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JP5894379B2 - 光電変換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光電変換装置及びその作製方法に関する。
近年、地球温暖化対策として、発電時に二酸化炭素の排出の無い発電手段である光電変換装置が注目されている。その代表例としては、屋外において太陽光で発電する住宅用等の電力供給用太陽電池が知られている。この様な太陽電池には、主に単結晶シリコンや多結晶シリコンなどの結晶性シリコン太陽電池が用いられている。
単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いた太陽電池の表面は、表面反射を低減するために凹凸構造が形成されている。シリコン基板の表面に形成される凹凸構造は、シリコン基板をＮａＯＨなどのアルカリ溶液でエッチングして形成される。アルカリ溶液は、シリコンの結晶面方位に対してエッチング速度が異なるため、例えば（１００）面のシリコン基板を用いれば、ピラミッド型の凹凸構造が形成される。
上記のような凹凸構造は太陽電池の表面反射を低減することができるが、エッチングのために用いるアルカリ溶液はシリコン半導体の汚染源にもなる。また、アルカリ溶液の濃度や温度によってエッチング特性が大幅に異なるので、シリコン基板の表面に凹凸構造を再現性良く作り込むのには困難が伴う。そのために、レーザ加工技術と化学エッチングを組み合わせた方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、シリコンなどの半導体薄膜を光電変換層とする太陽電池では、上記のようなアルカリ溶液を用いたエッチングでシリコン薄膜の表面に凹凸構造を作り込むことは困難である。
特開２００３−２５８２８５号公報
いずれにしても、シリコン基板の表面に凹凸構造を形成するために、シリコン基板自体をエッチングする方法は、凹凸形状の制御性に問題があり、太陽電池の特性にも影響を与えるので好ましくない。また、シリコン基板のエッチングのためにアルカリ溶液や、多量の洗浄水が必要となり、シリコン基板の汚染にも注意を払う必要があるため、生産性の観点からも好ましくない。
そこで、本発明の一形態は、新しい反射防止構造を有する光電変換装置を提供することを課題とする。
本発明の一形態は、半導体基板または半導体膜の表面をエッチングして反射防止構造を形成するのではなく、半導体表面に同種または異種の半導体を成長させて凹凸構造とすることを要旨とする。
例えば、光電変換装置の光入射面側に、表面に複数の突起部を有する半導体層を設けることで、表面反射を大幅に低減する。かかる構造は、気相成長法で作製することができるので、半導体を汚染することがない。
気相成長法によれば、ウィスカーを複数有する半導体層を成長させることが可能であり、これによって光電変換装置の反射防止構造を形成することができる。
また、本発明の一形態は、第１の導電層と、第１の導電層に接して設けられる複数の第２の導電層と、第１の導電層及び前記第２の導電層上に設けられ、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成された複数のウィスカーを有することにより凹凸表面を有する第１の導電型である結晶性半導体領域と、凹凸表面を有する第１の導電型である結晶性半導体領域の該凹凸面を被覆するように設けられた第１の導電型とは逆の第２の導電型である結晶性半導体領域とを有する光電変換装置である。
また、本発明の一形態は、電極上に積層された第１の導電型である結晶性半導体領域、及び第２の導電型である結晶性半導体領域を有し、電極は、第１の導電層と、第１の導電層に接して設けられる複数の第２の導電層とを有し、第１の導電型である結晶性半導体領域が、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体領域、及び当該結晶性半導体領域上に設けられ、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成される複数のウィスカーを有することを特徴とする光電変換装置である。即ち、第１の導電型である結晶性半導体領域は、複数のウィスカーを有するため、第２の導電型である結晶性半導体領域の表面が凹凸状である。更に、第１の導電型である結晶性半導体領域及び第２の導電型である結晶性半導体領域の界面は凹凸状である。
なお、第１の導電型である結晶性半導体領域及び第２の導電型である結晶性半導体領域の間に、結晶性半導体領域を有し、第１の導電型である結晶性半導体領域及び結晶性半導体領域の界面は凹凸状であってもよい。
また、上記光電変換装置において、第１の導電型である結晶性半導体領域は、ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域の一方であり、第２の導電型である結晶性半導体領域は、ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域の他方である。
また、本発明の一形態は、上記各構成に加えて、上記第２の導電型である結晶性半導体領域上に積層された第３の導電型である半導体領域、真性である半導体領域、及び第４の導電型である半導体領域を有する光電変換装置である。このため、第４の導電型である半導体領域の表面が凹凸状である。
なお、上記光電変換装置において、第１の導電型である結晶性半導体領域及び第３の導電型である半導体領域は、ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域の一方であり、第２の導電型である結晶性半導体領域及び第４の導電型である半導体領域は、ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域の他方である。
第１の導電型である結晶性半導体領域に形成される複数のウィスカーの軸の方向は、第１の導電層の法線方向であってもよい。または、第１の導電型である結晶性半導体領域に形成される複数のウィスカーの軸の方向は、不揃いであってもよい。
電極は、第１の導電層、複数の第２の導電層を有する。第２の導電層は、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成することができる。または、第２の導電層は、白金、アルミニウム、銅に代表される金属元素等の導電性の高い材料で形成される層と、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成される層との積層構造とすることができる。
複数の第２の導電層を覆う混合層を有してもよい。混合層としては、第２の導電層を形成する金属元素及びシリコンを有してもよい。また、第２の導電層をシリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成する場合、混合層は、シリサイドで形成されてもよい。
光電変換装置において、第１の導電型である結晶性半導体領域に複数のウィスカーを有することで、表面における光の反射率を低減することができる。さらに、光電変換層に入射した光は、光閉じ込め効果により光電変換層で吸収されるため、光電変換装置の特性を高めることができる。
