CN103718305A

CN103718305A - 太阳能电池元件及太阳能电池模块

Info

Publication number: CN103718305A
Application number: CN201280037684.1A
Authority: CN
Inventors: 佐藤顺平; 京田豪; 小柏阳平; 名合佑介
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-07-26
Also published as: JPWO2013015362A1; CN103718305B; JP5726308B2; WO2013015362A1

Abstract

本发明提供一种使输出特性提高的太阳能电池元件及太阳能电池模块。本实施方式涉及的太阳能电池元件具备：具有第一面（1F）及该第一面的背面的第二面（1S）的第一导电型的半导体基板（1）；具有位于所述第一面（1S）上的第一层（2a）及贯通所述半导体基板或经由侧面而与所述第一层连续且位于所述第二面（1F）上的第二层（2b）的第二导电型的半导体层（2）；具有位于所述第一层（2a）上的主电极部（4a）及贯通所述半导体基板或经由侧面而与所述主电极部电连接且位于所述第二层（2b）上的第一输出取出部（4c）的第一电极（4）；位于所述第二面中的未配置所述第二层（2b）的部分的第二电极（5）。并且，在上述太阳能电池元件中，所述第二层（2b）的方块电阻比所述第一层（2a）的方块电阻大。

Description

太阳能电池元件及太阳能电池模块

技术领域

本发明涉及太阳能电池元件及太阳能电池模块。

背景技术

在国际公布第2008/078741号及日本特表2002-500825号中，公开了一种背接触型太阳能电池元件。

这样的太阳能电池元件具有半导体基板、第一电极及第二电极，其中，半导体基板具有多个贯通孔。第一电极设置于半导体基板的受光面、贯通孔及背面的一部分。第二电极设置于半导体基板的背面的未配置第一电极的部位。

在背接触型太阳能电池元件中，极性不同的两个电极（第一电极及第二电极）配置于半导体基板的背面。由此，在太阳能电池元件中有时产生基于漏电流的不良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少了产生漏电流的太阳能电池元件及一种太阳能电池模块。

本发明的一实施方式涉及的太阳能电池元件具备：具有第一面及该第一面的背面的第二面的第一导电型的半导体基板；具有位于所述第一面上的第一层及贯通所述半导体基板或经由侧面而与所述第一层连续且位于所述第二面上的第二层的第二导电型的半导体层。进而，上述太阳能电池元件具备：具有位于所述第一层上的主电极部及贯通所述半导体基板或经由所述半导体基板的侧面而与所述主电极部电连接且位于所述第二层上的第一输出取出部的第一电极；位于所述第二面中的未配置所述第二层的部分的第二电极。并且，在上述太阳能电池元件中，所述第二层的方块电阻比所述第一层的方块电阻大。

本发明的一实施方式涉及的太阳能电池模块具备上述太阳能电池元件。

根据上述的太阳能电池元件及太阳能电池模块，能够使输出特性提高。

附图说明

图1是从第一面侧观察本发明的一实施方式涉及的太阳能电池元件的一例的俯视示意图。

图2是从第二面侧观察本发明的一实施方式涉及的太阳能电池元件的一例的俯视示意图。

图3（a）是从图1的截面A-A观察的示意图，（b）是从图1的截面B-B观察的示意图。

图4是图2的部分C的放大俯视图。

图5是说明本发明的一实施方式涉及的太阳能电池模块的一例的示意图，（a）是太阳能电池模块的局部截面放大图，（b）是从第一面侧观察太阳能电池模块的俯视图。

具体实施方式

《太阳能电池元件》

如图1～图4所示那样，本发明的一实施方式涉及的太阳能电池元件10具备：一导电型的半导体基板1；具有与半导体基板1不同的导电型的反向导电型层2；贯通孔3；第一电极4；第二电极5；半导体层6；以及减反射层7。

半导体基板1具有第一面1F（在图3中为上表面侧）及第一面1F的背面的第二面1S（在图3中为下表面侧）。在太阳能电池元件10中，第一面1F成为受光面。以下，为了方便说明，也有时将第一面1F称为半导体基板1的受光面，将第二面1S称为半导体基板1的背面等。

作为半导体基板1，使用具有规定的掺杂剂元素（用于控制导电型的杂质）而具有一导电型（例如p型）的单晶硅基板或多晶硅基板等晶体硅基板。即，半导体基板1具有第一导电型。半导体基板1的厚度例如能够设为250μm以下，进而150μm以下。半导体基板1的形状并不特别限制，半导体基板1的形状例如可以设为四边形状。

作为半导体基板1，例如可以使用具有p型导电型的晶体硅基板。在将半导体基板1设为具有p型的情况下，作为掺杂剂元素，例如可以使用硼或镓。

如图3所示那样，在半导体基板1的第一面1F形成有具有多个细微的突起1b的绒面结构（凹凸结构）1a。由此，能够减少第一面1F的入射光的反射而使半导体基板1内更多地吸收太阳光。需要说明的是，绒面结构1a在本实施方式中不是必须的结构，只要根据需要形成即可。

