JP2010177444A - 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 - Google Patents
太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010177444A JP2010177444A JP2009018407A JP2009018407A JP2010177444A JP 2010177444 A JP2010177444 A JP 2010177444A JP 2009018407 A JP2009018407 A JP 2009018407A JP 2009018407 A JP2009018407 A JP 2009018407A JP 2010177444 A JP2010177444 A JP 2010177444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- silicon wafer
- solar cell
- cell element
- electrode
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 49
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 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
- H01L31/04—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 potential barriers
- H01L31/068—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 potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0682—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 potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
【課題】レーザーを使用することによるPN分離方法では、残渣が分離溝に入り込み、分離溝内部の周辺部に付着し、周辺部に付着した残渣を通じて太陽電池素子の発電時にリーク電流が発生し、太陽電池素子の光電変換効率が低下するという問題があった。
【解決手段】第1の面と、第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分10と、第二の導電型の拡散層9と、を備えるシリコンウェハ2と、拡散層9上に形成された第一の電極と、シリコンウェハの第一導電型の部分10と拡散層9とに跨って形成された第一の溝と、シリコンウェハの第一導電型の部分10と拡散層9とに跨って形成されており、第一の溝7bよりシリコンウェハの端部側に配置された第二の溝7aと、を有する。
【選択図】図3
【解決手段】第1の面と、第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分10と、第二の導電型の拡散層9と、を備えるシリコンウェハ2と、拡散層9上に形成された第一の電極と、シリコンウェハの第一導電型の部分10と拡散層9とに跨って形成された第一の溝と、シリコンウェハの第一導電型の部分10と拡散層9とに跨って形成されており、第一の溝7bよりシリコンウェハの端部側に配置された第二の溝7aと、を有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法に関する。
太陽電池素子は、単結晶または多結晶シリコンウェハを使用したものが主流となっており、市場からはより高効率で安価な太陽電池素子が望まれている。
通常シリコンウェハを使用した太陽電池素子の製造工程においては、P型シリコンウェハ表面に燐などを拡散してN型層を形成してPN接合をその内部に形成し、その後PN分離することが行われている。
このPN分離は、シリコンウェハの裏面の周辺部にレーザーを照射することにより、シリコンウェハ内のPN接合面の深さ以上の分離溝を形成することで行われる。(特許文献1参照)
このPN分離は、シリコンウェハの裏面の周辺部にレーザーを照射することにより、シリコンウェハ内のPN接合面の深さ以上の分離溝を形成することで行われる。(特許文献1参照)
しかしながら、上記のPN分離方法では、分離溝を形成する際レーザーによるシリコンの残渣が発生する。この残渣はレーザーの照射位置を中心としてその周辺部に飛び散るため、その一部は形成された後の分離溝に入り込み、分離溝内部の周辺部に付着する。このような残渣は、導電性を持つため、分離溝内部に残渣が付着したシリコンウェハを用いて太陽電池素子を作製すると、残渣により太陽電池素子の発電時にリーク電流が発生し、太陽電池素子の光電変換効率が低下するという問題があった。
本発明は係る問題に鑑みなされたものであり、その目的はレーザーによるPN分離を行った場合でも、残渣によるリーク電流の小さい高効率で安価な太陽電池素子を提供することである。