また、本発明の一形態は、第１の導電層上に分離された第２の導電層を形成し、第１の導電層及び第２の導電層上に、シリコンを含む堆積性ガス及び第１の導電型を付与するガスを原料ガスに用いた減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ：Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、結晶性半導体領域及び結晶性半導体で形成される複数のウィスカーを有する第１の導電型である結晶性半導体領域を形成し、シリコンを含む堆積性ガス及び第２の導電型を付与するガスを原料ガスに用いた減圧ＣＶＤ法により、第１の導電型である結晶性半導体領域上に、第２の導電型である結晶性半導体領域を形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法である。
また、本発明の一形態は、第１の導電層上に分離された第２の導電層を形成し、第１の導電層及び第２の導電層上に、シリコンを含む堆積性ガス及び第１の導電型を付与するガスを原料ガスに用いた減圧ＣＶＤ法により、結晶性半導体領域及び結晶性半導体で形成される複数のウィスカーを有する第１の導電型である結晶性半導体領域を形成し、第１の導電型である結晶性半導体領域上に、シリコンを含む堆積性ガス及び第２の導電型を付与するガスを原料ガスに用いた減圧ＣＶＤ法により、第２の導電型である結晶性半導体領域を形成することを特徴とする光電変換装置の作製方法である。
なお、減圧ＣＶＤ法は５５０度より高い温度で行う。また、シリコンを含む堆積性ガスは、水素化シリコン、フッ化シリコン、または塩化シリコンを用いてもよい。また、第１の導電型を付与するガスは、ジボラン及びホスフィンの一方であり、第２の導電型を付与するガスは、ジボラン及びホスフィンの他方である。
シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成される第２の導電層上に、減圧ＣＶＤ法を用いて、複数のウィスカーを有する第１の導電型である結晶性半導体領域を形成することができる。
なお、本明細書において、真性半導体とは、フェルミ準位がバンドギャップの中央に位置する所謂真性半導体の他、半導体に含まれるｐ型若しくはｎ型を付与する不純物が１×１０２０ｃｍ−３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体を含むものとする。この真性半導体には、周期表第１３族または第１５族の不純物元素が含まれるものを含むものとする。従って、真性半導体に換えて、ｎ型又はｐ型の導電型を示す半導体であっても、課題を解決することができ、同様の作用効果を奏するものであれば、これを用いることができる。このような実質的に真性である半導体は、本明細書では真性半導体に含まれる。
本発明の一形態により、第２の導電型である結晶性半導体領域の表面を凹凸状にすることで、光電変換装置の特性を高めることができる。
光電変換装置を説明するための上面図である。 光電変換装置を説明するための断面図である。 光電変換装置を説明するための断面図である。 光電変換装置を説明するための断面図である。 光電変換装置の作製方法を説明するための断面図である。 光電変換装置の作製方法を説明するための断面図である。 光電変換装置を説明するための断面図である。 光電変換装置を説明するための断面図である。 光電変換装置を説明するための断面図である。
本発明の実施の形態の一例について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではないとする。なお、説明中に図面を参照するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。また、同様のものを指す際には同じハッチパターンを使用し、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
また、本明細書にて用いる第１、第２、第３などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」または「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である光電変換装置の構造について、図１乃至図５を用いて説明する。
図１に光電変換装置の上面の模式図を示す。基板１０１上に形成された電極１０３上に、図示しないが光電変換層が形成される。また、電極１０３には、補助電極１１５が形成され、第２の導電型である結晶性半導体領域にはグリッド電極１１７が形成される。補助電極１１５は、電気エネルギーを外部へ取り出す端子として機能する。また、グリッド電極１１７は、第２の導電型である結晶性半導体領域の抵抗を低減するため、第２の導電型である結晶性半導体領域上に形成される。ここでは、図１の一点破線Ａ−Ｂの断面形状について、図２乃至図６を用いて説明する。
図２は、基板１０１、電極１０３、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、及び第１の導電型とは逆である第２の導電型である結晶性半導体領域１１１を有する光電変換装置の模式図である。第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１は光電変換層として機能する。第１の導電型である結晶性半導体領域１１１は、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成された複数のウィスカーを有することにより凹凸表面を有する。また、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１上に絶縁層１１３が形成される。
本実施の形態においては、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７は、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体領域１０７ａと、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成されるウィスカー１０７ｂを複数有するウィスカー群とを有する。さらに、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の界面が凹凸状である。即ち、第２の導電型である結晶性半導体領域の表面が凹凸状である。
第１の電極１０３は、第１の導電層１０４と、第１の導電層１０４上に形成される複数の第２の導電層とで構成される。ここでは、第１の電極１０３は、第１の導電層１０４と、第１の導電層１０４上に形成される複数の第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂとで構成される。第１の導電層１０４に形成される複数の第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂの形状及び大きさにより、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７のウィスカー１０７ｂの位置及び密度を制御することができる。即ち、第１の導電層１０４に形成される複数の第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂにより、結晶性半導体領域１０７ａ及びウィスカー１０７ｂを形成することができる。このため、第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂは、ウィスカー１０７ｂと重畳する。本実施の形態では、一つの混合層１０５ｂに一つのウィスカー１０７ｂが重畳する構造を示す。
