CN110546768A - 太阳能电池元件以及太阳能电池元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池元件具备半导体基板(1)和覆盖部(Pc1)。半导体基板(1)具有第1半导体区域(3)和第2半导体区域(2)。第1半导体区域(3)是存在于半导体基板(1)的第1面侧的第1导电型的半导体区域。第2半导体区域(2)是位于与半导体基板(1)的第1面相反侧的第2面侧且与第1导电型不同的第2导电型的半导体区域。覆盖部(Pc1)位于半导体基板(1)的第1面侧。覆盖部(Pc1)具有在包含钝化层(9)和反射防止层(5)的多个层被层叠的状态下存在的层叠部分(Ps1)。在层叠部分(Ps1)，钝化层(9)具有处于随着从第1面的外周部(1op)侧接近于中央部(1cp)侧而厚度减少的状态的区域。

Description

太阳能电池元件以及太阳能电池元件的制造方法
技术领域
本公开涉及太阳能电池元件以及太阳能电池元件的制造方法。
背景技术
太阳能电池元件中，例如，存在使用了由单晶硅或者多晶硅等构成的半导体基板的晶体系的太阳能电池元件。在这样的晶体系的太阳能电池元件中，例如，若在半导体基板的受光面侧存在防反射膜，在半导体基板的背面侧存在钝化层，则光电转换效率能够提高(例如，参照国际公开第2015/182503号等)。
发明内容
公开了太阳能电池元件以及太阳能电池元件的制造方法。
太阳能电池元件的一方式具备半导体基板和覆盖部。所述半导体基板具有第1半导体区域和第2半导体区域。所述第1半导体区域是存在于所述半导体基板的第1面侧的第1导电型的半导体区域。所述第2半导体区域是位于与所述半导体基板的所述第1面相反侧的第2面侧且与所述第1导电型不同的第2导电型的半导体区域。所述覆盖部位于所述半导体基板的第1面侧。所述覆盖部具有在包含钝化层和反射防止层的多个层被层叠的状态下存在的层叠部分。在该层叠部分，所述钝化层具有处于随着从所述第1面的外周部侧接近于中央部侧而厚度减少的状态的区域。
太阳能电池元件的制造方法的一方式具有：准备第1半导体基板以及第2半导体基板的第1工序、和在所述第1半导体基板以及所述第2半导体基板各自的表面上形成钝化层的第2工序。所述第1半导体基板以及所述第2半导体基板分别具有：存在于第1面侧的第1导电型的第1半导体区域、和存在于与所述第1面相反侧的第2面侧的与所述第1导电型不同的第2导电型的第2半导体区域。在所述第2工序中，在将所述第1半导体基板和所述第2半导体基板配置成所述第1半导体基板的所述第1面与所述第2半导体基板的所述第1面接近并且对置的状态下，形成所述钝化层。在所述第2工序中，将所述钝化层形成为具有处于随着从所述第1半导体基板以及所述第2半导体基板各自的所述第1面中的外周部侧接近于中央部侧而厚度减少的状态的区域。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的一个例子中的受光面侧的外观的俯视图。
图2是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的一个例子中的背面侧的外观的后视图。
图3是表示沿着图1以及图2的III-III线的太阳能电池元件的切剖面的端面图。
图4是示意性地表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的第1面侧的部分的切剖面的放大端面图。
图5是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的部分中的制造中途的状态的一个例子的端面图。
图6是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的部分中的制造中途的状态的一个例子的端面图。
图7是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的部分中的制造中途的状态的一个例子的端面图。
图8是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的部分中的制造中途的状态的一个例子的端面图。
图9是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的部分中的制造中途的状态的一个例子的端面图。
图10是表示第1实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的部分中的制造中途的状态的一个例子的端面图。
图11是表示在第1实施方式所涉及的太阳能电池元件的制造工序中形成钝化层的样子的一个例子的图。
图12的(a)是表示捕捉到太阳能电池EL检查中的太阳能电池元件的实施例的发光状态的图像的一个例子的图。图12的(b)是表示捕捉到太阳能电池EL检查中的太阳能电池元件的参考例的发光状态的图像的一个例子的图。
图13是表示实施例的前面中的分光反射率的一个例子的图表。
图14是示意性地表示第2实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的第1面侧的部分中的切剖面的放大端面图。
图15是示意性地表示第3实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的第1面侧的部分中的切剖面的放大端面图。
图16是表示第4实施方式所涉及的太阳能电池元件的一个例子中的受光面侧的外观的俯视图。
图17是示意性地表示第4实施方式所涉及的太阳能电池元件之中的图3的切剖面所对应的第1面侧的部分中的切剖面的放大端面图。
具体实施方式
太阳能电池元件中，例如存在使用了由单晶或者多晶的硅等构成的半导体基板的晶体系的太阳能电池元件。在这样的晶体系的太阳能电池元件中，例如若使半导体基板的受光面侧存在防反射膜，使与半导体基板的受光面侧相反的背面侧存在钝化层，则能够提高光电转换效率。
这里，例如考虑通过使用原子层堆积(ALD：Atomic Layer Deposition)法，来形成由氧化铝等构成的致密的钝化层。在该情况下，例如在使用ALD法来在半导体基板的背面上形成钝化层时，能够在半导体基板的整个周围能够形成钝化层。因此，例如，不仅在半导体基板的背面上而且在受光面上也能够形成具有相同组成的层。从另一观点出发，在半导体基板的背面上形成钝化层，在半导体基板的受光面上能够形成具有与钝化层相同的组成的防反射膜。
但是，在晶体系的太阳能电池元件中，例如，半导体基板的受光面侧的区域具有第1导电型，与半导体基板的受光面相反的背面侧的区域具有与第1导电型相反的第2导电型。因此，例如，产生用于使半导体基板的背面侧的区域中的少数载流子的再键合减少的电场钝化效果的层可能促进半导体基板的受光面侧的区域中的少数载流子的再键合。
这里，例如，假定第1导电型是n型，第2导电型是p型，钝化层由氧化铝构成的情况。在该情况下，例如，在半导体基板的背面侧的p型的区域，通过氧化铝所具有的负的固定电荷，作为少数载流子的电子难以接近于背面。另一方面，例如，在半导体基板的受光面侧的n型的区域，通过氧化铝所具有的负的固定电荷，作为少数载流子的空穴容易接近于受光面。因此，可能促进半导体基板的受光面侧的区域中的少数载流子的再键合。
为了避免这样的问题，例如，也可以在由掩模覆盖半导体基板的受光面侧的状态下在背面侧形成钝化层。
但是，针对太阳能电池元件，在容易提高光电转换效率这方面存在改善的余地。
因此，本申请发明人创造出能够容易提高太阳能电池元件的光电转换效率的技术。
