体基板101洗净而去除杂质。该n型晶体类半导体基板101具有约1Ω·cm的电阻率、约300μm的厚度。

接着，使用RF等离子体CVD法，在频率为约13.56MHz、形成温度为约100℃～约300℃、反应压力为约5Pa～约100Pa、RF功率为约1mW/cm²～约500mW/cm²的条件下，在n型晶体类半导体基板101的一个主面101a上，依次形成具有约5nm厚度的本征非晶质半导体层102、和具有约5nm厚度的p型非晶质半导体层103。此外，作为形成p型非晶质半导体层103时的p型搀杂剂，可以列举出作为第3族元素的B、Al、Ga、In等。另外，在形成p型非晶质半导体层103时，通过将含有上述p型搀杂剂中的至少一种的化合物气体与SiH₄(硅烷)气体等原料气体混合，能够形成p型非晶质半导体层103。

接着，与上述同样地，在n型晶体类半导体基板101的另一个主面上101b上，依次形成具有约5nm厚度的本征非晶质半导体层106、和具有约5nm厚度的n型非晶质半导体层107。此外，作为形成n型非晶质半导体层107时的n型搀杂剂，可以列举出作为第5族元素的P、N、As、Sb等。在形成n型非晶质半导体层107时，通过将含有上述n型搀杂剂中的至少一种的化合物气体与原料气体混合，能够形成n型非晶质半导体层107。

接着，使用溅射法，分别在p型非晶质半导体层103和n型非晶质半导体层107上，形成由ITO膜构成的p侧透明导电膜层104和n侧透明导电膜层108。该p侧透明导电膜层104和n侧透明导电膜层108，可以使用由含有约5重量％的SnO₂的In₂O₃粉末的烧结体所构成的靶(target)，通过溅射法形成。通过改变SnO₂粉末的量，能够改变ITO膜中Sn的量。Sn相对于In的量优选为约1质量％～约10质量％。p侧透明导电膜层104和n侧透明导电膜层108形成为约80nm～约100nm的厚度。

接着，使用丝网印刷法、将环氧类的热固化型的导电性膏(银(Ag)膏)转印到一个主面101a侧的p侧透明电极膜层104的规定区域上后，在加热炉内进行加热，由此使导电性膏固化，形成了p侧集电极105。同样地形成了n侧集电极109。

<利用激光加工形成槽>

利用激光加工在如以上那样制作出的光电动势元件的周边部形成槽。如图16所示，在周边部的以点划线(切断部分114)表示的4个位置形成槽。使用YAG激光作为激光，从n型晶体类半导体基板101的另一个主面101b一侧照射激光。激光的输出功率为3～10W、波长为1064nm、脉冲频率控制在1kHz～30kHz的范围，激光的扫描速度以1～30mm/秒的范围内的一定速度进行扫描。扫描次数在1～6次的范围内选择。

在上述的激光照射条件下照射激光，使得凸部的平均高度为7μm、15μm、25μm、50μm、和75μm。另外，进行制作，使得此时的凸部间的平均间隔为凸部的平均高度的0.2倍～3.0倍的范围内。另外，进行制作，使得从晶片的另一个主面到凸部的顶端部的平均高度在150μm～200μm的范围内。

<光电动势元件的弯曲切断加工>

以形成的槽的部分为中心，分别将如上所述得到的5种光电动势元件的周边部折弯，由此进行弯曲切断加工，制作出各光电动势元件。

[光电动势元件的特性评价]

对以上制作的5种光电动势元件，照射太阳模拟器(solar simulator)AM1.5、1kW/m²的光，测定了I-V特性。以凸部的平均高度作为横轴、以曲线因子(F.F.)作为纵轴，将测定结果示于图24。其中，曲线因子的值表示用比较例的光电动势元件的曲线因子进行标准化后的曲线因子的值。使用未对周边部进行切断加工的光电动势元件作为比较例的光电动势元件。

由图24可知，凸部的平均高度为15μm以上的光电动势元件，标准化的F.F.为1以上。另外，标准化F.F.的值增大，直至凸部的平均高度为25μm以上，其后维持在大致相同的值。所以，凸部的平均高度优选为15μm以上。

[实验2]

