CN109463019A - 太阳能电池及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池，其具备具有第一导电型的半导体基板，在该基板的第一主表面上，具备具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层及具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层，在位于所述第一主表面的第一导电型层上具备第一集电极，在位于所述第一主表面的第二导电型层上具备第二集电极，其特征在于，具有所述第二导电型的第二导电型层在所述半导体基板的侧面与位于所述第一主表面的第二导电型层连续地形成。由此，能够提供一种能够有效地收集载流子且转换效率优异的太阳能电池。

Description

太阳能电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池及其制作方法。
背景技术
作为使用了单晶或多晶半导体基板的、具有较高的光电转换效率的太阳能电池结构的一种，有将正负电极皆安装在非受光面(背面)的背电极型太阳能电池。首先，背面的概观如图6所示。背面发射极层604及基极层603交替地排列在太阳能电池的背面。此外，沿着背面发射极层604安装有作为集电极的发射极电极606、616，沿着基极层603安装有作为集电极的基极电极605、615。背面发射极层604的宽度为数mm～数百μm左右，基极层603的宽度通常为数百μm～数十μm左右。此外，上述的集电极中，发射极电极606及基极电极605的电极宽度通常为数百～数十μm左右，这些电极多被称为指形电极。另一方面，发射极电极616及基极电极615的电极宽度通常为数mm～数百μm左右，这些电极多被称为母线电极。另外，在本说明书中，集电极是指收集在基板内生成的载流子的电极，是包含指形电极与母线电极的概念。
接着，剖面结构的示意图如图7所示。太阳能电池700具备半导体基板702。在半导体基板702的背面的最外层附近形成有背面发射极层704及基极层703。各层厚度最多为1μm左右。在背面发射极层704上安装有发射极电极(指形电极)706，在基极层703上安装有基极电极(指形电极)705。此外，非电极区域的表面被SiNx膜或硅氧化膜等背面保护膜707覆盖。为了减少反射损失，在受光面侧安装有防反射膜701。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-124193号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
对背电极型的太阳能电池要求高光电转换效率。这种发射极层安装在背面侧的太阳能电池的光电转换效率强烈依赖于基板的少数载流子寿命。由于多数入射光在基板的表层附近被吸收，因此载流子多产生在基板表层附近。为了发电,有必要在发射极层收集产生的载流子，但若寿命短，则在到达发射极层之前就会发生载流子复合。因此，为了高光电转换效率，维持高寿命是基本要求。
作为背电极型太阳能电池的一个例子，例如有专利文献1。专利文献1中，尝试抑制受光面的载流子复合，改善有效的寿命从而提高转换效率。虽然通过该技术改善了转换效率，但是为了改善需要增加工序，并不实用。
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够有效地收集载流子且转换效率优异的太阳能电池。此外，本发明的目的还在于提供一种能够简便地制作上述太阳能电池的太阳能电池的制作方法。
解决技术问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明提供一种太阳能电池，其具备具有第一导电型的半导体基板，在该基板的第一主表面具备具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层、及具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层，在位于所述第一主表面的第一导电型层上具备第一集电极，在位于所述第一主表面的第二导电型层上具备第二集电极，其特征在于，具有所述第二导电型的第二导电型层在所述半导体基板的侧面与位于所述第一主表面的第二导电型层连续地形成。
若为这种太阳能电池，由于第二导电型层从第一主表面出发连续形成至侧面，因此尤其能够有效地收集在基板的外周部产生的载流子。由此提高转换效率。另外，以下也将第一主表面称为背面，将第二主表面称为受光面，将第一导电型层称为基极层，将第二导电型层称为发射极层，将第一集电极称为基极电极，将第二集电极称为发射极电极。
