CN109155342A - 太阳能电池及其制造方法、以及太阳能电池面板 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的太阳能电池具备：导电型晶体硅基板(11)；和第一导电型硅系层(12)及第二导电型硅系层(13)，它们配置在导电型晶体硅基板(11)的一个主面上，第一导电型硅系层(12)与第二导电型硅系层(13)电绝缘，第二导电型硅系层(13)包括第一部分(13a)和第二部分(13b)，第一部分(13a)隔着第一本征硅系层(14)及第一导电型硅系层(12)而与导电型晶体硅基板(11)对置，第二部分(13b)隔着第二本征硅系层(15)而与导电型晶体硅基板(11)对置，第一本征硅系层(14)的厚度比第二本征硅系层(15)的厚度厚。

Description

太阳能电池及其制造方法、以及太阳能电池面板
技术领域
本发明涉及改善了开路电压及曲率因子的太阳能电池及其制造方法、以及具备该太阳能电池的太阳能电池面板。
背景技术
使用晶体硅基板的晶体硅系太阳能电池的光电转换效率高，已经作为太阳光发电系统被广泛实用化。进而，为了输出高效的电流，被实用化的大多晶体硅系太阳能电池是为了高效的电流的输出而在接受太阳光的受光面侧及与受光面侧相反面侧的背面侧分别形成有电极的双面电极型太阳能电池。更加具体地，双面电极型太阳能电池在晶体硅基板的两面分别具备PN极，从受光面接收太阳光，在内部生成电子空穴对，通过双面的电极而输出电流。
但是，在该双面电极型太阳能电池中，为了高效地输出电流，在受光面侧也形成有电极，因此存在受光面侧的电极遮挡太阳光，而使光电转换效率下降的问题。因此，提出了一种背面电极型太阳能电池，在晶体硅基板的背面侧形成p型半导体层及n型半导体层，在上述半导体层之上形成电极。在该背面电极型太阳能电池中，因为不需要在受光面侧形成电极，所以能够提高太阳光的接受率，实现更高的光电转换效率。
然而，在背面电极型太阳能电池中，需要在晶体硅基板的背面侧形成p型半导体层及n型半导体层。因此，如何在晶体硅基板的背面侧形成p型半导体层及n型半导体层成为一个问题。
例如，在专利文献1中，在半导体基板之上依次成膜本征半导体层、第一导电型半导体层、及绝缘层之后，通过蚀刻将绝缘层的一部分去除，并将剩下的绝缘层作为掩模，通过蚀刻将第一导电型半导体层和本征半导体层去除，使晶体硅基板的一部分露出(专利文献1的图4～图7)。
专利文献1：日本特开2012-28718号公报
但是，如专利文献1所记载的那样，发现了在半导体基板之上，成膜p型硅系层作为第一导电型半导体层，在其之上形成氧化硅层作为绝缘层，在通过蚀刻对p型硅系层进行图案化时，p型硅系层的图案化精度未必高，p型硅系层通过图案化被广泛去除，半导体基板超过预定区域地露出，导致太阳能电池的开路电压及曲率因子降低。另外，在上述方法中，也发现了当在绝缘层存在针孔的情况下，无法在中途将该针孔去除，因此通过经由该针孔的漏电电流，使太阳能电池的曲率因子降低。
发明内容
本发明解决上述问题，提供改善了开路电压及曲率因子的太阳能电池及其制造方法、以及具备该太阳能电池的太阳能电池面板。
本发明的太阳能电池包括：导电型晶体硅基板；和第一导电型硅系层及第二导电型硅系层，它们配置在上述导电型晶体硅基板的一个主面上，其特征在于，其中，上述第一导电型硅系层与上述第二导电型硅系层电绝缘，上述第二导电型硅系层包括第一部分和第二部分，上述第二导电型硅系层的第一部分隔着第一本征硅系层及上述第一导电型硅系层而与上述导电型晶体硅基板对置，上述第二导电型硅系层的第二部分隔着第二本征硅系层而与上述导电型晶体硅基板对置，上述第一本征硅系层的厚度比上述第二本征硅系层的厚度厚。
本发明的太阳能电池面板的特征在于，包括多个上述本发明的太阳能电池。
本发明的太阳能电池的制造方法的特征在于，包括：第一工序，在该第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上成膜第一导电型硅系层；第二工序，在该第二工序中，在成膜后的上述第一导电型硅系层之上成膜本征硅系层A；第三工序，在第该三工序中，在成膜后的上述本征硅系层A之上成膜抗蚀膜；第四工序，在该第四工序中，将成膜后的上述抗蚀膜的一部分去除；以及第五工序，在该第五工序中，将剩下的上述抗蚀膜作为掩模，对上述本征硅系层A及上述第一导电型硅系层进行图案化。
