JP2009135338A - 太陽電池及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池及び太陽電池の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009135338A JP2009135338A JP2007311586A JP2007311586A JP2009135338A JP 2009135338 A JP2009135338 A JP 2009135338A JP 2007311586 A JP2007311586 A JP 2007311586A JP 2007311586 A JP2007311586 A JP 2007311586A JP 2009135338 A JP2009135338 A JP 2009135338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- light receiving
- receiving surface
- solar cell
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 76
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 129
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 14
- JBJWASZNUJCEKT-UHFFFAOYSA-M sodium;hydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-].[Na+] JBJWASZNUJCEKT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 48
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 40
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 17
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Polyethylene Terephthalate Polymers 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
- H01L31/02245—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
- H01L31/03762—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic System
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
- H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer or HIT® solar cells; solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
- H01L31/077—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type the devices comprising monocrystalline or polycrystalline materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
【課題】スルーホールの内壁面とスルーホール電極との間における短絡の発生を抑制した太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】スルーホールの内壁面を異方性エッチングする第1エッチング工程と、受光面を異方性エッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、高濃度NaOH液(約5重量%)を用い、第2エッチング工程では、低濃度NaOH液(約1.5重量%)を用いる。
【選択図】図5
【解決手段】スルーホールの内壁面を異方性エッチングする第1エッチング工程と、受光面を異方性エッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、高濃度NaOH液(約5重量%)を用い、第2エッチング工程では、低濃度NaOH液(約1.5重量%)を用いる。
【選択図】図5
Description
本発明は、スルーホール電極を備える太陽電池及び太陽電池の製造方法に関する。
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換することができるため、新しいエネルギー源として期待されている。
従来、太陽電池の受光面積の拡大を目的として、p側電極とn側電極の両方を基板の裏面側に設けたバックコンタクト型の太陽電池が提案されている(例えば、特許文献1)。
このような太陽電池は、基板の受光面から裏面まで貫通する複数のスルーホール(貫通孔)を有する。基板の受光面側で収集された光生成キャリアは、スルーホール内に設けられるスルーホール電極を介して太陽電池の裏面側に導かれる。スルーホールの内壁面とスルーホール電極との間で短絡が発生することを防止するために、スルーホールの内壁面には絶縁層が形成される。
特開平1−82570号公報
スルーホールはレーザ加工や機械的加工によって形成されるため、スルーホールの内壁面は損傷を受ける。太陽電池の出力特性を向上させるには、エッチング処理によりスルーホールの内壁面における損傷を除去することが好ましい。
ところで、太陽電池の出力特性を向上させることを目的として、通常、太陽電池の受光面には、凹凸構造、いわゆるテクスチャ構造が形成される。一般的に、このようなテクスチャ構造はエッチング処理によって形成される。従って、スルーホールを形成した後にテクスチャ構造を形成するためのエッチング処理を施すことにより、スルーホールの内壁面における損傷を同時に除去することが考えられる。
しかしながら、テクスチャ構造を形成するためのエッチング処理をスルーホール内壁面に施すと、スルーホール内壁面にも凹凸構造が形成されてしまう。このようなスルーホールの内壁面に絶縁層を形成すると、絶縁層の厚みは不均一に形成される。そのため、絶縁層の厚みが薄い部分では、スルーホールの内壁面とスルーホール電極との絶縁性を十分に図ることができないため、基板とスルーホール電極との間で短絡が発生し易かった。その結果、太陽電池の出力特性が低下するという問題があった。
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、基板とスルーホール電極との間において短絡が発生することを抑制できる太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴は、太陽電池に係り、受光面と、受光面の反対に設けられた裏面と、受光面から裏面まで貫通するスルーホールとを有する基板と、基板表面に設けられ、基板と半導体接合を形成する半導体領域と、スルーホール内に設けられ、導電性を有するスルーホール電極と、スルーホールの内壁面上に設けられ、絶縁性を有する絶縁層とを備え、基板の受光面には、テクスチャが形成され、スルーホール電極は、絶縁層によって基板と絶縁されており、スルーホールの内壁面の少なくとも一部は、基板の受光面よりも小さい算術平均粗さを有することを要旨とする。
このように、スルーホールの内壁には、受光面よりも小さい算術粗さを有する平坦面が形成されている。このような平坦面では、絶縁層を一様な厚みで形成することができる。従って、平坦面において、基板とスルーホール電極との間における短絡は抑制される。その結果、太陽電池の出力特性を向上することができる。
本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、基板は、単結晶シリコンを主成分として構成されており、受光面は、(100)の面方位を有し、平坦面は、(110)の面方位を有することを要旨とする。
本発明の第3の特徴は、本発明の第2の特徴において、スルーホールは、基板の平面視において、略四角形状に形成されることを要旨とする。
本発明の第4の特徴は、本発明の第1の特徴に係り、スルーホールの内壁面の略全域は、基板の受光面よりも小さい算術平均粗さを有することを要旨とする。
本発明の第5の特徴は、太陽電池の製造方法に係り、受光面と、受光面の反対に設けられた裏面とを有する基板に、受光面から裏面まで貫通するスルーホールを形成するスルーホール形成工程と、スルーホールの内壁面を第1エッチング液によってエッチングする第1エッチング工程と、基板の受光面を第2エッチング液によってエッチングする第2エッチング工程と、基板表面に半導体領域を形成する半導体領域形成工程と、スルーホールの内壁面上に絶縁性を有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、スルーホール内に導電性を有するスルーホール電極を形成する電極形成工程とを備え、第1エッチング液は、第2エッチング液よりも高いエッチング性を有することを要旨とする。
本発明の第6の特徴は、本発明の第5の特徴に係り、第2エッチング工程において、スルーホールを、耐エッチング性を有するマスクによって覆うことを要旨とする。
本発明の第7の特徴は、本発明の第5の特徴に係り、受光面は、(100)の面方位を有しており、スルーホール形成工程において、スルーホールの内壁面の少なくとも一部に、(110)の面方位を有する面を露出させることを要旨とする。
本発明によれば、基板とスルーホール電極との間において短絡が発生することを抑制できる太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供することができる。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
1.第1実施形態
(太陽電池モジュールの概略構成)
本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュール100の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュール100の構成を示す側面図である。
(太陽電池モジュールの概略構成)
