CN111566821A - 太阳能单电池和太阳能单电池的制造方法 - Google Patents

太阳能单电池和太阳能单电池的制造方法 Download PDF

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Abstract

太阳能单电池(1)包括：具有受光面(10a)和背面(10b)的半导体基片(10)；在半导体基片(10)的背面(10b)上在第一方向延伸且在与第一方向交叉的第二方向上彼此相邻设置的n型半导体层(13n)和p型半导体层(12p)；和设置在n型半导体层(13n)和p型半导体层(12p)上的基底层(14)。基底层(14)包括：通过具有第一分离部(17a)和第二分离部(17b)的第一分离槽(17)被彼此分离的n侧基底层(14n)和p侧基底层(14p)；和将第一分离部(17a)和第二分离部(17b)分隔开的第一桥部(18)。第一桥部(18)在n侧基底层(14n)和p侧基底层(14p)的在第一方向上的边界中的至少一处，将第一分离部(17a)和第二分离部(17b)分隔开。

Description

太阳能单电池和太阳能单电池的制造方法
技术领域
本发明涉及背结型的太阳能单电池和该太阳能单电池的制造方法。
背景技术
作为光电转换效率改善的太阳能单电池，正在对背结型的太阳能单电池进行研究，在其背面上形成有n型半导体层和p型半导体层二者，该背面是在半导体基片上的与光所入射的受光面相反的面。在背结型的太阳能单电池中，在背面上层叠设置有透明电极层(基底层)，种子层(导电层)和用于提取所产生的电力的镀层(n侧电极和p侧电极)。
专利文献1公开了一种太阳能单电池，其中n侧电极和p侧电极被设置在透明电极层中的分离区域(分离槽)完全分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/157701号
发明内容
发明要解决的课题
作为在基底层中形成分离槽的方法，可以执行激光加工。如上所述，当基底层被分离槽完全分离时，在通过激光进行的图案形成中，产生扫描路径彼此交叉的部位。如果在该扫描路径上扫描激光期间照射激光，则会产生被激光过度照射的部位。由此，可能会损坏半导体层和半导体基片，降低光电转换效率。
因此，本发明的目的是提供一种太阳能单电池和一种太阳能单电池的制造方法，其可在执行激光加工时抑制对半导体层等的损坏。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面的太阳能单电池是一种背结型的太阳能单电池，包括：具有光入射的受光面和背对上述受光面的背面的半导体基片；在上述半导体基片的上述背面上，在第一方向上延伸、且在与上述第一方向交叉的第二方向上彼此相邻设置的n型半导体层和p型半导体层；和设置在上述n型半导体层和上述p型半导体层上的基底层，上述基底层包括：由具有在不同方向上延伸的第一分离部和第二分离部的第一分离槽彼此分离开的、设置在上述n型半导体层上的n侧基底层和设置在上述p型半导体层上的p侧基底层；和将上述第一分离部和上述第二分离部分隔开的第一桥部，上述n侧基底层具有在上述第一方向上延伸的第一n侧基底部，上述p侧基底层具有在上述第一方向上延伸并与上述第一n侧基底部相邻设置的第一p侧基底部，上述第一桥部，在上述第一n侧基底部的在上述第一方向上的一侧的第一端部与上述p侧基底层的边界、和在上述第一p侧基底部的上述第一方向上的另一侧的第二端部与上述n侧基底层的边界的至少一者，将上述第一分离部和上述第二分离部分隔开。
此外，根据本发明的一个方面的太阳能单电池的制造方法是一种背结型的太阳能单电池的制造方法，包括以下工序：在具有光入射的受光面和背对上述受光面的背面的半导体基片的上述背面上，形成在第一方向延伸、且在与上述第一方向交叉的第二方向上彼此相邻设置的n型半导体层和p型半导体层的半导体层形成工序；在形成了上述n型半导体层和上述p型半导体层的上述背面上形成基底层的基底层形成工序；在上述基底层上形成导电层的导电层形成工序；在上述导电层之上、且与上述n型半导体层和上述p型半导体层对应的区域中涂敷抗蚀剂的抗蚀剂形成工序；将在上述抗蚀剂形成工序中形成了抗蚀剂膜的上述导电层作为种子层，通过电解镀形成n侧电极和p侧电极的电极形成工序；在上述电极形成工序之后，通过使用激光扫描在上述抗蚀剂膜上形成贯通至上述种子层的槽的激光加工工序；对形成了上述槽的上述背面进行蚀刻，以形成将上述基底层分离为n侧基底层和p侧基底层的分离槽的基底层去除工序；和在上述基底层去除工序之后去除上述抗蚀剂膜的抗蚀剂去除工序，在上述激光加工工序中，通过在由上述激光扫描的扫描路径交叉的位置停止上述激光的输出，在上述位置形成将在不同的方向延伸的第一分离部和第二分离部分隔开的上述分离槽。
发明的效果
根据本发明，能够实现一种太阳能单电池和其制造方法，该太阳能单电池在通过激光进行加工时能够抑制对半导体层等的损伤。
附图说明
图1是示出根据实施方式1的太阳能单电池的俯视图。
图2是实施方式1的太阳能单电池的沿图1的II-II线的局部截面图。
图3是示出根据实施方式1的太阳能单电池的制造方法的流程图。
图4是在电极形成工序之后的根据实施方式1的太阳能单电池的截面示意图。
图5A是示出根据比较例的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。
图5B是示出根据实施方式1的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。
图6A是沿着图5B中的线VIa-VIa截取的在根据实施方式1的制造工序中的太阳能单电池的局部截面图。
图6B是沿着图5B中的线VIb-VIb截取的在根据实施方式1的制造工序中的太阳能单电池的局部截面图。
图7A是在与图5B中的VIa-VIa线对应的位置处的、根据实施方式1的太阳能单电池在基底层去除工序之后的局部截面图。
图7B是在与图5B中的VIb-VIb线对应的位置处的、根据实施方式1的太阳能单电池在基底层去除工序之后的局部截面图。
图8是根据实施方式1的太阳能单电池的导电层去除工序之后的局部截面图。
图9是示出根据实施方式1的变形例1的太阳能单电池的俯视图。
图10是示出根据实施方式1的变形例1的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。
图11是示出根据实施方式1的变形例2的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。
图12A是在根据实施方式1的变形例2的太阳能单电池的激光加工工序之后，沿着图11的XIIa-XIIa线截取的局部截面图。
图12B是在根据实施方式1的变形例2的太阳能单电池的激光加工工序之后，沿图11的XIIb-XIIb线截取的局部截面图。
图13是根据实施方式1的变形例2的太阳能单电池的在去除导电层工序之后的局部截面图。
图14是根据实施方式1的变形例3的太阳能单电池的局部截面图。
图15是示出根据实施方式1的太阳能单电池的短边附近的激光扫描路径的俯视图。
图16是图15中的区域C的放大图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明本发明的实施方式。以下说明的实施方式均表示本发明的一个具体例。因此，以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置、连接方式、工序、和工序的顺序等只是一例，并没有限定本发明的意思。因此，以下的实施方式中的构成要素中，将表示本发明的最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素作为任意的构成要素进行说明。
而且，每个图都是示意图，并且不一定是精确的图示。此外，在各图中，有对实质上相同的结构标注相同的符号，并省略或简化重复的说明的情况。
另外，“大致＊＊”的记载是包含实质上看作＊＊的意图，例如，以“大致正交”为例进行说明，则不仅包括完全正交，也包含实质上看作正交的意思。例如，“大致＊＊”的表述是示出还包括例如大约百分之几的差异的情况。