本発明の太陽電池素子は、
第1の面と、前記第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分と、第二の導電型の拡散層と、を備えるシリコンウェハと、前記拡散層上に形成された第一の電極と、前記シリコンウェハの前記第一導電型の部分と前記拡散層とに跨って形成された第一の溝と、前記シリコンウェハの前記第一導電型の部分と前記拡散層とに跨って形成されており、前記第一の溝より前記シリコンウェハの端部側に配置された第二の溝と、を有する。
第1の面と、前記第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分と、第二の導電型の拡散層と、を備えるシリコンウェハと、前記拡散層上に形成された第一の電極と、前記シリコンウェハの前記第一導電型の部分と前記拡散層とに跨って形成された第一の溝と、前記シリコンウェハの前記第一導電型の部分と前記拡散層とに跨って形成されており、前記第一の溝より前記シリコンウェハの端部側に配置された第二の溝と、を有する。
本発明の太陽電池素子は、上述の構成を備えることによって、残渣によるリーク電流を低減でき、信頼性の高い太陽電池素子とすることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳説する。
<第一実施形態>
本実施形態の太陽電池素子1は、光が入射する第1の面と第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分10と、第二の導電型の拡散層9と、を備えるシリコンウェハ2と、シリコンウェハ2の第1の面上に設けられたバスバー電極3、フィンガー電極4と第2の面上に設けられた集電部5と出力取出電極6とを有する。
<第一実施形態>
本実施形態の太陽電池素子1は、光が入射する第1の面と第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分10と、第二の導電型の拡散層9と、を備えるシリコンウェハ2と、シリコンウェハ2の第1の面上に設けられたバスバー電極3、フィンガー電極4と第2の面上に設けられた集電部5と出力取出電極6とを有する。
シリコンウェハ2は、例えば単結晶シリコン又は多結晶シリコンなどから成る平板状のものである。以下、本実施の形態においては、シリコンウェハ2としてp型シリコン基板が用いられる場合を対象に説明を行う。シリコンウェハ2の内部には、P型シリコンとN型シリコンの接合(PN接合)が形成されている。
第1の面の電極は、幅1mm〜3mm程度のバスバー電極3と、バスバー電極3に対して略垂直に交わるように設けられており、幅50〜200μm程度のフィンガー電極4とから成る。このようなバスバー電極3、フィンガー電極4の厚みは、10〜20μm程度である。第1の面の全面には反射防止膜8を形成することが望ましい。
第2の面の電極は、集電部5と出力取出電極6とを有する。この出力取出電極6の厚みは10μm〜20μm程度、幅は3.5mm〜7mm程度であり、また集電部5の厚みは15μm〜50μm程度である。
このようなフィンガー電極4、集電部5は、発生したキャリアを集電する役割を有し、バスバー電極3、出力取出電極6は、フィンガー電極4、集電部5で集めたキャリア(電力)を集め、外部に出力する役割を有している。
またシリコンウェハ2の第2の面側の集電部5とシリコンウェハ2の端部との間の領域には、平行な2本の溝7が第一の導電型の部分10と第二の導電型の拡散層9とに渡り連通して設けられている。この溝7は、PN分離の役割を有する。
次に、本実施形態に係る太陽電池素子の製造工程について説明する。
まず図2(a)に示すように一導電型の単結晶又は多結晶のシリコンウェハ2を準備する。このシリコンウェハ2は、ボロン(B)などのP型の導電型を呈する半導体不純物を1×1016〜1018atoms/cm3程度含有し、比抵抗0.2〜2Ω・cm程度の基板が好適に用いられる。ここでは多結晶シリコンを用いた例によって説明する。
まず図2(a)に示すように一導電型の単結晶又は多結晶のシリコンウェハ2を準備する。このシリコンウェハ2は、ボロン(B)などのP型の導電型を呈する半導体不純物を1×1016〜1018atoms/cm3程度含有し、比抵抗0.2〜2Ω・cm程度の基板が好適に用いられる。ここでは多結晶シリコンを用いた例によって説明する。
多結晶シリコンのインゴットは、例えば、350μm以下、より好ましくは200μm以下の厚みにスライスして、15〜16cm角程度の大きさに切断され、シリコンウェハ2とされる。なお、シリコンウェハ2の切断面の機械的ダメージ層や汚染層を清浄化するために表面をごく微量エッチングすることが望ましい。
次に、光入射面となるシリコンウェハ2表面側に、光反射率低減機能を有する凹凸(粗面化)構造を形成する。
