CN103370795B - 光伏装置及其制造方法、光伏模块 - Google Patents

光伏装置及其制造方法、光伏模块 Download PDF

Info

Publication number
CN103370795B
CN103370795B CN201280007788.8A CN201280007788A CN103370795B CN 103370795 B CN103370795 B CN 103370795B CN 201280007788 A CN201280007788 A CN 201280007788A CN 103370795 B CN103370795 B CN 103370795B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diffusion layer
impurity diffusion
length direction
photovoltaic devices
type diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280007788.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103370795A (zh
Inventor
滨本哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN103370795A publication Critical patent/CN103370795A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103370795B publication Critical patent/CN103370795B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

具备：第1导电类型的硅基板101，在一面侧具有扩散有第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层102；受光面侧电极105，具有与杂质扩散层102电连接并且在硅基板101的一面侧隔开一定的间隔并列配置的多根栅格电极；以及背面侧电极104，形成于硅基板101的另一面侧，杂质扩散层102具有以第1浓度包含杂质元素的第1杂质扩散层102a、和以比第1浓度低的第2浓度包含杂质元素的第2杂质扩散层102b，对于所述第1杂质扩散层102a，将在所述硅基板的一面侧与受光面侧电极105的栅格电极的长度方向垂直的方向设为长度方向，并且第1杂质扩散层102a相对带状区域的面积比率是50%以下，其中将第1杂质扩散层102a中的与栅格电极的长度方向平行的方向的最大宽度设为所述带状区域的均等宽度，并且所述带状区域的长度方向的长度与第1杂质扩散层102a的长度方向的长度相同。

Description

光伏装置及其制造方法、光伏模块
技术领域
本发明涉及光伏装置及其制造方法、光伏模块。
背景技术
为了提高太阳能电池等光伏装置的性能，将阳光高效地取入到装置内部、将取入的光能通过高的电流电压特性变换为电能、将变换了的光能高效地取出到外部这三点是重要的。另外，在还包括实际的使用来考虑的情况下，能够长期地维持输出的长期可靠性也同样地重要。
一般，为了制作光伏装置，使得到与基板的导电类型相反的导电类型的杂质向基板表面扩散而在基板表面形成杂质扩散层（以下，称为扩散层），来形成PN结。
在光伏装置中，光伏功率大幅依赖于各导电类型的等级差距。因此，根据光伏功率的观点，决定导电等级的杂质浓度（掺杂浓度）优选为高。另外，扩散层还作为用于将所发生的电流高效地取出到外部电路的电极的一部分而发挥功能，所以根据这个观点，掺杂浓度也优选为高。
另外，在电极与PN结的连接部分中，随着长期使用，电阻分量逐渐增加。因此，在包括长期可靠性来考虑的情况下，根据抑制这样的电阻分量的增加的影响的观点，掺杂浓度也优选为高。
另一方面，关于硅半导体中的晶体质量，存在于其内部的杂质浓度越低，晶体质量呈现越良好的特性。如果掺杂浓度过高，则作为半导体的晶体质量大幅降低，并且复合速度增加，所以使光伏功率降低。因此，在PN结是单一构造的情况下，根据上述三个观点，在取得平衡的同时将掺杂浓度设定为恰当的浓度是重要的。
另一方面，虽然PN结并非单一构造，但是作为针对上述课题的有效并且现实的手法之一，有“选择性发射极”（selectiveemitter）。这是根据构造上的特征对扩散层的浓度设定附加变化的手法。最典型的例子有：在电极的正下方附近掺杂浓度成为高浓度的高浓度区域，在其以外的区域为掺杂浓度成为低浓度的低浓度区域的2阶段构造（例如，参照专利文献1、2）。
在上述例子中，使电极正下方附近的高浓度区域承担作为电极的一部分的功能，使其以外的低浓度区域承担抑制作为半导体的晶体质量降低的功能。即，对各个区域重点地分配所期待的作用而实现提高太阳能电池单元的电流电压特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-186900号公报
专利文献2：国际公开第2009/157052号
专利文献3：日本特表平11-508088号公报
专利文献4：日本特开2005-123447号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在该情况下，由于具有高浓度区域和低浓度区域以电极正下方附近的区域和其以外的区域被划分这样的区域性的特征，所以存在需要对准，新产生用于满足对准的条件的次要的制约这样的问题。
例如，在上述选择性发射极的情况下，使高浓度区域和电极构造比率恰当而完全一致可以说在是事实上是不可能的或极为困难。因此，在大部分的情况下，设定为将高浓度区域稍微扩大，在电极形成时使用为对准用的余量。其结果，产生如下问题：残留不需要的高浓度区域并且特性未按照意图提高。如果还包括长期可靠性来考虑，则在与电极直接相接的高浓度区域中，由于期望向更高浓度侧的切换，所以特性未按照意图提高这样的问题进一步显著。
另一方面，即使在电极形成工序中如上所述取得了对准用的余量，相比于单一构造的PN结，则要求更高的精度。因此，还发生导致制造成本上升、不合格率增加这样的问题。
另外，虽然进行了使高浓度区域形成为与受光面侧电极的图案不具有相关的独立的形状的尝试（例如，参照专利文献3、4），但它们是使用划分高浓度区域和低浓度区域的加工工序，并且还同时承担形成表面的凹凸形状的工序的手法，所以存在如下课题：向残存的高浓度区域的制约不可忽略，向高效化的贡献未必充分。
