JP2005129602A - Solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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Nobuyoshi Fujimaki
延嘉 藤巻
Satoshi Ushio
聡 牛尾
Hirotoshi Yamagishi
浩利 山岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solar cell wherein deterioration of life time does not exist, variation is little in characteristic, impairment with time is little even in more prolonged time using and conversion efficiency is more high when the solar cell is manufactured from silicon single crystal, and the solar cell. <P>SOLUTION: In the method for manufacturing the solar cell from silicon single crystal, the silicon single crystal is grown by using polycrystalline silicon wherein content of silicon isotope<SP>28</SP>Si is at least 92.3% as material. The silicon single crystal is sliced and processed into a silicon wafer. The solar cell is formed on the silicon wafer, thereby providing the solar cell. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は太陽電池セルの材料として有用なシリコンウェーハを用いた太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell using a silicon wafer useful as a material for the solar cell, and a solar cell.

太陽電池セルを製造する際の材料としてシリコン単結晶を用いる場合は、変換効率の向上とともに製造コストの低減が大きな課題となっている。以下、太陽電池セル用の材料としてシリコン単結晶を用いる技術的背景について説明する。   When a silicon single crystal is used as a material for manufacturing a solar battery cell, reduction of manufacturing cost is a major issue as well as improvement of conversion efficiency. Hereinafter, the technical background using a silicon single crystal as a material for solar cells will be described.

始めに太陽電池を構成する基板材料を基に、太陽電池の特性について説明する。太陽電池をその基板材料を基に分類すると、大きく分けて「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種類が挙げられ、更にシリコン結晶系太陽電池には「単結晶系太陽電池」と「多結晶系太陽電池」がある。この中で太陽電池として最も重要な特性である変換効率が高い太陽電池は「化合物半導体系太陽電池」であり、その変換効率は25%近くに達する。しかし、化合物半導体系太陽電池は、その材料となる化合物半導体を作ることが非常に難しく、太陽電池基板の製造コスト面で一般に普及するには問題があり、その用途は限られたものとなっている。   First, the characteristics of the solar cell will be described based on the substrate material constituting the solar cell. When solar cells are classified based on their substrate materials, they can be broadly classified into three types: “silicon crystal solar cells”, “amorphous (amorphous) silicon solar cells”, and “compound semiconductor solar cells”. Crystalline solar cells include “single crystal solar cells” and “polycrystalline solar cells”. Among them, a solar cell having a high conversion efficiency which is the most important characteristic as a solar cell is a “compound semiconductor solar cell”, and the conversion efficiency reaches nearly 25%. However, it is very difficult to make a compound semiconductor as a material for compound semiconductor solar cells, and there is a problem in general dissemination in terms of manufacturing cost of solar cell substrates, and its use is limited. Yes.

なお、ここで「変換効率」とは、「太陽電池に入射した光のエネルギーに対し、太陽電池により電気エネルギーに変換して取り出すことができたエネルギーの割合」を示す値であり百分率(%)で表わされた値を言う(光電変換効率とも言う)。   Here, “conversion efficiency” is a value indicating “ratio of energy that can be extracted by converting electric energy into the solar cell with respect to the energy of light incident on the solar cell”. (Also referred to as photoelectric conversion efficiency).

化合物半導体系太陽電池の次に変換効率の高い太陽電池は、シリコン単結晶系太陽電池である。その変換効率は20%前後と化合物半導体系太陽電池に近い値を持ち、太陽電池基板も比較的容易に調達できることから、一般に普及している太陽電池の主力となっている。さらに、変換効率は5〜15%程度と前述の二つの太陽電池にはおよばないものの、太陽電池基板材料の製造コストが安価であると言う点から、シリコン多結晶系太陽電池やアモルファスシリコン系太陽電池等も実用化されている。   The solar cell with the next highest conversion efficiency after the compound semiconductor solar cell is a silicon single crystal solar cell. The conversion efficiency is about 20%, which is close to that of a compound semiconductor solar cell, and a solar cell substrate can be procured relatively easily. Furthermore, although the conversion efficiency is about 5 to 15%, which is not as high as that of the above-mentioned two solar cells, the production cost of the solar cell substrate material is low, so that a silicon polycrystalline solar cell or an amorphous silicon solar cell is used. Batteries and the like have also been put into practical use.

次に、一般的なシリコン単結晶系太陽電池セルの製造方法を簡単に説明する。まず、太陽電池セルの基板となるシリコンウェーハを得るために、チョクラルスキー法(以下、CZ法と記することがある。)或いは浮遊帯域溶融法(以下、FZ法と記することがある。)により、円柱状のシリコン単結晶棒を育成する。更に、この単結晶棒をスライスして例えば厚さ300μm程度の薄いウェーハに加工し、ウェーハ表面を薬液でエッチングして表面上の加工歪みを取り除くことによって太陽電池セルとなるウェーハ(基板)が得られる。このウェーハに不純物(ドーパント)の拡散処理を施してウェーハの片側にpn接合面を形成した後、両面に電極を付け、最後に太陽光の入射側表面に光の反射による光エネルギーの損失を減らすための反射防止膜を付けることで太陽電池セルが完成する。   Next, a general method for manufacturing a silicon single crystal solar cell will be briefly described. First, in order to obtain a silicon wafer as a substrate of a solar battery cell, the Czochralski method (hereinafter sometimes referred to as CZ method) or the floating zone melting method (hereinafter referred to as FZ method) may be used. ) To grow a cylindrical silicon single crystal rod. Further, the single crystal rod is sliced and processed into a thin wafer having a thickness of, for example, about 300 μm, and the wafer surface (substrate) to be a solar cell is obtained by removing the processing distortion on the surface by etching the wafer surface with a chemical solution. It is done. This wafer is subjected to impurity (dopant) diffusion treatment to form a pn junction surface on one side of the wafer, electrodes are attached to both sides, and finally light energy loss due to light reflection is reduced on the sunlight incident side surface. A solar battery cell is completed by attaching an antireflection film for the purpose.

昨今、太陽電池は環境問題を背景に、クリーンエネルギーの一つとして需要が拡大しつつあるが、一般の商用電力と比較してエネルギーコストの高いことがその普及の障害となっている。シリコン結晶太陽電池のコストを下げるには、基板の製造コストを下げる一方でその変換効率を更に高めることが必要である。このため、単結晶系太陽電池の基板にはいわゆる半導体素子を作製するためのエレクトロニクス用としては適合しない、或いは単結晶棒の中で製品とはならないコーン部分、テール部分等を原料として用いることで基板材料のコストを下げることが行われてきた。しかし、このような原料の調達は供給が不安定で量にも限界があり、今後のシリコン単結晶系太陽電池の需要拡大を考えると、このような方法では、必要とする量の太陽電池基板を安定して生産することは難しい。従って変換効率を高めることがますます重要となる。   Recently, the demand for solar cells is expanding as one of clean energy against the background of environmental problems, but the high energy cost is an obstacle to its spread compared with general commercial power. In order to reduce the cost of the silicon crystal solar cell, it is necessary to further increase the conversion efficiency while reducing the manufacturing cost of the substrate. For this reason, the substrate of a single crystal solar cell is not suitable for electronics for producing a so-called semiconductor element, or a corn portion, tail portion, etc. that are not a product in a single crystal rod are used as raw materials. Lowering the cost of substrate materials has been done. However, the procurement of such raw materials is unstable and the amount is limited. Considering the future increase in demand for silicon single crystal solar cells, this method requires the required amount of solar cell substrate. Is difficult to produce stably. Therefore, it is increasingly important to increase the conversion efficiency.

また太陽電池においては、より大電流を得るために、より大面積の太陽電池セルを製造することが重要である。大面積の太陽電池セルを製造するための基板となる大直径シリコンウェーハを得る方法としては、大直径のシリコン単結晶を容易に製造することができ、製造される単結晶の強度にも優れたCZ法が適している。そのため、太陽電池用シリコン結晶の製造はCZ法によるものが主流となっている。   Moreover, in a solar cell, in order to obtain a larger current, it is important to manufacture a larger area solar cell. As a method for obtaining a large-diameter silicon wafer as a substrate for producing a large-area solar cell, a large-diameter silicon single crystal can be easily produced, and the strength of the produced single crystal is excellent. The CZ method is suitable. For this reason, the production of silicon crystals for solar cells is mainly performed by the CZ method.

また、その一方で単結晶系太陽電池の基板材料となるシリコンウェーハとしては、その特性の一つである基板ライフタイムの値が10μs以上でなければ太陽電池基板として利用することはできず、更には、変換効率の高い太陽電池セルを得るためには、基板ライフタイムは好ましくは200μs以上であることが要求されている。   On the other hand, a silicon wafer as a substrate material for a single crystal solar cell cannot be used as a solar cell substrate unless the substrate lifetime value, which is one of its characteristics, is 10 μs or more. In order to obtain a solar cell with high conversion efficiency, it is required that the substrate lifetime is preferably 200 μs or more.

しかし、CZ法で製造したシリコン単結晶は、太陽電池セルに加工した際に太陽電池セルに強い光を照射すると太陽電池基板のライフタイムの低下が起こり、光劣化を生じるために十分な変換効率を得ることができず、太陽電池の性能の面でも改善が求められている。   However, when the silicon single crystal produced by the CZ method is processed into a solar cell, if the solar cell is irradiated with strong light, the lifetime of the solar cell substrate is reduced, and the conversion efficiency is sufficient to cause photodegradation. Thus, there is a demand for improvement in the performance of solar cells.