その後、図2(b)に示すようにシリコンウェハ2表面全面にN型の拡散層9を形成する。拡散層9の形成は、シリコンウェハ2を700〜900℃程度に昇温して維持しながら、拡散源としてガス状態にしたPOCl3(オキシ塩化リン)雰囲気中で20〜40分程度処理する気相熱拡散法などによって、N型の拡散層9が0.2〜0.7μm程度の深さに形成される。
次に、第1の面の電極(バスバー電極3とフィンガー電極4)と第2の面の電極(集電部5と出力取出電極6)、反射防止膜8を形成する。
反射防止膜8の材料としては、SiNx膜(Si3N4ストイキオメトリを中心にして組成比(x)には幅がある)、TiO2膜、SiO2膜、MgO膜、ITO膜、SnO2膜、ZnO膜などを用いることができる。その厚さは、例えばシリコンウェハ2の場合、屈折率は1.8〜2.3程度、厚み500〜1200Å程度にすればよい。
反射防止膜8の製法としては、PECVD法、蒸着法、スパッタ法などを用いて形成する。
反射防止膜8の製法としては、PECVD法、蒸着法、スパッタ法などを用いて形成する。
第1の面の電極となる電極ペーストとしては、例えば銀からなる金属粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀100重量部に対してそれぞれ5〜30重量部、0.1〜10重量部を添加してペースト状にした銀ペーストが用いられる。これをスクリーン印刷法等により反射防止膜8の上に塗布し、最高温度が600〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより電極を形成する。
次に、シリコンウェハ2の第2の面(裏面)側の電極を形成する。集電部5は、アルミニウムを主成分とするペーストを裏面の外周辺部3〜10mm程度を除いてスクリーン印刷法などにより塗布する。この集電部5の形成に用いるペーストは、アルミニウム粉末と有機ビヒクルなどからなるもので、これを塗布した後、温度700〜850℃程度で熱処理(焼成)してアルミニウムをシリコンウェハ2に焼き付ける。これにより、アルミニウムをシリコンウェハ2の塗布部分に高濃度に拡散させることができ、拡散層9の形成と同時に、裏面側のN型の逆導電型拡散層をP+型とすることができる。
また、裏面の出力取出電極6は、銀を主成分とするペーストをスクリーン印刷法などにより塗布することで形成する。このペーストは、銀粉末と有機ビヒクルとガラスフリットを銀100重量部に対してそれぞれ5〜30重量部、0.1〜10重量部を添加したものである。塗布後所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥させることが好ましい。
シリコンウェハ2の裏面側に形成されてなる集電部5と少なくとも一部が重畳するように上記の銀ペーストを塗布・乾燥させた後、焼成炉内にて最高温度が700〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより集電部5と出力取出電極6とを形成する。
また、アルミニウムペーストを塗布・乾燥した後、銀ペーストを塗布し、両者を同時に焼成しても良いし、アルミニウムペーストを塗布・焼成して集電部5を形成し、銀ペーストを塗布・焼成して出力取出電極6を形成して焼成工程を別々にしても構わない。
また、アルミニウムペーストを塗布して、集電部5を形成した後に銀ペーストを塗布して出力取出電極6を形成してもよいし、またその逆であってもよい。
その後図2(d)に示すように、第2の面側に形成されているN型層部分にレーザー光を照射することによりシリコンウェハの第一導電型の部分10と拡散層9とに跨って形成されており、N型層部分を除去する溝7(7a、7b)を形成し、PN分離を行う。
本実施形態に係る太陽電池素子の製造方法では、シリコンウェハ2の端部と集電部5の間のN型層部分にレーザーによる溝7を略平行に2本形成する。図3においては、シリコン基板の端部12に近い外側の溝7aと集電部5に近い内側の溝7bの2本を形成する。
溝7(7a、7b)の形成には、XYの2軸方向に自在に動くテーブルの所定の位置にシリコンウェハ2を載置、固定し、直上よりQスイッチYAGレーザー(例えば波長1.06μm、発振周波数40〜60kHz、パワー密度107〜108W/cm2)によりレーザー光を照射することにより行う。
このレーザーによる溝7a、7bの形成は、1本のレーザー光で1本目の溝を形成した後、2本目の溝を形成しても良いが、2本のレーザーを同時に照射することで形成してもよい。この場合、タクト時間を短くできる。
レーザーによる溝7の形成においては、レーザーによりシリコンウェハ2が除去された部分の残渣13が発生する。この残渣13はレーザーの照射位置を中心としてその周辺部に飛び散り、その一部は図4に示すように、形成された後の溝7に入り込み、溝7内の表面に付着する。しかしながら、本実施形態の太陽電池素子では、溝7を2本備えることにより、仮に残渣13が飛散した場合にも、PN分離がなされやすいため、リーク電流による不具合を低減することが可能となる。
また、溝7aおよび溝7bの幅より、溝7aと溝7bの間の距離Yを大きくするのがよい。例えば溝7bの幅0.033mmに対し、Y0.05mm以上とすると残渣が入りにくい。図5に示すように、本実施形態において、溝7aと溝7bの間の距離Yは、0.05mm以上であることが望ましい。このような値とすることにより、2本の溝7を同時または別々に形成する際、他方の溝の残渣13がもう一方の溝に入ることを低減できる。