此外，在各图中，Z轴方向是例如与太阳能单电池的受光面垂直的方向。X轴方向和Y轴方向是相互正交，且都与Z轴方向正交的方向。例如，在以下实施方式中，“俯视图”是指从Z轴方向观察。另外，在以下的实施方式中，“截面图”是指，对于通过在与太阳能单电池的受光面正交的面(例如，由Z轴和X轴定义的面)上剖切该太阳能单电池而得到的截面，从与该截面大致正交的方向(例如，Y轴方向)进行观察。
(实施方式1)
以下将参照图1至图8说明根据本实施方式的太阳能单电池。
[1.太阳能单电池的结构]
首先，将参照图1和图2说明根据本实施方式的太阳能单电池的概略结构。太阳能单电池是将等日光等的光转换成电能的光电转换元件(光伏元件)。
图1是示出根据本实施方式的太阳能单电池1的俯视图。图1是从背面侧观察太阳能单电池1的俯视图。具体地，图1的(a)是示出根据本实施方式的太阳能单电池1的俯视图，并且图1的(b)是图1的(a)的虚线框的放大俯视面。图2是沿着图1的(a)的线II-II截取的根据本实施方式的太阳能单电池1的局部截面图。在图2中，光所入射的受光面10a被图示为相对于纸面位于下侧。
如图2所示，太阳能单电池1具有由半导体材料制成的半导体基片10。半导体基片10例如能够由晶体硅等构成。在本实施方式中，将说明其中半导体基片10由n型晶体硅构成的示例。晶体硅包括单晶硅或多晶硅。半导体基片10也可以是p型晶体硅。此外，半导体基片10的材料也可以是GaAs、InP等的化合物半导体。
半导体基片10具有光入射的受光面10a和与受光面10a相背对的背面10b。半导体基片10在受光面10a上接收光。背面10b是光不会直接入射的表面。在根据本实施方式的太阳能单电池1中，使用大致八边形的半导体基片10，其中，沿着X或Y方向的长边和沿着与X轴和Y轴两者交叉的方向的短边沿着外周交替地配置。
在半导体基片10的受光面10a上，依次设置有：实质上本征i型半导体层20i，具有与半导体基片10相同的导电型的n型半导体层20n，兼用作保护膜的防反射层19(保护层)。i型半导体层20i例如能够由实质上本征i型非晶硅构成。n型半导体层20n例如能够由n型非晶硅构成。防反射层19例如能够由氮化硅等构成。防反射层19还具有保护i型半导体层20i和n型半导体层20n的功能。
在半导体基片10的背面10b上，配置有n型半导体层13n和p型半导体层12p。
n型半导体层13n配置在背面10b的一部分上。n型半导体层13n例如能够由n型非晶硅等构成。在n型半导体层13n与背面10b之间配置有实质上本征i型半导体层13i。i型半导体层13i例如能够由实质上本征i型非晶硅等构成。
p型半导体层12p配置在背面10b的未配置n型半导体层13n的至少一部分上。实质上的整个背面10b被该p型半导体层12p和n型半导体层13n覆盖。
p型半导体层12p例如能够由包含硼酸等的p型掺杂剂的p型非晶硅构成。在p型半导体层12p与背面10b之间配置有实质上本征i型半导体层12i。i型半导体层12i例如能够由实质上本征i型非晶硅等构成。
从光电转换效率的观点来看，期望n型半导体层13n和i型半导体层13i、和p型半导体层12p和i型半导体层12i沿着与背面10b平行的一个方向彼此形成。在本实施方式中，n型半导体层13n和i型半导体层13i、和p型半导体层12p和i型半导体层12i被设置为在X轴方向上延伸，并在Y轴方向上彼此插嵌。即，n型半导体层13n和i型半导体层13i、和p型半导体层12p和i型半导体层12i在Y轴方向上彼此相邻地设置。X轴方向是第一方向的示例，并且Y轴方向是与第一方向交叉的第二方向的示例。此外，在下文中，将n型半导体层13n、p型半导体层12p和i型半导体层12i和13i统称为半导体层。半导体层例如直接层叠在半导体基片10的背面10b上。
此外，半导体层可以形成为覆盖半导体基片10的背面10b上的大范围。因此，n型半导体层13n和i型半导体层13i与p型半导体层12p和i型半导体层12i可彼此重叠地层叠。例如，如图2的分离部21所示，一层可以与另一层重叠而无间隙地层叠。
在p型半导体层12p上层叠有i型半导体层13i和n型半导体层13n的整个区域中，形成绝缘层(未图示)。由此，i型半导体层12i和p型半导体层12p与i型半导体层13i和n型半导体层13n绝缘。
在n型半导体层13n上层叠有n侧基底层14n、n侧导电层15n和n侧电极16n。另一方面，在p型半导体层12p上层叠有p侧基底层14p、p侧导电层15p和p侧电极16p。将n侧导电层15n和p侧导电层15p统称为导电层。另外，将n侧电极16n和p侧电极16p统称为电极。
如图1的(b)所示，由n侧基底层14n、p侧基底层14p和第一桥部18构成基底层14。本实施方式的特征在于，基底层14具有第一桥部18。
基底层14具有抑制半导体层与导电层之间的接触，抑制半导体层与导电层的合金化以提高入射光的反射率的功能。基底层14例如是由透明导电材料构成的透明导电层(TCO膜)。透明导电层优选构成为包括例如具有多晶结构的氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)和氧化钛(TiO2)等金属氧化物中的至少一种。可将锡(Sn)、锌(Zn)、钨(W)、锑(Sb)、钛(Ti)、铝(Al)、铈(Ce)和镓(Ga)等的掺杂剂添加到这些金属氧化物中。例如，In2O3掺杂有Sn的ITO是特别优选的。掺杂物的浓度能够设为0～20质量％。透明导电层的厚度为例如约50nm～100nm。
基底层14配置在半导体层上。例如，将基底层14直接层叠在半导体层上。
通过具有沿不同方向延伸的第一分离部17a和第二分离部17b的第一分离槽17，将基底层14分离为n侧基底层14n和p侧基底层14p。即，由第一分离槽17形成彼此分离的n侧基底层14n和p侧基底层14p。由此，n侧基底层14n配置在n型半导体层13n上，与n型半导体层13n电连接。p侧基底层14p配置在p型半导体层12p上，与p型半导体层12p电连接。
此外，如图1的(a)和图2所示，在电极下方(例如，在电极和半导体层之间)也形成有基底层14。如图1的(a)所示，n侧基底层14n包括在X轴方向上延伸的第一n侧基底部141n，和在Y轴方向上延伸、且连接第一n侧基底部141n的X轴正侧端部的第二n侧基底部142n。第一n侧基底部141n的X轴正侧端部是第一方向上的另一侧的端部的示例。另外，p侧基底层14p包括在X轴方向上延伸的第一p侧基底部141p，和在Y轴方向上延伸、且连接第一p侧基底部141p的X轴负侧端部的第二p侧基底部142p。第一p侧基底部141p的X轴负侧端部是第一方向上的一侧的端部的示例。在本实施方式中，第一n侧基底部141n和第一p侧基底部141p配置成彼此插嵌(插置)。即，第一n侧基底部141n和第一p侧基底部141p彼此相邻地配置。
另外，第一分离部17a在太阳能单电池1的俯视图中设置在在X轴方向延伸并且相邻的第一n侧基底部141n和第一p侧基底部141p之间，第二分离部17b分别设置在n侧基底层14n(具体地，第一n侧基底部141n)的X轴负侧的端部和第二p侧基底部142p、和p侧基底层14p(具体地，第一p侧基底部141p)的X轴正侧的端部和第二n侧基底部142n之间。
第一桥部18设置在第一分离部17a与第二分离部17b之间。即，第一桥部18将第一分离部17a和第二分离部17b分离。在本实施方式中，第一桥部18设置在第一分离部17a的X轴方向的端部与第二分离部17b之间。即，第一桥部18将第一分离部17a的X轴方向的端部与第二分离部17b分离。由此，第一分离部17a和第二分离部17b在俯视图中不交叉。
在图1的(b)中，示出了第一桥部18在n侧基底层14n(具体地，第一n侧基底部141n)的X轴负侧的端部和p侧基底层14p的边界处将第一分离部17a与第二分离部17b分离的示例，而在p侧基底层14p(具体地，第一p侧基底部141p)的X轴正侧的端部和n侧基底层14n的边界处也同样地将第一分离部17a与第二分离部17b分离。第一桥部18设置于在多个n侧基底层14n的X轴正侧的端部和p侧基底层14p的边界与在多个p侧基底层14p的X轴负侧的端部和n侧基底层14n的边界中的至少一个。即，太阳能单电池1可以包括至少一个第一桥部18。另外，在图1的(b)中，第一桥部18的俯视形状被图示为大致矩形的示例，但是本发明不限于此。