另外，如图3所示，半导体基板1具有从第一面1F贯通至第二面1S的多个贯通孔3。贯通孔3如后述那样，在其内表面形成有第三层2c。另外，在贯通孔3的内部形成有后述的第一电极4的导通部4b。贯通孔3能够在直径为50μm以上300μm以下的范围以规定的间距形成。需要说明的是，贯通孔3在第一面1F及第二面1S的开口部的直径可以不同。例如，如图3所示那样，贯通孔3可以为从第一面1F侧朝向第二面1S侧而直径变小的形状。

反向导电型层2为具有与半导体基板1相反的导电型的层。即，反向导电型层2相当于具有第二导电型的半导体层。反向导电型层2包括：形成于半导体基板1的第一面1F的第一层2a；形成于半导体基板1的第二面1S的第二层2b;以及形成于贯通孔3的内表面的第三层2c。在本实施方式中，第一层2a以经由第三层2c与第二层2b连续的方式形成。在半导体基板1具有p型导电型的情况下，反向导电型层2具有n型的导电型。

第一层2a例如作为具有40～100Ω/□左右的方块电阻的n⁺型形成。通过将方块电阻值设为该范围，能够减少在第一面1F的表面复合的增大及表面电阻的增大。另外，第一层2a例如在半导体基板1的第一面1F上以0.2μm～2μm左右的厚度形成。

第二层2b形成于半导体基板1的第二面1S中的第一电极4的形成区域及其周边部。第二层2b具有与第一层2a相比较高的方块电阻。第二层2b的方块电阻例如为100～600Ω/□即可。第三层2c形成于贯通孔3的内表面。第三层2c只要具有与第一层2a同等的方块电阻即可。需要说明的是，第三层2c也可以具有比第一层2a的方块电阻低的方块电阻，由此，能够更加减少表面电阻的增大。

在太阳能电池元件10中，pn结形成于半导体基板1的一导电型的区域和反向导电型层2之间。

半导体部6是以在太阳能电池元件10的内部形成内部电场为目的而设置。即，半导体部6是以得到BSF效应（Back Surface Field Effect：背电场效应）为目的而设置的层。由此，在半导体基板1的第二面1S的附近不容易产生载流子的复合。其结果是，减少发电效率的降低。

在半导体基板1的第二面1S中，半导体部6形成于形成有第二层2b的区域以外的大致整个面。例如，如图3（a）所示那样，半导体部6在第二面1S中形成为不与第二层2b相接。半导体部6的形成图案根据第一电极4的形成图案而不同。

半导体部6具有与半导体基板1相同的导电型。即，半导体基板1若为作为第一导电型的p型，则半导体部6也为第一导电型（p型）。并且，半导体部6含有的掺杂剂的浓度比半导体基板1含有的掺杂剂的浓度高。即，在半导体部6中，以比在半导体基板1中用于具有一导电型而掺杂的掺杂剂元素的浓度高的浓度存在有掺杂剂元素。在半导体基板1具有p型的情况下，半导体部6例如能够通过向第二面1S扩散硼或铝等掺杂剂元素而形成。此时，半导体部6含有的掺杂剂元素的浓度设为1×10¹⁸～5×10²¹atom/cm³左右即可。由此，半导体部6具有含有比半导体基板1的p型导电型高浓度的掺杂剂的p⁺型导电型，与后述的集电部5b之间形成良好的欧姆接触。

例如在俯视半导体基板1的第二面1S的情况下，半导体部6可以形成于第二面1S的整个区域的70%以上。由此，BSF效应提高。其结果是，太阳能电池元件10的输出特性提高。需要说明的是，半导体部6在本实施方式中不是必须的结构，只要根据需要形成即可。

减反射层7形成于半导体基板1的第一面1F侧。在本实施方式中，减反射层7形成于第一层2a上。减反射层7具有在半导体基板1的表面（第一面1F）减少入射光的反射的作用。减反射层7能够用氮化硅膜或氧化物材料膜等形成。减反射层7的厚度设定成对于入射光实现低反射的条件的值。例如，若为使用硅基板作为半导体基板1的情况，则用折射率为1.8～2.3左右的材料将减反射层7形成500～

左右的厚度即可。需要说明的是，具有减反射层7在本实施方式中不是必须的结构，只要根据需要设置即可。

第一电极4具有多个主电极部4a、多个导通部4b及多个第一输出取出部4c。如图1及图3（a）所示那样，主电极部4a形成于半导体基板1的第一面1F上，导通部4b与主电极部4a电连接且设置于贯通孔3内。如图2及图3（a）所示那样，第一输出取出部4c形成于第二面1S上，且与导通部4b连接。即，主电极部4a经由贯通半导体基板1的导通部4b与第一输出取出部4c电连接。

主电极部4a具有将在第一面1F侧生成的载流子集电的功能。导通部4b具有将在主电极部4a集电的载流子向设置于第二面1S侧的第一输出取出部4c导出的功能。第一输出取出部4c具有作为配线连接部的功能，该配线连接部与将邻接的太阳能电池元件10彼此电连接的配线连接。

