DE102015209291A1

DE102015209291A1 - Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und Solarzelle

Info

Publication number: DE102015209291A1
Application number: DE102015209291.7A
Authority: DE
Inventors: Naofumi HAYASHI; Takahiro Mishima; Keiichiro Masuko
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2015-11-26
Also published as: JP6350858B2; US20150340531A1; JP2015225900A; US10546969B2

Abstract

Eine Solarzelle ist vorgesehen, die ein Halbleitersubstrat, das einen ersten Leitungstyp aufweist; eine erste Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist und auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; eine Isolierschicht auf der ersten Halbleiterschicht; eine Schutzschicht auf der Isolierschicht; und eine zweite Halbleiterschicht, die einen zweiten Leitungstyp aufweist und auf dem Halbleitersubstrat und der Schutzschicht, umfasst. Ein vertiefter Bereich ist an einer lateralen Seite der Isolierschicht positioniert, wobei der vertiefte Bereich gebildet ist durch Vertiefen einer Seitenoberfläche der Isolierschicht von einer Seitenoberfläche der ersten Halbleiterschicht und einer Seitenoberfläche der Schutzschicht nach innen, und die zweite Halbleiterschicht in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht in dem vertieften Bereich positioniert ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle und eine Solarzelle.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Solarzellen, wie etwa Rückkontakt-Solarzellen, sind als Solarzellen mit hoher Stromerzeugungseffizienz vorgeschlagen worden (zum Beispiel japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-33666 ). In den Rückkontakt-Solarzellen sind p-leitende Bereiche und n-leitende Bereiche auf Rückseiten gebildet. Die Rückkontakt-Solarzellen können ihre Lichtempfangseffizienz steigern, da keine Elektroden auf ihren lichtempfangenden Seiten bereitgestellt sein müssen.
Ein Solarzellenmodul wird durch Verbinden von Solarzellen gebildet. Es ist bekannt, dass ein solches Solarzellenmodul ein Phänomen (ein Hotspot-Phänomen) bewirkt, bei dem, wenn zum Beispiel nur einige Solarzellen durch ein Objekt beschattet werden, am Empfangen von Licht gehindert werden, die gehinderten Solarzellen Wärme erzeugen, da die Gesamtmenge an Spannung, die durch die anderen Solarzellen erzeugt wird, den gehinderten Solarzellen umgekehrt zugeführt wird (zum Beispiel japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-33832 ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Solarzelle bereitzustellen, die in der Lage ist, das Auftreten eines Hotspot-Phänomens zu unterdrücken.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle ist ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, bei welchem ein Bereich, der einen ersten Leitungstyp aufweist, und ein Bereich, der einen zweiten Leitungstyp aufweist, auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats, das den ersten Leitungstyp aufweist, gebildet werden, das umfasst: Bilden einer ersten Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; Bilden eine Isolierschicht auf der ersten Halbleiterschicht; Bilden einer Schutzschicht auf der Isolierschicht; Ätzen der ersten Halbleiterschicht, der Isolierschicht und der Schutzschicht in einem Bereich außer dem Bereich, der den ersten Leitungstyp aufweist, auf eine solche Weise, dass die erste Halbleiterschicht, die Isolierschicht und die Schutzschicht in dem Bereich, der den ersten Leitungstyp aufweist, verbleiben; teilweises Ätzen einer Seitenoberfläche der Isolierschicht und dadurch Bilden eines vertieften Bereichs, in dem die Seitenoberfläche der Isolierschicht von einer Seitenoberfläche der ersten Halbleiterschicht und einer Seitenoberfläche der Schutzschicht nach innen vertieft ist; Bilden einer zweiten Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist, auf dem Halbleitersubstrat, auf der Schutzschicht und in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht; und Ätzen der Schutzschicht und der zweiten Halbleiterschicht auf der Isolierschicht.
Eine Solarzelle schließt ein: ein Halbleitersubstrat, das einen ersten Leitungstyp aufweist; eine erste Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, und auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; eine Isolierschicht auf der ersten Halbleiterschicht; eine Schutzschicht auf der Isolierschicht; und eine zweite Halbleiterschicht, die einen zweiten Leitungstyp aufweist, und auf dem Halbleitersubstrat und der Schutzschicht, wobei ein vertiefter Bereich an einer lateralen Seite der Isolierschicht positioniert ist, der vertiefte Bereich durch Vertiefen einer Seitenoberfläche der Isolierschicht von einer Seitenoberfläche der ersten Halbleiterschicht und einer Seitenoberfläche der Schutzschicht nach innen gebildet ist, und die zweite Halbleiterschicht in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht in dem vertieften Bereich positioniert ist.
Erfindungsgemäß ist es möglich, das Auftreten des Hotspot-Phänomens zu unterdrücken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht einer Solarzelle in einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein schematischer vergrößerter Querschnitt eines Teils der Solarzelle entlang der II-II-Linie von 1.
3 ist eine schematische Draufsicht, die vertiefte Bereiche in der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
5 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
6 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
7 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
8 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
9 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
10 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
11 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
12 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
13 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
14 ist ein schematischer Querschnitt zum Erläutern eines weiteren Solarzellenherstellungsschritts in der ersten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste Ausführungsform)
Beschreibungen für eine bevorzugte Ausführungsform werden im Folgenden bereitgestellt. Es wird angemerkt, dass die folgende Ausführungsform lediglich als ein Beispiel gezeigt wird. Die Erfindung ist in keiner Weise auf die folgende Ausführungsform beschränkt. Zusätzlich werden in den Zeichnungen Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen aufweisen, von Zeit zu Zeit mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
1 ist eine schematische Draufsicht einer Solarzelle einer ersten Ausführungsform. 2 ist ein schematischer vergrößerter Querschnitt eines Teils der Solarzelle entlang der II-II-Linie von 1.