このようにライフタイムが低下し光劣化が起こる原因は、単結晶基板中に存在するボロンと酸素による影響であることが知られている。現在、太陽電池セルとして用いられているウェーハの導電型はp型が主流であり、通常このp型ウェーハにはボロンがドーパントとして添加されている。そして、このウェーハの材料となる単結晶棒は、CZ法(磁界下引上げ法;Magnetic field applied CZ法(以下、MCZ法と記することがある。)を含む)、あるいはFZ法によって製造することができるが、FZ法では単結晶棒の製造コストがCZ法に比べて高いことに加えて、前述のようにCZ法の方が大直径のシリコン単結晶を製造し易いことから、現在はもっぱら比較的低コストで大直径の単結晶を作ることができるCZ法によって製造されている。   It is known that the reason why the lifetime is reduced and the photodegradation is caused by the influence of boron and oxygen existing in the single crystal substrate. Currently, the p-type is the main conductivity type of wafers used as solar cells, and boron is usually added to the p-type wafer as a dopant. And the single crystal rod used as the material of this wafer is manufactured by CZ method (including magnetic field applied method; Magnetic field applied CZ method (hereinafter sometimes referred to as MCZ method)) or FZ method. However, in the FZ method, the manufacturing cost of the single crystal rod is higher than that of the CZ method. In addition, as described above, the CZ method is easier to manufacture a large-diameter silicon single crystal. Manufactured by the CZ method, which can produce a large-diameter single crystal at a relatively low cost.

シリコン単結晶をCZ法により育成する場合、石英製ルツボに収容したシリコン融液から単結晶を引上げるため、ルツボ内面からシリコン融液中に溶出した酸素が、格子間酸素として引き上げ結晶中に不可避的に取り込まれる。引上げ直後(as−grown)の結晶あるいはこの結晶から作製されたシリコンウェーハに含まれる格子間酸素濃度は、初期格子間酸素濃度と呼ばれ、このような格子間酸素を含有するCZシリコン単結晶ウェーハに、後のプロセスにおいて熱処理が加えられると、そのバルク中に酸素析出物が析出することが知られている。   When a silicon single crystal is grown by the CZ method, the single crystal is pulled up from the silicon melt contained in the quartz crucible, so oxygen eluted from the inner surface of the crucible into the silicon melt is unavoidably pulled up as interstitial oxygen in the crystal. Is captured. The interstitial oxygen concentration contained in a crystal immediately after pulling (as-grown) or a silicon wafer produced from this crystal is called an initial interstitial oxygen concentration, and a CZ silicon single crystal wafer containing such interstitial oxygen In addition, it is known that when heat treatment is applied in a later process, oxygen precipitates are precipitated in the bulk.

このように、CZ法によって製造される結晶中には高濃度の酸素が存在し、このためp型CZ法シリコン単結晶中のボロンと酸素によってライフタイムが低下し光劣化が生じると言う問題点がある。   Thus, there is a problem that high concentration of oxygen exists in the crystal produced by the CZ method, and therefore the lifetime and photodegradation are caused by boron and oxygen in the p-type CZ method silicon single crystal. There is.

このような問題点を解決するため、本出願人は先の出願において、p型のドーパントとしてB(ボロン)の代わりにGa(ガリウム)を使用する方法を開示し、これにより、Bと酸素の影響によるライフタイムの低下を防止することができるようになった(例えば特許文献1参照)。   In order to solve such problems, the present applicant has disclosed a method in which Ga (gallium) is used instead of B (boron) as a p-type dopant in the previous application. It has become possible to prevent a decrease in lifetime due to influence (see, for example, Patent Document 1).

また、CZ法により製造されたシリコンウェーハの初期酸素濃度と、熱処理条件による酸素析出量の関係に関しては、初期酸素濃度が約15ppm(JEIDA:日本電子工業振興協会規格)以下ではほとんど酸素析出が起こらないことが知られている(例えば非特許文献1の図8参照)。   Further, regarding the relationship between the initial oxygen concentration of the silicon wafer manufactured by the CZ method and the oxygen precipitation amount depending on the heat treatment conditions, almost no oxygen precipitation occurs when the initial oxygen concentration is about 15 ppm (JEIDA: Japan Electronics Industry Promotion Association standard) or less. It is known that there is no such information (see, for example, FIG. 8 of Non-Patent Document 1).

ところで、近年では、シリコン集積回路素子における急速な高集積化、高速動作化及び高電力化に注目すると、素子自体の発熱が問題となっている。集積回路の発熱はキャリア移動度の低下による素子の低速化を招き、或いは誤動作や破壊の原因となるため、発熱に対する対策は重要課題となっており、その解決策が求められている。これはシリコン基板を用いたパワーデバイスにおいても同様である。   By the way, in recent years, when attention is focused on rapid high integration, high speed operation and high power in silicon integrated circuit elements, heat generation of the elements themselves has become a problem. Since heat generation in an integrated circuit causes a reduction in device speed due to a decrease in carrier mobility or causes malfunction or destruction, countermeasures against heat generation are an important issue, and a solution to that is required. The same applies to power devices using a silicon substrate.

自然界に存在する天然のシリコン(Si)は、安定した同位体である28Siが92.23%、29Siが4.67%、30Siが3.10%の組成からなるが、上記発熱の問題を解決するため、同位体28Siの含有率を、天然のシリコンにおける28Siの含有率である92.23%より高い98%にすることによってシリコンの熱伝導率を向上させ、放熱性を高めるという技術が開示されている(例えば特許文献2参照)。このように同位体の一種の含有率を高めたSiは、ガス拡散法、遠心分離法、レーザー分離法等により生産することができる(例えば特許文献3参照)。 Natural silicon (Si) existing in nature is composed of a stable isotope of 28 Si, 92.23%, 29 Si, 4.67%, and 30 Si, 3.10%. to solve the problem, the content of isotope 28 Si, the thermal conductivity of silicon is improved by the 92.23% higher than 98% is a content of 28 Si in natural silicon, heat dissipation The technique of raising is disclosed (for example, refer patent document 2). Si having an increased content of one kind of isotope can be produced by a gas diffusion method, a centrifugal separation method, a laser separation method, or the like (see, for example, Patent Document 3).

国際公開第00/73542号パンフレットInternational Publication No. 00/73542 米国特許5144409号明細書US Pat. No. 5,144,409 特開2001−199792号公報JP 2001-199792 A 阿部孝夫著、アドバンストエレクトロニクスシリーズ1−5「シリコン」、培風館発行、1994年5月、p.195Takao Abe, Advanced Electronics Series 1-5 “Silicon”, published by Baifukan, May 1994, p. 195

本発明は、シリコン単結晶から太陽電池セルを製造する場合に、ライフタイムの低下がなく、特性にバラツキの少ない、且つより長期間の使用においても、経時的な劣化が少なく、より変換効率の高い太陽電池セルを製造する方法および太陽電池セルを提供することを目的とする。   In the case of manufacturing a solar battery cell from a silicon single crystal, the present invention has no decrease in lifetime, little variation in characteristics, and less deterioration over time even in long-term use. It aims at providing the method and solar cell which manufacture a high photovoltaic cell.

上記目的を達成するため、本発明は、シリコン単結晶から太陽電池セルを製造する方法であって、少なくとも、シリコン同位体28Siの含有率が92.3%以上の多結晶シリコンを原料としてシリコン単結晶を育成し、該シリコン単結晶をスライスしてシリコンウェーハに加工し、該シリコンウェーハに太陽電池セルを形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法を提供する(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention is a method for producing a solar battery cell from a silicon single crystal, wherein at least silicon with a silicon isotope 28 Si content of 92.3% or more is used as a raw material. A method of manufacturing a solar cell is provided, wherein a single crystal is grown, the silicon single crystal is sliced and processed into a silicon wafer, and a solar cell is formed on the silicon wafer.

このように、28Siの含有率が天然のシリコンの含有率を超えた多結晶シリコン原料より育成されたシリコン単結晶は、熱伝導率やキャリア移動度が高く、酸素析出も少ないため、このようなシリコン単結晶をスライスして加工したシリコンウェーハに太陽電池セルを形成することにより、変換効率が高く経時的劣化の少ない特性の太陽電池セルを製造することができる。
尚、変換効率をより高く経時的劣化をより少なくするためには、28Siの含有率を94%以上とすることがより好ましく、さらに98%以上とすることが一層好ましい。
Thus, a silicon single crystal grown from a polycrystalline silicon raw material in which the content rate of 28 Si exceeds the content rate of natural silicon has high thermal conductivity, carrier mobility, and low oxygen precipitation. By forming a solar battery cell on a silicon wafer obtained by slicing and processing a simple silicon single crystal, a solar battery cell having high conversion efficiency and little deterioration over time can be manufactured.
In order to increase the conversion efficiency and reduce the deterioration over time, the content of 28 Si is more preferably 94% or more, and even more preferably 98% or more.