导通部4b如图1所示，与形成于半导体基板1的贯通孔3对应设置。该导通部4b如图3（a）及图3（b）所示那样，设置成从半导体基板1的第一面1F侧向第二面1S侧导出。需要说明的是，在图1中，黑圆点状图示的导通部4b的形成位置与贯通孔3的形成位置对应。

在本实施方式中，多个导通部4b排列于规定的一个方向。在该太阳能电池元件10中，如图1所示那样，多个导通部4b排列成在与半导体基板1的第一面1F的基准边BS平行的方向上形成多个列（在图1中为3列）。在此，基准边BS是指在使多个太阳能电池元件10排列而形成太阳能电池模块20的情况下的设为与太阳能电池元件10的排列方向平行的边。需要说明的是，在本说明书中，平行不应该像数学定义那样严格解释。

在太阳能电池元件10中，导通部4b设置成排列成多根（在图1中为3根）直线状。并且，各列的多根导通部4b以大致均等的间隔被配置。

主电极部4a在半导体基板1的第一面1F上连接相互属于不同列的导通部4b彼此。主电极部4a为线状。在本实施方式中，线状的主电极部4a例如如图1所示那样，沿着与导通部4b的排列方向正交的方向，即与基准边BS正交的方向延伸配置。这样配置的主电极部4a连接位于与基准边BS正交的一直线上的三个导通部4b。由此，在光均等地照射于第一面1F时，能够减少由于电流在一个导通部4b集中流动而产生的电阻损失的增大。因此，能够减少太阳能电池元件的输出特性降低。

能够将主电极部4a的宽度设为50～200μm左右，将各主电极部4a的间隔设为1～3mm左右。

另外，在本实施方式中，沿着基准边BS的方向排列的导通部4b的个数与主电极部4a的根数相同。由此，能够在确保第一面1F的受光面积的同时，减少受光面电极部的电阻损失变大。

另外，第一电极4如图1所示那样，可以配置成覆盖贯通孔3。此时，可以在第一电极4设置具有比贯通孔3的直径大的直径的圆形焊盘电极部4e。若为这样的方式，则在制造过程中即使主电极部4a的形成位置从期望的位置偏离一些，也容易连接主电极部4a和导通部4b。由此，提高太阳能电池元件10的可靠性。

另外，第一电极4如图1所示那样，也可以具有连接各主电极部4a的各端部彼此的辅助电极部4f。辅助电极部4f具有电连接相邻的线状的主电极部4a彼此的功能。具体而言，第一电极4具有连接各主电极部4a的一端彼此的辅助电极部4f和连接各主电极部4a的另一端彼此的辅助电极部4f。根据这样的方式，假设即使在一部分的主电极部4a发生断线，也能够通过辅助电极部4f向其他的主电极部4a引导载流子，所以能够减少太阳能电池元件10的输出降低。

在太阳能电池元件10中，将形成于第一电极4中的作为受光面的第一面1F侧的部分设为受光面电极部时，由于该受光面电极部与作为受光面的第一面1F的面整体相比所占的比例非常小，所以实现高受光效率。并且，在第一面1F均匀地形成受光面电极部，因此能够将在第一面1F发生的载流子效率良好地集电。

进而，第一电极4如图3（b）及图4所示那样，具有在半导体基板1的第二面1S上与多个导通部4b（贯通孔3）对应的位置设置的多个第一输出取出部4c。

第一输出取出部4c在与主电极部4a的长边方向不同的方向上（在本实施方式中导通部4b的排列方向）依次排列，并且，第一输出取出部4c在该排列方向上形成具有长边方向的长尺状。在本实施方式中，一个第一输出取出部4c与多个导通部4b连接。具体而言，如图4所示那样，一个第一输出取出部4c与六个或八个导通部4b连接。

另外，第一输出取出部4c与导通部4b的排列对应，形成多个列（在图2中为三列）。以下，将多个第一输出取出部4c排列的方向，即沿着基准边BS的方向（与基准边BS平行的方向）称为排列方向。需要说明的是，该排列方向为与上述的导通部4b排列的方向相同的方向。

第二电极5具有与第一电极4不同的极性，并且，第二电极5以与第一电极4电绝缘的方式配置。这样的第二电极5如图2及图4所示那样，具有第二输出取出部5a及集电部5b。

第二输出取出部5a设置于第二面1S。集电部5b在俯视第二面1S的情况下以夹持第一输出取出部4c的方式位于两侧。

集电部5b将在第二面1S侧生成的载流子集电。集电部5b形成于设置在半导体基板1的第二面1S的半导体部6上，该集电部5b设置于除去第一输出取出部4c及其周边部分以及形成第二输出取出部5a的区域的一部分的第二面1S的大致整个面。换言之，集电部5b在俯视第二面1S的情况下以将第一输出取出部4c夹入的方式形成对。