此外，优选：具有所述第二导电型的第二导电型层在所述半导体基板的第二主表面的外周部，经由所述半导体基板的侧面而与位于所述第一主表面的第二导电型层连续地形成。
若为这种第二导电型层从第一主表面出发经由侧面连续形成至第二主表面的外周部的太阳能电池，则能够进一步提高载流子在发射极层中的收集效率。特别是能够更有效地收集在基板表层的外周部产生的载流子。
此外，优选位于距所述第一主表面的最外周端最近的位置的电极为所述第二集电极。
由于这种太阳能电池中，位于侧面的发射极层或位于第二主表面的发射极层与发射极电极之间的距离近，因此更不容易受发射极环流电阻(横流れ抵抗)(被收集于发射极层的载流子，在发射极层内向着电极流动时产生的电阻)的影响。
进一步，本发明提供一种太阳能电池的制作方法，其包含以下工序：在具有第一导电型的半导体基板的第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层的工序；在所述第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层的工序；在位于所述第一主表面的第一导电型层上形成第一集电极的工序；在位于所述第一主表面的第二导电型层上形成第二集电极的工序，其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的工序中，通过以与位于所述第一主表面的第二导电型层连续的方式，在所述半导体基板的侧面形成具有所述第二导电型的第二导电型层，使具有所述第二导电型的第二导电型层从所述第一主表面出发连续形成至所述侧面。
若为这种太阳能电池的制作方法，则能够简便地制作能够有效地收集载流子且转换效率优异的太阳能电池。
此外，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的工序中，通过涂布扩散处理形成位于所述第一主表面的第二导电型层和位于所述侧面的第二导电型层，该涂布扩散处理由一次涂布步骤及扩散热处理步骤构成。
若为这种太阳能电池的制作方法，则能够在第一主表面及侧面简便地形成第二导电型层。此外，通过控制涂布扩散处理时的条件，能够在第一主表面及侧面简便地形成期望的第二导电型层。
此外，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的工序中，通过以叠合两片具有所述第一导电型的半导体基板的状态进行气相扩散热处理，能够形成位于所述第一主表面的第二导电型层与位于所述侧面的第二导电型层。
若为这种太阳能电池的制作方法，则能够在第一主表面及侧面简便地形成第二导电型层。此外，通过控制气相扩散热处理时的条件，能够在第一主表面及侧面简便地形成期望的第二导电型层。
进一步，本发明提供一种太阳能电池的制作系统，其包含以下装置：在具有第一导电型的半导体基板的第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层的装置；
在所述第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层的装置；
在位于所述第一主表面的第一导电型层上形成第一集电极的装置；
在位于所述第一主表面的第二导电型层上形成第二集电极的装置，
其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过以与位于所述第一主表面的第二导电型层连续的方式在所述半导体基板的侧面形成具有所述第二导电型的第二导电型层，使具有所述第二导电型的第二导电型层从所述第一主表面出发连续形成至所述侧面。
若为这种太阳能电池的制作系统，则能够简便地制作能够有效地收集载流子且转换效率优异的太阳能电池。
此外，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过涂布扩散处理形成位于所述第一主表面的第二导电型层与位于所述侧面的第二导电型层，可使该涂布扩散处理由一次涂布步骤及扩散热处理步骤构成。
若为这种太阳能电池的制作系统，则可以在第一主表面及侧面简便地形成第二导电型层。此外，通过控制涂布扩散处理时的条件，可以在第一主表面及侧面简便地形成期望的第二导电型层。
此外，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过以叠合两片具有所述第一导电型的半导体基板的状态进行气相扩散热处理，能够形成位于所述第一主表面的第二导电型层与位于所述侧面的第二导电型层。
若为这种太阳能电池的制作系统，则能够在第一主表面及侧面简便地形成第二导电型层。此外，通过控制气相扩散热处理时的条件，可以在第一主表面及侧面简便地形成期望的第二导电型层。