根据本发明，能够提供改善了开路电压及曲率因子的太阳能电池及太阳能电池面板。
附图说明
图1是表示太阳能电池单元的一个例子的示意俯视图。
图2是图1的I-I线的主要部分示意剖视图。
图3(图3的A～图3的I)是表示太阳能电池的制造工序的一个例子的主要部分示意剖视图。
具体实施方式
(太阳能电池及太阳能电池面板的实施方式)
首先，对本发明的太阳能电池的实施方式进行说明。本实施方式的太阳能电池具备导电型晶体硅基板；和第一导电型硅系层及第二导电型硅系层，它们配置在上述导电型晶体硅基板的一个主面上。并且，上述第一导电型硅系层与上述第二导电型硅系层电绝缘，上述第二导电型硅系层包括第一部分和第二部分，上述第二导电型硅系层的第一部分隔着第一本征硅系层及上述第一导电型硅系层而与上述导电型晶体硅基板对置，上述第二导电型硅系层的第二部分隔着第二本征硅系层而与上述导电型晶体硅基板对置，上述第一本征硅系层的厚度设定为比上述第二本征硅系层的厚度厚。
本实施方式的太阳能电池由于上述第一本征硅系层的厚度比上述第二本征硅系层的厚度厚，因此如在后述的本发明的太阳能电池的制造方法的实施方式的说明中详细叙述的那样，第一导电型硅系层的图案化的精度提高，与现有的背面电极型太阳能电池相比，能够改善开路电压及曲率因子。
另外，本实施方式的太阳能电池优选在上述第一本征硅系层与上述第一导电型硅系层之间具备绝缘层。由此，能够提高第一导电型硅系层与第二导电型硅系层之间的绝缘性。进一步，上述第一本征硅系层优选由与上述绝缘层接触的第一本征硅系下层、以及与上述第二导电型硅系层接触的第一本征硅系上层构成。由此，即使当在上述绝缘层存在针孔的情况下，也能够在太阳能电池的制造工序中使上述第一本征硅系下层填埋该针孔，从而能够抑制由经由针孔的漏电电流引起的太阳能电池的曲率因子的降低。
在本实施方式的太阳能电池中，优选将上述第一导电型硅系层设为第一导电型非晶硅层，将上述第二导电型硅系层设为第二导电型非晶硅层。由此，能够抑制上述第一导电型硅系层及上述第二导电型硅系层与其他层或者基板的接合面的裂纹的产生，从而能够提高太阳能电池的光电转换效率。
在本实施方式的太阳能电池中，优选将上述第一本征硅系层设为第一本征非晶硅层，将上述第二本征硅系层设为第二本征非晶硅层。由此，利用通常的半导体的制造方法，能够制造太阳能电池。
作为上述导电型晶体硅基板，能够使用导电型单晶硅基板或者导电型多晶硅基板，若使用导电型单晶硅基板，则能够实现更高的光电转换效率，若使用导电型多晶硅基板，则能够更低价地制造太阳能电池。
优选在上述第一导电型硅系层与上述导电型晶体硅基板之间具备第三本征硅系层。通常，对于上述导电型晶体硅基板的表面而言，为了降低在其表面的太阳光的反射率，而具有纹理构造，但通过在上述第一导电型硅系层与上述导电型晶体硅基板之间设置第三本征硅系层，从而上述第一导电型硅系层与上述导电型晶体硅基板的接合变得牢固。
另外，优选上述第三本征硅系层是第三本征非晶硅层。由此，能够利用通常的半导体的制造方法来制造太阳能电池。
本实施方式的太阳能电池具备连接于上述第一导电型硅系层的第一电极、和连接于上述第二导电型硅系层的第二电极，由此能够从太阳能电池输出电流。另外，上述第一电极能够由与上述第一导电型硅系层接触的第一下层电极、和配置在上述第一下层电极之上的第一上层电极形成，上述第二电极能够由与上述第二导电型硅系层接触的第二下层电极、和配置在上述第二下层电极之上的第二上层电极形成。
接着，对本发明的太阳能电池面板的实施方式进行说明。本实施方式的太阳能电池面板具备多个上述实施方式的太阳能电池。即，本实施方式的太阳能电池面板是具备多个太阳能电池单体单元的组合电池，太阳能电池单体单元具备导电型晶体硅基板、和配置在上述导电型晶体硅基板的一个主面上的第一导电型硅系层及第二导电型硅系层。通过成为上述组合电池，能够增大太阳光的受光面积，提高太阳光的接受率。另外，通过成为上述组合电池，能够与发电规模相应地自由变更太阳能电池面板的大小，从而能够高效地利用太阳能电池的设置空间。