在此，“大致整个面”是指在俯视半导体基板1的第二面1S下的第二面1S的整个区域的70%以上的面。通过将集电部5b设置于第二面1S中的形成第一电极4的区域以外的大致整个面，能够缩短在集电部5b集电的载流子的移动距离。因此，能够使从第二输出取出部5a取出的载流子的量增加，其结果是，提高太阳能电池元件10的输出特性。

第二输出取出部5a具有作为与将邻接的太阳能电池元件10彼此电连接的配线连接的配线连接部的功能。另外，第二输出取出部5a形成为其至少一部分与集电部5b重合即可。由此，能够将在第一集电部5b集电的载流子向外部输出。需要说明的是，第二输出取出部5a如图3（a）所示那样，可以配置于第二面1S中的没有形成集电部5b的区域。

另外，第二输出取出部5a与多个第一输出取出部4c的每个第一输出取出部4c平行排列。另外，第二输出取出部5a形成与第一输出取出部4c同样在排列方向上具有长边方向的长尺状。需要说明的是，在本实施方式中，第一输出取出部4c及第二输出取出部5a沿着第一输出取出部4c或第二输出取出部5a的排列方向形成多个，但也可以以一根的方式形成带状。

需要说明的是，第一输出取出部4c和第二输出取出部5a的沿基准边BS方向的长度可以不同，也可以相同。

集电部5b例如能够用铝形成。第二输出取出部5a例如能够用银形成。

另外，在本实施方式中，如图3（a）、图4所示那样，第一输出取出部4c具有与导通部4b连接的导通区域4c1（重合部分）和与该导通区域4c1连接的取出区域4c2。

导通区域4c1设置成覆盖多个导通部4b的一部分。导通区域4c1在半导体基板1的第二面1S上位于多个导通部4b（贯通孔3）的正下方。该导通区域4c1形成在导通部4b的排列方向（沿基准边BS的方向）具有长边方向的长尺状。即，导通区域4c1沿着导通部4b的排列方向设置。另外，该导通区域4c1的短边方向的尺寸与导通部4b的直径大致相等即可。另外，上述尺寸考虑位置偏离等，可以设为比导通部4b的直径稍微大一些。在本实施方式中，一个导通区域4c1与多个导通部4b连接，这样的导通区域4c1沿着导通部4b的排列方向排列多个。具体而言，如图4所示那样，导通区域4c1与六个导通部4b连接。

需要说明的是，导通区域4c1只要与导通部4b电连接即可，所以只要设为覆盖导通部4b的一部分的形状即可。

取出区域4c2在第二面1S上与各导通区域4c1邻接且与各导通区域4c1连接。取出区域4c2配置于导通区域4c1和集电部5b之间。取出区域4c2与导通区域4c1同样形成具有沿导通部4b的排列方向的长边方向的长尺状。这样的取出区域4c2如图4所示那样，排列成沿着导通部4b的排列方向与导通区域4c1连接。

导通区域4c1及取出区域4c2与排列的导通部4b的列数对应，形成多个列（在图2中为三列）。

并且，在本实施方式中，如图4所示那样，在导通部4b的排列方向上，取出区域4c2的长度比导通区域4c1的长度短。并且，如图4所示那样，半导体部6在第一输出取出部4c的排列方向上具有位于相邻的取出区域4c2之间的扩张部6a。

需要说明的是，如上述那样，在本实施方式中，第一输出取出部4c具有突出的部分（取出区域4c2），但可以不设置这样的突出的部分。

在本实施方式中，第二层2b具有与第一层2a相比较高的方块电阻，所以能够使第二层2b和第二电极5的距离接近而增大第二电极5的区域。其结果是，能够使从第二电极5取出的载流子的量增加，因此实现提高太阳能电池元件10的输出特性。另外，即使在大量生产过程中产生电极形成位置的偏离等也能够减少漏电流不良等的不良率。

第一层2a的方块电阻例如设为40～100Ω/□，第二层2b的方块电阻例如设为100～600Ω/□即可。需要说明的是，反向导电型层2的各层的方块电阻例如能够使用四探针法测定。更加具体而言，反向导电型层2各层的方块电阻例如从将测量探针接触10点而测定的值的平均值算出。

另外，第二层2b的掺杂剂浓度的最大值可以设为比第一层2a的掺杂剂浓度的最大值小。由此，也能够减少漏电流的产生且使第二层2b与第二电极5的距离小。因此，能够进一步提高上述输出特性。

另外，第二层2b的掺杂剂浓度的最大值比第一层2a的掺杂剂浓度的最大值小，例如，第一层2a的掺杂剂浓度的最大值设定为8×10²⁰atom/cm³左右，第二层2b的掺杂剂浓度的最大值设定为8×10¹⁹atom/cm³以下，需要说明的是，各层的掺杂浓度例如能够使用次级离子质谱法（SIMS）测定。更加具体而言，反向导电型层2的各层的掺杂剂浓度从使用SIMS（ULVAC-PHI制Model6650）装置对各层的任意的合计五点测定的各掺杂剂浓度的最大值的平均值算出。