发明效果
在本发明的背电极型太阳能电池中，通过在基板侧面，优选通过在从基板侧面出发至受光面外周部为止设置发射极层，从而在不增加发射极环流电阻的情况下，改善基板外周部的载流子的收集效率，提升转换效率。此外，通过使用涂布扩散法或气相扩散法，可以简便地制作该构造。
附图说明
图1为示出本发明的太阳能电池的一例的剖面示意图。
图2为示出本发明的太阳能电池的制作方法的一例的流程图。
图3为示出本发明的太阳能电池的第一主表面的概观的一例的平面示意图。
图4为示出本发明的太阳能电池的第一主表面的概观的其他例子的平面示意图。
图5为示出本发明的太阳能电池的第一主表面的概观的其他例子的平面示意图。
图6为示出通常的背电极型太阳能电池的背面的概观的平面示意图。
图7为示出通常的背电极型太阳能电池的剖面示意图。
具体实施方式
以下，对本发明进行更详细的说明。
如上所述，谋求一种能够有效地收集载流子且转换效率优异的太阳能电池。
本申请的发明人为了达成上述目的进行了深刻的研究。其结果发现，第二导电型层从第一主表面出发连续形成至侧面的太阳能电池可以解决上述技术问题，从而完成了本发明。
为了提供本发明整体的理解、及如何实施特定的具体例子的信息，以下详细的说明中对许多特定的细节进行了阐述。但是，可以理解在没有这些特定的细节的情况下也能够实施本发明。以下，为了不使本发明变得不清楚，不对公知的方法、步骤及技术进行详细的阐述。本发明中，关于特定的具体例，虽然一边参照特定的附图一边进行说明，但是本发明并不限定于此。包含于此并被记载的附图是示意性的，并不限定本发明的范围。此外，在附图中，出于图示目的而夸大了部分元件的大小，因此与比例尺所示不同。
[太阳能电池]
以下，对于本发明的太阳能电池，使用附图进行说明，但是本发明并不限定于此。
图1(a)～(c)为示出本发明的太阳能电池的一例的剖面示意图。另外，图1(a)～(c)、后文的图2扩大了基板的周边部分，省略了基板中央部。首先，如图1(a)所示，本发明的太阳能电池100a具备具有第一导电型的半导体基板102。此外，在半导体基板102的第一主表面上具备具有与第一导电型相同导电型的第一导电型层(基极层)103及具有与第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层(背面发射极层)104。此外，在位于第一主表面的第一导电型层103上具备第一集电极(基极电极)105，在位于第一主表面的第二导电型层104上具备第二集电极(发射极电极)106。进一步，具有第二导电型的第二导电型层(侧面发射极层)108a在半导体基板102的侧面与位于第一主表面的第二导电型层104连续地形成。此外，第二主表面上大多安装有防反射膜101。此外，第一主表面上大多安装有背面保护膜107。
即，本发明的太阳能电池中，虽然基板中央部可设置得与现有的(图7)相同，但在基板侧面形成有发射极层108a。此外，在本发明中，侧面发射极层必须与背面的发射极层104相连。通过取这样的构造，能够有效地收集在基板外周部产生的载流子。进一步，由于能够缩小增加的发射极区域的范围，因此几乎不会产生串联电阻的增加。其结果，光电转换效率与以往相比得以提高。因此，本发明的太阳能电池具有较高的输出。
此外，该基板侧面发射极层如图1(b)所示的太阳能电池100b中的侧面发射极层108b那样没有必要完全地到达受光面。
此外，如图1(c)所示的太阳能电池100c那样，具有第二导电型的第二导电型层109在半导体基板的第二主表面的外周部，可以经由位于半导体基板的侧面的第二导电型层108c而与位于第一主表面的第二导电型层连续地形成。即，发射极层部分也可以多多少少得形成在受光面侧。如此，通过在受光面的外周部也安装发射极层，能够进一步提高载流子在发射极层中的收集效率。特别是能够更有效地收集在基板表层的外周部产生的载流子。优选此时的受光面的发射极层宽度L是距离基板最外周的边缘为1.5mm以下。若为该范围，则可以得到更高的光电转换效率的改善效果。即，若受光面的发射极层宽度为1.5mm以下，则不易受发射极环流电阻(载流子由图1(c)的s流动至u时的电阻)的影响，转换效率不易降低。此时，发射极层幅L的下限例如可以设为0mm。另外，从提高载流子的收集效率的角度出发，也可考虑在受光面整面上安装发射极层，但是此时受到较大的发射极环流电阻，结果导致转换效率降低。因此，在安装受光面发射极层时，将受光面发射极层安装在受光面外周部。另外，发射极层及基极层的厚度(扩散深度)M，例如可以设为0.05～1μm左右。