n侧基底层14n(具体地，第一n侧基底部141n)的X轴负侧的端部是第一端部的示例，p侧基底层14p(具体地，第一p侧基底部141p)的X轴正侧的端部是第二端部的示例。另外，在图1的(b)中，示出了第二分离部17b的长度(Y轴方向上的长度)比相邻的第一分离部17a之间的间隔(参见图8的(a)和图8的(b)中所示的间隔L2)长的示例。
第一桥部18配置在上述位置，使得n侧基底层14n和p侧基底层14p经由第一桥部18连接。第一桥部18具有导电性，因为它由与n侧基底层14n和p侧基底层14p相同的材料制成，但是具有高电阻值，所以n侧基底层14n和p侧基底层14p仅以不影响光电转换效率的程度电导通。例如，n侧基底层14n与p侧基底层14p之间的第一桥部18的电阻为0.01Ω·cm以上。例如，第一桥部18在X轴方向上的长度L1为30μm以上，在Y轴方向上的长度(图8的(a)和8的(b)中的宽度L3)为30μm以下。第一桥部18在Y轴方向上的长度大致等于第一分离部17a在短边方向上的长度。此外，第一桥部18在X轴方向上的长度L1可以等于或小于第一桥部18在Y轴方向上的长度(在本实施方式中为宽度L3)。
导电层配置在基底层14上，用作在电镀生长期间使电流通过的种子层。即，n侧电极16n和p侧电极16p通过使用导电层作为种子层的电解镀而形成。导电层的厚度为例如约50nm～100nm。
n侧电极16n是直接形成在n侧导电层15n上、从n型半导体层13n收集载流子(电子)的电极。p侧电极16p是直接形成在p侧导电层15p上、从p型半导体层12p收集载流子(空穴)的电极。
在本实施方式中，n侧电极16n是配置在n侧导电层15n上的镀层，p侧电极16p是配置在p侧导电层15p上的镀层。n侧电极16n包括在X轴方向延伸的n侧副栅线电极161n，和在Y轴方向延伸、且连接n侧副栅线电极161n的X轴正侧的端部的n侧主栅线电极162n。p侧电极16p包括在X轴方向上延伸的p侧副栅线电极161p，和在Y轴方向上延伸、且连接p侧副栅线电极161p的X轴负侧的端部的p侧主栅线电极162p。在本实施方式中，n侧副栅线电极161n和p侧副栅线电极161p被配置为彼此插嵌。即，n侧副栅线电极161n与第一p侧副栅线电极161p相邻配置。
n侧导电层15n、n侧电极16n、p侧导电层15p和p侧电极16p可由具有高导电性和高光反射率的金属制成。例如，可由铜(Cu)、锡(Sn)、钛(Ti)、铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)等金属或包含它们中的一种以上的合金构成。即，n侧导电层15n、n侧电极16n、p侧导电层15p和p侧电极16p是金属层。
在本实施方式中，例如，从导电性、反射率、材料成本等的观点出发，n侧导电层15n、n侧电极16n、p侧导电层15p和p侧电极16p由Cu构成。Cu层的厚度为例如约10μm～20μm。
如上所述，根据本实施方式的太阳能单电池1是背结型的太阳能单电池。如果通过印刷等形成n侧电极16n和p侧电极16p，则可以不设置n侧导电层15n和p侧导电层15p。
[2.太阳能单电池的制造方法]
接下来，将参照图3至图8说明上述太阳能单电池1的制造方法。
图3是示出根据本实施方式的太阳能单电池的制造方法的流程图。根据本实施方式的制造方法的特征在于激光加工工序。
如图3所示，首先，执行用于在具有光入射的受光面10a和与受光面10a相背对的背面10b的半导体基片10的背面10b上，形成在第一方向上(在本实施方式中，X轴方向)上延伸、而在与第一方向交叉的第二方向(在本实施方式中为Y轴方向)上相邻设置的n型半导体层13n和p型半导体层12p的半导体层形成工序(S10)。在半导体形成工序中，将半导体基片10放置在真空腔室中，并且通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或溅射顺序地层叠i型半导体层和n型半导体层。在半导体形成工序中，半导体层等也形成在受光面10a上。
在半导体形成工序中，首先，在半导体基片10的受光面10a上层叠i型半导体层20i和n型半导体层20n，并且在背面10b上层叠i型半导体层12i、p型半导体层12p和绝缘层(未图示)。绝缘层例如能够以与防反射层19相同的构成形成。
在通过PECVD层叠i型半导体层12i、20i的层叠工序中，例如，将被氢气(H2)稀释的硅烷气体(SiH4)用作原料气体。在层叠n型半导体层13n、20n的层叠工序中，例如，将添加膦(PH3)并用氢(H2)稀释的硅烷(SiH4)用作原料气体。在p型半导体层12p的层叠工序中，例如，将添加乙硼烷(B2H6)并用氢(H2)稀释的乙硅烷(SiH4)用作原料气体。
然后，对层叠在背面10b上的各层进行图案化。首先，部分蚀刻并去除绝缘层。在绝缘层蚀刻工序中，将通过例如丝网印刷或喷墨等涂敷工艺、或光刻工艺等形成的抗蚀剂膜用作掩模。当绝缘层是氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)时，能够使用例如氟化氢(HF)水溶液对其进行蚀刻。
在蚀刻绝缘层结束之后，例如，去除抗蚀剂膜，并且使用图案化的绝缘层作为掩模，来蚀刻露出的i型半导体层12i和p型半导体层12p。i型半导体层12i和p型半导体层12p的蚀刻例如使用氢氧化钠(NaOH)水溶液(例如1质量％的NaOH水溶液)等碱性蚀刻液进行。通过该工序，在背面10b上形成图案化的i型半导体层12i和p型半导体层12p和绝缘层。
在层叠i型半导体层20i之前，可以在半导体基片10的受光面10a上形成纹理结构。纹理结构例如能够通过使用氢氧化钾(KOH)水溶液对(100)面进行各向异性蚀刻而形成。
随后，将i型半导体层13i和n型半导体层13n层叠在背面10b上的除了端缘区域之外的整个区域上。即，i型半导体层13i和n型半导体层13n也层叠在图案化的i型半导体层12i和p型半导体层12p上。能够与i型半导体层12i和p型半导体层12p同样地，通过PECVD法形成i型半导体层13i和n型半导体层13n。
随后，将层叠在i型半导体层12i和p型半导体层12p上的i型半导体层13i和n型半导体层13n图案化，以部分地去除绝缘层。首先，部分地蚀刻并去除层叠在i型半导体层12i和p型半导体层12p上的i型半导体层13i和n型半导体层13n。将要去除的i型半导体层13i和n型半导体层13n的区域，是i型半导体层12i和p型半导体层12p上的将在后面的工序中形成p侧电极16p的区域。在i型半导体层13i和n型半导体层13n的蚀刻中，例如，通过丝网印刷等形成的抗蚀剂膜用作掩模，并且使用NaOH水溶液等的碱性蚀刻液。
由于i型半导体层13i和n型半导体层13n通常比i型半导体层12i和p型半导体层12p难于蚀刻，因此优选使用浓度比被用于i型半导体层12i和p型半导体层12p的NaOH水溶液高的溶液(例如10质量％的NaOH水溶液)或氢氟硝酸(フッ硝酸)(HF和HNO3的混合水溶液(例如各30质量％))。或者，还优选通过将NaOH水溶液加热至约70～90℃来使用(碱热处理)。
接下来，在完成对i型半导体层13i和n型半导体层13n的蚀刻之后，去除抗蚀剂膜，并将图案化的i型半导体层13i和n型半导体层13n用作掩模，使用HF水溶液以蚀刻、去除掉露出的绝缘层。从而，通过去除绝缘层的一部分，露出i型半导体层12i和p型半导体层12p的一部分。
接下来，在形成有p型半导体层12p和n型半导体层13n的背面10b上，执行用于形成基底层14的基底层形成工序(S11)、和用于在基底层14上形成导电层15的导电层形成工序(S12)。基底层14和导电层15层叠在p型半导体层12p和n型半导体层13n的整个区域上。
此处，将参考图4说明在步骤S10～S12的工序中制造的太阳能单电池。
图4是在电极形成工序之后的根据本实施方式的太阳能单电池1的截面示意图。
在步骤S10～S12的工序中，形成在图4所示的各构成元件中除了n侧电极16n、p侧电极16p和抗蚀剂膜22以外的部分。基底层14和导电层15不间断地形成。