本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种光电转换效率以及可靠性优良的廉价的光伏装置。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题并达成目的，本发明提供一种光伏装置，其特征在于，具备：第1导电类型的硅基板，在一面侧具有扩散有第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；受光面侧电极，具有与所述杂质扩散层电连接并且在所述硅基板的一面侧隔开一定间隔并列配置的多根栅格电极；以及背面侧电极，形成于所述硅基板的另一面侧，所述杂质扩散层具有以第1浓度包含所述杂质元素的第1杂质扩散层、和以比所述第1浓度低的第2浓度包含所述杂质元素的第2杂质扩散层，对于所述第1杂质扩散层，将在所述硅基板的一面侧与所述受光面侧电极的栅格电极的长度方向垂直的方向设为长度方向，并且所述第1杂质扩散层相对带状区域的面积比率是50%以下，其中将所述第1杂质扩散层中的与所述栅格电极的长度方向平行的方向的最大宽度设为所述带状区域的均等宽度，并且所述带状区域的长度方向的长度与所述第1杂质扩散层的长度方向的长度相同。
发明效果
根据本发明，使第1杂质扩散层的图案形成为与受光面侧电极的图案不具有相关的独立的形状，所以缓和了制造时的制约，能够实现低成本化。进而，通过加入以往的对准用的余量等实质方面来考虑，相比于依赖于受光面侧电极的图案来形成第1杂质扩散层的图案的情况，能够将第1杂质扩散层的面积比率形成得较低。而且，通过形成相对与第1杂质扩散层的图案的最大宽度均等宽度的带状的区域的面积比率为50%以下的第1杂质扩散层，能够以少的面积比率有效地控制从第2杂质扩散层向第1杂质扩散层、进而向栅格电极连绵的发生电流的流动，所以得到更高的光电转换效率的光伏装置。
附图说明
图1-1是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-2是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-3是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-4是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-5是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-6是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-7是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-8是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-9是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图1-10是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。
图2-1是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-2是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-3是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-4是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-5是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-6是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-7是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-8是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-9是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图2-10是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。
图3是示出样品1以及样品2的光伏装置的刚刚制作之后的曲线因子（初始值）的特性图。
图4是示出样品1以及样品2的光伏装置的可靠性试验的结果的图，是示出经过时间与曲线因子的劣化率的关系的特性图。
图5是示出对于高浓度n型扩散层的方阻值、低浓度n型扩散层的方阻值的代表性的组合的、与各整体的方阻值对应的高浓度n型扩散层的面积比率的图。
图6是示出通过仿真得到的硅太阳能电池的开路电压以及短路电流的、方阻依赖性的特性图。
图7是示意地示出本发明的实施方式中的高浓度n型扩散层的图案的例子的平面图。
图8是示出在简单格子上配置的各形状的基于短边以及长边的长度的面积比率的图。
图9是示意地示出本发明的实施方式中的高浓度n型扩散层的图案的例子的平面图。
图10是示出在图6所示的仿真中、“高浓度n型扩散层的方阻是20Ω/□、低浓度n型扩散层的方阻是90Ω/□”的情况的、电压和电流相对于高浓度n型扩散层相对n型扩散层整个面的面积比率的仿真上的演变的图。
（符号说明）
101：半导体基板；101a：p型硅基板；102：n型杂质扩散层（n型扩散层）；102a：高浓度n型杂质扩散层（高浓度n型扩散层）；102b：低浓度n型杂质扩散层（低浓度n型扩散层）；103：反射防止膜；104：背面侧电极；105：受光面侧电极；111：耐蚀刻膜；112：开口；113a：纹理构造的形成区域；113b：使高浓度n型扩散层残存的区域；114：凹部；r：高浓度n型扩散层相对n型扩散层整个面的面积比率；R1：高浓度n型扩散层的方阻值；R2：低浓度n型扩散层的方阻值；Rtotal：n型扩散层的整体的方阻值。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的光伏装置及其制造方法、光伏模块的实施方式。另外，本发明不限于以下的记述，而能够在不脱离本发明的主旨的范围内适宜变更。另外，在以下所示的附图中，为易于理解，各部件的比率尺有时与实际不同。在各附图之间也是同样的。
实施方式
以下，参照图1-1～图1-10以及图2-1～图2-10，同时按照制造工序，说明本发明的实施方式。图1-1～图1-10是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的剖面图。图2-1～图2-10是示出本发明的实施方式的光伏装置的制造方法的一个例子的立体图。图2-1～图2-10所示的各工序对应于图1-1～图1-10所示的各工序。