此外，优选位于距第一主表面的最外周端最近的位置的电极(以下，也称为背面最外周电极)为第二集电极。即，优选背面最外周电极与发射极层相连。由此，侧面发射极层与发射极电极间的距离变近，因此不易受到由发射极环流导致的串联电阻增加的影响，转换效率的改善效果也变大。特别是形成受光面发射极层时，优选设置为这样的电极配置。由此，受光面发射极层与背面的发射极电极间的距离变近，因此能够确切地预防因受到较大的发射极环流电阻而导致转换效率降低的问题。
此时，作为背面的概观的具体例子，可列举出图3～5所示的构造。图3～5所示的背电极型太阳能电池均在四边形的半导体基板的背面形成有正负的集电极(发射极电极及基极电极)。并且，发射极电极及基极电极分别由指形电极和形成在与该指形电极略垂直相交的位置的母线电极构成。
首先，可以如图3所示，仅在四边形的半导体基板的一边，背面最外周电极是背面发射极层304上的发射极电极(母线电极)316。此时，在其余的三边，背面最外周电极为基极层303上的基极电极305、315。此外，发射极电极(指形电极)306形成在基极电极305的内侧。
此外，也可以如图4所示，在四边形的半导体基板的三边，背面最外周电极是背面发射极层404上的发射极电极406、416。此时，在剩余的一边，背面最外周电极为基极层403上的基极电极(母线电极)415。此外，基极电极(指形电极)405形成在发射极电极406的内侧。
此外，也可以如图5所示，在四边形的半导体基板的四边，背面最外周电极是背面发射极层504上的发射极电极506、516。此时，基极层503上的基极电极505、515形成在发射极电极506、516的内侧。图3～图5中，如图5这样四边封闭时，发射极环流电阻降低效果等效果最大，但即使如图3那样只有一边的背面最外周电极是发射极电极时也能得到一些效果。背面最外周电极是发射极电极的边数越多则效果越大。
[太阳能电池的制作方法]
以下，以具有第一导电型的半导体基板是N型硅基板的情况为例，使用图2对本发明的太阳能电池的制作方法的一例进行说明，但是本发明并不限定于此。
图2为示出本发明的太阳能电池的制作方法的一例的流程图。首先，如图2(a)所示，在高纯度硅中掺杂磷或者砷、锑之类的5价元素，用浓度为5～60％的氢氧化钠和氢氧化钾等高浓度碱，或者使用氢氟酸和硝酸的混合酸，对电阻率为0.1～5Ω〃cm的Ascut单晶{100}N型硅基板202表面的切片损失(slice damage)进行蚀刻。单晶硅基板可以通过CZ法、FZ法中的任意一种方法进行制作。基板并不是必须为单晶硅，也可以是多晶硅。
接着，在基板表面形成被称作纹理(texture)的微小凹凸。纹理是减小太阳能电池的反射率的有效方法。通过在加热的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等碱溶液(浓度1～10％，温度60～100℃)中浸渍10分钟到30分钟左右而制作纹理。也可以将规定量的2-丙醇溶解于上述溶液，促进反应。
形成纹理后，在盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等、或者它们的混合液的酸性水溶液中进行清洗。也可以将双氧水与这些酸溶液中的任何一种混合并加热，此时的清洁度得以提升，故而优选。
接着，如图2(b)所示，在具有第一导电型的半导体基板(N型硅基板)202的第一主表面上，形成具有与第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层(背面发射极层)204。本发明在该工序中，以与位于第一主表面的第二导电型层204连续的方式，在半导体基板202的侧面形成具有第二导电型的第二导电型层(侧面发射极层)208。此时，本发明中，也可以从基板背面出发经由侧面连续地形成发射极层至受光面外周部。
这些第二导电型层具有与基板相反的导电型(在该例中为P型)，厚度通常为0.05～1μm左右。
根据本发明,在图2(b)的工序中，通过涂布扩散处理形成位于第一主表面的第二导电型层204与位于侧面的第二导电型层208，该涂布扩散处理由一次涂布步骤及扩散热处理步骤构成。即，这些第二导电型层(发射极层)能够通过一次涂布处理及扩散热处理而形成。例如，可通过在第一主表面整面上涂布含硼源的涂布剂，在950～1050℃下进行热处理的方法形成这些第二导电型层。具体而言，预先制备含有1～4％硼酸作为硼源和0.1～4％聚乙烯醇作为增稠剂的水溶液，把该水溶液旋涂在第一主表面整面上。旋涂时的旋转速度根据涂布剂的粘度而不同，但优选每1分钟为800～2500转。另外，此时，优选涂布剂的粘度为40～140mPa〃s左右。使用该条件进行涂抹时，能够在从基板侧面到第一主表面外周部1mm左右的范围内产生涂布剂的回转(回リ込み)。其最终成为基板侧面的发射极层208及受光面外周部的发射极层(图1(c)的受光面发射极层109)，有助于光电转换效率的提高。另外，如图2(b)所示，通过控制旋涂时的转数，能够形成侧面发射极层208，而不形成受光面发射极层。
