CN103283033A - 太阳能电池的制造方法和太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够容易地制造光电转换率高的背面接合型太阳能电池的方法。在包含绝缘层（23）的表面上的一个主面的大致整个面上，形成具有与半导体基板（10）相同的第一导电型的第二半导体层（25）。除去第二半导体层（25）的位于绝缘层（23）上的一部分，形成开口部。以第二半导体层（13n）为掩膜，除去从开口部露出的绝缘层（23），使第一半导体区域（12p）的表面的一部分露出。形成与第一半导体区域（12p）的表面和与第二半导体层（13n）的表面电连接的电极（14、15）。

Description

太阳能电池的制造方法和太阳能电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制造方法和太阳能电池。特别地，本发明涉及背面接合型太阳能电池的制造方法和背面接合型太阳能电池。
背景技术
在现有技术中，在太阳能电池的背面侧配置p型和n型半导体区域的所谓背面接合型太阳能电池是公知的（例如下述专利文献1）。该背面接合型太阳能电池不需要在受光面侧设置电极。因此，背面接合型太阳能电池能够提高光的受光效率。因此，能够实现更高的光电转换效率。此外，能够仅在背面侧进行基于配线部件的太阳能电池的连接。因此，能够减少配线部件引起的受光损失。由此，能够提供具有更高输出的太阳能电池模块。
例如在专利文献1中，作为背面接合型太阳能电池的制造方法，公开了如下制造方法。即，首先如图14所示，在n型单晶硅基板100的背面上，按顺序形成由i型半导体层101i和n型半导体层101n的层叠体构成的in接合层101、覆盖层102。之后，利用蚀刻法除去覆盖层102的一部分。
接着，如图15所示，一部分被蚀刻后的覆盖层102作为掩膜使用，利用蚀刻法除去in接合层101的一部分。接着，如图16所示，形成由i型半导体层104i和p型半导体层104p的层叠体构成的ip接合层104。之后，通过利用蚀刻法除去覆盖层102，使in接合层101被覆盖层102所覆盖的部分露出。最后，通过在in接合层101上形成n侧电极，在ip接合层104上形成p侧电极，完成背面接合型太阳能电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-80887号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1中记载的背面接合型太阳能电池的制造方法中，利用蚀刻法除去覆盖层102需要较长时间。因此，背面接合型太阳能电池的制造所需时间变长。并且，难以利用蚀刻法可靠地除去覆盖层102。
本发明鉴于上述方面而完成，其目的为提供能够容易地制造光电转换效率高的背面接合型太阳能电池的方法，以及光电转换效率高并且容易制造的背面接合型太阳能电池。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的第一方面的太阳能电池的制造方法中，准备具有第一导电型（导电类型）的半导体基板，该半导体基板具有设置在一个主面的一部分的、具有第二导电型的第一半导体区域，和设置在第一半导体区域的表面上的绝缘层。在一个主面的大致整个面上，包括在绝缘层的表面上，形成具有第一导电型的第二半导体层。除去第二半导体层的位于绝缘层上的一部分形成开口部。以第二半导体层作为掩膜除去从开口部露出的绝缘层使第一半导体区域的表面的一部分露出。形成与第一半导体区域的表面和与第二半导体层的表面电连接的电极。
本发明的第二方面的太阳能电池的制造方法中，准备半导体基板，该半导体基板包括具有第一导电型的第一半导体区域和具有第二导电型的第二半导体区域。在第一半导体区域的表面和第二半导体区域的表面形成电极。其中，在形成电极的工序中，利用溅射法或CVD（化学气相沉积）法形成由透光性导电氧化物构成的第一导电层。利用电镀法形成由金属或合金构成的第二导电层。
本发明的太阳能电池，配备有半导体基板、绝缘层、第二半导体层、第一电极和第二电极。半导体基板为具有第一导电型的半导体基板。在半导体基板的一个主面的一部分设有具有第二导电型的第一半导体区域。绝缘层设置在第一半导体区域的除了中央部之外的两端部上。第二半导体层跨于半导体基板的一个主面的与第一半导体区域相邻的部分上以及绝缘层的至少一部分上而设置。第二半导体层具有第一导电型。第一电极设置在第一半导体区域的表面上。第二电极设置在第二半导体区域的表面上。
发明的效果
根据本发明，能够提供可容易地制造光电转换效率高的背面接合型的太阳能电池的方法，以及光电转换效率高并且容易制造的背面接合型太阳能电池。
附图说明
图1是第一实施方式的太阳能电池的示意性平面图。
图2是图1的线II-II的示意性的截面图。
图3是表示第一实施方式的太阳能电池的制造工序的流程图。
