CN114365294B - 太阳能电池和太阳能电池的制造方法 - Google Patents

太阳能电池和太阳能电池的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114365294B
CN114365294B CN202080051293.XA CN202080051293A CN114365294B CN 114365294 B CN114365294 B CN 114365294B CN 202080051293 A CN202080051293 A CN 202080051293A CN 114365294 B CN114365294 B CN 114365294B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor layer
region
conductive
layer
surface side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080051293.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114365294A (zh
Inventor
小西克典
中野邦裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Publication of CN114365294A publication Critical patent/CN114365294A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114365294B publication Critical patent/CN114365294B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H01L31/022458—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for emitter wrap-through [EWT] type solar cells, e.g. interdigitated emitter-base back-contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer or HIT® solar cells; solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种抑制特性降低的太阳能电池。太阳能电池(1)为背面接合型的太阳能电池，其具备在半导体基板(11)的背面侧的第1区域(7)中形成的第1导电型半导体层(25)、以及在半导体基板(11)的背面侧的第2区域(8)和第1区域(7)中形成的第2导电型半导体层(35)；在第1区域(7)中，在半导体基板(11)的背面侧，介由本征半导体层(23)而依次层叠第1导电型半导体层(25)和第2导电型半导体层(35)，在第2区域(8)中，在半导体基板(11)的背面侧，介由本征半导体层(23)而层叠第2导电型半导体层(35)，在第1区域(7)与第2区域(8)之间的边界区域(R中，在半导体基板(11)的背面侧介由本征半导体层(23)而依次层叠绝缘层(40)、第1导电型半导体层(25)和第2导电型半导体层(35)，绝缘层(40)介于第1区域(7)的第1导电型半导体层(25)与第2区域(8)的第2导电型半导体层(35)之间。

Description

太阳能电池和太阳能电池的制造方法
技术领域
本发明涉及背面接合型(也称为背接触型、背面电极型)的太阳能电池和太阳能电池的制造方法。
背景技术
作为使用半导体基板的太阳能电池，有以下两种：在受光面侧和背面侧这两面形成有半导体层的例如异质结型(以下，相对于背面接合型，称为两面接合型。也称为两面电极型)的太阳能电池、以及仅在背面侧形成有半导体层的背面接合型的太阳能电池。在两面接合型的太阳能电池中，由于在受光面侧形成电极，因而会被该电极遮蔽太阳光。另一方面，背面接合型的太阳能电池中，由于没有在受光面侧形成电极，因此，与两面接合型的太阳能电池相比，太阳光的受光率高。专利文献1中，公开了背面接合型的太阳能电池。
专利文献1记载的太阳能电池具备：作为光电转换层而发挥功能的半导体基板、在半导体基板的背面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层、在半导体基板的背面侧的另一部分即第2区域和第1区域的第1导电型半导体层上形成的第2导电型半导体层。根据这样的太阳能电池，在将第1导电型半导体层图案化后，在半导体基板的背面侧的整面上对第2导电型半导体层进行制膜即可，因此，可以实现制造工艺的简略化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-101151号公报