针对于此，以下，基于附图来对各种实施方式进行说明。在附图中，对具有相同的结构以及功能的部分赋予相同的符号，在下述说明中省略重复说明。此外，附图是示意性进行表示。在图1至图11以及图14至图17中，附以右手系的XYZ坐标系。在该XYZ坐标系中，作为后述的太阳能电池元件10的受光面的第1元件面10a中的输出取出电极6a的长边方向被设为+Y方向，该输出取出电极6a中的短边方向被设为+X方向，第1元件面10a的法线方向被设为+Z方向。此外，在图4、图14、图15以及图17中，省略后述的凹凸构造(纹理)以及第1电极6的记载。在图3以及图6至图10中，强调半导体基板1的第1面1a中的纹理的凹凸。
<1.第1实施方式>
<1-1.太阳能电池元件>
基于图1至图4来对第1实施方式所涉及的太阳能电池元件10的结构进行说明。这里，作为太阳能电池元件10的一个例子，举例说明PERC(Passivated Emitter Rear Cell)型的太阳能电池元件。
如图1至图3所示，太阳能电池元件10例如具有主要光入射的受光面(也称为前面)即第1元件面10a、和位于该第1元件面10a的相反侧的背面即第2元件面10b。太阳能电池元件10例如具备半导体基板1。半导体基板1例如具有：第1面1a、位于该第1面1a的相反侧的第2面1b、和作为位于将第1面1a与第2面1b连接的状态的侧面的第3面1c。半导体基板1例如具有：位于第1面1a侧的第1导电型(第1实施方式中为n型)的第1半导体区域3、位于第2面1b侧的与第1导电型不同的第2导电型(第1实施方式中为p型)的第2半导体区域2。进一步地，太阳能电池元件10例如具备第3半导体区域4、反射防止层5、第1电极6、第2电极7、第3电极8、钝化层9以及保护层11。
半导体基板1例如是单晶硅或者多晶硅的基板(也称为硅基板)。半导体基板1若是具有上述的第1半导体区域3以及第2半导体区域2的半导体基板，则也可以使用硅以外的材料而构成。
以下，说明对第2半导体区域2应用p型的半导体的情况。在该情况下，例如作为半导体基板1，使用p型的硅基板。该硅基板的厚度例如可以是250μm以下，也可以是150μm以下。半导体基板1的形状并不被特别限定。其中，例如，若半导体基板1的俯视下的形状是矩形，则通过将多个太阳能电池元件10排列来制造太阳能电池模块时，能够减小相邻的太阳能电池元件10之间的缝隙。然而，在将处于由多晶的硅基板构成的状态的第2半导体区域2设为p型的情况下，例如，作为掺杂剂元素，在半导体基板1中含有硼或者镓等的杂质。
第1半导体区域3配置为层叠于第2半导体区域2上的状态。从另一观点出发，第1半导体区域3位于半导体基板1之中的第1面1a侧。若第1半导体区域3相对于第2半导体区域2具有相反的导电型(n型)，则在半导体基板1，在第1半导体区域3与第2半导体区域2的界面存在pn结部。第1半导体区域3例如能够通过在半导体基板1的第1面1a侧的表层部通过扩散磷等的杂质元素而作为掺杂剂来导入，由此形成。
如图3所示，在半导体基板1的第1面1a侧，也可以存在用于减少被照射的光的反射率的微小的纹理。纹理的凸部的高度例如被设为0.1μm至10μm左右。纹理的相邻凸部的顶间的长度例如被设为0.1μm至20μm左右。在纹理中，例如，凹部可以为大致球面状，凸部可以为金字塔形状。所谓上述的“凸部的高度”，例如是指，在图3中，将通过凹部的底面的虚拟的直线设为基准线，在相对于该基准线垂直的方向，从该基准线到上述凸部的顶部的距离。
反射防止层5例如具有减少对太阳能电池元件10的第1元件面10a照射的光的反射率的功能。对反射防止层5的素材，例如应用氮化硅或者氧化硅等。关于反射防止层5的折射率以及厚度，适当地采用对太阳光之中被半导体基板1吸收并能够有助于发电的波长范围的光能够实现低反射条件的折射率以及厚度即可。作为反射防止层5，例如能够采用具有1.8至2.5左右的折射率和20nm至120nm左右的厚度的层。
第3半导体区域4位于半导体基板1的第2面1b侧。该第3半导体区域4的导电型是与第2半导体区域2相同的导电型(第1实施方式中为p型)即可。并且，第3半导体区域4所含有的掺杂剂的浓度比第2半导体区域2所含有的掺杂剂的浓度高。换言之，在第3半导体区域4中，以比第2半导体区域2中为了设为第2导电型而被掺杂的掺杂剂元素的浓度高的浓度存在掺杂剂元素。因此，半导体基板1例如在第2面1b包含具有p型的导电型的半导体的区域(也称为p型半导体区域)。第3半导体区域4例如能够在半导体基板1的第2面1b侧形成内部电场。由此，例如，在半导体基板1的第2面1b的表面附近，难以产生少数载流子即电子的再键合所导致的光电转换效率的降低。第3半导体区域4例如能够通过向半导体基板1的第2面1b侧的表层部扩散硼或者铝等掺杂剂元素来形成。这里，能够将第2半导体区域2含有的掺杂剂元素的浓度设为5×1015atoms/cm3至1×1017atoms/cm3左右，将第3半导体区域4含有的掺杂剂元素的浓度设为1×1018atoms/cm3至5×1021atoms/cm3左右。第3半导体区域4例如存在于后述的第3电极8与半导体基板1的接触部分。
第1电极6是位于半导体基板1的第1面1a侧的电极。此外，第1电极6如图1所示，具有输出取出电极6a和多个线状的集电电极6b。输出取出电极6a是用于将通过发电而得到的电气取出到外部的电极。输出取出电极6a的短边方向的长度(也称为宽度)例如被设为1.3mm至2.5mm左右。输出取出电极6a的至少一部分配置为与集电电极6b交叉并电连接的状态。集电电极6b是用于将通过基于半导体基板1的发电而得到的电气集中的电极。各集电电极6b的宽度例如被设为50μm至200μm左右。这样，集电电极6b的宽度比输出取出电极6a的宽度小。此外，多个集电电极6b例如配置为排列为相互具有1mm至3mm左右的间隔的状态。第1电极6的厚度例如被设为10μm至40μm左右。第1电极6例如能够通过将以银为主成分的金属糊膏利用丝网印刷法等来涂敷为所希望的形状之后、对该金属糊膏进行烧成而形成。在本说明书中，所谓主成分，是指含有成分之中含有的比率(也称为含有率)最大(最高)的成分。这里，例如，也可以具有与集电电极6b相同的形状的辅助电极6c在半导体基板1的周边部位于沿着输出取出电极6a的长边方向，将集电电极6b彼此电连接。
如图2以及图3所示，第2电极7以及第3电极8位于半导体基板1的第2面1b侧。
第2电极7是用于将通过太阳能电池元件10中的发电而得到的电气取出到外部的电极。第2电极7的厚度例如被设为10μm至30μm左右。该第2电极7的宽度例如被设为1.3mm至7mm左右。此外，作为主成分，第2电极7包含银。这样的第2电极7例如能够通过将以银为主成分的金属糊膏利用丝网印刷法等涂敷为所希望的形状之后、对该金属糊膏进行烧成而形成。
如图2以及图3所示，第3电极8是在半导体基板1的第2面1b侧，用于将半导体基板1中发电的电气集中的电极。此外，第3电极8配置为与第2电极7电连接的状态。第2电极7的至少一部分与第3电极8连接即可。第3电极8的厚度例如被设为15μm至50μm左右。此外，作为主成分，第3电极8含有铝。第3电极8例如能够通过将以铝为主成分的金属糊膏利用丝网印刷法等涂敷为所希望的形状之后、对该金属糊膏进行烧成而形成。
钝化层9是用于实现半导体基板1的表面的钝化的层。作为钝化层9的素材，例如采用氧化铝等。如图3所示，在第1实施方式中，钝化层9例如具有位于半导体基板1的第1面1a侧的部分。然而，如图1、图3以及图4所示，太阳能电池元件10具备位于半导体基板1的第1面1a侧的覆盖部Pc1。如图4所示，覆盖部Pc1具有以包含钝化层9和防反射膜5的多个层被层叠的状态而存在的部分(也称为层叠部分)Ps1。在该层叠部分Ps1，钝化层9具有处于随着从第1面1a中的外周部1op侧向中央部1cp侧接近而厚度减少的状态的区域(也称为变厚区域)Ad1。这样的变厚区域Ad1例如能够通过后述的太阳能电池元件10的制造方法而容易形成。
