DE112015000559T5 - Solarzelle - Google Patents

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Masato Shigematsu
Naofumi HAYASHI
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Abstract

Eine Solarzelle 1 beinhaltet ein Halbleitersubstrat 10n eines von einem ersten Leitfähigkeitstyp und einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit einer Lichtempfangsoberfläche und einer Rückoberfläche 12; eine erste Halbleiterschicht 20n vom ersten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche 12; eine zweite Halbleiterschicht 30p vom zweiten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche 12; eine erste Elektrode 50n, die elektrisch mit der ersten Halbleiterschicht 20n verbunden ist; eine zweite Elektrode 50p, die elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 30p verbunden ist; und eine Isolierschicht 40 in einem Grenzbereich R zwischen einem vom ersten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rn der ersten Halbleiterschicht 20n und einem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp der zweiten Halbleiterschicht 30p. Die Seite der Isolierschicht 40 benachbart zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp weist eine geneigte Oberfläche 40a auf, die derart geneigt ist, dass eine Dicke der Isolierschicht 40 bei abnehmendem Abstand von dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp abnimmt. Die Breite W der geneigten Oberfläche 40a in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung der Isolierschicht 40 und hin zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp ist gleich dem 10- bis 300-Fachen der Dicke T der Isolierschicht 40 in einem Bereich, der die geneigte Oberfläche 40a ausschließt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarzelle.
  • Hintergrund
  • Bekannt ist eine Rückkontaktsolarzelle, bei der eine vom n-Typ seiende Halbleiterschicht und eine vom p-Typ seiende Halbleiterschicht an der Rückoberfläche eines Halbleitersubstrates ausgebildet sind (siehe beispielsweise Patentdruckschrift (PTL) 1). Bei einer Rückkontaktsolarzelle ist eine Isolierschicht im Allgemeinen in einem Grenzbereich zwischen der vom n-Typ seienden Halbleiterschicht und der vom p-Typ seienden Halbleiterschicht vorgesehen. Die n-seitige Elektrode, die mit der vom n-Typ seienden Halbleiterschicht verbunden ist, und die p-seitige Elektrode, die mit der vom p-Typ seienden Halbleiterschicht verbunden ist, können auch über der Isolierschicht ausgebildet sein.
  • Zitierstellenliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-28718
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Wird wenigstens ein Teil der n-seitigen Elektrode oder der p-seitigen Elektrode beispielsweise durch Sputtern oder CVD gebildet, so tritt ein Problem dahingehend auf, dass sich die Elektrode von der Oberfläche an einem gestuften Abschnitt, der durch die Seitenoberfläche der Isolierschicht festgelegt ist, abtrennt oder ablöst.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Solarzelle, die das Abtrennen oder Ablösen einer Elektrode, das durch die Isolierschicht verursacht wird, verhindern oder hemmen kann.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung ist eine Solarzelle, die beinhaltet: ein Halbleitersubstrat eines von einem ersten Leitfähigkeitstyp und einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit einer Lichtempfangsoberfläche und einer Rückoberfläche; eine erste Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche; eine zweite Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche; eine erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Leitfähigkeitsschicht verbunden ist; eine zweite Elektrode, die elektrisch mit der zweiten Leitfähigkeitsschicht verbunden ist; und eine Isolierschicht in einem Grenzbereich zwischen einem vom ersten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich der ersten Halbleiterschicht und einem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich der zweiten Halbleiterschicht. Die Seite der Isolierschicht benachbart zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich weist eine geneigte Oberfläche auf, die derart geneigt ist, dass die Dicke der Isolierschicht bei abnehmendem Abstand von dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich abnimmt. Die Breite der geneigten Oberfläche in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung der Isolierschicht und hin zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich ist gleich dem 10- bis 300-Fachen der Dicke der Isolierschicht in dem Bereich, der die geneigte Oberfläche ausschließt.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Entsprechend können das Abtrennen oder Ablösen einer Elektrode, das durch die Isolierschicht verursacht wird, verhindert oder gehemmt werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Planansicht der Rückseite einer Solarzelle entsprechend einer Ausführungsform.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht einer Solarzelle entsprechend einer Ausführungsform entlang einer Linie A-A' in 1.