图4是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图5是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图6是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图7是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图8是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图9是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图10是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图11是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图12是表示用于说明第一实施方式的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图13是第二实施方式的太阳能电池的示意性截面图。
图14是表示用于说明专利文献1中记载的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图15是表示用于说明专利文献1中记载的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
图16是表示用于说明专利文献1中记载的太阳能电池的制造工序的示意性截面图。
具体实施方式
下面针对本发明的优选实施方式的一例进行说明。但下述实施方式仅为一个例子。本发明并非限定于下述实施方式。
此外，在实施方式等中所参照的各附图中，对实质上具有相同功能的部件，以相同的符号参照。此外，在实施方式等中所参照的附图为示意性的说明，存在图中描绘的物体的尺寸比例等与现实的物体的尺寸比例不同的情况。也存在各图之间物体的尺寸比例不同的情况。具体的物体尺寸比例应参照下面的说明加以判断。
第一实施方式
（太阳能电池1的结构）
首先针对本实施方式中制造的太阳能电池1的结构，参照图1、图2详细地进行说明。
太阳能电池1为背面接合型太阳能电池。此外，在本实施方式的太阳能电池1单体无法获得足够大的输出的情况下，对太阳能电池1，存在作为通过配线部件连接多个太阳能电池1所得到的太阳能电池模块而使用的情况。
太阳能电池1配备半导体基板10。半导体基板10具有受光面10a和背面10b。半导体基板10在受光面10a上因接收光11而生成载流子（载体）。在此，载流子为半导体基板10吸收光而生成的空穴和电子。
半导体基板10由具有n型或p型的导电型的结晶半导体构成。作为结晶半导体的具体例子，例如可有单晶硅、多晶硅等晶体硅。当然，在本发明中，半导体基板并不限定于由结晶半导体构成的基板。在本发明中，半导体基板也可为例如由GaAs或InP等形成的化合物半导体所构成的基板等。下面，在本实施方式中，针对半导体基板10由n型单晶硅构成的例子进行说明。
半导体基板10的受光面10a上设有由本征非晶半导体（下面将本征半导体称为“i型半导体”）构成的i型非晶半导体层17i。在本实施方式中，i型非晶半导体层17i具体地由含氢的i型非晶硅构成。i型非晶半导体层17i的厚度只需为对发电无实质性贡献的程度的厚度，并无特别限定。i型非晶半导体层17i的厚度例如可为数左右。
此外，在本实施例中，“非晶半导体”包括微晶半导体。微晶半导体是指在非晶半导体中具有多个微小晶粒的半导体。晶粒的平均粒径例如在1nm～50nm范围内。
i型非晶半导体层17i上设有与半导体基板10相同导电型的n型非晶半导体层17n。在本实施方式中，通过该n型非晶半导体层17n和上述i型非晶半导体层17i构成钝化膜。因此，在本实施方式中，钝化膜由含氢非晶硅层构成。
n型非晶半导体层17n添加了n型掺杂剂，为具有n型导电型的非晶半导体层。具体地，本实施方式中，n型非晶半导体层17n由含氢的n型非晶硅构成。n型非晶半导体层17n的厚度并无特别限定。n型非晶半导体层17n的厚度例如可为20
Figure BDA00003444863700052
左右。
n型非晶半导体层17n上设有兼具作为反射防止膜的功能与作为保护膜的功能的绝缘层16。绝缘层16例如可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等形成。此外，绝缘层16也可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等形成的多层膜的层叠体构成。绝缘层16的厚度可根据要赋予的反射防止特性等而适当地设定。绝缘层16的厚度例如可为80nm～1μm左右。
上述i型非晶半导体层17i、n型非晶半导体层17n和绝缘层16的层叠结构具有作为半导体基板10的钝化层的功能以及作为反射防止膜的功能。光11透过i型非晶半导体层17i、n型非晶半导体层17n和绝缘层16的层叠结构入射到半导体基板10。