この場合、前記シリコンウェーハの初期格子間酸素濃度を16ppma以下とすることが好ましい(請求項2)。
このように、28Siが天然のシリコンの含有率を超えたものからなるシリコンウェーハであって、さらに初期格子間酸素濃度が16ppma(JEIDA)以下であれば、太陽電池セルを作製する際に施される熱処理による酸素析出はほとんど発生せず、酸素析出により形成されるBulk Micro Defect(BMD)がほとんどないため、ライフタイムの低下を防止でき、特性にバラツキが少なく、変換効率がより高く経時的劣化のより少ない特性を有する良好な太陽電池セルを製造することができる。
In this case, it is preferable that the initial interstitial oxygen concentration of the silicon wafer is 16 ppma or less.
As described above, when 28 Si is a silicon wafer having a content exceeding the natural silicon content and the initial interstitial oxygen concentration is 16 ppma (JEIDA) or less, it is applied at the time of manufacturing the solar cell. Almost no oxygen precipitation occurs due to the heat treatment performed, and there is almost no Bulk Micro Defect (BMD) formed by oxygen precipitation, so it is possible to prevent a decrease in lifetime, less variation in characteristics, higher conversion efficiency and time A favorable solar battery cell having characteristics with less deterioration can be manufactured.

また、前記シリコンウェーハの抵抗率を0.1〜5Ω・cmとすることが好ましい(請求項3)。
このように、シリコンウェーハの抵抗率を0.1Ω・cm以上とすれば、ドーパント量が少ないので、少数キャリアがドーパントに捕獲されるオージェ再結合現象によってライフタイムが低下するのを防止することができるし、抵抗率を5Ω・cm以下とすれば、太陽電池セルの内部抵抗の増加に伴うセル内部での電力消費によって変換効率が低下するのを抑制することができる。
The resistivity of the silicon wafer is preferably 0.1 to 5 Ω · cm.
As described above, if the resistivity of the silicon wafer is 0.1 Ω · cm or more, the amount of dopant is small, so that it is possible to prevent the lifetime from decreasing due to the Auger recombination phenomenon in which minority carriers are captured by the dopant. If the resistivity is 5 Ω · cm or less, it is possible to suppress a decrease in conversion efficiency due to power consumption inside the cell accompanying an increase in the internal resistance of the solar battery cell.

また、前記シリコンウェーハを、Gaをドーパントとするp型シリコンウェーハとすることが好ましい(請求項4)。
このように、シリコンウェーハを、BではなくGaをドーパントとして導電型をp型とすることにより、ウェーハ中にBと酸素が存在することによるライフタイムの低下や光劣化も防止できる。
The silicon wafer is preferably a p-type silicon wafer using Ga as a dopant.
Thus, by using a silicon wafer as a dopant instead of B and using p-type conductivity, it is possible to prevent the lifetime from being reduced and the light deterioration due to the presence of B and oxygen in the wafer.

この場合、Gaの濃度を3×1015〜5×1017atoms/cmとすることが好ましい(請求項5)。
このように、Gaの濃度を3×1015atoms/cm以上とすれば、抵抗率が5Ω・cm以下となり、太陽電池セルの内部抵抗の増加に伴うセル内部での電力消費によって変換効率が低下するのを抑制することができ、5×1017atoms/cm以下とすれば、少数キャリアがGa原子に捕獲されるオージェ再結合現象によってライフタイムが低下するのを防止することができる。
In this case, the Ga concentration is preferably 3 × 10 15 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 (Claim 5).
Thus, when the Ga concentration is 3 × 10 15 atoms / cm 3 or more, the resistivity is 5 Ω · cm or less, and the conversion efficiency is increased by the power consumption inside the cell accompanying the increase in the internal resistance of the solar battery cell. The decrease can be suppressed, and if it is 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less, the lifetime can be prevented from decreasing due to the Auger recombination phenomenon in which minority carriers are captured by Ga atoms.

また、本発明は、上記の製造方法により製造された太陽電池セルを提供する(請求項6)。
このように、28Siの含有率が天然のシリコンの含有率を超えた多結晶シリコン原料より育成されたシリコン単結晶は、熱伝導率やキャリア移動度が高く、酸素析出も少ないため、このようなシリコン単結晶をスライスして加工したシリコンウェーハに形成された太陽電池セルは、変換効率が高く経時的劣化の少ない特性の太陽電池セルとなる。
尚、変換効率をより高く経時的劣化をより少ないものとするためには、28Siの含有率を94%以上とすることがより好ましく、さらに98%以上とすることが一層好ましい。
Moreover, this invention provides the photovoltaic cell manufactured by said manufacturing method (Claim 6).
Thus, a silicon single crystal grown from a polycrystalline silicon raw material in which the content rate of 28 Si exceeds the content rate of natural silicon has high thermal conductivity, carrier mobility, and low oxygen precipitation. A solar battery cell formed on a silicon wafer obtained by slicing and processing a silicon single crystal becomes a solar battery cell with high conversion efficiency and little deterioration over time.
In order to increase the conversion efficiency and reduce the deterioration over time, the content of 28 Si is more preferably 94% or more, and still more preferably 98% or more.

次に、本発明は、シリコン単結晶ウェーハに形成された太陽電池セルであって、該シリコンウェーハは、シリコン同位体28Siの含有率が92.3%以上のものであることを特徴とする太陽電池セルを提供する(請求項7)。 Next, the present invention is a solar battery cell formed on a silicon single crystal wafer, wherein the silicon wafer has a silicon isotope 28 Si content of 92.3% or more. A solar battery cell is provided (claim 7).

このように、28Siの含有率が天然のシリコンの含有率を超えており、28Siの純度が高いため、熱伝導率やキャリア移動度が高く酸素析出も少ないシリコンウェーハに形成された太陽電池セルは、変換効率が高く経時的劣化の少ない特性の太陽電池セルとすることができる。
この場合も、変換効率をより高く経時的劣化をより少なくするためには、28Siの含有率を94%以上とすることがより好ましく、さらに98%以上とすることが一層好ましい。
Thus, 28 Si and content beyond the content of natural silicon, 28 because of the high purity Si, thermal conductivity and carrier mobility higher oxygen precipitation also formed small silicon wafer solar cells The cell can be a solar cell having high conversion efficiency and little deterioration over time.
Also in this case, in order to increase the conversion efficiency and reduce the deterioration with time, the content of 28 Si is more preferably 94% or more, and further preferably 98% or more.

この場合、前記シリコンウェーハは、初期格子間酸素濃度が16ppma以下のものであることが好ましい(請求項8)。
このように、28Siが天然のシリコンの含有率を超えており、さらに初期格子間酸素濃度が16ppma以下のシリコンウェーハに形成された太陽電池セルであれば、シリコン同位体自体の純度が高くかつ酸素濃度が低いため、太陽電池セルを作製する際に施される熱処理による酸素析出はほとんど発生しておらず、BMDもほとんどないためライフタイムの低下を防止することができ、特性のバラツキが少なく効率がより高く経時的劣化もより少ない太陽電池セルとすることができる。
In this case, the silicon wafer preferably has an initial interstitial oxygen concentration of 16 ppma or less.
Thus, if the solar cell is formed on a silicon wafer in which 28 Si exceeds the content of natural silicon and the initial interstitial oxygen concentration is 16 ppma or less, the purity of the silicon isotope itself is high and Since the oxygen concentration is low, almost no precipitation of oxygen occurs due to the heat treatment performed when manufacturing the solar battery cell, and since there is almost no BMD, the lifetime can be prevented from being reduced, and there is little variation in characteristics. A solar cell with higher efficiency and less deterioration over time can be obtained.

また、前記シリコンウェーハは、抵抗率が0.1〜5Ω・cmのものであることが好ましい(請求項9)。
このように、シリコンウェーハの抵抗率が0.1Ω・cm以上であれば、ドーパント量が少ないので、少数キャリアがドーパントに捕獲されるオージェ再結合現象によってライフタイムが低下するのを防止することができるし、抵抗率が5Ω・cm以下であれば、太陽電池セルの内部抵抗の増加に伴うセル内部での電力消費による変換効率の低下が抑制された太陽電池セルとすることができる。
The silicon wafer preferably has a resistivity of 0.1 to 5 Ω · cm.
As described above, if the resistivity of the silicon wafer is 0.1 Ω · cm or more, the amount of dopant is small, so that it is possible to prevent the lifetime from decreasing due to the Auger recombination phenomenon in which minority carriers are captured by the dopant. If the resistivity is 5 Ω · cm or less, it is possible to obtain a solar cell in which a decrease in conversion efficiency due to power consumption inside the cell accompanying an increase in the internal resistance of the solar cell is suppressed.

また、前記シリコンウェーハ中のBMD密度が5×10/cm以下のものであることが好ましい(請求項10)。
このように、シリコンウェーハ中のBMD密度が5×10/cm以下の太陽電池セルであれば、熱処理によりライフタイムが急激に低下することを防ぐことができ、変換効率も高水準に維持され、特性にバラツキが少なく経時的劣化も少ない太陽電池セルとすることができる。
The BMD density in the silicon wafer is preferably 5 × 10 8 / cm 3 or less.
Thus, if the BMD density in the silicon wafer is 5 × 10 8 / cm 3 or less, it is possible to prevent the lifetime from rapidly decreasing due to the heat treatment and to maintain the conversion efficiency at a high level. Thus, a solar battery cell with little variation in characteristics and little deterioration with time can be obtained.

また、前記シリコンウェーハは、Gaをドーパントとするp型シリコンウェーハであることが好ましい(請求項11)。
このように、シリコンウェーハが、BではなくGaをドーパントとする導電型がp型のウェーハであれば、ウェーハ中にBと酸素が存在することによるライフタイムの低下や光劣化も防止できる。
The silicon wafer is preferably a p-type silicon wafer having Ga as a dopant.
In this way, if the silicon wafer is a p-type wafer having Ga as a dopant instead of B, lifetime reduction and photodegradation due to the presence of B and oxygen in the wafer can be prevented.

この場合、Gaの濃度が3×1015〜5×1017atoms/cmであることが好ましい(請求項12)。
このように、Gaの濃度が3×1015atoms/cm以上であれば、抵抗率が5Ω・cm以下となり、太陽電池セルの内部抵抗の増加に伴うセル内部での電力消費による変換効率の低下が抑制されたものとすることができ、5×1017atoms/cm以下であれば、少数キャリアがGa原子に捕獲されるオージェ再結合現象によるライフタイムの低下が防止された太陽電池セルとできる。
In this case, the Ga concentration is preferably 3 × 10 15 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 (claim 12).
Thus, when the Ga concentration is 3 × 10 15 atoms / cm 3 or more, the resistivity is 5 Ω · cm or less, and the conversion efficiency due to the power consumption inside the cell accompanying the increase in the internal resistance of the solar battery cell. The solar cell in which the decrease in lifetime is prevented by the Auger recombination phenomenon in which minority carriers are captured by Ga atoms as long as the decrease can be suppressed and the number of carriers is 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less. And can.

また、前記シリコンウェーハは、直径が100mm以上のものであることが好ましい(請求項13)。
このように、直径が100mm以上のシリコンウェーハであれば、大面積の太陽電池セルを低製造コストで製造することができるため、さらなる太陽電池の性能向上と需要の増大を見込むことができる。特に近年需要が高まっている直径が200mmや300mm等の大口径シリコンウェーハとすることがより好適である。
The silicon wafer preferably has a diameter of 100 mm or more.
As described above, if the silicon wafer has a diameter of 100 mm or more, a large-area solar battery cell can be manufactured at a low manufacturing cost, so that further improvement in the performance of the solar battery and an increase in demand can be expected. In particular, it is more preferable to use a large-diameter silicon wafer having a diameter of 200 mm or 300 mm, for which demand has been increasing in recent years.

また、前記太陽電池セルは、面積が100cm以上のものであることが好ましい(請求項14)。
このように、太陽電池セルの面積が100cm以上であれば、1つの太陽電池セルが大面積であり、1つの太陽電池セルから大電流が得られるので、電力用として有効である。また、従来、大面積で高効率の太陽電池セルを得ることが困難であったが、本発明により、大面積の太陽電池の効率を向上させることができる。
The solar cell preferably has an area of 100 cm 2 or more.
Thus, if the area of the solar battery cell is 100 cm 2 or more, one solar battery cell has a large area, and a large current can be obtained from one solar battery cell, which is effective for electric power. Conventionally, it has been difficult to obtain a large-area and high-efficiency solar battery cell. However, according to the present invention, the efficiency of a large-area solar battery can be improved.

また、前記太陽電池セルは、変換効率が21.1%を超えるものであることが好ましい(請求項15)。
このように、同位体28Siの含有率が天然のシリコンの含有率を超える92.3%以上のシリコンウェーハから形成された太陽電池セルであれば、変換効率がより高く光劣化による変換効率の低下も少なく、また経時的劣化も少ない太陽電池セルとすることができ、その変換効率が21.1%を超えるものとすることができる。特に従来は太陽電池セルの面積が100cm以上で変換効率が21.1%を超えるものはほとんど実用化されていないが、本発明の太陽電池セルは、セル面積が100cm以上のものであっても、21.1%を超える変換効率を達成することができる。
Moreover, it is preferable that the conversion efficiency of the said photovoltaic cell exceeds 21.1% (Claim 15).
In this way, if the solar cell is formed from a silicon wafer of 92.3% or more in which the content of the isotope 28 Si exceeds the content of natural silicon, the conversion efficiency is higher and the conversion efficiency due to light degradation is higher. It can be set as a photovoltaic cell with little fall and deterioration with time, and the conversion efficiency can exceed 21.1%. In particular, conventional solar cells with an area of 100 cm 2 or more and conversion efficiency exceeding 21.1% have not been practically used, but the solar cells of the present invention have a cell area of 100 cm 2 or more. Even so, conversion efficiencies exceeding 21.1% can be achieved.

また、前記太陽電池セルは、宇宙用のものであることが好ましい(請求項16)。
本発明の太陽電池セルは、同位体28Siの含有率が92.3%以上のシリコンウェーハから形成されたものであり、純度が高いため、宇宙空間における電子線等の種々の放射線の影響が極めて小さく、従来の経時的劣化もほどんど見られない。従って、本発明の太陽電池セルは宇宙用に適したものである。
The solar battery cell is preferably for space use (claim 16).
The solar battery cell of the present invention is formed from a silicon wafer having a content of isotope 28 Si of 92.3% or more, and since it has high purity, it is affected by various radiations such as electron beams in outer space. It is extremely small, and hardly deteriorates over time. Therefore, the solar battery cell of the present invention is suitable for space use.

また、前記太陽電池セルは、光劣化による変換効率の低下が0.4%以下のものであることが好ましい(請求項17)。
このように、本発明の太陽電池セルは変換効率が高く、光劣化による変換効率の低下がほとんどなく、さらに、経時的劣化もほとんどないので、電力用等の用途に極めて有効な太陽電池セルとなる。
なお、ここで、光劣化による変換効率の低下とは、ソーラーシミュレータに用いられるハロゲンランプ等の定常光を30時間照射する前の変換効率から照射後の変換効率を引いたものであり、経時的劣化とはハロゲンランプ等の定常光を1000時間照射すると共に太陽電池セルの温度を100℃に保持する前の変換効率から照射後の変換効率を引いたものである。
Moreover, it is preferable that the said photovoltaic cell is a thing whose fall of the conversion efficiency by light degradation is 0.4% or less (Claim 17).
Thus, the solar cell of the present invention has high conversion efficiency, almost no decrease in conversion efficiency due to light degradation, and almost no deterioration over time. Become.
Here, the reduction in conversion efficiency due to light deterioration is the conversion efficiency before irradiation for 30 hours of stationary light such as a halogen lamp used in a solar simulator subtracted from the conversion efficiency after irradiation. Deterioration is the result of subtracting the conversion efficiency after irradiation from the conversion efficiency before irradiating stationary light such as a halogen lamp for 1000 hours and maintaining the temperature of the solar battery cell at 100 ° C.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明者らは、太陽電池セルを形成するシリコンウェーハに含まれるシリコン同位体28Siの含有率(自然界に存在する天然のシリコンは、28Siが92.23%、29Siが4.67%、30Siが3.10%の組成からなる)に注目し、格子間酸素およびウェーハバルク中の酸素析出物等の結晶欠陥、すなわちBMDが、Bと共存するしないにかかわらず、太陽電池セルの変換効率に影響を及ぼす可能性があることを発想し、鋭意研究した結果本発明に想到したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The present inventors have determined that the content of silicon isotope 28 Si contained in a silicon wafer forming a solar cell (natural silicon existing in the natural world is 92.23% for 28 Si and 4.67% for 29 Si. , 30 Si has a composition of 3.10%), and crystal defects such as interstitial oxygen and oxygen precipitates in the wafer bulk, that is, regardless of whether or not BMD coexists with B, The inventors have conceived that the conversion efficiency may be affected, and as a result of diligent research, have arrived at the present invention.

前述のように、CZ法で育成されたシリコン単結晶からスライス加工されたBドープのp型シリコンウェーハに形成された太陽電池セルにおいては、酸素とBの共存により変換効率の光劣化が生じる。これに対して、出願人は、p型のドーパントとしてBの代わりにGaを使用する方法を開示し、これによってBと酸素の影響によるライフタイムの低下を防止できるようになった。   As described above, in a solar battery cell formed on a B-doped p-type silicon wafer sliced from a silicon single crystal grown by the CZ method, photodegradation of conversion efficiency occurs due to the coexistence of oxygen and B. On the other hand, the applicant disclosed a method of using Ga instead of B as a p-type dopant, thereby preventing a decrease in lifetime due to the influence of B and oxygen.

しかし、Gaをドーパントとして、Bと酸素の影響を排除したにもかかわらず、製造される太陽電池セルによってはライフタイムが低下し、太陽電池セルの特性にバラツキが生じることがあった。また、このような特性のバラツキだけではなく、たとえGaドープのものであっても、より長期間の光照射をした場合には、特性が経時的に劣化していくという現象もみられた。このような現象は、太陽電池セルを製造する際の歩留まりの低下や、太陽電池モジュール全体としての変換効率の低下、長年の使用における不安定化を招き問題であった。   However, although the influence of B and oxygen was excluded using Ga as a dopant, the lifetime was lowered depending on the produced solar battery cell, and the characteristics of the solar battery cell were sometimes varied. Further, not only such variations in characteristics but also a phenomenon that even when Ga doped, the characteristics deteriorate over time when irradiated for a longer period of time. Such a phenomenon has been a problem due to a decrease in yield when manufacturing solar cells, a decrease in conversion efficiency of the entire solar cell module, and instability in use for many years.

本発明者らは、この現象はシリコンウェーハに含まれる同位体28Siの含有率に起因するものではないかと推測した。Gaについては、Ga濃度が高くなると少数キャリアがGaに近づく頻度が高くなり、Gaに捕獲されることによりライフタイムが低下する、いわゆるオージェ再結合現象が起こることが知られている。その一方で、酸素原子にはそのような効果は知られていないが、同位体28Siの含有率を高くすることでシリコン結晶が高純度化されて、他の同位体29Siや30Siのシリコン格子が形成する歪み場が少なくなり、その歪み場が少なくなることで酸素原子が析出物となるための析出核も少なくなり酸素析出量が減少することが考えられる。 The present inventors speculated that this phenomenon may be caused by the content of the isotope 28 Si contained in the silicon wafer. Regarding Ga, it is known that when the Ga concentration is increased, the frequency of minority carriers approaching Ga increases, and a so-called Auger recombination phenomenon occurs in which the lifetime is reduced by being trapped by Ga. On the other hand, such an effect is not known for oxygen atoms, but by increasing the content of isotope 28 Si, the silicon crystal is highly purified, and other isotopes 29 Si and 30 Si It is conceivable that the strain field formed by the silicon lattice is reduced, and by reducing the strain field, the number of precipitation nuclei for oxygen atoms to become precipitates is reduced and the amount of precipitated oxygen is reduced.

しかし、従来は、このような太陽電池セルが形成されるシリコンウェーハ中の同位体28Siの含有率に関しては全く考慮がなされていなかったため、太陽電池セルの特性のバラツキや長期間の使用における劣化があったものと考えられる。 However, conventionally, no consideration has been given to the content of the isotope 28 Si in the silicon wafer in which such a solar battery cell is formed. Therefore, variations in characteristics of the solar battery cell and deterioration over a long period of use are not considered. It is thought that there was.

一方、前述したように、近年、シリコン集積回路素子における急速な高集積化、高速動作化及び高電力化による素子自体の発熱が問題となっており、集積回路の発熱はキャリア移動度の低下による素子の低速化を招き、或は誤動作や破壊の原因になるため、発熱に対する対策は重要課題となっており、その解決策として28Siの含有率を高める技術が開示された。このような発熱の問題及びその解決策は、シリコン太陽電池には無関係のように思われたが、変換効率が高く、経時的劣化の少ない太陽電池にも応用できるのではないかと思量した。本発明はこのような基本思想に基づき、諸条件を検討の結果、完成したものである。 On the other hand, as described above, in recent years, heat generation of the element itself due to rapid high integration, high speed operation and high power in the silicon integrated circuit element has become a problem, and the heat generation of the integrated circuit is due to a decrease in carrier mobility. Measures against heat generation have become an important issue because it causes the device to slow down or cause malfunction or destruction, and a technique for increasing the content of 28 Si has been disclosed as a solution. Such a problem of heat generation and its solution seemed to be unrelated to silicon solar cells, but I thought that it could be applied to solar cells with high conversion efficiency and little deterioration over time. The present invention has been completed as a result of studying various conditions based on such a basic idea.

本発明に従い、同位体28Siの含有率が92.3%以上の多結晶シリコンを原料としてシリコン単結晶を育成し、該シリコン単結晶をスライスしてシリコンウェーハに加工し、ライフタイムの低下が抑制されたシリコンウェーハに太陽電池セルを形成することにより、特性にバラツキの少ない、且つ経時的劣化の少ない、より効率の高い太陽電池セルを製造することができる。 In accordance with the present invention, a silicon single crystal is grown using polycrystalline silicon having a content of isotope 28 Si of 92.3% or more as a raw material, and the silicon single crystal is sliced and processed into a silicon wafer. By forming solar cells on a suppressed silicon wafer, it is possible to manufacture more efficient solar cells with less variation in characteristics and less deterioration over time.

以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
同位体28Siの含有率が92.3%以上となる本発明のシリコン単結晶を育成するには、従来のガス拡散法等により製造された、少なくとも同位体28Siの含有率が92.3%以上の原料シリコン多結晶を石英製ルツボに収容、溶融し、シリコン融液に種結晶を接触させ、回転させながら引上げるという、従来CZ法で慣用されている方法を適用すればよい。尚、種結晶やルツボの内表面が、同位体28Siの含有率が92.3%以上のものからなるものを用いれば、28Siの含有率を安定して確実に高くできるので、より好適である。
また、このとき育成するシリコン単結晶の直径を100mm以上、特に直径200mmや300mm等とすれば、大口径のシリコンウェーハを得ることができるので、大面積の太陽電池セルを低製造コストで製造するのに適するものとできる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
In order to grow the silicon single crystal of the present invention in which the content of isotope 28 Si is 92.3% or more, the content of at least isotope 28 Si produced by a conventional gas diffusion method or the like is 92.3. A conventional method commonly used in the CZ method may be applied, in which more than% raw material silicon polycrystal is contained in a quartz crucible and melted, the seed crystal is brought into contact with the silicon melt, and pulled up while rotating. If the inner surface of the seed crystal or the crucible is composed of an isotope 28 Si content of 92.3% or more, the 28 Si content can be increased stably and more preferably. It is.
Further, if the diameter of the silicon single crystal grown at this time is 100 mm or more, particularly 200 mm or 300 mm, a large-diameter silicon wafer can be obtained, and thus a large area solar cell is manufactured at a low manufacturing cost. Can be suitable for

このとき、育成するシリコン単結晶中の初期格子間酸素濃度を16ppma以下にするのが好ましいが、酸素濃度の制御については、例えば、ルツボ回転数の減少、導入ガス流量の増加、雰囲気圧力の低下、シリコン融液の温度分布、および対流の調整等の従来の手段によって、簡単に上記の酸素濃度範囲とすることができる。また、10ppma程度あるいはそれ以下の酸素濃度で引き上げる場合には、磁場を印加して引き上げる、いわゆるMCZ法によれば、約7ppma程度まで酸素濃度を下げることができる。   At this time, it is preferable that the initial interstitial oxygen concentration in the silicon single crystal to be grown is 16 ppma or less. For the control of the oxygen concentration, for example, the crucible rotational speed is decreased, the introduced gas flow rate is increased, and the atmospheric pressure is decreased. The oxygen concentration range can be easily achieved by conventional means such as temperature distribution of silicon melt and adjustment of convection. When the oxygen concentration is raised to about 10 ppma or lower, the oxygen concentration can be lowered to about 7 ppma according to the so-called MCZ method in which the magnetic field is applied to raise the oxygen concentration.

次に、シリコン単結晶をワイヤーソーまたはバンドソーあるいは内周刃切断機等の切断機により所定の厚さにスライスし、表面の加工歪みをエッチング除去する等の加工を行い、太陽電池セルを形成するシリコンウェーハを得る。   Next, the silicon single crystal is sliced to a predetermined thickness with a cutting machine such as a wire saw, a band saw or an inner peripheral cutting machine, and processing such as etching removal of processing distortion on the surface is performed to form a solar cell. Obtain a silicon wafer.

シリコンウェーハを用いた一般的な太陽電池セルの作製プロセスとしては、主としてpn接合形成工程、電極形成工程、反射防止膜形成工程等があり、このようにして太陽電池セルが形成される。pn接合形成工程では、通常はp型のシリコンウェーハ表面にn型不純物を導入することによってpn接合が形成され、その際の不純物導入にはガス拡散法、固相拡散法、イオン注入法などが用いられ、数100℃から1000℃或いはそれ以上の温度の熱処理が行われる。また、電極形成工程は、蒸着法、メッキ法、印刷法などにより電極となる金属を形成する工程であり、数100℃程度の熱処理が加えられる。さらに、反射防止膜形成工程では、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やPVD(Physical Vapor Deposition)法等により堆積膜が形成され、その際にも数100℃〜800℃程度の熱処理が加えられる。   As a general solar cell manufacturing process using a silicon wafer, there are mainly a pn junction forming step, an electrode forming step, an antireflection film forming step, and the like, and the solar cell is thus formed. In the pn junction forming step, a pn junction is usually formed by introducing an n-type impurity into the surface of a p-type silicon wafer. For the impurity introduction at this time, a gas diffusion method, a solid phase diffusion method, an ion implantation method, or the like is used. The heat treatment is performed at a temperature of several hundred to 1000 ° C. or higher. The electrode forming step is a step of forming a metal to be an electrode by a vapor deposition method, a plating method, a printing method, or the like, and a heat treatment of about several hundred degrees C. is applied. Furthermore, in the antireflection film forming step, a deposited film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a PVD (Physical Vapor Deposition) method, or the like, and a heat treatment of about several hundred to 800 ° C. is also applied at that time.

こうして形成される太陽電池セルは、1つのセルの面積が100cm以上の大面積であれば、1つの太陽電池セルから大電流が得られるので、所望の電流を得るために必要なセル数が少なくなり、全体としての変換効率が高くなり、コストも下げられるので好ましい。 In the solar cell formed in this way, if the area of one cell is a large area of 100 cm 2 or more, a large current can be obtained from one solar cell, so the number of cells necessary to obtain a desired current is small. This is preferable because it reduces the number, increases the overall conversion efficiency, and reduces the cost.

また、上記シリコンウェーハにおいて、酸素析出物から形成されるBMDの密度が5×10/cm以下のものであることが好ましい。
ここで、シリコンウェーハに熱処理がなされることにより酸素析出物が形成されるためには、その熱処理温度において酸素が過飽和に存在していること、および、析出物が形成される核(析出核)となる微小な酸素析出物や金属不純物が存在していることが条件となる。
In the above silicon wafer, the density of BMD formed from oxygen precipitates is preferably 5 × 10 8 / cm 3 or less.
Here, in order for oxygen precipitates to be formed by heat treatment of the silicon wafer, oxygen is supersaturated at the heat treatment temperature and nuclei (precipitation nuclei) in which precipitates are formed. The presence of minute oxygen precipitates and metal impurities is a condition.

すなわち、どの様な熱処理条件を用いるかについては、種々の太陽電池セル固有の製造条件に依存する事項であり、熱処理条件によって初期酸素濃度と熱処理後のBMD密度の関係も異なる。従って、本発明である同位体28Siの含有率が92.3%以上のシリコンウェーハとすることにより、酸素析出自体が生じにくくなるが、各太陽電池セルの製造における熱処理条件を予め特定しておき、その熱処理後に存在するBMD密度と、太陽電池セルを作製する際に用いられるシリコンウェーハの初期酸素濃度との関係を実験的に求めれば、BMD密度5×10/cm以下のシリコンウェーハとするために必要な初期酸素濃度を確実に決定することができる。 That is, what heat treatment conditions are used depends on the manufacturing conditions unique to various solar cells, and the relationship between the initial oxygen concentration and the BMD density after the heat treatment varies depending on the heat treatment conditions. Therefore, by using a silicon wafer having an isotope 28 Si content of 92.3% or more according to the present invention, oxygen precipitation itself is less likely to occur, but the heat treatment conditions in the production of each solar cell are specified in advance. If the relationship between the BMD density existing after the heat treatment and the initial oxygen concentration of the silicon wafer used for producing the solar battery cell is experimentally determined, a silicon wafer having a BMD density of 5 × 10 8 / cm 3 or less Therefore, it is possible to reliably determine the initial oxygen concentration necessary for achieving the above.

析出核はas−grown状態のシリコンウェーハ中にも存在するが、650〜900℃程度の温度の熱処理により過飽和の酸素が微小な酸素析出物となることによっても形成される。このような析出核が成長し大きな酸素析出物となるためには、900〜1100℃の温度の熱処理が必要とされる。900℃以下の熱処理では酸素の拡散が遅いので成長するのに極めて長時間が必要とされ、大きな酸素析出物は生じにくく、1100℃を超える温度では析出核が再溶解して消滅するため析出物が形成されなくなる。   Precipitation nuclei are also present in an as-grown silicon wafer, but are also formed when supersaturated oxygen becomes minute oxygen precipitates by heat treatment at a temperature of about 650 to 900 ° C. In order for such precipitation nuclei to grow and become large oxygen precipitates, heat treatment at a temperature of 900 to 1100 ° C. is required. Heat treatment at 900 ° C. or lower requires a very long time for growth because oxygen diffusion is slow, and large oxygen precipitates are hard to be generated. Will not be formed.

従って、シリコンウェーハを用いて太陽電池セルを形成する熱処理が全て1100℃を超える工程であればBMD密度を極めて小さくすることができるが、実際には前記の通り主に1000℃以下の低温プロセスが用いられる。つまり、このようなプロセスで太陽電池セルが形成された段階ではあまり大きなサイズの酸素析出物は形成されてはいないものの、少なくとも析出核となる微小な酸素析出物が形成される温度での熱処理は加えられているため、このような析出核の発生がライフタイム低下の要因となる。   Therefore, the BMD density can be extremely reduced if all the heat treatments for forming solar cells using silicon wafers exceed 1100 ° C. However, in practice, as described above, low-temperature processes mainly under 1000 ° C. Used. In other words, at the stage where solar cells are formed by such a process, oxygen precipitates of a very large size are not formed, but at least the heat treatment at a temperature at which minute oxygen precipitates forming precipitation nuclei are formed. Therefore, the generation of such precipitation nuclei becomes a cause of lifetime reduction.

一方、太陽電池セルの形成熱処理温度として900〜1100℃程度の高温が採用されている場合には、酸素析出物のサイズが大きくなりライフタイムの低下も大きくなるので、本発明のように酸素析出を抑制し、BMD密度が5×10/cm以下である太陽電池セルによるライフタイムの低下を防止する効果は一層大きくなり、より効果的である。 On the other hand, when a high temperature of about 900 to 1100 ° C. is employed as the heat treatment temperature for forming the solar battery cell, the size of the oxygen precipitate increases and the lifetime decreases, so that the oxygen precipitation as in the present invention. Is suppressed, and the effect of preventing a decrease in lifetime due to the solar battery cell having a BMD density of 5 × 10 8 / cm 3 or less is further increased and more effective.

太陽電池セルが形成された後のBMD密度の測定は、OPP(Optical Precipitate Profiler)法や、ウェーハを劈開し、その劈開面を選択エッチングすることによって測定できる。BMDのサイズが小さい場合には、例えば、1000℃で16時間の熱処理を加えて、検出可能なサイズまで酸素析出物を成長させてから測定すればよい。   The measurement of the BMD density after the solar battery cell is formed can be measured by an OPP (Optical Precipitate Profiler) method or by cleaving the wafer and selectively etching the cleaved surface. When the size of the BMD is small, for example, heat treatment may be performed at 1000 ° C. for 16 hours to grow oxygen precipitates to a detectable size and then measure.

尚、OPP法とは、ノルマルスキータイプの微分干渉顕微鏡を応用したもので、まず、光源から出たレーザー光を偏光プリズムで2本の直交する90°位相が異なる直線偏光のビームに分離してウェーハ鏡面側から入射させる。この時1つのビームが欠陥を横切ると位相シフトが生じ、もう一つのビームとの位相差が生じる。この位相差をウェーハ裏面透過後に、偏光アナライザーにより検出することにより欠陥を検出するものである。   The OPP method applies a normal-sky type differential interference microscope. First, the laser beam emitted from the light source is separated into two linearly polarized beams with 90 ° phase orthogonal to each other by a polarizing prism. Incident from the mirror side of the wafer. At this time, when one beam crosses the defect, a phase shift occurs and a phase difference from the other beam occurs. A defect is detected by detecting this phase difference with a polarization analyzer after passing through the back surface of the wafer.

また、変換効率を高めるため、シリコンウェーハの抵抗率を0.1〜5Ω・cmとするのが好ましい。抵抗率が5Ω・cmよりも高い場合には、ウェーハの抵抗率が必要以上に高いので、太陽電池セルの内部抵抗により電力が消費され、変換効率が低下することがある。また、抵抗率が0.1Ω・cmよりも低い場合には、ウェーハの抵抗率が極端に低下するためウェーハ内部でオージェ再結合による少数キャリアのライフタイムの低下が発生することがあるからである。また、太陽電池セルの光劣化をさらに防止するため、シリコン単結晶ウェーハのp型ドーパントとして、Gaをドープすることが好ましい。このときのGa濃度は、前述の理由から、3×1015〜5×1017atoms/cm(抵抗率で5〜0.1Ω・cm)とすることが好ましい。 In order to increase the conversion efficiency, the resistivity of the silicon wafer is preferably 0.1 to 5 Ω · cm. When the resistivity is higher than 5 Ω · cm, the resistivity of the wafer is higher than necessary, so that power is consumed by the internal resistance of the solar battery cell, and conversion efficiency may be reduced. In addition, when the resistivity is lower than 0.1 Ω · cm, the resistivity of the wafer is extremely lowered, so that the lifetime of minority carriers may be reduced due to Auger recombination inside the wafer. . In order to further prevent photodegradation of the solar battery cell, it is preferable to dope Ga as a p-type dopant of the silicon single crystal wafer. The Ga concentration at this time is preferably 3 × 10 15 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 (resistivity is 5 to 0.1 Ω · cm) for the above-described reason.

Gaが添加された同位体28Siの含有率が92.3%以上のシリコン単結晶を製造するためには、28Siの含有率が92.3%以上の多単結晶シリコン原料をルツボ内に充填して溶融し、シリコン融液にGaをドーパントとして添加した後、シリコン融液に種結晶を接触させ、これを回転させながら引き上げればよい。この場合、ルツボ内の融液へのGaの添加は、予め高濃度のGaを添加したシリコン結晶を育成し、この高濃度Gaドープシリコン結晶を砕いて作製したドープ剤を、計算により適切な量だけシリコン融液に添加することにより正確な量のGaをドープし、所望の抵抗率とすることができる。尚、ルツボ内面、種結晶、高濃度Gaドープシリコンにおいても28Siの含有率が92.3%以上のものを用いることで、含有率をより安定させてシリコン単結晶が製造できる。 In order to produce a silicon single crystal having an isotope 28 Si content of 92.3% or more to which Ga is added, a poly-single crystal silicon raw material having a content of 28 Si of 92.3% or more is put in the crucible. After filling and melting, Ga is added to the silicon melt as a dopant, a seed crystal is brought into contact with the silicon melt, and it may be pulled up while rotating. In this case, the addition of Ga to the melt in the crucible is carried out by growing a silicon crystal to which a high concentration of Ga has been added in advance and crushing the high concentration Ga doped silicon crystal to obtain an appropriate amount of a dopant by calculation. Only by adding it to the silicon melt, an accurate amount of Ga can be doped to achieve a desired resistivity. In addition, even in the inner surface of the crucible, the seed crystal, and the high-concentration Ga-doped silicon, a silicon single crystal can be manufactured with a more stable content rate by using a 28 Si content rate of 92.3% or more.

そして、このようにして作製された太陽電池セルは、変換効率がより高く光劣化による変換効率の低下も少なく、また経時的劣化も少ない太陽電池セルとすることができ、その変換効率が21.1%を超えるものとすることができる。特に従来は、シリコンを用いた太陽電池セルであって面積が100cm以上で変換効率が21.1%を超えるものはほとんど実用化されていないが、本発明の太陽電池セルは、面積が100cm以上のものであっても、21.1%を超える変換効率を達成することができるし、さらに光劣化による変換効率の低下も0.4%以下のものとできるので、セルの寿命も長くなり、電力用等の用途に極めて有効である。
また、このように作製された太陽電池セルは、同位体28Siの含有率が92.3%以上のシリコンウェーハから形成されたものであるため、宇宙空間における種々の放射線の影響が極めて小さく、放射線による従来の経時的劣化もほどんど見られない。
And the solar cell produced in this way can be made into a solar cell with higher conversion efficiency, less decrease in conversion efficiency due to light deterioration, and less deterioration over time. It can be more than 1%. In particular, in the past, solar cells using silicon having an area of 100 cm 2 or more and conversion efficiency exceeding 21.1% have not been practically used, but the solar cell of the present invention has an area of 100 cm. Even if it is two or more, the conversion efficiency exceeding 21.1% can be achieved, and further, the reduction in conversion efficiency due to light deterioration can be made 0.4% or less, so the life of the cell is also long. Therefore, it is extremely effective for applications such as electric power.
In addition, since the solar cell thus produced is formed from a silicon wafer having a content of isotope 28 Si of 92.3% or more, the influence of various radiations in outer space is extremely small. There is almost no deterioration over time due to radiation.

以下に本発明の実施例及び比較例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1〜5)
実施例として、シリコン同位体28Siの含有率が98%の多結晶シリコン原料と、予め高濃度のGaを添加した同位体28Siの含有率が98%のシリコン結晶を育成してこれを砕いて作製したドープ剤とを、育成するシリコン結晶棒の肩部における抵抗率が1Ω・cmとなるように準備した。そして、結晶直径200mm、結晶方位<100>のGaを添加した28Siの含有率が98%のシリコン単結晶棒を、口径600mmの石英ルツボを用いて所定の初期酸素濃度となるように通常のCZ法により3本、また低酸素濃度にするためにMCZ法により2本引上げた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Examples 1-5)
As an example, crushed polycrystalline silicon material content of 98% of the silicon isotope 28 Si, the content of the previously high concentration isotopes 28 with the addition of Ga of Si this by growing 98% silicon crystal The prepared dopant was prepared so that the resistivity at the shoulder of the silicon crystal rod to be grown was 1 Ω · cm. Then, using a quartz crucible having a diameter of 600 mm, a silicon single crystal rod having a crystal diameter of 200 mm and 28 Si content added with Ga of crystal orientation <100> and having a content of 98% is set to a normal initial oxygen concentration. Three were pulled by the CZ method, and two were pulled by the MCZ method to obtain a low oxygen concentration.

(比較例1〜4)
比較例として、シリコン同位体28Siの含有率が天然のシリコンと同じ多結晶シリコン原料と、予め高濃度のGaを添加した同位体28Siの含有率が天然シリコンと同じシリコン結晶を育成してこれを砕いて作製したドープ剤とを、実施例と同様に、育成するシリコン結晶棒の肩部における抵抗率が1Ω・cmとなるように準備した。そして、実施例と同様に結晶直径200mm、結晶方位<100>のGaを添加した28Siの含有率が天然シリコンと同じシリコン単結晶棒を、口径600mmの石英ルツボを用いて所定の初期酸素濃度となるように通常のCZ法により3本、また低酸素濃度にするためにMCZ法により1本引上げた。
(Comparative Examples 1-4)
As a comparative example, the same polysilicon material content of the silicon isotope 28 Si is the native silicon, and the content of the previously high concentration isotopes 28 with the addition of Ga of Si is grown to the same silicon crystal with the natural silicon The dope prepared by crushing this was prepared so that the resistivity at the shoulder of the silicon crystal rod to be grown was 1 Ω · cm, as in the example. Then, similarly crystal diameter 200mm and example, a predetermined initial oxygen concentration using the same silicon single crystal ingot content and natural silicon 28 Si with the addition of Ga, a quartz crucible having a diameter of 600mm crystal orientation <100> In order to obtain a low oxygen concentration, three wires were pulled by the normal CZ method and one by the MCZ method.

これら引上げられた9本のシリコン単結晶棒を切断してブロック状態にし、そこから厚み2〜3mmのウェーハにスライスしてシリコンウェーハを得た。前処理条件としてスライスウェーハをHF:HNO=5%:95%の混酸で処理し、両面のスライス損傷層をエッチング除去した後、洗浄を行い、その後、ウェーハ表面にAM(Air Mass、エアマス)1.5の条件下で定常光を30時間照射した後で、HFにて表面の自然酸化膜を除去した。引き続き、ヨウ素、エタノール混合溶液を使ったケミカル・パッシベーション(CP)処理を施して、結晶表面のキャリア再結合を低減したものとした。ライフタイムをマイクロ波−PCD法(光導伝度減衰法)を用いて測定した後、実際に太陽電池セルを形成することなく、太陽電池セルの作製プロセスを仮定した熱処理として、800℃、30分(pn接合形成工程)+600℃、30分(電極形成工程)+700℃、60分(反射防止膜形成工程)の3段階の熱処理を加えた後に再度ライフタイムを測定し、さらにBMDを検出可能なサイズに成長させるために1000℃、16時間の熱処理を行い、OPP法によりBMD密度を測定した。結果を表1に示す。 These nine pulled silicon single crystal rods were cut into a block state, and sliced into a wafer having a thickness of 2 to 3 mm to obtain a silicon wafer. As pre-processing conditions, the slice wafer is treated with a mixed acid of HF: HNO 3 = 5%: 95%, and the slice damage layer on both sides is removed by etching and then cleaned, and then AM (Air Mass) is applied to the wafer surface. After irradiating stationary light for 30 hours under the condition of 1.5, the natural oxide film on the surface was removed with HF. Subsequently, chemical passivation (CP) treatment using a mixed solution of iodine and ethanol was performed to reduce carrier recombination on the crystal surface. After measuring the lifetime using the microwave-PCD method (optical conductivity attenuation method), 800 ° C., 30 minutes as a heat treatment assuming the manufacturing process of the solar cell without actually forming the solar cell. (Pn junction forming process) After three-step heat treatment of + 600 ° C., 30 minutes (electrode forming process) + 700 ° C., 60 minutes (antireflection film forming process), the lifetime can be measured again, and further BMD can be detected In order to grow to size, heat treatment was performed at 1000 ° C. for 16 hours, and the BMD density was measured by the OPP method. The results are shown in Table 1.

Figure 2005129602
Figure 2005129602

表1からわかるように、実施例1〜5のようにシリコン単結晶中のシリコン同位体28Siの含有率が98%の場合、シリコンウェーハが太陽電池セルを製造するための熱処理を受けたにもかかわらず、ライフタイムの低下は見られず、安定した特性を示していることを確認した。 As can be seen from Table 1, when the silicon isotope 28 Si content in the silicon single crystal was 98% as in Examples 1 to 5, the silicon wafer was subjected to a heat treatment for manufacturing a solar cell. Nevertheless, it was confirmed that the lifetime was not decreased and stable characteristics were exhibited.

一方、比較例1〜4のようにシリコン単結晶中のシリコン同位体28Siの含有率が天然のシリコンと同じ場合、本発明の実施例より酸素析出が生じ易いので、シリコンウェーハが太陽電池セルを製造するための熱処理を受けた後のライフタイムが低下し、特にBMD密度が5×108/cm3以下の比較例3及び4においても、ライフタイムが低下していることがわかる。 On the other hand, when the silicon isotope 28 Si content in the silicon single crystal is the same as that of natural silicon as in Comparative Examples 1 to 4, oxygen precipitation is more likely to occur than in the examples of the present invention. It can be seen that the lifetime after the heat treatment for producing is reduced, and particularly in Comparative Examples 3 and 4 where the BMD density is 5 × 10 8 / cm 3 or less, the lifetime is also reduced.