在图1至图4的例子中，半导体基板1的第1面1a以及第2面1b的各形状是具有约156mm的边长的正方形。此外，在第1面1a上存在钝化层9的区域是从外周部1op起15mm至40mm左右的环状的区域。从另一观点出发，在第1面1a上存在钝化层9的区域例如被设为从外周部1op起外周部1op与中央部1cp的距离的20％到50％左右的区域。因此，如图1所示，在俯视第1元件面10a的情况下，太阳能电池元件10在中央部1cp以及其周边的区域，具有不存在钝化层9的区域(也称为不存在区域)Pm1。
钝化层9的厚度例如能够通过分光椭圆仪来测定。其中，在基于分光椭圆仪的厚度的测定中，根据测定精度，小于几nm至5nm左右的厚度晖成为不准确的测定值。因此，针对半导体基板1的第1面1a侧中的钝化层9的厚度的分布的测定值，例如也可以对各测定值适当地实施将不准确的值作为偏离值而减去的修正。这里，偏离值例如可以是测定精度上的一定的下限值，也可以基于通过分光椭圆仪而得到的测定值与根据以第1元件面10a为对象的目视观察的色调的变化的识别而可识别的钝化层9的有无来决定。此外，例如，在通过基于分光椭圆仪的厚度的测定而得到的一定值(例如10nm)以上的测定值与通过剖面的观察等而识别的实际的厚度匹配的情况下，也可以不对一定值以上的测定值实施修正的运算。
然而，例如，在半导体基板1中，处于越接近于外周部1op，基于铸造的半导体的铸块的制作时以及半导体的铸块的切断时产生的晶体缺陷的密度越增加的状态。例如，在半导体基板1中，由于基于铸造的半导体的铸块的制造时的影响，在从外周部1op起约30mm左右的区域，为越接近于外周部1op晶体缺陷的密度越增加的状态。此外，例如，在半导体基板1中，由于半导体的铸块的切断时的影响，在从外周部1op起约15mm左右的区域，为越接近于外周部1op晶体缺陷的密度越增加的状态。
因此，在第1实施方式中，例如，钝化层9配置为在半导体基板1的第1面1a侧，随着接近于第1面1a的外周部1op侧，与晶体缺陷的密度对应地对应，厚度增加。例如，考虑是在从第1面1a的外周部1op起15mm到30mm左右的区域，钝化层9配置为随着接近于第1面1a的外周部1op侧而厚度增加的结构。在该情况下，例如，在半导体基板1的表面，通过钝化层9的存在，实现基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化。由此，例如，在太阳能电池元件10中进行与太阳光的照射相应的发电时，在半导体基板1之中的第1面1a侧，能够减少少数载流子的再键合。因此，能够容易提高太阳能电池元件10中的光电转换效率。
这里，作为钝化层9，例如采用氧化硅或者氧化铝。此时，例如，在层叠部分Ps1，若钝化层9是与半导体基板1的第1面1a相接的状态，则在半导体基板1的最表面的未键合部分(硅的未键合部分)，氧和硅或者氧和铝键合。例如，在硅的未键合部分(Si-)生成氧以及硅键合的Si-O-Si键、或者在硅的未键合部分(Si-)生成氧以及铝键合的Si-O-A1的键合。由此，例如，在太阳能电池元件10中进行与太阳光的照射相应的发电时，在半导体基板1之中的第1面1a侧，少数载流子的再键合能够减少。其结果，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。
这里，例如，若处于构成钝化层9的状态的氧化铝例如通过ALD法等来形成，则钝化层9能够成为致密的层。在该情况下，例如，在半导体基板1的第1面1a的外周部1op侧以及其附近，能够实现基于充分的未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化。其结果，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。
此外，例如，在钝化层9上通过化学蒸镀(Chemical Vapor Deposition：CVD)法等来形成反射防止层5的情况下，通过钝化层9的存在，难以在半导体基板1的表面产生基于等离子体等的损伤。因此，例如，半导体基板1的表层部中难以混入杂质，半导体基板1的表层部难以形成缺陷。其结果，在半导体基板1的第1面1a侧，通过钝化层9的存在，难以产生少数载流子的再键合。因此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。
此外，例如，在层叠部分Ps1，若采用构成为钝化层9与反射防止层5相接的状态的构造，则层叠部分Ps1成为单纯的构造。因此，例如，基于钝化层9的厚度的变化的太阳能电池元件10的第1元件面10a中的反射率的变化的调整变得容易。因此，例如，能够减少太阳能电池元件10中的外周部1op与中央部1cp的反射率的变化，因此光电转换效率难以降低。
此外，例如，层叠部分Ps1也可以配置为在太阳能电池元件10的第1元件面10a侧，从蓝色光到紫外光的波长区域所涉及的反射率随着从第1面1a之中的外周部1op侧接近于中央部1cp侧而减少。这里，作为从蓝色光到紫外光的波长区域，例如采用300nm至500nm的波长区域。在该情况下，例如，在太阳能电池元件10的第1元件面10a侧，即使在外周部1op侧由于钝化层9的存在而在某种程度上反射率上升，在中央部1cp侧以及其周边反射率也能够降低。因此，例如，相比于在太阳能电池元件10的第1面1a侧钝化层9的厚度未变化的情况，光电转换效率难以降低。
此外，例如，若钝化层9通过ALD法等来形成，则钝化层9中含有的氢的密度能够变高。由此，例如，在半导体基板1的第1面1a侧，通过钝化层9中包含的氢，容易实现外周部1op以及其附近处的未键合部分的终端化所导致的晶体缺陷的钝化。因此，例如，在半导体基板1的第1面1a侧难以产生少数载流子的再键合。其结果，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够提高。
此外，在第1实施方式中，例如，如图3所示，钝化层9具有位于半导体基板1的第2面1b侧的部分。第2面1b侧中的钝化层9的厚度例如被设为10nm至200nm左右。在该情况下，例如，在半导体基板1的第2面1b侧，通过基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化，难以产生少数载流子(这里为电子)的再键合。因此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。此外，例如，若钝化层9主要由氧化铝构成，则能够具有负的固定电荷。在该情况下，通过电场效应，半导体基板1的第2面1b侧的少数载流子远离p型的第2半导体区域2与钝化层9的界面即第2面1b。因此，例如，在半导体基板1之中的第2面1b侧的部分，通过基于钝化层9的电场钝化效果从而难以产生少数载流子的再键合。因此，在半导体基板1的第1面1a侧以及第2面1b侧的双方，通过钝化层9可实现基于未键合部分的终端化的晶体缺陷的钝化。因此，在半导体基板1的第2面1b侧，通过钝化层9能够得到电场钝化效果。其结果，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够提高。