本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュール100の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る太陽電池モジュール100の構成を示す側面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池1と、受光面側保護材2と、裏面側保護材3と、封止材4と、配線材5とを備える。太陽電池モジュール100は、受光面側保護材2と裏面側保護材3との間に、複数の太陽電池1を封止材4によって封止することにより構成される。
複数の太陽電池1は、配列方向に沿って配列される。複数の太陽電池1は、配線材5によって互いに電気的に接続される。太陽電池1は、太陽光が入射する受光面(図面中の上面)と、受光面の反対側に設けられた裏面(図面中の下面)とを有する。受光面と裏面とは、太陽電池1の主面である。太陽電池1の構成については後述する。
配線材5は、太陽電池1の裏面上に配設されており、一の太陽電池1と一の太陽電池1に隣接する他の太陽電池1とを電気的に接続する。このように、本実施形態にかかる太陽電池モジュール100は、いわゆるバックコンタクト型の太陽電池モジュールである。配線材5としては、薄板状、線状或いは縒り線状に成形された銅等の導電材を用いることができる。なお、配線材5の表面には、半田がメッキされていてもよい。
受光面側保護材2は、封止材4の受光面側に配置され、太陽電池モジュール100の表面を保護する。受光面側保護材2としては、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。
裏面側保護材3は、封止材4の裏面側に配置され、太陽電池モジュール100の背面を保護する。裏面側保護材3としては、PET(Polyethylene Terephthalate)等の樹脂フィルム、Al箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルム等を用いることができる。
封止材4は、受光面側保護材2と裏面側保護材3との間において、複数の太陽電池1を封止する。封止材4としては、EVA、EEA、PVB、シリコン、ウレタン、アクリル、エポキシ等の透光性を有する樹脂を用いることができる。
なお、以上のような構成を有する太陽電池モジュール100の外周には、Alフレーム(不図示)を取り付けることができる。
(太陽電池の構成)
次に、太陽電池1の構成について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、太陽電池1を受光面側から見た平面図である。図3は、太陽電池1を裏面側から見た平面図である。
次に、太陽電池1の構成について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、太陽電池1を受光面側から見た平面図である。図3は、太陽電池1を裏面側から見た平面図である。
太陽電池1は、図2に示すように、光電変換部10と、受光面側集電電極24と、スルーホール電極20とを備える。
光電変換部10は、光が入射する受光面と、受光面の反対側に設けられた裏面とを有する。光電変換部10は、受光面に光が入射することにより光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、太陽光が光電変換部10に吸収されることにより生成される正孔と電子をいう。
本実施形態に係る光電変換部10は、後述するように、単結晶シリコン基板(基板)と非晶質シリコン層(半導体領域)との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み込んだ構造、いわゆるHIT構造を有する。
受光面側集電電極24は、光電変換部10によって生成された光生成キャリアを収集する電極である。受光面側集電電極24は、図2に示すように、光電変換部10の受光面上の略全域に渡って複数本形成される。受光面側集電電極24は、例えば、熱硬化型の導電性ペーストを用いて印刷法等により形成することができる。なお、受光面側集電電極24の本数及び形状は、光電変換部10の大きさなどを考慮して設定される。
スルーホール電極20は、光電変換部10の受光面上において、受光面側集電電極24と電気的に接続される。受光面側集電電極24によって光電変換部10から収集された光生成キャリアは、スルーホール電極20によって収集される。スルーホール電極20は、光電変換部10が有する単結晶シリコン基板の受光面から裏面まで貫通するスルーホール内(図2において不図示、図4参照)に設けられる。従って、受光面側集電電極24によって収集された光生成キャリアは、スルーホール電極20を介して光電変換部10の裏面側に導かれる。なお、本実施形態において、光電変換部10は、10個のスルーホール電極20を有する。スルーホール電極20は、配列方向に沿って5個ずつ並べて設けられる。スルーホール電極20は、受光面側集電電極24と同様の導電性材料により形成することができる。なお、スルーホール電極20の数は、スルーホール電極20に接続される受光面側集電電極24の本数や、使用する導電性材料の比抵抗などを考慮して設定される。
太陽電池1は、図3に示すように、受光面側バスバー電極25及び裏面側集電電極30をさらに備える。
受光面側バスバー電極25は、光電変換部10の裏面上において、スルーホール電極20から光生成キャリアを収集する電極である。受光面側バスバー電極25は、図3に示すように、配列方向に沿ってライン状に形成される。受光面側バスバー電極25は、後述する絶縁層17によって、光電変換部10の裏面側や裏面側集電電極30から絶縁される。受光面側バスバー電極25は、受光面側集電電極24と同様の材料を用いて形成することができる。
裏面側集電電極30は、受光面側バスバー電極25が収集する光生成キャリアとは異なる極性の光生成キャリアを光電変換部10から収集する。裏面側集電電極30は、光電変換部10の裏面のうち受光面側バスバー電極25が形成される領域以外の領域に形成される。ただし、本発明は、光電変換部10の裏面上に形成される集電電極の形状等を限定するものではない。
ここで、図3に示すように、配線材5は、一の太陽電池1の受光面側バスバー電極25上と、一の太陽電池1に隣接する他の太陽電池1の裏面側集電電極30上とに電気的に接続される。具体的に、配線材5の一端部は、受光面側バスバー電極25上において配列方向に沿って配設される。配線材5の他端部は、裏面側集電電極30の配列方向における端部上に配設される。これにより、太陽電池1どうしは電気的に接続される。
(光電変換部の構成)
次に、太陽電池1の光電変換部10の詳細な構成について図4を参照しながら説明する。図4は、図2のA−A切断面における拡大断面図である。
次に、太陽電池1の光電変換部10の詳細な構成について図4を参照しながら説明する。図4は、図2のA−A切断面における拡大断面図である。
光電変換部10は、n型単結晶シリコン基板11、i型非晶質シリコン層12、n型非晶質シリコン層13、i型非晶質シリコン層14、p型非晶質シリコン層15、裏面側透明導電膜16、絶縁層17及び受光面側透明導電膜18を備える。
n型単結晶シリコン基板11は、単結晶シリコンを主成分として構成されており、約200μmの厚みを有する。n型単結晶シリコン基板11は、受光面と、受光面の反対に設けられた裏面と、受光面から裏面まで貫通するスルーホールとを有する。図4に示すように、スルーホール内には、スルーホール電極20が設けられる。また、n型単結晶シリコン基板11の受光面及び裏面には、微細なテクスチャ構造(ピラミッド状の凹凸構造)が形成される。テクスチャは、数μm〜数十μmの高さを有する。
i型非晶質シリコン層12は、n型単結晶シリコン基板11の裏面に形成される。i型非晶質シリコン層12は、約5nmの厚みを有し、実質的に真性である。
n型非晶質シリコン層13は、CVD法によりi型非晶質シリコン層12の裏面上に形成される。n型非晶質シリコン層13は、約5nmの厚みを有する。n型単結晶シリコン基板11、i型非晶質シリコン層12及びn型非晶質シリコン層13によって、いわゆるBSF構造が形成される。
i型非晶質シリコン層14は、n型単結晶シリコン基板11の受光面に形成される。i型非晶質シリコン層14は、約5nmの厚みを有し、実質的に真性である。
p型非晶質シリコン層15は、CVD法によりi型非晶質シリコン層14の受光面上に形成される。p型非晶質シリコン層15は、約5nmの厚みを有する。n型単結晶シリコン基板11、i型非晶質シリコン層14及びp型非晶質シリコン層15とによって、電界を生成する半導体接合が形成される。
裏面側透明導電膜16は、スパッタ法或いは蒸着法等のPVD法により、n型非晶質シリコン層13の裏面上に形成される。裏面側透明導電膜16は、In,Zn,Sn,Ti,W等の酸化物によって形成することができる。
絶縁層17は、n型単結晶シリコン基板11に形成されたスルーホールの内壁面上から裏面上に跨って設けられる。絶縁層17は、n型単結晶シリコン基板11、i型非晶質シリコン層12、n型非晶質シリコン層13及び裏面側透明導電膜16をスルーホール電極20から絶縁する。また、絶縁層17は、受光面側バスバー電極25と裏面側集電電極30とを絶縁する。絶縁層17は、例えば、SiNによって形成することができる。
受光面側透明導電膜18は、スパッタ法或いは蒸着法等のPVD法により、p型非晶質シリコン層15の受光面上に形成される。受光面側透明導電膜18は、裏面側透明導電膜16と同様の材料によって形成することができる。
(基板の構成)
次に、n型単結晶シリコン基板11の構成について、図5を参照しながら説明する。図5は、本実施形態にかかるn型単結晶シリコン基板11を受光面側から見た斜視図である。
次に、n型単結晶シリコン基板11の構成について、図5を参照しながら説明する。図5は、本実施形態にかかるn型単結晶シリコン基板11を受光面側から見た斜視図である。
n型単結晶シリコン基板11の受光面及び裏面には、テクスチャ構造が形成される(受光面のみ図示)。テクスチャ構造は、受光面に垂直な方向において、数μm〜数十μmの高さを有する。
また、n型単結晶シリコン基板11には、受光面から裏面まで貫通するスルーホールが形成される。スルーホールは、n型単結晶シリコン基板11の平面視において、円形状に形成される。
ここで、スルーホールの内壁面は、一様に平坦な平坦面Aによって形成される。なお、平坦面Aには、受光面に形成されたテクスチャ構造よりも小さく且つなだらかな凹凸構造(不図示)が形成されている。このような凹凸構造は、受光面のテクスチャ構造の1/10程度の高さ(0.数μm〜数μm)を有する。
従って、スルーホールの内壁面を形成する平坦面Aにおける算術平均粗さ(Ra)は、受光面における算術平均粗さ(Ra)よりも小さい。なお、この算術平均粗さ(Ra)は、日本工業規格(JIS B 0601−1994)により規定されている。
(太陽電池の製造方法)