发明内容
但是，在半导体基板的背面附近，第1导电型半导体层与第2导电型半导体层邻接，因此，在第1导电型半导体层与第2导电型半导体层的边界附近的半导体基板中，会产生载流子的复合，太阳能电池的特性会降低。
本发明的目的在于提供一种抑制特性降低的太阳能电池和太阳能电池的制造方法。
本发明涉及的太阳能电池为背面接合型的太阳能电池，具备在与半导体基板的一个主面侧为相反侧的另一主面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层、在上述半导体基板的上述另一主面侧的另一部分即第2区域、和上述第1区域的第1导电型半导体层上形成的第2导电型半导体层；上述第1区域中，在上述半导体基板的上述另一主面侧，介由本征半导体层而依次层叠上述第1导电型半导体层和上述第2导电型半导体层；上述第2区域中，在上述半导体基板的上述另一主面侧，介由上述本征半导体层而层叠上述第2导电型半导体层；在上述第1区域与上述第2区域之间的边界区域，在上述半导体基板的上述另一主面侧，介由上述本征半导体层而依次层叠绝缘层、上述第1导电型半导体层和上述第2导电型半导体层；上述第1区域的上述本征半导体层、上述边界区域的上述本征半导体层、以及上述第2区域的上述本征半导体层是相连的；上述第1区域的上述第1导电型半导体层与上述边界区域的上述第1导电型半导体层是相连的；上述第1区域的上述第2导电型半导体层、上述边界区域的上述第2导电型半导体层、以及上述第2区域的上述第2导电型半导体层是相连的；上述绝缘层介于上述第1区域的上述第1导电型半导体层与上述第2区域的上述第2导电型半导体层之间。
本发明涉及的其它太阳能电池为背面接合型的太阳能电池，具备在与半导体基板的一个主面侧为相反侧的另一主面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层、在上述半导体基板的上述另一主面侧的另一部分即第2区域形成的第2导电型半导体层；上述第1区域中，在上述半导体基板的上述另一主面侧，介由本征半导体层而层叠上述第1导电型半导体层；上述第2区域中，在上述半导体基板的上述另一主面侧，介由上述本征半导体层而层叠上述第2导电型半导体层；在上述第1区域与上述第2区域之间的边界区域，在上述半导体基板的上述另一主面侧，介由上述本征半导体层而依次层叠绝缘层和上述第1导电型半导体层；上述第1区域的上述本征半导体层、上述边界区域的上述本征半导体层、以及上述第2区域的上述本征半导体层是相连的；上述第1区域的上述第1导电型半导体层与上述边界区域的上述第1导电型半导体层是相连的；上述绝缘层介于上述第1区域的上述第1导电型半导体层与上述第2区域的上述第2导电型半导体层之间。
本发明涉及的太阳能电池的制造方法是一种太阳能电池的制造方法，该太阳能电池为背面接合型，具有在与半导体基板的一个主面侧为相反侧的另一主面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层、在上述半导体基板的上述另一主面侧的另一部分即第2区域、和上述第1区域的第1导电型半导体层上形成的第2导电型半导体层；该制造方法包含以下工序：本征半导体层形成工序，在上述半导体基板的上述另一主面侧的上述第1区域和上述第2区域、以及上述第1区域与上述第2区域之间的边界区域形成本征半导体层；剥离层形成工序，在上述本征半导体层上，形成具有绝缘性的剥离层后，使用蚀刻溶液，除去上述第1区域的上述剥离层，从而在上述第2区域和上述边界区域形成图案化后的上述剥离层；第1半导体层材料膜形成工序，在上述第1区域的上述本征半导体层上、和上述第2区域和上述边界区域的上述剥离层上，形成上述第1导电型半导体层的材料膜；第1半导体层形成工序，除去上述第2区域的上述剥离层，从而除去上述第2区域的上述第1导电型半导体层的材料膜，使上述边界区域的上述剥离层残留，并在上述第1区域和上述边界区域形成图案化后的上述第1导电型半导体层；第2半导体层形成工序，在上述第1区域和上述边界区域的上述第1导电型半导体层上以及上述第2区域的上述本征半导体层上，形成上述第2导电型半导体层。