第二层2b和第二电极5的距离设定为0.3～0.6mm。此时，第二层2b和第二电极5之间可以不设pn分离区域。另一方面，可以在第二层2b和第二电极5之间及半导体基板1的第二面1S的周缘部设置pn分离区域。在这样的pn分离区域中，存在半导体基板1的一导电型的区域。

另外，第三层2c的方块电阻与第一层2a的方块电阻大致相等或比其低即可。由此，能够进一步减少表面电阻的增大。如此，第二层2b可以具有比第三层2c大的方块电阻。

另外，第二层2b的掺杂剂浓度可以形成为随着离开贯通孔3、第三层2c而变小。由此，能够在贯通孔3附近减少载流子的电阻损失且在远离与第二电极5邻接的贯通孔3的区域减少漏电流的产生。

此时，如图3（a）所示那样，关于第二层2b的掺杂剂浓度的最大值，第二层2b的端部的掺杂剂浓度可以为第三层2c的附近（贯通孔3的轮廓附近）的掺杂剂浓度的90%左右。例如，第二层2b的端部的掺杂剂浓度可以设为7×10¹⁹atom/cm³左右，第三层2c的附近（贯通孔3的轮廓附近）的掺杂剂浓度可以设为8×10¹⁹atom/cm³左右。

《太阳能电池模块》

太阳能电池元件10能够单独使用，但也能够作为构成太阳能电池模块的要素而使用。即，太阳能电池元件10能够配置成具有相同结构的多个太阳能电池元件10相互邻接，进而将相互进行串联而构成模块。

本发明的一实施方式涉及的太阳能电池模块20具有相互邻接排列的实施方式涉及的多个太阳能电池元件10及将相邻的太阳能电池元件10之间电连接的配线件15。

太阳能电池模块20如图5（a）所示，还具有透光性部件11、表面填充件12、背面填充件13及背面保护件14。

透光性部件11配置于太阳能电池元件10的第一面1F侧且具有保护第一面1F的功能，例如由玻璃等构成。

表面填充件12配置于太阳能电池元件10的第一面1F和透光性部件11之间且具有密封太阳能电池元件10的功能，例如，由透明的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等构成。

背面填充件13配置于太阳能电池元件10的第二面1S侧且具有密封太阳能电池元件10的功能，例如，由透明或白色的EVA等构成。

背面保护件14具有保护太阳能电池元件10的第二面1S侧的功能，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚氟乙烯树脂（PVF）等的单层或层叠构造形成。

多个太阳能电池元件10如图5（b）所示那样，用具有作为连接部件的功能的配线件15将相邻的太阳能电池元件10彼此相互串联而成。

配线件15具有基体片及形成于基体片上的配线。配线具有与第一电极4（第一输出取出部4c）连接的第一配线。进而，配线具有与第二电极5（第二输出取出部5a）连接的第二配线。进而，配线包括用于对第一配线和第二配线进行连接的第三配线，该第一配线与相邻的一个太阳能电池元件10连接，该第二配线与另一个太阳能电池元件10连接。

第一配线及第二配线分别逐个交替地隔开规定的间隔而配置。

另外，可以在配线上形成绝缘片，在各配线和各电极连接的部分设置开口部。

作为基体片及绝缘片的材质，例如能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）或聚氟乙烯树脂（PVF）。也可以使用聚酰亚胺（PI）、聚酰胺酰亚胺（PAI）、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚醚砜（PES）等耐热性优异的树脂。需要说明的是，基体片及绝缘片可以为单层结构也可以为多层结构。

作为配线的材质，只要为具有导电性的材质即可。作为这样的材质，例如能够使用铜、铝及银等金属。

使用焊锡膏剂或导电性粘接剂使配线件15与第一输出取出部4c和第二输出取出部5a连接。需要说明的是，可以不具备基体片。

背面保护件14能够使用白色等反射率高的材质的构件。由此，照射于太阳能电池元件10之间的光在背面保护件14漫反射后照射于太阳能电池元件10。其结果是，能够更加增大太阳能电池元件10的受光量。作为背面保护件14的材料，例如能够使用白色的PET等。

《太阳能电池元件的制造方法》

接下来，对本发明的实施方式涉及的太阳能电池元件的制造方法进行说明。具体而言，对太阳能电池元件10的制造方法进行说明。

〈半导体基板的准备工序〉

首先准备呈现p型导电型的半导体基板1。

若为将单晶硅基板作为半导体基板1使用的情况，则能够通过将单晶硅铸块切成规定的厚度而得到半导体基板1。单晶硅铸块能够使用FZ或CZ法等公知的制法制作的单晶硅铸块。另外，若为将多晶硅基板作为半导体基板1使用的情况，则能够通过将多晶硅铸块切成规定的厚度而得到半导体基板1。多晶硅铸块能够使用浇铸法或铸模内凝固法等公知的制法制作的多晶硅铸块。

在以下，以使用作为掺杂剂元素将掺杂B（硼）或Ga（镓）以1×10¹⁵～1×10¹⁷atoms/cm³左右进行了掺杂的晶体硅基板的情况为例进行说明。即，半导体基板1具有p型导电型。