本実施の形態では、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７にｐ型の結晶性半導体層を用い、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１にｎ型の結晶性半導体層を用いるが、それぞれ逆の導電型を用いてもよい。
基板１０１は、アルミノシリケートガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、サファイアガラス、石英ガラス等に代表されるガラス基板を用いることができる。また、ステンレス等の金属基板等に絶縁膜を形成した基板を用いてもよい。本実施の形態では基板１０１として、ガラス基板を用いる。
なお、電極１０３は、第１の導電層１０４上に複数の第２の導電層１０５ａが形成される場合がある。または、電極１０３は、第１の導電層１０４上に、複数の第２の導電層１０５ａ及び第２の導電層１０５ａの表面に形成される混合層１０５ｂを有する場合もある。または、電極１０３は、第１の導電層１０４上に複数の混合層１０５ｂが形成される場合がある。
第１の導電層１０４は、光電変換層の電極として機能する。このため、第１の導電層１０４を光電変換装置のセルの大きさにあわせた大きさとすることが好ましい。第１の導電層１０４は、反射性または透光性を有する導電層で形成する。
外光が絶縁層１１３側から光電変換装置に入射される場合は、第１の導電層１０４を反射性を有する導電層で形成することで、光電変換層における光閉じこめ効果を高めることができる。反射性を有する導電層としては、アルミニウム、銅、タングステン、またはシリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、若しくはモリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金等に代表される反射性を有し、且つ導電性の高い金属元素で形成される導電層が好ましい。
外光が電極１０３側から光電変換装置に入射される場合は、第１の導電層１０４を透光性を有する導電層で形成することで、光電変換層に入射する光量のロスを低減できる。透光性を有する導電層としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、アルミニウムを含む酸化亜鉛等で形成される導電層が好ましい。
なお、第１の導電層１０４は箔状、板状、網状であってもよい。このような形状の場合、第１の導電層１０４は単独で形状保持できるため、基板１０１を用いる必要はない。このため、コスト削減が可能である。また、第１の導電層１０４を箔状とすることで、可撓性を有する光電変換装置を作製することができる。
第２の導電層１０５ａは、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成する。または、基板１０１側に、アルミニウム、銅、またはシリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、もしくはモリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金等に代表される導電性の高い金属元素で形成される層を有し、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７側にシリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成される層を有する積層構造としてもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、コバルト、ニッケル等がある。
第２の導電層１０５ａは、１００ｎｍ乃至１０００ｎｍの膜厚で形成するのが好ましい。
混合層１０５ｂは、第２の導電層１０５ａを形成する金属元素及びシリコンで形成されてもよい。なお、混合層１０５ｂが第２の導電層１０５ａを形成する金属元素及びシリコンで形成される場合、ＬＰＣＶＤ法で第１の導電型である結晶性半導体領域を形成する際の加熱の条件により、原料ガスの活性種が堆積部に供給されるため、第２の導電層１０５ａにシリコンが拡散し、混合層１０５ｂが形成される。
第２の導電層１０５ａをシリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成する場合、混合層１０５ｂには、シリサイドを形成する金属元素のシリサイド、代表的には、ジルコニウムシリサイド、チタンシリサイド、ハフニウムシリサイド、バナジウムシリサイド、ニオブシリサイド、タンタルシリサイド、クロムシリサイド、モリブデンシリサイド、コバルトシリサイド、及びニッケルシリサイドの一以上が形成される。または、シリサイドを形成する金属元素及びシリコンの合金層が形成される。
図２に示すように第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂの形状は、円錐体若しくは角錐体である錐体、または上面に頂点を有する多面体とすることができる。または、図３に示すように第２の導電層１５１ａ及び混合層１５１ｂの形状は、円柱若しくは角柱である柱状、上面が平坦である多面体、または円錐台若しくは角錐台である錐台とすることができる。なお、第２の導電層１０５ａ、１５１ａ、及び混合層１０５ｂ、１５１ｂの形状は、上記形状において、稜及び頂点が湾曲している角丸状でもよい。なお、第２の導電層１０５ａ上に混合層１０５ｂが形成される場合、これらの積層体の構造が上記構造となる。
本実施の形態では、第２の導電層１０５ａまたは混合層１０５ｂ、１５１ｂを起点としてウィスカーが成長する。このため、第２の導電層１０５ａまたは／及び混合層１０５ｂの断面形状の幅、並びに第２の導電層１５１ａまたは／及び混合層１５１ｂの断面形状の幅が、ウィスカー１０７ｂの幅より小さいと、第２の導電層１０５ａまたは／及び混合層１０５ｂ、並びに第２の導電層１５１ａまたは／及び混合層１５１ｂと、一つのウィスカーとが重畳する。なお、第２の導電層１５１ａまたは／及び混合層１０５ｂが錐体または多面体の場合、頂点を起点としてウィスカーがより成長しやすい。
また、第２の導電層１０５ａ及び第１の導電型である結晶性半導体領域１０７の間に混合層１０５ｂを有することで、第２の導電層１０５ａ及び第１の導電型である結晶性半導体領域１０７の間の界面における抵抗をより低減させることが可能であるため、第２の導電層１０５ａ上に直接第１の導電型である結晶性半導体領域１０７を積層する場合と比較して、さらに直列抵抗を低減することができる。また、第２の導電層１０５ａ及び第１の導電型である結晶性半導体領域１０７の密着性を高めることが可能である。その結果、光電変換装置の歩留まりを向上させることができる。