  • 3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Solarzellenherstellungsverfahrens entsprechend einer Ausführungsform.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Die Ausführungsform ist rein illustrativ und soll den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. In der Zeichnung können Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion wahrnehmen, gleiche Bezugszeichen tragen.
  • 1 ist eine Planansicht der Rückseite einer Solarzelle entsprechend der Ausführungsform. 2 ist eine Querschnittsansicht der Solarzelle entsprechend der Ausführungsform entlang einer Linie A-A' von 1. Wie in 1 und in 2 dargestellt ist, beinhaltet die Solarzelle 1 ein Halbleitersubstrat 10n, eine erste Halbleiterschicht 20n, eine zweite Halbleiterschicht 30p, eine Isolierschicht 40, eine erste Elektrode 50n, eine zweite Elektrode 50p, eine Verbindungselektrode 70n und eine Verbindungselektrode 70p.
  • Das Halbleitersubstrat 10n verfügt über eine Lichtempfangsoberfläche, die Licht an einer Seite empfängt, und eine Rückoberfläche 12 an der Umkehrseite. Das Halbleitersubstrat 10n erzeugt Träger (Elektronen und Elektronenlöcher), wenn die Lichtempfangsoberfläche Licht empfängt.
  • Das Halbleitersubstrat 10n weist eine elektrische Leitfähigkeit vom n-Typ oder p-Typ auf und kann aus einem kristallinen Halbleiter bestehen, so beispielsweise aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium, oder auch aus einem allgemeinen Halbleiter, der einen Verbundhalbleiter beinhaltet, so beispielsweise GaAs, InP etc. Die Lichtempfangsoberfläche und die Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n sind fein texturiert. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist keine Lichtsperrstruktur (so beispielsweise eine Elektrode) an der Lichtempfangsoberfläche des Halbleitersubstrates 10n vorgesehen. Als solches ist das Halbleitersubstrat 10n dazu fähig, Licht an der gesamten Lichtempfangsoberfläche zu empfangen. Man beachte, dass die Lichtempfangsoberfläche mit einer Passivierungsschicht bedeckt sein kann. Eine Passivierungsschicht weist Passivierungseigenschaften auf, die die Trägerrekombination hemmen. Eine Passivierungsschicht kann eine im Wesentlichen intrinsische amorphe Halbleiterschicht beinhalten, die ohne Hinzufügen eines Dotiermittels oder auch unter Hinzufügung einer kleinen Menge eines Dotiermittels gebildet ist.
  • Das Halbleitersubstrat 10n ist ein vom ersten Leitfähigkeitstyp oder vom zweiten Leitfähigkeitstyp seiendes Halbleitersubstrat. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Halbleitersubstrat 10n beispielhalber als vom ersten Leitfähigkeitstyp seiendes Halbleitersubstrat dargestellt. Des Halbleitersubstrat 10n ist zudem als vom n-Typ seiendes monokristallines Siliziumsubstrat dargestellt. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform der erste Leitfähigkeitstyp der n-Typ.
  • Die erste Halbleiterschicht 20n ist an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n ausgebildet. Die Längsrichtung der ersten Halbleiterschicht 20n entspricht der y-Richtung. Wie das Halbleitersubstrat 10n ist auch die erste Halbleiterschicht 20n eine vom ersten Leitfähigkeitstyp seiende Halbleiterschicht. Die erste Halbleiterschicht 20n ist eine vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht. Damit kann die Trägerrekombination an der Grenzfläche zwischen der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n und der ersten Halbleiterschicht 20n gehemmt werden.
  • Die zweite Halbleiterschicht 30p ist an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n ausgebildet. Die Längsrichtung der zweiten Halbleiterschicht 30p entspricht der y-Richtung. Im Gegensatz zu dem Halbleitersubstrat 10n ist die zweite Halbleiterschicht 30p eine vom zweiten Leitfähigkeitstyp seiende Halbleiterschicht. Die zweite Halbleiterschicht 30p ist eine vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht. Damit ist der Übergang zwischen dem Halbleitersubstrat 10n und der zweiten Halbleiterschicht 30p ein p-n-Übergang. Die zweite Halbleiterschicht 30p ist zudem an der Isolierschicht 40 ausgebildet.