除了在实验1中利用激光加工形成槽按照以下方法进行之外，其余与实验1同样地进行，制作出光电动势元件。

制作出8种光电动势元件，使得凸部的平均高度为25～30μm，使从另一个主面到凸部的顶端部的平均高度变化为60μm、90μm、120μm、150μm、200μm、250μm、270μm、和300μm。以使凸部的平均间隔为凸部的平均高度的0.2倍～3.0倍的方式进行制作。

[光电动势元件的特性评价]

与实验1同样地，对以上制作的8种光电动势元件，测定I-V特性，将测定结果示于图25。其中，在图25中，以从另一个主面到凸部顶端部的平均高度/基板的厚度作为横轴。由于基板厚度为300μm，所以，从另一个主面到凸部顶端部的平均高度为300μm时，上述值为100％。另外，图24和图25中带有“○”的点是同一装置的测定结果。

如图25所示，从另一个主面到凸部顶端部的平均高度达到基板厚度的30％以上时，标准化F.F.大于1。由此直到50％，随着距离的增大，标准化曲线因子增大；达到50％以上时，标准化曲线因子的值维持在大致一定的值。因此可知，从另一个主面到凸部顶端部的平均高度优选为基板厚度的50％以上。另外，达到90％以上时，标准化曲线因子变得小于1。因此可知，如果从另一个主面到凸部的顶端部的平均高度在基板厚度的30％～90％的范围内，则准化曲线因子为1以上，更优选在50％～90％的范围内。

此外，在图25中，100％的情况是凸部的顶端部到达了基板的一个主面的情况，可知，到达了基板的一个主面时，标准化曲线因子大幅度下降。所以，从另一个主面到凸部的顶端部的平均高度优选小于基板厚度的100％。

此外，在上述实施例中，对将光电动势元件周围的4边进行切断的例子进行了说明，但本发明并不限于此，也可以适用于仅切断1边、2边、或3边的情况。

另外，如图26所示，用点划线(切断部分114)将1片光电动势元件阵列130分割为多片、以制造小面积的光电动势元件120的情况，也可以适用本发明。而且，切断也不限于直线状的切断，切断为曲线状的情况也可以适用本发明。

另外，在上述实施例中，以HIT结构的光电动势元件为例进行了说明，但本发明也可以适用于使用晶体类半导体基板的光电动势元件，也可以适用于其它的光电动势元件。例如，可以适用于在单晶硅、多晶硅、化合物半导体、晶体类基板上形成的薄膜太阳能电池等。

在上述实施例中，使用环氧类的热固化型导电性膏作为集电极的材料，但本发明并不限于此，作为粘合层、汇流电极、和背面电极的材料，也可以使用含有环氧类以外的树脂材料的导电性材料。另外，也可以使用含有聚酯类、丙烯酸类、聚乙烯类、和酚类等的树脂材料的导电性膏。

在上述实施例中，通过加热使导电性膏硬化，从而形成集电极，但本发明并不限于此，也可以利用上述方法以外的方法形成集电极。例如，也可以通过蒸镀Al等从而形成集电极，或用粘合层对金属线进行粘合、从而形成集电极。

在上述实施例中，在另一个主面侧的导电膜上形成由汇流电极和指状电极构成的背面电极，但本发明并不限于此，也可以形成覆盖另一个主面侧的透明导电膜整体的背面电极。

在上述实施例中，使用硅(Si)作为半导体材料，但本发明并不限于此，也可以使用SiGe、SiGeC、SiC、SiN、SiGeN、SiSn、SiSnN、SiSnO、SiO、Ge、GeC、GeN中的任一种半导体。在这种情况下，这些半导体可以是晶体，或者是含有氢和氟中的任意一种的非晶体或微晶体。

在上述实施例中，使用搀杂有Sn的氧化铟(ITO)作为形成透明导电膜的材料，但本发明并不限于此，也可以使用由ITO膜以外的材料构成的透明导电膜。例如，可以形成由混合有Zn、As、Ca、Cu、F、Ge、Mg、S、Si、和Te中至少一种的氧化铟构成的透明导电膜。

在上述实施例中，使用RF等离子体CVD法形成非晶质半导体层，但本发明并不限于此，也可以由蒸镀法、溅射法、微波等离子体CVD法、ECR法、热CVD法、LPCVD(减压CVD)法等其它方法来形成非晶质半导体层。

以上，根据实施方式对本发明进行了说明。这些实施方式仅是例示，将这些各构成要素和各处理工艺组合，能够得到各种变形例，并且这些变形例也属于本发明的范围，这一点本领域技术人员应该理解。