Wie in 2 gezeigt, schließt eine Solarzelle 1 ein Halbleitersubstrat 10 ein. Das Halbleitersubstrat 10 schließt eine lichtempfangende Oberfläche 10a als eine zweite Hauptoberfläche und eine Rückoberfläche 10b als eine erste Hauptoberfläche ein. Das Halbleitersubstrat 10 erzeugt durch Empfangen von Licht 11 unter Verwendung der lichtempfangende Oberfläche 10a Ladungsträger. In dieser Hinsicht sind Ladungsträger Löcher und Elektronen, die das Halbleitersubstrat 10 durch Absorbieren des Lichts erzeugt.
Halbleitersubstrat 10 wird aus einem kristallinen Halbleitersubstrat gebildet, das einen n- oder p-Leitungstyp aufweist. Konkrete Beispiele für das kristalline Halbleitersubstrat schließen kristalline Siliziumssubstrate, wie etwa ein monokristalline Siliziumssubstrat und ein polykristalline Siliziumssubstrat ein. Es sollte beachtet werden, dass das Halbleitersubstrat aus einem anderen Halbleitersubstrat als dem kristallinen Halbleitersubstrat gebildet werden kann. Zum Beispiel kann ein Verbindungshalbleitersubstrat, hergestellt aus GaAs, InP oder dergleichen, verwendet werden, um das Halbleitersubstrat 10 zu ersetzen. Die folgenden Beschreibungen erfolgen unter Verwendung eines Beispiels, bei dem das Halbleitersubstrat 10 aus einem kristallinen Siliziumssubstrat gebildet ist, das den n-Leitungstyp aufweist, was ein erster Leitungstyp ist.
Eine i-leitende amorphe Halbleiterschicht 17i, hergestellt aus einem selbstleitenden amorphen Halbleiter (im Folgenden als „i-leitender Halbleiter” bezeichnet), wird auf der lichtempfangenden Oberfläche 10a des Halbleitersubstrats 10 gebildet. Konkret ausgedrückt, ist die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 17i dieser Ausführungsform aus i-leitendem amorphen Silizium, das Wasserstoff einschließt, hergestellt. Die Dicke der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17i ist nicht besonders eingeschränkt, solange ihre Dicke praktisch keinen Beitrag zur Stromerzeugung leistet. Die Dicke der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17i kann zum Beispiel ungefähr mehrere Nanometer bis 25 nm betragen.
Es sollte beachtet werden, dass die Erfindung den Begriff „amorpher Halbleiter” als einen mikrokristallinen Halbleiter einschließend definiert. Der mikrokristalline Halbleiter ist jener, in dem Halbleiterkristalle in einem amorphen Halbleiter abgeschieden sind.
Eine n-leitende amorphe Halbleiterschicht 17n, die denselben Leitungstyp wie das Halbleitersubstrat 10 aufweist, wird auf der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17i gebildet. Die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 17n ist eine amorphe Halbleiterschicht, die durch das Zusetzen von n-leitenden Dotierungsmitteln erhalten wird und den n-Leitungstyp aufweist. Konkret ausgedrückt, ist die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 17n dieser Ausführungsform aus n-leitendem amorphen Silizium, das Wasserstoff einschließt, hergestellt. Die Dicke der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17n ist nicht besonders eingeschränkt. Die Dicke der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17n kann zum Beispiel ungefähr 2 nm bis 50 nm betragen.
Eine Isolierschicht 16, die sowohl eine Funktion als eine Antireflexionsschicht als auch eine Funktion als eine Schutzschicht erfüllt, wird auf der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17n gebildet. Die Isolierschicht 16 kann zum Beispiel aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid hergestellt werden. Die Dicke der Isolierschicht 16 kann wie nötig eingestellt werden, abhängig von beabsichtigten Antireflexionseigenschaften als Antireflexionsschicht und dergleichen. Die Dicke der Isolierschicht 16 kann zum Beispiel ungefähr 80 nm bis 1000 nm betragen.
Die oben beschriebene i-leitende amorphe Halbleiterschicht 17i, n-leitende amorphe Halbleiterschicht 17n und Isolierschicht 16 erfüllen eine Funktion als Passivierungsschicht für das Halbleitersubstrat 10 und eine Funktion als Antireflexionsschicht.
Eine erste Halbleiterschicht 12, die den n-Leitungstyp, welcher der erste Leitungstyp ist, aufweist, und eine zweite Halbleiterschicht 13, die einen p-Leitungstyp, welcher der zweite Leitungstyp ist, aufweist, werden auf der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet. Jeder n-leitende Bereich R1, der ein Bereich ist, der den ersten Leitungstyp aufweist, schließt die erste Halbleiterschicht 12 ein. Jeder p-leitende Bereich R2, der ein Bereich ist, der den zweiten Leitungstyp aufweist, schließt die zweite Halbleiterschicht 13 ein. Wie in 1 gezeigt, sind die n-leitenden Bereiche R1 und p-leitenden Bereiche R2 wie Kammzinken geformt. Die n-leitenden Bereiche R1 und p-leitenden Bereiche R2 sind miteinander verzahnt gebildet. Aus diesem Grund wechseln auf der Rückoberfläche 10b n-leitende Bereiche R1 und p-leitende Bereiche R2 in einer Richtung x senkrecht zu einer Schnittbreitenrichtung y miteinander ab. Isolationsbereiche R3 sind zwischen n-leitenden Bereichen R1 und p-leitenden Bereichen R2 gebildet. Wie in 1 gezeigt, werden die Isolierbereiche R3 auf eine Weise gebildet, dass sich die Isolierbereiche R3 in der y-Richtung erstrecken, in Wendebereichen R4 wenden und sich danach in der umgekehrten y-Richtung erstrecken.