本发明涉及的其它太阳能电池的制造方法是一种太阳能电池的制造方法，该太阳能电池为背面接合型，具有在与半导体基板的一个主面侧为相反侧的另一主面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层、在上述半导体基板的上述另一主面侧的另一部分即第2区域形成的第2导电型半导体层；该制造方法包含以下工序：本征半导体层形成工序，在上述半导体基板的上述另一主面侧的上述第1区域和上述第2区域、以及上述第1区域与上述第2区域之间的边界区域形成本征半导体层；剥离层形成工序，在上述本征半导体层上，形成具有绝缘性的剥离层后，使用蚀刻溶液，除去上述第1区域的上述剥离层，从而在上述第2区域和上述边界区域形成图案化后的上述剥离层；第1半导体层材料膜形成工序，在上述第1区域的上述本征半导体层上、和上述第2区域和上述边界区域的上述剥离层上，形成上述第1导电型半导体层的材料膜；第1半导体层形成工序，除去上述第2区域的上述剥离层，从而除去上述第2区域的上述第1导电型半导体层的材料膜，使上述边界区域的上述剥离层残留，并在上述第1区域和上述边界区域形成图案化后的上述第1导电型半导体层；第2半导体层材料膜形成工序，在上述第1区域和上述边界区域的上述第1导电型半导体层上、和上述第2区域的上述本征半导体层上，形成上述第2导电型半导体层的材料膜；第2半导体层形成工序，使用蚀刻溶液，至少除去上述第1区域的上述第2导电型半导体层的材料膜，至少在上述第2区域形成图案化后的上述第2导电型半导体层。
根据本发明，可以抑制太阳能电池的特性降低。
附图说明
图1为从背面侧观察本实施方式涉及的太阳能电池的图。
图2为图1的太阳能电池中的II-II线剖面图。
图3A为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的本征半导体层形成工序和剥离层形成工序的图。
图3B为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的剥离层形成工序的图。
图3C为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的第1半导体层材料膜形成工序的图。
图3D为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的第1半导体层形成工序的图。
图3E为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的第2半导体层形成工序的图。
图4是本实施方式的变形例涉及的太阳能电池，是相当于图1的II-II线剖面的剖面图。
图5A是表示本实施方式的变形例涉及的太阳能电池的制造方法中的第2半导体层材料膜形成工序的图。
图5B是表示本实施方式的变形例涉及的太阳能电池的制造方法中的第2半导体层形成工序的图。
具体实施方式
以下参照所附图例，对本发明的实施方式的一个例子进行说明。应予说明，各图面中，对于相同或相当的部分，赋予相同的符号。另外，出于方便，有的情况下会省略阴影、构件符号等，在该情况下，可以参考其它图例。
(太阳能电池)
图1为从背面侧观察本实施方式涉及的太阳能电池的图。图1所示的太阳能电池1为背面接合型的太阳能电池。太阳能电池1拥有具备2个主面的半导体基板11，在半导体基板11的主面中，具有第1区域7和第2区域8。
第1区域7为所谓的梳型的形状，具有相当于梳齿的多个指部7f、和相当于梳齿的支持部的母排部7b。母排部7b沿半导体基板11的一侧的边部而在第1方向(X方向)上延伸，指部7f从母排部7b起，在与第1方向(X方向)交叉的第2方向(Y方向)上延伸。
同样地，第2区域8是所谓的梳型的形状，具有相当于梳齿的多个指部8f、和相当于梳齿的支持部的母排部8b。母排部8b沿与半导体基板11的一侧的边部对置的另一边部而在第1方向(X方向)上延伸，指部8f从母排部8b起，在第2方向(Y方向)上延伸。
指部7f与指部8f在第1方向(X方向)上交互设置。
应予说明，第1区域7和第2区域8也可以形成条纹状。
在第1区域7与第2区域8的边界上，存在边界区域R。
图2为图1的太阳能电池中的II-II线剖面图。如图2所示那样，太阳能电池1具备：半导体基板11、以及在半导体基板11的主面之中的受光侧的一侧的主面即受光面侧上依次层叠的本征半导体层13和光学调节层15。另外，太阳能电池1海军：在半导体基板11的主面之中的受光面的相反侧的另一主面即背面侧上层叠的本征半导体层23、在半导体基板11的背面侧的一部分(第1区域7)的本征半导体层23上层叠的第1导电型半导体层25、在半导体基板11的背面侧的另一部分(第2区域8)的本征半导体层23上和半导体基板11的背面侧的一部分(第1区域7)的第1导电型半导体层25上层叠的第2导电型半导体层35、以及在第1区域7与第2区域8之间的边界区域R上形成的绝缘层40。另外，太阳能电池1还具备：在第1区域7中形成的第1电极层27、在第2区域8中形成的第2电极层37。
半导体基板11由单晶硅或多晶硅等结晶硅材料形成。半导体基板11是例如在结晶硅材料掺杂有n型掺杂物的n型的半导体基板。作为n型掺杂物，例如可举出磷(P)。
半导体基板11作为光电转换基板而发挥功能，即，吸收来自受光面侧的入射光，生成光载流子(电子和空穴)。