さらに、外側の溝7aと内側の溝7bを別々に形成する場合においては、後に形成された溝を形成するレーザー光の出力を、先に形成された溝を形成するレーザー光の出力に比べ弱くすることにより、後に形成された溝が先に形成された溝に比べ、浅く形成するほうが好ましい。後の溝形成時に発生する残渣13の量をより少なくでき、また残渣13の飛び散る範囲をより狭くすることができる。これにより他方の溝の残渣13がもう一方の溝に入りにくくすることができる。
また、先に形成された溝の幅より、溝7aと溝7bの間の距離Yを大きくするのがよい。
さらに、後に形成された溝の深さを、先に形成された溝に比べて浅くする場合において、外側の溝7aを後に形成することが望ましい。深さのより深い溝のある部分では、衝撃などが加わるとセルが割れたり、クラックが発生しやすくなる。このため深さの浅い溝をシリコンウェハ2の端部側に配置することで、セルの割れやクラックを低減できる。
溝7は、第1の面の電極と第2の面の電極の形成後でも良いし、シリコンウェハ2に溝7を形成した後、第1の面の電極と第2の面の電極を形成してもよい。第1の面の電極と第2の面の電極の形成後に溝7を形成する場合、残渣13に対して電極形成時の熱が加わらず、残渣13が導電性の高いものに変質したり、溝7内に拡散するといった不具合を低減できる。なお、第1の面の電極と第2の面の電極の形成後、レーザーにより溝7を形成した場合、先に溝7を形成し、その後第1の面の電極と第2の面の電極を形成した場合と比べ、リーク電流が1/30〜1/40程度になる。これにより太陽電池素子1の光電変換効率が1.2〜1.8%程度の向上が図れる。
<第二実施形態>
次に、上述の実施形態における太陽電池素子に代えて、受光面側電極の一部または全てを第2の面側に配置したバックコンタクト型太陽電池素子を用いた実施形態について図6、7を用いて説明する。
次に、上述の実施形態における太陽電池素子に代えて、受光面側電極の一部または全てを第2の面側に配置したバックコンタクト型太陽電池素子を用いた実施形態について図6、7を用いて説明する。
本実施形態のバックコンタクト型太陽電池素子は、太陽光を受光する表面と、裏面とを含み、表面と裏面とを貫通する複数の貫通孔23を有するシリコンウェハ2を備える。
シリコンウェハ2は、表面に形成された受光面側電極14aと、貫通孔3内に形成されており、受光面側電極14aと電気的に接続された貫通孔電極14bと、裏面上において貫通孔23の開口部の少なくとも一部を塞ぐように形成されており、貫通孔電極14bと電気的に接続された第1の裏面側電極(第1の電極)14cとを有する。
またシリコンウェハ2は一導電型を有する。シリコンウェハ2の表面および裏面には、シリコンウェハ2の導電型と異なる逆導電型層22(第一逆導電型層22a、第三逆導電型層22c)を有する。またシリコンウェハ2の貫通孔23の内面には、第二逆導電型層22bが設けられている。
図6(a)において、シリコンウェハ2の裏面側には、第1の電極14cおよび第2の電極15bが直線上に並んで交互に配置されており、それぞれ矩形状である。
図6(b)において、シリコンウェハ2の表面に形成された電極は、複数の線状の集電電極14aと、貫通孔電極14bと接続されており、集電電極14aと略垂直に交わる電極とを含む。
また、図6において、太陽電池素子の第2の電極15は、第一の層15aと第2の層15bとを有する。このような第2の電極15の第2の層15bは、例えば、銀などを主成分とする電極材料が焼成されて形成され、第1の層15aは、例えば、アルミニウムや銀を主成分とする電極材料が焼成されることにより形成される。
また、第1の層15aは、図7に示すように高濃度ドープ層16上に形成されている。高濃度ドープ層16は、シリコンウェハ2の裏面の貫通孔23近傍以外の略全面に、ボロンやアルミニウムを高濃度に拡散してなるものである。ここで、高濃度とは、シリコンウェハ2における一導電型不純物の濃度よりも不純物濃度が大きいことを意味する。
これにより、シリコンウェハ2中で生成されたキャリアが効率よく集電される。また、第1の層15aは、シリコンウェハ2内で吸収されなかった光を再びシリコンウェハ2内へ反射させて、光電流を増加させる役割をも有し得る。第1の層5aの電極材料として、特に、アルミニウムが用いられた場合、電極材料を焼成して第1の層15aを形成する際に、高濃度ドープ層16を同時に形成することができる。
これにおいて、第三逆導電型層22c領域でPN分離がなされる。図6(a)においては、第1の電極14cと第2の電極15bの間隙、第1の電極14cと高濃度ドープ層16上に形成されている第1の層15aとの間隙に、レーザーによりPN分離を行う。この様な場合においても上述のようにレーザーにより溝を2本形成することによりリーク電流を小さくすることが可能となる。
1;太陽電池素子
2;シリコンウェハ
7;溝7a;外側の溝
7b;内側の溝