第１の導電型である結晶性半導体領域１０７は、代表的には、第１の導電型を付与する不純物元素が添加された半導体で形成される。半導体材料としては、生産性や価格などの点でシリコンを用いるのが好適である。半導体材料としてシリコンを用いる場合、第１の導電型を付与する不純物元素としては、ｎ型を付与するリンまたはヒ素、ｐ型を付与するホウ素が採用される。ここでは、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７は、ｐ型の結晶性半導体で形成する。
第１の導電型である結晶性半導体領域１０７は、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体領域１０７ａ（以下、結晶性半導体領域１０７ａと示す。）と、当該結晶性半導体領域１０７ａ上に設けられ、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成されるウィスカー１０７ｂ（以下、ウィスカー１０７ｂと示す。）を複数有するウィスカー群とを有する。なお、結晶性半導体領域１０７ａ及びウィスカー１０７ｂは、界面が明確ではない。このため、ウィスカー１０７ｂの間に形成される谷のうち最も深い谷の底を通り、かつ電極１０３の表面と平行な平面を、結晶性半導体領域１０７ａとウィスカー１０７ｂとの界面とする。
結晶性半導体領域１０７ａは、第２の導電層１０５ａまたは混合層１０５ｂを覆う。また、ウィスカー１０７ｂは、ひげ状の突起であり、複数の突起が分散している。なお、ウィスカー１０７ｂは、円柱状、角柱状等の柱状、円錐状または角錐状の針状でもよい。ウィスカー１０７ｂは、頂部が湾曲していてもよい。ウィスカー１０７ｂの幅は、１００ｎｍ以上１０μｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以上３μｍ以下である。また、ウィスカー１０７ｂの軸における長さは、３００ｎｍ以上２０μｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以上１５μｍ以下である。本実施の形態に示す光電変換装置は、上記ウィスカーを１つ以上有する。
なお、ウィスカー１０７ｂの軸における長さとは、ウィスカー１０７ｂの頂点または上面の中心を通る軸における、頂点と結晶性半導体領域１０７ａとの距離である。また、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７の厚さは、結晶性半導体領域１０７ａの厚さと、ウィスカー１０７ｂの頂点から結晶性半導体領域１０７ａまでの垂線の長さ（すなわち、高さ）の和となる。また、ウィスカー１０７ｂの幅とは、結晶性半導体領域１０７ａとウィスカー１０７ｂとの界面における、輪切り断面形状の長軸の長さをさす。
なお、ウィスカー１０７ｂが結晶性半導体領域１０７ａから伸張する方向を長手方向といい、長手方向に沿った断面形状を長手断面形状という。また、長手方向が法線方向となる面を輪切り断面形状という。
図２において、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７に含まれるウィスカー１０７ｂの長手方向は一方向、例えば電極１０３の表面に対する法線方向に伸張している。なお、ウィスカー１０７ｂの長手方向は、電極１０３の表面に対して法線方向と、略一致していればよく、その場合、各々の方向の差は代表的には５度以内であることが好ましい。
なお、図２においては、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７に含まれるウィスカー１０７ｂの長手方向は一方向、例えば電極１０３の表面に対する法線方向に伸張しているが、ウィスカー１０７ｂの長手方向は不揃いであってもよい。代表的には、長手方向が法線方向と略一致するウィスカーと、長手方向が法線方向とは異なるウィスカーとを第１の導電型である結晶性半導体領域１０７が有してもよい。
第２の導電型である結晶性半導体領域１１１は、ｎ型の結晶性半導体で形成される。なお、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１に用いることができる半導体材料は、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７と同様である。
本実施の形態では、光電変換層において、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の界面、並びに第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の表面が凹凸状である。このため、絶縁層１１３から入射する光の反射率を低減することができる。さらに、光電変換層に入射した光は、光閉じ込め効果により光電変換層で効率よく吸収されるため、光電変換装置の特性を高めることができる。また、基板１０１側から光電変換層に光が入射される場合は、電極１０３の一部である第１の導電層１０４は透光性を有する導電層で形成され、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１及び絶縁層１１３の間には反射性を有する導電層が形成されてもよい。第２の導電型である結晶性半導体領域１１１が凹凸状であるため、光電変換層の光閉じこめ効果が高まり、光電変換層でより多くの光が吸収されるため、光電変換装置の特性を高めることができる。
なお、図２及び図３においては、光電変換層として、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１が接するＰＮ接合型の半導体層を用いて説明したが、図４に示すように、光電変換層として、第１の導電型である結晶性半導体領域１０８及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の間に、結晶性半導体領域１０９を有するＰＩＮ接合型の半導体層を用いてもよい。ここでは、結晶性半導体領域１０９として、真性である結晶性半導体領域を用いる。
なお、本明細書において、真性半導体とは、フェルミ準位がバンドギャップの中央に位置する所謂真性半導体の他、半導体に含まれるｐ型若しくはｎ型を付与する不純物が１×１０２０ｃｍ−３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体を指す。この真性半導体には、周期表第１３族または第１５族の不純物元素が含まれるものを含む。このような実質的に真性である半導体は、ここでは真性半導体に含まれる。
なお、第１の導電型である結晶性半導体領域１０８は、図２に示す第１の導電型である結晶性半導体領域１０７と同様に、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体領域１０８ａ、及び当該結晶性半導体領域１０８ａ上に設けられ、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成されるウィスカー１０８ｂを複数有するウィスカー群を有する。
なお、電極１０３及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の露出部には、反射防止機能及び保護機能を有する絶縁層１１３を形成することが好ましい。