半导体基板10的背面10b上设有具有与半导体基板10不同的导电型的p型非晶半导体层12p，以及具有与半导体基板10相同的导电型的n型非晶半导体层13n。本实施方式中，通过作为第一半导体层的p型非晶半导体层12p构成p型半导体区域（第一半导体区域）。通过n型非晶半导体层13n构成第二半导体层。
p型非晶半导体层12p与背面10b接触的部分，和n型非晶半导体层13n与背面10b接触的部分，在x方向上交替地排列。在x方向上，相邻的p型非晶半导体层12p与n型非晶半导体层13n相互接触。因此，通过p型非晶半导体层12p和n型非晶半导体层13n实质性地覆盖了半导体基板10的背面10b的整体。
此外，p型非晶半导体层12p的宽度W1和n型非晶半导体层13n的间隔W2例如可分别为100μm～1.5mm左右。宽度W1与间隔W2之间可相等也可不等，优选宽度W1大于宽度W2。具体地，宽度W1优选为宽度W2的1.1倍以上，进一步优选为1.5倍以上。
P型非晶半导体层12p添加了p型掺杂剂，为具有p型导电型的非晶半导体层。具体地，本实施方式中，利用含氢的p型非晶硅构成p型非晶半导体层12p。p型非晶半导体层12p的厚度并无特别限定。p型非晶半导体层12p的厚度例如可为20
Figure BDA00003444863700061
左右。
本实施方式中，p型非晶半导体层12p与背面10b之间设有例如数
Figure BDA00003444863700062
左右、对发电无实质性贡献的程度的厚度的i型非晶半导体层12i。在本实施方式中，i型非晶半导体层12i由含氢的i型非晶硅构成。通过设置该i型非晶半导体层12i，能够进一步抑制载流子复合。
p型非晶半导体层12p在方向x上的除中央部以外的两端部上设有绝缘层18。p型非晶半导体层12p在方向x上的中央部从绝缘层18露出。绝缘层18在方向x上的宽度W3并无特别限定，例如可为宽度W1的约1/3左右。此外，绝缘层18之间在方向x上的间隔W4并未特别限定，例如可为宽度W1的约1/3左右。
绝缘层18的材质并无特别限定。绝缘层18例如可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等形成。其中，绝缘层18优选由氮化硅形成。此外，绝缘层18优选不含氢。
n型非晶半导体层13n跨于背面10b的从p型非晶半导体层12p露出的部分以及绝缘层18的端部上而设置。即，n型非晶半导体层13n跨于背面10b的与由p型非晶半导体层12p构成的第一半导体区域相邻的部分以及绝缘层18的端部上而设置。因此，n型非晶半导体层13n的在x方向上的两端部，隔着绝缘层18在厚度方向（z方向）与p型非晶半导体层12p重叠。
n型非晶半导体层13n中添加了n型掺杂剂。因此，n型非晶半导体层13n具有与半导体基板10同样的n型导电型。具体地，本实施方式中，n型非晶半导体层13n由含氢的n型非晶硅构成。n型非晶半导体层13n的厚度并无特别限定。n型非晶半导体层13n的厚度例如可为左右。
本实施方式中，n型非晶半导体层13n与背面10b和绝缘层18之间设有例如数
Figure BDA00003444863700072
左右、对发电无实质性贡献的程度的厚度的i型非晶半导体层13i。在本实施方式中，i型非晶半导体层13i由含氢的i型非晶硅构成。通过设置该i型非晶半导体层13i，能够进一步抑制载流子复合。
此外，在本发明中，该i型非晶半导体层13i和上述i型非晶半导体层12i并非必须的构成元素。在本发明中，半导体基板与n型或p型半导体层之间可不设置i型的半导体层。
在n型非晶半导体层13n上设有收集电子的n侧电极（第二电极）15。另一方面，在p型非晶半导体层12p上设有收集空穴的p侧电极（第一电极）14。
p侧电极14与n侧电极15在绝缘层18上电绝缘。此外，绝缘层18上n侧电极15与p侧电极14之间的间隔W5例如可为宽度W3的1/3左右。
在本实施方式中，n侧电极15和p侧电极14分别由包含汇流条（busbar）和多个指形电极（finger）的梳状电极构成。当然地，n侧电极15和p侧电极14也可为仅由多个指形电极构成、不具有汇流条的所谓无汇流条型电极。
n侧电极15和p侧电极14各自的结构只需能够收集半导体基板10内产生的载流子即可，并无特别限定。在本实施方式中，n侧电极15和p侧电极14分别由第一～第四导电层的19a～19d的层叠体构成。
第一导电层19a例如可由ITO（铟锡氧化物）等透光性导电氧化物（TCO，Transparent Conductive Oxide）等形成。具体地，在本实施方式中，第一导电层19a由ITO形成。第一导电层19a的厚度例如可为50～100nm左右。
第二～第四导电层19b～19d例如可由Cu等金属或合金形成。具体地，在本实施方式中，第二和第三导电层19b、19c分别由Cu形成。第四导电层19d由Sn形成。第二～第四导电层19b～19d的厚度例如可分别为50nm～1μm左右、10μm～20μm左右、1μm～5μm左右。