需要说明的是，除去伴随着切割（切成片，slice）的半导体基板1的表层部的机械性损伤层或污染层。例如，将切割后的半导体基板1的表面及背面的表层部用NaOH或KOH、或者氟酸和硝酸的混合液等分别蚀刻10～20μm左右，之后，用纯水等清洗即可。由此，除去有机成分或金属成分。

〈贯通孔的形成工序〉

接下来，在半导体基板1的第一面1F和第二面1S之间形成贯通孔3。

贯通孔3能够使用机械式钻头、水射流或激光加工设备等形成。需要说明的是，贯通孔3的形成以成为受光面的第一面1F不受损伤的方式从半导体基板1的第二面1S侧朝向第一面1F侧进行加工。但是，若由于加工对半导体基板1所造成的损伤少，则也可以从第一面1F侧朝向第二面1S侧进行加工。

〈绒面结构的形成工序〉

接下来，在形成有贯通孔3的半导体基板1的受光面侧形成具有细微的突起（凸部）1b的绒面结构1a。

作为绒面结构1a的形成方法，能够采用基于NaOH或KOH等碱性水溶液的湿式蚀刻法。作为绒面结构1a的其他的形成方法，能够采用使用具有将半导体基板1的材料进行蚀刻的性质的蚀刻气体的干式蚀刻法。

〈反向导电型层的形成工序〉

接下来，形成反向导电型层2。即，在半导体基板1的第一面1F上形成第一层2a，在第二面1S上形成第二层2b，在贯通孔3的内表面上形成第三层2c。

在将呈现p型导电层的晶体硅基板作为半导体基板1使用的情况下，反向导电型层2呈现n型。作为用于形成反向导电型层2的n型化掺杂剂元素，能够使用P（磷）。

在本实施方式中，反向导电型层2具有n型。因此，作为用于形成反向导电型层2的n型化掺杂剂元素，例如能够使用P（磷）。

反向导电型层2例如能够使用以下的方法形成。

作为第一种方法，具有在半导体基板1的第一面1F和贯通孔3内涂覆形成膏剂状态的P₂O₅，且使其热扩散的涂覆热扩散法。在使其扩散时，通过使从膏剂蒸发的掺杂剂向第二面1S扩散，能够形成具有比第一层2a高的方块电阻的第二层2b。

作为第二种方法，具有将形成气体状态的POCI₃（三氯氧化磷）作为扩散源而扩散于形成对象部位的气相热扩散法。若使用气相热扩散法，则在反向导电型层2的两个主面的形成对象部位和贯通孔3的内表面能够用同一工序形成反向导电型层2。因此，通过在第二面1S中形成具有较薄的厚度的扩散减少层而减少掺杂剂的扩散量，能够形成与比第一层2a相比方块电阻高的第二层2b。另外，通过蚀刻第二面1S的表面，能够形成第二层2b。

另外，在气相热扩散法的情况下可以为以下的方法，首先，准备具有保持多个半导体基板1的槽的容器。接着，在容器槽中将2个半导体基板1各自的第二面1S彼此对置的方式重叠插入。接着，使POCI₃扩散。此时，半导体基板1之间的间隔窄，所以与第一面1F相比第二面1S的掺杂剂的扩散量减少。由此，能够形成与第一层2a相比方块电阻高的第二层2b。另外，通过使用该方法，能够在半导体基板1设置贯通孔3，因此，能够使在第二面1S的贯通孔3的附近的掺杂剂的扩散量多，从而能够形成使第二面1S的掺杂剂浓度随着离开贯通孔3（第三层3c）而变低。

需要说明的是，在反向导电型层2的形成后如后述那样用铝膏剂形成半导体部6的情况下，能够使作为p型掺杂剂元素的铝以充分的浓度扩散至充分的深度而形成半导体部6。因此，在该情况下，能够忽视已经形成的较浅的扩散区域的存在。即，在该情况下，存在于半导体层6的形成对象部位的反向导电型层2并不需要除去。

另外，可以用激光照射等公知的方法对形成第一电极4的区域的周围或半导体基板1的第二面1S的周缘部进行pn分离。

〈减反射层的形成工序〉

接下来，在第一层2a上形成减反射层7。作为减反射层7的形成方法，能够使用PECVD法、蒸镀法或溅射法等。例如，若为用PECVD法形成由SiNx膜构成的减反射层7的情况，则通过将反应室内设为500℃左右，并且用辉光放电分解使用氮（N₂）稀释的硅烷（Si₃H₄）和氨气（NH₃）的混合气体离子化且使其沉积而形成减反射层7。另外，在第三层2c上也可以形成减反射层7。

〈半导体层的形成工序〉

接下来，在半导体基板1的第二面1S上形成半导体层6。在将硼作为掺杂剂元素的情况下，用将BBr₃（三溴化硼）作为扩散源的热扩散法能够在800～1100℃左右的温度形成。在该情况下，可以在形成半导体层6之前，在形成半导体层6的对象部位以外的区域上，例如在已经形成的反向导电型层2等上形成由氧化膜等构成的扩散防止层，且在形成半导体层6后除去该层。