再次参考图3，在导电层15上，执行用于在n侧电极16n和p侧电极16p与分离槽(例如，图1的(b)所示的n侧电极16n和p侧电极16p之间的区域)相对应的区域上，涂敷抗蚀剂的抗蚀剂涂敷工序(S13)。在抗蚀剂涂敷工序中形成的抗蚀剂膜22沿着导电层15上与分离部21相对应的区域形成。即，在抗蚀剂涂敷工序之后的太阳能单电池1的俯视图中，抗蚀剂膜22和分离部21至少一部分重叠，并在彼此平行的方向上延伸。
在抗蚀剂膜涂敷工序中，例如，通过丝网印刷形成抗蚀剂膜22。因此，如图4所示，抗蚀剂膜22具有半圆柱形的形状。抗蚀剂膜22的形成方法不限于丝网印刷法，可以是分配器法或其他方法。
抗蚀剂膜22的厚度可以是在后面的工序中执行的激光加工工序中在激光加工期间不引起残留的厚度。此外，抗蚀剂膜22的厚度可以是在形成抗蚀剂膜22时不出现针孔等痕迹(かすれ)的厚度。例如，使抗蚀剂膜22不出现痕迹的厚度例如为15μm以上。例如，在图4所示的半圆柱形抗蚀剂膜22中，最大厚度为15μm以上。如果为小于该值，则产生带痕迹的部分，并且在后面的电极形成工序中电镀从该带痕迹的部分生长，成为导致短路的原因。
随后，执行电极形成工序，该工序通过使用其上形成有抗蚀剂膜22的导电层15作为种子层，通过电解镀来形成n侧电极16n和p侧电极16p(S14)。在此，由于通过抗蚀剂膜22划分地形成镀层，因此镀层被分离，从而得到n侧电极16n和p侧电极16p。此外，在该工序中，由于导电层15未进行图案化，因此在镀覆处理期间流动的电流的面密度变得相等，并且n侧电极16n和p侧电极16p具有相同的厚度。
在本实施方式中，由于n侧电极16n和p侧电极16p由Cu层构成，所以执行Cu镀覆以形成n侧电极16n和p侧电极16p。
图4示出了在步骤S14中形成n侧电极16n和p侧电极16p的太阳能单电池。在未形成抗蚀剂膜22的区域中，形成有n侧电极16n和p侧电极16p。如图4所示，在步骤S14时未对基底层14和导电层15进行图案化。因此，例如，n型半导体层13n和p型半导体层12p经由基底层14和导电层15导通。因此，基底层14和导电层15被部分蚀刻。
为了部分蚀刻基底层14和导电层15，首先执行用于通过照射激光来部分去除抗蚀剂膜22的激光加工工序(S15)。将参考图5A和5B说明激光加工工序中的激光扫描路径。
图5A是示出根据比较例的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。图5B是示出根据本实施方式的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。在图5A和5B中，激光的扫描路径由虚线箭头示出，并且激光的照射范围由实线框示出。
如图5A所示，在比较例中，沿着扫描路径R111～R113扫描激光。具体地，在扫描路径R111上的扫描中，照射范围E111内的抗蚀剂膜22被激光照射。类似地，在R112、113中的扫描中，照射范围E112、E113内的抗蚀剂膜22也同样被激光照射。
在形成有n侧电极16n和p侧电极16p的区域中不进行激光照射。即，在形成有n侧电极16n和p侧电极16p的区域中停止激光输出。即，在比较例中，在形成有n侧电极16n和p侧电极16p的区域与没有形成它们的区域之间的边界处，控制激光输出的开/关。
这里，可以看出，在四个交点C处过度照射了激光。例如，在X轴负侧的两个交点C处，照射范围E111和照射范围E112重叠。即，在交点C处，在扫描路径R111的扫描中被照射激光，并且在扫描路径R112的扫描中被照射激光。由此，可能损坏半导体层等，并且太阳能单电池的光电转换效率可能降低。而在本实施方式中，可以抑制将激光过度照射到相同位置。在本实施方式中，将在不同扫描路径中的相同位置处的激光照射称为两次激光照射。
如图5B所示，在本实施方式中，沿着扫描路径R1～R3扫描激光。例如，扫描路径R1～R3可以与图5A所示的扫描路径R111～R113相同。具体地，在扫描路径R1的扫描中，照射范围E1内的抗蚀剂膜22被激光照射。类似地，在扫描路径R2、R3的扫描中，照射范围E2、E3内的抗蚀剂膜22也同样被激光照射。扫描路径R1包括从照射范围E3侧朝照射范围E2侧(在图5B中从X轴正侧到X轴负侧)进行扫描的去路，和从照射范围E2侧朝照射范围E3侧(在图5B中从X轴负侧到X轴正侧)进行扫描的归路。在进行激光加工之前预先设定扫描路径R1～R3。即，照射范围E2、E3是能够预先知道的范围。此外，图5B示出其中照射范围E1～E3中的每个是直线状的范围的示例。
在图5B中，与图5A中的交点C那样，不存在激光照射范围交叉的区域。即，在根据本实施方式的太阳能单电池的制造方法中，相同的位置没有被两次激光照射。例如，可以通过在沿着扫描路径R1的扫描期间控制激光器的输出的开/关来实现。
具体地，在扫描路径R1(去路)中，在已经通过了照射范围E3的位置P1开始激光输出。即，直到到达位置P1才进行激光照射。照射范围E3与位置P1之间的距离大致等于图1的(b)所示的长度L1。
然后，执行激光照射直到通过位置P2。位置P2是在扫描路径R1中不通过照射范围E2的位置。即，在扫描路径R1中，在通过照射范围E2时不进行激光照射。照射范围E2与位置P2之间的距离大致等于照射范围E3与位置P1之间的距离。由此，形成了从位置P1到位置P2的长条状的照射范围E1。
此外，在扫描路径R1(归路)中，在已经通过了照射范围E2的位置P3处开始激光输出。即，从位置P2到位置P3不进行激光照射。照射范围E2与位置P3之间的距离大致等于照射范围E2与位置P2之间的距离。
然后，执行激光照射直到到达位置P4。位置P4是在扫描路径R1中不通过照射范围E3的位置。即，在扫描路径R1中，在通过照射范围E3时不进行激光照射。照射范围E3与位置P4之间的距离大致等于照射范围E3与位置P1之间的距离。由此，形成了从位置P3到位置P4的长条状的照射范围E1。
如上所述，在扫描路径R1中，在与扫描路径R2、R3交叉的位置处停止激光输出。例如，在扫描路径R1中，在与照射范围E2、E3交叉的位置处停止激光输出。
此后，在扫描路径R2、R3中，对照射范围E2、E3照射激光。例如，在扫描路径R2、R3中，在形成有n侧电极16n和p侧电极16p的区域与没有形成它们的区域之间的边界处，进行激光输出的打开和关断。
如上所述，在激光加工工序中，在照射范围E2、E3之间的区域中，进行在扫描路径R1(去路和归路)中的激光输出的打开和关断。由此，照射范围E1与照射范围E2、E3不交叉(不重叠)，因此相同的位置不会被两次激光照射。即，能够抑制半导体层等被激光损坏。
在图5B中，说明了在扫描路径R1中在照射范围E2、E3之间的区域中打开和关断激光输出的示例，但是本发明不限于此。例如，可以在扫描路径R2、R3中的两个照射范围E1之间的区域中执行激光输出的打开和关断。具体地，在扫描路径R1中，在形成有n侧电极16n和p侧电极16p的区域与未形成它们的区域之间的边界处进行激光输出的打开和关断。从而，在扫描路径R2、R3中，可以在两个照射范围E1之间的区域中打开和关断激光输出。
这里，将参照图6A和6B说明已经执行了激光加工工序的太阳能单电池。
图6A是沿着图5B中的线VIa-VIa截取的、根据本实施方式的制造工序中的太阳能单电池1的局部截面图。即，图6A是在激光加工工序中未被激光照射的区域的局部截面图。图6B是沿着图5B中的线VIb-VIb截取的、根据本实施方式的制造工序期间的太阳能单电池1的局部截面图。即，图6B是在激光加工工序中被激光照射的区域的局部截面图。
如图6A所示，在未对抗蚀剂膜22照射激光的区域中，在抗蚀剂膜22中未形成槽。即，抗蚀剂膜22保持在步骤S13中形成的状态。
如图6B所示，在抗蚀剂膜22被激光照射的区域中，在抗蚀剂膜22上形成有贯通至导电层15的槽22a。在图6B中，形成对应于照射范围E1的槽22a。
再次参考图3，接下来执行基底层去除工序(S16)，该工序对在抗蚀剂膜22形成有槽22a的背面10b进行蚀刻，以形成将基底层14分离为n侧基底层14n和p侧基底层14p的第一分离槽17。
在基底层去除工序中，首先，使用抗蚀剂膜22作为掩模对导电层15进行部分蚀刻。由此，在分离槽中，导电层15被分开，形成彼此分离的n侧导电层15n和p侧导电层15p。能够使用例如氯化铁(FeCl3)水溶液，盐酸-过氧化氢或硫酸-过氧化氢来蚀刻导电层15。通过该工序，作为透明导电层的基底层14的一部分露出来。