首先，作为半导体基板，准备例如作为面向民用太阳能电池而最大量使用的p型多晶硅基板（以下，称为p型硅基板101a）（图1-1、图2-1）。
关于p型硅基板101a，由于将使熔融了的硅冷却固化而成的单晶硅锭或者多晶硅锭使用带锯、多线锯等通过线锯切割、切片为期望的尺寸和厚度来制造，所以在表面残留切片时的损伤。因此，首先，还兼带去除该损伤层，将p型硅基板101a浸渍到酸或者加热了的碱溶液例如氢氧化钠水溶液来蚀刻表面，从而除掉在硅基板的切出时发生并在p型硅基板101a的表面附近存在的损伤区域。损伤去除后的p型硅基板101a的厚度是例如200μm，尺寸是例如150mm×150mm。
另外，也可以与损伤去除同时或者接着损伤去除，在p型硅基板101a的受光面侧的表面形成微小凹凸作为纹理构造。通过在半导体基板的受光面侧形成这样的纹理构造，能够在光伏装置的表面产生光的多重反射，将对光伏装置入射的光高效地吸收到硅基板的内部，能够有效地降低反射率来使转换效率提高。
另外，由于本发明是涉及光伏装置的扩散层的构造的发明，所以关于纹理构造的形成方法、形状，没有特别限制。例如，可以采用使用含有异丙醇的碱水溶液或主要包括氢氟酸、硝酸的混合液的酸性蚀刻的方法，通过在p型硅基板101a的表面形成部分地设置了开口的掩模材料并通过经由该掩模材料的蚀刻来在p型硅基板101a的表面得到蜂窝构造或倒金字塔构造的方法，或者使用了反应性气体蚀刻（RIE：ReactiveIonEtching）的手法等任意手法。
接下来，将该p型硅基板101a投入热扩散炉，在作为n型的杂质的磷（P）的气氛下加热。通过该工序，使磷（P）高浓度地扩散于p型硅基板101a的表面，作为以第1浓度包含磷的第1杂质扩散层而形成高浓度n型杂质扩散层（以下，称为高浓度n型扩散层）102a来形成半导体pn结（图1-2、图2-2）。在本实施方式中，将p型硅基板101a在三氯氧化磷（POCl3）气体气氛中，以例如850℃～900℃的温度加热，从而形成高浓度n型扩散层102a。此处，控制加热处理，使得高浓度n型扩散层102a的表面方阻成为例如15～45Ω/□、优选25～35Ω/□。另外，关于利用热扩散的扩散层，由于浓度分布曲线复杂，所以例如“浓度×深度”等统一的表达事实上没有意义，作为对其进行补充的表达，使用方阻的情况较多。
接下来，在高浓度n型扩散层102a上，形成具有耐蚀刻性的膜（以下，称为耐蚀刻膜）111（图1-3、图2-3）。关于耐蚀刻膜111，通过例如等离子体CVD（ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积）法，形成膜厚80nm的氮化硅膜（以下，称为“SiN膜”）。此处使用SiN膜，但也可以使用氧化硅膜（SiO2、SiO）、氮氧化硅膜（SiON）、非晶硅膜（а-Si）、类金刚石碳膜、树脂膜等。另外，此处，将耐蚀刻膜111的膜厚设为80nm，但能够根据纹理、蚀刻时的蚀刻条件、和后继工序中的SiN膜的去除性来选择恰当的膜厚。
接下来，通过对耐蚀刻膜111照射激光，来形成微细的开口112（图1-4、图2-4）。开口112形成于纹理构造的形成区域113a。不形成纹理构造，在使高浓度n型扩散层102a残存的区域113b中，不形成开口112。另外，也可以使用激光照射以外的加工手段来形成开口112。在举出具体例时，可以举出使用了在半导体工艺中使用的照相制版、使用鼓风（blast）的加工等。
接下来，通过开口112对p型硅基板101a进行湿法蚀刻（图1-5、图2-5）。通过微细的开口112对p型硅基板101a进行蚀刻，所以在p型硅基板101a的表面在与微细的开口112同心位置处形成凹部114。对蚀刻液，使用例如氢氟酸与硝酸的混合液。氢氟酸与硝酸的混合比为体积比是氢氟酸1：硝酸20：水10。关于蚀刻液的混合比，能够根据期望的蚀刻速度、蚀刻形状而变更为恰当的混合比。如果通过混酸系的蚀刻液进行蚀刻，则不会受到硅基板表面的晶面取向的影响而进行蚀刻，所以能够均匀地形成相同形状的纹理，制造表面反射损失少的光伏装置。
另外，只有在p型硅基板101a是单晶硅、且切片面是（100）面的情况下，对蚀刻液更优选使用包含氢氧化钠或氢氧化钾等碱金属的氢氧化物的水溶液。在其另一方位的单晶硅、多晶硅的情况下，虽然如上所述，不受到晶面取向的影响而有利于进行蚀刻，但只有（100）面的单晶硅，相反比较易于使用具有各向异性的蚀刻液来加工成能够进一步降低反射率的形状，所以更优选。
另外，该情况的凹部114的形状成为倒金字塔状的形状。作为蚀刻液的具体例，可以举出将0.5wt%～4wt%的氢氧化钠水溶液加热至70℃～95℃的例子、在这些水溶液中加入了界面活性剂的例子等。
随着凹部114的形成，凹部114的部分的高浓度n型扩散层102a同时被去除。另一方面，关于使高浓度n型扩散层102a残存的区域113b，按照其目的，高浓度n型扩散层102a残留。此处，关于使高浓度n型扩散层102a残存的区域113b的图案（形状、尺寸）的选择，包括本发明的最重要的要素。关于它的详情在后面叙述。
在形成了凹部114之后，使用氢氟酸来去除耐蚀刻膜111（图1-6、图2-6）。
接下来，将该p型硅基板101a再次投入热扩散炉，在作为n型的杂质的磷（P）的气氛下加热。通过该工序使磷（P）低浓度地扩散于p型硅基板101a的表面，作为以第2浓度包含磷的第2杂质扩散层，形成低浓度n型杂质扩散层（以下，称为低浓度n型扩散层）102b来形成半导体pn结（图1-7、图2-7）。此处，第2浓度比第1浓度低。由此，形成由高浓度n型扩散层102a和低浓度n型扩散层102b构成的n型杂质扩散层（以下，称为n型扩散层）102。在本实施方式中，将p型硅基板101a在三氯氧化磷（POCl3）气体气氛中，以例如840℃左右的温度进行加热，从而形成高浓度n型扩散层102a。此处，控制加热处理，使得低浓度n型杂质扩散层102b的表面方阻成为例如60～150Ω/□。另外，关于利用热扩散的扩散层，由于浓度分布曲线复杂，所以无法实现例如“浓度×深度”等统一的表达。因此，用方阻来表达而对其进行补充的情况较多。
此处，关于使高浓度n型扩散层102a残存的区域113b，在蚀刻时，高浓度n型扩散层102a不被去除而残留。因此，即使从其上再次进行低浓度的扩散，高浓度n型扩散层102a仍大致原样地残留。另外，关于纹理构造的形成区域113a，在蚀刻时，开口112的高浓度n型扩散层102a被去除。因此，在开口112的内面，形成低浓度n型杂质扩散层102b。