Wie in 2 gezeigt, werden erste Halbleiterschichten 12 auf der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet, und jede weist eine geschichtete Struktur auf, die einschließt: eine i-leitende amorphe Halbleiterschicht 12i als erste selbstleitende Halbleiterschicht, die auf der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet wird; und eine n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n als erste Halbleiterschicht, die auf der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12i gebildet wird. Wie die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 17i ist die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 12i aus amorphem Silizium, das Wasserstoff einschließt, hergestellt. Die Dicke der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12i ist nicht besonders eingeschränkt, solange ihre Dicke praktisch keinen Beitrag zur Stromerzeugung leistet. Die Dicke der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12i kann zum Beispiel ungefähr mehrere Nanometer bis 25 nm betragen.
Wie die oben beschriebene n-leitende amorphe Halbleiterschicht 17n, wird die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n durch Zusetzen von n-leitenden Dotierungsmitteln erhalten. Wie das Halbleitersubstrat 10, weist die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n den n-Leitungstyp auf. Konkret ausgedrückt, ist die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n dieser Ausführungsform aus n-leitendem amorphen Silizium, das Wasserstoff einschließt, hergestellt. Die Dicke der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n ist nicht besonders eingeschränkt. Die Dicke der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n kann zum Beispiel ungefähr 2 nm bis 50 nm betragen.
Die Isolierschicht 18 wird auf der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n gebildet. Der zentrale Bereich 12a der ersten Halbleiterschicht 12 in einer der Breite nach verlaufenden Richtung senkrecht zu einer Richtung der Schichtung in der ersten Halbleiterschicht 12 ist nicht mit der Isolierschicht 18 bedeckt. Das Material der Isolierschicht 18 ist nicht eingeschränkt. Die Isolierschicht 18 kann zum Beispiel aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid oder dergleichen hergestellt sein. Unter diesen ist Siliziumnitrid das am stärksten bevorzugte Material zum Herstellen der Isolierschicht 18. Außerdem ist es wünschenswert, dass die Isolierschicht 18 Wasserstoff einschließt.
Eine Schutzschicht 19 wird auf der Isolierschicht 18 gebildet. Die Schutzschicht 19 kann aus mindestens einem Material hergestellt werden, dass mit einem Ätzmittel, das zum Ätzen der Isolierschicht 18 verwendet wird, praktisch nicht geätzt werden kann. In dieser Ausführungsform ist die Schutzschicht 19 eine p-leitende amorphe Siliziumschicht, die aus p-leitendem amorphen Silizium hergestellt ist.
Seitenoberflächen 18b der Isolierschicht 18 sind auf eine Weise vertieft (ausgespart), dass die Seitenoberflächen 18b von den Seitenoberflächen 12b der ersten Halbleiterschicht 12 und den Seitenoberflächen 19b der Schutzschicht 19 in einer Richtung der Breite nach (der x-Richtung) nach innen gelegen sind. Somit werden vertiefte Bereiche A, die aus der Vertiefung nach innen der Seitenoberflächen 18b der Isolierschicht 18 resultieren, zwischen jedem Paar der ersten Halbleiterschicht 12 und der Isolierschicht 19 gebildet. In den vertieften Bereichen A ist die erste Halbleiterschicht 12 nicht mit der Isolierschicht 18 bedeckt.
Eine zweite Halbleiterschicht 13 wird auf Teilen der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet, die zwischen den ersten Halbleiterschichten 12, auf den Schutzschichten 19 und auf ersten Halbleiterschichten 12 in vertieften Bereichen A exponiert sind. Die zweite Halbleiterschicht 13 weist eine geschichtete Struktur auf, die einschließt: eine i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i als eine zweite selbstleitende Halbleiterschicht; und eine p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p als eine zweite Halbleiterschicht, die auf der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13i gebildet wird. Die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i wird auf der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10, auf Schutzschichten 19 und auf ersten Halbleiterschichten 12 in vertieften Bereichen A gebildet.
In dieser Ausführungsform wird nur die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i auf den ersten Halbleiterschichten 12 in vertieften Bereichen A gebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Sowohl die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i als auch die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p können auf ersten Halbleiterschichten 12 in vertieften Bereichen A gebildet werden.
Die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i ist aus amorphem Silizium, das Wasserstoff einschließt, hergestellt. Die Dicke der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13i ist nicht besonders eingeschränkt, solange ihre Dicke praktisch keinen Beitrag zur Stromerzeugung leistet. Die Dicke der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13i kann zum Beispiel ungefähr mehrere Nanometer bis 25 nm betragen.
Die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p wird durch Zusetzen von p-leitenden Dotierungsmitteln erhalten und ist eine amorphe Halbleiterschicht, die den p-Leitungstyp aufweist. Konkret ausgedrückt, ist die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p dieser Ausführungsform aus p-leitendem amorphen Silizium, das Wasserstoff einschließt, hergestellt. Die Dicke der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p ist nicht besonders eingeschränkt. Die Dicke der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p kann zum Beispiel ungefähr 2 nm bis 50 nm betragen.
In dieser Ausführungsform ist die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i, deren Dicke praktisch keinen Beitrag zur Stromerzeugung leistet, zwischen dem kristallinen Halbleitersubstrat 10 und der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p bereitgestellt. Wenn wie in dieser Ausführungsform die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i zwischen dem n-leitenden Halbleitersubstrat 10 und der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p bereitgestellt ist, ist es möglich, die Rekombination von Minoritätsträgern in der Übergangsgrenzfläche zwischen dem Halbleitersubstrat 10 und der zweiten Halbleiterschicht 13 zu unterdrücken. Folglich kann die fotoelektrische Wandlungseffizienz gesteigert werden.
Unterdessen ist es erwünscht, dass jede der i-leitenden amorphen Halbleiterschichten 12i, 13i, 17i, der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n, 17n und der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p Wasserstoff einschließen, um deren Passivierungsqualität zu steigern.
Eine n-seitige Elektrode 14 als eine Elektrode auf einer Seite des ersten Leitungstyps zum Sammeln von Elektronen wird auf der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n gebildet. Andererseits wird eine p-seitige Elektrode 15 als eine Elektrode auf einer Seite des zweiten Leitungstyps zum Sammeln von Löchern auf der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p gebildet. Die Einfügung des Isolierbereichs R3 zwischen der p-seitigen Elektrode 15 und der n-seitigen Elektrode 14 isoliert die p-seitige Elektrode 15 und die n-seitige Elektrode 14 elektrisch voneinander.