另外，在将铝作为掺杂剂元素使用的情况下，通过将由铝粉末和有机载体等构成的铝膏剂用印刷法涂覆于半导体基板1的第二面1S后，且用700～850℃左右的温度进行热处理（烧成，煅烧）即可。由此，通过使铝向半导体基板1进行扩散而形成半导体部6。在该情况下，能够仅在作为铝膏剂的印刷面的第二面1S上形成作为期望的扩散区域的半导体部6。并且，也能够将烧成后形成于第二面1S上的由铝构成的层不除去而就那样地作为集电部5b使用。

〈电极的形成方法〉

接下来，形成第一电极4的受光面电极部（主电极部4a、焊盘电极部4e）和导通部4b。

受光面电极部和导通部4b例如使用涂覆法形成。具体而言，通过在半导体基板1的第一面1F上将导电性膏剂涂覆成图1所示的受光面电极部的形成图案而形成涂覆膜。通过将形成的涂覆膜以最高温度500～850℃烧成数十秒～数十分钟左右，能够形成受光面电极部和导通部4b。在此使用的导电性膏剂例如能够使用相对于由银等构成的金属粉末100质量份而分别添加有机载体10～30质量份和玻璃粉0.1～10质量份的导电性膏剂。

需要说明的是，在该情况下，通过涂覆导电性膏剂时也将该导电性膏剂填充于贯通孔3，在与形成受光面电极部的工序同一工序中也能够形成导通部4b。但是，在将导电性膏剂涂覆于第一面1F时可以不必充分地将导电性膏剂填充于贯通孔3。这是因为如后述那样在形成第一输出取出部4c时，从第二面1S侧涂覆导电性膏剂，此时导电性膏剂也再度被填充于贯通孔3后才进行烧成。

需要说明的是，在涂覆导电性膏剂后，在烧成之前，也可以用规定的温度使涂覆膜中的溶剂蒸腾而干燥该涂覆膜。另外，也可以分别涂覆·烧成而形成受光面电极部（包括主电极部4a）和导通部4b。具体而言，也可以事先只在贯通孔3填充并干燥导电性膏剂，之后与上述的情况同样地将导电性膏剂涂覆成图1所示的受光面电极部（包括主电极部4a）的图案后进行烧成等。

另外，在形成受光面电极部（包括主电极部4a）之前形成减反射层7的情况下，例如只要在减反射层7的图案化形成受光面电极部即可。另外，受光面电极部可以在减反射层7的形成后用烧透（fire through）法形成即可。

另一方面，也可以在形成受光面电极部后形成减反射层7。在该情况下，受光面电极部的形成条件变得缓和。若为这样的工序，则例如即使不在800℃左右的高温进行烧成，也能够形成受光面电极部。其结果是，能够减少由于热量对半导体基板1产生的损伤。

接着，在半导体基板1的第二面1S上形成集电部5b。关于第一集电部5b，也能够使用涂覆法形成。首先，通过在半导体基板1的第二面1S上将导电性膏剂涂覆成图2所示的集电部5b的图案而形成涂覆膜。并且，通过将形成的涂覆膜以最高温度500～850℃烧成数十秒～数十分钟左右，能够形成集电部5b。在此，作为使用的导电性膏剂，例如能够使用相对于由铝或银等构成的金属粉末100质量份而分别添加有机载体10～30质量份和玻璃粉0.1～5质量份的导电性膏剂。需要说明的是，在将铝膏剂使用于导电性膏剂的情况下，能够在同一工序形成半导体部6和第一集电部5b。

进而，在半导体基板1的第二面1S上形成第一输出取出部4c及第二输出取出部5a。第一输出取出部4c及第二输出取出部5a例如能够使用涂覆法在一个工序形成。首先，在半导体基板1的第二面1S上将导电性膏剂涂覆成图2、图4所示的图案而形成涂覆膜。接着，能够通过将形成的涂覆膜以最高温度500～850℃烧成数十秒～数十分钟左右而形成。作为在此使用的导电性膏剂，例如能够使用相对于由银等构成的金属粉末100质量份而添加有机载体10～30质量份和玻璃粉0.1～5质量份的导电性膏剂。

需要说明的是，第一输出取出部4c及第二输出取出部5a可以在单独的工序形成，也可以使用相互不同组成的导电性膏剂形成。另外，在使用铝膏剂在一个工序形成半导体部6和集电部5b的情况下，可以将第二输出取出部5a的一部分形成于第二层2b上。