此外，在第1实施方式中，例如，如图3所示，钝化层9不仅具有位于半导体基板1的第1面1a侧以及第2面1c侧的部分，还具有位于第3面1c侧的部分。第3面1c侧中的钝化层9的厚度例如被设为10nm至200nm左右。在该情况下，例如，在半导体基板1的第3面1c侧，通过基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化，从而难以产生少数载流子的再键合。因此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。此外，例如，若半导体基板1之中的第3面1c侧的表层部是p型的半导体区域，则在第3面1c侧也通过基于钝化层9的电场钝化效果从而难以产生少数载流子的再键合。其结果，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够提高。
此外，例如，如图1、图3以及图4所示，采用在对太阳能电池元件10的第1元件面10a以及半导体基板1的第1面1a进行俯视透视的情况下，钝化层9不位于中央部1cp上的方式。此时，存在上述的不存在区域Pm1。在图3以及图4的例子中，反射防止层5配置为与第1面1a的中央部1cp相接的状态。在该情况下，例如，即使是钝化层9由具有负的固定电荷的氧化铝构成的状态，在第1导电型(n型)的第1半导体区域3的中央部1cp，通过钝化层9也难以产生易产生少数载流子的再键合的不良。因此，例如，相比于将钝化层9形成于太阳能电池元件10的第1面1a整面的构造，光电转换效率能够容易提高。此外，若采用反射防止层5配置为与中央部1cp相接的状态的单纯的结构，则太阳能电池元件10的第1元件面10a中的反射率的调整变得容易。因此，例如，能够减少太阳能电池元件10中的外周部1op与中央部1cp的反射率的变化，因此光电转换效率难以降低。
保护层11例如图3所示，位于半导体基板1之中的第2半导体区域2上。作为保护层11的素材，例如采用氮化硅或者氧化硅等。保护层11例如能够通过后述的基于CVD法的氮化硅层的制膜而形成。在该情况下，保护层11的厚度例如根据半导体基板1的第2面1b的凹凸形状的大小、金属糊膏中包含的玻璃料的种类或者其含量、以及第3电极8的形成时的烧成条件等而变更。保护层11的厚度例如被设为50nm至800nm左右。
此外，太阳能电池元件10具有配置为贯通钝化层9以及保护层11并达到半导体基板1的第2面1b的状态的孔部。换句话说，在孔部所位于的区域，在半导体基板1的第2面1b上，不存在钝化层9以及保护层11。这样的孔部的剖面形状例如可以是点(dot)状，也可以如图2所示为带(线)状。在该情况下，孔部的直径或者宽度例如是10μm至500μm左右即可。俯视透视时的相互相邻的孔部的中心彼此的距离(也称为孔部的间距)例如被设为0.3mm至3mm左右。
这里，例如，在将用于形成第3电极8的以铝为主成分的金属糊膏在保护层11上涂敷为所希望的形状并进行烧成时，第3电极8与半导体基板1电连接。此时，金属糊膏通过从金属糊膏向半导体基板1的第2面1b的表层部扩散铝，从而形成第3半导体区域4。另一方面，钝化层9之中的被保护层11覆盖的区域的钝化层9未被金属糊膏烧穿(fire through)。因此，难以减少基于钝化层9的钝化效果。
这样，在半导体基板1的第2面1b侧，若保护层11位于钝化层9上，例如，基于用于形成第3电极8的素材的钝化层的烧穿的产生等能够减少。由此，例如，能够使钝化层9充分存在于半导体基板1的第2面1b侧。此外，例如，在使用太阳能电池元件10时，通过保护层11的存在，水分以及酸等难以到达钝化层9。因此，能够减少基于钝化层9的水分以及酸等的劣化。
此外，保护层11例如也可以不仅存在于位于半导体基板1的第2面1b侧的钝化层9上，也存在于位于半导体基板1的第3面1c侧以及第1面1a侧的钝化层9上等。在该情况下，通过保护层11的存在，能够减少太阳能电池元件10中的漏电流的产生。
此外，例如，也可以在p型半导体区域(第2半导体区域2)与包含氧化铝的钝化层(也可以称为第1钝化层)9之间，存在包含氧化硅的另一钝化层(也称为第2钝化层)。由此，能够提高半导体基板1的第2面1b侧中的钝化性能。这里，例如，若第2钝化层的厚度为0.1nm至1nm左右，则也即使处于使用氧化硅而构成的状态的第2钝化层具有正的固定电荷，在第2面1b侧也难以产生基于第2钝化层的电场钝化效果的降低。
进一步地，例如，第3电极8也可以配置为在太阳能电池元件10的第2面1b上具有集电电极6b那样的形状并与第2电极7连接的状态。通过这样的构造，例如，向太阳能电池元件10的第2元件面10b侧入射的来自地面等的反射光也有助于发电并能够提高太阳能电池元件10的输出。
进一步地，例如，也可以在以氧化铝为主成分的钝化层9与保护层11之间，存在通过ALD法而形成的氧化硅的层(也称为二氧化硅层)。该二氧化硅层若通过ALD法而形成，则能够成为比保护层11致密的层。这样的二氧化硅层例如通过存在于钝化层9与保护层11之间，从而作为钝化层9与保护层11的缓冲层而发挥功能。由此，钝化层9与保护层11的紧贴性进一步提高。这里，例如，若二氧化硅层的厚度比钝化层9的厚度小，则即使二氧化硅层具有正的固定电荷，基于钝化层9的负的固定电荷的电场钝化效果也难以降低。具体而言，二氧化硅层的厚度例如被设为5nm至15nm左右。
<1-2.太阳能电池元件的制造方法>
接下来，使用图5至图11，对太阳能电池元件10的制造方法的各工序详细进行说明。
首先，如图5所示，准备半导体基板1。半导体基板1例如通过现有的丘克拉斯基(Czochralski：CZ)法或者铸造法等来形成。以下，以使用p型的多晶的硅基板来作为半导体基板1为例进行说明。这里，例如，通过铸造法来制作多晶的硅的铸块。接下来，将该铸块例如切为250μm以下的厚度来制作半导体基板1。然后，为了去除半导体基板1的切剖面的机械性的损伤层以及污染层，也可以通过NaOH、KOH、氟酸或者氟硝酸等的水溶液来对半导体基板1的表面进行极微量蚀刻。
接下来，如图6所示，在半导体基板1的第1面1a形成纹理。作为纹理的形成方法，例如能够利用使用了NaOH等碱溶液或氟硝酸等酸溶液的湿式蚀刻、或者利用了反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching：RIE)法等的干式蚀刻。
接下来，如图7所示，对具有通过上述工序而形成的纹理的半导体基板1的第1面1a，形成n型的半导体区域即第1半导体区域3。具体而言，在具有纹理的半导体基板1之中的第1面1a侧的表层部形成n型的第1半导体区域3。第1半导体区域3例如能够使用将糊膏状的P2O5(五氧化二磷)涂敷在半导体基板1的第1面1a上并使磷热扩散的涂敷热扩散法、或者将气体状的POCl3(氯氧化磷)作为扩散源的气相热扩散法等来形成。第1半导体区域3例如形成为具有0.1μm至2μm左右的深度以及40Ω/□至200Ω/□左右的膜(sheet)电阻值。例如，在气相热扩散法中，在具有包含POCl3等的扩散气体的环境中在600℃至800℃左右的温度区域中对半导体基板1实施5分钟至30分钟作用的热处理，将荧光玻璃在半导体基板1的表面形成。然后，在氩气或者氮气等的惰性气体的环境中在800℃至900℃左右的高温中，对半导体基板1实施10分钟至40分钟左右的热处理。此时，磷从荧光玻璃向半导体基板1的表层中扩散，在半导体基板1的第1面1a侧形成第1半导体区域3。
