JP2011060971A - 結晶シリコン太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一主面、側面、第二主面からなる導電型単結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池であって、第一主面の略全域に第一の実質的に真正なシリコン系薄膜層と第一導電型シリコン系薄膜層と第一電極層が形成されており、第二主面の略全域に第二の実質的に真正なシリコン系薄膜層と第二導電型シリコン系薄膜層が形成されており、第一導電型シリコン系薄膜層或いは第一電極層が第二導電型シリコン系薄膜層或いは第二電極層と重なる導電性膜積層領域に接触阻止層を備え、接触阻止層が導電性膜積層領域の存在する前記基板の表面に対する法線軸上において第一導電型シリコン系薄膜層或いは第一電極層と第二導電型シリコン系薄膜層或いは第二電極層の間に備えられている。
【選択図】図3
Description
図3は、本発明に従う実施例1の結晶シリコン太陽電池を示す模式的断面図である。本実施例の結晶シリコン太陽電池はヘテロ接合太陽電池であり、n型単結晶シリコン基板1の両面にそれぞれテクスチャを備えている。n型単結晶シリコン基板1の入射面にはi型非晶質シリコン層2/p型非晶質シリコン層3/酸化インジウム層4が製膜されている。一方、基板1の裏面にはi型非晶質シリコン層6/n型非晶質シリコン層7/酸化インジウム層8が製膜されている。基板1の側面及び両主面の周縁部には接触阻止層5として非晶質シリコンナイトライドが製膜されている。また、酸化インジウム層4、8の上には図示しない集電極が形成されている。
実施例2では、製膜順序が実施例1とは異なっており、まず裏面側へi型非晶質シリコン層6、n型非晶質シリコン層7、酸化インジウム層8を製膜した後、側面へ接触阻止層5を製膜し、最後に入射側へi型非晶質シリコン層2、p型非晶質シリコン層3及び酸化インジウム層4を製膜した。
実施例3では、裏面側へ酸化インジウム層8を製膜する際にマスクを用いて製膜領域を限定した点において実施例1とは異なっていた。製膜終了後のセルの膜構成は図5のようになっている。
実施例4では、接触阻止層5が非晶質シリコンナイトライドではなく、ポーラスなシリコンオキサイド層であった点、製膜後に純水中にて超音波洗浄することでシリコンオキサイドを除去し、シリコンオキサイド層上に製膜されていたシリコン系薄膜層及び電極層を取り除いている点において実施例1とは異なっていた。
実施例5では、酸化インジウム層4上に電極層として酸化亜鉛層9を10nm製膜した点、接触阻止層5を製膜する際に凸部に配置することなく、集電極形状を模ったマスクを配置して入射側主面の全域へ製膜を行った点、接触阻止層5が非晶質シリコンナイトライドではなく、光の波長600nmにおける屈折率が1.7のシリコンオキサイド層であった点において実施例1とは異なっていた。
実施例6では、接触阻止層5の製膜初期にPH3を含むガスを導入し、その後、PH3を含むガスの供給を切ることで、接触阻止層がP元素によってドーピングされたn型非晶質シリコンナイトライドとP元素を含まない非晶質シリコンナイトライドからなる点において実施例1とは異なっていた。P元素によってドーピングされたn型非晶質シリコンナイトライドを5nm、P元素を導入しない非晶質シリコンナイトライドを45nm製膜した。
実施例7では、接触阻止層の製膜初期にB2H6を含むガスを導入し、その後、B2H6を含むガスの供給を切ることで、接触阻止層5がB元素によってドーピングされたp型非晶質シリコンナイトライドとB元素を含まない非晶質シリコンナイトライドからなる点において実施例2とは異なっていた。B元素によってドーピングされたp型非晶質シリコンナイトライドを5nm、B元素を導入しない非晶質シリコンナイトライドを45nm製膜した。
実施例8では、製膜順序と光入射方向が実施例1とは異なっており、まず入射面側へi型非晶質シリコン層6、n型非晶質シリコン層7、n型微結晶シリコン層10、酸化インジウム層8を製膜した後、側面へ接触阻止層5を製膜し、最後に裏面側へi型非晶質シリコン層2、p型非晶質シリコン層3及び酸化インジウム層4を製膜した。またi型非晶質シリコン層6の膜厚は5nmでn型非晶質シリコン層7の膜厚は3nmであった。n型微結晶シリコン層10の製膜条件は、圧力800Pa、パワー20W、ガス流量比はSiH4/PH3/H2=1/4/150で、膜厚は4nmであった。