通过将结晶硅用作半导体基板11的材料，从而可以使暗电流较小，即便在入射光的强度低的情况下，也能得到较高输出(与照度无关的稳定的输出)。
半导体基板11可以在背面侧具有被称为纹理结构的金字塔型的微细的凹凸结构。由此，不被半导体基板11吸收而通过的光的回收效率会升高。
另外，半导体基板11可以在受光面侧具有被称为纹理结构的金字塔型的微细的凹凸结构。由此，在受光面中，可以减少入射光的反射，提高半导体基板11中的光限制效果。
本征半导体层13形成于半导体基板11的受光面侧。本征半导体层23与半导体基板11的背面侧的第1区域7、边界区域R和第2区域8相连形成。本征半导体层13、23例如由以本征(i型)非晶硅为主成分的材料形成。
本征半导体层13、23作为所谓的钝化层而发挥功能，抑制半导体基板11中生成的载流子的复合，提高载流子的回收效率。
光学调节层15形成于半导体基板11的受光面侧的本征半导体层13上。光学调节层15作为防止入射光的反射的防反射层而发挥功能，并且作为保护半导体基板11的受光面侧和本征半导体层13的保护层而发挥功能。光学调节层15例如由氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、或氧氮化硅(SiON)这样的它们的复合物等绝缘体材料形成。
第1导电型半导体层25与半导体基板11的背面侧的第1区域7和边界区域R相连形成。具体来说，第1导电型半导体层25形成于绝缘层40上，绝缘层40形成于第1区域7中的本征半导体层23上和边界区域R中的本征半导体层23上。第1导电型半导体层25例如由非晶硅材料形成。第1导电型半导体层25例如是在非晶硅材料中掺杂有n型掺杂物(例如上述的磷(P))的n型的半导体层。
第2导电型半导体层35与半导体基板11的背面侧的第1区域7、边界区域R和第2区域8相连形成。具体来说，第2导电型半导体层35形成于第1区域7和边界区域R中的第1导电型半导体层25上、以及第2区域8中的本征半导体层23上。第2导电型半导体层35例如由非晶硅材料形成。第2导电型半导体层35例如是在非晶硅材料中掺杂有p型掺杂物的p型的半导体层。作为p型掺杂物，例如可举出硼(B)。
第2导电型半导体层35的膜厚优选为3.5nm以上。第2导电型半导体层35的膜厚是指第1导电型半导体层25和第2导电型半导体层35等的层叠方向的厚度，是第1方向(X方向)和第2方向(Y方向)交叉的方向的厚度。
另外，在第1区域7中的第1导电型半导体层25的表面侧，优选附着于第1导电型半导体层25的粒子25A(详细内容后述。)。
应予说明，也可以第1导电型半导体层25是p型半导体层，第2导电型半导体层35是n型半导体层。在该情况下，半导体基板11可以是在结晶硅材料中掺杂有p型掺杂物(例如，上述硼(B))的p型半导体基板。
绝缘层40形成于边界区域R。在本征半导体层23上，绝缘层40介于第1区域7中的第1导电型半导体层25与第2区域8中的本征半导体层23之间。绝缘层40由后述剥离层材料形成，例如氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、或氧氮化硅(SiON)这样的它们的复合物等绝缘性材料。以下也将绝缘层40称为剥离层。
绝缘层40的膜厚为数十nm～数百nm，绝缘层40的宽度为100μm以下即可。绝缘层40的膜厚是指第1导电型半导体层25和第2导电型半导体层35等的层叠方向的厚度，是第1方向(X方向)和第2方向(Y方向)交叉的方向的厚度。绝缘层40的宽度是指，从第2导电型半导体层35起，朝向第1导电型半导体层25的沿着第1方向(X方向)的方向上的宽度。
换言之，第1区域7中，在半导体基板11的背面侧，介由本征半导体层23而依次层叠第1导电型半导体层25和第2导电型半导体层35。第2区域8中，在半导体基板11的背面侧，介由本征半导体层23而层叠第2导电型半导体层35。边界区域R中，在半导体基板11的背面侧，介由本征半导体层23而依次层叠绝缘层40、第1导电型半导体层25和第2导电型半导体层35。
第1电极层27形成于第1区域7中的第2导电型半导体层35上，第2电极层37形成于第2区域8中的第2导电型半导体层35上。
第1电极层27具有在第2导电型半导体层35上依次层叠的透明电极层28和金属电极层29。第2电极层37具有在第2导电型半导体层35上依次层叠的透明电极层38和金属电极层39。
透明电极层28、38由透明的导电性材料形成。作为透明导电性材料，可举出ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟和氧化锡的复合氧化物)、ZnO(Zinc Oxide：氧化锌)。金属电极层29、39由含有银等金属粉末的导电性糊材料形成。
(太阳能电池的制造方法)