此外，第一～第四导电层19a～19d的形成方法并无特别限定，例如可利用溅射法或CVD法等薄膜形成方法或电镀法等形成。具体地，在本实施方式中，第一和第二导电层19a、19b利用薄膜形成方法来形成，第三和第四导电层19c、19d利用电镀法形成。
接着，主要参照图3～图12针对本实施方式的太阳能电池1的制造方法进行说明。
首先准备半导体基板10。接着，在步骤S1中，进行半导体基板10的受光面10a和背面10b的清洗。半导体基板10的清洗例如可利用HF水溶液等进行。并且，在该步骤S1中，优选在受光面10a上形成纹理（texture）结构。
接着，在步骤S2中，在半导体基板10的受光面10a上形成i型非晶半导体层17i和n型非晶半导体层17n，并且在背面10b上形成i型非晶半导体层21和p型非晶半导体层22。i型非晶半导体层17i、21、n型非晶半导体层17n、p型非晶半导体层22各自的形成方法并无特别限定。i型非晶半导体层17i、21、n型非晶半导体层17n、p型非晶半导体层22例如可分别利用等离子体CVD法等CVD（Chemical VaporDeposition，化学气相沉积）法来形成。
接着，在步骤S3中，在n型非晶半导体层17n上形成绝缘层16，并在p型非晶半导体层22上形成绝缘层23。此外，绝缘层16、23的形成方法并无特别限定。绝缘层16、23例如可利用溅射法或CVD法等薄膜形成方法来形成。
接着，在步骤S4中，通过蚀刻绝缘层23，除去绝缘层23的一部分。具体地，除去绝缘层23中的位于后续工序中p型半导体层与半导体基板10接合的区域之上的部分。此外，在绝缘层23由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成的情况下，绝缘层23的蚀刻例如利用HF水溶液等酸性蚀刻液进行。
接着，在步骤S5中，将在步骤S4中图案化后的绝缘层23作为掩膜，利用碱性蚀刻液对i型非晶半导体层21和p型非晶半导体层22进行蚀刻，由此除去i型非晶半导体层21和p型非晶半导体层22被绝缘层23覆盖的部分以外的部分。由此使背面10b中上方无绝缘层23的部分露出，并且基于半导体层21、22形成i型非晶半导体层12i和p型非晶半导体层12p。
在此，如上所述，在本实施方式中，绝缘层23由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅构成。因此，虽然利用酸性蚀刻液的绝缘层23蚀刻的速度快，但利用碱性蚀刻液的绝缘层23蚀刻的速度慢。另一方面，半导体层21、22由非晶硅构成。因此，对于半导体层21、22，利用酸性蚀刻液的蚀刻速度低，利用碱性蚀刻液的蚀刻速度高。因此，通过在步骤S4中使用的酸性蚀刻液，蚀刻绝缘层23，而实质上并未蚀刻半导体层21、22。另一方面，通过在步骤S5中使用的碱性蚀刻液，蚀刻半导体层21、22，而实质上未蚀刻绝缘层23。因此，在步骤S4和步骤S5中，能够选择性地蚀刻绝缘层23或半导体层21、22。
如上，通过步骤S1～S5，准备半导体基板10，该基板设置有导电型为与半导体基板10不同的p型、在背面10b的一部分设置的由p型非晶半导体层12p构成的p型半导体区域，并进一步地设置有覆盖该p型半导体区域的绝缘层23。
接着，在步骤S6中，在包括绝缘层23的表面上的背面10b的大致整个表面，按顺序依次地形成i型非晶半导体层24和n型非晶半导体层25。非晶半导体层24、25的形成方法并无特别限定。非晶半导体层24、25例如可利用CVD法等薄膜形成方法形成。
接着，在步骤S7中，通过蚀刻除去非晶半导体层24、25的位于绝缘层23之上的部分中的一部分，形成开口部。由此，基于非晶半导体层24、25形成i型非晶半导体层13i和n型非晶半导体层13n。
在该步骤S7中，使用对非晶半导体层24、25的蚀刻速度比对绝缘层23的蚀刻速度更快的第一蚀刻剂。因此，在绝缘层23与非晶半导体层24、25之中，选择性地蚀刻了非晶半导体层24、25。
第一蚀刻剂为对非晶半导体层24、25的蚀刻速度为对绝缘层23的蚀刻速度的1.1倍以上的蚀刻剂，优选为1.5倍以上的蚀刻剂，更优选为2倍以上的蚀刻剂，进一步地优选为5倍以上的蚀刻剂。进而，第一蚀刻剂优选蚀刻非晶半导体层24、25而并不实质性地蚀刻绝缘层23。在非晶半导体层24、25由硅构成、绝缘层23由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅构成的情况下，作为这样的第一蚀刻剂的具体例子，例如有含NaOH的NaOH水溶液、含KOH的KOH水溶液等碱性水溶液、硝酸与氨（ammonia，氨水）的混酸等。此外，第一蚀刻剂不必一定为液体亦即蚀刻液。第一蚀刻剂可以例如为气体。优选作为第一蚀刻剂使用的蚀刻气体的具体例子例如有CI2与He的混合气体或XeF2气体等。
此外，在本发明中，“蚀刻液”包括膏状的蚀刻膏或粘度被调制过的蚀刻油墨。