比較例1では、シリコン系薄膜層を製膜する前に、カバー材11としてポリイミドを側面に付着させ乾燥させた点において異なっていた。
比較例2では、裏面側の全域にi型非晶質シリコン層6を製膜し、次にマスクを用いてn型非晶質シリコン層7、酸化インジウム層8を製膜した。次に入射面側の全域にi型非晶質シリコン層2を製膜し、次にマスクを用いてp型非晶質シリコン層3及び酸化インジウム層4を製膜した。
比較例3では、入射面側にマスク1を用いてi型非晶質シリコン層2とp型非晶質シリコン層3を製膜し、更に小さなマスクを用いて酸化インジウム層4を製膜した。その後、裏面側にi型非晶質シリコン層6とn型非晶質シリコン層7がマスクを用いて製膜され、最後に最も小さいマスクを用いて酸化インジウム層8を製膜した。
比較例4では、入射面側の全面にi型非晶質シリコン層6を製膜しており、n型非晶質シリコン層7をそれよりも狭い領域にマスクを用いて製膜した。次にn型非晶質シリコン層7よりも広くi型非晶質シリコン層6よりも狭い領域にマスクを用いて酸化インジウム層8を製膜した。裏面側では、全域にi型非晶質シリコン層2及びp型非晶質シリコン層3を全面に製膜し、最後に酸化インジウム層4を入射面側の酸化インジウム層8よりも狭い領域にマスクを用いて製膜した。
2.i型非晶質シリコン層
3.p型非晶質シリコン層
4.酸化インジウム層
5.接触阻止層
6.i型非晶質シリコン層
7.n型非晶質シリコン層
8.酸化インジウム層
9.酸化亜鉛層
10.n型微結晶シリコン層
11.カバー材
Claims (6)
- 第一主面、側面、第二主面からなる導電型単結晶シリコン基板を用い、前記第一主面に一導電型シリコン系薄膜層を有し、前記導電型単結晶シリコン基板と前記第一導電型シリコン系薄膜層の間に第一の実質的に真正なシリコン系薄膜層を備え、前記第一導電型シリコン系薄膜層の上に第一電極層を備え、前記第二主面に第二導電型シリコン系薄膜層を有し、前記導電型単結晶シリコン基板と前記第二導電型シリコン系薄膜層の間に第二の実質的に真正なシリコン系薄膜層を備え、前記第二導電型シリコン系薄膜層の上に第二電極層を備えた結晶シリコン太陽電池であって、
前記第一主面の略全域に前記第一の実質的に真正なシリコン系薄膜層と前記第一導電型シリコン系薄膜層と前記第一電極層が形成されており、前記第二主面の略全域に前記第二の実質的に真正なシリコン系薄膜層と前記第二導電型シリコン系薄膜層が形成されており、
前記第一導電型シリコン系薄膜層或いは第一電極層が前記第二導電型シリコン系薄膜層或いは第二電極層と重なる導電性膜積層領域に接触阻止層を備え、
前記接触阻止層が前記導電性膜積層領域の存在する前記基板の表面に対する法線軸上において前記第一導電型シリコン系薄膜層或いは第一電極層と前記第二導電型シリコン系薄膜層或いは第二電極層の間に備えられていること特徴とする結晶シリコン太陽電池。 - 前記接触阻止層が、少なくとも前記実質的に真性なシリコン系薄膜層に接している界面において、第一或いは第二導電型のどちらかに荷電制御されていることを特徴とする請求項1に記載の結晶シリコン太陽電池。
- 前記第二主面の略全域に第二電極層が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の結晶シリコン太陽電池。
- 前記接触阻止層が既に集電極を形成してある第一主面或いは第二主面の略全面にも製膜されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれに記載の結晶シリコン太陽電池。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の結晶シリコン太陽電池の製造方法であって、前記接触阻止層は、導電型単結晶シリコン基板の配置されている領域の電極間距離を縮め、主面を無放電条件とした状態で、側面及び主面周縁部にのみ選択的に製膜する工程が含まれる、プラズマCVDによって製膜されることを特徴とする結晶シリコン太陽電池の製造方法。
- 前記接触阻止層を除去することで前記接触阻止層上に製膜された層を合わせて取り除く工程を含むことを特徴とする、請求項5に記載の結晶シリコン太陽電池の製造法。
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