以下，参照图3A～图3E，对图1和图2所示的本实施方式的太阳能电池1的制造方法进行说明。图3A为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的本征半导体层形成工序和剥离层形成工序的图，图3B为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的剥离层形成工序的图。图3C为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的第1半导体层材料膜形成工序的图，图3D为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的第1半导体层形成工序的图。另外，图3E为表示本实施方式涉及的太阳能电池的制造方法中的第2半导体层形成工序的图。
首先，如图3A所示那样，使用例如CVD法(化学气相沉积法)，在半导体基板11的背面侧的整面即第1区域7、边界区域R、第2区域8中，层叠(制膜)本征半导体层23(本征半导体层形成工序)。
另外，例如使用CVD法，在半导体基板11的受光面侧的整面上，层叠(制膜)本征半导体层13和光学调节层15。
接下来，例如使用CVD法，在半导体基板11的背面侧的整面即本征半导体层23上的整面上，层叠(制膜)剥离层(绝缘层)40(剥离层形成工序)。
接下来，如图3B所示那样，使用蚀刻溶液，在半导体基板11的背面侧，除去第1区域7中的剥离层40，在第2区域8和边界区域R中形成图案化后的剥离层40(剥离层形成工序)。作为对于剥离层40的蚀刻溶液，例如可以使用氢氟酸、或氢氟酸与其它种类的酸的混合物。
接下来，如图3C所示那样，在半导体基板11的背面侧的整面、即第1区域7中的本征半导体层23上和第2区域8和边界区域R中的剥离层40上，层叠(制膜)第1导电型半导体层材料膜25Z(第1半导体层材料膜形成工序)。
接下来，如图3D所示那样，利用使用剥离层40的剥离法，除去半导体基板11的背面侧的第2区域8中的第1导电型半导体层材料膜25Z，使边界区域R中的剥离层40残留，并且在第1区域7和边界区域R中形成图案化后的第1导电型半导体层25(第1半导体层形成工序)。
具体来说，使用蚀刻溶液，蚀刻(除去)半导体基板11的背面侧的第2区域8中的剥离层40，从而除去剥离层40上的第1导电型半导体层材料膜25Z，使边界区域R中的剥离层40残留，并且在第1区域7和边界区域R中形成第1导电型半导体层25。作为剥离层40的蚀刻溶液，例如可以使用氢氟酸等酸性溶液。
另外，此时，通过剥离而剥离的第2区域8的第1导电型半导体层的粒子25A附着于第1区域7的第1导电型半导体层25的表面侧。
接下来，如图3E所示那样，例如使用CVD法，在半导体基板11的背面侧的整面、即第1区域7和边界区域R中的第1导电型半导体层25上和第2区域8中的本征半导体层23上，形成第2导电型半导体层35(第2半导体层形成工序)。
接下来，在半导体基板11的背面侧，形成第1电极层27和第2电极层37(电极层形成工序)。
具体来说，例如使用溅射沉积法等PVD法(物理气相沉积法)，在半导体基板11的背面侧的整面上，层叠(制膜)透明电极层材料膜。之后，使用例如利用蚀刻糊的蚀刻法，除去透明电极层材料膜的一部分，进行透明电极层28、38的图案化。作为对于透明电极层材料膜的蚀刻溶液，例如可以使用盐酸或氯化铁水溶液。
之后，使用例如图案印刷法或涂布法，在透明电极层28上形成金属电极层29，在透明电极层38上形成金属电极层39，从而形成第1电极层27和第2电极层37。
通过以上的工序，从而可以得到图1和图2所示的本实施方式的背面接合型的太阳能电池1。
如以上说明那样，根据本实施方式的太阳能电池1和太阳能电池的制造方法，在使第1导电型半导体层25图案化后，在半导体基板11的背面侧的整面对第2导电型半导体层35进行制膜即可，因此，可以实现制造工艺的简略化、短缩化、低成本化。
另外，根据本实施方式的太阳能电池的制造方法，在制造工艺的途中，特别是在形成第1导电型半导体层25和第2导电型半导体层35时，半导体基板11的主面不会露出，因此，可以维持太阳能电池的高寿命。
另外，根据本实施方式的太阳能电池1和太阳能电池的制造方法，在半导体基板11的背面附近，在第1区域7的第1导电型半导体层25与第2区域8的第2导电型半导体层35之间形成绝缘层40，因此，可以在第1区域7的第1导电型半导体层25与第2区域8的第2导电型半导体层35的边界附近的半导体基板11中抑制载流子的复合。因此，可以减少太阳能电池的特性降低。
进而，根据本实施方式的太阳能电池的制造方法，第1半导体层形成工序中，通过使所利用的剥离层40的一部分残留，从而形成绝缘层40，因此，可以实现制造工艺的简略化、短缩化、低成本化。