接着，在步骤S8中，进行绝缘层23的蚀刻。具体地，以在步骤S7中通过蚀刻被除去一部分的非晶半导体层24、25构成的非晶半导体层13i、13p为掩膜，利用第二蚀刻剂通过蚀刻除去从开口部露出的绝缘层23，使p型非晶半导体层12p的表面的一部分露出。由此，在绝缘层23中形成接触孔并使p型非晶半导体层12p露出的同时，基于绝缘层23形成绝缘层18。
在该步骤S8中，使用对绝缘层23的蚀刻速度比对非晶半导体层24、25的蚀刻速度更快的第二蚀刻剂。因此，在绝缘层23与非晶半导体层24、25之中，选择性地蚀刻了绝缘层23。
第二蚀刻剂为对绝缘层23的蚀刻速度为对非晶半导体层24、25的蚀刻速度的1.1倍以上的蚀刻剂，优选为1.5倍以上的蚀刻剂，更优选为2倍以上的蚀刻剂，进一步地优选为5倍以上的蚀刻剂。进而，第二蚀刻剂优选蚀刻绝缘层23而并不实质性地蚀刻非晶半导体层24、25。在非晶半导体层24、25由硅构成、绝缘层23由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅构成的情况下，作为这样的第二蚀刻剂的具体例子，例如有含HF的HF水溶液或磷酸水溶液等酸性水溶液等。此外，与第一蚀刻剂一样，第二蚀刻剂不必一定为液体亦即蚀刻液。第二蚀刻剂可例如为气体。优选作为第二蚀刻剂使用的蚀刻气体的具体例子例如有SF6与He的混合气体、CF4、CHF3与He的混合气体、或HF气体等。其中优选使用HF水溶液作为第二蚀刻剂。这是由于能够在下述步骤S9中的电极形成之前进行电极形成面的氧化膜的去除。
接着，在步骤S9中，通过进行电极形成工序，分别在p型非晶半导体层12p和n型非晶半导体层13n上形成n侧电极15和p侧电极14，完成太阳能电池1。
n侧电极15和p侧电极14的形成方法可根据电极材质适当地选择。具体地在本实施方式中如下所述地形成n侧电极15和p侧电极14。
首先，如图11所示，利用等离子体CVD法等CVD（Chemical VaporDeposition）法或溅射法等薄膜形成方法，按照顺序形成由TCO构成的导电层26和由Cu等金属或合金构成的导电层27。
接着，如图12所示，对导电层26、27的位于绝缘层18上的部分进行截断。由此，基于导电层26、27形成第一和第二导电层19a、19b。此外，导电层26、27的截断例如可通过光刻法等进行。
如上，在本实施方式中，同时地进行形成第一导电层19a配置在p型非晶半导体层12p上的部分的工序和形成第一导电层19a配置在n型非晶半导体层13n上的部分的工序。
接着，在分别形成于p型非晶半导体层12p和n型非晶半导体层13n的第一和第二导电层19a、19b上，利用电镀依次形成由Cu构成的第三导电层19c、由Sn构成的第四导电层19d，由此可完成如图2所示的n侧电极15和p侧电极14。
如以上的说明，n型非晶半导体层13n具有与半导体基板10之间形成半导体接合的功能，和作为用于在绝缘层18上形成接触孔的掩膜层的功能。换而言之，通过本实施方式，通过在同一工序中形成用于与半导体基板10之间形成半导体接合的半导体层和接触孔形成用的掩膜层。由此，能够缩短太阳能电池1的制造时间。
此外，在本实施方式中，利用第一蚀刻剂选择性地蚀刻非晶半导体层24、25的位于绝缘层23上的部分的一部分。然后将该蚀刻后的非晶半导体层24用作掩膜，利用第二蚀刻剂通过蚀刻除去绝缘层23的一部分，由此使p型非晶半导体层12p露出。因此，与例如利用可蚀刻绝缘层23的蚀刻剂通过蚀刻除去被非晶半导体层24、25覆盖的状态下的绝缘层23、使p型非晶半导体层12p露出的情况不同，能够迅速并容易地蚀刻绝缘层23和非晶半导体层24、25。实际上，在利用本实施方式的方法的情况下绝缘层23和非晶半导体层24、25的蚀刻所需的时间为利用可蚀刻绝缘层23的HF通过蚀刻除去被非晶半导体层24、25覆盖的状态下的绝缘层23所需时间的约1/7～1/12左右。因此，能够在较短的制造时间内容易地制造太阳能电池1。
此外，例如考虑通过利用一种蚀刻剂同时地蚀刻绝缘层23和非晶半导体层24、25来使p型非晶半导体层12p露出的方法。然而，可蚀刻非晶半导体层24、25的蚀刻剂通常也能够蚀刻非晶半导体层12i、12n。因此，如果利用一种蚀刻剂同时地蚀刻绝缘层23和非晶半导体层24、25，则绝缘层23下的非晶半导体层12i、12n也被蚀刻。因此只有如本实施例这样，利用可选择性地蚀刻的第一和第二蚀刻剂才能够进行通过蚀刻除去绝缘层23和非晶半导体层24、25的一部分来使p型非晶半导体层12p露出的作业。
在本实施方式中，由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成绝缘层23。因此，基于绝缘层23形成的绝缘层18具有高阻气性。因此，能够制造耐候性良好的太阳能电池1。基于实现更好的耐候性的角度，优选由氮化硅形成绝缘层23。
此外，在绝缘层23含氢的情况下，绝缘层23对于酸性蚀刻液的溶解性更高。因此，能够提高绝缘层23的选择蚀刻性。因此，能够抑制绝缘层23蚀刻时p型非晶半导体层12p或n型非晶半导体层13n的损伤。其结果是，能够制造具有更优良的光电转换效率的太阳能电池1。