另外，关于除了形成图案（形状、尺寸）的选择以外的、一连串的高浓度n型扩散层102a以及低浓度n型杂质扩散层102b的形成方法，其自身与本实施方式的本质性的特征部分没有直接关系。因此，对于它们没有特别限制。如果列举在上述本实施方式中示出的手段以外的事例，则可以举出如下手法：在一旦形成了低浓度n型扩散层之后局部地照射激光并加热而使扩散进一步进行，由此仅在期望的区域中选择性地形成高浓度n型扩散层的手法，与本实施方式中的事例相反地经由耐蚀刻膜的开口的露出部而高浓度地选择性地扩散的手法，将扩散膏部分性地涂敷到硅基板而选择性地形成高浓度n型扩散层以及低浓度n型扩散层的各区域的手法等。
由于在形成了高浓度、低浓度这两个扩散层之后，在低浓度n型杂质扩散层102b刚刚形成后的表面，形成以磷的氧化物为主成分的磷玻璃层，所以使用氢氟酸溶液等来去除。
接下来，在形成了高浓度n型扩散层102a以及低浓度n型杂质扩散层102b的p型硅基板101a的受光面侧，为了改善光电转换效率，作为反射防止膜103形成氮化硅膜（SiN膜）（图1-8、图2-8）。在反射防止膜103的形成中，使用例如等离子体CVD法，使用硅烷和氨气的混合气体，形成氮化硅膜作为反射防止膜103。将反射防止膜103的膜厚以及折射率设定为最抑制光反射的值。另外，作为反射防止膜103，也可以层叠折射率不同的2层以上的膜。另外，在反射防止膜103的形成中，也可以使用溅射法等不同的成膜方法。另外，作为反射防止膜103，也可以形成氧化硅膜。
接下来，去除通过磷（P）的扩散而在p型硅基板101a的背面形成的高浓度n型扩散层102a（图1-9、图2-9）。由此，得到由作为第1导电类型层的p型硅基板101a、和在p型硅基板101a的受光面侧形成的作为第2导电类型层的n型扩散层102构成了pn结的半导体基板101。
关于在p型硅基板101a的背面形成的高浓度n型扩散层102a的去除，使用例如单面蚀刻装置来进行。或者，也可以使用将反射防止膜103用作掩模材料，将使p型硅基板101a的整体浸渍到蚀刻液中的方法。关于蚀刻液，使用将氢氧化钠或氢氧化钾等的碱水溶液加热至室温～95℃、优选50℃～70℃的液体。另外，作为蚀刻液，也可以使用硝酸和氢氟酸的混合水溶液。
最后，形成受光面侧电极以及背面侧电极。首先，在半导体基板101的背面侧的整个面通过丝网印刷涂敷混入了铝的背面侧电极形成用的电极材料膏并使其干燥。接下来，在作为半导体基板101的受光面的反射防止膜103上，通过丝网印刷梳形地涂敷混入了银的受光面侧电极形成用的电极材料膏并使其干燥。此处，受光面侧电极形成用的电极材料膏被涂敷于纹理构造的形成区域113a。
之后，例如在大气气氛中，将半导体基板101的受光面侧以及背面侧的电极材料膏，以760℃左右的温度同时烧制，从而得到受光面侧电极105以及背面侧电极104（图1-10、图2-10）。此时，在半导体基板101的受光面侧，在通过膏中包含的玻璃材料而反射防止膜103熔融的期间，银材料与硅接触而再凝固。由此，n型扩散层102能够与受光面侧电极105得到良好的电阻性接合。然后，在纹理构造的形成区域113a形成受光面侧电极105。即，在低浓度n型扩散层102b上形成受光面侧电极105。作为受光面侧电极105的电极图案，形成典型的、由在规定的方向上以一定的间隔并列配置的多根细长的栅格电极和几根汇流电极构成的梳型的结构。为了对由半导体基板101发电的电进行收集，在受光面局部地设置了栅格电极。为了取出由栅格电极收集的电，与栅格电极大致正交地设置了汇流电极。栅格电极以及汇流电极分别在底面部与n型扩散层102电连接。
通过实施以上那样的工序，制作实施方式的光伏装置。
接下来，说明在本实施方式中使高浓度n型扩散层102a残存的区域113b的图案（形状、尺寸）的选择。在以往的光伏装置的构造中，以在受光面侧电极的形成区域使高浓度n型扩散层残留为基本。其原因为考虑到在低浓度n型扩散层上形成了受光面侧电极的情况下，由受光面侧电极和扩散层的接触电阻、电流集中所致的串联电阻的分量增加，曲线因子恶化以及不稳定化。
发明者实际试制了多个样品1的光伏装置和样品2的光伏装置，样品1的光伏装置具有在高浓度n型扩散层的区域上形成了受光面侧电极的以往的结构，样品2的光伏装置的受光面侧电极与高浓度n型扩散层的区域偏移地形成。样品1和样品2除了受光面侧电极的形成位置不同以外成为相同条件的结构。另外，受光面整体中的高浓度n型扩散层的区域的面积比率是20%。然后，发明者评价了样品1以及样品2的光伏装置的特性。
其结果，如图3所示，在样品2的光伏装置中，看不到根据以往的考虑所设想的曲线因子（FillFactor：FF）的降低，受光面侧电极与高浓度n型扩散层的区域偏离地形成的影响仅限于由于高浓度n型扩散层的受光区域增加而导致的电流减少。图3是示出样品1以及样品2的光伏装置的刚刚制作之后的曲线因子（初始值）的特性图。另外，关于能够长期地维持输出的长期可靠性，也如图4所示，在样品2的光伏装置中，直至经过2000小时的时间，也没有看出剧烈劣化的结果。图4是示出样品1以及样品2的光伏装置的可靠性试验的结果的图，是示出经过时间与曲线因子（FF）的劣化率的关系的特性图。图4中的曲线因子（FF）劣化率是将可靠性试验后的光伏装置的光电转换效率除以可靠性试验前的光伏装置的光电转换效率而得到的。
这样，如果根据以往的考虑所设想的特性的不利点实际上不存在，则没必要拘泥于高浓度n型扩散层与受光面侧电极的对准。无需在担负受光面电极的对准用的余量等不利点的同时进行高浓度n型扩散层/低浓度n型扩散层的图案设计，在与受光面电极的图案独立地考虑这些扩散层的图案时，自由度扩大而优点显著。特别是，如果将本发明的高浓度n型扩散层102a的区域比率设定为低于以往的包含余量的高浓度n型扩散层的区域比率，则抑制高浓度n型扩散层对电流造成的不良影响、即电流值比意图的值降低，能够改善特性。
如果用R1来表示高浓度n型扩散层的方阻值，用r来表示高浓度n型扩散层相对n型扩散层整个面的面积比率，用R2来表示低浓度n型扩散层的方阻值，用（1-r）来表示低浓度n型扩散层相对n型扩散层整个面的面积比率，则n型扩散层的整体的方阻值Rtotal通过下述公式（1）表达。
[式1]
1 R total = r R 1 + 1 - r R 2 · · · ( 1 )
然后，根据公式（1），高浓度n型扩散层的面积比率r通过下述公式（2）表达。
[式2]
r = R 1 ( R 2 - R total ) R total ( R 2 - R 1 ) · · · ( 2 )
在PN结是单一构造的情况下，受光面的整体的方阻值Rtotal优选为50Ω/□～70Ω/□，更优选为处于55Ω/□～65Ω/□的范围。另外，即使如本实施方式的光伏装置那样在PN结是2阶段构造的情况下，整体的方阻值Rtotal仍优选处于与上述同样的范围。在Rtotal小于50Ω/□的情况（掺杂浓度过高的情况）下，作为半导体的晶体质量大幅降低，复合速度增加，所以硅内部中的发电不会高效地进行，光伏功率降低。在Rtotal大于70Ω/□的情况（掺杂浓度过低的情况）下，无法高效地向外部取出在硅内部发电的电力，作为结果同样地光伏功率降低，并且起因于对应于长期使用的电极与PN结的连接部分的电阻分量的增加而长期可靠性降低的风险增加。因此，通过使受光面的整体的方阻值Rtotal成为55Ω/□～65Ω/□的范围，作为半导体的晶体质量、PN结的等级差距所引起的光伏电量、长期可靠性的平衡变得更加良好，得到良好的特性。