Wie oben beschrieben, sind in dieser Ausführungsform die n-leitenden Bereiche R1 und die p-leitenden Bereiche R2 wie Kammzinken geformt. Wie in 1 gezeigt, schließt aus diesem Grund die n-seitige Elektrode 14 eine Sammelschiene 14A und Finger 14B ein, während die p-seitige Elektrode 15 eine Sammelschiene 15A und Finger 15B einschließt. Dennoch können sowohl die n-seitige Elektrode 14 als auch die p-seitige Elektrode 15 eine Elektrode ohne eine Sammelschiene, die nur die Finger, aber keine Sammelschiene einschließt, sein.
Weder die n-seitige Elektrode 14 noch die p-seitige Elektrode 15 sind besonders eingeschränkt, solange die n-seitige Elektrode 14 und die p-seitige Elektrode 15 in der Lage sind, Ladungsträger zu sammeln. Wie in 2 gezeigt, wird in dieser Ausführungsform sowohl die n-seitige Elektrode 14 als auch die p-seitige Elektrode 15 aus einem geschichteten Körper geformt, in dem erste bis vierte Leitungsschichten 30a bis 30d aufeinander gestapelt sind.
Die erste Leitungsschicht 30a kann zum Beispiel aus TCO (transparentes leitfähiges Oxid) wie etwa ITO (Indiumzinnoxid) oder dergleichen hergestellt werden. Konkret ausgedrückt, wird die erste Leitungsschicht 30a dieser Ausführungsform aus ITO hergestellt. Die Dicke der ersten Leitungsschicht 30a kann zum Beispiel ungefähr 50 nm bis 100 nm betragen. Es sollte beachtet werden, dass die erste Leitungsschicht 30a zum Beispiel durch ein Dünnschichtbildungsverfahren wie etwa Zerstäubung oder CVD (chemische Dampfabscheidung) gebildet werden kann.
Die zweiten bis vierten Leitungsschichten 30b bis 30d können zum Beispiel aus einem Metall, wie etwa Cu, oder einer Legierung, die Cu einschließt, hergestellt werden. Konkret ausgedrückt, werden die zweiten und dritten Leitungsschichten 30b, 30c dieser Ausführungsform aus Cu hergestellt, während die vierte Leitungsschicht 30d aus Sn hergestellt wird. Die Dicken der zweiten bis vierten Leitungsschichten 30b bis 30d können zum Beispiel jeweils ungefähr 50 nm bis 1000 nm, ungefähr 10 μm bis 20 μm und ungefähr 1 μm bis 5 μm betragen.
In dieser Ausführungsform bildet von den ersten bis vierten Leitungsschichten 30a bis 30d die zweite Leitungsschicht 30b eine Saatschicht. In dieser Hinsicht bedeutet die „Saatschicht” eine Schicht, von der Plattierungswachstum beginnt. Die zweite Leitungsschicht 30b als die Saatschicht kann durch ein Dünnschichtbildungsverfahren, wie etwa Zerstäubung, Dampfabscheidung, Drucken oder Tintenstrahldrucken oder dergleichen, außer Plattieren, hergestellt werden.
In dieser Ausführungsform sind die dritte und vierte Leitungsschicht 30c, 30d jeweils aus einer Plattierungsschicht hergestellt.
Wie in 2 gezeigt, ist in dem vertieften Bereich A die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i der p-leitenden zweiten Halbleiterschicht 13 auf der ersten Halbleiterschicht 12 auf eine Weise gebildet, dass die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i in Kontakt mit der ersten Halbleiterschicht 12 ist. Somit wird eine p/i-geschichtete Struktur über dem vertieften Bereich A gebildet. Außerdem ist unter dem vertieften Bereich A die erste Halbleiterschicht 12 auf dem n-leitenden Halbleitersubstrat 10 gebildet. Somit ist unter dem vertieften Bereich A eine n/i/n-geschichtete Struktur gebildet. Folglich ist in der Solarzelle 1 dieser Ausführungsform eine p/i/n/i/n-geschichtete Halbleiterstruktur, die sich in einer z-Richtung erstreckt, nahe dem vertieften Bereich A gebildet.
Diese p/i/n/i/n-geschichtete Halbleiterstruktur weist eine nichtlineare IV-Eigenschaft auf. Sobald eine umgekehrte Vorspannung von mehreren Volt an die p/i/n/i/n-geschichtete Halbleiterstruktur angelegt wird, bewirkt die p/i/n/i/n-geschichtete Halbleiterstruktur einen Durchbruch und stellt einen Leckdurchgang für elektrischen Strom bereit. Aus diesem Grund stellt, sobald eine umgekehrte Vorspannung, die das Hotspot-Phänomen auslöst, an die Solarzelle 1 angelegt wird, die p/i/n/i/n Halbleiterschicht, insbesondere ein Bereich, in dem die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n in Kontakt miteinander auf einer xy-Ebene sind, einen Leckdurchgang für den elektrischen Strom bereit und ist folglich in der Lage, das Auftreten des Hotspot-Phänomens zu unterdrücken.