这里，在形成第1半导体区域3时，在第2面1b侧也形成有第1半导体区域3的情况下，例如，通过蚀刻来去除形成于第2面1b侧的第1半导体区域3，使p型的第2半导体区域2在第2面1b侧露出。这里，例如，通过将半导体基板1的第2面1b侧浸渍于氟硝酸溶液，能够去除在第2面1b侧形成的第1半导体区域3。并且，之后，通过蚀刻来去除附着于半导体基板1的第1面1a侧的荧光玻璃。这样，若使荧光玻璃残留于第1面1a侧，通过蚀刻来去除形成于第2面1b侧的第1半导体区域3，则第1面1a侧的第1半导体区域3难以被去除，难以受到损伤。此时，也可以一并去除形成于半导体基板1的第3面1c的第1半导体区域。
在形成第1半导体区域3时，例如，也可以预先在第2面1b侧形成扩散掩模，通过气相热扩散法等来形成第1半导体区域3，接着去除扩散掩模。通过这样的工序，也能够形成与上述相同的构造。在该情况下，由于在第2面1b侧未形成第1半导体区域3，因此不需要去除第2面1b侧的第1半导体区域3的工序。
这样，能够准备具有存在于第1面1a侧的第1导电型(这里为n型)的第1半导体区域3和存在于第2面1b侧的第2导电型(这里为p型)的第2半导体区域2的多晶的半导体基板1。这里，例如能够准备具有相同的构造的多个半导体基板1。在多个半导体基板1中，例如包含第1半导体基板1fi以及第2半导体基板1se。
接下来，如图8所示，在半导体基板1的表面上形成钝化层9。钝化层9的大部分例如由氧化铝构成。此外，如图8所示，在表面上形成有钝化层9的半导体基板1上形成反射防止层5。反射防止层5的大部分例如由氮化硅构成。作为钝化层9的形成方法，例如若使用ALD法或者热CVD法，则在半导体基板1的第1面1a侧、第2面1b侧以及第3面1c侧能够容易形成钝化层9。
例如，在通过ALD法来形成钝化层9时，首先，在成膜装置的空腔内，载置形成有上述第1半导体区域3的半导体基板1。此时，例如，如图11所示，多个半导体基板1在被盒子Lf0支承的状态下载置于空腔内。这里，例如，在盒子Lf0的能够支撑一片半导体基板1的槽部Tr0配置两片半导体基板1。具体而言，例如，在空腔内，配置第1半导体基板1fi和第2半导体基板1se，以使得第1半导体基板1fi的第1面1a与第2半导体基板1se的第1面1a接近并且对置。这里，例如，在空腔内，盒子Lf0被配置为+Y方向为向上方向。作为盒子Lf0，例如，可采用具有多根棒状的部分(也称为棒状部)Bm0并且在这些多根棒状部Bm0存在多组槽部Tr0的结构。
并且，在如上述那样在空腔内配置第1半导体基板1fi和第2半导体基板1se的状态下，在包含第1半导体基板1fi以及第2半导体基板1se的多个半导体基板1的表面上，形成钝化层9。这里，在将各半导体基板1从100℃加热到250℃左右的温度区域的状态下，反复多次下述工序A至工序D来形成包含氧化铝的钝化层9。此时，由于第1半导体基板1fi的第1面1a与第2半导体基板1se的第1面1a配置为接近的状态，因此在各半导体基板1的第1面1a，越远离外周部1op侧越难以供给钝化层9的原料。由此，如图8所示，钝化层9形成为具有处于随着从第1半导体基板1fi以及第2半导体基板1se各自的第1面1a中的外周部1op侧接近于中央部1cp侧而厚度减少的状态的变厚区域Ad1。这里，例如，相比于在由掩模覆盖半导体基板1的第1面1a侧的状态下形成钝化层9的情况，不需要形成掩模的工序以及去除掩模的工序。由此，例如，能够提高生产率。此外，例如，相比于在半导体基板1不形成掩模导致在整个周围形成钝化层9的情况，不需要去除在半导体基板1的第1面1a侧形成的钝化层9的工序。由此，例如，能够提高生产率。
如上所述，在半导体基板1，例如，处于越接近于外周部1op、基于铸造的半导体的铸块的制成时以及半导体的铸块的切断时产生的晶体缺陷的密度就越增加的状态。因此，在第1实施方式所涉及的太阳能电池元件10中，例如，在半导体基板1的第1面1a侧，与晶体缺陷的密度相配地，使钝化层9存在为随着接近于第1面1a的外周部侧而厚度增加的状态。并且，这里，例如，在图11所示的状态下，通过形成钝化层9，能够容易形成具有所希望的厚度的变化的钝化层9。因此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。
这里，例如，即使在第2半导体区域2与包含氧化铝的第1钝化层9之间，形成包含氧化硅的另一第2钝化层的情况下，也能够通过ALD法来形成第2钝化层。在该情况下，在与上述相同的温度区域对半导体基板1进行加热的状态下，能够反复多次下述工序A至工序D来形成包含氧化硅的第2钝化层。工序A至工序D的内容如下。
[工序A]用于形成氧化硅层的双二乙基氨基硅烷(BDEAS)等的硅原料、或者用于形成氧化铝的三甲基铝(TMA)等的铝原料与载流气体一起供给到半导体基板1上。对载流子气体例如应用Ar气或者氮气等。此时，在半导体基板1的第1面1a、第2面1b以及第3面1c吸附硅原料或者铝原料。BDEAS或者TMA被供给的时间例如是15毫秒至3000毫秒左右即可。这里，在工序A的开始时，半导体基板1的表面也可以被-OH基终端。换言之，半导体基板1的表面的构造也可以具有Si-O-H的键合。该构造例如能够通过利用稀氢氟酸对半导体基板1进行处理后利用纯水来清洗而形成。
[工序B]通过氮气来将成膜装置的空腔内净化，从而空腔内的硅原料或者铝原料被去除。进一步地，在半导体基板1物理吸附以及化学吸附的硅原料或者铝原料之中，以原子层等级化学吸附的成分以外的硅原料或者铝原料被去除。通过氮气来将空腔内净化的时间例如是1秒至数十秒左右即可。
[工序C]水或者臭氧等的氧化剂被供给到成膜装置的空腔内，从而BDEAS或者TMA中包含的烷基被去除并以OH基置换。由此，在半导体基板1上形成氧化硅或者氧化铝的原子层。这里，氧化剂被供给到空腔内的时间例如是750毫秒至1100毫秒左右即可。此外，例如，通过向空腔内供给氧化剂以及氢(H)，从而通过氧化硅或者氧化铝而容易含有较多的氢原子。
[工序D]通过利用氮气来将成膜装置的空腔内净化，从而空腔内的氧化剂被去除。此时，例如，在半导体基板1上在原子层等级的氧化硅或者氧化铝的形成时未有助于反应的氧化剂等被去除。通过氮气来将空腔内净化的时间例如是1秒至数十秒左右即可。
以后，通过反复多次工序A至工序D的一系列的工序，能够形成具有所希望的厚度的氧化硅的层或者氧化铝的层。
并且，在半导体基板1的第1面1a侧以及第3面1c侧形成反射防止层5。这里，反射防止层5例如能够使用等离子体CVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition：PECVD)法或者溅射法来形成。例如，在使用PECVD法的情况下，预先以比反射防止层5的成膜中的温度高的温度对半导体基板1进行加热。然后，通过氮气(N2)来将硅烷(SiH4)与氨气(NH3)的混合气体稀释，在50Pa至200Pa的反应压力下，通过辉光放电分解来使其等离子体化，使其堆积于加热的半导体基板1上从而形成反射防止层5。此时，将成膜温度设为350℃至650℃左右，使预先加热的温度比成膜温度高50℃左右。此外，将辉光放电所需的高频电源的频率设为10kHz至500kHz。此外，气体的流量可根据反应室的大小等来适当地决定。气体的流量例如被设为150ml/分(sccm)至6000ml/分(sccm)的范围。硅烷的流量A与氨气的流量B的流量比(B/A)例如被设为0.5至15。
接下来，如图9所示，在半导体基板1的第2面1b侧中的钝化层9上的至少一部分形成保护层11。这里，例如，使用CVD法或者溅射法来对氮化硅层进行制膜，从而能够在钝化层9上形成保护层11。
接下来，通过激光光束的照射来将钝化层9以及保护层11局部去除，形成孔部。这样的孔部例如通过使用了YAG(钇铝石榴石)激光的激光光束的照射而形成。