  • Bei dieser Ausführungsform beinhaltet, wie in 2 gezeigt ist, die erste Halbleiterschicht 20n eine vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i und eine vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i ist an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n ausgebildet. Die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n ist an der vom i-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 22i ausgebildet. Bei einer derartigen Struktur des vom n-Typ seienden Halbleitersubstrates 10n, der vom i-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 22i und der vom n-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 25n ist es möglich, die Trägerrekombination an der Rückoberfläche des Halbleitersubstrates 10n weiter zu hemmen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet, wie in 2 dargestellt ist, die zweite Halbleiterschicht 30p eine vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i und eine vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i ist an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n ausgebildet. Die vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p ist an der vom i-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 32i ausgebildet. Bei einer derartigen Struktur des vom n-Typ seienden Halbleitersubstrates 10n, der vom i-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 32i und der vom p-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 35p ist es möglich, die Eigenschaften des p-n-Übergangs zu verbessern.
  • Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i, die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i, die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n und die vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p können jeweils aus einem amorphen Halbleiter bestehen, der Wasserstoff enthält. Beispiele für einen derartigen amorphen Halbleiter beinhalten amorphes Silizium, amorphes Siliziumkarbid und amorphes Silizium-Germanium. Man beachte, dass man bei der amorphen Halbleiterschicht nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. Andere amorphe Halbleiterschichten können ebenfalls verwendet werden. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i, die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i, die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n und die vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p können jeweils aus nur einem Typ von amorphem Halbleiter bestehen. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i, die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i, die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n und die vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p können jeweils eine Kombination aus zwei oder mehr Typen von amorphen Halbleitern beinhalten.
  • Wie in 1 und in 2 dargestellt ist, sind die erste Halbleiterschicht 20n und die zweite Halbleiterschicht 30p abwechselnd angeordnet. Die Anordnungsrichtung der ersten Halbleiterschicht 20n und der zweiten Halbleiterschicht 30p entspricht der x-Richtung. Bei der Solarzelle 1 sind die Anordnungsrichtung x und die Längsrichtung y orthogonal. Wie in 2 gezeigt ist, weist bei der Solarzelle 1 die erste Halbleiterschicht 20n einen vom ersten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rn an auf, und die zweite Halbleiterschicht 30p weist einen vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp auf.
  • Ein Grenzbereich R ist zwischen dem vom ersten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rn und dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp befindlich. Ein Ende 27 der ersten Halbleiterschicht 20n in der Anordnungsrichtung x und ein Ende 37, in der Anordnungsrichtung x, der zweiten Halbleiterschicht 30p benachbart zu der ersten Halbleiterschicht 20n überlappen in dem Grenzbereich R. In dem Grenzbereich R ist die Isolierschicht 40 zwischen dem Ende 27 der ersten Halbleiterschicht 20n und dem Ende 37 der zweiten Halbleiterschicht 30p angeordnet. Die Isolierschicht 40 kann beispielsweise aus Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxid bestehen.
  • Die erste Elektrode 50n ist elektrisch mit der ersten Halbleiterschicht 20n verbunden. Wie in 1 dargestellt ist, ist die erste Elektrode 50n entlang der Längsrichtung y ausgebildet. Die erste Elektrode 50n beinhaltet eine erste transparente Elektrodenschicht 52n und eine erste Sammelelektrode 55n. Die erste transparente Elektrodenschicht 52n ist an der ersten Halbleiterschicht 20n ausgebildet. Die erste transparente Elektrode 52n ist auch an der zweiten Halbleiterschicht 30p ausgebildet, die wiederum an der Isolierschicht 40 ausgebildet ist. Die erste transparente Elektrodenschicht 52n besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material mit Lichttransmissionseigenschaften. Die erste transparente Elektrodenschicht 52n kann beispielsweise aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), Zinnoxid oder Zinkoxid bestehen. Die erste Sammelelektrode 55n ist an der ersten transparenten Elektrodenschicht 52n ausgebildet. Die erste Sammelelektrode 55n kann mit einem Plattierungsverfahren gebildet werden, nachdem ein Basismetall an der ersten transparenten Elektrodenschicht 52n ausgebildet worden ist. Alternativ kann die erste Sammelelektrode 55n mit einer elektrisch leitfähigen Harzpaste unter Verwendung eines Harzmaterials als Bindemittel und elektrisch leitfähiger Teilchen, so beispielsweise Silberteilchen, als Füllmittel oder mittels eines Sputterverfahrens, bei dem beispielsweise Silber aufgebracht wird, gebildet werden.