Diese Ausführungsform zeigt die p/i/n/i/n-geschichtete Halbleiterstruktur als die zu bildende geschichtete Halbleiterstruktur nahe dem vertieften Bereich A. Jedoch ist die nahe dem vertieften Bereich A zu bildende geschichtete Halbleiterstruktur nicht auf diese beschränkt. Zum Beispiel kann die zu bildende geschichtete Halbleiterstruktur nahe dem vertieften Bereich A eine n/i/p/i/p-geschichtete Halbleiterstruktur sein, die zum Beispiel durch Stapeln einer p-leitenden Halbleiterschicht und einer n-leitenden Halbleiterschicht auf einem p-leitenden Halbleitersubstrat in dieser Reihenfolge gebildet wird. Die n/i/p/i/p-geschichtete Halbleiterstruktur weist ebenfalls die nichtlineare IV-Eigenschaft auf. Sobald eine umgekehrte Vorspannung von mehreren Volt an die n/i/p/i/p-geschichtete Halbleiterstruktur angelegt wird, bewirkt die n/i/p/i/p-geschichtete Halbleiterstruktur einen Durchbruch und stellt einen Leckdurchgang für elektrischen Strom bereit. Aus diesem Grund stellt, sobald eine umgekehrte Vorspannung, die das Hotspot-Phänomen auslöst, an die Solarzelle angelegt wird, die n/i/p/i/p-geschichtete Halbleiterstruktur einen Leckdurchgang für den elektrischen Strom bereit und ist folglich in der Lage, das Auftreten des Hotspot-Phänomens zu unterdrücken.
Was diese Ausführungsform als die Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, zeigt, ist die Halbleiterschicht (erste Halbleiterschicht 12), die den ersten Leitungstyp aufweist, die folgendes einschließt: die erste selbstleitende Halbleiterschicht (i-leitende amorphe Halbleiterschicht 12i), die auf der ersten Hauptoberfläche 10b bereitgestellt ist; und die erste Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist (n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n), die auf der ersten selbstleitenden Halbleiterschicht (i-leitende amorphe Halbleiterschicht 12i) bereitgestellt ist. Außerdem ist, was diese Ausführungsform als die Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist, zeigt, die Halbleiterschicht (zweite Halbleiterschicht 13), die den zweiten Leitungstyp aufweist, die folgendes einschließt: die zweite selbstleitende Halbleiterschicht (i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i), die auf der ersten Hauptoberfläche 10b bereitgestellt ist; und die zweite Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist (p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p), die auf der zweiten selbstleitenden Halbleiterschicht (i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i) bereitgestellt ist.
Dennoch sind die „Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist” und die „Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist” der Erfindung nicht auf diese eingeschränkt. Zum Beispiel kann die Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, nur aus der ersten Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, gebildet sein, und die Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist, kann nur aus der zweiten Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist, gebildet sein. Folglich muss die Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, nicht mit der ersten selbstleitenden Halbleiterschicht bereitgestellt sein, und die Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist, muss nicht mit der zweiten selbstleitenden Halbleiterschicht bereitgestellt sein. In diesem Fall kann daher die nahe dem vertieften Bereich zu bildende Halbleiterschicht eine p/n/n-geschichtete Halbleiterstruktur oder eine n/p/p geschichtete Halbleiterstruktur sein.
3 ist eine schematische Draufsicht, welche die vertieften Bereiche in der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 3 gezeigt, wird in dieser Ausführungsform jeder n-leitende Bereich R1 als der Bereich, der den ersten Leitungstyp aufweist, und jeder p-leitende Bereich R2, als der Bereich, der den zweiten Leitungstyp aufweist, in der y-Richtung verlaufend gebildet. Außerdem wird jede Isolierschicht 18 und jeder Isolierbereich R3 ebenfalls so geformt, dass sie sich in der y-Richtung erstrecken. Wie in 1 gezeigt, werden Isolierbereiche R3 im Wendebereich R4 in der x-Richtung verlaufend gebildet und danach in der umgekehrten y-Richtung verlaufend. Folglich wird im Wendebereich R4 jeder vertiefte Bereich A in der x-Richtung verlaufend, senkrecht zu der y-Richtung, gebildet.
Wie in 3 in der Draufsicht gezeigt, wird jeder vertiefte Bereich A in einem Teil außerhalb der Seitenoberfläche 18b der Isolierschicht 18 gebildet. Es ist erwünscht, dass die Breite des vertieften Bereichs A (zum Beispiel seine Länge in der x-Richtung in 3) in einen Bereich von 0 bis 0,03 multipliziert mit einer Summe der Breite des n-leitenden Bereich R1 und der Breite des p-leitenden Bereichs R2 fällt.
(Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle)
Unter Bezug auf die 4 bis 14 folgen Beschreibungen für ein Verfahren zur Herstellung der Solarzelle. Es sollte beachtet werden, dass die Beschreibungen des Verfahrens zur Herstellung der Solarzelle 1 unter Bezug auf die 4 bis 14 bereitgestellt werden, während die Schritte der Bildung der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17i, der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 17n und der Isolierschicht 16 auf der lichtempfangenden Oberfläche 10a, die in 2 gezeigt sind, ausgelassen werden.
Am Anfang wird das Halbleitersubstrat 10 hergestellt. Anschließend werden, wie in 4 gezeigt, eine i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21, eine n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 und eine Isolierschicht 23 auf der Rückoberfläche 10b gebildet. Es ist nicht besonders eingeschränkt, wie und in welcher Reihenfolge die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21, die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 und Isolierschicht 23 gebildet werden. Die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 können zum Beispiel durch CVD (chemische Dampfabscheidung), wie etwa Plasma-CVD oder dergleichen, hergestellt werden. Außerdem kann die Isolierschicht 23 zum Beispiel durch ein Dünnschichtbildungsverfahren, wie etwa Zerstäubung oder CVD oder dergleichen, hergestellt werden.
Wie in 5 gezeigt, wird danach eine Schutzschicht 27 auf der Isolierschicht 23 gebildet. Es ist zu beachten, dass es keine besondere Einschränkung gibt, wie die Schutzschicht 27 gebildet wird. Die Schutzschicht 27 kann zum Beispiel durch CVD oder dergleichen gebildet werden. Ein Merkmal dieser Ausführungsform ist das Bilden der Schutzschicht 27. Das Bilden der Schutzschicht 27 macht es möglich, den zuvor genannten Leckdurchgang für elektrischen Strom unter Verwendung des folgenden Verfahrens zu bilden.