在此，本申请发明人(等)得出以下见解：如果半导体基板11的背面侧具有纹理结构，则在纹理结构的谷部除去绝缘层，在纹理结构的顶部残留绝缘层。
根据本实施方式的太阳能电池1和太阳能电池的制造方法，由于半导体基板11的背面侧具有纹理结构，因此，第1半导体形成工序中，可以在半导体基板11的背面侧的边界区域R残留绝缘层(剥离层)40。
在此，为了防止第2区域8的第2导电型半导体层(例如P型半导体层)35的性能降低，需要使第2导电型半导体层35的膜厚增厚(例如3.5nm以上)。但是，如果使第2导电型半导体层35的膜厚增厚，则第1区域7中的第1导电型半导体层(例如N型半导体层)25与第2导电型半导体层(例如P型半导体层)35之间的隧穿效率(Tunneling efficiency)会降低，膜厚方向的电阻会变高。
对此，根据本实施方式的太阳能电池的制造方法，在第1半导体层形成工序中利用剥离法，因此，通过剥离而被剥离的第2区域8的第1导电型半导体层的粒子25A附着在第1区域7的第1导电型半导体层25的表面侧。由此，第1导电型半导体层的粒子25A介于第1区域7的第1导电型半导体层25与第2导电型半导体层35之间，第1区域7中的第1导电型半导体层(例如N型半导体层)25与第2导电型半导体层(例如P型半导体层)35之间的隧穿电导性会提高，可以减少界面电阻和膜厚方向的电阻增加。由此，太阳能电池的FF特性会上升。
如此，在第1半导体层形成工序中，利用剥离法，使第2导电型半导体层35的膜厚为3.5nm以上，可以防止第2区域8中的第2导电型半导体层(例如P型半导体层)35的性能降低，可以减少第1区域7中的第2导电型半导体层(例如P型半导体层)35的膜厚方向的电阻增加。由此，可以实现高性能的太阳能电池。
(变形例)
图4是本实施方式的变形例涉及的太阳能电池，是相当于图1的II-II线剖面的剖面图。如图4所示那样，变形例的太阳能电池1中，在图2所示的太阳能电池1中，第2导电型半导体层35以不在第1导电型半导体层25上存在的方式而图案化。
即，在变形例的太阳能电池1中，在第1区域7中，在半导体基板11的背面侧，介由本征半导体层23而层叠第1导电型半导体层25；在第2区域8中，在半导体基板11的背面侧，介由本征半导体层23而层叠第2导电型半导体层35；在边界区域R中，在半导体基板11的背面侧，介由本征半导体层23而依次层叠绝缘层40和第1导电型半导体层25。
在该变形例的太阳能电池的制造方法中，图3A～图3E所示的太阳能电池的制造方法中，代替图3E所示的第2半导体层形成工序，而是包含图5A所示的第2半导体层材料膜形成工序和图5B所示的第2半导体层形成工序即可。
即，在变形例的太阳能电池的制造方法中，在图3D所示的第1半导体形成工序之后，如图5A所示那样，例如使用CVD法，在第1区域7和边界区域R中的第1导电型半导体层25上、和第2区域8中的本征半导体层23上，形成第2导电型半导体层材料膜35Z即可(第2半导体层材料膜形成工序)。之后，如图5B所示那样，使用蚀刻溶液，通过至少蚀刻(除去)第1区域7中的第2导电型半导体层材料膜35Z，从而至少在第2区域8中形成图案化后的第2导电型半导体层35即可(第2半导体层形成工序)。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，可以进行各种变更和变形。例如，上述实施方式中，如图2所示那样，例示了异质结型的太阳能电池1的制造方法，但是，本发明的特征不限于异质结型的太阳能电池，而是可以适用于同质结型的太阳能电池等各种太阳能电池的制造方法。
另外，上述实施方式中，例示了具有结晶硅基板的太阳能电池，但不限于此。例如，太阳能电池可以具有镓砷(GaAs)基板。
符号说明
1太阳能电池
7第1区域
7b、8b母排部
7f、8f指部
8第2区域
11半导体基板
13、23本征半导体层
15光学调节层
25第1导电型半导体层
25Z第1导电型半导体层材料膜
27第1电极层
28、38透明电极层
29、39金属电极层
35第2导电型半导体层
35Z第2导电型半导体层材料膜
37第2电极层
40绝缘层、剥离层

Claims (2)

1.一种太阳能电池，其为背面接合型的太阳能电池，具备在与半导体基板的一个主面侧为相反侧的另一主面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层，以及在所述半导体基板的所述另一主面侧的另一部分即第2区域和所述第1区域的第1导电型半导体层上形成的第2导电型半导体层；
在所述第1区域中，在所述半导体基板的所述另一主面侧，介由本征半导体层而依次层叠有所述第1导电型半导体层和所述第2导电型半导体层，
在所述第2区域中，在所述半导体基板的所述另一主面侧，介由所述本征半导体层而层叠有所述第2导电型半导体层，