此外，在本实施方式中，以由结晶半导体构成的半导体基板10的背面10b实质上整体被p型非晶半导体层12p和n型非晶半导体层13n覆盖的方式，形成n型非晶半导体层13n。因此，由结晶半导体构成的半导体基板10的背面10b实质上并未露出。因此，作为半导体基板10的背面10b中的少数载流子的空穴难以复合。因此，能够进一步提高所获得的太阳能电池1的光电转换效率。
在本实施方式中，在对由薄膜形成方法形成的第一和第二导电层19a、19b进行截断后，通过电镀形成第三和第四导电层19c、19d。因此，相比例如全部形成第一～第四导电层19a～19d后截断n侧电极15和p侧电极14的情况，能够容易地且以短时间进行电极的截断。
此外，由于第一和第二导电层19a、19b的截断在绝缘层18上进行，因此在第一和第二导电层19a、19b的截断时不易损伤p型非晶半导体层12p或n型非晶半导体层13n。
此外，在本实施方式中，以p型非晶半导体层12p和n型非晶半导体层13n实质上整体被绝缘层18、n侧电极15和p侧电极14覆盖的方式，形成绝缘层18、n侧电极15和p侧电极14。因此，通过本实施方式的制造方法，能够制造阻气性、耐候性更为优良的太阳能电池1。
而由于本实施方式中半导体基板10为n型，少数载流子为空穴。因此，从提高太阳能电池1的光电转换效率的角度，抑制作为少数载流子的空穴因复合导致的消失是重要的。
在此，收集了少数载流子的p型非晶半导体层12p的下方产生的少数载流子被p侧电极14收集为止的移动距离较短。因此，在p型非晶半导体层12p下方产生的少数载流子在被p侧电极14收集之前不易因复合而消失。另一方面，收集了作为多数载流子的电子的n型非晶半导体层13n的下方产生的少数载流子被p侧电极14收集为止所必须移动的距离较长。因此，在n型非晶半导体层13n下方产生的少数载流子在被p侧电极14收集之前易于因复合而消失。因此，从抑制少数载流子的复合的角度，在减小n型非晶半导体层13n和p型非晶半导体层12p的宽度的同时，优选使n型非晶半导体层13n的宽度相对于p型非晶半导体层12p相对地更小。通过这样，能够缩短少数载流子被电极14、15收集之前必须移动的距离。
然而，在位于绝缘层之下的半导体层，需要配置用于设置绝缘层的区域和用于使电极与半导体层接触的区域。因此，位于绝缘层之下的半导体层无法减少太多宽度。因此，例如在位于绝缘层之下的半导体层为n型非晶半导体层的情况下，无法将n型非晶半导体层的宽度减得足够小。因此，无法充分地提高光电转换效率。
对此，在本实施方式中，p型非晶半导体层12p的位于绝缘层18之下，而n型非晶半导体层13n上不形成绝缘层。因此，易于使n型非晶半导体层13n的宽度相对于p型非晶半导体层12p的宽度相对地变小。因此，能够缩短n型非晶半导体层13n下方产生的空穴被p侧电极14收集为止所必须移动的距离。其结果是，能够抑制少数载流子的复合。由此，能够改善太阳能电池1的光电转换效率。
此外，基于进一步改善光电转换效率的角度，宽度W1优选为宽度W2的1.1倍以上，更优选为1.5倍以上。
此外，在本实施方式中，由于半导体基板10为n型，因此优选使位于绝缘层18之下的半导体层为p型，而半导体基板为p型的情况下，优选使位于绝缘层之下的半导体层为n型。即，位于绝缘层之下的半导体层优选具有与半导体基板不同的导电型。
下面针对实施本发明的优选的方式的其它例子进行说明。但是，在以下的说明中，对于与上述第一实施方式具有实质性共通的功能的部件，以共通的符号参照，省略其说明。
第二实施方式
图13是第二实施方式的太阳能电池的示意性截面图。
上述第一实施方式中，如图2所示，针对使用具有n型导电型的结晶半导体基板作为半导体基板10并在半导体基板10上形成p型非晶半导体层12p的例子进行了说明。但本发明并不限定于该结构。
例如，如图13所示，也可以通过在n型结晶半导体基板30的背面30b侧的部分的一部分使p型掺杂剂热扩散，在结晶半导体基板30的背面30b侧的部分形成由p型热扩散区域构成的半导体区域31p。
在本实施方式中，在形成半导体区域31p后，与上述第一实施方式同样地，可通过进行图3所示的步骤S6～步骤S9，完成太阳能电池。
此外，本实施方式的太阳能电池由于能够相对地增大半导体区域31p并且缩小n型非晶半导体层13n的宽度，所以能够实现较高的光电转换效率。
符号说明：
1……太阳能电池
10、30……半导体基板
10a……受光面
10b……背面
12p……p型非晶半导体层
13n……n型非晶半导体层
14……p侧电极
15……n侧电极
16、23……绝缘层
18……绝缘层
22……p型非晶半导体层
25……n型非晶半导体层
31p……半导体区域
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.（补正后）一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