  • Die zweite Elektrode 50p ist elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 30p verbunden. Wie in 1 dargestellt ist, ist die zweite Elektrode 50p entlang der Längsrichtung y ausgebildet. Die zweite Elektrode 50p beinhaltet eine zweite transparente Elektrodenschicht 52p und eine zweite Sammelelektrode 55p. Die zweite transparente Elektrodenschicht 52p ist an der zweiten Halbleiterschicht 30p ausgebildet. Die zweite transparente Elektrodenschicht 52p ist ebenfalls an der zweiten Halbleiterschicht 30p ausgebildet, die wiederum an der Isolierschicht 40 ausgebildet ist. Die zweite Sammelelektrode 55p ist an der zweiten transparenten Elektrodenschicht 52p ausgebildet. Die zweite transparente Elektrodenschicht 52p und die zweite Sammelelektrode 55p können aus demselben Material wie die erste transparente Elektrodenschicht 52n beziehungsweise die erste Sammelelektrode 55n bestehen.
  • Man beachte, dass die erste transparente Elektrodenschicht 52n und die zweite transparente Elektrodenschicht 52p in der ersten Elektrode 50n beziehungsweise der zweiten Elektrode 50p nicht notwendigerweise transparent sind. Die erste transparente Elektrodenschicht 52n und die zweite transparente Elektrodenschicht 52p können auch aus einem Material bestehen, das nicht transparent ist.
  • Die erste Elektrode 50n und die zweite Elektrode 50p sammeln Träger. Die erste Elektrode 50n und die zweite Elektrode 50p sind voneinander durch einen Isoliergraben 60 zum Verhindern von Kurzschlüssen isoliert. Der Isoliergraben 60 ist entlang der Längsrichtung y ausgebildet.
  • Wie in 1 dargestellt ist, ist die Verbindungselektrode 70n elektrisch mit den Enden der Mehrzahl der ersten Elektroden 50n verbunden. Die Verbindungselektrode 70p ist elektrisch mit den Enden der Mehrzahl der zweiten Elektroden 50p verbunden. Die Verbindungselektrode 70n und die Verbindungselektrode 70p sammeln die Träger, die von der Mehrzahl der ersten Elektroden 50n beziehungsweise der Mehrzahl der zweiten Elektroden 50p gesammelt werden.
  • Wie in 2 dargestellt ist, weist bei dieser Ausführungsform die Seite der Isolierschicht 40 benachbart zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp eine geneigte Oberfläche 40a auf, die derart geneigt ist, dass die Dicke der Isolierschicht 40 bei abnehmendem Abstand von dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp abnimmt. Darüber hinaus ist die Breite W der geneigten Oberfläche 40a in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung z und in einer Richtung hin zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp (Anordnungsrichtung x) gleich dem 10- bis 300-Fachen der Dicke T der Isolierschicht 40 in einem Bereich, der die geneigte Oberfläche 40a ausschließt. Da entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Seite der Isolierschicht 40 benachbart zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich Rp die geneigte Oberfläche 40a aufweist, ist es möglich, ein Abtrennen oder Ablösen der zweiten transparenten Elektrodenschicht 52p beim Sputtern oder CVD-Aufbringen der zweiten transparenten Elektrodenschicht 52p an der geneigten Oberfläche 40a zu verhindern oder zu hemmen.
  • Man beachte, dass bei der vorliegenden Erfindung die Breite W der geneigten Oberfläche 40a gleich dem 10- bis 300-Fachen der Dicke T der Isolierschicht 40, vorzugsweise gleich dem 50- bis 200-Fachen der Dicke T der Isolierschicht 40 und besonders bevorzugt gleich dem 100- bis 200-Fachen der Dicke T der Isolierschicht 40 ist. Ist die Breite W der geneigten Oberfläche 40a zu klein, so kann die zweite transparente Elektrodenschicht 52p stärker anfällig für das Abtrennen oder Ablösen sein. Ist die Breite W der geneigten Oberfläche 40a hingegen zu groß, so kann die dielektrische Festigkeit bzw. Durchschlagsfestigkeit abnehmen.
  • Das Herstellungsverfahren der Solarzelle 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend anhand 3 bis 10 beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens der Solarzelle 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. 4 bis 10 sind Querschnittsansichten zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens der Solarzelle 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform.
  • Wie in 3 dargestellt ist, beinhaltet das Herstellungsverfahren der Solarzelle 1 die Schritte S1 bis S4.
  • Schritt S1 besteht in der Bildung der ersten Halbleiterschicht 20n vom ersten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n vom ersten Leitfähigkeitstyp. Zunächst wird das Halbleitersubstrat 10n präpariert. Um die Oberfläche des Halbleitersubstrates 10n zu reinigen, wird das Halbleitersubstrat 10n mit einer sauren oder basischen Lösung geätzt. Die Lichtempfangsoberfläche des Halbleitersubstrates 10n wird derart behandelt, dass sie eine Textur zur Verringerung der Lichtreflexion aufweist. Die Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n ist stärker planar als die Lichtempfangsoberfläche. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i wird an der Rückoberfläche 12 des präparierten Halbleitersubstrates 10n gebildet. Die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n wird an der vom i-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 22i gebildet. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 22i und die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n werden beispielsweise mittels chemischer Dampfabscheidung (CVD) gebildet. Bei Schritt S1 wird die erste Halbleiterschicht 20n an der Rückoberfläche 12 gebildet.
  • Schritt S2 besteht in der Bildung der Isolierschicht 40 mit elektrischen Isoliereigenschaften. Die Isolierschicht 40 wird an der ersten Halbleiterschicht 20n, die bei Schritt S1 gebildet worden ist, gebildet. Insbesondere wird, wie in 4 dargestellt ist, die Isolierschicht 40 an der vom n-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 25n gebildet. Die Isolierschicht 40 wird beispielsweise mittels CVD gebildet.
  • Schritt S3 besteht in der Bildung der zweiten Halbleiterschicht 30p vom zweiten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n vom ersten Leitfähigkeitstyp. Schritt S3 beinhaltet die Schritte S31 bis S33.
  • Schritt S31 besteht in der Entfernung der Isolierschicht 40, die an der ersten Halbleiterschicht 20n ausgebildet ist. Wie in 4 gezeigt ist, wird eine Ätzpaste 41 in Bereichen aufgetragen, in denen die Isolierschicht 40 entfernt werden soll. Hierbei werden die Kanten 41a der Ätzpaste 41 derart geneigt, dass die Dicke der Ätzpaste 41 allmählich abnimmt. Durch Neigen der Kanten 41a der Ätzpaste 41 kann die geneigte Oberfläche 40a an der Isolierschicht 40, wie in 5 dargestellt ist, gebildet werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die geneigte Oberfläche 40a an der Isolierschicht 40 durch Entfernen eines Teiles der Isolierschicht 40 unter Verwendung der Ätzpaste 41 gebildet. Man ist jedoch beim Verfahren zum Bilden der geneigte Oberfläche 40a nicht auf dieses Beispiel beschränkt. So kann beispielsweise ein Teil der Isolierschicht 40 durch Mustern unter Verwendung eines Resists zur Bildung der geneigten Oberfläche 40a an der Isolierschicht 40 entfernt werden. Die geneigte Oberfläche 40a kann an der Isolierschicht 40 auch unter Verwendung anderer Verfahren gebildet werden.
  • Schritt S32 besteht in der Entfernung derjenigen Abschnitte der ersten Halbleiterschicht 20n, die nach der Entfernung der Isolierschicht 40 freiliegen. Die freigelegte erste Halbleiterschicht 20n wird alkalisch gewaschen. Als Ergebnis liegt das Halbleitersubstrat 10n frei, wie in 6 dargestellt ist.
  • Bei Schritt S32 dienen die verbleibenden Abschnitte der Isolierschicht 40, die nicht entfernt worden sind, als Schutzschicht, die die erste Halbleiterschicht 20n schützt.
  • Schritt S33 besteht in der Bildung der zweiten Halbleiterschicht 30p an dem Halbleitersubstrat 10n mit Freilegung als Ergebnis des Entfernens der ersten Halbleiterschicht 20n. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i wird an der Rückoberfläche 12 des Halbleitersubstrates 10n gebildet. Die vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p wird an der vom i-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 32i gebildet. Die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 32i und die vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 35p werden beispielsweise mittels CVD gebildet. Als Ergebnis von Schritt S22 wird die zweite Halbleiterschicht 30p an der Rückoberfläche 12 gebildet. Wie in 7 dargestellt ist, wird bei der Solarzelle 1 die zweite Halbleiterschicht 30p an der gesamten Oberfläche gebildet. Damit wird die zweite Halbleiterschicht 30p an der Isolierschicht 40 und zusätzlich an der Rückoberfläche 12 gebildet.