接下来，如图10所示，例如，如以下那样形成第1电极6、第2电极7以及第3电极8。
第1电极6例如能够使用含有将银包含为主成分的金属粉末、有机载体以及玻璃料等的金属糊膏(也称为第1金属糊膏)来制作。这里，例如，首先，通过丝网印刷法等来在半导体基板1的第1面1a侧的部分涂敷第1金属糊膏。也可以对该涂敷后的第1金属糊膏实施以规定的温度使溶剂蒸发的干燥。然后，在烧成炉内，例如，在最高温度为600℃至850℃、加热时间为数十秒至数十分钟左右的条件下，通过对第1金属糊膏进行烧成来形成第1电极6。这里，例如，若使用丝网印刷法，则输出取出电极6a和集电电极6b能够通过一个工序来形成。
第2电极7例如能够使用含有将银包含为主成分的金属粉末、有机载体以及玻璃料等的金属糊膏(也称为第2金属糊膏)来制作。这里，例如，首先，通过丝网印刷法等来在半导体基板1的第2面1b侧的部分涂敷第2金属糊膏。也可以对该涂敷后的第2金属糊膏实施以规定的温度使溶剂蒸发的干燥。然后，在烧成炉内，例如，在最高温度为600℃至850℃、加热时间为数十秒至数十分钟左右的条件下，通过对第2金属糊膏进行烧成，从而第2电极7形成于半导体基板1的第2面1b侧。
第3电极8例如能够使用含有将铝包含为主成分的金属粉末、有机载体以及玻璃料的金属糊膏(也称为第3金属糊膏)来制作。这里，例如，首先，通过丝网印刷法等来在半导体基板1的第2面1b侧的部分涂敷第3金属糊膏，以使得与预先涂敷的第2金属糊膏的一部分接触。此时，也可以除去形成第2电极7的部位的一部分以外，在半导体基板1的第2面1b侧的几乎整面涂敷第3金属糊膏。第3金属糊膏的涂敷例如通过丝网印刷等来执行。也可以对该涂敷后的第3金属糊膏实施以规定的温度使溶剂蒸发的干燥。然后，在烧成炉内，例如在最高温度为600℃至850℃、加热时间为数十秒至数十分钟左右的条件下，通过对第3金属糊膏进行烧成，从而第3电极8形成于半导体基板1的第2面1b侧。在该烧成时，第3金属糊膏经由孔部而与第2半导体区域2连接，在半导体基板1的第2面1b侧的表层部形成第3电极8。此外，伴随着第3电极8的形成，也形成第3半导体区域4。另一方面，处于保护层11上的第3金属糊膏通过保护层11而被阻塞。因此，在第3金属糊膏的烧成时，几乎不产生对钝化层9的负面影响。
通过以上的工序，能够制作太阳能电池元件10。然而，例如，第2电极7也可以在形成第3电极8之后形成。此外，例如，第2电极7不需要与半导体基板1直接接触。例如，第2电极7也可以位于保护层11上。此外，第1电极6、第2电极7以及第3电极8也可以在涂敷了各个金属糊膏之后，通过同时烧成这些金属糊膏来形成。由此，太阳能电池元件10的生产率提高，并且对半导体基板1的热履历减少，能够提高太阳能电池元件10的输出特性。
<1-3.实施例>
接下来，对第1实施方式所涉及的太阳能电池元件10的实施例进行说明。第1实施方式所涉及的太阳能电池元件10的实施例如下那样制作。
首先，作为具有p型的第2半导体区域2的半导体基板1，准备了具有边长为约156mm的正方形的表背面和约200μm的厚度的多晶的硅基板。通过NaOH水溶液来对该半导体基板1进行蚀刻从而去除表面的损伤层。然后，进行半导体基板1的清洗。并且，使用RIE法来在半导体基板1的第1面1a侧形成纹理。
接下来，在半导体基板1的第1面1a侧的表层部，通过以氯氧化磷为扩散源的气相热扩散法，通过扩散来使磷导入。由此，形成膜电阻为90Ω/□左右的n型的第1半导体区域3。此时，通过氟硝酸溶液来去除在半导体基板1的第3面1c侧以及第2面1b侧形成的第1半导体区域3。然后，通过氟酸溶液来去除残留于半导体基板1的第1面1a侧的荧光玻璃。
接下来，使用ALD法来在半导体基板1的表面形成氧化铝的层来作为钝化层9。此时，使用了ALD法的氧化铝的层的形成在以下条件下进行。在成膜装置的空腔内，配置第1半导体基板1fi和第2半导体基板1se，以使得第1半导体基板1fi的第1面1a与第2半导体基板1se的第1面1a接近并且对置。在该状态下，各半导体基板1的表面温度维持为200℃左右。并且，使用作为铝原料的TMA和作为氧化剂的臭氧，形成将氧化铝包含为主成分的钝化层9以使得第2面1b侧中的厚度约为30nm。
接下来，在第1面1a侧，通过PECVD法，形成厚度约为70nm的将氮化硅包含为主成分的反射防止层5。
接下来，在形成于第2面1b侧的钝化层9上，通过PECVD法来对氮化硅进行制膜，形成厚度约为200nm的保护层11。
接下来，在第1面1a侧涂敷第1金属糊膏以使得成为第1电极6的图案，在第2面1b侧涂敷第2金属糊膏以使得成为第2电极7的图案。此外，在第2面1b侧，涂敷第3金属糊膏以使得成为第3电极8的图案。然后，将这些金属糊膏在最高温度为710℃、烧成时间为10分钟的条件下进行烧成，从而形成第3半导体区域4、第1电极6、第2电极7以及第3电极8。这样，制作了太阳能电池元件10的实施例。
另一方面，将上述太阳能电池元件10的实施例的制作方法作为基本，在钝化层9的形成工序中，通过掩模来覆盖第1面1a，从而在第1面1a上不形成钝化层9的情况下制作出太阳能电池元件10的参考例。
<1-3-1.太阳能电池EL检查>
分别针对如上述那样制作的太阳能电池元件10的实施例以及参考例，对第1元件面10a侧的输出取出电极6a和第2元件面10b侧的第2电极7安装了端子。此外，配置了摄像元件以使得太阳能电池元件10的实施例以及参考例各自的第1元件面10a为被摄体。并且，分别针对太阳能电池元件10的实施例以及参考例，实施了在输出取出电极6a与第2电极7之间流过一定的电流并通过摄像元件来拍摄第1元件面10a中的发光(ElectroLuminescence：EL)的状态的检查(也称为太阳能电池EL检查)。此时，使用了太阳能电池EL检查装置(ITES制的PVX100)。
如图12的(b)所示，在太阳能电池元件10的参考例中，在第1元件面10a的外周部lop以及其附近，发光量降低。与此相对地，如图12的(a)所示，在太阳能电池元件10的实施例中，相比于太阳能电池元件10参考例，在第1元件面10a的外周部lop以及其附近，发光量的降低减少。由此，在半导体基板1的实施例中，在第1面1a侧，由于处于随着接近于外周部1op侧厚度增加的状态的包含变厚区域Ad1的钝化层9的存在，推断实现了基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化。
<1-3-2.太阳能电池元件的第1面中的反射特性>
针对如上述那样制作的太阳能电池元件10的实施例，针对第1元件面10a中的从外周部起约15mm的位置(也称为第1测定位置)和第1元件面10a中的从外周部起约70mm的位置(也称为第2测定位置)，进行了反射率的测定。这里，针对300nm至1200nm的波长范围，按照时间顺序将每10nm的波长的光向第1元件面10a照射，通过积分球来对此时的来自第1元件面10a的反射光进行聚光，使用二极管来测定反射光的强度。换句话说，将波长为300nm的光向第1元件面10a照射并测定反射光的强度，将波长为310nm的光向第1元件面10a照射并测定反射光的强度，...，将波长为1200nm的光向第1元件面10a照射并测定反射光的强度。此时，将各波长的光向第1元件面10a上的10mm四方的区域进行了照射。并且，针对各波长的光，将第1元件面10a中的反射光的强度(也称为第1强度)I1除以向第1元件面10a照射的入射光的强度(也称为第2强度)I2，从而计算出反射率R(＝(I1/I2)×100)[％]。