9;拡散層
10;第一の導電型の部分
12;シリコンウェハの端部
13;残渣
2;シリコンウェハ
7;溝7a;外側の溝
7b;内側の溝
9;拡散層
10;第一の導電型の部分
12;シリコンウェハの端部
13;残渣
Claims (8)
- 第1の面と、前記第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分と、前記第2の面側に設けられた第二の導電型の拡散層と、を備えるシリコンウェハと、
前記拡散層上に形成された第一の電極と、
前記シリコンウェハの前記第一導電型の部分と前記拡散層とに跨って形成された第一の溝と、
前記シリコンウェハの前記第一導電型の部分と前記拡散層とに跨って形成されており、前記第一の溝より前記シリコンウェハの端部側に配置された第二の溝と、
を有する太陽電池素子。 - 前記第二の溝の深さが、前記第一の溝より浅いことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池素子。
- 前記第一の電極は、前記シリコンウェハの前記第2の面の端部から離間して形成されており、前記第一の溝および前記第二の溝は、前記電極と前記シリコンウェハの端部との間に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池素子。
- 前記シリコンウェハの前記第2の面上に、前記第一の電極と極性の異なる第二の電極をさらに有し、前記第一の電極と前記第二の電極との間に前記第一の溝および前記第二の溝が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池素子。
- 前記拡散層は前記シリコンウェハの側面から前記第二の面にかけて形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池素子。
- 第1の面と、前記第1の面の裏側の第2の面とを有し、第一の導電型の部分と、第二の導電型の拡散層とを備えるシリコンウェハを準備する工程と、
レーザーにより、前記第一の導電型の部分と前記拡散層とに跨って第一の溝を形成する工程と、
レーザーにより、前記第一の溝と並ぶ位置に前記第一の導電型の部分と前記拡散層とに跨って第二の溝を形成する工程と、を有する太陽電池素子の製造方法。 - 前記第二の溝を、前記第一の溝より浅く形成することを特徴とする請求項6に記載の太陽電池素子の製造方法。
- 前記第二の溝を、前記第一の溝より前記シリコンウェハの端部側に形成することを特徴とする請求項6に記載の太陽電池素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009018407A JP2010177444A (ja) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009018407A JP2010177444A (ja) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010177444A true JP2010177444A (ja) | 2010-08-12 |
Family
ID=42708093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009018407A Pending JP2010177444A (ja) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010177444A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012209316A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Kyocera Corp | 太陽電池素子および太陽電池モジュール |
KR20120136014A (ko) * | 2011-06-08 | 2012-12-18 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그의 반도체 기판 에칭 장비 |
WO2013051323A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池素子およびその製造方法 |
WO2014192739A1 (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | 株式会社カネカ | 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
-
2009
- 2009-01-29 JP JP2009018407A patent/JP2010177444A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012209316A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Kyocera Corp | 太陽電池素子および太陽電池モジュール |