  • Schritt S4 besteht in der Bildung der ersten Elektrode 50n und der zweiten Elektrode 50p. Schritt S4 beinhaltet die Schritte S41 bis S44.
  • Schritt S41 besteht in der Entfernung der zweiten Halbleiterschicht 30p und der Isolierschicht 40. Es wird ein Resist unter Verwendung eines fotolithografischen oder Siebdruckverfahrens auf die zweite Halbleiterschicht 30p, die an der Isolierschicht 40 ausgebildet ist, in Abschnitten der zweiten Halbleiterschicht 30p, die übrig bleiben sollen, aufgebracht. Anschließend bleiben nach Verwendung einer Ätzflüssigkeit Abschnitte der zweiten Halbleiterschicht 30p und der Isolierschicht 40, auf die der Resist aufgebracht worden ist, übrig, wie in 8 dargestellt ist. Abschnitte der zweiten Halbleiterschicht 30p und der Isolierschicht 40, auf die kein Resist aufgebracht worden ist, werden entfernt. Wird die Isolierschicht 40 nicht vollständig entfernt und bleibt ein Teil der Isolierschicht 40 übrig, so kann ein Reinigen unter Verwendung von Fluorwasserstoff (HF) durchgeführt werden. Dies legt die erste Halbleiterschicht 20n frei. Man beachte, dass die zweite Halbleiterschicht 30p und die Isolierschicht 40 unabhängig voneinander entfernt werden können. Darüber hinaus können ähnlich zu Schritt S31 die zweite Halbleiterschicht 30p und die Isolierschicht 40 unter Verwendung eines Verfahrens, das keines ist, bei dem ein Resist Verwendung findet, entfernt werden.
  • Schritt S42 besteht in der Bildung einer transparenten Elektrodenschicht 52. Wie in 9 dargestellt ist, wird die transparente Elektrodenschicht 52 an der ersten Halbleiterschicht 20n und der zweiten Halbleiterschicht 30p unter Verwendung eines PVD-Verfahrens (Physikalische Dampfabscheidung PVD) gebildet. Da die Isolierschicht 40 die geneigte Oberfläche 40a aufweist, weist die zweite Halbleiterschicht 30p, die an der geneigten Oberfläche 40a ausgebildet ist, ebenfalls eine geneigte Oberfläche entsprechend der geneigten Oberfläche 40a auf. Als solches ist die transparente Elektrodenschicht 52, die an der zweiten Halbleiterschicht 30p ausgebildet ist, entlang der geneigten Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 30p ausgebildet. Im Ergebnis können ein Abtrennen oder Ablösen der transparenten Elektrodenschicht 52, das durch die Seitenoberfläche der Isolierschicht 40 verursacht wird, verhindert oder gehemmt werden.
  • Anschließend wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Basismetallschicht, die als Basis für die erste Sammelelektrode 55n und die zweite Sammelelektrode 55p dient, unter Verwendung eines PVD-Verfahrens gebildet. Beispiele für das Basismetall beinhalten Ti und Cu.
  • Schritt S43 besteht in der Bildung des Isoliergrabens 60 zum Verhindern von Kurzschlüssen. Der Isoliergraben 60 wird unter Verwendung eines Lasers gebildet. Wie in 10 dargestellt ist, unterteilt das Ausbilden des Isoliergrabens 60 die transparente Elektrodenschicht 52 in eine erste transparente Elektrodenschicht 52n und eine zweite transparente Elektrodenschicht 52p. Bei dieser Ausführungsform wird der Isoliergraben 60 unter Verwendung eines Lasers gebildet. Der Isoliergraben 60 kann jedoch auch beispielsweise unter Verwendung eines Resists und einer Ätzflüssigkeit gebildet werden.
  • Schritt S44 besteht in der Bildung der ersten Sammelelektrode 55n und der zweiten Sammelelektrode 55p. Die erste Sammelelektrode 55n und die zweite Sammelelektrode 55p werden an der ersten transparenten Elektrodenschicht 52n beziehungsweise der zweiten transparenten Elektrodenschicht 52p unter Verwendung eines Plattierungsverfahrens gebildet. Man beachte, dass die erste Sammelelektrode 55n und die zweite Sammelelektrode 55p unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens, bei dem eine elektrisch leitfähige Paste aufgebracht und sodann gesintert wird, gebildet werden können.