在所述第1区域与所述第2区域之间的边界区域中，在所述半导体基板的所述另一主面侧，介由所述本征半导体层而依次层叠有绝缘层、所述第1导电型半导体层和所述第2导电型半导体层，
所述第1区域的所述本征半导体层、所述边界区域的所述本征半导体层与所述第2区域的所述本征半导体层是相连的，
所述第1区域的所述第1导电型半导体层与所述边界区域的所述第1导电型半导体层是相连的，
所述第1区域的所述第2导电型半导体层、所述边界区域的所述第2导电型半导体层与所述第2区域的所述第2导电型半导体层是相连的，
所述半导体基板的所述另一主面侧具有纹理结构，
所述绝缘层介于所述第1区域的所述第1导电型半导体层与所述第2区域的所述第2导电型半导体层之间，
在所述第1区域的所述第1导电型半导体层的表面侧附着有所述第1导电型半导体层的粒子，
所述第2导电型半导体层的膜厚为3.5nm以上。
2.一种太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池为背面接合型，具备在与半导体基板的一个主面侧为相反侧的另一主面侧的一部分即第1区域形成的第1导电型半导体层，以及在所述半导体基板的所述另一主面侧的另一部分即第2区域和所述第1区域的第1导电型半导体层上形成的第2导电型半导体层；
所述半导体基板的所述另一主面侧具有纹理结构；
所述太阳能电池的制造方法包含以下工序：
本征半导体层形成工序，在所述半导体基板的所述另一主面侧的所述第1区域和所述第2区域以及所述第1区域与所述第2区域之间的边界区域形成本征半导体层；
剥离层形成工序，在所述本征半导体层上形成具有绝缘性的剥离层后，使用蚀刻溶液除去所述第1区域的所述剥离层，从而在所述第2区域和所述边界区域形成图案化后的所述剥离层；
第1半导体层材料膜形成工序，在所述第1区域的所述本征半导体层上以及所述第2区域和所述边界区域的所述剥离层上，形成所述第1导电型半导体层的材料膜；
第1半导体层形成工序，除去所述第2区域的所述剥离层，从而除去所述第2区域的所述第1导电型半导体层的材料膜，使所述边界区域的所述剥离层残留，并且在所述第1区域和所述边界区域形成图案化后的所述第1导电型半导体层；以及
第2半导体层形成工序，在所述第1区域和所述边界区域的所述第1导电型半导体层上以及所述第2区域的所述本征半导体层上，形成所述第2导电型半导体层，
在所述第1半导体层形成工序中，在所述第1区域的所述第1导电型半导体层的表面侧附着有所述第1导电型半导体层的粒子，
在所述第2半导体层形成工序中，所述第2导电型半导体层的膜厚为3.5nm以上。
CN202080051293.XA 2019-07-16 2020-07-15 太阳能电池和太阳能电池的制造方法 Active CN114365294B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-131126 2019-07-16
JP2019131126 2019-07-16
PCT/JP2020/027527 WO2021010422A1 (ja) 2019-07-16 2020-07-15 太陽電池および太陽電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114365294A CN114365294A (zh) 2022-04-15
CN114365294B true CN114365294B (zh) 2024-03-26

Family

ID=74209816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080051293.XA Active CN114365294B (zh) 2019-07-16 2020-07-15 太阳能电池和太阳能电池的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220140162A1 (zh)
JP (1) JPWO2021010422A1 (zh)
CN (1) CN114365294B (zh)
WO (1) WO2021010422A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116417522A (zh) * 2021-12-29 2023-07-11 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103283033A (zh) * 2010-12-29 2013-09-04 三洋电机株式会社 太阳能电池的制造方法和太阳能电池
WO2014136715A1 (ja) * 2013-03-04 2014-09-12 シャープ株式会社 光電変換素子