随后，使用抗蚀剂膜22和在分离槽中被分离的导电层15作为掩模，来蚀刻露出的基底层14。由此，基底层14在第一分离槽17中被分离，形成彼此分离的n侧基底层14n和p侧基底层14p(参见稍后说明的图7B)。能够使用例如氯化氢(HCl)水溶液或草酸水溶液等对基底层14进行蚀刻。
这里，将参照图7A和图7B说明已经进行了基底层去除工序的太阳能单电池1。
图7A是在与图5B中的VIa-VIa线对应的位置处的、根据本实施方式的太阳能单电池1在基底层去除工序之后的局部截面图。即，图7A是在激光加工工序中未被激光照射的区域的局部截面图。图7B是在与图5B中的VIb-VIb线对应的位置处的、根据本实施方式的太阳能单电池1在基底层去除工序之后的局部截面图。即，图7B是在激光加工工序中被激光照射的区域的局部截面图。
如图7A所示，在抗蚀剂膜22未被激光照射的区域中，导电层15和基底层14未被蚀刻。即，导电层15和基底层14保持在步骤S11、S12中形成的状态。
如图7B所示，在抗蚀剂膜22被激光照射的区域中，在与抗蚀剂膜22的槽22a对应的位置，形成贯通至导电层15和基底层14的分离槽。例如，在导电层15中，由该分离槽形成彼此分离的n侧导电层15n和p侧导电层15p。此外，在基底层14中，由该分离槽形成彼此分离的n侧基底层14n和p侧基底层14p。在贯通至导电层15和基底层14的分离槽中，将n侧基底层14n和p侧基底层14p分离的部分称为第一分离槽17(图7B中的第一分离部17a)。即，第一分离槽17是用于将n侧基底层14n和p侧基底层14p分离的槽。
再次参考图3，在基底层去除工序之后，执行去除抗蚀剂膜22的抗蚀剂去除工序(S17)，和去除n侧导电层15n和p侧导电层15p的一部分的导电层去除工序(S18)。
在抗蚀剂去除工序中，用NaOH、KOH等的碱性溶液去除抗蚀剂膜22。然后，在导电层去除工序中，能够使用氯化铁(FeCl3)水溶液、盐酸-过氧化氢、硫酸-过氧化氢进行蚀刻。
此处，将参照图8说明已经进行了抗蚀剂去除工序和导电层去除工序的太阳能单电池1。
图8是根据本实施方式的太阳能单电池1在导电层去除工序之后的局部截面图。具体地，图8的(a)是在与图5B中的VIa-VIa线对应的位置处的、根据本实施方式的太阳能单电池1在导电层去除工序之后的局部截面图。即，图8的(a)是在激光加工工序中未被激光照射的区域的局部截面图。图8的(b)是在与图5B中的VIb-VIb线对应的位置处的、根据本实施方式的太阳能单电池1在导电层去除工序之后的的局部截面图。即，图8的(b)是在激光加工工序中被激光照射的区域的局部截面图。
如图8的(a)所示，在抗蚀剂膜22未被激光照射的区域中，没有蚀刻基底层14。具体地，基底层14由n侧基底层14n、p侧基底层14p和第一桥部18构成。第一桥部18配置在n侧基底层14n和p侧基底层14p之间，连接n侧基底层14n和p侧基底层14p。
第一桥部18是通过在激光加工工序中在扫描路径R1与扫描路径R2、R3交叉的位置处通过停止激光而在该位置处形成。该位置例如不包括在照射范围E1～E3中，但包括在照射范围E1与照射范围E2、E3之间的区域中。
如图8的(b)所示，在抗蚀剂膜22被激光照射的区域中，基底层14被蚀刻并由第一分离部17a分离。
如图8的(a)和8的(b)所示，第一桥部18的宽度L3(在Y轴方向的长度)与第一分离部17a的宽度基本相同。第一桥部18的宽度L3小于第二分离槽23的宽度。例如，第二分离槽23的宽度是100μm～200μm，第一桥部18的宽度L3是30μm。第一桥部18的宽度L3可以基本等于激光斑点的直径。
由此，可获得图1的(a)、(b)所示的太阳能单电池1。
另外，太阳能单电池1的制造方法不限于上述方法。例如，可以交换图3所示的各工序的顺序。例如，可以在执行电极形成工序之后，顺序执行抗蚀剂去除工序、导电层去除工序和基底层去除工序。在抗蚀剂去除工序中，对其中未形成图6B所示的槽22a的状态下的抗蚀剂膜22(即，在抗蚀剂膜涂敷工序中形成的抗蚀剂膜22)进行去除。在导电层去除工序中，使用n侧电极16n和p侧电极16p作为掩模去除导电层15。由此，形成n侧导电层15n和p侧导电层15p。在基底层去除工序中，对露出的基底层14进行激光加工以形成第一分离槽17。即，在激光加工中，形成n侧基底层14n、p侧基底层14p和第一桥部18。即使在这种情况下，如图5B所示，也控制激光输出的开始和停止，以使得在相同位置不两次激光照射。由此，可获得图1的(a)、(b)所示的太阳能单电池1。
[3.效果等]
如上所述，根据本实施方式的太阳能单电池1是背结型的太阳能单电池，其包括：具有光入射的受光面10a和与受光面10a相背对的背面10b的半导体基片10；在半导体基片10的背面10b上，在第一方向延伸且在与第一方向交叉的第二方向上相邻设置的n型半导体层13n和p型半导体层12p；和设置在n型半导体层13n和p型半导体层12p上的基底层14。基底层14包括：通过具有沿不同方向延伸的第一分离部17a和第二分离部17b的第一分离槽17被彼此分离的、设置在n型半导体层13n上n侧基底层14n和设置在p型半导体层12p上的p侧基底层14p；和将第一分离部17a和第二分离部17b分隔开的第一桥部18，n侧基底层14n具有在第一方向上延伸的第一n侧基底部141n，p侧基底层14p具有与在第一方向上延伸的第一n侧基底部141n相邻地设置的第一p侧基底部141p，第一桥部18在第一n侧基底部141n的在第一方向上的一侧的第一端部和p侧基底层14p的边界、与在第一p侧基底部141p的第一方向上的另一侧的第二端部和n侧基底层14n的边界的至少一者，将第一分离部17a和第二分离部17b分隔开。
因此，当执行激光加工以将基底层14分离为n侧基底层14n和p侧基底层14p时，能够在与第一桥部18相对应的位置处停止激光输出。即，能够抑制第一分离部17a和第二分离部17b交叉。因此，能够抑制对同一位置两次照射激光，从而能够实现在进行激光加工时抑制对半导体层等的损伤的太阳能单电池1。
此外，n侧基底层14n具有在第二方向上延伸、且连接第一n侧基底部141n的在第一方向上的另一侧端部的第二n侧基底部142n，p侧基底层14p具有在第二方向上延伸、且连接第一p侧基底部141p的在第一方向上的一侧端部的第二p侧基底部142p。在太阳能单电池1的俯视图中，第一分离部17a在第一方向上延伸，且设置在彼此相邻的第一n侧基底部141n和第一p侧基底部141p之间。第二分离部17b分别设置在第一端部与第二p侧基底部142p之间和第二端部与第二n侧基底部142n之间。第二分离部17b在第二方向上的长度大于彼此相邻的第一分离部17a之间的间隔L2。第一桥部18将第一分离部17a的在第一方向上的端部与第二分离部17b分隔开。
这样，即使当通过多次扫描激光来形成第一分离槽17时，也能够抑制在相同位置两次照射激光。在执行激光加工的情况下，能够实现抑制了对半导体层等的损伤的太阳能单电池1。
此外，第一桥部18的长度L1等于或小于第一桥部18在Y轴方向上的长度(在本实施方式中为宽度L3)。
由此，能够增大第一桥部18的电阻，从而抑制第一桥部18对载流子收集的影响，并且当执行激光加工时，能够实现抑制了对半导体层等的损伤的太阳能单电池1。
此外，如上所述，根据本实施方式的太阳能单电池的制造方法是背结型的太阳能单电池的制造方法，包括以下工序：在具有光入射的受光面10a和与受光面10a相背对的背面10b的半导体基片10的背面10b上，形成在第一方向延伸且在与第一方向交叉的第二方向上相邻设置的n型半导体层13n和p型半导体层12p的半导体层形成工序(S10)；在形成有n型半导体层13n和p型半导体层12p的背面10b上形成基底层14的基底层形成工序(S11)；在基底层14上形成导电层15的导电层形成工序(S12)；在导电层15之上、对应于n型半导体层13n和p型半导体层12p的区域中涂敷抗蚀剂的抗蚀剂形成工序(S13)；将在抗蚀剂形成工序中形成有抗蚀剂膜22的导电层15作为种子层，通过电解镀形成n侧电极16n和p侧电极16p的电极形成工序(S14)；在电极形成工序之后，通过使用激光扫描在抗蚀剂膜22上形成贯通至导电层15的槽22a的激光加工工序(S15)；对形成有槽22a的背面10b进行蚀刻，以形成将基底层14分离成n侧基底层14n和p侧基底层14p的第一分离槽17的基底层去除工序(S16)；和在基底层去除工序之后去除抗蚀剂膜22的抗蚀剂去除工序(S17)。在激光加工工序中，通过在由激光扫描的扫描路径R1～R3交叉的位置处停止激光的输出，在该位置处形成使沿不同的方向延伸的第一分离部17a和第二分离部17b分隔开的第一分离槽17。
因此，通过在扫描路径R1～R3交叉的位置处停止激光输出，能够实现第一分离部17a和第二分离部17b被第一桥部18隔开的太阳能单电池1。
此外，在激光加工工序中，由于通过激光去除抗蚀剂膜22，因此与通过激光直接去除导电层15和基底层14的情况相比，能够抑制所去除的导电层15和基底层14附着于其周围。
(实施方式1的变形例1)
以下将参照图9和图10说明根据该变形例的太阳能单电池。
图9是示出根据本变形例的太阳能单电池的俯视图。具体地，图9示出了太阳能单电池中的与图1的(b)相对应的区域。
如图9所示，在本实施方式中，基底层具有n侧基底层114n、p侧基底层114p和第一桥部118。
基底层被第一分离槽117分离。具体地，基底层通过第一分离部117a和第二分离部117b而分离为n侧基底层114n和p侧基底层114p。
在太阳能单电池的俯视图中，第一分离部117a的一端部设置在第一p侧基底部141p和第二n侧基底部142n(见图1中的(a))的边界处，另一端部设置在与第一p侧基底部141p相邻的一个第一n侧基底部141n与第二p侧基底部142p之间的边界处。
在太阳能单电池的俯视图中，第二分离部117b的一端部设置在第一p侧基底部141p和第二n侧基底部142n之间的边界处，另一端部设置在与第一p侧基底部141p相邻的另一个第一n侧基底部141n与第二p侧基底部142p之间的边界处。
第一分离部117a和第二分离部117b分别具有例如在端部侧弯曲的形状。
第一桥部118配置在第一分离部117a和第二分离部117b的相邻端部之间。即，第一桥部118在n侧基底层114n与p侧基底层114p之间的边界处将在不同方向上延伸的第一分离部117a和第二分离部117b分隔开。
接下来，将参照图10说明根据本变形例的太阳能单电池的制造方法。该变形例的特征在于图3所示的激光加工工序，并且将仅说明激光加工工序。其他工序与实施方式1相同。
图10是示出根据本变形例的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。具体地，图10示出了与图1的(a)所示的虚线区域A相对应的区域。
如图10所示，沿着扫描路径R11进行扫描照射激光。具体地，在沿着扫描路径R11的扫描中，在照射范围E11内的抗蚀剂膜22上照射激光。即，在本变形例中，能够通过一次扫描在抗蚀剂膜22上形成槽。
照射范围E11表示激光在扫描路径R11中照射的范围。扫描路径R11具有至少一部分弯曲的形状。即，扫描路径R11在n侧电极16n与p侧电极16p之间的区域具有弯曲的路径。
在扫描路径R11上，在执行弯曲扫描的位置P11处打开激光。然后，将激光照射到位置P12。即，激光输出在经过扫描路径R11交叉的位置之前被关断。然后，在停止激光输出的状态下扫描扫描路径R11，并且在通过了扫描路径R11交叉的位置P13处打开激光输出。即，在扫描路径R11交叉的位置不进行激光照射。即，在同一位置不进行两次激光照射。然后，执行激光照射直到到达位置P14，并且激光输出在位置P14处停止。
在激光加工工序中，激光输出在扫描激光的扫描路径R11交叉的位置处停止，从而在该位置处能够形成用第一桥部118将沿不同的方向延伸的第一分离部117a和第二分离部117b分离的第一分离槽117。由此，可获得图9所示的太阳能单电池1。
如上所述，在根据本变形例的太阳能单电池中，n侧基底层114n具有：在与第一方向交叉的第二方向上延伸、且连接第一n侧基底部141n的第一方向上的另一侧端部的第二n侧基底部142n，p侧基底层114p具有：在第二方向上延伸、且连接第一p侧基底部141p的第一方向上的另一侧端部的第二p侧基底部142p。在太阳能单电池的俯视图中，第一分离部117a的一端部设置在第一p侧基底部141p与第二n侧基底部142n之间的边界处，另一端部设置在与第一p侧基底部141p相邻的一个第一n侧基底部141n与第二p侧基底部142p之间的边界处。此外，在太阳能单电池的俯视图中，第二分离部117b的一端部设置在第一p侧基底部141p与第二n侧基底部142n之间的边界处，另一端部设置在与第一p侧基底部141p相邻的另一个第一n侧基底部141n与第二p侧基底部142p之间的边界处。从而，第一桥部118将第一分离部117a与第二分离部117b的相邻的端部分隔开。
由此，即使在通过对激光进行一次扫描而形成第一分离槽117的情况下，也能够抑制在扫描路径R11交叉的位置两次照射激光，因此，当进行激光加工时，能够实现抑制了对半导体层等的损伤的太阳能单电池。
(实施方式1的变形例2)
以下将参照图11～图13说明根据该变形例的太阳能单电池。本变形例的特征在于在激光加工工序中照射激光的照射范围。即，形成第一分离部和第二分离部的位置与实施方式1不同。
图11是示出根据本变形例的激光加工工序中的激光扫描路径的俯视图。
在图5B中，沿着n侧电极16n和p侧电极16p之间的大致中央部照射激光，但是在本变形例中，如图11所示，沿着n侧电极16n和p侧电极16p之间的、靠近n侧电极16n和p侧电极16p之一的位置照射激光。
在图11中，通过扫描路径R21～R23照射激光，但是扫描路径R21是对在n侧电极16n和p侧电极16p之间、并且靠近n侧电极16n和p侧电极16p之中的n侧电极16n的位置进行扫描。因此，照射范围E21形成在n侧电极16n与p侧电极16p之间、并且靠近n侧电极16n和p侧电极16p之中的n侧电极16n的位置。例如，照射范围E21形成在n侧副栅线电极161n与p侧副栅线电极161p(参照图1的(a))之间、且靠近n侧副栅线电极161n的位置。
此外，扫描路径R22对n侧电极16n与p侧电极16p之间、并且靠近n侧电极16n的位置进行扫描。因此，照射范围E22形成在n侧电极16n与p侧电极16p之间、并且靠近n侧电极16n的位置。例如，照射范围E22形成在n侧副栅线电极161n与p侧主栅线电极162p(参照图1的(a))之间、且靠近n侧主栅线电极162n的位置。
扫描路径R23对n侧电极16n与p侧电极16p之间、并且靠近n侧电极16n的位置进行扫描。因此，照射范围E23形成在n侧电极16n与p侧电极16p之间、并且靠近n侧电极16n的位置。例如，照射范围E23形成在p侧副栅线电极161p与n侧主栅线电极162n(参照图1的(a))之间、且靠近n侧主栅线电极162n的位置。
位置P21～P24分别对应于图5B所示的位置P1～P4。即，在位置P21、P23处开始激光照射，并且在位置P22、P24处停止激光照射。即，在照射范围E22和照射范围E23之间形成照射范围E21。
图12A是沿图11的XIIa-XIIa线截取的、在根据本变形例的太阳能单电池的激光加工工序之后的局部截面图。图12B是沿着图11的XIIb-XIIb线截取的、在根据本变形例的太阳能单电池的激光加工工序之后的局部截面图。
如图12A所示，在抗蚀剂膜22未被激光照射的区域中，在抗蚀剂膜22中未形成槽。即，抗蚀剂膜22保持在图3所示的步骤S13中形成的状态。
如图12B所示，在抗蚀剂膜22被激光照射的区域中，在抗蚀剂膜22上形成有贯通至导电层15的槽122a。在图12B中，形成与照射范围E21相对应的槽122a。具体地，在太阳能单电池的截面图中，在抗蚀剂膜22的厚度最大的位置与n侧电极16n或p侧电极16p之间形成槽122a。在本实施方式中，抗蚀剂膜22形成为半圆筒状。抗蚀剂膜22的厚度最大的位置位于抗蚀剂膜22的宽度(Y轴方向的长度)的大致中央。例如，抗蚀剂膜22的厚度最大的位置是在n侧电极16n与p侧电极16p之间的大致中央的位置。因此，在太阳能单电池的截面图中，槽122a形成在靠近n侧电极16n和p侧电极16p之一的位置。在本实施方式中，槽122a形成在靠近n侧电极16n的位置。