准备具有第一导电型或第二导电型的半导体基板的工序，该半导体基板具有设置在一个主面的一部分的、具有所述第二导电型的第一半导体区域，和设置在所述第一半导体区域的表面上、由氮化硅、氧化硅或氮氧化硅形成的绝缘层；
在所述一个主面的大致整个面上，包括在所述绝缘层的表面上，形成具有所述第一导电型的、由含氢的非晶硅形成的第二半导体层的工序；
利用碱性蚀刻液除去所述第二半导体层的位于所述绝缘层上的一部分，形成开口部的工序；
以所述第二半导体层作为掩膜，利用酸性蚀刻液除去从所述开口部露出的所述绝缘层、使所述第一半导体区域的表面的一部分露出的工序；和
形成与所述第一半导体区域的表面和与所述第二半导体层的表面电连接的电极的工序。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第一半导体区域由形成在所述一个主面的一部分上的第一半导体层构成。
3.如权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
以所述半导体基板的所述一个主面实质上的整体被所述第一半导体层或所述第二半导体层所覆盖的方式，形成所述第二半导体层。
4.（补正后）如权利要求3所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
利用含氢的非晶硅形成所述第一半导体层。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第二导电型的掺杂剂在所述一个主面的一部分扩散而形成所述第一半导体区域。
6.（删除）
7.如权利要求4所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
在所述半导体基板的一个主面与所述第一半导体层以及所述第二半导体层之间分别形成本征非晶硅层的工序。
8.如权利要求4所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
形成所述电极的工序包括：
跨于所述第一半导体区域的表面上、所述第二半导体层的表面上和所述绝缘层的表面上，形成第一导电层的工序；和
通过截断所述第一导电层的位于所述绝缘层上的部分，使得所述第一导电层的形成在所述第一半导体区域上的部分与所述第一导电层的形成在所述第二半导体层上的部分电绝缘的工序。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
形成所述电极的工序包括：
在所述第一导电层的形成在所述第一半导体区域上的部分上和所述第一导电层的形成在所述第二半导体层上的部分上，分别形成第二导电层的工序。
10.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
准备半导体基板的工序，该半导体基板包括具有第一导电型的第一半导体区域和具有第二导电型的第二半导体区域；和
在所述第一半导体区域的表面和所述第二半导体层的表面形成电极的工序，其中，
所述形成电极的工序包括：
利用溅射法或CVD法形成由透光性导电氧化物构成的第一导电层的工序；和
利用电镀法形成由金属或合金构成的第二导电层的工序。
11.如权利要求10所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
在形成第一导电层的工序与形成第二导电层的工序之间利用溅射法或CVD法形成由金属或合金构成的第三导电层的工序。
12.如权利要求11所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第一导电层的厚度形成得比所述第二导电层的厚度薄。
13.如权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第一导电层包含ITO，所述第二导电层和所述第三导电层包含Cu。
14.（删除）
15.（删除）
16.（删除）
17.（删除）
18.（删除）
19.（删除）
20.（删除）

Claims (20)

1.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
准备具有第一导电型的半导体基板的工序，该半导体基板具有设置在一个主面的一部分的、具有第二导电型的第一半导体区域，和设置在所述第一半导体区域的表面上的绝缘层；
在所述一个主面的大致整个面上，包括在所述绝缘层的表面上，形成具有所述第一导电型的第二半导体层的工序；
除去所述第二半导体层的位于所述绝缘层上的一部分，形成开口部的工序；
以所述第二半导体层作为掩膜，除去从所述开口部露出的所述绝缘层、使所述第一半导体区域的表面的一部分露出的工序；和
形成与所述第一半导体区域的表面和与所述第二半导体层的表面电连接的电极的工序。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第一半导体区域由形成在所述一个主面的一部分上的第一半导体层构成。