  • Die Solarzelle 1 gemäß Darstellung in 2 kann gemäß vorstehender Beschreibung hergestellt werden.
  • Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform ist das Halbleitersubstrat 10n beispielhalber als eines vom ersten Leitfähigkeitstyp dargestellt, das heißt, es ist beispielhalber als vom n-Typ seiendes Halbleitersubstrat dargestellt. Das Halbleitersubstrat 10n kann jedoch auch vom zweiten Leitfähigkeitstyp sein, das heißt, es kann ein vom p-Typ seiendes Halbleitersubstrat sein.
  • Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform beinhaltet die erste Halbleiterschicht 20n die vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 20i und die vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht 25n. Die erste Halbleiterschicht 20n kann jedoch auch nur aus der vom n-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 25n gebildet sein. Auf ähnliche Weise kann die zweite Halbleiterschicht 30p auch nur aus der vom p-Typ seienden amorphen Halbleiterschicht 35p gebildet sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Solarzelle
    10n
    Halbleitersubstrat
    12
    Rückoberfläche
    20n
    erste Halbleiterschicht
    22i
    vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht
    25n
    vom n-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht
    27
    Kante der ersten Halbleiterschicht
    30p
    zweite Halbleiterschicht
    32i
    vom i-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht
    35p
    vom p-Typ seiende amorphe Halbleiterschicht
    37
    Kante der zweiten Halbleiterschicht
    40
    Isolierschicht
    40a
    geneigte Oberfläche der Isolierschicht
    41
    Ätzpaste
    41a
    Kante
    50n
    erste Elektrode
    50p
    zweite Elektrode
    52
    transparente Elektrodenschicht
    52n
    erste transparente Elektrodenschicht
    52p
    zweite transparente Elektrodenschicht
    55n
    erste Sammelelektrode
    55p
    zweite Sammelelektrode
    60
    Isoliergraben
    70n, 70p
    Verbindungselektrode
    R
    Grenzbereich
    Rn
    vom ersten Leitfähigkeitstyp seiender Bereich
    Rp
    vom zweiten Leitfähigkeitstyp seiender Bereich

Claims (4)

  1. Solarzelle, umfassend: ein Halbleitersubstrat eines von einem ersten Leitfähigkeitstyp und einem zweiten Leitfähigkeitstyp mit einer Lichtempfangsoberfläche und einer Rückoberfläche; eine erste Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche; eine zweite Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp an der Rückoberfläche; eine erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Halbleiterschicht verbunden ist; eine zweite Elektrode, die elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht verbunden ist; und eine Isolierschicht in einem Grenzbereich zwischen einem vom ersten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich der ersten Halbleiterschicht und einem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich der zweiten Halbleiterschicht, wobei eine Seite der Isolierschicht benachbart zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich eine geneigte Oberfläche aufweist, die derart geneigt ist, dass eine Dicke der Isolierschicht bei abnehmendem Abstand von dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich abnimmt und eine Breite der geneigten Oberfläche in einer Richtung senkrecht zu einer Dickenrichtung der Isolierschicht und hin zu dem vom zweiten Leitfähigkeitstyp seienden Bereich gleich dem 10- bis 300-Fachen einer Dicke der Isolierschicht in einem Bereich, der die geneigte Oberfläche ausschließt, ist.
  2. Solarzelle nach Anspruch 1, wobei: die erste Elektrode beinhaltet: eine erste transparente Elektrodenschicht; und eine erste Sammelelektrodenschicht an der ersten transparenten Elektrodenschicht, und die zweite Elektrode beinhaltet: eine zweite transparente Elektrodenschicht; und eine zweite Sammelelektrodenschicht an der zweiten transparenten Elektrodenschicht.
  3. Solarzelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Grenzbereich die Isolierschicht an der ersten Halbleiterschicht ist und die zweite Halbleiterschicht an der Isolierschicht ist.
  4. Solarzelle nach Anspruch 3, wobei in dem Grenzbereich die zweite transparente Elektrodenschicht an der zweiten Halbleiterschicht ist.
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