图13是根据本变形例的太阳能单电池的在基底层去除工序之后的局部截面图。具体地，图13的(a)是沿图11的XIIa-XIIa线截取的、根据本变形例的太阳能单电池的在基底层去除工序之后的局部截面图。图13的(b)是沿着图11的XIIb-XIIb线截取的、根据本变形例的太阳能单电池的在基底层去除工序之后的局部截面图。
如图13的(a)所示，在抗蚀剂膜22未照射激光的区域中，未蚀刻基底层14。具体地，基底层14包括n侧基底层214n、p侧基底层214p和第一桥部218。第一桥部218配置在n侧基底层214n和p侧基底层214p之间，并且连接n侧基底层214n和p侧基底层214p。
如图13的(b)所示，在抗蚀剂膜22被激光照射的区域中，基底层14被蚀刻并被第一分离部217a分离。
如图13的(a)和图13的(b)所示，在太阳能单电池的截面图中，第一桥部218和第一分离部217a形成在n侧电极16n和p侧电极16p之中的p侧电极16p侧。
此外，尽管未图示，但是在太阳能单电池的截面图中，由照射范围E22形成的第二分离部形成在p侧电极16p侧。另外，在太阳能单电池的截面图中，由照射范围E23形成的第二分离部形成在n侧电极16n侧。由第一分离部217a和第二分离部分形成分离槽。
如上所述，根据本变形例的太阳能单电池包括：设置在n侧导电层15n上、由镀膜形成的n侧电极16n；和设置在p侧导电层15p上、由镀膜形成的p侧电极16p。在太阳能单电池的俯视图中，第一分离槽(例如，第一分离部17a)位于n侧电极16n与p侧电极16p之间，并且靠近n侧电极16n与p侧电极16p之一的位置。
由此，当抗蚀剂膜22的厚度大时，能够用激光加工抗蚀剂膜22的与厚度最大的部分不同的部分，从而能够在不增加激光输出的情况下形成槽122a。即，即使抗蚀剂膜22的厚度大，也能够抑制通过增加激光输出而导致的对半导体层的损伤增加。因此，在本变形例中，能够实现在通过激光进行加工时抑制对半导体层等的损伤的太阳能单电池。
另外，如上所述，根据本变形例的太阳能单电池的制造方法，在激光加工工序中，在太阳能单电池的截面图中在抗蚀剂膜22的厚度最大的位置和n侧电极16n或p侧电极16p之间扫描激光。例如，在激光加工工序中，可以在太阳能单电池的截面图中在靠近n侧电极16n和p侧电极16p之一的位置扫描激光。
因此，当抗蚀剂膜22的厚度大时，能够在与抗蚀剂膜22的厚度最大的部分不同的部分用激光进行加工，从而能够在不增加激光输出的情况下形成槽122a。即，即使抗蚀剂膜22的厚度大，也能够抑制通过增加激光输出而导致的对半导体层的损伤增加。另外，由于抗蚀剂膜22的厚度最大的部分不用激光加工，因此能够抑制激光加工后的抗蚀剂膜22的膜残渣的产生。因此，当进行激光加工时，能够实现抑制对半导体层等的损伤并提高成品率的太阳能单电池。
(实施方式1的变形例3)
下面将参照图14说明根据该变形例的太阳能单电池。
图14是根据本变形例的太阳能单电池的局部截面图。具体地，图14的(a)是根据本变形例的太阳能单电池在与图5B中的VIa-VIa线对应的位置处的局部截面图。图14的(b)是根据该变形例例的太阳能单电池在与图5B中的VIb-VIb线相对应的位置处的局部截面图。在该变形例中，不执行图3所示的导电层去除工序。
如图14的(a)所示，导电层由n侧导电层315n、p侧导电层315p和第二桥部24构成。第二桥部24形成在第一桥部18上。第二桥部24形成在例如图1(b)所示的第一桥部18上。在本变形例的太阳能单电池中，在与图1的(b)所示的第一分离部17a和第二分离部17b对应的位置，具有将导电层分隔成n侧导电层315n和p侧导电层315p的分离槽。即，导电层具有由在不同方向上延伸的两个分离部构成的分离槽。第二桥部24将两个分离部分隔开。将导电层分隔成n侧导电层315n和p侧导电层315p的分离槽(例如，图14的(b)中的第一分离部23a)是第二分离槽的示例。
通过将第二桥部24配置在上述位置，n型半导体层13n和p型半导体层12p经由第二桥部24连接。当n型半导体层13n和p型半导体层12p经由第二桥部24以不影响光电转换效率的高电阻连接时，即使形成第二桥部24，它对光电转换效率影响也很小。第二桥部24的电阻例如与第一桥部18的电阻大致相同。例如，第二桥部24的电阻为1kΩ/□以上。例如，导电层(在本实施方式中为第二桥部24，n侧导电层315n和p侧导电层315p)的薄膜电阻为1kΩ/□以上。另外，例如，在俯视图中第二桥部24的尺寸大致等于第一桥部18的尺寸。因此，第二桥部24的电阻较高，并且能够抑制n侧导电层315n与p侧导电层315p之间的导通。
可以在抗蚀剂去除工序之后执行增加第二桥部24的电阻值的处理。例如，可以在氧气气氛中进行热处理以执行高电阻化等的处理。
如图14的(b)所示，导电层被第一分离部23a分离为n侧导电层315n和p侧导电层315p。第一分离部23a的宽度(Y轴方向的长度)例如与第一分离部17a的宽度大致相等。
如上所述，根据本变形例的太阳能单电池包括设置在n侧基底层14n和p侧基底层14p上的导电层15。导电层15包括：被第二分离槽(例如，第一分离部23a)彼此分离的、设置在n侧基底层14n上的n侧导电层315n和设置在p侧基底层14p上的p侧导电层315p，和设置在第一桥部18上的、隔开第二分离槽的第二桥部24。
因此，例如，即使省略了图3所示的去除导电层工序，在进行激光加工的情况下，也能够实现抑制对半导体层等的损伤的太阳能单电池。
(实施方式1的变形例4)
以下将参照图15和图16说明根据该变形例的太阳能单电池。
图15是根据本变形例的太阳能单电池的短边附近的放大图。具体地，图15中的区域B是图1中的区域B的放大图。在图15中，区域B相对于图1旋转了180度，以便于理解附图。在图15中，R32a和R32b表示激光扫描路径。图16是图15中的区域C的放大图，示出了区域C中的激光扫描路径和激光照射范围E31、E32和E33。
在该变形例中，将说明在太阳能单电池的短边附近(拐角附近)的激光扫描路径。如本变形例那样，在太阳能单电池的形状为例如具有长边和短边的大致八边形的情况下，设置在太阳能单电池的Y轴方向的两端部的副栅线电极161pe的前端的X坐标、与设置在Y轴方向的中央部的副栅线电极161p的前端的X坐标不同。即，副栅线电极161pe的前端的X坐标小于副栅线电极161p的前端的X坐标。此时，如图15的R32b那样，如果一次执行多个副栅线电极161pe(在图15的示例中为两个副栅线电极161pe)的前端部的激光扫描，则激光扫描是简便的。例如，当仅以基本平行于Y轴的方向的扫描路径(例如扫描路径R32a)执行激光扫描时，在扫描路径R32a上对副栅线电极161p的前端照射激光，在平行于Y轴的方向的扫描路径上分别对两个副栅线电极161pe的各自的前端部照射激光。即，需要执行三遍激光扫描。另一方面，在本变形例中，能够通过扫描路径R32a、R32b上的两次激光扫描来对期望的区域照射激光。在该变形例中的两端部是指从太阳能单电池的外周部起朝太阳能单电池的中央部延伸几毫米～几厘米的区域。扫描路径R32b是与X轴和Y轴均交叉的方向，并且由副栅线电极161pe各自的前端的X坐标等适当地确定。
激光扫描路径R32优选在扫描路径R31的外周侧与副栅线电极161n交叉。为此，副栅线电极161pe的前端附近的抗蚀剂膜22在X轴方向上的宽度可比副栅线电极161p的前端附近的抗蚀剂膜22的宽度宽。如图16所示，在太阳能单电池的短边附近，激光扫描路径R32b在与X轴和Y轴二者交叉的方向上延伸经过抗蚀剂膜22的配置位置。即，激光照射范围E33也在与X轴和Y轴均交叉的方向上延伸。由于配置在副栅线电极161pe的前端附近的抗蚀剂膜22的沿X轴方向的宽度较宽，因此能够形成激光照射范围E33而不会损伤副栅线电极161pe的前端。抗蚀剂膜22在X轴方向上的宽度只有具有形成激光照射范围E33所需的宽度即可。
在本变形例中，已经说明了副栅线电极161p和副栅线电极161pe，对副栅线电极161n也可以执行相同的处理。即，可以在设于太阳能单电池的Y轴方向的两端部的副栅线电极161ne(未图示)的前端，以与上述相同的激光扫描路径进行激光照射。