WO2014157521A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 シャープ株式会社 光電変換素子

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI382552B (zh) * 2009-02-13 2013-01-11 Nexpower Technology Corp 具有不透明高反射粒子之薄膜太陽能電池與其製作方法
EP2293351B1 (en) * 2009-09-07 2017-04-12 Lg Electronics Inc. Solar cell
US11227961B2 (en) * 2013-10-25 2022-01-18 Sharp Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103283033A (zh) * 2010-12-29 2013-09-04 三洋电机株式会社 太阳能电池的制造方法和太阳能电池
WO2014136715A1 (ja) * 2013-03-04 2014-09-12 シャープ株式会社 光電変換素子
WO2014157521A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 シャープ株式会社 光電変換素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN114365294A (zh) 2022-04-15
JPWO2021010422A1 (zh) 2021-01-21
US20220140162A1 (en) 2022-05-05
WO2021010422A1 (ja) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9711667B2 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
KR101142861B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
US20170170340A1 (en) Solar cell
US10680122B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR100974226B1 (ko) 유전체를 이용한 태양전지의 후면 반사막 및 패시베이션층형성
JP5538360B2 (ja) 太陽電池の製造方法及び太陽電池
JP5710024B2 (ja) 太陽電池の製造方法
CN114365294B (zh) 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
KR20150090606A (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
JP7202456B2 (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法
JP7436299B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP7458834B2 (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法
CN115461877A (zh) 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池
US20240021742A1 (en) Solar cell and method for manufacturing solar cell
KR101322628B1 (ko) 태양전지의 후면반사막 형성방법, 이를 포함하는후면전극부 형성방법 및 태양전지의 제조방법
WO2020217999A1 (ja) 太陽電池の製造方法および太陽電池
CN112567535B (zh) 光电转换元件和光电转换元件的制造方法
KR102218629B1 (ko) 전하선택 박막을 포함하는 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법
JP2023111632A (ja) 太陽電池の製造方法および太陽電池
KR101757880B1 (ko) 태양전지
KR101757887B1 (ko) 태양전지
KR101295550B1 (ko) 태양 전지및 그의 제조 방법
CN117995923A (zh) 太阳能电池的形成方法、太阳能电池及光伏组件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant