JP2005123447A - Solar battery and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery which can be easily manufactured without adopting any complicate mask process with high converting efficiency, and to hardly generate any power loss due to voltage breakdown in a dopant diffusion layer at a light receiving face side. <P>SOLUTION: In a solar battery 100, a second conductive dopant diffusion layer 65 is formed at the first main surface side of the first conductive semiconductor solar battery substrate 1, and a plurality of linear finger electrodes 4 for output extraction are formed on the first main surface, and solar lights are received in the first main surface area exposed between the finger electrodes 4. A plurality of high concentration diffusion layers 3 in linear configurations whose dopant concentration is set so as to be higher than that of the surrounding area are formed on the first main surface of the semiconductor solar battery substrate 1, and the surrounding area of the high concentration diffusion layer 3 is formed as a low concentration diffusion layer 2 whose dopant concentration is low. The finger electrodes 4 are formed so as to be brought into contact with the high concentration diffusion layers 3 in positional relations in which they cross the plurality of high concentration diffusion layers 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池とその製造方法に関する。 The present invention, solar cells for converting light energy directly into electrical energy and a manufacturing method thereof.

特表平9−503345号公報 Hei 9-503345 JP

太陽電池は、光エネルギーを電力に変換する半導体素子であり、p−n接合型、pin型、ショットキー型などがあり、特にp−n接合型が広く用いられている。 Solar cells are semiconductor devices that convert light energy into electric power, p-n junction type, pin type, include Schottky, in particular widely used p-n junction type. また、太陽電池をその基板材料をもとに分類すると、シリコン結晶系太陽電池、アモルファス(非晶質)シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池の3種類に大きく分けられる。 Furthermore, when classifying solar cell based on the substrate material, a silicon crystal solar cell, amorphous silicon solar cells are broadly divided into three types of compound semiconductor-based solar cell. シリコン結晶系太陽電池は、さらに、単結晶系太陽電池と多結晶系太陽電池に分類される。 Crystalline silicon solar cell is further classified into single crystal solar cell and polycrystal solar cell. 太陽電池用シリコン結晶基板は比較的容易に製造できることから、シリコン結晶系太陽電池が最も普及している。 Since the silicon crystal substrate for a solar cell can be manufactured relatively easily, it is most prevalent crystalline silicon solar cells.

太陽電池の出力特性は、一般に、ソーラーシミュレータを用いて出力電流電圧曲線を測定することにより評価される。 Output characteristics of the solar cell are generally evaluated by measuring an output current-voltage curve using a solar simulator. この曲線上で、出力電流Ipと出力電圧Vpとの積Ip・Vpが最大となる点Pmを最大出力Pmと呼び、該Pmを太陽電池に入射する総光エネルギー(S×I:Sは素子面積、Iは照射する光の強度)にて除した値: The on curves, Pm point product Ip · Vp is maximum and the output current Ip and output voltage Vp is referred to as maximum output Pm, the total light energy incident the Pm to the solar cell (S × I: S is element area, I is obtained by dividing by the intensity of the light) to be irradiated values:
η≡{Pm/(S×I)}×100 (%) ‥‥(1) η≡ {Pm / (S × I)} × 100 (%) ‥‥ (1)
が太陽電池の変換効率ηとして定義される。 There is defined as η conversion efficiency of the solar cell. 変換効率ηを高めるには、短絡電流Isc(電流電圧曲線上にてV=0のときの出力電流値)あるいは開放電圧Voc(同じくI=0のときの出力電圧値)を大きくすること、及び、出力電流電圧曲線をなるべく角型に近い形状のものとすることが重要である。 To increase the conversion efficiency η is a short-circuit current Isc (output current value at V = 0 at the current-voltage curve) or open-circuit voltage Voc (similarly output voltage value at I = 0) by increasing the, and it is important to as much as possible of the shape close to square the output current-voltage curve. なお、出力電流電圧曲線の角型の度合いは、一般に、 Incidentally, rectangular degree of the output current-voltage curve, in general,
FF≡Ipm×Vpm/(Isc×Voc) ‥‥(2) FF≡Ipm × Vpm / (Isc × Voc) ‥‥ (2)
にて定義されるフィルファクタ(曲線因子)により評価でき、該FFの値が1に近いほど出力電流電圧曲線が理想的な角型に近づき、変換効率ηも高められることを意味する。 Can be evaluated by a fill factor (curve factor) defined by, the more the output current-voltage curve near the value of the FF 1 approaches the ideal square, which means that also enhanced conversion efficiency eta.

短絡電流Iscは、太陽電池の内部抵抗が大きいほど小さくなる傾向にある。 Short-circuit current Isc tends to become smaller as the internal resistance of the solar cell is large. 太陽電池において内部抵抗を増加させる要因は種々存在するが、特に受光面側における電極の接触抵抗が問題になることが多い。 Factors that increase the internal resistance in the solar cell is variously there often especially the contact resistance of the electrode problem in the light-receiving surface side. 太陽電池のp−n接合構造は、半導体基板の受光面となる第一主表面側からのドーパント拡散により形成され、該第一主表面には、基板本体部分とは逆導電型となるドーパント拡散層が形成される。 p-n junction structure of a solar cell is formed by dopant diffusion from the first main surface side of the light receiving surface of the semiconductor substrate, the said first main surface, dopant diffusion as a conductivity type opposite to the substrate main body portion layers are formed. 該第一主表面には太陽電池出力を取り出すための電極を形成する必要がある。 The said first main surface it is necessary to form an electrode for taking out the photovoltaic output. 他方、該第一主表面は受光面としても機能させなければならないが、電極で覆われた領域は光が遮断されてシャドウイングロスを生ず。 On the other hand, although it said first major surface must also functions as a light receiving surface, the area covered by the electrodes may arise from a shadow in gloss is blocked light. そこで、光の入射効率を高めるために、図4に示すように、該光取出面側の電極は、内部抵抗低減のため適当な間隔で形成された太いバスバー電極10と、そのバスバー電極10から所定間隔で櫛型に分岐する細いフィンガー電極4とを有するものとして構成される。 Therefore, in order to increase the efficiency of incidence of light, as shown in FIG. 4, the electrode of the light extraction surface side, a thick bus bar electrode 10 formed at appropriate intervals for the internal resistance reduction, from the bus bar electrode 10 configured as having a narrow finger electrodes 4 that branches to the comb at predetermined intervals. しかし、このフィンガー電極4は非常に細いため(例えば幅30μm以上150μm以下、厚さ5μm以上50μm以下)、電極接触抵抗が高くなりやすい傾向にある。 However, this order finger electrode 4 is very thin (e.g., width 30μm or 150μm or less, than the thickness 5μm or 50 [mu] m), the electrode contact resistance is in the high prone tendency.

電極接触抵抗を低減するには、ドーパント拡散層のドーパント濃度を高くすればよい。 To reduce the electrode contact resistance may be increased dopant concentration of the dopant diffusion layer. しかし、太陽電池では、短波長領域での変換効率を向上させるために、受光面におけるドーパント拡散層のドーパント濃度はなるべく低いこと、また、ドーパント拡散層の厚みは小さくすることが望ましい。 However, in the solar cell, in order to improve the conversion efficiency in a short wavelength region, the dopant concentration of the dopant diffusion layer on the light-receiving surface be as low as possible, also, the thickness of the dopant diffusion layer is desirable to reduce.