接下来，基于附图对本实施方式的太阳能电池单元进行说明。图1是表示本实施方式的太阳能电池单元的一个例子的示意俯视图，图2是图1的I-I线的主要部分示意剖视图。
在图1和图2中，本实施方式的太阳能电池单元10具备导电型晶体硅基板11、和配置在导电型晶体硅基板11的一个主面(背面)上的第一导电型硅系层12及第二导电型硅系层13。第一导电型硅系层12与第二导电型硅系层13电绝缘。
另外，第二导电型硅系层13具备第一部分13a和第二部分13b，第一部分13a隔着第一本征硅系层14、绝缘层16、第一导电型硅系层12及第三本征硅系层17而与导电型晶体硅基板11对置，第二部分13b隔着第二本征硅系层15而与导电型晶体硅基板11对置。进一步，第一本征硅系层14由与绝缘层16接触的第一本征硅系下层14a以及与第二导电型硅系层13接触的第一本征硅系上层14b构成，第一本征硅系层14的厚度形成为比第二本征硅系层15的厚度厚。
另外，太阳能电池单元10具备连接于第一导电型硅系层12的第一电极18、和连接于第二导电型硅系层13的第二电极19。另外，第一电极18由与第一导电型硅系层12接触的第一下层电极18a、和配置在第一下层电极18a之上的第一上层电极18b构成，第二电极19由与第二导电型硅系层13接触的第二下层电极19a、和配置在第二下层电极19a之上的第二上层电极19b构成。
另外，太阳能电池单元10在导电型晶体硅基板11的另一主面(受光面)上具备第四本征硅系层21和保护层22。太阳能电池单元10成为从上述受光面接受太阳光20的构造。在太阳能电池单元10中，由于未在受光面侧形成电极，因此没有在受光面侧遮挡太阳光，从而光电转换效率提高。
作为导电型晶体硅基板11，能够使用n型单晶硅基板或者n型多晶硅基板。另外，第一导电型硅系层12能够由p型或n型非晶硅层形成，第二导电型硅系层13能够由与第一导电型硅系层12不同的导电型的p型或n型非晶硅层形成。另外，第一本征硅系层14、第二本征硅系层15、第三本征硅系层17及第四本征硅系层21分别能够由本征非晶硅层形成。另外，绝缘层16及保护层22能够由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者它们的层叠物形成。
(太阳能电池的制造方法的实施方式)
接下来，对本发明的太阳能电池的制造方法的实施方式进行说明。本实施方式的太阳能电池的制造方法的特征在于，具备：第一工序，在该第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上，成膜第一导电型硅系层；第二工序，在该第二工序中，在成膜后的上述第一导电型硅系层之上成膜本征硅系层A；第三工序，在该第三工序中，在成膜后的上述本征硅系层A之上成膜抗蚀膜；第四工序，在该第四工序中，将成膜后的上述抗蚀膜的一部分去除；以及第五工序，在该第五工序中，将剩下的上述抗蚀膜作为掩模，对上述本征硅系层A及上述第一导电型硅系层进行图案化。
本实施方式的太阳能电池的制造方法具备在成膜后的上述第一导电型硅系层之上成膜本征硅系层A的第二工序，因此提高了上述第一导电型硅系层的图案化的精度。由此，与现有的背面电极型太阳能电池相比，能够改善开路电压及曲率因子。即，在本实施方式的太阳能电池的制造方法中，由于在上述第二工序中，在上述第一导电型硅系层之上成膜本征硅系层A，因此在上述第四工序中通过曝光将成膜后的上述抗蚀膜的一部分去除时，上述本征硅系层A能够吸收通过了用于曝光的抗蚀膜的紫外光等，从而抑制了上述第一导电型硅系层的计划外的区域被图案化，提高了上述第一导电型硅系层的图案化的精度。
优选在上述第二工序中，在成膜后的上述第一导电型硅系层之上形成绝缘层之后，在上述绝缘层之上成膜本征硅系层A，在上述第五工序中，将剩下的上述抗蚀膜作为掩模，对上述本征硅系层A、上述绝缘层及上述第一导电型硅系层进行图案化。由此，能够提高第一导电型硅系层与第二导电型硅系层之间的绝缘性。另外，通过在上述绝缘层之上成膜本征硅系层A，由此即使当在上述绝缘层存在针孔的情况下，上述本征硅系层A也能够填埋该针孔，从而能够抑制由经由针孔的漏电电流引起的太阳能电池的曲率因子的降低。
优选在上述第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上成膜本征硅系层B之后，在上述本征硅系层B之上成膜第一导电型硅系层，在上述第五工序中，将剩下的上述抗蚀膜作为掩模，对上述本征硅系层A、上述第一导电型硅系层及上述本征硅系层B进行图案化。通常，上述导电型晶体硅基板的表面为了降低在其表面的太阳光的反射率而具有纹理构造，但通过在上述导电型晶体硅基板之上设置本征硅系层B，使得上述第一导电型硅系层与上述导电型晶体硅基板的接合变得牢固。
优选在上述第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上成膜本征硅系层B之后，在上述本征硅系层B之上成膜第一导电型硅系层，在上述第二工序中，在成膜后的上述第一导电型硅系层之上形成绝缘层之后，在上述绝缘层之上成膜本征硅系层A，在上述第五工序中，将剩下的上述抗蚀膜作为掩模，对上述本征硅系层A、上述绝缘层、上述第一导电型硅系层及上述本征硅系层B进行图案化。
接着，基于附图对本实施方式的太阳能电池的制造方法进行说明。图3是表示本实施方式的太阳能电池的制造工序的一个例子的主要部分示意剖视图。在图3中，对与图2所示的部件对应的部件标注与图2相同的附图标记。
首先，如图3的A所示，在n型晶体硅基板11的受光面侧的主面的大致整个面形成本征硅系层21，并且在n型晶体硅基板11的背面侧的主面的大致整个面形成本征硅系层17。通过形成本征硅系层17，能够期待表面钝化效果。这里，“大致整个面”是指主面的90％以上的区域。其中优选在除由于成膜时的放电异常等引起的基板端部的成膜不均、针孔等那样的极小面积区域以外的、n型晶体硅基板11的整个面，形成本征硅系层，更加优选形成在95％以上的区域，特别优选形成在100％的区域、即整个面。另外，虽然在图3的A中省略了图示，但从由陷光效果引起的光捕获效率提高的观点来看，n型晶体硅基板11的两个主面具备纹理构造。接着，以基本上覆盖本征硅系层17的方式层叠p型硅系层12。
本征硅系层21、本征硅系层17及p型硅系层12优选利用等离子体CVD法形成。在利用等离子体CVD法成膜上述硅系层的情况下，能够根据成膜条件比较容易地控制膜质，因此易于调整耐蚀刻性、折射率。
作为利用等离子体CVD法形成上述硅系层的条件，优选采用基板温度：100～300℃、压力：20～2600Pa、高频功率密度：0.004～0.8W/cm2。另外，作为用于上述硅系层的形成的原料气体，优选使用SiH4、Si2H6等含有硅的气体、或者硅系气体与H2的混合气体。
接着，如图3的B所示，在本征硅系层21之上形成保护层22，并且在p型硅系层12之上形成绝缘层16。保护层22及绝缘层16优选均由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者它们的层叠物形成。优选保护层22及绝缘层16也利用等离子体CVD法形成。
接着，优选在绝缘层16之上形成本征硅系层14a，进一步在本征硅系层14a之上形成光致抗蚀剂23。优选本征硅系层14a也利用等离子体CVD法形成。光致抗蚀剂23能够使用正型及负型的任一种，但根据材料入手的难以度及图案化精度的高低，优选使用正型光致抗蚀剂。以下，在本实施方式中，对使用正型光致抗蚀剂的情况进行说明。
接着，如图3的C所示，使用p型硅系层12的图案形成用的光掩模(未图示。)进行曝光，将光致抗蚀剂23的一部分去除，以使本征硅系层14a的一部分露出。
接下来，如图3的D所示，将光致抗蚀剂23作为掩模，对本征硅系层14a、绝缘层16、p型硅系层12及本征硅系层17的一部分进行蚀刻。作为用于蚀刻的蚀刻液，优选使用含有氢氟酸的酸系溶液。上述蚀刻液能够适当地选择适合于各层的蚀刻液来使用。
在本实施方式的太阳能电池的制造方法中，具备在绝缘层16之上形成本征硅系层14a的工序，因此例如在使用正型光致抗蚀剂的情况下，在通过曝光将光致抗蚀剂23的一部分去除时，由于本征硅系层14a吸收通过光致抗蚀剂23的紫外光等，因此能够抑制紫外光等在绝缘层16、具有纹理构造的n型晶体硅基板11反射散射，从而能够防止通过该进行反射散射的紫外光等额外将光致抗蚀剂23曝光。因此，能够以设计的图案去除光致抗蚀剂23来形成掩模，抑制了计划外的区域被蚀刻，能够以设计的图案对p型硅系层12进行蚀刻，从而提高了p型硅系层12的图案化的精度。