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法について説明する。
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法について説明する。
(1)スルーホール形成工程
まず、レーザ加工、又は、ドリルやサンドブラスト等を用いた機械的加工によって、n型単結晶シリコン基板11の受光面から裏面まで貫通する円形のスルーホールを形成する。レーザ加工には、例えば、YAGレーザを用いることができる。
まず、レーザ加工、又は、ドリルやサンドブラスト等を用いた機械的加工によって、n型単結晶シリコン基板11の受光面から裏面まで貫通する円形のスルーホールを形成する。レーザ加工には、例えば、YAGレーザを用いることができる。
(2)粗エッチング処理工程(第1エッチング工程)
次に、n型単結晶シリコン基板11の表面(受光面と裏面を含む)とスルーホールの内壁面とに粗エッチング処理を施す。本実施形態に係る粗エッチング処理は、異方性エッチング処理である。このような異方性エッチング処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の高濃度NaOH水溶液(約5重量%)中に約10分間浸すことにより行われる。
次に、n型単結晶シリコン基板11の表面(受光面と裏面を含む)とスルーホールの内壁面とに粗エッチング処理を施す。本実施形態に係る粗エッチング処理は、異方性エッチング処理である。このような異方性エッチング処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の高濃度NaOH水溶液(約5重量%)中に約10分間浸すことにより行われる。
粗エッチング処理により、n型単結晶シリコン基板11の表面とスルーホールの内壁面とに形成された加工歪は除去される。また、スルーホールの内壁面には、なだらかな凹凸構造を有する平坦面Aが形成される。このような凹凸構造は、0.数μm〜数μmの高さを有する。
(3)テクスチャ処理工程(第2エッチング工程)
次に、耐エッチング性を有するフォトレジストマスクによってスルーホールを覆う。続いて、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ処理を施す。テクスチャ処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の低濃度NaOH水溶液(約1.5重量%)中に約30分間浸すことにより行われる異方性エッチング処理である。
次に、耐エッチング性を有するフォトレジストマスクによってスルーホールを覆う。続いて、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ処理を施す。テクスチャ処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の低濃度NaOH水溶液(約1.5重量%)中に約30分間浸すことにより行われる異方性エッチング処理である。
このような異方性エッチング処理により、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ構造が形成される。テクスチャ構造は、受光面に垂直な方向において、数μm〜数十μmの高さを有する。
(4)半導体領域形成工程
次に、スルーホールの内壁面を覆うフォトレジストマスクを除去した後、n型単結晶シリコン基板11の裏面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより、i型非晶質シリコン層12とn型非晶質シリコン層13とを順に形成する。続いて、n型単結晶シリコン基板11の受光面に、CVD法を用いることにより、i型非晶質シリコン層14とp型非晶質シリコン層15とを順に形成する。
次に、スルーホールの内壁面を覆うフォトレジストマスクを除去した後、n型単結晶シリコン基板11の裏面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより、i型非晶質シリコン層12とn型非晶質シリコン層13とを順に形成する。続いて、n型単結晶シリコン基板11の受光面に、CVD法を用いることにより、i型非晶質シリコン層14とp型非晶質シリコン層15とを順に形成する。
(5)透明導電膜及び絶縁層形成工程
次に、スルーホールの裏面側開口部とその周囲を覆うマスクを施し、n型非晶質シリコン層13上に裏面側透明導電膜16を形成する。透明導電膜の製膜方法としては、一般的に、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法を用いることができる。
次に、スルーホールの裏面側開口部とその周囲を覆うマスクを施し、n型非晶質シリコン層13上に裏面側透明導電膜16を形成する。透明導電膜の製膜方法としては、一般的に、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法を用いることができる。
次に、スルーホールの裏面側開口部の周囲にマスクを施す。続いて、CVD法によりSiO、SiNなどを用いてスルーホール内に絶縁層17を形成する。これと同時に、裏面上で配列方向に沿って延びるように絶縁層17を形成する。次に、受光面側透明導電膜18をp型非晶質シリコン層15上に形成する。
(6)電極形成工程
次に、受光面側透明導電膜18上に受光面側集電電極24を形成し、裏面側透明導電膜16上に裏面側集電電極30を形成する。続いて、スルーホール内にスルーホール電極20を充填する。受光面側集電電極24、裏面側集電電極30及びスルーホール電極20は、例えば、熱硬化型の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタ法などの真空蒸着により形成することができる。なお、スルーホール電極20は、絶縁層17によってスルーホールの内壁面と絶縁される。
次に、受光面側透明導電膜18上に受光面側集電電極24を形成し、裏面側透明導電膜16上に裏面側集電電極30を形成する。続いて、スルーホール内にスルーホール電極20を充填する。受光面側集電電極24、裏面側集電電極30及びスルーホール電極20は、例えば、熱硬化型の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタ法などの真空蒸着により形成することができる。なお、スルーホール電極20は、絶縁層17によってスルーホールの内壁面と絶縁される。
次に、絶縁層17及びスルーホール電極20上に受光面側バスバー電極25を形成する。受光面側バスバー電極25は、上述の受光面側集電電極24と同様の手法で形成することができる。なお、受光面側バスバー電極25は、絶縁層17によって裏面側と絶縁される。
(作用及び効果)
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法は、スルーホールの内壁面を異方性エッチングする第1エッチング工程と、受光面を異方性エッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、高濃度NaOH液(5重量%)を用い、第2エッチング工程では、低濃度NaOH液(1.5重量%)を用いる。
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法は、スルーホールの内壁面を異方性エッチングする第1エッチング工程と、受光面を異方性エッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、高濃度NaOH液(5重量%)を用い、第2エッチング工程では、低濃度NaOH液(1.5重量%)を用いる。
このように、本実施形態に係る太陽電池1の製造方法によれば、スルーホールの内壁面と受光面とのそれぞれに、異なる条件によってエッチング処理を施すことができる。そのため、スルーホールの内壁面と受光面とのそれぞれに適したエッチング処理を行うことができる。
具体的には、第1エッチング工程では、エッチング液の濃度を比較的高くすることによりエッチング速度を速めているため、過エッチング状態が生成される。その結果、スルーホールの内壁面には、0.数μm〜数μmの高さを有する、なだらかな凹凸構造が形成される。一方、第2エッチング工程では、数μm〜数十μmの高さを有する、太陽電池に適したテクスチャ構造が形成される。
特に、本実施形態では、第2エッチング工程において、耐エッチング性を有するマスクによってスルーホールを覆っている。従って、第2エッチング工程において、スルーホールの内壁面に凹凸構造が形成されることを回避することができる。
以上より、スルーホールの内壁には、受光面よりも小さい算術粗さを有する平坦面Aが形成される。このような平坦面Aでは、絶縁層17を一様な厚みで形成することができる。従って、平坦面Aにおいて、n型単結晶シリコン基板11とスルーホール電極20との間における短絡は抑制される。その結果、太陽電池1の出力特性を向上することができる。2.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態と上記第1実施形態との相違点は、スルーホールの内壁面に(110)の面方位を有する平坦面を露出させる点である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態と上記第1実施形態との相違点は、スルーホールの内壁面に(110)の面方位を有する平坦面を露出させる点である。
本実施形態において、太陽電池モジュール及び太陽電池の概略構成は上記実施形態1と同様であるため、以下、上記第1実施形態との相違点について主に説明する。
(基板の構成)
n型単結晶シリコン基板11の構成について、図6を参照しながら説明する。図6は、本実施形態にかかるn型単結晶シリコン基板11を受光面側から見た斜視図である。
n型単結晶シリコン基板11の構成について、図6を参照しながら説明する。図6は、本実施形態にかかるn型単結晶シリコン基板11を受光面側から見た斜視図である。
n型単結晶シリコン基板11の受光面は(100)の面方位を有する。図6に示すように、n型単結晶シリコン基板11の受光面には、テクスチャ構造が形成される。テクスチャ構造は、受光面に垂直な方向において、規則正しく数μm〜数十μmの高さを有する。
また、n型単結晶シリコン基板11には、受光面から裏面まで貫通するスルーホールが形成される。スルーホールは、n型単結晶シリコン基板11の平面視において、略四角形状に形成される。
ここで、図6に示すように、スルーホールの内壁面は、4つの平坦面B(1つの平坦面Bは不図示)によって形成される。平坦面Bには、受光面に形成されたテクスチャ構造よりも小さく且つなだらかな凹凸構造(不図示)が形成されている。このような凹凸構造は、受光面のテクスチャ構造の1/10程度の高さ(0.数μm〜数μm)を有する。従って、スルーホールの内壁面を形成する平坦面Bにおける算術平均粗さ(Ra)は、受光面における算術平均粗さ(Ra)よりも小さい。