Wie in 6 gezeigt, wird danach ein Resist-Muster 26 durch Fotolithographie auf der Schutzschicht 27 gebildet. Das Resist-Muster 26 wird auf der Schutzschicht 27 gebildet, außer in Bereichen, in denen die p-leitende Halbleiterschicht in einem späteren Schritt mit dem Halbleitersubstrat 10 verbunden wird.
Wie in 7 gezeigt, wird anschließend die Schutzschicht 27 unter Verwendung des Resist-Musters 26 als Maske geätzt. Dadurch werden Teile der Schutzschicht 27, die nicht mit dem Resist-Muster 26 bedeckt sind, entfernt. Somit werden von der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10 Teile, über denen weder die Schutzschicht 27 noch die Isolierschicht 23 bereitgestellt ist, freigelegt. Es sollte beachtet werden, dass in einem Fall, in dem die Schutzschicht 27 aus p-leitendem amorphen Silizium hergestellt ist, das Ätzen der Schutzschicht zum Beispiel unter Verwendung eines sauren Ätzmittels, wie etwa Fluorsalpetersäure (fluonitric acid), erreicht werden kann.
Danach wird das Resist-Muster 26 entfernt. Es sollte beachtet werden, dass das Entfernen des Resist-Musters zum Beispiel unter Verwendung von TMAH (Tetramethylammoniumhydroxid) oder dergleichen erreicht werden kann.
Wie in 8 gezeigt, wird danach die Isolierschicht 23 unter Verwendung der Schutzschicht 27 als Maske geätzt. Dadurch werden Teile der Isolierschicht 23, die nicht durch die Schutzschicht 27 bedeckt sind, entfernt. Es sollte beachtet werden, dass in einem Fall, in dem die Isolierschicht 23 aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid hergestellt ist, das Ätzen der Isolierschicht zum Beispiel unter Verwendung eines sauren Ätzmittels, wie etwa einer wässrigen HF-Lösung, erreicht werden kann.
Wie in 9 gezeigt, werden anschließend die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 unter Verwendung eines alkalischen Ätzmittels geätzt. Dadurch werden Teile der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 21 und der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 22, die nicht mit der Schutzschicht 27 und der Isolierschicht 23 bedeckt sind, entfernt. Dadurch wird die erste Halbleiterschicht 12, welche die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 12i und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n (siehe 2) einschließt, aus der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 21 und der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 22 gebildet.
Wie oben beschrieben, wird in dieser Hinsicht die Isolierschicht 23 dieser Ausführungsform aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxinitrid gebildet. Aus diesem Grund ist die Ätzrate, mit der die Isolierschicht 23 unter Verwendung des sauren Ätzmittels geätzt wird, hoch, während die Ätzrate, mit der die Isolierschicht 23 unter Verwendung des alkalischen Ätzmittels geätzt wird, niedrig ist. Andererseits sind die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 aus amorphem Silizium hergestellt. Aus diesem Grund ist die Ätzrate, mit der die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 unter Verwendung des sauren Ätzmittels geätzt werden, niedrig, während die Ätzrate, mit der die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 unter Verwendung des alkalischen Ätzmittels geätzt werden, hoch. Folglich wird die Isolierschicht 23 durch das in dem in 8 gezeigten Schritt verwendete saure Ätzmittel geätzt, während die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 oder die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 durch dasselbe saure Ätzmittel praktisch nicht geätzt wird. Andererseits werden die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 durch das in dem in 9 gezeigten Schritt verwendete alkalische Ätzmittel geätzt, während die Isolierschicht 23 durch dasselbe alkalische Ätzmittel praktisch nicht geätzt wird. Aus diesem Grund kann in den in den 8 und 9 gezeigten Schritten die Isolierschicht 23 selektiv geätzt werden, oder die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 21 und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 22 können selektiv geätzt werden.
Wie in 10 gezeigt, werden danach die Seitenoberflächen 23b jeder Isolierschicht 23, die in 9 gezeigt ist, geätzt und entfernt. Dasselbe saure Ätzmittel, wie es in dem in 8 gezeigten Schritt verwendet wird, wird für diese Ätzung verwendet. Da alle Oberflächen der Isolierschicht 23, außer der Seitenoberfläche 23b, mit der Schutzschicht 27 oder der ersten Halbleiterschicht 12 bedeckt sind, werden nur die Seitenoberflächen 23b der Isolierschicht 23 geätzt. Dadurch werden vertiefte Bereiche A, die vom Vertiefen der Seitenoberflächen 23b der Isolierschicht 23 nach innen der Breite nach resultieren, in Teilen der Seitenoberflächen 23b der Breite nach auswärts gebildet. In jedem vertieften Bereich A ist die Hauptoberfläche der ersten Halbleiterschicht 12 nicht mit der Isolierschicht 23 bedeckt.
Wie in 11 gezeigt, werden danach eine i-leitende amorphe Halbleiterschicht 24 und eine p-leitende amorphe Halbleiterschicht 25, in dieser Reihenfolge, auf der Rückoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10, auf der Schutzschicht 27 und auf der ersten Halbleiterschicht 12 in jedem vertieften Bereich A gebildet. Es ist nicht besonders eingeschränkt, wie die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 24 und die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 25 gebildet werden. Zum Beispiel können die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 24 und die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 25 durch CVD oder dergleichen gebildet werden.
Wie in 12 gezeigt, wird danach ein Resist-Muster 28 gebildet. In der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 24, der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 25 und der Schutzschicht 27, die in 11 gezeigt sind, werden Teile, die auf den Isolierschichten 23 liegen, geätzt. Dasselbe alkalische Ätzmittel, das in dem in 9 gezeigten Schritt verwendet wird, wird zum Ätzen verwendet. Dadurch wird die zweite Halbleiterschicht 13, welche die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i und die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p einschließt, aus der i-leitenden amorphen Halbleiterschicht 24 und der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 25, die in 11 gezeigt sind, gebildet. Außerdem wird die Schutzschicht 19 aus der Schutzschicht 27 gebildet.