如上述那样，能够抑制曝光时的紫外光等的反射散射，所以能够在n型晶体硅基板11的两主面形成纹理构造，由此提高了陷光效果，进一步增加了n型晶体硅基板11的表面积，从而能够扩大电极面积，因此能够降低接触电阻，制作更高效的太阳能电池。
另外，本征硅系层14a由于作为绝缘层发挥功能，因此即使在绝缘层16存在针孔，本征硅系层14a也能够将该针孔填埋，从而能够提高绝缘性。
进一步，由于形成在绝缘层16之上的本征硅系层14a的折射率比由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等形成的绝缘层16的折射率低，因此基于与该绝缘层16的折射率差而使本征硅系层14a看起来较白，从而能够在图案化时容易地视觉确认形成有绝缘层16的区域，因此能够提高太阳能电池的制造工序的作业性。
相对于此，在现有的太阳能电池的制造方法中，没有形成本征硅系层14a的工序。因此，例如在使用正型光致抗蚀剂的情况下，在通过曝光将光致抗蚀剂的一部分去除时，通过光致抗蚀剂的紫外光等在绝缘层、具有纹理构造的n型晶体硅基板进行反射散射，由此通过该进行反射散射的紫外光等而将光致抗蚀剂以大于设计的范围曝光。因此，无法以设计的图案去除光致抗蚀剂来形成掩模，从而计划外的区域被蚀刻，导致太阳能电池的性能降低。为了解决该问题，也考虑在掩模的设计中预先设置余量，但难以控制由进行反射散射的紫外光等引起的光致抗蚀剂的曝光区域的扩大幅度，因此需要将余量取得较大，由于取得余量的部分最终成为绝缘区域，因此将无助于发电的区域扩大，这也招致太阳能电池的性能降低。
以上，在本实施方式的太阳能电池的制造方法中，具备在绝缘层16之上形成本征硅系层14a的工序。本征硅系层14a的厚度只要能够吸收上述的紫外光等则没有特别地限定，但优选在与n型晶体硅基板11垂直的方向上为5～20nm，为了最终使本征硅系层14a作为绝缘层发挥功能，更加优选为12～20nm。
接下来，如图3的E所示，将光致抗蚀剂剥离。通过以上的工序，形成p型硅系层形成区域和p型硅系层非形成区域，p型硅系层形成区域形成有p型硅系层12，p型硅系层非形成区域通过对p型硅系层进行蚀刻而使n型晶体硅基板11露出而形成。
接下来，如图3的F所示，以基本上覆盖上述p型硅系层形成区域和上述p型硅系层非形成区域的方式形成本征硅系层15，进一步以基本上覆盖本征硅系层15的方式形成n型硅系层13。优选本征硅系层15及n型硅系层13利用等离子体CVD法形成。在图3的F中，在p型硅系层形成区域形成有本征硅系层17、p型硅系层12、绝缘层16及本征硅系层14a。这里，优选在本征硅系层15及n型硅系层13的形成工序之前，进行基板的清洗，更加优选进行使用氢氟酸水溶液的清洗。
接下来，如图3的G所示，通过蚀刻将绝缘层16之上的n型硅系层13、本征硅系层15及本征硅系层14a的一部分去除，使绝缘层16的表面露出。如图3的G所示，在绝缘层16的一部分之上形成有n型硅系层13、本征硅系层14b(15)及本征硅系层14a。另外，n型硅系层13具备第一部分13a和第二部分13b，第一部分13a的一部分隔着本征硅系层14b、本征硅系层14a、绝缘层16、p型硅系层12及本征硅系层17而与n型晶体硅基板11对置，第二部分13b隔着本征硅系层15而与n型晶体硅基板11对置。
接下来，如图3的H所示，通过蚀刻将露出的区域的绝缘层16去除。最后，如图3的I所示，在p型硅系层12之上形成第一电极18，在n型硅系层13之上形成第二电极19。第一电极18由第一下层电极18a和第一上层电极18b形成，第二电极19由第二下层电极19a和第二上层电极19b形成。第一下层电极18a及第二下层电极19a的形成方法没有特别地限定，但例如能够使用溅射法等物理气相沉积法、利用有机金属化合物与氧或水之间的反应的化学气相沉积法等。另外，第一上层电极18b及第二上层电极19b的形成方法也没有特别地限定，例如能够通过印刷法等涂布导电性糊剂而形成。
通过以上的工序，完成本实施方式的背面电极型太阳能电池单元。在本实施方式的太阳能电池单元中，如图3的I所示，由本征硅系层14a与本征硅系层14b构成的层的厚度构成为比本征硅系层15的厚度厚。
实施例
以下，基于实施例详细地对本发明进行说明。但是，下述实施例并不限制本发明。
(实施例1)
如下述那样，利用图3所示的工序制作了图2所示的背面电极型太阳能电池。
首先，准备入射面方位为(100)、厚度为200μm的n型单晶硅基板11，将该基板浸渍在2质量％的氢氟酸水溶液3分钟，去除表面的氧化硅膜之后，进行两次使用超纯水的清洗。将该基板浸渍在保持为70℃的5质量％KOH/15质量％异丙醇的混合水溶液中15分钟，对基板的表面进行蚀刻，由此在基板的表面形成了纹理。之后，进行了两次使用超纯水的清洗。在该阶段，利用太平洋纳米科技公司制的原子力显微镜(AFM)，进行n型单晶硅基板的表面观察时，确认了基板的表面的蚀刻进展最快，形成有露出(111)面的金字塔型纹理。
接下来，将蚀刻后的基板导入CVD装置，在n型单晶硅基板11的受光面(第二主面)侧以10nm的膜厚成膜本征非晶硅作为本征硅系层21。本征非晶硅的成膜条件是：基板温度：150℃、压力：120Pa、SiH4/H2流量比：3/10、投入功率密度：0.011W/cm2。本实施例中的薄膜的膜厚是根据成膜速度计算出的值，成膜速度通过用椭圆光谱仪(商品名：M2000、J.A.Woollam公司制)对在玻璃基板上以相同条件成膜后的薄膜的膜厚进行测定而求出。
同样地利用CVD法，在n型单晶硅基板11的背面(第一主面)侧以8nm的膜厚成膜本征非晶硅作为本征硅系层17。接着，在本征硅系层17之上以7nm的膜厚成膜p型非晶硅作为p型硅系层12。p型非晶硅的成膜条件为基板温度：150℃、压力：60Pa、SiH4/B2H6流量比：1/3、投入功率密度：0.01W/cm2。上述所说的B2H6气体流量是通过H2将B2H6浓度稀释至5000ppm后的稀释气体的流量。
接下来，利用CVD法在本征硅系层21之上以70nm的膜厚成膜氮化硅作为受光面侧的保护层22。氮化硅的成膜条件为基板温度：140℃、压力：80Pa、SiH4/NH3流量比：1/4、投入功率密度：0.2W/cm2。接着，利用CVD法在p型硅系层12之上以260nm的膜厚成膜氧化硅作为绝缘层16，进一步，利用CVD法在绝缘层16之上以14nm的膜厚成膜本征非晶硅作为本征硅系层14a。氧化硅的成膜条件为基板温度：150℃、压力：60Pa、SiH4/CO2流量比：1/40、投入功率密度：0.04W/cm2。另外，本征非晶硅的成膜条件为基板温度：150℃、压力：60Pa、SiH4/CO2流量比：1/40、投入功率密度：0.04W/cm2。
以基本上覆盖像这样形成的本征硅系层14a的方式形成光致抗蚀剂23，利用光掩模通过紫外光对光致抗蚀剂23的一部分进行曝光，利用KOH水溶液使其显影，将光致抗蚀剂23的一部分去除而使本征硅系层14a露出。
接下来，将剩下的光致抗蚀剂23作为掩模利用KOH水溶液对本征硅系层14a的一部分进行蚀刻，接着，利用HF水溶液对绝缘层16的一部分进行蚀刻，分别将它们去除。进一步，利用HF和HNO3的混合酸对p型硅系层12及本征硅系层17进行蚀刻，使n型单晶硅基板11的第一主面露出之后，使用乙醇、丙酮及异丙醇的混合有机溶剂将光致抗蚀剂23剥离而去除。
接着，用HF水溶液对通过蚀刻而被污染的基板进行清洗，并导入CVD装置，在第一主面侧以8nm的膜厚成膜本征非晶硅作为本征硅系层15。本征非晶硅的成膜条件为基板温度：150℃、压力：120Pa、SiH4/H2流量比：3/10、投入功率密度：0.011W/cm2。
接着，在本征硅系层15之上以12nm的膜厚成膜n型非晶硅作为n型硅系层13。n型非晶硅的成膜条件为基板温度：150℃、压力：60Pa、SiH4/PH3流量比：1/3、投入功率密度：0.01W/cm2。上述所说的PH3气体流量是利用H2将PH3浓度稀释至5000ppm的稀释气体的流量。
利用KOH水溶液对像这样形成的n型硅系层13、本征硅系层15及本征硅系层14a的、绝缘层16之上的一部分进行蚀刻，接着利用HF水溶液对绝缘层16进行蚀刻并去除，使p型硅系层12的表面露出。
接着，在形成有p型硅系层12和n型硅系层13的第一主面的大致整个面利用溅射法以50nm的膜厚成膜氧化铟锡(ITO、折射率：1.9)。ITO的成膜条件使用氧化铟作为靶材，将基板温度设为室温，在压力0.2Pa的氩气氛中施加0.5W/cm2的功率密度来成膜为透明导电膜。该透明导电膜的一部分通过使用盐酸的蚀刻被去除，分离成第一下层电极18a和第二下层电极19a。
最后，在第一下层电极18a和第二下层电极19a之上通过丝网印刷涂布Ag糊剂，形成第一上层电极18b和第二上层电极19b。
(比较例1)
在绝缘层16之上不成膜本征硅系层14a，除省略本征硅系层14a的蚀刻工序之外，与实施例1同样地制作了背面电极型太阳能电池。
作为像以上那样制作出的实施例1和比较例1的太阳能电池的光电转换特性，测定了开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、曲率因子(FF)及转换效率(Eff)。表1表示其结果。在表1中，用将比较例1的结果设为1.00的情况下的相对比率表示实施例1的结果。
[表1]
Voc Isc FF Eff
实施例1 1.02 1.00 1.03 1.05
比较例1 1.00 1.00 1.00 1.00
根据表1，相对于未在绝缘层16之上成膜本征硅系层14a的比较例1，对于在绝缘层16之上成膜了本征硅系层14a的实施例1而言，可知改善了Voc和FF。考虑这是因为，在实施例1中，在曝光时抑制紫外光的散射而改善了图案的扩展，并且通过绝缘层16与本征硅系层14a的层叠构造提高了图案化时的视觉确认性，改善了对准精度，并且由于通过上述层叠构造提高了绝缘效果，因此抑制了pn间的漏电电流。特别是，在比较例1中，相对于设计值的图案的扩展是15～80μm左右，而在实施例1中被大致均匀地抑制在5～10μm左右。
根据以上的实施例1与比较例1的结果，可知利用在绝缘层16之上形成本征硅系层14a的本实施方式的太阳能电池的制造方法，能够提高图案化精度防止基板的露出，并且改善了绝缘性能，改善了开路电压和曲率因子。
附图标记说明
10…太阳能电池单元；11…导电型晶体硅基板(n型晶体硅基板)；12…第一导电型硅系层(p型硅系层)；13…第二导电型硅系层(n型硅系层)；13a…第二导电型硅系层的第一部分；13b…第二导电型硅系层的第二部分；14…第一本征硅系层；14a…第一本征硅系下层(本征硅系层)；14b…第一本征硅系上层；15…第二本征硅系层(第一本征硅系上层)；16…绝缘层；17…第三本征硅系层；18…第一电极；18a…第一下层电极；18b…第一上层电极；19…第二电极；19a…第二下层电极；19b…第二上层电极；20…太阳光；21…第四本征硅系层；22…保护层；23…光致抗蚀剂。

Claims (15)

1.一种太阳能电池，包括：导电型晶体硅基板；和第一导电型硅系层及第二导电型硅系层，它们配置在所述导电型晶体硅基板的一个主面上，
其特征在于，
所述第一导电型硅系层与所述第二导电型硅系层电绝缘，
所述第二导电型硅系层包括第一部分和第二部分，
所述第二导电型硅系层的第一部分隔着第一本征硅系层及所述第一导电型硅系层而与所述导电型晶体硅基板对置，
所述第二导电型硅系层的第二部分隔着第二本征硅系层而与所述导电型晶体硅基板对置，
所述第一本征硅系层的厚度比所述第二本征硅系层的厚度厚。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，
在所述第一本征硅系层与所述第一导电型硅系层之间还包括绝缘层。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其中，
所述第一本征硅系层由第一本征硅系下层和第一本征硅系上层构成，其中，所述第一本征硅系下层与所述绝缘层接触，所述第一本征硅系上层与所述第二导电型硅系层接触。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的太阳能电池，其中，
所述第一导电型硅系层是第一导电型非晶硅层，所述第二导电型硅系层是第二导电型非晶硅层。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的太阳能电池，其中，
所述第一本征硅系层是第一本征非晶硅层，所述第二本征硅系层是第二本征非晶硅层。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的太阳能电池，其中，
所述导电型晶体硅基板是导电型单晶硅基板或导电型多晶硅基板。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的太阳能电池，其中，
在所述第一导电型硅系层与所述导电型晶体硅基板之间还包括第三本征硅系层。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，
所述第三本征硅系层是第三本征非晶硅层。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的太阳能电池，其中，
还包括第一电极和第二电极，其中，所述第一电极连接于所述第一导电型硅系层，所述第二电极连接于所述第二导电型硅系层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中，
所述第一电极由第一下层电极和第一上层电极构成，其中，所述第一下层电极与所述第一导电型硅系层接触，所述第一上层电极配置在所述第一下层电极之上，所述第二电极由第二下层电极和第二上层电极构成，其中，所述第二下层电极与所述第二导电型硅系层接触，所述第二上层电极配置在所述第二下层电极之上。
11.一种太阳能电池面板，其特征在于，
包括多个权利要求1～10中的任一项所述的太阳能电池。
12.一种太阳能电池的制造方法，其为权利要求1～10中的任一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：
第一工序，在该第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上成膜第一导电型硅系层；
第二工序，在该第二工序中，在成膜后的所述第一导电型硅系层之上成膜本征硅系层A；
第三工序，在该第三工序中，在成膜后的所述本征硅系层A之上成膜抗蚀膜；
第四工序，在该第四工序中，将成膜后的所述抗蚀膜的一部去除；以及
第五工序，在该第五工序中，将剩下的所述抗蚀膜作为掩模，对所述本征硅系层A及所述第一导电型硅系层进行图案化。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其中，
在所述第二工序中，在成膜后的所述第一导电型硅系层之上形成绝缘层之后，在所述绝缘层之上成膜本征硅系层A，在所述第五工序中，将剩下的所述抗蚀膜作为掩模，对所述本征硅系层A、所述绝缘层及所述第一导电型硅系层进行图案化。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其中，
在所述第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上成膜本征硅系层B之后，在所述本征硅系层B之上成膜第一导电型硅系层，在所述第五工序中，将剩下的所述抗蚀膜作为掩模，对所述本征硅系层A、所述第一导电型硅系层及所述本征硅系层B进行图案化。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法，其中，
在所述第一工序中，在导电型晶体硅基板的一个主面上成膜本征硅系层B之后，在所述本征硅系层B之上成膜第一导电型硅系层，在所述第二工序中，在成膜后的所述第一导电型硅系层之上形成绝缘层之后，在所述绝缘层之上成膜本征硅系层A，在所述第五工序中，将剩下的所述抗蚀膜作为掩模，对所述本征硅系层A、所述绝缘层、所述第一导电型硅系层及所述本征硅系层B进行图案化。
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