此外，根据本发明，在图2(b)的工序中，也能够通过以叠合两片具有第一导电型的半导体基板202的状态进行气相扩散热处理，形成位于第一主表面的第二导电型层204和位于侧面的第二导电型层208。此时，通过使用了BBr3等的气相扩散，能够形成这些第二导电型层(发射极层)。该方法中，以两片基板为一组，在受光面彼此叠合的状态下载置于热处理炉，导入BBr3与氧气的混合气体，在950～1050℃下进行热处理。适宜用氮气或氩气作为载气。由于以叠合的状态对两片基板进行处理，因此作为外侧的面的背面及基板侧面的整面上形成有硼扩散层(发射极层)，但在叠合的一面(作为内侧的面的受光面)上没有形成扩散层，或者即使形成也只形成至距外周1mm左右。其结果，能够形成基板侧面的发射极层208，此外也可根据所需形成受光面外周部的发射极层。
接着，如图2(c)所示，在第一主表面上形成具有与第一导电型相同的导电型的第一导电型层(基极层)203。例如，能够使用如下所示的方法实施该工序。首先，在两主表面上形成用于形成基极层的掩模。作为掩模可使用硅氧化膜或者SiNx膜等。若使用化学气相沉积(CVD)法，则可通过适当地选择导入的气体种类，形成任意膜。在为硅氧化膜时，也可对基板进行热氧化而形成。通过在氧气气氛下、以950～1100℃对基板进行30分钟～4小时的热处理，可形成100nm左右的硅热氧化膜。也可以在同一批次内，在上述用于形成发射极层的热处理之后实施该热处理。接着，在成为基极层部分的掩模上进行开口。具体而言，以开口宽度为50～400μm、间隔为0.6～2.0mm左右的方式，以平行线状进行开口。虽然能够使用光刻法进行开口，但使用蚀刻膏或激光的开口简便，故而优选。对掩模进行开口后，将基板浸渍于加热至50～90℃的KOH、NaOH等碱水溶液中，去除(蚀刻)开口部的不需要的发射极层。另外，此时,虽然基板因发射极层的去除而稍微(例如5μm左右)凹陷，但由此生成的凹凸对太阳能电池的特性不会产生影响，是可以忽略的凹凸，因此没有在图2(c)等中图示。
能够使用利用了磷酰氯的气相扩散法来形成基极层203。通过在830～950℃、磷酰氯和氮气及氧气的混合气体气氛下对基板进行热处理，形成成为基极层的磷扩散层(N+层)。除气相扩散法以外，也可以为旋涂或印刷含磷材料后进行热处理的方法。
在形成扩散层后，用氢氟酸等去除表面上形成的玻璃。由此能够形成图2(c)所示的基极层203。
接着，如图2(d)所示，形成第二主表面的防反射膜201及第一主表面的背面保护膜207。作为防反射膜，能够利用SiNx膜和硅氧化膜等。在为SiNx膜时，使用等离子体CVD装置制膜成约100nm。作为反应气体，多将甲硅烷(SiH4)及氨气(NH3)混合使用，但也可使用氮气代替NH3，此外，为了调节工艺压力，稀释反应气体，进一步为了在基板中使用多晶硅时促进基板的钝化效果，有时也在反应气体里混合氢气。虽然也可以用CVD法形成硅氧化膜，但通过热氧化法制成的膜具有更高的特性。此外，为了提高表面的保护效果，也可以预先在基板表面上形成AlO膜后，再形成防反射膜。
也可在第一主表面利用SiNx膜或硅氧化膜作为背面保护膜207。优选膜厚为50～250nm。与第二主表面(受光面)侧一样，可用CVD法形成SiNx膜，可用热氧化法或CVD法形成硅氧化膜。此外，为了提高表面的保护效果，也可以预先在基板表面上形成AlO膜后，再形成SiNx膜、硅氧化膜等。
接着，如图2(e)所示，在位于第一主表面的第一导电型层203上形成第一集电极205。此外，在位于第一主表面的第二导电型层204上形成第二集电极206。形成第一集电极205及第二集电极206的顺序没有特别限定，例如也可以先形成第二集电极206。此外，也可以同时形成第一集电极205及第二集电极206。例如，能够使用丝网印刷法形成这些集电极(背面接触用电极)。此时，首先，准备具有开口宽度为30～100μm、间隔为0.6～2.0mm的平行线图案的制版。接着，使用该制版，沿着基极层印刷将Ag粉末和玻璃料与有机粘结剂混合而成的Ag浆。同样地，也在背面发射极层上印刷Ag浆。印刷以上Ag浆后，通过热处理使Ag粉末贯穿SiNx膜(烧穿，fire through)，导通电极与硅。另外，用于形成基极层用电极的Ag浆及用于形成发射极层用电极的Ag浆的烧成也可以分开进行。通常通过在700～850℃的温度下处理5～30分钟来进行烧成。
除了如上所述的丝网印刷法以外，也可以用沉积法或溅射法形成电极。
由此，制作具有第二导电型的第二导电型层从第一主表面出发连续形成至侧面的太阳能电池。