在图13中，通过粗点划线来描绘第1测定位置处的光的波长与反射率的关系(也称为分光反射率)，通过粗实线来描绘第2测定位置处的光的波长与反射率的关系(分光反射率)。如图13所示，针对第1测定位置，相比于第2测定位置，从300nm到500nm的、从蓝色光到紫外光的波长区域所涉及的反射率变大。由此，推断出在太阳能电池元件10的实施例中，处于从蓝色光到紫外光的波长区域所涉及的反射率随着从第1面1a之中的外周部1op侧接近于中央部1cp侧而减少的状态。因此，例如，可知在第1元件面10a中，即使在外周部lop侧由于钝化层9的存在而反射率在某种程度上升，在中央部1cp侧以及其周边反射率也降低。换言之，推断出在太阳能电池元件10的实施例中，向半导体基板1的第1面1a侧照射的光容易被半导体基板1吸收，光电转换效率提高。
<1-4.第1实施方式的总结>
在第1实施方式所涉及的太阳能电池元件10中，例如，在半导体基板1的第1面1a侧存在覆盖部Pc1。该覆盖部Pc1具有在包含钝化层9和防反射膜5的多个层被层叠的状态下存在的层叠部分Ps1。在该层叠部分Ps1中，钝化层9具有处于随着从第1面1a中的外周部1op侧接近于中央部1cp侧而厚度减少的状态的变厚区域Ad1。换言之，在半导体基板1的第1面1a侧，钝化层9配置为随着接近于第1面1a的外周部1op侧，与晶体缺陷的密度对应地厚度增加。在该情况下，例如，在半导体基板1的表面，通过钝化层9的存在，可实现基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化。由此，例如，在半导体基板1之中的第1面1a侧能够减少少数载流子的再键合。并且，上述变厚区域Ad1例如能够容易通过上述太阳能电池元件10的制造方法来形成。因此，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。
此外，例如，若钝化层9具有位于半导体基板1的第2面1b侧的部分，则在半导体基板1的第2面1b侧，通过基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化从而难以产生少数载流子的再键合。因此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够容易提高。此外，例如，在半导体基板1之中的第2面1b侧的表层部是p型的半导体区域的情况下，在半导体基板1之中的第2面1b侧通过基于钝化层9的电场钝化效果从而难以产生少数载流子的再键合。因此，在半导体基板1的第1面1a侧以及第2面1b侧的双方，通过钝化层9可实现基于未键合部分的终端化的晶体缺陷的钝化。因此，在半导体基板1的第2面1b侧，通过钝化层9可得到电场钝化效果。其结果，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够提高。
<2.其他实施方式>
本公开并不限定于上述的第1实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变更、改进等。
<2-1.第2实施方式>
在上述第1实施方式中，例如，如图14所示，也可以反射防止层5位于半导体基板1的第1面1a上，钝化层9位于该反射防止层5上。具体而言，例如，也可以位于半导体基板1的第1面1a侧的覆盖部Pc1A以上述第1实施方式的覆盖部Pc1为基本结构，将钝化层9与反射防止层5的位置上下颠倒变更。
在图14的例子中，覆盖部Pc1A具有位于半导体基板1的第1面1a上的反射防止层5和位于该反射防止层5上的钝化层9。具体而言，覆盖部Pc1A具有在包含钝化层9和防反射膜5的多个层被层叠的状态下存在的部分(层叠部分)Ps1A。并且，在该层叠部分Ps1A，反射防止层5配置为与第1面1a相接的状态。换言之，在太阳能电池元件10中，半导体基板1的第1面1a配置为被反射防止层5直接覆盖的状态。进一步地，该反射防止层5配置为被钝化层9覆盖的状态。该钝化层9具有处于随着从第1面1a中的外周部1op侧接近于中央部1cp侧而厚度减少的状态的变厚区域Ad1A。
若采用上述结构，例如，具有正的固定电荷的反射防止层5位于n型的第1半导体区域3上，正的固定电荷能够被导入到反射防止层5与半导体基板1的界面。由此，例如，在反射防止层5与半导体基板1的界面附近，通过电场钝化效果，可减少少数载流子的再键合。
然而，在将使用了太阳能电池元件10的太阳能电池模块用于大规模的太阳光发电的情况下，在太阳能电池模块的玻璃等的透光性基板与太阳能电池元件10之间，例如可能产生600V至1000V左右的较大的电压差。与此相对地，若在带正电的透光性基板与具有正的固定电荷的反射防止层5之间存在具有负的固定电荷的钝化层9，则上述较大的电压差难以影响反射防止层5。因此，在反射防止层5难以蓄积负的固定电荷。由此，在反射防止层5与第1半导体区域3的界面，光生成载流子的活动不会被反射防止层5较大妨碍，能够减少导致输出的降低的现象(Potential Induced Degradation：PID)的产生。换言之，针对PID的耐性(也称为PID耐性)能够提高。
此外，例如，在反射防止层5被钝化层9覆盖的层叠部分Ps1A，在进行用于形成第1电极6、第2电极7以及第3电极8的烧成等的热处理时，反射防止层5中的氢难以溢出到外部空间。因此，反射防止层5中的氢容易扩散到半导体基板1的第1面1a侧。换言之，钝化层9作为反射防止层5的外罩层而发挥功能。由此，例如，在半导体基板1的第1面1a侧，外周部1op以及其附近中的未键合部分容易被从反射防止层5供给的氢终端化。其结果，在半导体基板1的第1面1a侧难以产生少数载流子的再键合。进一步地，这里，钝化层9的厚度越大，基于钝化层9的作为反射防止层5的外罩层的功能越能够增强。因此，例如，在半导体基板1的第1面1a侧，随着接近于第1面1a的外周部1op侧，与晶体缺陷的密度对应地钝化层9的厚度增加，基于钝化层9的作为反射防止层5的外罩层的功能能够增强。由此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够提高。此外，例如，若钝化层9通过ALD法等而形成，则钝化层9中含有的氢的密度能够变高。在该情况下，例如，若钝化层9中的氢的密度比反射防止层5中的氢的密度大，则基于钝化层9的作为反射防止层5的外罩层的功能能够增强。
<2-2.第3实施方式>
在上述各实施方式中，例如，如图15所示，保护层11也可以位于半导体基板1的第1面1a侧。具体而言，例如，也可以位于半导体基板1的第1面1a侧的覆盖部Pc1B以上述第1实施方式的覆盖部Pc1为基本结构，并变更为保护层11位于钝化层9与反射防止层5之间。在图15的例子中，覆盖部Pc1B具有：位于半导体基板1的第1面1a上的钝化层9、位于该钝化层9上的保护层11、位于该保护层11上的反射防止层5。这样的保护层11例如能够如下那样形成。
如图11所示，在空腔内，配置第1半导体基板1fi和第2半导体基板1se，以使得第1半导体基板1fi的第1面1a与第2半导体基板1se的第1面1a接近并且对置。并且，在如上述那样在空腔内配置第1半导体基板1fi和第2半导体基板1se的状态下，在包含第1半导体基板1fi以及第2半导体基板1se的多个半导体基板1的表面上通过CVD等来形成保护层11。
<2-3.第4实施方式>