图5是示出对于高浓度n型扩散层的方阻值R1、低浓度n型扩散层的方阻值R2的代表性的组合的、与各整体的方阻值Rtotal对应的高浓度n型扩散层的面积比率r的图。在图5中，示出了与50Ω/□、55Ω/□、65Ω/□、70Ω/□这4种Rtotal对应的高浓度n型扩散层的面积比率r。为了实现这些Rtotal，优选为高浓度n型扩散层的面积比率r设置于图5所示那样的范围。通过将高浓度n型扩散层的面积比率r控制于这样的范围内，能够实现具有良好的曲线因子（FF）的光伏装置。
进而，如果在与以往的光伏装置的构造（以在受光面侧电极的形成区域中使高浓度n型扩散层残留为基本的构造）比较时，以往的代表性的高浓度n型扩散层的面积比率r是20%，如果选择高浓度n型扩散层102a的面积比率r低于20%的R1和R2的组合，则还能够抑制高浓度n型扩散层对电流造成的不良影响、即电流值比意图的值降低，能够改善特性。另外，根据特性改善效果的观点，高浓度n型扩散层102a的面积比率r更优选为10%以下。
此处，如果想到实现更高的光电转换效率的光伏装置的构造，则变得重要的是：使高浓度区域的面积比率进一步变少，更加高效地将发生电流引导到栅格电极。在如本实施方式那样高浓度n型扩散层和低浓度n型扩散层混合存在的构造中，特别在低浓度n型扩散层中发生的电流分量的情况下，首先从发生地点至最近的高浓度n型扩散层以最短距离前进，之后沿着高浓度n型扩散层的形状到达至栅格电极。因此，到各地点的栅格电极的电阻值与通过如下表示的数值具有相关性，
“（低浓度n型扩散层的方阻）×（低浓度n型扩散层的路径长的合计）
+（高浓度n型扩散层的方阻）×（高浓度n型扩散层的路径长的合计）”
变得重要的是以少的面积比率将上述数值抑制得较小的形状。另外，高浓度n型扩散层也可以不必与栅格电极连接，即使在高浓度n型扩散层未与栅格电极连接的情况下，上述逻辑仍适用。在该情况下，电流分量在以上述式的总和为最小的方式通过高浓度n型扩散层和低浓度n型扩散层的各自的路径之后到达栅格电极。
另一方面，如果按上述观点着眼于高浓度n型扩散层的图案，则在光伏装置的受光面的面内与栅格电极垂直的形状是具有所发生的电流分量朝向栅格电极以最短距离接近的方向性、且为了更高效地将发生电流引导至栅格电极是有效的形状。相反，关于与栅格电极平行的分量，在通过该方向分量期间，发生电流不接近栅格电极，即使是高浓度n型扩散层（低方阻区域），也缺乏用于更高效地将发生电流引导至栅格电极的有效性。如果使这些观点反映到具体的形状，则得出如下结论：关于高浓度n型扩散层的图案形状，在光伏装置的受光面的面内相对栅格电极垂直地形成的线状的图案是适合的。
另一方面，如果着眼于抑制高浓度n型扩散层的面积比率，则不能说以单纯的线状、条状的形状是足够的。图6是示出通过除了受光面的n型扩散层整个面的方阻以外在相同的条件下的仿真得到的、硅太阳能电池的开路电压（Voc）以及短路电流（Isc）的、方阻依赖性（相对值）的特性图。此处，将n型扩散层整个面的方阻是90Ω/□的情况作为基准（100%）而示出。当然，随着方阻变小（随着杂质浓度变高），作为半导体的晶体质量降低而复合速度增加，所以光伏功率降低，而Voc、Isc也一起降低。特别是，作为高浓度n型扩散层有效的、方阻是40Ω/□以下的范围内的降低显著，在采用这样的构造时，需要更彻底地抑制高浓度n型扩散层的面积比率。
但是，在高浓度n型扩散层是简单的线状、条状的形状的情况下，面积比率的抑制手段不限于使宽度变窄。进而，特别在想到量产品制造等廉价的加工手段的情况下，由于尺寸精度、工艺限制的关系而无法实现期望的加工，而得不到充分的高浓度n型扩散层的面积比率抑制的危险变高。因此，需要以能够以比较容易加工的尺寸来有效地抑制高浓度n型扩散层的面积比率的方式，进一步深入研究形状。
作为使用相同程度的尺寸来有效地抑制高浓度n型扩散层的面积比率的方法，可以举出作为高浓度n型扩散层的形状使用点状等断续的图案的方法。例如以1mm间隔形成0.1mm宽的条状区域而相对规定的区域使面积比率成为10%。另外，可以考虑代替条状区域而在与该条状区域相同的区域中以1mm间隔形成0.1mm见方的四边点形状（简单格子）的情况。条状区域相对于规定的区域的面积比率是10%，相对于此，四边点形状（简单格子）区域相对于规定的区域的面积比率成为大致1%，能够实现更显著地降低面积比率。
将上述研究组合起来考察的结果，作为吸取两者的建设性的特征的高浓度n型扩散层的形状，提出了如下形状：在光伏装置的受光面的面内将与栅格电极的长度方向垂直的方向作为长度方向的、例如矩形形状、椭圆形形状、菱形形状等断续的形状（图7）。图7是示意地示出本实施方式中的高浓度n型扩散层102a的图案的例子的平面图。在图7中，图7（a）示出矩形形状的高浓度n型扩散层102a的图案的例子，图7（b）示出椭圆形形状的高浓度n型扩散层102a的图案的例子，图7（c）示出菱形矩形的高浓度n型扩散层102a的图案的例子。另外，在图7中，箭头X表示栅格电极的长度方向（延伸方向）、箭头Y表示与栅格电极的长度方向（延伸方向）垂直的方向。另外，在图7中，用虚线来表示具有与高浓度n型扩散层102a的短边的最大宽相同的宽度尺寸作为均等宽的条状（带状）的形状，用单点划线来表示该条状（带状）的形状的中心线。
图8是示出在简单格子上配置的各形状的基于短边以及长边的长度的面积比率的图。在图8中，在例如1mm间隔的简单格子上配置了短边的长度是0.1mm、长边的长度是0.1×Nmm的、矩形形状、椭圆形形状、菱形形状的情况的、相对格子区域的各个形状的面积比率。另外，图8中的矩形的情况的N=10的数值与配置了0.1mm宽的条状的情况相同。可知除了该矩形的情况的N=10的事例以外，不论图8所示的哪一个情况，短边尺寸相比于相同尺寸的条状，都能够更有效地抑制面积比率。特别是，在N≦5时，面积比率的降低效果更显著。
作为适于本实施方式的目的的构造，只要相对具有与上述各形状的短边相同的宽度尺寸的条状形状，面积比率更小，则都可以说适于目的。但是，本发明者的研究的结果，如果考虑面积比率的显著的降低效果，则可知优选针对具有与上述各形状的短边的最大宽度相同的宽度尺寸作为均等宽的条状（带状）的形状，使面积比率成为50%以下。通过减少高浓度n型扩散层的面积比率，能够抑制高浓度n型扩散层所致的电流、电压的降低。在部分地具有高浓度n型扩散层的构造中，电流直接受到与高浓度n型扩散层的面积比率大致成比例的降低效果，并且电压的倒数受到与高浓度n型扩散层的面积比率大致成比例的降低效果。不论哪一个，高浓度n型扩散层的面积比率越大，对电流、电压的不良影响越大。因此，优选尽可能降低高浓度n型扩散层的面积比率。此处，条状（带状）的形状的长度方向的长度与配置了上述各形状的高浓度n型扩散层的图案整体的长度方向的长度相同。进而，如果以上述各形状的长边相对短边的尺寸倍率而言，则优选处于1以上5以下的范围。在上述尺寸倍率小于1时，则不称作长边，与栅格电极的长度方向平行的分量变大，所以不适于本实施方式的目的。另外，如果上述尺寸倍率超过5，则虽然也依赖于形状，但上述面积比率的降低效果不能说是显著的。