本实施方式涉及的太阳能电池元件10能够用以下的程序制作。

《太阳能电池模块的制造方法》

接下来，对使用上述那样形成的太阳能电池元件10制造太阳能电池模块20的方法进行说明。

首先，通过事先在基体片设置成为配线的金属部件后除去规定区域的金属部件而形成第一配线、第二配线及第三配线。接着，在基体片上设置具有开口部的绝缘片而制作配线件15。

接着，在配线件15上涂敷焊锡膏剂或导电性膏剂且在其上配置太阳能电池元件10。在该状态下，通过加热配线件15和太阳能电池元件10的连接部分，使配线件15和第一输出取出部4c及第二输出取出部5a连接。另外，根据需要可以用连接件连接各太阳能电池元件10串。

需要说明的是，作为导电性粘接剂，例如使用银、镍或碳等导电性充填剂即可。另外，导电性粘接剂所含的粘结剂例如为环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂及聚氨酯树脂等即可。

接着，在透光性部件11上将表面填充件12、用配线件15相互连接的多个太阳能电池元件10、背面填充件13及背面保护件14依次层叠而制作模块基体。接着，通过在层压机中将该模块基体加热且施加压力，一体化模块基体的构成部件。

并且，如图5（a）所示那样，用输出取出配线18连接串联的多个太阳能电池元件10中的最初的太阳能电池元件10及最后的太阳能电池元件10的电极的一端和向外部取出输出的端子箱17。通过上述的程序，制作太阳能电池模块20。需要说明的是，如图5（b）所示那样，可以在太阳能电池模块20的外周设置铝等框架16。

这样的太阳能电池模块20具有上述的太阳能电池元件10，因此输出特性优异。

以上，在本发明的实施方式中，例示说明了具体的方式，但本发明不限定于以上的实施方式。

例如，在太阳能电池元件10中，可以在第二面1S侧具有钝化膜。钝化膜为具有在半导体基板1的第二面1S减少载流子的复合的功能。作为钝化膜，能够使用氮化硅（Si₃N₄）、非晶硅氮化膜（a-SiN_X）等硅系氮化膜、氧化铝（Al₂O₃）、氧化钛（TiO₂）等。钝化膜的厚度形成为100～

左右即可。

另外，在本实施方式中，例示了半导体基板1具有多个贯通孔的方式，例如也可以使用不具有卷包式太阳能电池那样的贯通孔的半导体基板1。

在卷包式太阳能电池元件中，相当于第二导电型的半导体层的反向导电型层2在具有位于第一面1F上的第一层2a及经由半导体基板1的侧面与第一层2a连续且位于第二面1S上的第二层2b的方面与上述的太阳能电池元件10不同。与这样的反向导电型层2对应，第一电极4成为具有位于第一层2a上的主电极部4a及位于经由半导体基板1的侧面且与主电极部4a电连接的第二层2b上的第一输出取出部4c的构造。

如此，在卷包式太阳能电池元件中，位于半导体基板1的受光面侧的反向导电型层2及第一电极4经由半导体基板1的侧面导出于半导体基板1的背面侧。由此，实现背接触结构。并且，即使在这样的方式下，若第一层2a的方块电阻和第二层2b的方块电阻具有上述的关系，则与太阳能电池元件10同样，能够使输出特性提高。因此，即使为具备形成这样方式的太阳能电池元件的太阳能电池模块，也能够与太阳能电池模块同样使输出特性提高。

附图标记说明

1－半导体基板

2－反向导电型层

2a－第一层

2b－第二层

2c－第三层

3－贯通孔

4－第一电极

5－第二电极

6－半导体层

10－太阳能电池元件

Claims

1.一种太阳能电池元件，具备：

第一导电型的半导体基板，其具有第一面及该第一面的背面的第二面；

第二导电型的半导体层，其具有位于所述第一面上的第一层及贯通所述半导体基板或经由所述半导体基板的侧面而与所述第一层连续且位于所述第二面上的第二层；

第一电极，其具有位于所述第一层上的主电极部及贯通所述半导体基板或经由所述半导体基板的侧面而与所述主电极部电连接且位于所述第二层上的第一输出取出部；

第二电极，其位于所述第二面中的未配置所述第二层的部分，

所述第二层的方块电阻比所述第一层的方块电阻大。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，

所述半导体基板具有自所述第一面至所述第二面设置的贯通孔，

所述半导体层还具备位于所属贯通孔的内部的第三层，

所述第二层的方块电阻比所述第三层的方块电阻大。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，

所述第一层及所述第二层含有掺杂剂，

所述第二层的掺杂剂浓度的最大值比所述第一层的掺杂剂浓度的最大值小。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池元件，其中，

所述半导体基板具有设置于所述第一面及所述第二面之间的贯通孔，

所述半导体层还具备位于所述贯通孔的内部的第三层，

所述第二层的方块电阻比所述第三层的方块电阻大。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池元件，其中，

所述第二层的掺杂剂浓度随着离开所述贯通孔而降低。

6.根据权利要求3～5的任一项所述的太阳能电池元件，其中，

还具备形成于所述第二面上的、含有与所述半导体基板相比高浓度的掺杂剂的所述第一导电型的半导体部，

在该半导体部上形成所述第二电极。

7.一种太阳能电池模块，具备：

权利要求1～6的任一项所述的太阳能电池元件。