絶縁層１１３には、屈折率が第２の導電型である結晶性半導体領域１１１と空気の中間である材料を用いる。また、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１への光の入射を妨げないように、所定の波長の光に対する透過性を有する材料を用いる。このような材料を用いることで、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の入射面における反射を防ぐことができる。なお、このような材料としては、例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、フッ化マグネシウムなどがある。
また、図示しないが、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１上に電極を設けてもよい。電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、アルミニウムを含む酸化亜鉛等の透光性導電層を用いて形成する。本実施の形態では、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１側を光入射側とするため、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１には透光性導電層を用いて形成する。
図１に示す補助電極１１５及びグリッド電極１１７は、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、鉛、錫等の金属元素で形成される層で形成する。また、グリッド電極１１７を第２の導電型である結晶性半導体領域１１１に接して設けることで、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の抵抗損失を低減でき、特に高照度下での電気特性を向上させることができる。グリット電極は、光電変換層の受光面積を高めるため、格子状（櫛状、櫛形、櫛歯状）になっている。
次に、図１及び図２に示す光電変換装置の作製方法について、図５及び図６を用いて説明する。ここでは、図１の一点破線Ｃ−Ｄの断面形状について図５及び図６に示す。
図５（Ａ）に示すように、基板１０１上に第１の導電層１０４を形成する。第１の導電層１０４は、印刷法、ゾルゲル法、塗布法、インクジェット法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法等を適宜用いて形成することができる。なお、第１の導電層１０４が箔状である場合、基板１０１を設ける必要はない。また、Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌプロセスを用いることができる。
次に、第１の導電層１０４上に複数の第２の導電層１０５を形成する。第２の導電層１０５は、後に形成される第１の導電型である結晶性半導体領域に含まれるウィスカーの位置を想定して、形成することが好ましい。
第２の導電層１０５は、インクジェット法、ナノインプリンティング法等を用いて、第１の導電層１０４上に形成する。または、第１の導電層１０４上に、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、ゾルゲル法等を用いて導電層を形成した後、一部の第１の導電層１０４が露出するまで当該導電層の表面にプラズマを曝して、第２の導電層１０５を形成することができる。または、第１の導電層１０４上に導電層を形成した後、フォトリソグラフィー工程により形成したレジストマスクを用いて上記導電層をエッチングして、第２の導電層１０５を形成することができる。なお、当該工程においては、上記導電層は、第１の導電層１０４とエッチングの選択比がとれる金属元素で形成される層を用いる必要がある。
次に、図５（Ｂ）に示すように、ＬＰＣＶＤ法により第１の導電型である結晶性半導体領域１３７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１４１を形成する。次に、第２の電極を形成してもよい。
ＬＰＣＶＤ法は、５５０度より高い温度、且つＬＰＣＶＤ装置及び導電層１０４が耐えうる温度での加熱、好ましくは５８０度以上６５０度未満の加熱をしつつ、原料ガスとして少なくともシリコンを含む堆積性ガスを用い、ＬＰＣＶＤ装置の反応室の圧力を原料ガスを流して保持できる圧力の下限以上２００Ｐａ以下とする。シリコンを含む堆積性ガスとしては、水素化シリコン、フッ化シリコン、または塩化シリコンがあり、代表的には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＦ４、ＳｉＣｌ４、Ｓｉ２Ｃｌ６等がある。なお、原料ガスに、水素を導入してもよい。
ＬＰＣＶＤ法により第１の導電型である結晶性半導体領域１３７を形成する際に、加熱条件によっては、第２の導電層１０５及び第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の間に、混合層１０５ｂが形成される。第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の形成工程において、常に原料ガスの活性種が堆積部に供給されるため、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７から第２の導電層１０５にシリコンが拡散し、混合層１０５ｂが形成される。一方、第２の導電層１０５において、シリコンが拡散されなかった領域は第２の導電層１０５ａとなる。このため、第２の導電層１０５ａ及び第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の界面に、低密度領域（粗な領域）が形成されにくくなる。また、微小な第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂが第１の導電層１０４上に複数形成されるため、第１の導電層１０４及び第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の界面に、低密度領域（粗な領域）が形成されにくくなる。このため、第１の導電層１０４及び第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の界面特性が良好となり、より直列抵抗を低減することができる。
第１の導電型である結晶性半導体領域１３７は、原料ガスとして、シリコンを含む堆積性ガス及びジボランをＬＰＣＶＤ装置の反応室に導入するＬＰＣＶＤ法により形成する。第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の厚さは５００ｎｍ以上２０μｍ以下とする。ここでは、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７として、ボロンが添加された結晶性シリコン層を形成する。