3.如权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
以所述半导体基板的所述一个主面实质上的整体被所述第一半导体层或所述第二半导体层所覆盖的方式，形成所述第二半导体层。
4.如权利要求3所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
利用含氢的非晶硅分别形成所述第一半导体层和所述第二半导体层，利用氮化硅、氧化硅或氮氧化硅形成所述绝缘层。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第二导电型的掺杂剂在所述一个主面的一部分扩散而形成所述第一半导体区域。
6.如权利要求4所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
利用碱性蚀刻液进行所述第二半导体层的位于所述绝缘层上的部分的一部分的蚀刻，
利用酸性蚀刻液进行从所述开口部露出的所述绝缘层的蚀刻。
7.如权利要求4所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
在所述半导体基板的一个主面与所述第一半导体层以及所述第二半导体层之间分别形成本征非晶硅层的工序。
8.如权利要求4所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
形成所述电极的工序包括：
跨于所述第一半导体区域的表面上、所述第二半导体层的表面上和所述绝缘层的表面上，形成第一导电层的工序；和
通过截断所述第一导电层的位于所述绝缘层上的部分，使得所述第一导电层的形成在所述第一半导体区域上的部分与所述第一导电层的形成在所述第二半导体层上的部分电绝缘的工序。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
形成所述电极的工序包括：
在所述第一导电层的形成在所述第一半导体区域上的部分上和所述第一导电层的形成在所述第二半导体层上的部分上，分别形成第二导电层的工序。
10.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
准备半导体基板的工序，该半导体基板包括具有第一导电型的第一半导体区域和具有第二导电型的第二半导体区域；和
在所述第一半导体区域的表面和所述第二半导体层的表面形成电极的工序，其中，
所述形成电极的工序包括：
利用溅射法或CVD法形成由透光性导电氧化物构成的第一导电层的工序；和
利用电镀法形成由金属或合金构成的第二导电层的工序。
11.如权利要求10所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
在形成第一导电层的工序与形成第二导电层的工序之间利用溅射法或CVD法形成由金属或合金构成的第三导电层的工序。
12.如权利要求11所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第一导电层的厚度形成得比所述第二导电层的厚度薄。
13.如权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于：
所述第一导电层包含ITO，所述第二导电层和所述第三导电层包含Cu。
14.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
具有第一导电型的半导体基板，在所述半导体基板的一个主面的一部分设有具有第二导电型的第一半导体区域；
设置在所述第一半导体区域的除了中央部之外的两端部上的绝缘层；
跨于所述半导体基板的一个主面的与所述第一半导体区域相邻的部分上、所述绝缘层的至少一部分上设置的，具有所述第一导电型的第二半导体层；
设置在所述第一半导体区域的表面上的第一电极；和
设置在所述第二半导体层的表面上的第二电极。
15.如权利要求14所述的太阳能电池，其特征在于：
所述第二导电型的掺杂剂在所述半导体基板中扩散而形成所述第一半导体区域。
16.如权利要求14所述的太阳能电池，其特征在于：
所述第一半导体区域，形成在所述半导体基板的一个主面的所述一部分上，具有包含所述第二导电型的掺杂剂的半导体层。
17.如权利要求16所述的太阳能电池，其特征在于：
包含所述第二导电型的掺杂剂的半导体层是含氢的非晶硅层。
18.如权利要求17所述的太阳能电池，其特征在于：
所述第一半导体区域，包括配置在所述半导体基板的一个主面与包含所述第二导电型的掺杂剂的半导体层之间的本征非晶硅层。
19.如权利要求14所述的太阳能电池，其特征在于：
所述第二半导体层是含氢的非晶硅层。
20.如权利要求19所述的太阳能电池，其特征在于，包括：
配置在所述第二半导体层与所述半导体基板的一个主面之间的本征非晶硅层。
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