KR20120136014A (ko) * | 2011-06-08 | 2012-12-18 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그의 반도체 기판 에칭 장비 |
KR101708240B1 (ko) * | 2011-06-08 | 2017-02-20 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그의 반도체 기판 에칭 장비 |
WO2013051323A1 (ja) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池素子およびその製造方法 |
WO2014192739A1 (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | 株式会社カネカ | 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
JP5759639B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2015-08-05 | 株式会社カネカ | 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
US9484485B2 (en) | 2013-05-29 | 2016-11-01 | Kaneka Corporation | Solar cell, manufacturing method therefor, solar-cell module, and manufacturing method therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101225978B1 (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
EP2485278B1 (en) | Solar cell element and solar cell module | |
KR101387718B1 (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
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 | |
KR20130007639A (ko) | 이면 전극형 태양전지 및 이면 전극형 태양전지의 제조방법 | |
US20100276772A1 (en) | Photoelectric conversion device and method of manufacturing photoelectric conversion device | |
JP6525583B2 (ja) | 太陽電池素子および太陽電池モジュール | |
WO2014188773A1 (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 | |
KR101649060B1 (ko) | 태양전지 셀의 제조 방법 | |
JP2013513964A (ja) | 裏面接点・ヘテロ接合太陽電池 | |
KR101538602B1 (ko) | 태양전지 및 태양전지의 제조 방법, 태양전지 모듈 | |
WO2017037803A1 (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法 | |
WO2011074280A1 (ja) | 光起電力装置およびその製造方法 | |
TWI492392B (zh) | 半導體元件模組封裝結構及其串接方式 | |
JP4937233B2 (ja) | 太陽電池用基板の粗面化方法および太陽電池セルの製造方法 | |
JP6207414B2 (ja) | 光起電力素子およびその製造方法 | |
WO2013054396A1 (ja) | 光起電力装置の製造方法および光起電力装置 | |
JP2010177444A (ja) | 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 | |
CN111066155A (zh) | 太阳能电池元件及太阳能电池模块 | |
KR102018650B1 (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
KR20110061397A (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
WO2013051323A1 (ja) | 太陽電池素子およびその製造方法 | |
WO2010150358A1 (ja) | 光起電力装置およびその製造方法 | |
JP2010262951A (ja) | 太陽電池セルおよびその製造方法 | |
JP2012209316A (ja) | 太陽電池素子および太陽電池モジュール |