次に、ＬＰＣＶＤ装置の反応室へのジボランの導入を停止し、原料ガスとしてシリコンを含む堆積性ガス及びホスフィンまたはアルシンをＬＰＣＶＤ装置の反応室に導入するＬＰＣＶＤ法により、第２の導電型である結晶性半導体領域１４１を形成する。第２の導電型である結晶性半導体領域１４１の厚さは５ｎｍ以上５００ｎｍ以下とする。ここでは、第２の導電型である結晶性半導体領域１４１として、リンまたはヒ素が添加された結晶性シリコン層を形成する。
以上の工程により、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１４１で構成される光電変換層を形成することができる。
また、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７を形成する前に、導電層１０４の表面をフッ酸で洗浄してもよい。当該工程により、電極１０３及び第１の導電型である結晶性半導体領域１３７の密着性を高めることができる。
また、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１４１の原料ガスに、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス、または窒素を混合してもよい。第１の導電型である結晶性半導体領域１３７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１４１の原料ガスに希ガスまたは窒素を混合することで、ウィスカーの密度を高めることができる。
また、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１４１の一以上を形成した後、ＬＰＣＶＤ装置の反応室への原料ガスの導入を停止し、真空状態で温度を保持（即ち、真空状態加熱）することで、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７に含まれるウィスカーの密度を増加させることができる。
次に、第２の導電型である結晶性半導体領域１４１上にマスクを形成した後、当該マスクを用いて、第１の導電型である結晶性半導体領域１３７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１４１をエッチングする。この結果、図５（Ｃ）に示すように、第１の導電層１０４の一部を露出すると共に、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１を形成することができる。
次に、図６（Ａ）に示すように、基板１０１、第１の導電層１０４、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１上に絶縁層１４７を形成する。絶縁層１４７は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法等で形成することができる。
次に、絶縁層１４７の一部をエッチングして、第１の導電層１０４及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の一部を露出させる。次に、図６（Ｂ）に示すように、第１の導電層１０４の露出部に第１の導電層１０４と接続する補助電極１１５を、第２の導電型である結晶性半導体領域１１１の露出部に第２の導電型である結晶性半導体領域１１１と接続するグリッド電極１１７を形成する。補助電極１１５及びグリッド電極１１７は、印刷法、塗布法、インクジェット法等を用いて形成することができる。
以上の工程により、変換効率の高い光電変換装置を作製することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と比較して、第２の導電層及び混合層の大きさが異なる光電変換装置について、図７及び図８を用いて説明する。
図１の一点破線Ａ−Ｂの断面形状について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、基板１０１、電極１０３、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０、及び第１の導電型とは逆である第２の導電型である結晶性半導体領域１１２を有する光電変換装置の模式図である。第１の導電型である結晶性半導体領域１１０、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１２は光電変換層として機能する。
本実施の形態においては、電極１０３は、第１の導電層１０４と、第１の導電層１０４上に形成される複数の第２の導電層１５３ａと、第２の導電層１５３ａの表面を覆う混合層１５３ｂとを有する。なお、図７においては、第２の導電層１５３ａ及び混合層１５３ｂは一組しか示していないが、光電変換装置においては、複数組形成される。
また、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０は、第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成される結晶性半導体領域１１０ａと、当該結晶性半導体領域１１０ａ上に形成され、且つ第１の導電型を付与する不純物元素を有する結晶性半導体で形成されるウィスカー１１０ｂを複数有するウィスカー群とを有する。
本実施の形態では、一つの混合層１５３ｂに複数のウィスカー１１０ｂが重畳する構造を示す。
本実施の形態では、第２の導電層１５３ａ及び混合層１５３ｂの断面形状の幅が、ウィスカー１１０ｂの幅の２倍以上、好ましくは５倍以上であると、一つの混合層１５３ｂに複数のウィスカー１１０ｂが重畳する。
なお、第１の導電層１０４に形成される複数の第２の導電層１５３ａ及び混合層１５３ｂは、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０のウィスカー１１０ｂの位置及び密度を制御する。即ち、第１の導電層１０４に形成される複数の第２の導電層１５３ａ及び混合層１５３ｂにより、結晶性半導体領域１１０ａ及びウィスカー１１０ｂを形成することができる。混合層１５３ｂの頂点または平面により、ウィスカー１１０ｂの成長方向が異なるためである。ウィスカー１１０ｂの軸の方向が不揃いである。
第２の導電層１５３ａ及び混合層１５３ｂの断面形状は、実施の形態１に示す第２の導電層１０５ａ及び混合層１０５ｂの形状と同じ形状とすることができる。例えば、図７に示すように、第２の導電層１５３ａ及び混合層１５３ｂが錐体または多面体の場合、基板１０１の法線方向に頂点が形成される。このため、当該頂点を起点として法線方向に伸張するウィスカーが形成されると共に、混合層１５３ｂの面に垂直な方向に伸張するウィスカーも形成される。
また、図８に示すように、第２の導電層１５５ａ及び混合層１５５ｂが、柱状、上面が平坦である多面体、または錐台であると、当該頂点を起点として法線方向に伸張するウィスカーが形成されると共に、混合層１５５ｂの平面に垂直な方向に伸張するウィスカーも形成される。
なお、第２の導電層１５３ａ、１５５ａは、実施の形態１に示す第２の導電層１０５ａと同様の材料及び厚さで形成することができる。また、混合層１５３ｂ、１５５ｂは、実施の形態１に示す混合層１０５ｂ同様の材料、厚さで形成することができる。