(太陽電池の製造方法)
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法について説明する。
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法について説明する。
(1)スルーホール形成工程
まず、受光面の面方位を(100)としたn型単結晶シリコン基板11を準備する。次に、レーザ加工、又は、ドリルやサンドブラスト等を用いた機械的加工によって、n型単結晶シリコン基板11の受光面から裏面まで貫通する略四角形状のスルーホールを形成する。この際、スルーホールの内壁面に(110)の面方位を有する4つの平坦面Bを露出させる。なお、レーザ加工には、例えば、YAGレーザを用いることができる。
なお、スルーホールは、平面視において、真四角形状に形成されることが好ましい。このような真四角形状のスルーホールは、照射範囲を絞ったレーザ加工により、又は、微細加工が可能なUVレーザを用いることにより形成することができる。
まず、受光面の面方位を(100)としたn型単結晶シリコン基板11を準備する。次に、レーザ加工、又は、ドリルやサンドブラスト等を用いた機械的加工によって、n型単結晶シリコン基板11の受光面から裏面まで貫通する略四角形状のスルーホールを形成する。この際、スルーホールの内壁面に(110)の面方位を有する4つの平坦面Bを露出させる。なお、レーザ加工には、例えば、YAGレーザを用いることができる。
なお、スルーホールは、平面視において、真四角形状に形成されることが好ましい。このような真四角形状のスルーホールは、照射範囲を絞ったレーザ加工により、又は、微細加工が可能なUVレーザを用いることにより形成することができる。
(2)粗エッチング処理工程(第1エッチング工程)
次に、n型単結晶シリコン基板11の表面(受光面と裏面を含む)とスルーホールの内壁面とに粗エッチング処理を施す。本実施形態に係る粗エッチング処理は、異方性エッチング処理である。このような異方性エッチング処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の高濃度NaOH水溶液(約5重量%)中に約10分間浸すことにより行われる。
次に、n型単結晶シリコン基板11の表面(受光面と裏面を含む)とスルーホールの内壁面とに粗エッチング処理を施す。本実施形態に係る粗エッチング処理は、異方性エッチング処理である。このような異方性エッチング処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の高濃度NaOH水溶液(約5重量%)中に約10分間浸すことにより行われる。
粗エッチング処理により、n型単結晶シリコン基板11の表面とスルーホールの内壁面とに形成された加工歪は除去される。また、(110)の面方位を有する4つの平坦面Bには、なだらかな凹凸構造が形成される。このような凹凸構造は、0.数μm〜数μmの高さを有する。
(3)テクスチャ処理工程(第2エッチング工程)
次に、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ処理を施す。テクスチャ処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の低濃度NaOH水溶液(約1.5重量%)中に約30分間浸すことにより行われる異方性エッチング処理である。
次に、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ処理を施す。テクスチャ処理は、n型単結晶シリコン基板11を、例えば、約85℃の低濃度NaOH水溶液(約1.5重量%)中に約30分間浸すことにより行われる異方性エッチング処理である。
このような異方性エッチング処理により、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ構造が形成される。テクスチャ構造は、受光面に垂直な方向において、数μm〜数十μmの高さを有する。
ここで、本実施形態では、スルーホールの内壁面をフォトレジストマスクによって覆っていないが、平坦面Bは(110)の面方位を有する。そのため、(110)の面方位を有する平坦面Bは、(100)の面方位を有する受光面よりもエッチング速度が遅いため、平坦面Bには凹凸構造が形成されにくい。従って、平坦面Bには、上述のなだらかな凹凸構造が維持される。
(4)半導体領域形成工程
次に、n型単結晶シリコン基板11の裏面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより、i型非晶質シリコン層12とn型非晶質シリコン層13とを順に形成する。続いて、n型単結晶シリコン基板11の受光面に、CVD法を用いることにより、i型非晶質シリコン層14とp型非晶質シリコン層15とを順に形成する。
次に、n型単結晶シリコン基板11の裏面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより、i型非晶質シリコン層12とn型非晶質シリコン層13とを順に形成する。続いて、n型単結晶シリコン基板11の受光面に、CVD法を用いることにより、i型非晶質シリコン層14とp型非晶質シリコン層15とを順に形成する。
(5)透明導電膜及び絶縁層形成工程
次に、スルーホールの裏面側開口部とその周囲を覆うマスクを施し、n型非晶質シリコン層13上に裏面側透明導電膜16を形成する。透明導電膜の製膜方法としては、一般的に、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法を用いることができる。
次に、スルーホールの裏面側開口部とその周囲を覆うマスクを施し、n型非晶質シリコン層13上に裏面側透明導電膜16を形成する。透明導電膜の製膜方法としては、一般的に、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法を用いることができる。
次に、スルーホールの裏面側開口部の周囲にマスクを施し、配列方向に沿って延びるようにスルーホール内に絶縁層17を形成する。絶縁層17は、CVD法によりSiO、SiNなどを用いて形成することができる。次に、受光面側透明導電膜18をp型非晶質シリコン層15上に形成する。
(6)電極形成工程
次に、受光面側透明導電膜18上に受光面側集電電極24を形成し、裏面側透明導電膜16上に裏面側集電電極30を形成する。続いて、スルーホール内にスルーホール電極20を充填する。受光面側集電電極24、裏面側集電電極30及びスルーホール電極20は、例えば、熱硬化型の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタ法などの真空蒸着法により形成することができる。なお、スルーホール電極20は、絶縁層17によってスルーホールの内壁面と絶縁される。
次に、受光面側透明導電膜18上に受光面側集電電極24を形成し、裏面側透明導電膜16上に裏面側集電電極30を形成する。続いて、スルーホール内にスルーホール電極20を充填する。受光面側集電電極24、裏面側集電電極30及びスルーホール電極20は、例えば、熱硬化型の導電性ペーストを用いたスクリーン印刷法、蒸着法、スパッタ法などの真空蒸着法により形成することができる。なお、スルーホール電極20は、絶縁層17によってスルーホールの内壁面と絶縁される。
次に、絶縁層17及びスルーホール電極20上に受光面側バスバー電極25を形成する。受光面側バスバー電極25は、上述の受光面側集電電極24と同様の手法で形成することができる。
(作用及び効果)
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法は、スルーホールの内壁面をエッチングする第1エッチング工程と、受光面をエッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、高濃度NaOH液(5重量%)を用い、第2エッチング工程では、低濃度エッチング液(1.5重量%)を用いる。
本実施形態に係る太陽電池1の製造方法は、スルーホールの内壁面をエッチングする第1エッチング工程と、受光面をエッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、高濃度NaOH液(5重量%)を用い、第2エッチング工程では、低濃度エッチング液(1.5重量%)を用いる。
具体的には、第1エッチング工程では、エッチング液の濃度を比較的高くすることによりエッチング速度を速めているため、過エッチング状態が生成される。その結果、スルーホールの内壁面には、0.数μm〜数μmの高さを有する、なだらかな凹凸構造が形成される。一方、第2エッチング工程では、数μm〜数十μmの高さを有する、太陽電池に適したテクスチャ構造が形成される。
特に、本実施形態では、受光面は(100)の面方位を有しており、スルーホールの内壁面には、(110)の面方位を有する4つの平坦面Bを露出させている。(110)の面方位を有する平坦面Bは、(100)の面方位を有する受光面よりもエッチング速度が遅い。従って、第2エッチング工程において、スルーホールの内壁面に凹凸構造が形成されることを抑制することができる。
以上より、スルーホールの内壁には、受光面よりも小さい算術粗さを有する平坦面Bが形成される。このような平坦面Bでは、絶縁層17を一様な厚みで形成することができる。従って、平坦面Bにおいて、n型単結晶シリコン基板11とスルーホール電極20との間における短絡は抑制される。その結果、太陽電池1の出力特性を向上することができる。
3.第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態と上記第1実施形態の相違点は、多結晶シリコンを主成分として構成される半導体基板を用いる点である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態と上記第1実施形態の相違点は、多結晶シリコンを主成分として構成される半導体基板を用いる点である。
本実施形態において、太陽電池モジュール及び太陽電池の概略構成は上記実施形態1と同様である。そのため、以下、上記第1実施形態との相違点について主に説明する。
(光電変換部の構成)
本実施形態に係る太陽電池1aが有する光電変換部50の詳細な構成について図7を参照しながら説明する。図7は、本実施形態に係る太陽電池1aの拡大断面図である。
本実施形態に係る太陽電池1aが有する光電変換部50の詳細な構成について図7を参照しながら説明する。図7は、本実施形態に係る太陽電池1aの拡大断面図である。
光電変換部50は、n型多結晶シリコン基板51、p型多結晶シリコン層52、反射防止膜53及びn型多結晶シリコン層54を備える。
n型多結晶シリコン基板51は、多結晶シリコンを主成分として構成されており、約300μmの厚みを有する。n型多結晶シリコン基板51は、受光面から裏面まで貫通するスルーホールを有する。
図6に示すように、スルーホール内には、スルーホール電極20が設けられる。また、n型多結晶シリコン基板51の受光面には、微細なテクスチャ構造が形成される。テクスチャは、数μm〜数十μmの高さを有する。
p型多結晶シリコン層52は、n型多結晶シリコン基板51の受光面にp型不純物をドープすることにより形成される半導体層である。p型多結晶シリコン層52は、n型多結晶シリコン基板51と半導体p/n接合を形成する。
反射防止膜53は、p型多結晶シリコン層52上に形成される。反射防止膜53は、SiN、SiO2などを用いて形成することができる。
n型多結晶シリコン層54は、n型多結晶シリコン基板51の裏面にn型不純物をドープすることにより形成される半導体層である。これによりBSF構造が形成される。
絶縁層17は、n型多結晶シリコン基板51に形成されたスルーホールの内壁面上から裏面上に跨って設けられる。絶縁層17は、n型多結晶シリコン基板51とスルーホール電極20とを絶縁する。絶縁層17は、例えば、SiNによって形成することができる。
(基板の構成)
次に、n型多結晶シリコン基板51の構成について、図7を参照しながら説明する。図7は、本実施形態にかかるn型多結晶シリコン基板51を受光面側から見た斜視図である。
次に、n型多結晶シリコン基板51の構成について、図7を参照しながら説明する。図7は、本実施形態にかかるn型多結晶シリコン基板51を受光面側から見た斜視図である。
n型多結晶シリコン基板51の受光面には、微細なテクスチャが形成される。テクスチャ構造は、受光面に垂直な方向において、数μm〜数十μmの高さを有する。
また、n型多結晶シリコン基板51には、受光面から裏面まで貫通するスルーホールが形成される。スルーホールは、n型多結晶シリコン基板51の平面視において、円形状に形成される。
ここで、図8に示すように、スルーホールの内壁面は、一様に平坦な平坦面Cによって形成される。なお、平坦面Cには、受光面に形成されたテクスチャ構造よりも小さく且つなだらかな凹凸構造(不図示)が形成されている。このような凹凸構造は、受光面のテクスチャ構造の1/10程度の高さ(0.数μm〜数μm)を有する。
従って、スルーホールの内壁面を形成する平坦面Cにおける算術平均粗さ(Ra)は、受光面における算術平均粗さ(Ra)よりも小さい。
(太陽電池の製造方法)
本実施形態に係る太陽電池1aの製造方法について説明する。
本実施形態に係る太陽電池1aの製造方法について説明する。
(1)スルーホール形成工程
まず、レーザ加工、又は、ドリルやサンドブラスト等を用いた機械的加工によって、n型多結晶シリコン基板51の受光面から裏面まで貫通する円形のスルーホールを形成する。レーザ加工には、例えば、YAGレーザを用いることができる。
まず、レーザ加工、又は、ドリルやサンドブラスト等を用いた機械的加工によって、n型多結晶シリコン基板51の受光面から裏面まで貫通する円形のスルーホールを形成する。レーザ加工には、例えば、YAGレーザを用いることができる。
(2)粗エッチング処理工程(第1エッチング工程)
次に、n型多結晶シリコン基板51の表面(受光面と裏面を含む)とスルーホールの内壁面とに粗エッチング処理を施す。本実施形態に係る粗エッチング処理は、等方性エッチング処理である。このような等方性エッチング処理は、n型多結晶シリコン基板51を、例えば、69.5%硝酸(HNO3)と49%フッ素水素酸(HF)とを「10」対「1」の割合で混合したフッ硝酸溶液中に約10分間浸すことにより行われる。
次に、n型多結晶シリコン基板51の表面(受光面と裏面を含む)とスルーホールの内壁面とに粗エッチング処理を施す。本実施形態に係る粗エッチング処理は、等方性エッチング処理である。このような等方性エッチング処理は、n型多結晶シリコン基板51を、例えば、69.5%硝酸(HNO3)と49%フッ素水素酸(HF)とを「10」対「1」の割合で混合したフッ硝酸溶液中に約10分間浸すことにより行われる。
粗エッチング処理により、n型多結晶シリコン基板51の表面とスルーホールの内壁面とに形成された加工歪は除去される。また、スルーホールの内壁面には、なだらかな凹凸構造を有する平坦面Cが形成される。このような凹凸構造は、0.数μm〜数μmの高さを有する。
(3)テクスチャ処理工程(第2エッチング工程)
次に、耐エッチング性を有するフォトレジストマスクによってスルーホールを覆う。続いて、n型多結晶シリコン基板51の表面にテクスチャ処理を施す。本実施形態に係るテクスチャ処理は、等方性エッチング処理である。このような等方性エッチング処理は、n型多結晶シリコン基板51を、例えば、69.5%硝酸(HNO3)と49%フッ素水素酸(HF)とを「1」対「5〜15」の割合で混合したフッ硝酸溶液中に約30分間浸すことにより行われる。
次に、耐エッチング性を有するフォトレジストマスクによってスルーホールを覆う。続いて、n型多結晶シリコン基板51の表面にテクスチャ処理を施す。本実施形態に係るテクスチャ処理は、等方性エッチング処理である。このような等方性エッチング処理は、n型多結晶シリコン基板51を、例えば、69.5%硝酸(HNO3)と49%フッ素水素酸(HF)とを「1」対「5〜15」の割合で混合したフッ硝酸溶液中に約30分間浸すことにより行われる。
テクスチャ処理により、n型単結晶シリコン基板11の表面にテクスチャ構造が形成される。テクスチャ構造は、受光面に垂直な方向において、数μm〜数十μmの高さを有する。
(4)半導体層領域形成工程と反射防止膜形成工程
次に、スルーホールの内壁面を覆うフォトレジストマスクを除去した後、n型多結晶シリコン基板51の受光面に、気相拡散法、塗布拡散法などを用いてp型不純物を拡散させることにより、p型多結晶シリコン層52を形成する。
次に、スルーホールの内壁面を覆うフォトレジストマスクを除去した後、n型多結晶シリコン基板51の受光面に、気相拡散法、塗布拡散法などを用いてp型不純物を拡散させることにより、p型多結晶シリコン層52を形成する。
次に、p型多結晶シリコン層52上に、SiN、SiO2などにより反射防止膜53を形成する。
次に、気相拡散法、塗布拡散法などによって、n型多結晶シリコン基板51の裏面にn型不純物を拡散させる。これにより、n型多結晶シリコン層54が形成される。
(5)絶縁層の形成
次に、スルーホールの裏面側開口部の周囲にマスクを施す。続いて、CVD法によりSiO、SiNなどを用いてスルーホール内に絶縁層17を形成する。これと同時に、裏面上で配列方向に沿って延びるように絶縁層17を形成する。
次に、スルーホールの裏面側開口部の周囲にマスクを施す。続いて、CVD法によりSiO、SiNなどを用いてスルーホール内に絶縁層17を形成する。これと同時に、裏面上で配列方向に沿って延びるように絶縁層17を形成する。
(6)電極の形成
次に、反射防止膜53上に受光面側集電電極24を形成し、n型多結晶シリコン層54上に裏面側集電電極30を形成する。続いて、スルーホール内にスルーホール電極20を充填する。受光面側集電電極24、裏面側集電電極30及びスルーホール電極20は、例えば、Ag、バインダー、フリットなどを含む銀ペーストをスクリーン印刷した後に、焼成することにより形成することができる。なお、スルーホール電極20は、絶縁層17によってスルーホールの内壁面と絶縁される。
次に、反射防止膜53上に受光面側集電電極24を形成し、n型多結晶シリコン層54上に裏面側集電電極30を形成する。続いて、スルーホール内にスルーホール電極20を充填する。受光面側集電電極24、裏面側集電電極30及びスルーホール電極20は、例えば、Ag、バインダー、フリットなどを含む銀ペーストをスクリーン印刷した後に、焼成することにより形成することができる。なお、スルーホール電極20は、絶縁層17によってスルーホールの内壁面と絶縁される。
次に、絶縁層17及びスルーホール電極20上に受光面側バスバー電極25を形成する。受光面側バスバー電極25は、上述の受光面側集電電極24と同様に形成することができる。なお、受光面側バスバー電極25は、絶縁層17によって裏面側と絶縁される。
(作用・効果)
本実施形態に係る太陽電池1aの製造方法は、スルーホールの内壁面を等方性エッチングする第1エッチング工程と、受光面を等方性エッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、69.5%HNO3と49%HFとを「10」対「1」の割合で混合したフッ硝酸溶液を用い、第2エッチング工程では、69.5%HNO3と49%HFとを「1」対「5〜15」の割合で混合したフッ硝酸溶液を用いる。
本実施形態に係る太陽電池1aの製造方法は、スルーホールの内壁面を等方性エッチングする第1エッチング工程と、受光面を等方性エッチングする第2エッチング工程とを備え、第1エッチング工程では、69.5%HNO3と49%HFとを「10」対「1」の割合で混合したフッ硝酸溶液を用い、第2エッチング工程では、69.5%HNO3と49%HFとを「1」対「5〜15」の割合で混合したフッ硝酸溶液を用いる。
このように、本実施形態に係る太陽電池1aの製造方法によれば、スルーホールの内壁面と受光面とのそれぞれに、異なる条件によってエッチング処理を施すことができる。そのため、スルーホールの内壁面と受光面とのそれぞれに適したエッチング処理を行うことができる。
具体的には、第1エッチング工程では、エッチング液の濃度を比較的高くすることによりエッチング速度を速めているため、過エッチング状態が生成される。その結果、スルーホールの内壁面には、0.数μm〜数μmの高さを有する、なだらかな凹凸構造が形成される。一方、第2エッチング工程では、数μm〜数十μmの高さを有する、太陽電池に適したテクスチャ構造が形成される。
特に、本実施形態では、第2エッチング工程において、耐エッチング性を有するマスクによってスルーホールを覆っている。従って、第2エッチング工程において、スルーホールの内壁面に凹凸構造が形成されることを回避することができる。
以上より、スルーホールの内壁には、受光面よりも小さい算術粗さを有する平坦面Cが形成される。このような平坦面Cでは、絶縁層17を一様な厚みで形成することができる。従って、平坦面Cにおいて、n型多結晶シリコン基板51とスルーホール電極20との間における短絡は抑制される。その結果、太陽電池1aの出力特性を向上することができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上述した本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものではない。
本発明は、上述した本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものではない。
例えば、上記実施形態では、n型の導電型を有するシリコン基板(n型単結晶シリコン基板11、n型多結晶シリコン基板51)を用いたが、p型の導電型を有するシリコン基板を用いてもよい。
また、上記実施形態では、第1エッチング工程及び第2エッチング工程において、同種のエッチング液を用いたが、各工程において異種のエッチング液を用いてもよい。また、本発明は、第1・第2エッチング工程において使用するエッチング液を特定するものではない。即ち、第1エッチング工程において使用するエッチング液が、第2エッチング工程において使用するエッチング液よりも高いエッチング性を有していればよい。
また、上記第3実施形態では、第1・第2エッチング工程において、等方性エッチングを行ったが、異方性エッチングを行ってもよい。
また、上記実施形態では、スルーホールの内壁面の全面を平坦面とする場合について説明したが、スルーホールの内壁面のうち少なくとも一部において平坦面が形成されていれば、本発明の効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、一例としてHIT型太陽電池などを挙げて説明したが、p/n、p/i/n、i/n、i/p半導体接合が形成される一般的な太陽電池基板に適用することができる。
以下、本発明に係る太陽電池について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。
(実施例1)
まず、n型単結晶シリコン基板を準備した。次に、n型単結晶シリコン基板にYAGレーザを用いて複数のスルーホールを形成した。
まず、n型単結晶シリコン基板を準備した。次に、n型単結晶シリコン基板にYAGレーザを用いて複数のスルーホールを形成した。
次に、約85℃の高濃度NaOH水溶液(約5重量%)を用いて、10分間、n型単結晶シリコン基板の表面及びスルーホールの内壁面に異方性エッチング処理を施した。
次に、耐エッチング性を有するフォトレジストマスクによってスルーホールを覆った。続いて、約85℃の低濃度NaOH水溶液(約1.5重量%)を用いて、30分間、n型単結晶シリコン基板の表面に異方性エッチング処理を施した。
次に、スルーホールの内壁面を覆うフォトレジストマスクを除去した。続いて、n型単結晶シリコン基板の裏面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより、i型非晶質シリコン層、n型非晶質シリコン層、ITO層を形成した。同様に、n型単結晶シリコン基板の受光面に、i型非晶質シリコン層、p型非晶質シリコン層、ITO層を形成した。
次に、スルーホールの裏面側開口部の周囲にマスクを施して、CVD法によりSiO、SiNなどを用いてスルーホール内に絶縁層を形成した。この際、裏面上で配列方向に沿って延びるように絶縁層を形成した。
次に、スクリーン印刷法を用いて、受光面側及び裏面側のITO層上に熱硬化型の導電性ペーストを所定のパターンで形成した。また、裏面側の絶縁層上に熱硬化型の導電性ペーストを所定のパターンで形成した。
(実施例2)
まず、受光面の面方位が(100)面であるn型単結晶シリコン基板を準備した。次に、n型単結晶シリコン基板にYAGレーザを用いて複数のスルーホールを形成した。スルーホールを平面視で略四角形状に形成することにより、スルーホールの内壁に(110)の面方位を有する面を露出させた。
まず、受光面の面方位が(100)面であるn型単結晶シリコン基板を準備した。次に、n型単結晶シリコン基板にYAGレーザを用いて複数のスルーホールを形成した。スルーホールを平面視で略四角形状に形成することにより、スルーホールの内壁に(110)の面方位を有する面を露出させた。
次に、約85℃の高濃度NaOH水溶液(約5重量%)を用いて、10分間、n型単結晶シリコン基板の表面及びスルーホールの内壁面に異方性エッチング処理を施した。
次に、約85℃の低濃度NaOH水溶液(約1.5重量%)を用いて、40分間、n型単結晶シリコン基板の表面に異方性エッチング処理(テクスチャ処理)を施した。
次に、n型単結晶シリコン基板の裏面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることにより、i型非晶質シリコン層、n型非晶質シリコン層、ITO層を形成した。同様に、n型単結晶シリコン基板の受光面に、i型非晶質シリコン層、p型非晶質シリコン層、ITO層を形成した。
次に、スルーホールの裏面側開口部の周囲にマスクを施して、CVD法によりSiO、SiNなどを用いてスルーホール内に絶縁層を形成した。この際、裏面上で配列方向に沿って延びるように絶縁層を形成した。
次に、スクリーン印刷法を用いて、受光面側及び裏面側のITO層上に熱硬化型の導電性ペーストを所定のパターンで形成した。また、裏面側の絶縁層上にバスバー電極を形成した。
(従来例)
従来例では、n型単結晶シリコン基板にスルーホールを予め形成せず、太陽電池基板を形成した後に、YAGレーザを用いて複数のスルーホールを形成した。スルーホールの内壁面にはエッチング処理を行わなかった。その他の工程は上記実施例1と同様である。
従来例では、n型単結晶シリコン基板にスルーホールを予め形成せず、太陽電池基板を形成した後に、YAGレーザを用いて複数のスルーホールを形成した。スルーホールの内壁面にはエッチング処理を行わなかった。その他の工程は上記実施例1と同様である。
(算術平均粗さと太陽電池特性)
実施例1、実施例2及び従来例について、受光面における算術平均粗さ(Ra)と、スルーホールの内壁面における算術平均粗さ(Ra)とを測定した。算術平均粗さ(Ra)の測定には、キーエンス社製レーザ顕微鏡VK−9700を用いて、各面内の10箇所における平均値を算出した。なお、基準長さにおける凹凸の高さの絶対値を平均することによりRaを算出した。
実施例1、実施例2及び従来例について、受光面における算術平均粗さ(Ra)と、スルーホールの内壁面における算術平均粗さ(Ra)とを測定した。算術平均粗さ(Ra)の測定には、キーエンス社製レーザ顕微鏡VK−9700を用いて、各面内の10箇所における平均値を算出した。なお、基準長さにおける凹凸の高さの絶対値を平均することによりRaを算出した。
また、実施例1、実施例2及び従来例について、各太陽電池の各種特性を測定した。
以上の結果を表1に示す。また、図9に、内壁面のRa/受光面のRaの値と、太陽電池特性(F.F)の値との関係を示す。
上表に示すように、実施例1及び2に係る内壁面のRa/受光面のRaの値は、従来例に係る内壁面のRa/受光面のRaの値よりも小さく、かつ、1.00よりも小さい。このことは、実施例1及び2において、スルーホールの内壁面が平坦化されていることを示す。 このように、スルーホールの内壁面が平坦化された実施例1及び2では、スルーホールの内壁面上に絶縁層を一様に形成することができた。そのため、一様に形成された絶縁層により、スルーホール電極と基板との間におけるリーク電流の発生を抑制することができた。その結果、上表に示すように、実施例1及び2に係るF.Fの値は、従来例に係るF.Fの値よりも大きくなっている。
また、図9に示すように、内壁面のRa/受光面のRaの値は、1.0よりも小さい場合に、上述の効果が得られることが分かる。即ち、スルーホールの内壁面の算術平均粗さが、基板の受光面の算術平均粗さよりも小さい場合に、特に、上述の効果が得られる。
以上の結果から、スルーホールの内壁面が、n型単結晶シリコン基板の受光面よりも小さい算術平均粗さを有することにより、太陽電池特性を向上できることが確認された。
A,B,C…平坦面
1,1a…太陽電池
2…受光面側保護材
3…裏面側保護材
4…封止材
5…配線材
10…光電変換部
11…n型単結晶シリコン基板
12…i型非晶質シリコン層
13…n型非晶質シリコン層
14…i型非晶質シリコン層
15…p型非晶質シリコン層
16…裏面側透明導電膜
17…絶縁層
18…受光面側透明導電膜
20…スルーホール電極
24…受光面側集電電極
25…受光面側バスバー電極
30…裏面側集電電極
50…光電変換部
51…n型多結晶シリコン基板
52…p型多結晶シリコン層
53…反射防止膜
54…n型多結晶シリコン層
100…太陽電池モジュール
1,1a…太陽電池
2…受光面側保護材
3…裏面側保護材
4…封止材
5…配線材
10…光電変換部
11…n型単結晶シリコン基板
12…i型非晶質シリコン層
13…n型非晶質シリコン層
14…i型非晶質シリコン層
15…p型非晶質シリコン層
16…裏面側透明導電膜
17…絶縁層
18…受光面側透明導電膜
20…スルーホール電極
24…受光面側集電電極
25…受光面側バスバー電極
30…裏面側集電電極
50…光電変換部
51…n型多結晶シリコン基板
52…p型多結晶シリコン層
53…反射防止膜
54…n型多結晶シリコン層
100…太陽電池モジュール
Claims (7)
- 受光面と、前記受光面の反対に設けられた裏面と、前記受光面から前記裏面まで貫通するスルーホールとを有する基板と、
前記基板表面に設けられ、前記基板と半導体接合を形成する半導体領域と、
前記スルーホール内に設けられ、導電性を有するスルーホール電極と、
前記スルーホールの内壁面上に設けられ、絶縁性を有する絶縁層とを備え、
前記基板の前記受光面には、テクスチャが形成され、
前記スルーホール電極は、前記絶縁層によって前記基板と絶縁されており、
前記スルーホールの内壁面の少なくとも一部は、前記基板の前記受光面よりも小さい算術平均粗さを有する
ことを特徴とする太陽電池。 - 前記基板は、単結晶シリコンを主成分として構成されており、
前記受光面は、(100)の面方位を有し、
前記平坦面は、(110)の面方位を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。 - 前記スルーホールは、前記基板の平面視において、略四角形状に形成される
ことを特徴とする請求項2に記載の太陽電池。 - 前記スルーホールの内壁面の略全域は、前記基板の前記受光面よりも小さい算術平均粗さを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。 - 受光面と、前記受光面の反対に設けられた裏面とを有する基板に、前記受光面から前記裏面まで貫通するスルーホールを形成するスルーホール形成工程と、
前記スルーホールの内壁面を第1エッチング液によってエッチングする第1エッチング工程と、
前記基板の前記受光面を第2エッチング液によってエッチングする第2エッチング工程と、