Wie in 13 gezeigt, wird anschließend die Isolierschicht 23 geätzt. Konkret ausgedrückt, werden, unter Verwendung desselben sauren Ätzmittels, wie es in dem in 8 gezeigten Schritt verwendet wird, freiliegende Teile der Isolierschicht 23, die nicht mit dem Resist-Muster 28 bedeckt sind, geätzt und entfernt. Dadurch werden Teile der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n freigelegt, und die Isolierschicht 18 wird aus der Isolierschicht 23, die in 12 gezeigt ist, gebildet.
Wie in 14 gezeigt, wird danach das in 13 gezeigte Resist-Muster 28 entfernt. Die Entfernung des Resist-Musters 28 wird durch dasselbe Verfahren erreicht, wie es in den in den 7 und 8 gezeigten Schritten verwendet wird.
Durch die oben besprochenen Schritte können die n-leitende erste Halbleiterschicht 12, welche die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 12i und die n-leitende amorphe Halbleiterschicht 12n einschließt, sowie die p-leitende zweite Halbleiterschicht 13, welche die i-leitende amorphe Halbleiterschicht 13i und die p-leitende amorphe Halbleiterschicht 13p einschließt, auf der ersten Hauptoberfläche 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet werden.
Als nächstes wird, wie in dem Verfahren, das in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-33666 beschrieben ist, der Elektrodenbildungsschritt durchgeführt, um jeweils die n-seitige Elektrode 14 und die p-seitige Elektrode 15 auf der n-leitenden amorphen Halbleiterschicht 12n und der p-leitenden amorphen Halbleiterschicht 13p zu bilden. Dadurch kann die in 2 gezeigte Solarzelle 1 fertiggestellt werden.
Konkret ausgedrückt werden eine erste Leitungsschicht 30a, die aus TCO hergestellt ist, und eine zweite Leitungsschicht 30b, die aus einem Metall, wie etwa Cu, oder einer Legierung, die Cu einschließt, hergestellt ist, in dieser Reihenfolge unter Verwendung eines Dünnschichtbildungsverfahrens, wie etwa CVD, einschließlich Plasma-CVD, oder Zerstäubung, hergestellt. Danach wird ein Teil, der auf jede Isolierschicht 18 liegt, getrennt. Dadurch werden erste und zweite Leitungsschichten 30a, 30b in dem in 2 gezeigten Zustand gebildet. Es sollte beachtet werden, dass diese Trennung zum Beispiel durch Fotolithographie oder dergleichen erreicht werden kann.
Danach werden eine dritte Leitungsschicht 30c, hergestellt aus Cu, und eine vierte Leitungsschicht 30d, hergestellt aus Sn, nacheinander auf den ersten und zweiten Leitungsschichten 30a, 30b durch Elektroplattierung gebildet. Dadurch können die n-seitige Elektrode 14 und die p-seitige Elektrode 15, die in 2 gezeigt sind, fertiggestellt werden.
Die in 2 gezeigte Solarzelle 1 kann auf die zuvor beschriebene Weise hergestellt werden.
In dieser Ausführungsform wird die p/i/n/i/n-geschichtete Halbleiterstruktur, die das Halbleitersubstrat 10, die erste Halbleiterschicht 12 und die zweite Halbleiterschicht 13, die eine nach der anderen gestapelt sind, nahe jedem vertieften Bereich A gebildet und bildet den Leckdurchgang für elektrischen Strom.
In dieser Ausführungsform wird das Bilden des vertieften Bereichs A durch Ätzen und Entfernen der entsprechenden Seitenoberfläche der Isolierschicht unter Verwendung der Schutzschicht als Maske erreicht. Da die Schutzschicht als Maske verwendet wird, ist es möglich, zu verhindern, dass die obere Oberfläche der Isolierschicht geätzt wird, und die Dicke der Isolierschicht verbleibt folglich unverändert. Dies macht es ebenfalls möglich, den vertieften Bereich A ohne eine Änderung der Dicke der Isolierschicht zu bilden. Die Verwendung des p-leitenden amorphen Siliziums als Schutzschicht macht es nicht länger nötig, einen Schritt des Entfernens einer Resist-Maske vorzusehen, die andernfalls geformt würde, um die Isolierschicht zu schützen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Herstellungsschritte zum Bereitstellen des vertieften Bereichs A zu vereinfachen.
In dieser Ausführungsform wird das Resist-Muster auf der Schutzschicht durch Fotolithographie gebildet. Wenn das Resist-Muster auf der Isolierschicht ohne Bereitstellen der Schutzschicht gebildet würde, würde sich das Resist-Muster während des Ätzens ablösen. Folglich würde die Präzision bei der Strukturierung der Isolierschicht niedriger, und Defekte träten auf.
Da in dieser Ausführungsform das Resist-Muster auf der Schutzschicht gebildet wird, wird die Qualität der Haftung des Resist-Musters gesteigert. Somit ist es möglich zu verhindern, dass sich das Resist-Muster während der Ätzung ablöst. Folglich können die Isolierschicht und die Halbleiterschichten durch Hochpräzisionsstrukturierung unter Verwendung von Fotolithographie geätzt werden. Aus diesem Grund können der n-leitende Bereich und der p-leitende Bereich durch Hochpräzisionsstrukturierung gebildet werden, und die Integrationsrate der Solarzellen kann gesteigert werden.
Die vorhergehenden Beschreibungen sind unter Nennung des Beispiels, in dem der erste Leitungstyp der n-Typ ist, während der zweite Leitungstyp der p-Typ ist, bereitgestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Die Erfindung kann einen Aufbau verwenden, bei dem der erste Leitungstyp der p-Typ ist, während der zweite Leitungstyp der n-Typ ist.