そこで、上記の相反する要求を両立させるために、フィンガー電極と接触している領域のみに高濃度拡散層を形成し、他の受光面領域を低濃度のドーパント拡散層とする方法が種々考案されている。 Therefore, in order to achieve both the conflicting requirements, the high-concentration diffusion layer is formed, a method to the other light-receiving surface area low concentration of dopant diffusion layer is devised only in a region in contact with the finger electrodes ing. 具体的には、2種類の濃度のドーパント拡散層を受光面上に形成するために、次の3種類の方法が用いられている: More specifically, in order to form two kinds of dopant diffusion layer density on the light receiving surface, the following three methods are used:
(1)フォトマスク法 フォトマスクを用いた選択拡散によって、後にフィンガー電極直下となる領域のみに高濃度拡散層を形成する。 (1) by selective diffusion using a photomask method photomask after forming a high-concentration diffusion layer only in the region where the right under the finger electrodes. そして、もう一度フォトマスクを用いて真空蒸着やスパッタ等の成膜工程を行い、高濃度拡散層上にのみフィンガー電極を作製する。 Then, a film formation process such as vacuum deposition or sputtering using again photomask, to produce a finger electrodes only in the high concentration diffusion layer.
(2)ベリッドコンタクト法(特許文献1) (2) buried contact technique (Patent Document 1)
受光面上に形成した誘電体膜を、引っ掻き等の機械的加工や化学エッチ、レーザー等によって線状に除去する。 It was formed on the light receiving surface dielectric films, mechanical processing and chemical etching of the scratch or the like to remove a line shape by a laser or the like. その後、この線状の開口領域に高濃度拡散層を形成し、これに重なるように線状のフィンガー電極をめっき法により形成する。 Thereafter, the high-concentration diffusion layer is formed on the linear aperture region, it is formed by plating a linear finger electrodes to overlap thereto. 誘電体膜は、そのままパッシベーション皮膜として利用する。 The dielectric film is directly used as a passivation film.
(3)セレクティブエミッタ法 ドーパントを含んだ導電性ペーストでフィンガー電極をスクリーン印刷等により作製し、熱処理によってフィンガー電極直下のみペーストからのドーパント拡散による高濃度拡散層を形成する。 (3) Selective emitter method finger electrode dopant conductive paste containing a produced by screen printing or the like, to form a high-concentration diffusion layer due to dopant diffusion from the paste only just below the finger electrode by heat treatment.

しかし、上記の方法には次のような問題点がある。 However, the above method has the following problems.
まず、フォトマスク法では、フォトマスクを使用することにより工程数の増大と高精度の製造装置が要求され、製造コストを低減させることが困難となる。 First, the photo-mask method, the number of steps increases and high precision manufacturing device is required by using a photomask, it is difficult to reduce the manufacturing cost. また、ベリッドコンタクト法では、主に無電解めっきでフィンガー電極を作製することから、太陽電池に必要な厚いフィンガー電極を作製するのは困難であり、生産性が劣る。 Further, the buried contact technique, mainly of making a finger electrodes by electroless plating so, it is difficult to produce a thick finger electrodes required for solar cells, poor productivity. セレクティブエミッタ法では、ドーパントを含んだペーストの価格が高いことと、ペーストからの拡散工程の安定性に問題がある。 The selective emitter process, and higher the price of a paste containing a dopant, there is a problem with the stability of the diffusion process from the paste. このように、どの方法においても製造工程におけるコストや生産性、安定性に問題を抱えている。 Thus, is also problematic cost and productivity in the manufacturing process, stability in any way. また、どの方法においても、受光面側から太陽電池を見た場合、導電率の高い高濃度拡散層とフィンガー電極とが互いに重なるように形成されており、ドーパント拡散層の面内に高導電率を担保できる領域が偏って位置することになる。 Further, in any way, when viewed solar cell from the light-receiving surface side, high conductivity high-concentration diffusion layer and the finger electrodes are formed to overlap each other, in the plane of the dopant diffusion layer high conductivity collateral can region will be located disproportionately. その結果、高濃度拡散層両側のドーパント濃度の低い領域(低濃度拡散層ともいう)には、フィンガー電極と直接接する部分がほとんど生じないので、フィンガー電極直下以外の領域でのドーパント濃度が不足し、該領域での電圧降下による電力損失が大きくなる欠点がある。 As a result, the high-concentration diffusion layers on both sides of the dopant concentration low region (also referred to as a low-concentration diffusion layer), since the portion in direct contact with the finger electrode hardly occurs, insufficient dopant concentration in a region other than directly below the finger electrodes , there is a disadvantage that power loss due to a voltage drop in the region increases.

本発明の課題は、込み入ったマスク工程を採用せずとも容易に製造でき、しかも、受光面側のドーパント拡散層での電圧降下による電力損失が生じにくく変換効率の高い太陽電池と、その製造方法とを提供することにある。 An object of the present invention is, without employing the complicated masking step can be easily manufactured, moreover, a high solar power loss due to a voltage drop of less likely conversion efficiency resulting in dopant diffusion layer of the light-receiving surface side, a method of manufacturing the same It is to provide a door.

課題を解決するための手段及び発明の効果 Effect of means and invention to solve the problems

上記の課題を解決するために、本発明の太陽電池は、 In order to solve the above problems, a solar cell of the present invention,
第一導電型の半導体太陽電池基板の第一主表面側に、第二導電型のドーパント拡散層が形成され、該第一主表面上に出力取出用の線状のフィンガー電極が複数形成され、該フィンガー電極の間に露出した第一主表面領域にて太陽光を受光するとともに、 The first main surface side of the semiconductor solar cell substrate of the first conductivity type, is formed the second conductivity type dopant diffusion layer, the linear finger electrodes for output extraction on said first main surface formed with a plurality, as well as it receives sunlight at the first main surface region exposed between the finger electrodes,
半導体太陽電池基板の第一主表面には、ドーパントの濃度が周囲の領域よりも高く設定された線状形態の高濃度拡散層が複数形成され、該高濃度拡散層の周囲領域が、それよりもドーパントの濃度が低い高濃度拡散層とされてなり、 The first main surface of the semiconductor solar cell substrate, a high concentration diffusion layer of high set linear form than in the region surrounding the concentration of the dopant is formed with a plurality, the peripheral region of the high concentration diffusion layer, than it is also a low concentration of the high concentration diffusion layer of dopant,
フィンガー電極が、複数の高濃度拡散層と交差する位置関係にて、その各々の交差位置にてそれら高濃度拡散層と接して形成されてなることを特徴とする。 Finger electrode at a position relationship that intersects the plurality of high-concentration diffusion layer, characterized by comprising formed in contact with their high concentration diffusion layer at its respective intersecting positions.

上記本発明の太陽電池によると、受光面をなすドーパント拡散層上に形成される複数の線状の高濃度拡散層にまたがるように、これらと交差するフィンガー電極を設けた。 According to the solar cell of the present invention, so as to extend over the high-concentration diffusion layer of a plurality of linear shape is formed on the dopant diffusion layer constituting the light receiving surface, provided with a finger electrode intersecting therewith. 高濃度拡散層が線状にまばらに形成されることで、短波長領域での変換効率低下を生じにくい。 High-concentration diffusion layer that is sparsely formed in a linear shape, less likely the conversion efficiency decreases in a short wavelength region. そして、同様に導電率の高い線状のフィンガー電極は、高濃度拡散層との交差位置においては、該高濃度拡散層と低抵抗にてコンタクトが形成される。 Then, similarly conductivity high linear finger electrodes, in the intersection of the high concentration diffusion layer, contact with the high-concentration diffusion layer and a low resistance is formed. また、高濃度拡散層の間に位置する低高度拡散領域は、両側の高濃度拡散層以外にフィンガー電極とも直接接触する形となるから、該領域での電圧降下による電力損失も小さい。 The low altitude diffusion region located between the high-concentration diffusion layer, since the shape of direct contact with the finger electrodes on the other sides of the high-concentration diffusion layer, less power loss due to the voltage drop at the region. その結果、変換効率の高い太陽電池が実現する。 As a result, to realize the solar cell having high conversion efficiency.

また、上記本発明の太陽電池は、以下の本発明の方法により容易に製造できる。 Further, the solar cell of the present invention can be easily produced by the method of the invention that follows. すなわち、半導体太陽電池基板の第一主表面の全面を拡散阻止皮膜にて覆い、 That is, it covers the entire surface of the first main surface of the semiconductor solar cell substrate in a diffusion preventing film,
該拡散阻止皮膜を線状に除去して拡散ウィンドウを形成し、 The diffusion preventing film is removed linearly to form a diffusion window,
該拡散ウィンドウ領域内にドーパントを選択的に拡散させることにより高濃度拡散層を形成し、 The high-concentration diffusion layer is formed by selectively diffusing a dopant into the diffusion window region,
拡散阻止皮膜を除去して高濃度拡散層を含む第一主表面の全面にドーパントを拡散させて、高濃度拡散層の周囲領域を、該高濃度拡散層よりもドーパント濃度の低い低濃度拡散層となし、 Removing the diffusion barrier coating to the entire surface of the first major surface comprising a high-concentration diffusion layer by diffusing a dopant, a peripheral region of the high concentration diffusion layer, a lower dopant concentration than the high concentration diffusion layer low-concentration diffusion layer ungated,
さらに、第一主表面に高濃度拡散層と交差する向きに線状のフィンガー電極を形成する。 Further, a linear finger electrodes in a direction intersecting the high-concentration diffusion layer in the first main surface.

半導体太陽電池基板に拡散阻止被膜を形成し、これに線状の拡散ウィンドウを形成してドーパント拡散処理を行なうことにより、線状の高濃度拡散層を簡単に形成できる。 Semiconductor solar cell substrate a diffusion barrier coating formed on, by forming a linear diffusion window performing dopant diffusion process in which, easily form a linear high concentration diffusion layer. また、高濃度拡散後は拡散阻止皮膜を除去後に基板の主表面全面にドーパント拡散を追加して行なうことにより、高濃度拡散層の周囲に低濃度拡散層を一様にかつ簡便に形成できる。 Further, after the high concentration diffusion by performing adding a dopant diffusion over the entire main surface of the substrate after removal of the diffusion barrier coating can be uniformly and easily formed a low-concentration diffusion layer around the high-concentration diffusion layer. そして、その後、高濃度拡散層と交差する向きに線状のフィンガー電極を形成することで、本発明の太陽電池特有の受光面側電極構造を簡単に得ることができる。 Thereafter, by forming the linear finger electrodes in a direction intersecting the high-concentration diffusion layer, it is possible to obtain a solar cell characteristic of the light-receiving surface side electrode structure of the present invention easily. フィンガー電極は、高濃度拡散層との交差位置でのみ該高濃度拡散層との電気的なコンタクトが形成されればよいから、特許文献1のように、線状の高濃度拡散層に細いフィンガー電極を高精度で重ね合わせる必要がなくなり、金属製のフィンガー電極を蒸着やメッキ等で形成する際の、面倒なマスク合わせ工程も不要となる。 Finger electrodes, since it is sufficient electrical contact is formed between only the high-concentration diffusion layer in the intersection of the high concentration diffusion layer, as in Patent Document 1, thin fingers linear high-concentration diffusion layer it is not necessary to superimpose the electrode with high accuracy, in forming a metal finger electrodes by vapor deposition or plating, becomes unnecessary troublesome mask alignment steps.

半導体太陽電池基板がシリコンにて形成される場合は、拡散阻止皮膜として例えばシリコン酸化被膜を使用できるが、シリコン窒化膜を用いてもよい。 When the semiconductor solar cell substrate is formed by silicon, which for example, a silicon oxide film as a diffusion barrier coating can be used, it may be a silicon nitride film.

複数の高濃度拡散層は、半導体太陽電池基板の第一主表面上の第一方向に互いに平行に形成することができ、複数のフィンガー電極が、第一方向と交差する第二方向に互いに平行に形成することができる。 A plurality of high-concentration diffusion layer can be formed in parallel to each other in a first direction on the first main surface of the semiconductor solar cell substrate, a plurality of finger electrodes, mutually parallel in a second direction intersecting the first direction it can be formed on. 線状の高濃度拡散層及びフィンガー電極を各々互いに平行に形成することで、基板主表面に高濃度拡散層及びフィンガー電極を一様に形成でき、受光面の全面に渡って均一な起電力分布を得ることができる。 By each parallel to one another form a linear high-concentration diffusion layer and the finger electrodes, the high concentration diffusion layer and the finger electrodes can uniformly formed on the substrate main surface, uniform electromotive force distributed over the entire surface of the light-receiving surface it is possible to obtain. この場合、高濃度拡散層が形成される第一方向と、フィンガー電極が形成される第二方向とのなす角度が、90゜±20゜の範囲内であることが望ましい。 In this case, the first direction high-concentration diffusion layer is formed, the angle between the second direction which the finger electrodes are formed is desirably within 90 ° ± 20 °. 該角度を上記範囲内とすることにより、高濃度拡散層内を流れる電流の流路を最短にすることができ、基板面内方向での電圧降下ひいては電池の内部抵抗増大を抑制することができる。 The said angle to be in the above range, it is possible to the flow path of current flowing through the high-concentration diffusion layer in the shortest, it is possible to suppress an increase in internal resistance of the voltage drop and hence the battery in the substrate plane direction . この場合、複数の高濃度拡散層と複数のフィンガー電極とは、各々互いに等間隔に配置されていることが望ましい。 In this case, the plurality of high-concentration diffusion layer and a plurality of finger electrodes, it is desirable that each are arranged equidistantly from one another.

高濃度拡散層は、半導体太陽電池基板の第一主表面上に刻設された拡散溝の内面に沿って形成することができる。 High-concentration diffusion layer can be formed along the inner surface of the diffusion grooves engraved on the first main surface of the semiconductor solar cell substrate. この場合、拡散ウィンドウを形成する際に、拡散阻止皮膜とともに下地の基板部分を除去して拡散溝を形成し、当該拡散溝内面にドーパントを拡散することにより、高濃度拡散層を該拡散溝内面に沿って形成することができる。 In this case, when forming the diffusion window, to remove the substrate portion of the base along with the diffusion preventing film to form a diffusion groove, by diffusing a dopant into the diffusion groove inner surface, said diffusion grooves inner surface of the high concentration diffusion layer it can be formed along the. 溝内面に沿って高濃度拡散層を形成すれば、該溝内部を充填する形でこれと交差する向きにフィンガー電極が形成されるので、フィンガー電極と高濃度拡散層とのコンタクト面積が増大し、電極抵抗のさらなる低減を図ることができる。 By forming a high concentration diffusion layer along the groove inner surface, since the finger electrodes in a direction crossing the form of filling the internal groove is formed, a contact area between the finger electrodes and the high-concentration diffusion layer is increased , it is possible to further reduce the electrode resistance. また、溝内面にてフィンガー電極と半導体太陽電池基板との接触面積が増大することは、電極の付着強度を向上させる効果も生ずる。 Further, the contact area between the finger electrodes and the semiconductor solar cell substrate in the groove inner surface is increased, even resulting effect of improving the adhesion strength of the electrode.

上記拡散溝は、レーザー加工にて刻設することができる。 The diffusion grooves may be engraved by a laser processing. レーザーを使用することで拡散阻止層(例えばシリコン酸化膜)部分と、下地の半導体部分とを一括して除去でき、また、スポット状のレーザービームを溝形成方向に移動させることで簡単に溝刻設できる利点がある。 A diffusion barrier layer (e.g., silicon oxide film) portion by using a laser, collectively and semiconductor portions underlying and can be removed, also simply Mizokoku by moving the spot of the laser beam in the direction of formation of the groove there is an advantage that can be set. また、レーザービームの移動により溝に対応した拡散ウィンドウがパターニングされるからエッチングマスクも不要であり、効率的である(なお、レーザービームの強度を調整することにより、拡散阻止層への拡散ウィンドウの刻設のみを行なって、基板下地への溝形成を敢えて行なわないようにすることも可能である)。 Further, since the diffusion window corresponding to the groove by the movement of the laser beam is patterned is also unnecessary etching mask, is efficient (Note that, by adjusting the intensity of the laser beam, the diffusion window into the diffusion barrier layer by performing engraving only, it is also possible not performed dare groove formed on the substrate base).

半導体太陽電池基板が、第一主表面が{100}面であるシリコン単結晶からなる場合、拡散溝は任意の<110>方向と交差する向きに形成することが望ましい。 Semiconductor solar cell substrate, when the first main surface made of a silicon single crystal is {100} plane, diffusion groove is preferably formed in a direction intersecting with any <110> direction. こうすれば、拡散溝の長手方向がシリコン単結晶基板の劈開方向である<110>方向と交差するので、拡散溝に沿ったシリコン単結晶基板の割れ発生確率を減少させることができる。 In this way, since the longitudinal direction of the diffusion groove intersects the <110> direction, which is the cleavage direction of the silicon single crystal substrate, it is possible to reduce the crack occurrence probability of the silicon single crystal substrate along the diffusion grooves. また、拡散溝の深さは、フィンガー電極の厚さよりも小さく設定することが望ましい。 The depth of the diffusion grooves is preferably set smaller than the thickness of the finger electrode. これにより、拡散溝側面でのフィンガー電極の断線の確率を大きく低減できる。 This allows greatly reduced probability of disconnection of the finger electrode in the diffusion groove flank.

図1は、本発明の太陽電池の一実施例を模式的に示す斜視図である。 Figure 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of a solar cell of the present invention. 該太陽電池100は、半導体太陽電池基板としての第一導電型のシリコン単結晶基板1(以下、単に基板1と記載する:本実施形態ではp型とする)の第一主表面側に、第二導電型層のエミッタ層65(ドーパント拡散層:本実施形態ではn型とする)が形成され、基板面内方向にp−n接合面167が形成されている。 The solar cell 100 comprises a semiconductor solar cell silicon single crystal substrate 1 of a first conductivity type as the substrate: a first main surface side (hereinafter simply referred to as substrate 1 and p-type in this embodiment), the second conductivity type layer emitter layer 65 (dopant diffusion layer: in the present embodiment, the n-type) is formed, p-n junction plane 167 is formed on the substrate plane direction. エミッタ層65の主表面には、出力取出用の電極が形成されている。 The main surface of the emitter layer 65, the electrodes for output extraction is formed. エミッタ層65は太陽電池の受光面を形成するので、p−n接合面167への光の入射効率を高めるために、電極は図4に示すように、AlあるいはAg等により、例えば内部抵抗低減のため適当な間隔で形成された太いバスバー電極10と、そのバスバー電極から所定間隔で櫛型に分岐する線状のフィンガー電極4とを有するものとして構成される。 Because the emitter layer 65 forms the light receiving surface of the solar cell, in order to enhance the efficiency of incidence of light to the p-n junction plane 167, the electrode, as shown in FIG. 4, the Al or Ag or the like, for example, the internal resistance reduction configured as having a thicker bus bar electrode 10 formed at appropriate intervals, a linear finger electrodes 4 that branches from the bus bar electrode in comb at predetermined intervals for. そして、エミッタ層65のフィンガー電極4の非形成領域が、窒化珪素からなるパッシベーション膜8にて覆われている。 Then, the non-formation region of the finger electrode 4 of the emitter layer 65, are covered with a passivation film 8 made of silicon nitride.

エミッタ層65には、ドーパントの濃度が周囲の領域よりも高く設定された線状形態の高濃度拡散層3が複数形成され、該高濃度拡散層3の周囲領域が、それよりもドーパントの濃度が低い低濃度拡散層2とされている。 The emitter layer 65, the concentration of the dopant is high concentration diffusion layer 3 of high set linear form than the surrounding regions formed in plurality, the surrounding area of ​​the high concentration diffusion layer 3 is, the concentration of the dopant than It is the lower low-concentration diffusion layer 2. フィンガー電極4は、複数の高濃度拡散層3と交差する位置関係にて、その各々の交差位置にてそれら高濃度拡散層3と接して形成されてなる。 Finger electrode 4 is at a position relationship that intersects the plurality of high-concentration diffusion layer 3, formed in contact with their high concentration diffusion layer 3 at its respective intersecting positions. 本実施形態では、複数の高濃度拡散層3が基板1の第一主表面上の第一方向DL1に互いに平行に形成され、複数のフィンガー電極4が、第一方向DL1と交差する第二方向DL2に互いに平行に形成されてなる。 In the present embodiment, a plurality of high-concentration diffusion layer 3 is formed in parallel to each other in the first direction DL1 on the first main surface of the substrate 1, a plurality of finger electrodes 4, the second direction crossing the first direction DL1 formed by parallel to each other in DL2. 高濃度拡散層3が形成される第一方向DL1と、フィンガー電極4が形成される第二方向DL2とのなす角度は、90゜±20゜の範囲内である。 A first direction DL1 high concentration diffusion layer 3 is formed, the angle between the second direction DL2 in which the finger electrode 4 is formed, is within 90 ° ± 20 °. なお、低濃度拡散層2の最表面部分が反転層(本実施形態では、低濃度拡散層2の要部がn型だから、反転層はp型となる)となっていてもよい。 Note that the outermost surface portion of the low-concentration diffusion layer 2 is inverted layer (in the present embodiment, since the main part of the low-concentration diffusion layer 2 is s n-type inversion layer is a p-type) may become a.

また、高濃度拡散層3は、基板1の第一主表面上に刻設された拡散溝Gの内面に沿って形成されている。 The high concentration diffusion layer 3 is formed along the inner surface of the diffusion grooves G which are engraved on the first main surface of the substrate 1. 基板1は第一主表面が{100}面であり、拡散溝Gは、任意の<110>方向と交差する向きに形成されている。 Substrate 1 is the first main surface {100} plane, spreading grooves G are formed in a direction intersecting with any <110> direction. そして、フィンガー電極4は、拡散溝Gを横切る形態で形成されるとともに、その内部を充填してなる。 Then, the finger electrode 4 is formed in a form that traverses the diffusion grooves G, formed by filling the interior. そして、該拡散溝Gの深さは、フィンガー電極4の厚さよりも小さく設定されている。 The depth of the diffusion groove G is set to be smaller than the thickness of the finger electrode 4.

他方、基板1の第二主表面(裏面)は、窒化珪素もしくは酸化珪素からなる裏面側絶縁膜5にて覆われてなり、当該裏面側絶縁膜5の全面がAl等からなる裏面電極7により覆われている。 On the other hand, the second main surface of the substrate 1 (the back side) becomes covered by the back surface side insulating film 5 made of silicon nitride or silicon oxide, by back surface electrode 7 entirely of the back surface-side insulating film 5 is made of Al or the like It is covered. 該裏面電極7は、該裏面側絶縁膜5を貫通する導通部(コンタクトホール)6を介して基板1の裏面と導通してなる。 Rear surface electrodes 7 is formed by conducting the back surface of the substrate 1 through the conductive portion (contact hole) 6 penetrating through the back surface-side insulating film 5.

シリコン単結晶基板1は、FZ(Floating Zone Melting)法及びCZ(Czochralski)法のいずれを用いてもよい。 The silicon single crystal substrate 1 may be either of the FZ (Floating Zone Melting) method and CZ (Czochralski) method. また、シリコン単結晶基板1に代えてGaAs単結晶基板や多結晶シリコン基板を用いることもできる。 It is also possible to use a GaAs single crystal substrate or a polycrystalline silicon substrate in place of the silicon single crystal substrate 1. シリコン単結晶基板1を用いる場合は、結晶製造時にホウ素、ガリウムなどのIII族元素がドープされたp型基板を用いてもよく、又はリン、ヒ素などのV族元素がドープされたn型基板を用いてもよいが、本実施形態ではp型基板を用いている。 When using a silicon single crystal substrate 1, boron during crystal production, may be a p-type substrate a Group III element such as doped gallium, or phosphorus, n-type substrate V element such as arsenic doped may be used, in this embodiment uses a p-type substrate. なお、基板抵抗は0.1Ω・cm以上10Ω・cm以下、望ましくは0.5Ω・cm以上2Ω・cm以下とすることが、高性能の太陽電池を実現する上で好適である。 Incidentally, the substrate resistance 0.1 [Omega · cm or more 10 [Omega · cm or less, preferably be less 0.5 .OMEGA · cm or more 2 [Omega · cm, is suitable for realizing a high-performance solar cell. また、基板厚さについては、50μm程度であれば、入射した光を太陽電池内にとらえることが可能であり、コスト面でも有利であるが、その後の基板への加工に対して十分な機械的強度を持つためには、150〜300μmであることが望ましい。 Also, the substrate thickness, be about 50 [mu] m, it is possible to capture light incident on the solar cell, it is advantageous in terms of cost, adequate mechanical relative processing into subsequent substrate in order to have the strength is desirably 150 to 300 m.

以下、より具体的な例を挙げながらさらに詳しく説明する。 Hereinafter will be described in more detail with a more specific example. 図2は、フィンガー電極4に平行な方向での太陽電池100の断面模式図であり、図3はフィンガー電極4に垂直な方向での太陽電池100の断面模式図である。 Figure 2 is a cross-sectional schematic view of the solar cell 100 in a direction parallel to the finger electrode 4, FIG. 3 is a schematic sectional view of the solar cell 100 in a direction perpendicular to the finger electrodes 4. そして、図8〜図10は、その製造工程の一例を模式的に示す説明図である。 Then, 8 to 10 are explanatory diagram showing an example of a manufacturing process schematically.

まず、III族元素のガリウムをドーパント元素とするp型単結晶太陽電池用シリコン単結晶基板1(10cm角、面方位{100}、基板厚300μm、抵抗率0.5Ω・cm)を用意し、図8の工程1に示すごとく、例えば水酸化カリウム水溶液等のエッチング液によりエッチングして、加工により生じたダメージ層1dを取り除く。 First, gallium III element p-type single crystal solar cell silicon single crystal substrate 1 (10 cm square, plane orientation of {100}, substrate thickness 300 [mu] m, resistivity 0.5 .OMEGA · cm) of a dopant element prepared, as shown in step 1 of FIG. 8, for example by etching with an etchant such as potassium hydroxide solution, removing the damaged layer 1d caused by machining. さらに異方性エッチング液として、イソプロピルアルコールを混入した水酸化カリウム水溶液を用い、反射防止構造である図5に示すようなテクスチャ構造を形成する。 Furthermore as an anisotropic etchant, using potassium hydroxide aqueous solution was mixed with isopropyl alcohol to form a texture structure as shown in FIG. 5 is a anti-reflection structure.

次に、工程2に示すように、シリコン単結晶基板1の第一主表面及び第二主表面に、拡散阻止層をなす酸化膜80,5を熱酸化により形成する。 Next, as shown in step 2, the first main surface and a second main surface of the silicon single crystal substrate 1, the oxide film 80, 5 constituting the diffusion blocking layer is formed by thermal oxidation. なお、受光面となる第一主表面側にのみ液相CVD法により、拡散阻止層をなす窒化膜を形成しても良い。 Incidentally, the liquid phase CVD method only on the first main surface side of the light receiving surface may be formed nitride film forming the diffusion barrier layer. そして、工程3に示すように、受光面側に複数の拡散溝Gを、互いに平行となるようにレーザー加工で作製する。 Then, as shown in Step 3, a plurality of diffusion grooves G on the light-receiving surface side, is produced in laser processing so as to be parallel to each other. 溝深さは0.1μm以上50μm以下(例えば3μm)である。 Groove depth is 0.1μm or 50μm or less (e.g., 3 [mu] m). このレーザー加工工程により、拡散溝G形成部において酸化膜80は一定幅(5μm以上500μm以下(例えば100μm)の線状に除去される。 The laser processing step, the oxide film 80 in the diffusion groove G formed part is removed linearly with a constant width (5 [mu] m or more 500μm or less (e.g., 100 [mu] m).

この際、拡散溝Gの長手方向はシリコン単結晶基板1の<110>方向と直交するのが好ましい。 At this time, the longitudinal direction of the diffusion groove G is preferably perpendicular to the <110> direction of the silicon single crystal substrate 1. レーザー加工によって形成される拡散溝の長手方向を、単結晶シリコン単結晶基板の劈開方向(<110>方向)と交差させることにより、拡散溝Gに沿ったシリコン単結晶基板1の割れ発生確率を減少させることができる。 The longitudinal diffusion groove formed by laser processing, by intersecting the cleavage direction of the single crystal silicon single crystal substrate (<110> direction), the cracking probability of the silicon single crystal substrate 1 along the diffusion grooves G it can be reduced. また、拡散溝Gの深さは後に形成されるフィンガー電極4の厚さよりも小さいことが望ましい。 The depth of diffusion groove G is less than the thickness of the finger electrode 4 formed after is desirable. これにより、拡散溝側面でのフィンガー電極の断線の確率を大きく低減できる。 This allows greatly reduced probability of disconnection of the finger electrode in the diffusion groove flank. なお、レーザー加工には、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、アルゴンレーザ、YAGレーザー等が用いられる。 Incidentally, the laser processing, carbon dioxide laser, excimer laser, argon laser, YAG laser or the like is used. ここでは、特にYAGレーザーが生産コストの観点にて望ましい。 Here, in particular, YAG laser is preferable in the viewpoint of production cost.

図2に示すように、本実施形態では、拡散溝Gの断面形状を円弧状としているが、図6に示すように矩形断面形状の拡散溝Gを形成してもよいし、図7に示すようにV字断面形状の拡散溝Gを形成してもよい。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, although the cross-sectional shape of the diffusion grooves G arcuate, it may form a diffusion grooves G of the rectangular cross-sectional shape as shown in FIG. 6, FIG. 7 it may form a diffusion grooves G of V-shaped cross-sectional shape such.

図9の工程4に進み、第一拡散処理として、n型の高濃度拡散層3'を拡散溝Gの内面に沿って形成する。 Proceed to Step 4 in FIG. 9, as the first diffusion treatment, a high-concentration diffusion layer 3 'of the n-type formed along the inner surface of the diffusion grooves G. 本実施形態では、POCl 液体ソースを利用した熱拡散により、V族元素のリンをドーパントとして拡散処理を行なっている。 In the present embodiment, by thermal diffusion using a POCl 3 liquid source, they are subjected to spreading processing phosphorus group V element as a dopant. このとき、第一主表面上に残っている酸化膜80がリン拡散に対するマスクとして働くため、拡散溝Gの内面にリンを選択的に拡散させることができる。 At this time, the oxide film 80 remaining on the first main surface to serve as a mask for phosphorus diffusion, it is possible to selectively diffusing phosphorus on the inner surface of the diffusion grooves G. なお、該工程は塗布拡散法やイオン注入法によって行なうこともできる。 Incidentally, the process may be carried out by a coating diffusion method or an ion implantation method. 第一拡散処理が終了後、工程5に示すように、フッ酸水溶液等のエッチング液により第一主表面側の酸化膜80を除去する。 After the first diffusion process is completed, as shown in step 5 to remove the oxide film 80 of the first main surface side by the etchant such as hydrofluoric acid aqueous solution.

酸化膜80を除去したら工程6に進み、第一主表面に対し第二拡散処理を行なってn型の低濃度拡散層2を形成する。 Proceed to Step 6 After removing the oxide film 80, with respect to the first main surface by performing second spreading process to form a low-concentration diffusion layer 2 of n-type. この第二拡散処理も熱拡散によりV族元素のリンをドーパントとして行なうことができる。 The second diffusion treatment can also be performed phosphorus group V element by thermal diffusion as a dopant. 低濃度拡散層2は、シート抵抗が50Ω/□以上300Ω/□以下(例えば100Ω/□)となるように形成する。 Low-concentration diffusion layer 2 is formed so that the sheet resistance is 50 [Omega / □ or 300 [Omega / □ or less (e.g. 100Ω / □). この第二拡散処理により、第一拡散処理にて既に形成されている拡散溝G内面の高濃度拡散層3'にはドーパントが追加拡散され、シート抵抗が1Ω/□以上50Ω/□以下(例えば10Ω/□)の高濃度拡散層3となる。 The second diffusion process, the high-concentration diffusion layer 3 'of the already formed by being diffused grooves G inner surface at a first diffusion process dopant is added diffusion sheet resistance 1 [Omega / □ or 50 [Omega / □ or less (e.g. a high concentration diffusion layer 3 of 10Ω / □). この第二拡散処理も、塗布拡散、もしくはイオン注入法によって代替することが可能である。 The second diffusion treatment also can be replaced by coating the diffusion or ion implantation.

次に、図10の工程7に進み、第二主表面においてレーザー加工により酸化膜5に開口部6を設け、さらに開口部6とともに酸化膜5の全面を覆うように、アルミニウム等の真空蒸着ないしスパッタ等により裏面電極7を形成する。 Next, the process proceeds to step 7 in FIG. 10, an opening 6 in the oxide film 5 formed by laser processing in the second main surface, as further with the opening 6 to cover the entire surface of the oxide film 5, to no vacuum deposition of aluminum or the like by sputtering or the like to form the back surface electrode 7. この裏面電極7は、厚さが例えば1μm以上10μm以下(例えば5μm)に形成される。 The back surface electrode 7 is formed, for example, 1μm or more in thickness 10μm or less (e.g., 5 [mu] m). なお、第一主表面側に拡散阻止層として窒化膜を形成した場合は、蒸着やスパッタリング以外に、ファイヤースルー法によりフィンガー電極を形成することもできる。 In the case of forming a nitride film as a diffusion barrier layer on the first main surface side, in addition to vapor deposition or sputtering, it is also possible to form the finger electrodes by fire through method. これは、導電性ペーストのスクリーン印刷によりフィンガー電極のパターンを窒化膜上に形成し、さらに焼成する方法である。 This pattern of finger electrodes formed on the nitride film by screen printing of a conductive paste, a method of further firing. これにより、ペースト内に含まれる金属とガラスのフリットとが熱によって溶融し、窒化膜を突き破ってエミッタ層に到達することによりコンタクトホールが形成される。 Thus, the metal and glass frit contained in the paste is melted by heat, contact holes are formed by break through the nitride film and reaches the emitter layer. この場合は、導電性ペースト(例えばアルミニウムペースト)印刷+焼成法により裏面電極7をフィンガー電極4と同時に形成することも可能である。 In this case, it is also possible to back electrode 7 are formed simultaneously with the finger electrode 4 by a conductive paste (e.g., aluminum paste) printed + firing method.

次に、工程8に示すように、基板1の第一主表面にフィンガー電極4を、アルミニウム等の真空蒸着により、高濃度拡散層3と交差するように(つまり、長手方向と平行にならないように)形成する。 Next, as shown in step 8, the finger electrode 4 on the first main surface of the substrate 1 by vacuum deposition of aluminum or the like, so as to intersect with the high-concentration diffusion layer 3 (i.e., so as not to parallel to the longitudinal direction in) is formed. フィンガー電極4は、スクリーン印刷法やスパッタによって形成してもなんら構わない。 Finger electrode 4 may any be formed by screen printing or sputtering. この際、電力損失の観点から、フィンガー電極4と高濃度拡散層3とは直角ないしそれに近い角度(90°±20°)で交差していること好ましい。 In this case, in view of power loss, it preferably has a finger electrode 4 and the high-concentration diffusion layer 3 intersect at an angle (90 ° ± 20 °) near perpendicular to it. それによって、高濃度拡散層3内を流れる電流の流路を最短にすることができる。 Thereby the passage of current through the high-concentration diffusion layer 3 can be minimized.

最後に、太陽光反射防止と表面保護をかねて、窒化珪素等からなるパッシペーション膜8を第一主表面上に形成する。 Finally, also as a solar antireflection and surface protection, to form a passivation film 8 made of silicon nitride or the like on the first main surface. このパッシペーション膜の成膜はプラズマCVD法により実施することが可能であるが、PVD法を用いても問題ない。 Although the formation of this passivation film can be carried out by the plasma CVD method, no problem using PVD method.

以上の方法にて形成した太陽電池を実施例1とする一方、レーザー加工に代えてフォトリソグラフィー工程を用いて高濃度拡散領域3を線状に形成し、さらに高濃度拡散領域3の直上のみに、これと長手方向に重なるようにフィンガー電極を4形成した太陽電池を用意した(比較例1)。 While the solar cell as in Example 1 was formed by the above method, the high-concentration diffusion region 3 is formed in a linear shape by a photolithography process instead of the laser processing, the only further directly on the highly doped regions 3 It was prepared 4 formed solar cell of finger electrodes to overlap to the longitudinal direction (Comparative example 1). また、受光面全体にリンのドーパント拡散層を均一に形成した太陽電池も作製した。 Also, to prepare homogeneously formed solar cell dopant diffusion layer of phosphorus on the entire light receiving surface. (比較例2)。 (Comparative Example 2). なお、比較例1、2とも、第一主表面上のドーパント拡散領域の配置以外の仕様は実施例1と同じとした。 Incidentally, both Comparative Examples 1 and 2, specifications other than placement of the dopant diffusion region on the first main surface were the same as in Example 1. これらの太陽電池をの出力特性、市販のソーラーシミュレータ(光強度:1kW/m 、スペクトル:AM1.5グローバル)を用いて測定した。 Output characteristics of these solar cells, a commercially available solar simulator (light intensity: 1 kW / m 2, spectrum: AM 1.5 global) were measured using the. 得られた結果を表1に示す。 The results obtained are shown in Table 1.

上記の結果によると、実施例1の太陽電池の出力特性は、フォトリソグラフィー工程を用いた比較例1と比べれば多少劣るが、受光面全体に均一に拡散を施した比較例2よりは明らかに出力特性が良好であり、かつ製造は比較例1の太陽電池よりもはるかに容易である。 According to the above result, the output characteristics of the solar cell of Example 1 is somewhat inferior as compared with Comparative Example 1 using a photolithography process, apparent from Comparative Example 2 subjected to uniformly spread throughout the light receiving surface output characteristics are good, and production is much easier than the solar cell of Comparative example 1. つまり、実施例1は、フォトリソ工程を用いないことによって作製工程の大幅な簡略化が達成され、製造に要する経費低減が可能である。 That is, Example 1, greatly simplifying the manufacturing process by using no photolithography process is achieved, it is possible to cost reduction required for manufacturing.

次に、実施例1のタイプの太陽電池と比較例2のタイプの太陽電池とで、ドーパント拡散層とフィンガー電極内の電力損失と、フィンガー電極によるシャドーイングロスとについて計算した。 Next, in a type of solar cell in Comparative Example 2 with the type of the solar cell in Example 1, and the power loss of the dopant diffusion layer and the finger in the electrode was calculated for the shadowing gloss by the finger electrodes. 太陽電池の受光面は10cm四方の正方形とし、その他の計算条件を表2にまとめて示している。 The light receiving surface of the solar cell is a 10cm square square, other calculation conditions are summarized in Table 2. また、計算結果を表3に示す。 Also shows the calculation results in Table 3.

この結果から、実施例1では電流路に起因する損失の割合が多少大きくなるものの、比較例2との差はごく僅かである(2.9%)。 This result, although the ratio of loss due to the current path in the first embodiment is slightly larger, the difference between the comparative example 2 is very small (2.9%). これは、太陽電池出力に換算しても0.6W程度に過ぎない。 This is not only about 0.6W also in terms of the solar cell output. なお、上記の計算では、低拡散濃度層3とフィンガー電極4との接触抵抗を無限大に設定したが、実際の接触抵抗はもっと低いため、接触抵抗による損失は本計算結果よりも小さくなる。 In the above calculations, but it sets the contact resistance between the low diffusion concentration layer 3 and the finger electrode 4 to infinity, the actual contact resistance because a lower loss due to contact resistance is smaller than the calculated results.

次に、市販の太陽電池解析プログラム(University of New South Wales:PC1D、Ver.5.3)を用い、実施例1と比較例2とを解析した。 Next, a commercially available solar cell analysis program (University of New South Wales: PC1D, Ver.5.3) were analyzed using the Comparative Example 2 and Example 1. 解析条件を表4に示し、また、得られた解析結果を表5に示す。 The analysis conditions are shown in Table 4, Table 5 shows the analysis results obtained.

上記の結果によると、実施例1の太陽電池出力は、比較例2と比べて1.1W向上することがわかる。 According to the above results, the solar cell output in the first embodiment, it can be seen that 1.1W improved as compared with Comparative Example 2. よって本発明に係る実施例1の太陽電池は、電流路に起因する損失を差し引いても、比較例2に比べ少なくとも0.5W動作出力が向上することがわかる。 Therefore solar cell of Example 1 according to the present invention, even when subtracting the loss due to the current path, it can be seen that at least 0.5W operation output is improved compared to Comparative Example 2.

以上のごとく、本発明の太陽電池によると、以下のような効果を達成することができる。 As described above, according to the solar cell of the present invention, it is possible to achieve the following effects. すなわち、フィンガー電極と高濃度拡散層とが接触した領域では、他の低濃度拡散層と接触した領域に比べ、低い接触抵抗を得ることができる。 That is, in the region where the finger electrode and the high-concentration diffusion layer is in contact, as compared to the areas in contact with other low-concentration diffusion layer, it is possible to obtain a low contact resistance. そして、線状に形成された高濃度拡散層がフィンガー電極と交わるように配置されていることにより、高濃度拡散層とフィンガー電極とは、その作製工程において位置精度がそれほど問題でなくなり、フォトリソグラフィー工程等の高コストの工程を省略することが可能である。 By high-concentration diffusion layer formed in a linear shape are arranged to intersect the finger electrodes, the high concentration diffusion layer and the finger electrodes, the positional accuracy is not very problematic in the manufacturing process, photolithography it is possible to omit the costly steps such as steps. また、低濃度拡散層からフィンガー電極に向かって移動するキャリアは、高濃度拡散層を経由してフィンガー電極に移動することによって、より低い電力損失で集電される。 Also, carriers moving toward the finger electrode from the low-concentration diffusion layer, by moving the finger electrode through the high-concentration diffusion layer is a current collector at a lower power loss. この結果、フィンガー電極間の間隔を増大させても電力損失を低く保つことができ、フィンガー電極本数を減らすことが可能である。 As a result, even when increasing the spacing between the finger electrodes can be kept low power loss, it is possible to reduce the finger electrode number. これにより、フィンガー電極によるシャドーイング損失を減少させることができる。 Thus, it is possible to reduce shadowing losses due finger electrodes.