以上，以N型基板的情况为例进行了阐述，但是在为P型基板时，使用含磷、砷、锑等的涂布剂等形成发射极层，形成基极层时使硼、Al等扩散即可，此时也可以得到转换效率提高的效果。
图2所示的方法可以通过下述系统实现。即，本发明进一步提供一种太阳能电池的制作系统，其包含在具有第一导电型的半导体基板的第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层的装置；在所述第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层的装置；在位于所述第一主表面的第一导电型层上形成第一集电极的装置；及在位于所述第一主表面的第二导电型层上形成第二集电极的装置，其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过以与位于所述第一主表面的第二导电型层连续的方式在所述半导体基板的侧面形成具有所述第二导电型的第二导电型层，形成具有所述第二导电型的第二导电型层从所述第一主表面出发连续形成至所述侧面的太阳能电池。若为这种太阳能电池的制作系统，则能够简便地制作能够有效地收集载流子且转换效率优异的太阳能电池的系统。
此外，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过涂布扩散处理，形成位于所述第一主表面的第二导电型层和位于所述侧面的第二导电型层，该涂层扩散处理可由一次涂布步骤及扩散热处理步骤构成。若为这种太阳能电池的制作系统，则能够在第一主表面及侧面上简便地形成第二导电型层。此外，通过控制涂布扩散处理时的条件，能够在第一主表面及侧面上简便地形成期望的第二导电型层。
此外，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过以叠合两片具有所述第一导电型的半导体基板的状态进行气相扩散热处理，能够形成位于所述第一主表面的第二导电型层与位于所述侧面的第二导电型层。若为这种太阳能电池的制作系统，则能够在第一主表面及侧面简便地形成第二导电型层。此外，通过控制气相扩散热处理时的条件，能够在第一主表面及侧面简便地形成期望的第二导电型层。
作为形成第二导电型层的装置，可列举出热处理炉、或者旋涂机及热处理炉。作为形成第一导电型层的装置，除了热处理炉外，在进行涂布扩散时，可列举出旋涂机及热处理炉、丝网印刷机及热处理炉。作为形成第一集电极及第二集电极的装置，除了丝网印刷机及烧成炉以外，可列举出气相沉积设备、溅射设备。
实施例
以下，示出实施例及比较例对本发明进行了更具体的说明，但是本发明并不限定于下述的实施例。
为了确认本发明的有效性，对太阳能电池的特性进行了比较。
[实施例]
使用热浓氢氧化钾水溶液去除10片厚度为200μm、电阻率为1Ω〃c m的、掺杂磷{100}N型Ascut硅基板切片的损坏层后，浸渍在72℃的氢氧化钾/2-丙醇溶液中形成纹理，然后使用加热至75℃的盐酸/过氧化氢的混合溶液进行清洗。
接着，将2％硼酸〃2％聚乙烯醇的水溶液作为涂布剂旋涂在背面上。旋转转数设定为每1分钟1000转时，受光面外周部约1mm的部分形成了涂层剂的回转。把涂布了涂布剂的基板在氮气气氛中、以1000℃热处理18分钟。由此，连续地形成背面发射极层、侧面发射极层及受光面发射极层。通过四探针法测定的结果，发射极层的薄层电阻为50Ω。
将热处理后的基板在1000℃下、在氧气气氛中进行3小时热氧化，形成掩模。进一步，使用磷酸类的蚀刻膏、通过丝网印刷法以1.2mm的间隔在该基板的背面进行开口(蚀刻部分氧化膜)，然后浸渍于80℃的KOH溶液中去除开口部的发射极层。
接着，在磷酰氯气氛下，在870℃下以将受光面彼此叠合的状态热处理40分钟，在开口部形成磷扩散层作为基极层。之后，浸渍于浓度为12％的氢氟酸中去除表面玻璃。
上述处理后，使用等离子体CVD装置在两面形成SiNx膜。受光面及背面的膜厚均设为100nm。
接着，分别在基极层上及背面发射极层上印刷Ag浆并使其干燥。将其在780℃的空气气氛下进行烧成。由此，形成基极电极及发射极电极。
[比较例]
除了在背面上旋涂作为涂布剂的硼酸-聚乙烯醇水溶液时的旋转转数为每1分钟4000转以外，以与实施例相同的方式制作太阳能电池。在比较例中，没有确认到旋涂时涂层剂回转至受光面及侧面。因此，发射极层仅在背面形成。
在模拟太阳光下测定电流电压特性。各条件的平均值如下述表1所示。
[表1]
在实施例中，由于形成了侧面发射极层及受光面发射极层，因此确认到：在受光面外周部产生的载流子的收集效率得以提高，短路电流增加。进一步，由于受光面的发射极范围小，因此没有观察到形状因子的减小。其结果，转换效率得到改善。另一方面，在比较例中，由于没有形成侧面发射极层及受光面发射极层，因此在受光面外周部产生的载流子的收集效率下降，转换效率下降。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式是例示，任何具有与本发明的权利要求书中记载的技术构思实质相同的构成、发挥相同效果的技术方案均包含在本发明的技术范围内。

Claims (9)

1.一种太阳能电池，其具备具有第一导电型的半导体基板，
在该基板的第一主表面上，具备具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层、及具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层，
在位于所述第一主表面的第一导电型层上具备第一集电极，
在位于所述第一主表面的第二导电型层上具备第二集电极，
其特征在于，具有所述第二导电型的第二导电型层在所述半导体基板的侧面与位于所述第一主表面的第二导电型层连续地形成。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，具有所述第二导电型的第二导电型层在所述半导体基板的第二主表面的外周部，经由所述半导体基板的侧面而与位于所述第一主表面的第二导电型层连续地形成。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，位于距所述第一主表面的最外周端最近的位置的电极为所述第二集电极。
4.一种太阳能电池的制作方法，其包含以下工序：在具有第一导电型的半导体基板的第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层的工序；
在所述第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层的工序；
在位于所述第一主表面的第一导电型层上形成第一集电极的工序；
在位于所述第一主表面的第二导电型层上形成第二集电极的工序，
其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的工序中，通过以与位于所述第一主表面的第二导电型层连续的方式，在所述半导体基板的侧面形成具有所述第二导电型的第二导电型层，使具有所述第二导电型的第二导电型层从所述第一主表面出发连续形成至所述侧面。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的工序中，通过涂布扩散处理形成位于所述第一主表面的第二导电型层与位于所述侧面的第二导电型层，该涂布扩散处理由一次涂布步骤及扩散热处理步骤构成。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的工序中，通过以叠合两片具有所述第一导电型的半导体基板的状态进行气相扩散热处理，形成位于所述第一主表面的第二导电型层和位于所述侧面的第二导电型层。
7.一种太阳能电池的制作系统，其包含以下装置：在具有第一导电型的半导体基板的第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相反的第二导电型的第二导电型层的装置；
在所述第一主表面上，形成具有与所述第一导电型相同导电型的第一导电型层的装置；
在位于所述第一主表面的第一导电型层上形成第一集电极的装置；及
在位于所述第一主表面的第二导电型层上形成第二集电极的装置，
其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过以与位于所述第一主表面的第二导电型层连续的方式在所述半导体基板的侧面形成具有所述第二导电型的第二导电型层，使具有所述第二导电型的第二导电型层从所述第一主表面出发连续形成至所述侧面。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制作系统，其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过涂布扩散处理形成位于所述第一主表面的第二导电型层与位于所述侧面的第二导电型层，该涂布扩散处理由一次涂布步骤及扩散热处理步骤构成。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制作系统，其特征在于，在形成具有所述第二导电型的第二导电型层的装置中，通过以叠合两片具有所述第一导电型的半导体基板的状态进行气相扩散热处理，形成位于所述第一主表面的第二导电型层和位于所述侧面的第二导电型层。
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