次に、上記で用いたシリコンウェーハの中から抵抗率の揃ったものを選んで、太陽電池セルとしては大型の、10cm×10cm角(セル面積100cm2)の太陽電池セルを作製し、その変換効率を測定した。太陽電池セルの変換効率の測定は、25℃に温度調節された測定台に太陽電池セルをのせ、ハロゲンランプを光源としたソーラーシュミレータでAMが1.5の条件下で定常光をセルに照射し、セルから取り出すことができた電圧と電流を測定して、太陽電池の変換効率を算出した。なお、ここでの変換効率とは、下式で定義された値である。
[変換効率]=[セル単位面積当たりから取り出すことができた電力]/[セル単位面積あたりに照射された光エネルギー]×100(%)
測定結果を表1に併記した。
Next, a silicon wafer having the same resistivity is selected from the silicon wafers used above, and a large 10 cm × 10 cm square (cell area 100 cm 2 ) solar cell is produced as a solar cell, and the conversion is performed. Efficiency was measured. The conversion efficiency of solar cells is measured by placing the solar cells on a measuring table whose temperature is adjusted to 25 ° C. and irradiating the cells with steady light under a condition of AM of 1.5 with a solar simulator using a halogen lamp as the light source. Then, the conversion efficiency of the solar cell was calculated by measuring the voltage and current that could be extracted from the cell. The conversion efficiency here is a value defined by the following equation.
[Conversion efficiency] = [Electric power extracted from per unit cell area] / [Light energy irradiated per unit cell area] × 100 (%)
The measurement results are also shown in Table 1.

表1に示したように、シリコンウェーハ中のシリコン同位体28Siの含有率が98%の場合(実施例1〜5)、変換効率は21.6〜22.6%と高い値を示しており、効率よく光エネルギーを電気エネルギーに変換していることがわかる。また、太陽電池セルに25℃30時間(光劣化調査用)及び100℃1000時間(経時的劣化調査用)以上光を照射した後の変換効率も殆ど変化することなく、初期値と同じ値を示し、安定した変換効率を示しており、光劣化も経時的劣化も生ずることなく変換効率の高い性能の安定した大型の太陽電池セルが得られることを確認した。シリコン同位体28Siの含有率が天然のシリコンより高いシリコン単結晶から製造された光劣化のない太陽電池は、電子線照射による劣化も少なく、宇宙用太陽電池として適していることが期待される。 As shown in Table 1, when the content of silicon isotope 28 Si in the silicon wafer is 98% (Examples 1 to 5), the conversion efficiency is as high as 21.6 to 22.6%. It can be seen that light energy is efficiently converted into electric energy. In addition, the conversion efficiency after irradiating the solar cell with light at 25 ° C. for 30 hours (for light degradation investigation) and 100 ° C. for 1000 hours (for time degradation investigation) is almost the same as the initial value without almost changing. The results show that the conversion efficiency is stable, and it is confirmed that a stable and large-sized solar cell with high conversion efficiency can be obtained without causing light deterioration and deterioration over time. A solar cell without photodegradation produced from a silicon single crystal having a silicon isotope 28 Si content higher than that of natural silicon is expected to be suitable as a space solar cell with little degradation due to electron beam irradiation. .

一方、シリコンウェーハ中のシリコン同位体28Siの含有率が天然シリコンと同じ場合(比較例1〜4)、太陽電池の変換効率は、光劣化前では本発明の実施例よりは若干低いものの20.1〜20.9%と比較的高い変換効率を示し、30時間の定常光照射による光劣化後も同程度の変換効率を示していたが、100時間といった長時間の定常光照射後は経時劣化により16.5〜19.2%に低下してしまい、安定して21%を超えるような変換効率を得ることができなかった。28Siの含有率が天然シリコンと同じとしたシリコンウェーハを用いた太陽電池では、たとえGaドープとしても、変換効率の高い性能を経時的に維持し、安定した太陽電池を造るのが難しいと考えられる。 On the other hand, when the silicon isotope 28 Si content in the silicon wafer is the same as that of natural silicon (Comparative Examples 1 to 4), the conversion efficiency of the solar cell is slightly lower than that of the example of the present invention before photodegradation. . Shows relatively high conversion efficiency of 1 to 20.9%, and the same conversion efficiency after light degradation due to 30 hours of steady light irradiation, but after a long time of steady light irradiation such as 100 hours, Due to the deterioration, it decreased to 16.5 to 19.2%, and conversion efficiency exceeding 21% could not be obtained stably. In a solar cell using a silicon wafer having the same Si content as 28 Si, it is difficult to produce a stable solar cell while maintaining high conversion efficiency over time, even with Ga doping. It is done.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

Claims (17)

シリコン単結晶から太陽電池セルを製造する方法であって、少なくとも、シリコン同位体28Siの含有率が92.3%以上の多結晶シリコンを原料としてシリコン単結晶を育成し、該シリコン単結晶をスライスしてシリコンウェーハに加工し、該シリコンウェーハに太陽電池セルを形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。 A method for producing a solar battery cell from a silicon single crystal, comprising growing at least a silicon single crystal from polycrystalline silicon having a silicon isotope 28 Si content of 92.3% or more as a raw material. A method of manufacturing a solar cell, comprising slicing and processing into a silicon wafer, and forming a solar cell on the silicon wafer. 前記シリコンウェーハの初期格子間酸素濃度を16ppma以下とすることを特徴とする請求項1に記載した太陽電池セルの製造方法。   2. The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein an initial interstitial oxygen concentration of the silicon wafer is 16 ppma or less. 前記シリコンウェーハの抵抗率を0.1〜5Ω・cmとすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した太陽電池セルの製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1 or 2, wherein the resistivity of the silicon wafer is 0.1 to 5 Ω · cm. 前記シリコンウェーハを、Gaをドーパントとするp型シリコンウェーハとすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載した太陽電池セルの製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon wafer is a p-type silicon wafer having Ga as a dopant. 前記Gaの濃度を3×1015〜5×1017atoms/cm3とすることを特徴とする請求項4に記載した太陽電池セルの製造方法。 5. The method for manufacturing a solar cell according to claim 4, wherein the Ga concentration is 3 × 10 15 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 . 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載した製造方法により製造された太陽電池セル。   A solar battery cell manufactured by the manufacturing method according to claim 1. シリコン単結晶ウェーハに形成された太陽電池セルであって、該シリコンウェーハは、シリコン同位体28Siの含有率が92.3%以上のものであることを特徴とする太陽電池セル。 A solar battery cell formed on a silicon single crystal wafer, wherein the silicon wafer has a silicon isotope 28 Si content of 92.3% or more. 前記シリコンウェーハは、初期格子間酸素濃度が16ppma以下のものであることを特徴とする請求項7に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to claim 7, wherein the silicon wafer has an initial interstitial oxygen concentration of 16 ppma or less. 前記シリコンウェーハは、抵抗率が0.1〜5Ω・cmのものであることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to claim 7 or 8, wherein the silicon wafer has a resistivity of 0.1 to 5 Ω · cm. 前記シリコンウェーハ中のBMD密度が5×108/cm3以下のものであることを特徴とする請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載した太陽電池セル。 10. The solar battery cell according to claim 7, wherein a BMD density in the silicon wafer is 5 × 10 8 / cm 3 or less. 11. 前記シリコンウェーハは、Gaをドーパントとするp型シリコンウェーハであることを特徴とする請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to any one of claims 7 to 10, wherein the silicon wafer is a p-type silicon wafer having Ga as a dopant. 前記Gaの濃度が3×1015〜5×1017atoms/cm3であることを特徴とする請求項11に記載した太陽電池セル。 The solar cell according to claim 11, wherein the Ga concentration is 3 × 10 15 to 5 × 10 17 atoms / cm 3 . 前記シリコンウェーハは、直径が100mm以上のものであることを特徴とする請求項7乃至請求項12のいずれか1項に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to any one of claims 7 to 12, wherein the silicon wafer has a diameter of 100 mm or more. 前記太陽電池セルは、面積が100cm2以上のものであることを特徴とする請求項7乃至請求項13のいずれか1項に記載した太陽電池セル。 The solar cell according to any one of claims 7 to 13, wherein the solar cell has an area of 100 cm 2 or more. 前記太陽電池セルは、変換効率が21.1%を超えるものであることを特徴とする請求項7乃至請求項14のいずれか1項に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to any one of claims 7 to 14, wherein the solar cell has a conversion efficiency exceeding 21.1%. 前記太陽電池セルは、宇宙用のものであることを特徴とする請求項7乃至請求項15のいずれか1項に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to any one of claims 7 to 15, wherein the solar cell is for space use. 前記太陽電池セルは、光劣化による変換効率の低下が0.4%以下のものであることを特徴とする請求項7乃至請求項16のいずれか1項に記載した太陽電池セル。   The solar cell according to any one of claims 7 to 16, wherein the solar cell has a decrease in conversion efficiency due to light degradation of 0.4% or less.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009057669A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing photoelectric conversion device
JP6254748B1 (en) * 2016-11-14 2017-12-27 信越化学工業株式会社 High photoelectric conversion efficiency solar cell manufacturing method and high photoelectric conversion efficiency solar cell

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009057669A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing photoelectric conversion device
US7964429B2 (en) 2007-11-01 2011-06-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing photoelectric conversion device
JP6254748B1 (en) * 2016-11-14 2017-12-27 信越化学工業株式会社 High photoelectric conversion efficiency solar cell manufacturing method and high photoelectric conversion efficiency solar cell

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