本発明の太陽電池の一例を示す斜視図。 Perspective view illustrating an example of a solar cell of the present invention. 図1の太陽電池の第一の断面模式図。 The first cross-sectional schematic view of the solar cell of FIG. 図1の太陽電池の第二の断面模式図。 The second cross-sectional schematic view of the solar cell of FIG. 受光面側の電極形態を示す模式図。 Schematic view showing an electrode configuration of a light-receiving surface side. テクスチャ構造の概念図。 Conceptual view of the texture structure. 拡散溝の断面形態の第一変形例を示す図。 It shows a first modification of the cross-sectional configuration of the diffusion trench. 拡散溝の断面形態の第二変形例を示す図。 It shows a second modification of the cross-sectional configuration of the diffusion trench. 図1の太陽電池の製造方法の一例を示す工程説明図。 Process explanatory diagram showing an example of a method for manufacturing a solar cell of FIG. 図8に続く工程説明図。 Process diagram subsequent to FIG. 図9に続く工程説明図。 Process diagram subsequent to FIG.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 シリコン単結晶基板(半導体太陽電池基板) 1 silicon single crystal substrate (semiconductor solar cell substrate)
2 低濃度拡散層 3 高濃度拡散層 4 フィンガー電極 65 エミッタ層(ドーパント拡散層) 2 low-concentration diffusion layer 3 high-concentration diffusion layer 4 finger electrodes 65 emitter layer (dopant diffusion layer)
100 太陽電池 G 拡散溝 100 solar cells G diffusion groove

Claims (9)

  1. 第一導電型の半導体太陽電池基板の第一主表面側に、第二導電型のドーパント拡散層が形成され、該第一主表面層上に出力取出用の線状のフィンガー電極が複数形成され、該フィンガー電極の間に露出した第一主表面領域にて太陽光を受光するとともに、 The first main surface side of the semiconductor solar cell substrate of the first conductivity type, is formed the second conductivity type dopant diffusion layer, the linear finger electrodes for output extraction on said first main surface layer formed with a plurality , as well as receive sunlight at the first main surface region exposed between the finger electrodes,
    前記半導体太陽電池基板の前記第一主表面には、前記ドーパントの濃度が周囲の領域よりも高く設定された線状形態の高濃度拡散層が複数形成され、該高濃度拡散層の周囲領域が、それよりも前記ドーパントの濃度が低い低濃度拡散層とされてなり、 Wherein said first main surface of the semiconductor solar cell substrate, a high concentration diffusion layer of high set linear form than in the region surrounding the concentration of the dopant is formed with a plurality, the peripheral region of the high concentration diffusion layer , than it is with a lower concentration of the dopant low concentration diffusion layer,
    前記フィンガー電極が、複数の前記高濃度拡散層と交差する位置関係にて、その各々の交差位置にてそれら高濃度拡散層と接して形成されてなることを特徴とする太陽電池。 Solar cells wherein the finger electrode, characterized in that at a position relationship that intersects the plurality of the high-concentration diffusion layer, formed in contact with their high concentration diffusion layer at its respective intersecting positions.
  2. 複数の前記高濃度拡散層が前記半導体太陽電池基板の前記第一主表面上の第一方向に互いに平行に形成され、 A plurality of the high-concentration diffusion layer is formed in parallel to each other in a first direction on the first main surface of the semiconductor solar cell substrate,
    複数の前記フィンガー電極が、前記第一方向と交差する第二方向に互いに平行に形成されてなることを特徴とする請求項1記載の太陽電池。 A plurality of the finger electrodes, the solar cell according to claim 1, characterized by being formed in parallel with each other in a second direction crossing the first direction.
  3. 前記高濃度拡散層が形成される前記第一方向と、前記フィンガー電極が形成される前記第二方向とのなす角度が、90゜±20゜の範囲内であることを特徴とする請求項2記載の太陽電池。 Said first direction in which the high-concentration diffusion layer is formed, an angle between the second direction in which the finger electrodes are formed, according to claim 2, characterized in that the 90 ° ± 20 ° range the solar cell according.
  4. 前記高濃度拡散層は、前記半導体太陽電池基板の前記第一主表面上に刻設された拡散溝の内面に沿って形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池。 The high-concentration diffusion layer, any one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed along the inner surface of the engraved spreading grooves on said first main surface of the semiconductor solar cell substrate solar cell according to item 1.
  5. 前記半導体太陽電池基板は、前記第一主表面が{100}面であるシリコン単結晶からなり、前記拡散溝が任意の<110>方向と交差する向きに形成されていることを特徴とする請求項4記載の太陽電池。 The semiconductor solar cell substrate, wherein said first main surface of a silicon single crystal is {100} plane, the diffusion groove, characterized in that it is formed in a direction intersecting with any <110> direction the solar cell of claim 4, wherein.
  6. 前記拡散溝の深さが前記フィンガー電極の厚さよりも小さく設定されていることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の太陽電池。 Claim 4 or 5 solar cell, wherein it is set smaller than the thickness of the depth finger electrodes of the diffusion trench.
  7. 請求項1記載の太陽電池の製造方法であって、 A method of manufacturing a solar cell according to claim 1,
    前記半導体太陽電池基板の前記第一主表面の全面を拡散阻止皮膜にて覆い、 Covering the entire surface of the first main surface of the semiconductor solar cell substrate in a diffusion preventing film,
    該拡散阻止皮膜を線状に除去して拡散ウィンドウを形成し、 The diffusion preventing film is removed linearly to form a diffusion window,
    該拡散ウィンドウ領域内に前記ドーパントを選択的に拡散させることにより前記高濃度拡散層を形成し、 The high concentration diffusion layer is formed by selectively diffusing the dopant into the diffusion window region,
    前記拡散阻止皮膜を除去して前記高濃度拡散層を含む前記第一主表面の全面に前記ドーパントを拡散させて、前記高濃度拡散層の周囲領域を、該高濃度拡散層よりもドーパント濃度の低い低濃度拡散層となし、 Said diffusion barrier coating to remove to diffuse the dopant over the entire surface of the first main surface including the high concentration diffusion layer, a peripheral region of the high-concentration diffusion layer, the dopant concentration than the high concentration diffusion layer low low-concentration diffusion layer and the pear,
    さらに、前記第一主表面に前記高濃度拡散層と交差する向きに線状のフィンガー電極を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。 Furthermore, the method for manufacturing the solar cell, which comprises forming the high-concentration diffusion layer and the linear finger electrodes in a direction intersecting the first major surface.
  8. 前記拡散ウィンドウを形成する際に、前記拡散阻止皮膜とともに下地の基板部分を除去して拡散溝を形成し、当該拡散溝内面に前記ドーパントを拡散することにより、前記高濃度拡散層を該拡散溝内面に沿って形成することを特徴とする請求項7記載の太陽電池の製造方法。 When forming the diffusion window, said with diffusion barrier coatings to remove the substrate portion of the underlying form a diffusion groove, by diffusing the dopant in the diffusion groove inner surface, said diffusion grooves the high concentration diffusion layer method for manufacturing a solar cell according to claim 7, characterized in that formed along the inner surface.
  9. 前記拡散溝をレーザー加工にて刻設することを特徴とする請求項8記載の太陽電池の製造方法。 Method for manufacturing a solar cell according to claim 8, characterized in that engraving said diffusion grooves by a laser processing.
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