在本变形例中，以太阳能单电池为大致八边形进行了说明，但是太阳能单电池的形式不限于此。在本变形例中，区别说明了设置在太阳能单电池的Y轴方向的两端部的副栅线电极161pe和副栅线电极161p。但是，不一定必须在太阳能单电池的两端部都设置成这样的电极配置形式。当为了简化激光扫描而使电极的配置图案变形时，即使图案变形的部位是太阳能单电池的Y轴方向上的中央部，也可以适用本变形例。不用说，如果使用相同的制造工序，则本变形例不仅可以适用于背结型的太阳能单电池，而且可以适用于双面受光型太阳能单电池。
(其他实施方式)
以上，基于实施方式和变形例对本发明的太阳能单电池等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式和变形例。
例如，在上述实施方式和变形例中，所说明的是将i型半导体层12i和p型半导体层12p层叠，然后将i型半导体层13i和n型半导体层13n层叠，但是也可以首先层叠i型半导体层13i和n型半导体层13n。
在上述实施方式和变形例中说明的太阳能单电池的制造方法中的工序的顺序是一个例子，本发明不限于此。此外，也可不执行某些工序。
此外，上述实施方式和变形例中说明的太阳能单电池的制造方法中的各工序可以一个工序实施，也可以分开的工序实施。“以一个工序实施”意在包含：使用一个装置实施各个工序，连续地实施各个工序，或者在同一位置实施各个工序。此外，分别的工序是指包括使用分别的装置实施各工序、各工序在不同的时间(例如，不同日)实施、或各工序在不同的场所实施。
另外，本发明还包括通过对各个实施方式和变形例实施本领域技术人员所能想到的各种变形而获得的方式、在不脱离本发明的精神的范围下通过将各个实施方式和变形例中的构成要素和功能任意组合而实现的方式。
附图标记说明
1 太阳能单电池
10 半导体基片
10a 受光面
10b 背面
12p p型半导体层
13n n型半导体层
14 基底层
14n、214n n侧基底层
14p p侧基底层
15 导电层
15n、315n n侧导电层
15p、315p p侧导电层
16n n侧电极
16p p侧电极
17、117 第一分离槽
17a、117a、217a 第一分离部
17b、117b 第二分离部
18、118、218 第一桥部
22 抗蚀剂膜
22a、122a 槽
23 第二分离槽
23a 第一分离部
24 第二桥部
141n 第一n侧基底部
141p 第一p侧基底部
142n 第二n侧基底部
142p 第二p侧基底部
L1 长度
L3 宽度
R1～R3、R11、R21～R23、R31、R32a、R32b 扫描路径。

Claims (10)

1.一种背结型的太阳能单电池，其特征在于，包括：
具有光入射的受光面和背对所述受光面的背面的半导体基片；
在所述半导体基片的所述背面上，在第一方向上延伸、且在与所述第一方向交叉的第二方向上彼此相邻设置的n型半导体层和p型半导体层；和
设置在所述n型半导体层和所述p型半导体层上的基底层，
所述基底层包括：由具有在不同方向上延伸的第一分离部和第二分离部的第一分离槽彼此分离开的、设置在所述n型半导体层上的n侧基底层和设置在所述p型半导体层上的p侧基底层；和将所述第一分离部和所述第二分离部分隔开的第一桥部，
所述n侧基底层具有在所述第一方向上延伸的第一n侧基底部，
所述p侧基底层具有在所述第一方向上延伸并与所述第一n侧基底部相邻设置的第一p侧基底部，
所述第一桥部，在所述第一n侧基底部的在所述第一方向上的一侧的第一端部与所述p侧基底层的边界、和在所述第一p侧基底部的所述第一方向上的另一侧的第二端部与所述n侧基底层的边界的至少一者，将所述第一分离部和所述第二分离部分隔开。
2.如权利要求1所述的太阳能单电池，其特征在于：
所述n侧基底层具有在所述第二方向上延伸、且连接所述第一n侧基底部的在所述第一方向上的另一侧端部的第二n侧基底部，
所述p侧基底层具有在所述第二方向上延伸、且连接所述第一p侧基底部的在所述第一方向上的一侧端部的第二p侧基底部，
在俯视所述太阳能单电池时，所述第一分离部在所述第一方向上延伸，且设置在彼此相邻的所述第一n侧基底部和所述第一p侧基底部之间，
所述第二分离部分别设置在所述第一端部与所述第二p侧基底部之间和所述第二端部与所述第二n侧基底部之间，
所述第二分离部在所述第二方向上的长度大于彼此相邻的所述第一分离部之间的间隔，
所述第一桥部将所述第一分离部的在所述第一方向上的端部与所述第二分离部分隔开。
3.如权利要求2所述的太阳能单电池，其特征在于：
第一桥部在所述第一方向上的长度，为所述第一桥部在所述第二方向上的长度以下。
4.如权利要求1所述的太阳能单电池，其特征在于：
所述n侧基底层具有在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸、且连接所述第一n侧基底部的在所述第一方向上的另一侧端部的第二n侧基底部，
所述p侧基底层具有在所述第二方向上延伸、且连接所述第一p侧基底部的在所述第一方向上的一侧端部的第二p侧基底部，
在俯视所述太阳能单电池时，所述第一分离部的一端部设置在所述第一p侧基底部与所述第二n侧基底部的边界处，另一端部设置在与所述第一p侧基底部相邻的一个所述第一n侧基底部与所述第二p侧基底部之间的边界处，
在俯视所述太阳能单电池时，所述第二分离部的一端部设置在所述第一p侧基底部与所述第二n侧基底部之间的边界处，另一端部设置在与所述第一p侧基底部相邻的另一个所述第一n侧基底部与所述第二p侧基底部之间的边界处，
所述第一桥部将所述第一分离部和所述第二分离部的相邻端部分隔开。
5.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能单电池，其特征在于，还包括：
设置在所述n侧基底层和所述p侧基底层上的导电层，
所述导电层包括：被第二分离槽彼此分离开的、设置在所述n侧基底层上的n侧导电层和设置在所述p侧基底层上的p侧导电层，以及设置在所述第一桥部上的、隔开所述第二分离槽的第二桥部。
6.如权利要求5所述的太阳能单电池，其特征在于，还包括：
设置在所述n侧导电层上的、由镀膜形成的n侧电极；和
设置在所述p侧导电层上的、由镀膜形成的p侧电极，
在俯视所述太阳能单电池时，所述第一分离槽配置在n侧电极与p侧电极之间、且靠近n侧电极或所述p侧电极的位置。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的太阳能单电池，其特征在于：
所述基底层由透明材料构成。
8.一种背结型的太阳能单电池的制造方法，包括以下工序：
在具有光入射的受光面和背对所述受光面的背面的半导体基片的所述背面上，形成在第一方向延伸、且在与所述第一方向交叉的第二方向上彼此相邻设置的n型半导体层和p型半导体层的半导体层形成工序；
在形成了所述n型半导体层和所述p型半导体层的所述背面上形成基底层的基底层形成工序；
在所述基底层上形成导电层的导电层形成工序；
在所述导电层之上、且与所述n型半导体层和所述p型半导体层对应的区域中涂敷抗蚀剂的抗蚀剂形成工序；
将在所述抗蚀剂形成工序中形成了抗蚀剂膜的所述导电层作为种子层，通过电解镀形成n侧电极和p侧电极的电极形成工序；
在所述电极形成工序之后，通过使用激光扫描在所述抗蚀剂膜上形成贯通至所述种子层的槽的激光加工工序；
对形成了所述槽的所述背面进行蚀刻，以形成将所述基底层分离为n侧基底层和p侧基底层的分离槽的基底层去除工序；和
在所述基底层去除工序之后去除所述抗蚀剂膜的抗蚀剂去除工序，
在所述激光加工工序中，通过在由所述激光扫描的扫描路径交叉的位置停止所述激光的输出，在所述位置形成将在不同的方向延伸的第一分离部和第二分离部分隔开的所述分离槽。
9.如权利要求8所述的太阳能单电池的制造方法，其特征在于：
在所述激光加工工序中，在剖视所述太阳能单电池时，在所述抗蚀剂膜的厚度最大的位置与所述n侧电极或所述p侧电极之间扫描激光。
10.如权利要求8所述的太阳能单电池的制造方法，其特征在于：
在所述激光加工工序中，在剖视所述太阳能单电池时，在靠近所述n侧电极或所述p侧电极的位置处扫描激光。
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