第１の導電層１０４及び第１の導電型である結晶性半導体領域１１０との界面が平坦である。また、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０はウィスカー１１０ｂを複数有する。これらのため、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０に接する第１の導電層１０４の面は平坦であり第２の導電型である結晶性半導体領域１１２の表面が凹凸状である。さらに、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１２の界面が凹凸状である。
なお、結晶性半導体領域１１０ａ及びウィスカー１１０ｂは、界面が明確ではない。このため、ウィスカー１１０ｂの間に形成される谷のうち最も深い谷の底を通り、かつ第１の導電層１０４の表面と、及び第２の導電層１５３ａまたは混合層１５３ｂの表面と平行な平面を、結晶性半導体領域１１０ａとウィスカー１１０ｂとの界面とする。
ウィスカー１１０ｂは、実施の形態１に示すウィスカー１０７ｂと同様の形状を有する。
本実施の形態に示すように、電極の一部として機能する第２の導電層及び混合層の幅が、ウィスカーの幅より大きいと、軸の方向が不揃いであるウィスカーが形成される。このため、第２の導電型である結晶性半導体領域１１２の表面における光の反射率を低減することができる。さらに、光電変換層に入射した光は、光閉じ込め効果により光電変換層で吸収されるため、光電変換装置の特性を高めることができる。また、基板１０１側から光電変換層に光が入射される場合は、電極１０３の一部である第１の導電層１０４は透光性を有する導電層で形成され、第２の導電型である結晶性半導体領域１１２及び絶縁層１１３の間に反射性を有する導電層を形成してもよい。第２の導電型である結晶性半導体領域１１２が凹凸状であるため、光電変換層の光閉じこめ効果が高まり、光電変換層でより多くの光が吸収されるため、光電変換装置の特性を高めることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１と比較して、欠陥の少ない光電変換層の作製方法について、説明する。
実施の形態１及び実施の形態２に示す第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、第１の導電型である結晶性半導体領域１０８、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０、結晶性半導体領域１０９、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１２のいずれか一以上を形成した後、ＬＰＣＶＤ装置の反応室の温度を４００度以上４５０度以下とすると共に、ＬＰＣＶＤ装置への原料ガスの導入を停止し、水素を導入する。次に、水素雰囲気において４００度以上４５０度以下の加熱処理を行うことで、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、第１の導電型である結晶性半導体領域１０８、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０、結晶性半導体領域１０９、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１２のいずれか一以上に含まれるダングリングボンドを水素終端することができる。当該加熱処理を水素化処理ともいう。この結果、第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、第１の導電型である結晶性半導体領域１０８、第１の導電型である結晶性半導体領域１１０、結晶性半導体領域１０９、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１２のいずれか一以上に含まれる欠陥を低減することができる。この結果、欠陥における光励起キャリアの再結合を低減することが可能であり、光電変換装置の変換効率を高めることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態を適用することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、光電変換層を複数積層する、いわゆるタンデム構造の光電変換装置の構造について、図９を用いて説明する。なお、本実施の形態では、二つの光電変換層を積層する場合について説明するが、三つ以上の光電変換層を有する積層構造としてもよい。また、以下においては、光入射側の前方光電変換層をトップセルと、後方光電変換層をボトムセルと呼ぶことがある。
図９に示す光電変換装置は、基板１０１と、電極１０３と、ボトムセルである光電変換層１０６と、トップセルである光電変換層１２０と、絶縁層１１３が積層された構造を有する。ここで、光電変換層１０６は、実施の形態１に示す第１の導電型である結晶性半導体領域１０７、及び第２の導電型である結晶性半導体領域１１１で構成される。また、光電変換層１２０は、第３の導電型である半導体領域１２１と、真性である半導体領域１２３と、第４の導電型である半導体領域１２５との積層構造で構成される。上記光電変換層１０６と、光電変換層１２０とのバンドギャップは異なるものであることが望ましい。バンドギャップが異なる半導体を用いることで、広い波長域にわたる光を吸収することが可能になるため、光電変換効率を向上させることができる。
例えば、トップセルにはバンドギャップの大きい半導体を、ボトムセルにはバンドギャップの小さい半導体を用いることができる。もちろん、その逆の構成とすることも可能である。ここでは、一例として、ボトムセルである光電変換層１０６に結晶性半導体（代表的には、結晶性シリコン）を採用し、トップセルである光電変換層１２０に非晶質半導体（代表的には、非晶質シリコン）を採用する構成について示す。
なお、本実施の形態では、光が第４の導電型である半導体領域１２５から入射する構成について示すが、開示する発明の一態様はこれに限定されない。基板１０１の裏面側（図の下方）側から光が入射する構成としてもよい。この場合、基板１０１及び第１の導電層１０４は透光性を有する。
基板１０１、電極１０３、光電変換層１０６、絶縁層１１３の構成については、先の実施の形態に示す構成と同様であるため、ここでは省略する。
トップセルである光電変換層１２０において、第３の導電型である半導体領域１２１および第４の導電型である半導体領域１２５としては、代表的には、導電型を付与する不純物元素が添加された半導体材料を含む半導体層が採用される。半導体材料などの詳細は、実施の形態１に示す第１の導電型である結晶性半導体領域１０７と同様である。本実施の形態では、半導体材料としてシリコンを用い、第３の導電型としてｐ型を、第４の導電型としてｎ型を適用する場合について示す。また、その結晶性は非晶質とする。もちろん、第３の導電型としてｎ型を、第４の導電型としてｐ型を適用することも可能であり、結晶性の半導体層を用いることも可能である。
真性である半導体領域１２３としては、シリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、リン化インジウム、セレン化亜鉛、窒化ガリウム、シリコンゲルマニウムなどが用いられる。他に、有機材料を含む半導体材料や、金属酸化物半導体材料などを用いることも可能である。