前記基板表面に半導体領域を形成する半導体領域形成工程と、
前記スルーホールの内壁面上に絶縁性を有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記スルーホール内に導電性を有するスルーホール電極を形成する電極形成工程とを備え、
前記第1エッチング液は、前記第2エッチング液よりも高いエッチング性を有する
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記第2エッチング工程において、前記スルーホールを、耐エッチング性を有するマスクによって覆う
ことを特徴とする請求項5に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記受光面は、(100)の面方位を有しており、
前記スルーホール形成工程において、前記スルーホールの内壁面の少なくとも一部に、(110)の面方位を有する面を露出させる
ことを特徴とする請求項5に記載の太陽電池の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007311586A JP2009135338A (ja) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
US12/325,313 US20090139570A1 (en) | 2007-11-30 | 2008-12-01 | Solar cell and a manufacturing method of the solar cell |
EP08253855A EP2065941A3 (en) | 2007-11-30 | 2008-12-01 | Solar cell and a manufacturing method of the solar cell |
CN2008101784881A CN101447516B (zh) | 2007-11-30 | 2008-12-01 | 太阳能电池和太阳能电池的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007311586A JP2009135338A (ja) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009135338A true JP2009135338A (ja) | 2009-06-18 |
Family
ID=40474647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007311586A Pending JP2009135338A (ja) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090139570A1 (ja) |
EP (1) | EP2065941A3 (ja) |
JP (1) | JP2009135338A (ja) |
CN (1) | CN101447516B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150095676A (ko) * | 2012-12-10 | 2015-08-21 | 선파워 코포레이션 | 태양 전지 전극 형성의 무전해 전도율 향상을 위한 방법 |
KR20150132322A (ko) * | 2013-03-15 | 2015-11-25 | 선파워 코포레이션 | 태양 전지의 전도성 향상 |
JP2019102794A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | 君泰創新(北京)科技有限公司Beijing Juntai Innovation Technology Co.,Ltd | 太陽エネルギー電池シート及びその製造方法、太陽エネルギー電池ストリングと光電池アセンブリ |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102132420A (zh) * | 2008-08-22 | 2011-07-20 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池模块、太阳能电池和太阳能电池模块的制造方法 |
KR101573934B1 (ko) * | 2009-03-02 | 2015-12-11 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
US9324887B2 (en) * | 2009-04-27 | 2016-04-26 | Kyocera Corporation | Solar cell element, segmented solar cell element, solar cell module, and electronic appliance |
JP2010283339A (ja) * | 2009-05-02 | 2010-12-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置及びその作製方法 |
KR20100135618A (ko) * | 2009-06-17 | 2010-12-27 | 삼성전자주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
US20110041910A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
KR20110024947A (ko) * | 2009-09-03 | 2011-03-09 | 삼성전자주식회사 | 태양 전지 |
US20110068367A1 (en) * | 2009-09-23 | 2011-03-24 | Sierra Solar Power, Inc. | Double-sided heterojunction solar cell based on thin epitaxial silicon |
US8115097B2 (en) * | 2009-11-19 | 2012-02-14 | International Business Machines Corporation | Grid-line-free contact for a photovoltaic cell |
US20130167915A1 (en) | 2009-12-09 | 2013-07-04 | Solexel, Inc. | High-efficiency photovoltaic back-contact solar cell structures and manufacturing methods using three-dimensional semiconductor absorbers |
US8859889B2 (en) * | 2010-04-20 | 2014-10-14 | Kyocera Corporation | Solar cell elements and solar cell module using same |
US9240513B2 (en) | 2010-05-14 | 2016-01-19 | Solarcity Corporation | Dynamic support system for quartz process chamber |
US9441295B2 (en) | 2010-05-14 | 2016-09-13 | Solarcity Corporation | Multi-channel gas-delivery system |
DE102010017180A1 (de) * | 2010-06-01 | 2011-12-01 | Solarworld Innovations Gmbh | Solarzelle, Solarmodul, und Verfahren zum Verdrahten einer Solarzelle, und Kontaktdraht |
JP2011258767A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Sharp Corp | 太陽電池 |
KR101044606B1 (ko) * | 2010-07-29 | 2011-06-29 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 패널 |
KR20140015247A (ko) | 2010-08-05 | 2014-02-06 | 솔렉셀, 인크. | 태양전지용 백플레인 보강 및 상호연결부 |
DE102010048437B4 (de) * | 2010-10-15 | 2014-06-05 | Centrotherm Photovoltaics Ag | Solarzelle mit dielektrischer Rückseitenbeschichtung und Verfahren zu deren Herstellung |
CN102610666A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件 |
JP5289625B1 (ja) * | 2011-09-13 | 2013-09-11 | 京セラ株式会社 | 太陽電池モジュール |
US8894868B2 (en) * | 2011-10-06 | 2014-11-25 | Electro Scientific Industries, Inc. | Substrate containing aperture and methods of forming the same |
JP6250552B2 (ja) * | 2011-12-30 | 2017-12-20 | ソレクセル、インコーポレイテッド | マルチレベルソーラーセルメタライゼーション |
CN103730522A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-04-16 | 友达光电股份有限公司 | 光电转换结构、应用其的太阳能电池及其制造方法 |
WO2016131190A1 (en) | 2015-02-17 | 2016-08-25 | Solarcity Corporation | Method and system for improving solar cell manufacturing yield |
US9972740B2 (en) | 2015-06-07 | 2018-05-15 | Tesla, Inc. | Chemical vapor deposition tool and process for fabrication of photovoltaic structures |