在上述各实施方式中，例如，如图16以及图17所示，也可以在第1面1a的中央部1cp以及其周边也存在钝化层9。具体而言，例如，也可以位于半导体基板1的第1面1a侧的覆盖部Pc1C将上述第1实施方式的覆盖部Pc1作为基本结构，变更为在第1面1a的中央部1cp以及其周边也存在钝化层9。在图16以及图17的例子中，在对半导体基板1的第1面1a进行俯视透视的情况下，在覆盖部Pc1C，钝化层9具有位于第1面1a的中央部1cp上的区域(也称为存在区域)Pm1C。此时，存在区域Pm1C中的钝化层9的厚度根据钝化层9的素材以及固定电荷密度的大小等而变更，例如，被设为5nm以下。在该情况下，例如，在半导体基板1的第1面1a侧中的中央部1cp的表层部，通过基于未键合部分的终端化等的晶体缺陷的钝化，难以产生少数载流子的再键合。另一方面，例如，即使钝化层9具有负的固定电荷，若钝化层9的厚度为5nm以下，则少数载流子的再键合也难以增加。因此，例如，太阳能电池元件10中的光电转换效率能够提高。此外，在图17中，在第1面1a的中央部1cp以及其周边存在的钝化层9具有一定的膜厚，但中央部1cp的钝化层9也可以配置为随着接近于外周部1op侧，膜厚变厚。
<3.其他>
在上述各实施方式中，例如，也可以在半导体基板1的第1面1a侧，进一步使二氧化硅的层位于以氧化铝为主成分的钝化层9上。在该情况下，例如，通过在层叠部分Ps1增加二氧化硅的层，从而第1元件面10a的外周部1op侧的区域中的反射率能够减少。
在上述各实施方式中，例如，太阳能电池元件10也可以不是PERC型的太阳能电池元件，例如是具有IBC(Interdigitated Back Contact)、MWT(Metal Wrap Through)以及EWT(Emitter Wrap Through)等构造的背面接触类型的太阳能电池元件。具体而言，太阳能电池元件10具有例如至少包含钝化层9的一部分和反射防止层5的层叠部分Ps1、Ps1A、Ps1B位于半导体基板1的第1面1a上的构造即可。
在上述各实施方式中，例如，也可以在半导体基板1的第1面1a侧，在外周部1op的附近，存在钝化层9的厚度一定的区域。在该情况下，例如，钝化层9也可以具有厚度一定的区域和位于该区域的中央部1cp侧的变厚区域Ad1。
在上述各实施方式中，例如，考虑第1二氧化硅层、氧化铝的钝化层9、第2二氧化硅层按照该顺序通过ALD法依次形成在半导体基板1的第2面1b上的情况。这里，第1二氧化硅层的厚度例如被设为0.6nm左右，钝化层9的厚度例如被设为15nm左右，第2二氧化硅层的厚度例如被设为5nm左右。在该情况下，例如，也可以在半导体基板1的第1面1a侧之中的外周部1op的附近，也依次形成第1二氧化硅层、氧化铝的钝化层9、第2二氧化硅层。
在上述各实施方式中，例如，通过PECVD法来形成包含氮化硅的保护层11，但也可以使用绝缘性糊膏来形成保护层11。在该情况下，首先，在钝化层9上涂敷以硅氧烷树脂(具有硅氧烷键(Si-O-Si键)的有机化合物)为主成分的绝缘性糊膏。然后，通过将该绝缘性糊膏干燥，从而能够在钝化层9上形成保护层11。具体而言，例如，使用丝网印刷法等，在钝化层9上的至少一部分，将绝缘性糊膏涂敷为具有所希望的图案。然后，使用热板或者干燥炉等，在最高温度为150℃至350℃、加热时间为1分钟至10分钟的条件下，使该绝缘性糊膏干燥。由此，能够将具有所希望的图案的保护层11形成于钝化层9上。
并且，在第3金属糊膏的烧成时，第3金属糊膏经由保护层11的孔部而将钝化层9烧穿。此时，第3金属糊膏与第2半导体区域2连接，在半导体基板1的第2面1b侧形成第3电极8。此外，随着第3电极8的形成，在半导体基板1的第2面1b侧的表层部也形成第3半导体区域4。由此，通过激光光束的照射来将钝化层9以及保护层11局部去除，不需要形成孔部的工序。因此，太阳能电池元件的生产率提高。
当然能够将处于分别构成上述各实施方式以及各种变形例的状态的全部或者一部分适当地在没有矛盾的范围内进行组合。
-符号说明-
1 半导体基板
1a 第1面
1b 第2面
1c 第3面
1cp 中央部
1fi 第1半导体基板
1op 外周部
1se 第2半导体基板
2 第2半导体区域
3 第1半导体区域
4 第3半导体区域
5 反射防止层
6 第1电极
7 第2电极
8 第3电极
9 钝化层(第1钝化层)
10 太阳能电池元件
10a 第1元件面
10b 第2元件面
11 保护层
Ad1、Ad1A 变厚区域
Lf0 盒子
Pc1、Pc1A、Pc1B、Pc1C 覆盖部
Pm1 不存在区域
Pm1C 存在区域
Ps1、Ps1A、Ps1B 层叠部分
Tr0 槽部。

Claims (10)

1.一种太阳能电池元件，具备：
半导体基板，具有存在于第1面侧的第1导电型的第1半导体区域、和位于与所述第1面相反侧的第2面侧且与所述第1导电型不同的第2导电型的第2半导体区域；和
覆盖部，位于该半导体基板的所述第1面侧，
该覆盖部具有在包含钝化层和反射防止层的多个层被层叠的状态下存在的层叠部分，
在所述层叠部分，所述钝化层具有处于随着从所述第1面的外周部侧接近于中央部侧而厚度减少的状态的区域。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，
在所述层叠部分，所述钝化层以与所述第1面相接的状态配置。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，
在所述层叠部分，所述反射防止层以与所述第1面相接的状态配置。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的太阳能电池元件，其中，
在所述层叠部分，所述钝化层与所述反射防止层以相接的状态配置。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的太阳能电池元件，其中，
所述层叠部分中的从蓝色光到紫外光的波长区域所涉及的反射率处于随着从所述第1面之中的所述外周部侧接近于所述中央部侧而减少的状态。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的太阳能电池元件，其中，
所述钝化层位于所述半导体基板的所述第1面侧、所述第2面侧以及处于将所述第1面与所述第2面连结的状态的第3面侧。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池元件，其中，
在所述半导体基板的所述第2面侧，保护层位于所述钝化层上。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的太阳能电池元件，其中，
在对所述第1面进行俯视透视的情况下，所述钝化层具有位于所述中央部上的区域。
9.根据权利要求1至8的任意一项所述的太阳能电池元件，其中，
所述反射防止层以与所述第1面的所述中央部相接的状态配置。
10.一种太阳能电池元件的制造方法，具有：
第1工序，准备第1半导体基板以及第2半导体基板，所述第1半导体基板以及所述第2半导体基板分别具有存在于第1面侧的第1导电型的第1半导体区域、和存在于与所述第1面相反侧的第2面侧且与所述第1导电型不同的第2导电型的第2半导体区域；和
第2工序，在将所述第1半导体基板和所述第2半导体基板配置成所述第1半导体基板的所述第1面与所述第2半导体基板的所述第1面接近并且对置的状态下，在所述第1半导体基板以及所述第2半导体基板各自的表面上形成钝化层，
在所述第2工序中，形成所述钝化层，以使得具有处于随着从所述第1半导体基板以及所述第2半导体基板各自的所述第1面中的外周部侧接近于中央部侧而厚度减少的状态的区域。
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