本実施の形態では、真性である半導体領域１２３に非晶質シリコンを用いる。真性である半導体領域１２３は、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、望ましくは、１００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の厚さとなるように形成する。もちろん、シリコン以外の半導体材料であって、ボトムセルの結晶性半導体領域１０９とはバンドギャップの異なるものを用いて、真性である半導体領域１２３を形成してもよい。ここで、真性である半導体領域１２３の厚さは、結晶性半導体領域１０９の厚さより小さいことが望ましい。
第３の導電型である半導体領域１２１、真性である半導体領域１２３、及び第４の導電型である半導体領域１２５の形成方法としては、プラズマＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法などがある。プラズマＣＶＤ法を用いる場合には、例えば、プラズマＣＶＤ装置の反応室の圧力を代表的には１０Ｐａ以上１３３２Ｐａ以下とし、原料ガスとしてシリコンを含む堆積性ガス及び水素を反応室に導入し、電極に高周波電力を供給して、グロー放電させることで、真性である半導体領域１２３を形成することができる。第３の導電型である半導体領域１２１は、上記原料ガスに更にジボランを添加することで形成することができる。第３の導電型である半導体領域１２１は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、望ましくは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さとなるように形成する。第４の導電型である半導体領域１２５は、上記原料ガスに更にホスフィンまたはアルシンを添加することで形成することができる。第４の導電型である半導体領域１２５は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、望ましくは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さとなるように形成する。
また、第３の導電型である半導体領域１２１として、導電型を付与する不純物元素が添加されていない非晶質シリコン層をプラズマＣＶＤ法またはＬＰＣＶＤ法などによって形成した上で、イオン注入などの方法でボロンを添加して、第３の導電型である半導体領域１２１を形成してもよい。第４の導電型である半導体領域１２５として、導電型を付与する不純物元素が添加されていない非晶質シリコン層をプラズマＣＶＤ法またはＬＰＣＶＤ法などによって形成した上で、イオン注入などの方法でリンまたはヒ素を添加して、第４の導電型である半導体領域１２５を形成してもよい。
上述のように、光電変換層１２０に非晶質シリコンを適用することで、８００ｎｍ未満の波長の光を効果的に吸収して光電変換することが可能となる。また、光電変換層１０６に結晶性シリコンを適用することで、より長波長（例えば１２００ｎｍ程度まで）の光を吸収して光電変換することが可能となる。このように、バンドギャップの異なる光電変換層を積層した構造（いわゆるタンデム型の構造）とすることで、光電変換効率を大きく向上させることができる。
なお、本実施の形態では、トップセルとしてバンドギャップの大きい非晶質シリコンを用い、ボトムセルとしてバンドギャップの小さい結晶性シリコンを用いているが、開示する発明の一態様はこれに限定されない。バンドギャップの異なる半導体材料を適宜組み合わせて、トップセルおよびボトムセルを構成することができる。また、トップセルとボトムセルの構成を入れ替えて光電変換装置を構成することも可能である。さらに、三層以上の光電変換層の積層構造とすることも可能である。
以上の構成により、光電変換装置の変換効率を高めることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態を適用することができる。
１０１ 基板
１０３ 電極
１０４ 導電層
１０５ 導電層
１０５ａ 導電層
１０５ｂ 混合層
１０６ 光電変換層
１０７ 結晶性半導体領域
１０７ａ 結晶性半導体領域
１０７ｂ ウィスカー
１０８ 結晶性半導体領域
１０８ａ 結晶性半導体領域
１０８ｂ ウィスカー
１０９ 結晶性半導体領域
１１０ 結晶性半導体領域
１１０ａ 結晶性半導体領域
１１０ｂ ウィスカー
１１１ 結晶性半導体領域
１１２ 結晶性半導体領域
１１３ 絶縁層
１１５ 補助電極
１１７ グリッド電極
１２０ 光電変換層
１２１ 半導体領域
１２３ 半導体領域
１２５ 半導体領域
１３７ 結晶性半導体領域
１４１ 結晶性半導体領域
１４７ 絶縁層
１５１ａ 導電層
１５１ｂ 混合層
１５３ａ 導電層
１５３ｂ 混合層
１５５ａ 導電層
１５５ｂ 混合層

Claims (6)

  1. 第１の導電層と、前記第１の導電層上に接して設けられた複数の第２の導電層と、を有する電極と、
    前記複数の第２の導電層の各々の上に設けられた混合層と、
    前記第１の導電層上及び前記混合層上の、第１の導電型を有する第１の結晶性半導体領域と、
    前記第１の結晶性半導体領域上の、第１の導電型とは逆の第２の導電型を有する第２の結晶性半導体領域と、を有し、
    前記第１の結晶性半導体領域は、第１の導電型を有する結晶性半導体で形成された複数のウィスカーを有することにより凹凸状の表面を有し、
    前記第２の結晶性半導体領域は、前記凹凸状の表面を被覆するように設けられており、
    前記第１の結晶性半導体領域及び前記第２の結晶性半導体領域は、シリコンを有し、
    前記複数の第２の導電層の各々は、シリコンと反応してシリサイドを形成することができる金属元素を有し、
    前記混合層は、前記金属元素を含むシリサイドを有することを特徴とする光電変換装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の結晶性半導体領域と前記第２の結晶性半導体領域との間に、第３の結晶性半導体領域を有し、
    前記第１の結晶性半導体領域と前記第３の結晶性半導体領域との界面は、凹凸状であることを特徴とする光電変換装置。
  3. 請求項１又は２において、
    前記複数のウィスカーのうち少なくとも一つのウィスカーが、前記第２の導電層と重なる領域を有することを特徴とする光電変換装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
    前記複数のウィスカーの軸の方向は、不揃いであることを特徴とする光電変換装置。
  5. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
    前記複数のウィスカーの軸の方向は、前記第１の導電層の略法線方向であることを特徴とする光電変換装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
    前記第２の導電層の形状は、錐体、多面体、柱状、又は錐台であることを特徴とする光電変換装置。
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