Bezugszeichenliste

1: Solarzelle
10: Halbleitersubstrat
10a: zweite Hauptoberfläche (lichtempfangende Oberfläche)
10b: erste Hauptoberfläche (Rückoberfläche)
11: Licht
12: erste Halbleiterschicht
12a: zentraler Bereich
12b: Seitenoberfläche
12i: i-leitende amorphe Halbleiterschicht
12n: n-leitende amorphe Halbleiterschicht
13: zweite Halbleiterschicht
13i: i-leitende amorphe Halbleiterschicht
13p: p-leitende amorphe Halbleiterschicht
14: n-seitige Elektrode
14A, 15A: Sammelschiene
14B, 15B: Finger
15: p-seitige Elektrode
16: Isolierschicht
17i: i-leitende amorphe Halbleiterschicht
17n: n-leitende amorphe Halbleiterschicht
18: Isolierschicht
18b: Seitenoberfläche der Isolierschicht
19: Schutzschicht
19b: Seitenoberfläche
21: i-leitende amorphe Halbleiterschicht
22: n-leitende amorphe Halbleiterschicht
23: Isolierschicht
23b: Seitenoberfläche der Isolierschicht
24: i-leitende amorphe Halbleiterschicht
25: p-leitende amorphe Halbleiterschicht
26: Resist-Muster
27: Schutzschicht
28: Resist-Muster
30a–30d: erste bis vierte Leitungsschichten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-33666 [0002, 0072]
JP 2013-33832 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle, bei welchem ein Bereich, der einen ersten Leitungstyp aufweist, und ein Bereich, der einen zweiten zweiten Leitungstyp aufweist, auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats, das den ersten Leitungstyp aufweist, gebildet werden, das Folgendes umfasst: Bilden einer ersten Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; Bilden einer Isolierschicht auf der ersten Halbleiterschicht; Bilden einer Schutzschicht auf der Isolierschicht; Ätzen der ersten Halbleiterschicht, der Isolierschicht und der Schutzschicht in einem Bereich außer dem Bereich, der den ersten Leitungstyp aufweist, auf eine solche Weise, dass die erste Halbleiterschicht, die Isolierschicht und die Schutzschicht in dem Bereich, der den ersten Leitungstyp aufweist, verbleiben; teilweises Ätzen einer Seitenoberfläche der Isolierschicht und dadurch Bilden eines vertieften Bereichs, in dem die Seitenoberfläche der Isolierschicht von einer Seitenoberfläche der ersten Halbleiterschicht und einer Seitenoberfläche der Schutzschicht nach innen vertieft ist; Bilden einer zweiten Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist, auf dem Halbleitersubstrat, auf der Schutzschicht und in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht; und Ätzen der Schutzschicht und der zweiten Halbleiterschicht auf der Isolierschicht.
Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß Anspruch 1, wobei die Schutzschicht eine p-leitende amorphe Siliziumschicht ist.
Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei bei dem Bilden des vertieften Bereichs die Seitenoberfläche der Isolierschicht durch Nassätzen entfernt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ätzen der ersten Halbleiterschicht, der Isolierschicht und der Schutzschicht einschließt: Bilden eines Resist-Musters auf der Schutzschicht durch Fotolithographie; und Ätzen der Schutzschicht unter Verwendung des Resist-Musters als eine Maske.
Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß Anspruch 4, das weiter umfasst: Entfernen des Resist-Musters nach dem Ätzen der Schutzschicht; und Ätzen der Isolierschicht und der ersten Halbleiterschicht unter Verwendung der Schutzschicht als eine Maske.
Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Leitungstyp ein n-Typ und der zweite Leitungstyp ein p-Typ ist.
Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Halbleiterschicht eine geschichtete Struktur aufweist, die umfasst: eine erste selbstleitende Halbleiterschicht, die auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist; und eine erste Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, und auf der ersten selbstleitenden Halbleiterschicht gebildet ist, und wobei die zweite Halbleiterschicht eine geschichtete Struktur aufweist, die umfasst: eine zweite selbstleitende Halbleiterschicht auf dem Halbleitersubstrat, auf der Schutzschicht und in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht; und eine zweite Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist und auf der zweiten intrinsischen Halbleiterschicht gebildet ist.
Solarzelle, die Folgendes umfasst: ein Halbleitersubstrat, das einen ersten Leitungstyp aufweist; eine erste Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist, und auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; eine Isolierschicht auf der ersten Halbleiterschicht; eine Schutzschicht auf der Isolierschicht; und eine zweite Halbleiterschicht, die einen zweiten Leitungstyp aufweist, und auf dem Halbleitersubstrat und der Schutzschicht, wobei ein vertiefter Bereich an einer lateralen Seite der Isolierschicht positioniert ist, wobei der vertiefte Bereich gebildet ist durch Vertiefen einer Seitenoberfläche der Isolierschicht von einer Seitenoberfläche der ersten Halbleiterschicht und einer Seitenoberfläche der Schutzschicht nach innen und die zweite Halbleiterschicht in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht in dem vertieften Bereich positioniert ist.
Solarzelle gemäß Anspruch 8, wobei die Schutzschicht eine p-leitende amorphe Siliziumschicht ist.
Solarzelle gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Leitungstyp ein n-Typ ist und der zweite Leitungstyp ein p-Typ ist.
Solarzelle gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die erste Halbleiterschicht eine geschichtete Struktur aufweist, die umfasst: eine erste selbstleitende Halbleiterschicht, die auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats gebildet ist; und eine erste Halbleiterschicht, die den ersten Leitungstyp aufweist und auf der ersten selbstleitenden Halbleiterschicht gebildet ist und wobei die zweite Halbleiterschicht eine geschichtete Struktur aufweist, die umfasst: eine zweite selbstleitende Halbleiterschicht, die auf dem Halbleitersubstrat, auf der Schutzschicht und in dem vertieften Bereich über der ersten Halbleiterschicht gebildet ist; und eine zweite Halbleiterschicht, die den zweiten Leitungstyp aufweist und auf der zweiten selbstleitenden Halbleiterschicht gebildet ist.