另外，相对具有与上述各形状的短边的最大宽相同的宽度尺寸作为均等宽的条状（带状）的形状，高浓度n型扩散层的面积比率的下限值根据功能观点没有特别限制，但从工艺限制的观点例如如下述例子那样考虑。
（下限值例1）
栅格电极间隔=1mm、高浓度n型扩散层的图案形成的工艺限制=100μm（0.1mm）的情况：
（0.1mm×0.1mm）/（1mm×1mm）=0.01（=1%）
（下限值例2）
栅格电极间隔=2mm、高浓度n型扩散层的图案形成的工艺限制=100μm（0.1mm）的情况：
（0.1mm×0.1mm）/（2mm×2mm）=0.0025（=0.25%）
另外，除了断续的形状以外，作为高浓度n型扩散层的形状，还提出在光伏装置的受光面的面内与栅格电极的长度方向垂直的方向上连续、并且宽度变动的“波浪型”的形状（图9）。图9是示意地示出本实施方式中的高浓度n型扩散层102a的图案的例子的平面图。在图9中，图9（a）示出在与栅格电极的长度方向垂直的方向上连续、并且宽度变动的大致等同的形状大致规则性地重复的高浓度n型扩散层102a的图案的例子，图9（b）示出在与栅格电极的长度方向垂直的方向上连续、并且宽度变动的不规则的形状的高浓度n型扩散层102a的图案的例子。另外，在图9中，箭头X表示栅格电极的长度方向（延伸方向），箭头Y表示与栅格电极的长度方向（延伸方向）垂直的方向。另外，在图9中，用虚线来表示具有与高浓度n型扩散层102a的短边的最大宽相同的宽度尺寸作为均等宽的条状（带状）的形状，用单点划线来表示该条状（带状）的形状的中心线。即使在该形状的情况下，相比于短边尺寸是相同尺寸的条状，也能够有效地抑制面积比率。与前述同样地，在该情况下，如果也考虑高浓度n型扩散层的面积比率的显著的降低效果，则优选相对均等宽的条状形状的面积比率为50%以下。
另外，虽然是上述高浓度n型扩散层的各形状的排列与栅格电极的交叉的关系，但为了易于理解，到此简单地使用了“垂直”这样的表达。确实完全的垂直是理想状态，但现实上容许一定范围的作法是妥当的。如果用θ来表示与沿着高浓度n型扩散层的各形状的排列的方向（延伸方向）平行的直线、和与栅格电极正好垂直的线段（方向）的误差角度（偏移角），则与前述同样地使与高浓度n型扩散层的栅格电极的长度方向垂直的分量相对平行的分量确保优势的考虑方法，即如果将与栅格电极的长度方向垂直的分量设为高浓度n型扩散层的长度方向分量，则
（1）高浓度n型扩散层为连续的形状的情况：
正切（tanθ）的绝对值≦（高浓度n型扩散层的最大宽度）/（栅格电极间隔×1/2）
（2）高浓度n型扩散层为断续的形状的情况：
正切（tanθ）的绝对值≦（高浓度n型扩散层的短边尺寸）/（高浓度n型扩散层的长边尺寸）
在上述范围内适于本实施方式的目的，所以期望θ在该范围内。此处，高浓度n型扩散层的最大宽度是栅格电极的长度方向的最大宽度。如果在图7以及图9中例示，则在图中，虚线之间的X方向的宽度与其相应。另外，在上述（1）高浓度n型扩散层为连续的形状的情况下，在n型扩散层的区域中，在与栅格电极垂直的方向上栅格电极之间的中间位置位于与栅格电极最远的位置关系，所以在高浓度n型扩散层为连续的形状的情况下，将该位置考虑为基准是恰当的。
另外，不论高浓度n型扩散层的形状是连续和断续中的哪一个的情况下，细部的形状都没有特别限制，但根据达到制造的简便性、进而低成本化的观点，优选具有重复性。进而如果期望特性的均匀性、稳定性，则优选栅格电极间隔和前述重复间隔的整数倍一致、进而该整数倍是1以上20以下。所述整数倍超过20的情况是指，在例如栅格电极间隔2mm的情况下成为小于0.1mm的重复间距。在该情况下，对本实施方式的本来的目的没有特别障碍，但在具体的制造方法中制约变大，根据达到低成本化的观点不优选。
另外，作为呈现上述重复性的典型例，特别在断续的形状的情况下，可以举出依照格子的交点而形成。作为代表例，可以举出依照正方格子、六边格子等的交点配置高浓度n型扩散层。
图10是示出在图6所示的仿真中、“高浓度n型扩散层的方阻是20Ω/□、低浓度n型扩散层的方阻是90Ω/□”的情况的、相对于高浓度n型扩散层相对n型扩散层整个面的面积比率的电压和电流的、仿真上的演变的图。图10（a）示出仿真上的电压的演变。图10（b）示出仿真上的电流的演变。在图10（a）以及图10（b）中，面积比率A表示高浓度n型扩散层相对n型扩散层整个面的面积比率。在图10（a）以及图10（b）中，面积比率B表示将在上述中作为比较对象的“带状的高浓度n型扩散层”相对单元整体（n型扩散层整个面）的面积比率A占据20%的情况作为基准（100%）时的、本实施方式中的对象形状的高浓度n型扩散层的面积相对比。然后，在图10（a）以及图10（b）中，关于电压以及电流的计算值，将在n型扩散层整个面是90Ω/□的情况下的值设为100%。
根据图10可知，如果能够将高浓度n型扩散层的面积比率A抑制于10%以内，则能够将电压、电流的降低率抑制于0.5%以内。特别是，电压与能够通过电极面积等挽回的电流不同，难以通过其它要素来挽回，在考虑高效化时，即使是小于相对比1%的差，也无法忽略。
另外，如在上述中参照图5说明，以往的代表性的高浓度n型扩散层的面积比率r是20%，通过使高浓度n型扩散层102a的面积比率r低于20%，还能够抑制高浓度n型扩散层对电流造成的不良影响、即电流值比意图的值降低，改善特性。另外，通过使高浓度n型扩散层102a的面积比率r成为作为其一半的值的10%以下，特性改善的效果变得显著。
另外，在上述说明中，主要着眼于将发生电流引导至栅格电极的电阻的大小而进行了说明。因此，作为光伏装置的输出特性，成为主要对曲线因子（FF）效果显著化的事例。相对于此，还能够成为将电阻的大小作为似然度、扩大栅极间隔的构造。在该情况下，受光面积增加，所以成为主要对短路电流（Isc）效果显著化的事例，但作为根本的特征与上述是同类。