US9748434B1 (en) | 2016-05-24 | 2017-08-29 | Tesla, Inc. | Systems, method and apparatus for curing conductive paste |
US9954136B2 (en) | 2016-08-03 | 2018-04-24 | Tesla, Inc. | Cassette optimized for an inline annealing system |
JP7089473B2 (ja) * | 2016-08-15 | 2022-06-22 | シャープ株式会社 | 光電変換素子および光電変換装置 |
US10115856B2 (en) | 2016-10-31 | 2018-10-30 | Tesla, Inc. | System and method for curing conductive paste using induction heating |
EP3358630B1 (en) * | 2017-02-06 | 2020-04-15 | IMEC vzw | Partially translucent photovoltaic modules and methods for manufacturing |
EP3671866A1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-24 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Photovoltaic product and method of manufacturing the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000332270A (ja) * | 1999-05-21 | 2000-11-30 | Canon Inc | 光電変換装置の製造方法及び該方法により製造された光電変換装置 |
WO2006120735A1 (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 太陽電池およびその製造方法 |
WO2007099955A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | 太陽電池セル、及び、この太陽電池セルを用いた太陽電池モジュール |
JP2007311425A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6482570A (en) | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of photoelectric conversion device |
WO1989005521A1 (en) * | 1987-12-03 | 1989-06-15 | Spectrolab, Inc. | Solar cell panel |
US5425816A (en) * | 1991-08-19 | 1995-06-20 | Spectrolab, Inc. | Electrical feedthrough structure and fabrication method |
JP4222992B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2009-02-12 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
JP4846445B2 (ja) | 2006-05-19 | 2011-12-28 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素単結晶ウェハ表面の仕上げ研磨方法 |
-
2007
- 2007-11-30 JP JP2007311586A patent/JP2009135338A/ja active Pending
-
2008
- 2008-12-01 CN CN2008101784881A patent/CN101447516B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-01 EP EP08253855A patent/EP2065941A3/en not_active Withdrawn
- 2008-12-01 US US12/325,313 patent/US20090139570A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000332270A (ja) * | 1999-05-21 | 2000-11-30 | Canon Inc | 光電変換装置の製造方法及び該方法により製造された光電変換装置 |
WO2006120735A1 (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 太陽電池およびその製造方法 |
WO2007099955A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | 太陽電池セル、及び、この太陽電池セルを用いた太陽電池モジュール |
JP2007311425A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150095676A (ko) * | 2012-12-10 | 2015-08-21 | 선파워 코포레이션 | 태양 전지 전극 형성의 무전해 전도율 향상을 위한 방법 |
JP2016500476A (ja) * | 2012-12-10 | 2016-01-12 | サンパワー コーポレイション | 太陽電池金属被覆の無電解導電率向上の方法 |
KR102219630B1 (ko) * | 2012-12-10 | 2021-02-23 | 선파워 코포레이션 | 태양 전지 전극 형성의 무전해 전도율 향상을 위한 방법 |
KR20150132322A (ko) * | 2013-03-15 | 2015-11-25 | 선파워 코포레이션 | 태양 전지의 전도성 향상 |
KR102242269B1 (ko) | 2013-03-15 | 2021-04-19 | 선파워 코포레이션 | 태양 전지의 전도성 향상 |
JP2019102794A (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-24 | 君泰創新(北京)科技有限公司Beijing Juntai Innovation Technology Co.,Ltd | 太陽エネルギー電池シート及びその製造方法、太陽エネルギー電池ストリングと光電池アセンブリ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2065941A2 (en) | 2009-06-03 |
CN101447516B (zh) | 2012-07-04 |
US20090139570A1 (en) | 2009-06-04 |
CN101447516A (zh) | 2009-06-03 |
EP2065941A3 (en) | 2011-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009135338A (ja) | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 | |
JP6404474B2 (ja) | 太陽電池および太陽電池モジュール | |
JP4334455B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP2009088203A (ja) | 太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 | |
WO2014098016A1 (ja) | 太陽電池セル及びその製造方法 | |
JP2009152222A (ja) | 太陽電池素子の製造方法 | |
JP2008034609A (ja) | 太陽電池素子及びこれを用いた太陽電池モジュール、並びに、これらの製造方法 | |
US20160197207A1 (en) | Solar cell, solar cell module, and manufacturing method of solar cell | |
WO2009081684A1 (ja) | 光電変換装置および光電変換装置の製造方法 | |
WO2012026428A1 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP2008270743A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP5496136B2 (ja) | 光起電力装置および光起電力モジュール | |
JP5460860B2 (ja) | 太陽電池素子およびその製造方法 | |
US9997647B2 (en) | Solar cells and manufacturing method thereof | |
JP2016122749A (ja) | 太陽電池素子および太陽電池モジュール | |
JP2005252108A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP2009076512A (ja) | 太陽電池及び太陽電池モジュール | |
JP2006210654A (ja) | 太陽電池素子及びこれを用いた太陽電池モジュール | |
US8889981B2 (en) | Photoelectric device | |
JP6770947B2 (ja) | 光電変換素子 | |
JP2010080885A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP2011146678A (ja) | 太陽電池素子の製造方法 | |
JP5645734B2 (ja) | 太陽電池素子 | |
JP2005260157A (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
JP4467337B2 (ja) | 太陽電池モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101028 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130827 |