如上所述，根据本实施方式，使在光伏装置中在半导体基板101的受光面侧形成的高浓度n型扩散层102a和低浓度n型扩散层102b的图案（形状、尺寸）不依赖于同样地在受光面侧形成的受光面侧电极105的图案（形状、尺寸），而以与受光面侧电极105的图案不相关的独立的图案（形状、尺寸）形成。由此，高浓度n型扩散层102a和低浓度n型扩散层102b的图案（形状、尺寸）控制变得容易，能够进行低成本、高成品率的制造。进而，将高浓度n型扩散层102a的面积比率抑制得小于依赖于受光面侧电极105的图案（形状、尺寸）的情况的实际情况的面积比率。另外，通过使高浓度n型扩散层102a相对栅格电极的长度方向垂直的分量成为优势（将与栅格电极的长度方向垂直的分量作为高浓度n型扩散层的长度方向分量），能够以少的面积比率将所发生的电流有效地引导至栅格电极。进而，对于高浓度n型扩散层102a，通过相比于同宽的线状图案使面积比率成为50%以下，能够以更少的面积比率将所发生的电流有效地引导至栅格电极。根据本实施方式，由此，得到具有高光电转换效率的光伏装置。
另外，在上述中，对于使用p型硅基板作为半导体基板的情况进行了说明，但即使在使用n型硅基板来形成p型扩散层的逆导电类型的光伏装置中，也得到与上述同样的效果。另外，在上述中，对于使用多晶硅作为半导体基板的情况进行了说明，但即使使用单晶硅基板，也当然有同样的效果。进而，此处，将基板厚记述为200μm，但还能够使用在自身可保持的范围内薄型化至例如50μm左右的基板。另外，在上述中，将基板的尺寸记述为150mm×150mm，但即使在比其大的情况或者比其小的情况下，当然也得到与上述同样的效果。
另外，通过排列多个具有在上述实施方式中说明的结构的光伏装置并将邻接的光伏装置彼此电气地串联或者并联地连接，能够实现具有良好的光封闭效果，可靠性、光电转换效率优良的光伏模块。在该情况下，对邻接的光伏装置的一方的受光面侧电极和另一方的背面侧电极进行电连接即可。然后，进行用绝缘层将它们覆盖并层压的层压工序。由此，制作由多个光伏装置构成的光伏模块。
产业上的可利用性
如以上那样，本发明的光伏装置对实现光电转换效率以及可靠性优良的廉价的光伏装置是有用的。

Claims (13)

1.一种光伏装置，其特征在于，具备：
第1导电类型的硅基板，在一面侧具有扩散有第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；
受光面侧电极，具有与所述杂质扩散层电连接并且在所述硅基板的一面侧隔开一定间隔并列配置的多根栅格电极；以及
背面侧电极，形成于所述硅基板的另一面侧，
所述杂质扩散层具有以第1浓度包含所述杂质元素的第1杂质扩散层、和以比所述第1浓度低的第2浓度包含所述杂质元素的第2杂质扩散层，
对于所述第1杂质扩散层，将在所述硅基板的一面侧与所述受光面侧电极的栅格电极的长度方向垂直的方向设为所述第1杂质扩散层的长度方向，
所述垂直被定义为所述第1杂质扩散层的长度方向和与所述栅格电极的长度方向正好垂直的方向成误差角度θ，
并且，所述第1杂质扩散层相对带状区域的面积比率是50％以下，其中将所述第1杂质扩散层中的与所述栅格电极的长度方向平行的方向的最大宽度设为所述带状区域的均等宽度，并且所述带状区域的长度方向的长度与所述第1杂质扩散层的长度方向的长度相同。
2.根据权利要求1所述的光伏装置，其特征在于，
所述第1杂质扩散层在长度方向上具有断续的图案。
3.根据权利要求2所述的光伏装置，其特征在于，
所述断续的图案中的各个第1杂质扩散层的长边的长度在短边的长度的1倍以上5倍以下的范围。
4.根据权利要求3所述的光伏装置，其特征在于，
所述断续的图案中的各个第1杂质扩散层在所述硅基板的面方向上其长度方向与所述栅格电极的长度方向以接近垂直的角度交叉，
所述误差角度θ的正切即tanθ的绝对值在所述各第1杂质扩散层中的短边的长度相对长边的长度的比率以下。
5.根据权利要求1所述的光伏装置，其特征在于，
所述第1杂质扩散层在所述硅基板的面方向上在所述第1杂质扩散层的长度方向上连续地形成，而所述第1杂质扩散层的长度方向与所述栅格电极的长度方向以接近垂直的角度交叉，
所述误差角度θ的正切即tanθ的绝对值在所述第1杂质扩散层中的所述栅格电极的长度方向的最大宽度相对所述栅格电极之间的间隔的1/2的比率以下。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的光伏装置，其特征在于，
在将所述第1杂质扩散层的方阻值设为R1、将所述第2杂质扩散层的方阻值设为R2、将所述第1杂质扩散层相对所述杂质扩散层的整个面的面积比率设为r时，满足下述公式(1)，
[式1]
R 1 ( R 2 - 70 ) 70 ( R 2 - R 1 ) ≤ r ≤ R 1 ( R 2 - 50 ) 50 ( R 2 - R 1 ) ... ( 1 ) .
7.根据权利要求6所述的光伏装置，其特征在于，
在将所述第1杂质扩散层的方阻值设为R1、将所述第2杂质扩散层的方阻值设为R2、将所述第1杂质扩散层相对所述杂质扩散层的整个面的面积比率设为r时，满足下述公式(2)，
[式2]
R 1 ( R 2 - 65 ) 65 ( R 2 - R 1 ) ≤ r ≤ R 1 ( R 2 - 55 ) 55 ( R 2 - R 1 ) ... ( 2 ) .
8.根据权利要求7所述的光伏装置，其特征在于，
所述第1杂质扩散层相对所述杂质扩散层的整个面的面积比率在20％以下。
9.一种光伏装置的制造方法，其特征在于，包括：
第1工序，在第1导电类型的硅基板的一面侧使第2导电类型的杂质元素扩散而在所述硅基板的一面侧形成杂质扩散层；
第2工序，在所述硅基板的一面侧形成具有与所述杂质扩散层电连接并且在所述硅基板的一面侧隔开一定间隔并列配置的多根栅格电极的受光面侧电极；以及
第3工序，形成与所述硅基板的另一面侧电连接的背面侧电极，
所述第1工序包括：
形成以第1浓度包含所述杂质元素的第1杂质扩散层的工序；以及
形成以比所述第1浓度低的第2浓度包含所述杂质元素的第2杂质扩散层的工序，
所述第1杂质扩散层被形成为：将在所述硅基板的一面侧与所述受光面侧电极的栅格电极的长度方向垂直的方向设为所述第1杂质扩散层的长度方向，
所述垂直被定义为所述第1杂质扩散层的长度方向和与所述栅格电极的长度方向正好垂直的方向成误差角度θ，
并且，所述第1杂质扩散层相对带状区域的面积比率是50％以下，其中将所述第1杂质扩散层中的与所述栅格电极的长度方向平行的方向的最大宽度设为所述带状区域的均等宽度，并且所述带状区域的长度方向的长度与所述第1杂质扩散层的长度方向的长度相同。
10.根据权利要求9所述的光伏装置的制造方法，其特征在于，
在所述第1工序中，在将所述第1杂质扩散层的方阻值设为R1、将所述第2杂质扩散层的方阻值设为R2、将所述第1杂质扩散层相对所述杂质扩散层的整个面的面积比率设为r时，以满足下述公式(3)的方式，形成所述第1杂质扩散层和所述第2杂质扩散层，
[式3]
R 1 ( R 2 - 70 ) 70 ( R 2 - R 1 ) ≤ r ≤ R 1 ( R 2 - 50 ) 50 ( R 2 - R 1 ) ... ( 3 ) .
11.根据权利要求10所述的光伏装置的制造方法，其特征在于，
在所述第1工序中，在将所述第1杂质扩散层的方阻值设为R1、将所述第2杂质扩散层的方阻值设为R2、将所述第1杂质扩散层相对所述杂质扩散层的整个面的面积比率设为r时，以满足下述公式(4)的方式，形成所述第1杂质扩散层和所述第2杂质扩散层，
[式4]
R 1 ( R 2 - 65 ) 65 ( R 2 - R 1 ) ≤ r ≤ R 1 ( R 2 - 55 ) 55 ( R 2 - R 1 ) ... ( 4 ) .
12.根据权利要求10或者11所述的光伏装置的制造方法，其特征在于，
使所述第1杂质扩散层相对所述杂质扩散层的整个面的面积比率在20％以下。
13.一种光伏模块，其特征在于，
将至少二个以上的权利要求1～5中的任意一项所述的光伏装置电气地串联或者并联地连接而成。
CN201280007788.8A 2011-03-03 2012-03-02 光伏装置及其制造方法、光伏模块 Expired - Fee Related CN103370795B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2011/054959 2011-03-03
PCT/JP2011/054959 WO2012117558A1 (ja) 2011-03-03 2011-03-03 光起電力装置およびその製造方法、光起電力モジュール
PCT/JP2012/055450 WO2012118201A1 (ja) 2011-03-03 2012-03-02 光起電力装置およびその製造方法、光起電力モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103370795A CN103370795A (zh) 2013-10-23
CN103370795B true CN103370795B (zh) 2016-01-27

Family

ID=46757517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280007788.8A Expired - Fee Related CN103370795B (zh) 2011-03-03 2012-03-02 光伏装置及其制造方法、光伏模块

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9252305B2 (zh)
JP (1) JP5622925B2 (zh)
KR (1) KR101596555B1 (zh)
CN (1) CN103370795B (zh)
DE (1) DE112012001067T5 (zh)
TW (1) TWI535041B (zh)
WO (2) WO2012117558A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5777798B2 (ja) * 2012-03-12 2015-09-09 三菱電機株式会社 太陽電池セルの製造方法
TWI643351B (zh) * 2013-01-31 2018-12-01 澳洲商新南創新有限公司 太陽能電池金屬化及互連方法
CN105684158B (zh) * 2013-11-07 2017-06-23 三菱电机株式会社 太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块
CN116722054B (zh) * 2022-06-10 2024-05-10 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及太阳能电池的制备方法、光伏组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147297A (en) * 1995-06-21 2000-11-14 Fraunhofer Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Solar cell having an emitter provided with a surface texture and a process for the fabrication thereof
CN101101936A (zh) * 2007-07-10 2008-01-09 中电电气（南京）光伏有限公司 选择性发射结晶体硅太阳电池的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2732524B2 (ja) * 1987-07-08 1998-03-30 株式会社日立製作所 光電変換デバイス
JP4660642B2 (ja) * 2003-10-17 2011-03-30 信越化学工業株式会社 太陽電池及びその製造方法
JP2005142268A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Canon Inc 光起電力素子およびその製造方法
JP4393938B2 (ja) * 2004-07-16 2010-01-06 信越化学工業株式会社 電極材料及び太陽電池、並びに太陽電池の製造方法
US7968789B2 (en) * 2005-12-30 2011-06-28 International Optical Interface, Inc. Method and apparatus for eye-safe transmittal of electrical power in vehicles using white light via plastic optical fiber
DE102006057328A1 (de) 2006-12-05 2008-06-12 Q-Cells Ag Solarzelle mit Dielektrikumschichtenfolge, länglichen Kontaktregionen und quer dazu verlaufenden Metallkontakten sowie Herstellungsverfahren für diese
US8106292B2 (en) * 2007-04-30 2012-01-31 Solyndra Llc Volume compensation within a photovoltaic device
WO2009157052A1 (ja) * 2008-06-23 2009-12-30 三菱電機株式会社 光起電力装置の製造方法
JP5414298B2 (ja) 2009-02-13 2014-02-12 信越化学工業株式会社 太陽電池の製造方法
KR101046219B1 (ko) * 2010-04-02 2011-07-04 엘지전자 주식회사 선택적 에미터를 갖는 태양전지
KR101626162B1 (ko) * 2010-04-26 2016-05-31 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147297A (en) * 1995-06-21 2000-11-14 Fraunhofer Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Solar cell having an emitter provided with a surface texture and a process for the fabrication thereof
CN101101936A (zh) * 2007-07-10 2008-01-09 中电电气（南京）光伏有限公司 选择性发射结晶体硅太阳电池的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012118201A1 (ja) 2014-07-07
US9252305B2 (en) 2016-02-02
US20130291924A1 (en) 2013-11-07
DE112012001067T5 (de) 2013-11-28
WO2012117558A1 (ja) 2012-09-07
JP5622925B2 (ja) 2014-11-12
KR101596555B1 (ko) 2016-02-22
CN103370795A (zh) 2013-10-23
TWI535041B (zh) 2016-05-21
WO2012118201A1 (ja) 2012-09-07
KR20130111605A (ko) 2013-10-10
TW201304152A (zh) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3349253B1 (en) Semiconductor devices and methods for manufacturing the same
EP2434548B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US8981210B2 (en) Solar battery cell and method of manufacturing the solar battery cell
CN102484148B (zh) 太阳能电池单元及其制造方法
WO2006120735A1 (ja) 太陽電池およびその製造方法
EP2577745A2 (en) Ion implanted selective emitter solar cells with in situ surface passivation
CN103370795B (zh) 光伏装置及其制造方法、光伏模块
US9685581B2 (en) Manufacturing method of solar cell
KR101649060B1 (ko) 태양전지 셀의 제조 방법
CN103314455B (zh) 太阳能电池单元及其制造方法、以及太阳能电池模块
KR20120079592A (ko) 태양전지 및 이의 제조 방법
KR100990108B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
EP2602834A1 (en) Solar cell
KR101130195B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조방법
CN103688370B (zh) 太阳能电池单元的制造方法以及太阳能电池单元制造系统
KR20190041989A (ko) 태양 전지 제조 방법 및 태양 전지
KR20120082664A (ko) 태양 전지의 제조 방법
KR20120037121A (ko) 태양 전지의 제조 방법
CN103718305B (zh) 太阳能电池元件及太阳能电池模块
KR101322626B1 (ko) 태양 전지 및 그의 제조 방법
KR20140009615A (ko) 광전소자 및 그 제조방법
JP2018195765A (ja) 太陽電池セル製造用印刷マスクおよび太陽電池セルの製造方法
JPWO2013114589A1 (ja) 光起電力装置の製造方法および光起電力装置の製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160127

Termination date: 20170302

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee