JP2014194977A - Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same - Google Patents

Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2014194977A
JP2014194977A JP2013070171A JP2013070171A JP2014194977A JP 2014194977 A JP2014194977 A JP 2014194977A JP 2013070171 A JP2013070171 A JP 2013070171A JP 2013070171 A JP2013070171 A JP 2013070171A JP 2014194977 A JP2014194977 A JP 2014194977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
film layer
main surface
solar cell
laser
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
Application number
JP2013070171A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Miyamoto
稔 宮本
Yutaka Yanagihara
豊 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP2013070171A priority Critical patent/JP2014194977A/en
Publication of JP2014194977A publication Critical patent/JP2014194977A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/545Microcrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal silicon based solar cell, along with its manufacturing method, which is of high efficiency and excellent productivity.SOLUTION: A crystal silicon based solar cell includes, on a first main surface of one conductive type single crystal silicon substrate 1, a first lamination body containing an inverse conductive type silicon based thin film layer 3 and a first transparent conductive film layer 5a is provided, and on a second main surface, a second lamination body is provided which contains one conductive type silicon based thin film layer 4 and a second transparent conductive film layer 5b. A method of manufacturing the crystal silicon based solar cell includes in this order, a substrate preparation step containing a first lamination body formation step and a second lamination body formation step, and a laser radiation step for radiating laser from first or second main surface side of the substrate 1. In the lamination body formation step, at least respective top surface layers of the first lamination body and the second lamination body are formed to infiltrate to a substrate side surface. By radiating laser so as to reach another surface from the first or second main surface side, an insulating region in which shorting of components constituting respective top surface layers of the first lamination body and the second lamination body is removed is formed on the substrate side surface.

Description

本発明は、結晶シリコン系太陽電池およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a crystalline silicon solar cell and a method for manufacturing the same.

結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系太陽電池は、光電変換効率が高く、既に太陽光発電システムとして広く一般に実用化されている。例えば、特許文献1のような、単結晶シリコンとはバンドギャップの異なる非晶質シリコン系薄膜層を単結晶表面へ製膜し、拡散電位を形成した結晶シリコン系太陽電池は、ヘテロ接合型太陽電池と呼ばれている。   A crystalline silicon solar cell using a crystalline silicon substrate has high photoelectric conversion efficiency and has already been widely put into practical use as a photovoltaic power generation system. For example, a crystalline silicon solar cell in which an amorphous silicon thin film layer having a band gap different from that of single crystal silicon is formed on the surface of a single crystal and a diffusion potential is formed as in Patent Document 1 is a heterojunction solar cell. It is called a battery.

上記ヘテロ接合型太陽電池の光電変換部の製造方法の一例として、結晶シリコン基板上に非晶質シリコン系薄膜層、透明導電膜層または金属電極層を製膜する方法には、プラズマCVD(Chemical Vaper Deposition)法、スパッタ法または蒸着法等の製造方法が好ましく用いられる。これらの製造方法では、一般的に、結晶シリコン基板をホルダーまたはトレーにセットし、結晶シリコン基板に対して直行する向きに着膜が進行する。この際、該基板とホルダー間の隙間や、トレーに配置した際に側面がむき出しとなるため、非晶質シリコン系薄膜層、透明導電膜層または金属電極層が結晶シリコン基板上の製膜面のみならず側面または裏面に回り込んでしまい、表面と裏面との間の短絡やリーク電流が生じるという問題があった。   As an example of a method for manufacturing a photoelectric conversion part of the heterojunction solar cell, a method for forming an amorphous silicon thin film layer, a transparent conductive film layer, or a metal electrode layer on a crystalline silicon substrate includes plasma CVD (Chemical A production method such as a vapor deposition method, a sputtering method or a vapor deposition method is preferably used. In these manufacturing methods, generally, a crystalline silicon substrate is set in a holder or a tray, and deposition proceeds in a direction perpendicular to the crystalline silicon substrate. At this time, the gap between the substrate and the holder or the side surface is exposed when placed on the tray, so that the amorphous silicon thin film layer, the transparent conductive film layer or the metal electrode layer is formed on the crystalline silicon substrate. In addition, there is a problem that a short circuit or a leakage current occurs between the front surface and the back surface due to wrapping around the side surface or the back surface.

上記問題に対し、例えば、特許文献2では、結晶シリコン基板の周端部を金属等のマスクで覆いながら製膜することにより、上記薄膜層の基板側面または裏面への回り込みを防止する方法が提案されている。しかしながら、特許文献2のようなマスクを用いた製造方法では、周端部が無発電領域あるいは高抵抗領域となり、発電に寄与する有効面積が減少し、その結果、太陽電池特性が大幅に低下するという問題があった。さらに、一般的に、工業的生産を考えた場合には、マスクを使用する工程は少ない方が好ましいため、このようなマスクを多用する製造方法は、量産性に乏しいという問題もあった。   For example, Patent Document 2 proposes a method for preventing the thin film layer from wrapping around the side or back surface of the thin film layer by forming a film while covering the peripheral edge of the crystalline silicon substrate with a mask such as metal. Has been. However, in the manufacturing method using a mask as in Patent Document 2, the peripheral end portion becomes a non-power generation region or a high resistance region, and the effective area contributing to power generation is reduced, and as a result, the solar cell characteristics are greatly deteriorated. There was a problem. Furthermore, in general, when industrial production is considered, it is preferable that the number of steps using a mask is small. Therefore, a manufacturing method using such a mask frequently has a problem that it is poor in mass productivity.

上記の問題を解決するために、特許文献3〜5では、結晶シリコン基板上に上記薄膜層等が形成された後に、所定の加工を行い、短絡防止やリーク電流低減を可能とする方法が提案されている。具体的には、特許文献3では、結晶シリコン基板上に形成された上記薄膜層等をレーザー照射により除去して、溝を形成する方法が提案されている。一方、特許文献4、5では、レーザー照射により溝を形成した後、該溝に沿って結晶シリコン基板を割断することにより、光電変換部の側面が割断面からなる太陽電池を形成する方法が提案されている。特許文献3〜5の溝の表面には、上記薄膜層等が存在しないため、回り込みによる短絡やリーク電流の問題が解決される。   In order to solve the above problems, Patent Documents 3 to 5 propose a method for performing a predetermined process after the thin film layer or the like is formed on a crystalline silicon substrate to prevent a short circuit and reduce a leakage current. Has been. Specifically, Patent Document 3 proposes a method of forming a groove by removing the thin film layer and the like formed on a crystalline silicon substrate by laser irradiation. On the other hand, Patent Documents 4 and 5 propose a method of forming a solar cell in which the side surface of the photoelectric conversion portion has a fractured surface by cleaving the crystalline silicon substrate along the groove after forming the groove by laser irradiation. Has been. Since the thin film layer or the like does not exist on the surface of the grooves of Patent Documents 3 to 5, the problem of short circuit due to wraparound and leakage current is solved.

さらに、特許文献6では、多結晶シリコン基板を用いた太陽電池セルの分割工程において、複数のレーザー光を照射して、基板の切断およびpn接合層の分離を可能とする方法が提案されている。上記分割工程とは、1枚の太陽電池セルを2分の1サイズ、あるいは3分の1サイズ等の複数枚に分割して、各々すべての分割セルを太陽電池として利用するための工程である。   Furthermore, Patent Document 6 proposes a method that allows a plurality of laser beams to be irradiated and a substrate to be cut and a pn junction layer to be separated in a solar cell dividing process using a polycrystalline silicon substrate. . The said division | segmentation process is a process for dividing | segmenting one photovoltaic cell into several pieces, such as a 1/2 size or a 1/3 size, and using each division cell as a solar cell each. .

特開2004−221368号公報JP 2004-221368 A 特開2001−44461号公報JP 2001-44461 A 特開平9−129904号公報JP-A-9-129904 特開2006−310774号公報JP 2006-310774 A 特開2008−235521号公報JP 2008-235521 A 特開2011−253908号公報JP 2011-253908 A

しかしながら、特許文献3のように溝を形成する製造方法では、非晶質シリコン系薄膜層と透明導電膜層をレーザー照射により除去する形態が図示されているが、レーザー照射により、これらの層のみを選択的に除去することは困難であり、一般的には、レーザー照射により形成された溝は、結晶シリコン基板の表面または内部まで到達している。この溝形成方法では、短絡は防止できるものの、リーク電流を抑制することまでは困難である。   However, in the manufacturing method for forming a groove as in Patent Document 3, a mode in which the amorphous silicon thin film layer and the transparent conductive film layer are removed by laser irradiation is illustrated, but only these layers are removed by laser irradiation. Is difficult to remove selectively, and in general, the groove formed by laser irradiation reaches the surface or the inside of the crystalline silicon substrate. Although this groove forming method can prevent a short circuit, it is difficult to suppress the leakage current.

次に、特許文献4、5のようにPN接合部にダメージが生じないように溝を形成し、その後、割断する製造方法では、短絡防止可能であり、リーク電流の抑制も可能となるが、割断するためには、基板端部から数mm程度内側にレーザー照射する必要があり、発電に寄与する有効面積が減少する。従って、リーク電流抑制による太陽電池特性向上と、有効面積減少による太陽電池特性低減が、トレードオフすることになり、その結果、最終的な太陽電池特性の向上が期待できない。割断による製造方法では、非常に破損しやすいと考えられる結晶シリコン基板を、端部から数mm程度の幅の全周囲を再現良く割断することが要求され、機械設備による自動量産化が非常に困難であり、工業的生産に不向きであるという問題もあった。また、特許文献5では、シリコン基板のへき界面とは平行でない部分に、連続して溝を形成することで、基板の割れを抑制できる旨が記載されているものの、割断する際の割れ抑制の観点からは課題が残る。   Next, as in Patent Documents 4 and 5, in the manufacturing method in which a groove is formed so as not to cause damage to the PN junction and then cleaved, it is possible to prevent a short circuit and suppress leakage current. In order to cleave, it is necessary to irradiate laser about several millimeters from the edge of the substrate, and the effective area contributing to power generation is reduced. Therefore, there is a trade-off between improving the solar cell characteristics by suppressing the leakage current and reducing the solar cell characteristics by reducing the effective area. As a result, it is not possible to expect the final improvement of the solar cell characteristics. In the manufacturing method by cleaving, it is required that the crystalline silicon substrate, which is considered to be very easily damaged, be cleaved with good reproducibility around the entire circumference of a width of about several millimeters from the edge, making automatic mass production with mechanical equipment extremely difficult. There is also a problem that it is not suitable for industrial production. In addition, Patent Document 5 describes that it is possible to suppress the cracking of the substrate by continuously forming a groove in a portion that is not parallel to the cleavage interface of the silicon substrate. Issues remain from the perspective.

また、特許文献6に記載の方法では、一方の面から他方の面に達するようにレーザー照射を行い、基板の分割とpn接合部の分離を行っているものの、1枚の基板から複数のセルを作製するために、別途のレーザーを照射してレーザー照射による残渣を完全に除去する必要がある。このように結晶シリコン基板を分割する製造方法では、複数のレーザー光を照射するためのレーザー装置および照射システムが必要であり、設備費が非常に高額となり、工業的生産設備には不向きであると考えられる。また、このような分割方法は、基板を単純に2等分あるいは3等分と切断することには有用であると考えられるが、基板端部により近い外周部に沿った形でレーザー光を照射して可能な限り有効面積を増加させることが要求される場合、複数のレーザー光を全周に亘り再現良く照射することが非常に困難であり、かつ、発電に寄与する有効面積が減少すると考えられる。   In the method described in Patent Document 6, laser irradiation is performed so as to reach the other surface from one surface, and the substrate is divided and the pn junction is separated, but a plurality of cells are formed from one substrate. In order to fabricate, it is necessary to irradiate a separate laser to completely remove the residue caused by the laser irradiation. In this way, the manufacturing method for dividing the crystalline silicon substrate requires a laser device and an irradiation system for irradiating a plurality of laser beams, and the equipment cost is very high, which is not suitable for industrial production equipment. Conceivable. In addition, although such a dividing method is considered to be useful for simply cutting the substrate into two or three equal parts, the laser light is irradiated along the outer peripheral portion closer to the edge of the substrate. When it is required to increase the effective area as much as possible, it is very difficult to irradiate a plurality of laser beams with good reproducibility over the entire circumference, and the effective area contributing to power generation will decrease. It is done.

本発明は、上記現状に鑑み、変換効率の高い太陽電池、およびこれらの量産性に優れた製造方法を提供することが目的である。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a solar cell with high conversion efficiency and a manufacturing method excellent in mass productivity thereof.

本発明は、以下に関する。
本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、前記一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、前記第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有し、前記第一積層体形成工程および前記第二積層体形成工程において、前記第一積層体の少なくとも最表面層および前記第二積層体の少なくとも最表面層が、各々前記基板の側面に回り込むように形成され、前記レーザー照射工程において、前記第一の主面もしくは前記第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、前記第一積層体の最表面層を構成する成分と前記第二積層体の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を形成する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法である。
The present invention relates to the following.
The present invention has a first laminate including a reverse conductivity type silicon-based thin film layer and a first transparent conductive layer in this order on a first main surface of a one conductivity type single crystal silicon substrate, A method for producing a crystalline silicon-based solar cell, comprising: a second stacked body including a one-conductivity-type silicon thin film layer and a second transparent conductive film layer in this order on a second main surface, wherein the one-conductivity-type single crystal A first laminate forming step for forming the first laminate on the first main surface of the silicon substrate, and a second laminate forming for forming a second laminate on the second main surface of the substrate. A substrate preparation step including a step, and a laser irradiation step of irradiating a laser from the first main surface or the second main surface side of the substrate in this order, the first laminate forming step and the second laminate In the body forming step, at least the outermost surface layer of the first laminate and the small amount of the second laminate. At least the outermost surface layer is formed to wrap around the side surface of the substrate, and in the laser irradiation step, the laser is irradiated so as to reach the other surface from the first main surface or the second main surface side. By forming an insulating region in which the short circuit between the component constituting the outermost surface layer of the first laminated body and the component constituting the outermost surface layer of the second laminated body is removed on the side surface of the substrate, It is a manufacturing method of a crystalline silicon solar cell.

前記レーザー照射工程において、前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘ってレーザーを照射することにより形成されることが好ましい。   In the laser irradiation step, the insulating region is preferably formed by irradiating a laser over the entire outer periphery of the first main surface or the second main surface of the substrate.

前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘って、連続してレーザーを照射することにより形成されることが好ましい。   The insulating region is preferably formed by continuously irradiating a laser over the entire outer periphery of the first main surface or the second main surface of the substrate.

前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部側面の端部から3mm以内の位置にレーザーを照射することにより形成されることが好ましい。   The insulating region is preferably formed by irradiating a laser at a position within 3 mm from the end of the outer peripheral side surface of the first main surface or the second main surface of the substrate.

前記第一積層体の最表面層が前記第一透明導電膜層であり、前記基板の第二の主面側において、第二透明導電膜層上にさらに金属電極層を有し、前記第二積層体の最表面層が前記金属電極層であることが好ましい。   The outermost surface layer of the first laminate is the first transparent conductive film layer, and on the second main surface side of the substrate, a metal electrode layer is further provided on the second transparent conductive film layer, It is preferable that the outermost surface layer of the laminate is the metal electrode layer.

前記一導電型単結晶シリコン基板が露出するように前記絶縁領域が形成されることが好ましい。   Preferably, the insulating region is formed so that the one conductivity type single crystal silicon substrate is exposed.

前記絶縁領域が、前記レーザー照射を複数回繰り返すことにより形成されることが好ましい。   The insulating region is preferably formed by repeating the laser irradiation a plurality of times.

前記レーザー照射が、1つのレーザー発振器から放出された1本のレーザー光を照射することにより行われることが好ましい。   It is preferable that the laser irradiation is performed by irradiating one laser beam emitted from one laser oscillator.

また本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池であって、前記基板の側面に、第一積層体の最表面層を構成する成分と第二積層体の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を形成し、前記絶縁領域は、前記基板の外周部の全周に亘って形成されており、かつ、前記第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕を有することが好ましい。   The present invention further includes a first laminate including a reverse conductivity type silicon-based thin film layer and a first transparent conductive layer in this order on the first main surface of the one conductivity type single crystal silicon substrate, A crystalline silicon solar cell having a second laminated body including a one-conductivity-type silicon-based thin film layer and a second transparent conductive film layer in this order on a second main surface, wherein An insulating region in which a short circuit between the component constituting the outermost surface layer of the laminate and the component constituting the outermost surface layer of the second laminate is removed is formed, and the insulating region is formed on the entire circumference of the outer peripheral portion of the substrate. It is preferable to have a laser mark that extends from the first main surface to the second main surface.

前記レーザー痕が、前記基板の外周部の全周に亘って形成されていることが好ましい。   It is preferable that the laser mark is formed over the entire outer periphery of the substrate.

本発明による結晶シリコン系太陽電池の製造方法によって、所定のレーザー照射を行うことにより、短絡やリーク電流を抑制できる。また、割断等の別工程が不要となるため、量産性に優れた製造方法である。   By performing the predetermined laser irradiation by the method for manufacturing a crystalline silicon solar cell according to the present invention, a short circuit and a leakage current can be suppressed. Further, since a separate process such as cleaving is not required, the manufacturing method is excellent in mass productivity.

結晶シリコン系太陽電池の一実施形態を示す模式的断面図Schematic sectional view showing one embodiment of a crystalline silicon solar cell 結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、マスクを用いずにシリコン系薄膜層および透明導電膜層までが形成された状態を示す模式的断面図Typical sectional drawing which shows the state by which the silicon system thin film layer and the transparent conductive film layer were formed without using a mask in the manufacturing process of a crystalline silicon system solar cell 結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、レーザー照射後に折割り加工が行われた状態を示す模式的断面図Schematic cross-sectional view showing a state in which split processing is performed after laser irradiation in the manufacturing process of a crystalline silicon solar cell 結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、レーザー照射のみによる切断加工が行われた状態を示す模式的断面図Schematic cross-sectional view showing a state in which cutting processing is performed only by laser irradiation in the manufacturing process of a crystalline silicon solar cell 本発明の一実施形態における結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、外周部の全周に亘って連続してレーザー照射が行われた状態を示す模式的断面図Typical sectional drawing which shows the state by which laser irradiation was continuously performed over the perimeter of an outer peripheral part in the manufacturing process of the crystalline silicon type solar cell in one Embodiment of this invention. 従来の結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、外周部の全周に亘って各辺毎にレーザー照射が行われた状態を示す模式的断面図Typical sectional drawing which shows the state in which laser irradiation was performed for each side over the perimeter of the outer peripheral part in the manufacturing process of the conventional crystalline silicon solar cell 従来の結晶シリコン系太陽電池の製造工程において、外周部の全周に亘って連続してレーザー照射が行われた状態を示す模式的断面図Typical sectional drawing which shows the state in which laser irradiation was continuously performed over the perimeter of the outer peripheral part in the manufacturing process of the conventional crystalline silicon type solar cell

本発明は、一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、前記一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、前記第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有する。前記第一積層体形成工程および前記第二積層体形成工程において、前記第一積層体の少なくとも最表面層および前記第二積層体の少なくとも最表面層が、各々前記基板の側面に回り込むように形成される。また前記レーザー照射工程において、前記第一の主面もしくは前記第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、前記第一積層体の最表面層を構成する成分と前記第二積層体の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を形成する。   The present invention has a first laminate including a reverse conductivity type silicon-based thin film layer and a first transparent conductive layer in this order on a first main surface of a one conductivity type single crystal silicon substrate, A method for producing a crystalline silicon-based solar cell, comprising: a second stacked body including a one-conductivity-type silicon thin film layer and a second transparent conductive film layer in this order on a second main surface, wherein the one-conductivity-type single crystal A first laminate forming step for forming the first laminate on the first main surface of the silicon substrate, and a second laminate forming for forming a second laminate on the second main surface of the substrate. A substrate preparation step including a step and a laser irradiation step of irradiating a laser from the first main surface or the second main surface side of the substrate in this order. In the first laminated body forming step and the second laminated body forming step, at least the outermost surface layer of the first laminated body and at least the outermost surface layer of the second laminated body are each formed to wrap around the side surface of the substrate. Is done. In the laser irradiation step, the outermost surface of the first laminate is applied to the side surface of the substrate by irradiating a laser so as to reach the other surface from the first main surface or the second main surface side. An insulating region in which a short circuit between the component constituting the layer and the component constituting the outermost surface layer of the second laminate is removed is formed.

図1は、本発明による結晶シリコン系太陽電池の一実施形態を示す模式的断面図である。なお、本発明においては、以下の実施形態に限定されない。本実施形態の結晶シリコン系太陽電池はヘテロ接合型太陽電池であり、一導電型単結晶シリコン基板の光入射面(表面側)には、真性シリコン系薄膜層/逆導電型シリコン系薄膜層/第一透明導電膜層を有し(以下、第一積層体)、透明導電膜層の上には集電極が形成されているものが好ましい。一方、上記一導電型単結晶シリコン基板の裏面側には、真性シリコン系薄膜層/一導電型シリコン系薄膜層/第二透明導電膜層/裏面金属電極層が形成(以下、第二積層体)されているものが好ましい。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a crystalline silicon solar cell according to the present invention. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. The crystalline silicon solar cell of this embodiment is a heterojunction type solar cell, and an intrinsic silicon thin film layer / reverse conductivity type silicon thin film layer / It is preferable to have a first transparent conductive film layer (hereinafter referred to as a first laminate) and a collector electrode formed on the transparent conductive film layer. On the other hand, an intrinsic silicon-based thin film layer / one-conductive silicon-based thin film layer / second transparent conductive film layer / back metal electrode layer is formed on the back side of the one-conductivity-type single crystal silicon substrate (hereinafter referred to as a second laminate). ) Is preferred.

<基板準備工程>
まず、本発明の結晶シリコン系太陽電池の製造方法における、基板準備工程について説明する。本発明の基板準備工程は、前記一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを有する。
<Board preparation process>
First, the substrate preparation step in the method for producing a crystalline silicon solar cell of the present invention will be described. In the substrate preparation step of the present invention, a first laminate including a reverse conductivity type silicon-based thin film layer and a first transparent conductive layer in this order is formed on the first main surface of the one conductivity type single crystal silicon substrate. A first laminated body forming step and a second laminated body forming step of forming a second laminated body including a one-conductivity-type silicon thin film layer and a second transparent conductive film layer in this order on the second main surface of the substrate; And have.

まず一導電型単結晶シリコン基板1(以下、「結晶シリコン基板」、「単結晶シリコン基板」または「基板」ともいう)について説明する。一般的に、単結晶シリコン基板は、導電性を持たせるために、シリコンに対して電荷を供給する不純物を含有している。単結晶シリコン基板は、シリコン原子に電子を導入するための原子(例えばリン)を含有させたn型と、シリコン原子に正孔を導入する原子(例えばボロン)を含有させたp型がある。すなわち、本発明における「一導電型」とは、n型またはp型のどちらか一方であることを意味する。   First, one conductivity type single crystal silicon substrate 1 (hereinafter also referred to as “crystal silicon substrate”, “single crystal silicon substrate” or “substrate”) will be described. In general, a single crystal silicon substrate contains an impurity that supplies electric charge to silicon in order to provide conductivity. Single crystal silicon substrates include an n-type in which atoms (for example, phosphorus) for introducing electrons into silicon atoms and a p-type in which atoms (for example, boron) for introducing holes into silicon atoms are contained. That is, “one conductivity type” in the present invention means either n-type or p-type.

ヘテロ接合型太陽電池では、単結晶シリコン基板へ入射した光が最も多く吸収される入射側のヘテロ接合を逆接合として強い電場を設けることで、電子・正孔対を効率的に分離回収することができる。そのため、光入射側のヘテロ接合は逆接合であることが好ましい。一方で、正孔と電子とを比較した場合、有効質量および散乱断面積の小さい電子の方が、一般的に移動度が大きい。以上の観点から、ヘテロ接合型太陽電池に用いられる単結晶シリコン基板1は、n型単結晶シリコン基板であることが好ましい。また、単結晶シリコン基板1は、光閉じ込めの観点から、表面にテクスチャ構造を有することが好ましい。テクスチャは、例えば、単結晶シリコン基板の(100)面と(111)面のエッチングレートが異なることを応用した異方性エッチングによって形成される。   In heterojunction solar cells, the electron-hole pairs are efficiently separated and recovered by providing a strong electric field with the heterojunction on the incident side that absorbs the most light incident on the single crystal silicon substrate as the reverse junction. Can do. Therefore, the heterojunction on the light incident side is preferably a reverse junction. On the other hand, when holes and electrons are compared, electrons having smaller effective mass and scattering cross section generally have higher mobility. From the above viewpoint, the single crystal silicon substrate 1 used in the heterojunction solar cell is preferably an n-type single crystal silicon substrate. The single crystal silicon substrate 1 preferably has a texture structure on the surface from the viewpoint of light confinement. The texture is formed, for example, by anisotropic etching that applies that the etching rates of the (100) plane and the (111) plane of the single crystal silicon substrate are different.

本発明における単結晶シリコン基板の厚みは、500μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましい。一方で機械的強度の低下や製造工程中の破損を抑制する観点から、単結晶シリコン基板の厚みは50μm以上であることが好ましい。   The thickness of the single crystal silicon substrate in the present invention is preferably 500 μm or less, and more preferably 200 μm or less. On the other hand, the thickness of the single crystal silicon substrate is preferably 50 μm or more from the viewpoint of suppressing a decrease in mechanical strength and damage during the manufacturing process.

本実施形態においては、テクスチャが形成された一導電型単結晶シリコン基板1の表面に、導電型シリコン系薄膜層が製膜される。導電型シリコン系薄膜層2a、2b、3、4は、一導電型または逆導電型のシリコン系薄膜層である。例えば、一導電型単結晶シリコン基板1としてn型が用いられる場合、一導電型シリコン系薄膜層、および逆導電型シリコン系薄膜層は、各々n型、およびp型となる。p型またはn型シリコン系薄膜層を形成するためのドーパントガスとしては、BまたはPH等が好ましく用いられる。また、リンやボロンといった不純物の添加量は微量でよいため、予めSiHやHで希釈された混合ガスを用いることが好ましい。 導電型シリコン系薄膜層の製膜時に、CH、CO、NH、GeH等の異種元素を含むガスを添加して、シリコン系薄膜層を合金化することにより、シリコン系薄膜層のエネルギーギャップを変更することもできる。 In the present embodiment, a conductive silicon thin film layer is formed on the surface of the one-conductive single crystal silicon substrate 1 on which the texture is formed. The conductive silicon thin film layers 2a, 2b, 3, and 4 are monoconductive or reverse conductive silicon thin film layers. For example, when n-type is used as the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1, the one-conductivity-type silicon-based thin film layer and the reverse-conductivity-type silicon-based thin film layer are n-type and p-type, respectively. B 2 H 6 or PH 3 is preferably used as a dopant gas for forming the p-type or n-type silicon-based thin film layer. In addition, since the addition amount of impurities such as phosphorus and boron may be small, it is preferable to use a mixed gas diluted with SiH 4 or H 2 in advance. By adding a gas containing a different element such as CH 4 , CO 2 , NH 3 , GeH 4 at the time of forming the conductive silicon thin film layer, the silicon thin film layer is alloyed by alloying the silicon thin film layer. The energy gap can also be changed.

導電型シリコン系薄膜層としては、非晶質シリコン系薄膜層、微結晶シリコン(非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含む)系薄膜層等が挙げられる。例えば、一導電型単結晶シリコン基板としてn型単結晶シリコン基板を用いた場合の結晶シリコン系太陽電池の好適な構成としては、透明導電膜層/p型シリコン系薄膜層/n型単結晶シリコン基板/n型シリコン系薄膜層/透明導電膜層の順の積層構成が挙げられる。中でも、図1に示すように、透明導電膜層5a/p型非晶質シリコン系薄膜層3/i型非晶質シリコン系薄膜層2a/n型単結晶シリコン基板1/i型非晶質シリコン系薄膜層2b/n型非晶質シリコン系薄膜層4/透明導電膜層5bの順の積層構成が好ましい。この場合、前述の理由から、p層側を光入射面とすることが好ましい。   Examples of the conductive silicon thin film layer include an amorphous silicon thin film layer, a microcrystalline silicon (including amorphous silicon and crystalline silicon) thin film layer, and the like. For example, as a preferable configuration of a crystalline silicon solar cell when an n-type single crystal silicon substrate is used as a single conductivity type single crystal silicon substrate, a transparent conductive film layer / p-type silicon thin film layer / n-type single crystal silicon is used. A laminated structure in the order of substrate / n-type silicon-based thin film layer / transparent conductive film layer can be given. Among them, as shown in FIG. 1, the transparent conductive film layer 5a / p-type amorphous silicon thin film layer 3 / i type amorphous silicon thin film layer 2a / n type single crystal silicon substrate 1 / i type amorphous A laminated structure in the order of silicon thin film layer 2b / n-type amorphous silicon thin film layer 4 / transparent conductive film layer 5b is preferable. In this case, for the reason described above, it is preferable that the p-layer side be the light incident surface.

すなわち、本発明においては、第一積層体および第二積層体に、各々前記基板と導電型シリコン系薄膜層の間に真性シリコン系薄膜層を有することが好ましく、真性シリコン系薄膜層としては、真性非晶質シリコン系薄膜層を用いることが好ましい。ここで「真性」層との用語は、導電型不純物を含まない完全に真性であるものに限られず、シリコン系層が真性層として機能し得る範囲で微量のn型不純物やp型不純物を含む「弱n型」あるいは「弱p型」の実質的に真性な層をも包含する。   That is, in the present invention, each of the first laminate and the second laminate preferably has an intrinsic silicon thin film layer between the substrate and the conductive silicon thin film layer. As the intrinsic silicon thin film layer, It is preferable to use an intrinsic amorphous silicon thin film layer. Here, the term “intrinsic” layer is not limited to a completely intrinsic layer that does not include conductive impurities, but includes a small amount of n-type impurities and p-type impurities as long as the silicon-based layer can function as an intrinsic layer. It also includes substantially intrinsic layers of “weak n-type” or “weak p-type”.

真性非晶質シリコン系薄膜層2a,2bとしては、シリコンと水素で構成されるi型水素化非晶質シリコンが好ましい。単結晶シリコン基板上に、プラズマCVD法によってi型水素化非晶質シリコンが製膜されると、単結晶シリコン基板への不純物拡散を抑えつつ表面パッシベーションを有効に行うことができる。また、膜中の水素量を変化させることで、エネルギーギャップにキャリア回収を行う上で有効なプロファイルを持たせることができる。   Intrinsic amorphous silicon-based thin film layers 2a and 2b are preferably i-type hydrogenated amorphous silicon composed of silicon and hydrogen. When i-type hydrogenated amorphous silicon is formed on a single crystal silicon substrate by plasma CVD, surface passivation can be effectively performed while suppressing impurity diffusion into the single crystal silicon substrate. Further, by changing the amount of hydrogen in the film, it is possible to give an effective profile to the carrier recovery in the energy gap.

真性非晶質シリコン系薄膜層2a,2bの膜厚は、2nm〜8nmの範囲が好ましい。真性シリコン系薄膜層の膜厚を2nm以上とすることにより、パッシベーション層としての効果がより期待できる。また膜厚を8nm以下とすることにより、高抵抗化により生じうる変換特性の低下をより抑制できる。   The thickness of the intrinsic amorphous silicon thin film layers 2a and 2b is preferably in the range of 2 nm to 8 nm. By setting the film thickness of the intrinsic silicon-based thin film layer to 2 nm or more, the effect as a passivation layer can be further expected. In addition, when the film thickness is 8 nm or less, it is possible to further suppress deterioration in conversion characteristics that may occur due to high resistance.

p型シリコン系薄膜層3は、p型水素化非晶質シリコン系薄膜層、p型非晶質シリコンカーバイド層、またはp型非晶質シリコンオキサイド層であることが好ましい。不純物拡散の抑制や直列抵抗低下の観点ではp型水素化非晶質シリコン系薄膜層が好ましい。一方、p型非晶質シリコンカーバイド層およびp型非晶質シリコンオキサイド層は、ワイドギャップの低屈折率層であるため、光学的なロスを低減できる点において好ましい。   The p-type silicon thin film layer 3 is preferably a p-type hydrogenated amorphous silicon thin film layer, a p-type amorphous silicon carbide layer, or a p-type amorphous silicon oxide layer. A p-type hydrogenated amorphous silicon thin film layer is preferred from the viewpoint of suppressing impurity diffusion and reducing the series resistance. On the other hand, the p-type amorphous silicon carbide layer and the p-type amorphous silicon oxide layer are wide gap low-refractive index layers, which are preferable in terms of reducing optical loss.

p型シリコン系薄膜層3の膜厚は、5nm〜50nmの範囲が好ましい。ヘテロ接合太陽電池では、特に、光入射側に配置される導電型層の膜厚を小さくすることが好ましい。例えば、p層側(第一の透明導電膜層5a側)が光入射面である場合、p型シリコン系薄膜層3の膜厚は、15nm以下がより好ましく、10nm以下さらに好ましく、8nm以下が特に好ましい。   The film thickness of the p-type silicon thin film layer 3 is preferably in the range of 5 nm to 50 nm. In the heterojunction solar cell, it is particularly preferable to reduce the film thickness of the conductive layer disposed on the light incident side. For example, when the p layer side (the first transparent conductive film layer 5a side) is a light incident surface, the thickness of the p-type silicon thin film layer 3 is more preferably 15 nm or less, further preferably 10 nm or less, and more preferably 8 nm or less. Particularly preferred.

n型シリコン系薄膜層4は、n型非晶質シリコン系薄膜層あるいはn型微結晶シリコン系薄膜層の単層により構成されてもよく、複数の薄膜層からなるものであってもよい。n型シリコン系薄膜層4の材料としては、隣接層との良好な接合特性が得られやすいことから、非晶質シリコンや非晶質シリコンナイトライドが好ましい。n型微結晶シリコン系薄膜層の材料としては、例えば、微結晶シリコン、微結晶シリコンカーバイド、微結晶シリコンオキサイドが挙げられる。   The n-type silicon thin film layer 4 may be composed of a single layer of an n-type amorphous silicon thin film layer or an n-type microcrystalline silicon thin film layer, or may be composed of a plurality of thin film layers. As the material of the n-type silicon-based thin film layer 4, amorphous silicon or amorphous silicon nitride is preferable because good bonding characteristics with an adjacent layer can be easily obtained. Examples of the material of the n-type microcrystalline silicon thin film layer include microcrystalline silicon, microcrystalline silicon carbide, and microcrystalline silicon oxide.

n型シリコン系薄膜層4の膜厚は、5nm〜50nmの範囲が好ましい。n型シリコン系薄膜層4がn型非晶質シリコン系薄膜層およびn型微結晶シリコン系薄膜層の2層で構成される場合、n型非晶質シリコン系薄膜層の膜厚は5nm〜20nmが好ましく、n型微結晶シリコン系薄膜層の膜厚は、5nm〜30nm以下が好ましい。   The thickness of the n-type silicon thin film layer 4 is preferably in the range of 5 nm to 50 nm. When the n-type silicon thin film layer 4 is composed of two layers of an n-type amorphous silicon thin film layer and an n-type microcrystalline silicon thin film layer, the thickness of the n-type amorphous silicon thin film layer is 5 nm to 20 nm is preferable, and the thickness of the n-type microcrystalline silicon thin film layer is preferably 5 nm to 30 nm.

シリコン系薄膜層の製膜方法としては、プラズマCVD法が好ましい。プラズマCVD法によるシリコン系薄膜層の形成条件としては、基板温度100〜300℃、圧力20〜2600Pa、高周波パワー密度0.004〜0.8W/cmが好ましく用いられる。シリコン系薄膜層の形成に使用される原料ガスとしては、SiH、Si等のシリコン含有ガス、またはシリコン系ガスとHとの混合ガスが好ましく用いられる。 A plasma CVD method is preferable as a method for forming the silicon-based thin film layer. As conditions for forming a silicon-based thin film layer by plasma CVD, a substrate temperature of 100 to 300 ° C., a pressure of 20 to 2600 Pa, and a high frequency power density of 0.004 to 0.8 W / cm 2 are preferably used. As a source gas used for forming the silicon-based thin film layer, a silicon-containing gas such as SiH 4 or Si 2 H 6 or a mixed gas of silicon-based gas and H 2 is preferably used.

本発明における結晶シリコン系太陽電池は、逆導電型シリコン系薄膜層3,一導電型シリコン系薄膜層4上に、各々第一透明導電膜層5a,第二透明導電膜層5bを備える。第一および第二透明導電膜層は、各々第一積層体形成工程、第二積層体形成工程により形成される。   The crystalline silicon solar cell according to the present invention includes a first transparent conductive film layer 5a and a second transparent conductive film layer 5b on the reverse conductive silicon thin film layer 3 and the one conductive silicon thin film layer 4, respectively. The first and second transparent conductive film layers are formed by a first laminate forming process and a second laminate forming process, respectively.

透明導電膜層5a,5bは、導電性酸化物を主成分とする。導電性酸化物としては、例えば、酸化亜鉛や酸化インジウム、酸化錫を単独または混合して用いることができる。導電性、光学特性、および長期信頼性の観点から、酸化インジウムを含んだインジウム系酸化物が好ましく、中でも酸化インジウム錫(ITO)を主成分とするものがより好ましく用いられる。ここで「主成分とする」とは、含有量が50重量%より多いことを意味し、70重量%以上が好ましく、90%重量以上がより好ましい。透明導電膜層は、単層でもよく、複数の層からなる積層構造でもよい。   The transparent conductive film layers 5a and 5b are mainly composed of a conductive oxide. As the conductive oxide, for example, zinc oxide, indium oxide, or tin oxide can be used alone or in combination. From the viewpoints of conductivity, optical characteristics, and long-term reliability, an indium oxide containing indium oxide is preferable, and an indium tin oxide (ITO) as a main component is more preferably used. Here, “main component” means that the content is more than 50% by weight, preferably 70% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more. The transparent conductive film layer may be a single layer or a laminated structure composed of a plurality of layers.

透明導電膜層には、ドーピング剤を添加することができる。例えば、透明導電膜層として酸化亜鉛が用いられる場合、ドーピング剤としては、アルミニウムやガリウム、ホウ素、ケイ素、炭素等が挙げられる。透明導電膜層として酸化インジウムが用いられる場合、ドーピング剤としては、 亜鉛や錫、チタン、タングステン、モリブデン、ケイ素等が挙げられる。透明導電膜層として酸化錫が用いられる場合、ドーピング剤としては、フッ素等が挙げられる。   A doping agent can be added to the transparent conductive film layer. For example, when zinc oxide is used as the transparent conductive film layer, examples of the doping agent include aluminum, gallium, boron, silicon, and carbon. When indium oxide is used as the transparent conductive film layer, examples of the doping agent include zinc, tin, titanium, tungsten, molybdenum, and silicon. When tin oxide is used as the transparent conductive film layer, examples of the doping agent include fluorine.

ドーピング剤は、第一透明導電膜層5aおよび第二透明導電膜層5bの一方もしくは両方に添加することができる。特に、第一透明導電膜層5aにドーピング剤を添加することが好ましい。第一透明導電膜層にドーピング剤を添加することで、透明導電膜層自体が低抵抗化されると共に、第一透明導電膜層5aと集電極7との間での抵抗損を抑制することができる。   The doping agent can be added to one or both of the first transparent conductive film layer 5a and the second transparent conductive film layer 5b. In particular, it is preferable to add a doping agent to the first transparent conductive film layer 5a. By adding a doping agent to the first transparent conductive film layer, the resistance of the transparent conductive film layer itself is reduced and resistance loss between the first transparent conductive film layer 5a and the collector electrode 7 is suppressed. Can do.

光入射面側透明導電膜層5aの膜厚は、透明性、導電性、および光反射低減の観点から、10nm以上140nm以下であることが好ましい。光入射面側透明導電膜層の役割は、集電極8へのキャリアの輸送であり、そのために必要な導電性があればよく、膜厚は10nm以上であることが好ましい。膜厚を140nm以下にすることにより、透明導電膜層での吸収ロスが小さく、 透過率の低下に伴う光電変換効率の低下を抑制することができる。また、透明導電膜層の膜厚が上記範囲内であれば、透明導電膜層内のキャリア濃度上昇も防ぐことができるため、赤外域の透過率低下に伴う光電変換効率の低下も抑制される。   The film thickness of the light incident surface side transparent conductive film layer 5a is preferably 10 nm or more and 140 nm or less from the viewpoints of transparency, conductivity, and light reflection reduction. The role of the light incident surface side transparent conductive film layer is to transport carriers to the collector electrode 8, as long as it has conductivity necessary for that purpose, and the film thickness is preferably 10 nm or more. By setting the film thickness to 140 nm or less, absorption loss in the transparent conductive film layer is small, and a decrease in photoelectric conversion efficiency accompanying a decrease in transmittance can be suppressed. In addition, if the film thickness of the transparent conductive film layer is within the above range, an increase in carrier concentration in the transparent conductive film layer can also be prevented, so that a decrease in photoelectric conversion efficiency due to a decrease in infrared transmittance is also suppressed. .

透明導電膜層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法等の物理気相堆積法や、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積(MOCVD)法等が好ましい。いずれの製膜方法においても、熱やプラズマ放電によるエネルギーを利用することもできる。   A method for forming the transparent conductive film layer is not particularly limited, but a physical vapor deposition method such as a sputtering method, a chemical vapor deposition (MOCVD) method using a reaction between an organometallic compound and oxygen or water is preferable. . In any film forming method, energy by heat or plasma discharge can be used.

透明導電膜層作製時の基板温度は、適宜設定される。例えば、シリコン系薄膜層として非晶質シリコン系薄膜層が用いられる場合、基板温度は200℃以下が好ましい。基板温度を200℃以下とすることにより、非晶質シリコン系薄膜層からの水素の脱離や、それに伴うシリコン原子へのダングリングボンドの発生を抑制でき、結果として変換効率を向上させることができる。   The substrate temperature at the time of producing the transparent conductive film layer is appropriately set. For example, when an amorphous silicon thin film layer is used as the silicon thin film layer, the substrate temperature is preferably 200 ° C. or lower. By setting the substrate temperature to 200 ° C. or lower, the desorption of hydrogen from the amorphous silicon-based thin film layer and the accompanying generation of dangling bonds to silicon atoms can be suppressed, and as a result, the conversion efficiency can be improved. it can.

第二透明導電膜層5b上には、裏面金属電極層6が形成されることが好ましい。裏面金属電極層としては、近赤外から赤外域の反射率が高く、かつ導電性や化学的安定性が高い材料を用いることが望ましい。このような特性を満たす材料としては、銀やアルミニウム等が挙げられる。裏面金属電極層の製膜方法は、特に限定されないが、スパッタ法や真空蒸着法等の物理気相堆積法や、スクリーン印刷等の印刷法等が適用可能である。   A back metal electrode layer 6 is preferably formed on the second transparent conductive film layer 5b. As the back metal electrode layer, it is desirable to use a material having high reflectivity from the near infrared to the infrared region and high conductivity and chemical stability. Examples of the material satisfying such characteristics include silver and aluminum. The method for forming the back surface metal electrode layer is not particularly limited, but a physical vapor deposition method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, a printing method such as screen printing, or the like is applicable.

集電極の形成は、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、銅線接着法、スプレー法、真空蒸着法、スパッタ法等の公知技術によって作製できる。集電極は、櫛形等の所定形状にパターン化されていることが好ましいが、この限りではない。パターン化された集電極の形成は、生産性の観点からスクリーン印刷法が適している。スクリーン印刷法では、例えば、金属粒子と樹脂バインダーからなる導電性ペーストと、集電極のパターン形状に対応した開口パターンを有するスクリーン版を用いて、集電極パターンを印刷する方法が好ましく用いられているが、この限りではない。   The collector electrode can be formed by a known technique such as a screen printing method, an ink jet printing method, a copper wire bonding method, a spray method, a vacuum deposition method, or a sputtering method. The collector electrode is preferably patterned in a predetermined shape such as a comb shape, but is not limited thereto. A screen printing method is suitable for forming the patterned collector electrode from the viewpoint of productivity. In the screen printing method, for example, a method of printing a collector electrode pattern using a conductive paste composed of metal particles and a resin binder and a screen plate having an opening pattern corresponding to the pattern shape of the collector electrode is preferably used. But this is not the case.

前記第一積層体形成工程および第二積層体形成工程において、少なくとも第一積層体の最表面層および第二積層体の最表面層が前記基板の側面に回り込むように形成される。ここで、本発明においては、第一積層体の最表面層は、典型的には前記第一透明導電膜層であるが、前記第一透明導電膜層上に、さらに別の電極層などを有し、かつ該層が基板側面に回り込むように形成される場合、該層が最表面層となる。例えば、ヘテロ接合太陽電池は、光入射側の第一透明導電膜層上に集電極を有するものが一般的に用いられており、該集電極は、光閉じ込めの観点から、櫛形などのパターン状のものが好ましく用いられている。このような集電極は、通常、側面に回り込まないように形成されるため、第一積層体の最表面層は第一透明導電膜層になる。   In the first laminated body forming step and the second laminated body forming step, at least the outermost surface layer of the first laminated body and the outermost surface layer of the second laminated body are formed so as to wrap around the side surface of the substrate. Here, in the present invention, the outermost surface layer of the first laminate is typically the first transparent conductive film layer, but another electrode layer or the like is further formed on the first transparent conductive film layer. And when the layer is formed so as to wrap around the side surface of the substrate, the layer becomes the outermost surface layer. For example, a heterojunction solar cell generally has a collector electrode on the first transparent conductive film layer on the light incident side, and the collector electrode has a pattern shape such as a comb shape from the viewpoint of light confinement. Are preferably used. Since such a collector electrode is usually formed so as not to wrap around the side surface, the outermost surface layer of the first laminate is the first transparent conductive film layer.

また前記基板の第二の主面側において、第二透明導電膜層上(前記基板とは反対面側)にさらに裏面電極を有する場合、裏面電極としては、一般的に、パターン状のものや全面に形成された金属電極層が用いられる。例えば、裏面電極として、基板の側面に回り込むように金属電極層を形成する場合、該金属電極層が第二積層体の最表面層になる。一方、裏面電極として、基板の側面に回り込まないように、マスク等により金属電極層を製膜した場合や、パターン状の電極を用いる場合などは、第二積層体の最表面層は、第二透明電極層となる。   In addition, on the second main surface side of the substrate, when the back electrode is further provided on the second transparent conductive film layer (on the side opposite to the substrate), as the back electrode, A metal electrode layer formed on the entire surface is used. For example, when a metal electrode layer is formed as a back electrode so as to wrap around the side surface of the substrate, the metal electrode layer becomes the outermost surface layer of the second laminate. On the other hand, when the metal electrode layer is formed with a mask or the like as a back electrode so as not to go around the side surface of the substrate, or when a patterned electrode is used, the outermost surface layer of the second laminate is It becomes a transparent electrode layer.

例えば、第一積層体、第二積層体の最表面層が各々第一透明電極層、第二透明電極層の場合、これらの層が少なくとも側面に回り込んでいれば良く、逆導電型シリコン系薄膜層や一導電型シリコン系薄膜層は、例えばマスクなどにより側面に回り込まないように製膜しても良い。   For example, when the outermost surface layers of the first laminate and the second laminate are the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer, respectively, it is sufficient that these layers wrap around at least the side surfaces. The thin film layer and the one-conductivity-type silicon-based thin film layer may be formed by, for example, a mask so as not to enter the side surface.

生産性の観点からは、導電型シリコン系薄膜層や一導電型シリコン系薄膜層なども側面に回り込むように製膜することが好ましい。すなわち第一積層体または第二積層体の全ての層が基板側面に回り込むように製膜することが好ましい。また側面だけでなく製膜面とは反対面側に回り込むように製膜しても良い。   From the viewpoint of productivity, it is preferable that the conductive silicon thin film layer, the one conductive silicon thin film layer, and the like be formed so as to wrap around the side surface. That is, it is preferable to form the film so that all the layers of the first laminated body or the second laminated body wrap around the side surface of the substrate. Further, the film may be formed not only on the side surface but also on the side opposite to the film forming surface.

例えば、図2に示すように、マスクを使用せずに、プラズマCVD法やスパッタ法等により上記各層が形成された場合、一導電型単結晶シリコン基板1の裏面側(第二の主面側)の第二積層体は、製膜時の回り込みによって、一導電型単結晶シリコン基板1の側面および第一の主面にまで形成される。すなわち、図2では、第二積層体として、前記基板の第二の主面側から順に、真性シリコン系薄膜層、一導電型シリコン系薄膜層および第二透明導電膜層が形成されており、これらのいずれも第一の主面側に回りこんでいる。   For example, as shown in FIG. 2, when the above layers are formed by plasma CVD, sputtering, or the like without using a mask, the back surface side (second main surface side) of the single conductivity type single crystal silicon substrate 1 is used. ) Is formed up to the side surface and the first main surface of the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1 by wraparound during film formation. That is, in FIG. 2, an intrinsic silicon-based thin film layer, a one-conductivity-type silicon-based thin film layer, and a second transparent conductive film layer are formed as a second laminate in order from the second main surface side of the substrate. All of these wrap around the first main surface.

また、一導電型単結晶シリコン基板1の表面側(第一の主面側)に形成された第一積層体は、製膜時の回り込みによって、一導電型単結晶シリコン基板1の側面および第二の主面側にまで形成される。すなわち、図2では、第一積層体として、前記基板の第一の主面側から順に、真性シリコン系薄膜層、逆導電型シリコン系薄膜層および第一透明導電膜層が形成されており、これらのいずれも第二の主面側に回りこんでいる。   In addition, the first laminate formed on the surface side (first main surface side) of the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1 has a side surface of the one-conductivity-type single crystal silicon substrate 1 and the It is formed up to the second main surface side. That is, in FIG. 2, an intrinsic silicon-based thin film layer, a reverse conductivity type silicon-based thin film layer, and a first transparent conductive film layer are formed as a first laminate in order from the first main surface side of the substrate. Both of these wrap around the second main surface side.

このような回り込みが生じた場合、図2からも理解されるように、表面側の第一積層体と裏面側の第二積層体が、短絡した状態となり、太陽電池の特性が低下する。なお、本発明においては、第一積層体と第二積層体の積層順は図2に限定されない。   When such a wraparound occurs, as can be understood from FIG. 2, the first laminated body on the front surface side and the second laminated body on the back surface side are short-circuited, and the characteristics of the solar cell are deteriorated. In the present invention, the stacking order of the first stacked body and the second stacked body is not limited to FIG.

<レーザー照射工程>
本発明においては、前記基板準備工程の後、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、第一積層体の最表面層を構成する成分と第二積層体の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を形成する。絶縁領域が形成されることによって、回り込みによる短絡の問題を解決することができる。
<Laser irradiation process>
In the present invention, after the substrate preparation step, the first side surface of the substrate or the second main surface side is irradiated with a laser so as to reach the other side, whereby the side surface of the substrate is An insulating region is formed in which a short circuit between the component constituting the outermost surface layer of the laminate and the component constituting the outermost surface layer of the second laminate is removed. By forming the insulating region, it is possible to solve the problem of short circuit due to wraparound.

ここで、本明細書において、「絶縁領域」とは、 光電変換部の表面に形成された単一あるいは複数の特定の領域を指す用語であり、第一の主面側の最表面層と第二の主面側の最表面層との短絡が除去された領域を意味する。典型的には、絶縁領域は、光電変換部の第一の主面および/または第二の主面の最表面層を構成する成分が除去され、当該成分が付着していない領域である。なお、「付着していない領域」とは、当該層を構成する材料元素が全く検出されない領域に限定されるものではなく、材料の付着量が周辺の「形成部」と比較して著しく少なく、当該層自体が有する特性(電気的特性、光学特性、機械的特性等)が発現しない領域も、「付着していない領域」に包含される。なお、図1に示すヘテロ接合型太陽電池の場合、絶縁領域は、第一積層体の最表面層である透明導電膜層5a、第二積層体の最表面層である透明導電膜層5bまたは裏面金属電極層6が付着していないことに加えて、一導電型非晶質シリコン系薄膜層4、または、逆導電型非晶質シリコン系薄膜層3も付着していないことが好ましい。   Here, in this specification, the “insulating region” is a term indicating a single or a plurality of specific regions formed on the surface of the photoelectric conversion unit, and the first outermost surface layer and the first main surface side. It means a region where a short circuit with the outermost surface layer on the second main surface side is removed. Typically, the insulating region is a region where a component constituting the outermost surface layer of the first main surface and / or the second main surface of the photoelectric conversion portion is removed and the component is not attached. The "non-attached region" is not limited to a region where the material element constituting the layer is not detected at all, and the amount of material attached is significantly less than the surrounding "formation part" A region where the characteristics (electrical properties, optical properties, mechanical properties, etc.) of the layer itself are not expressed is also included in the “non-attached region”. In the case of the heterojunction solar cell shown in FIG. 1, the insulating regions are the transparent conductive film layer 5a that is the outermost surface layer of the first stacked body, the transparent conductive film layer 5b that is the outermost surface layer of the second stacked body, or In addition to the back metal electrode layer 6 not being attached, it is preferable that the one-conductivity-type amorphous silicon thin film layer 4 or the reverse conductivity type amorphous silicon thin film layer 3 is not attached.

本発明において、レーザー照射は、一方の面(第一の主面もしくは第二の主面側)から他方の面に達するように行われる。すなわち、第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕が形成される。このようなレーザー照射を行うことにより、絶縁領域が形成される。本発明においては、導電型シリコン系薄膜層上に透明導電膜層を有するため、短絡防止効果をより向上させる観点から、導電型シリコン系薄膜層と透明導電膜層の両方が除去されるように絶縁領域が形成されることが好ましい。また前記一導電型単結晶シリコン基板が露出するように前記絶縁領域が形成されることがより好ましい。すなわち前記一導電型単結晶シリコン基板に前記レーザー痕が形成されることがより好ましい。   In the present invention, laser irradiation is performed so as to reach the other surface from one surface (the first main surface or the second main surface side). That is, a laser mark reaching the second main surface from the first main surface is formed. By performing such laser irradiation, an insulating region is formed. In the present invention, since the transparent conductive film layer is provided on the conductive silicon thin film layer, both the conductive silicon thin film layer and the transparent conductive film layer are removed from the viewpoint of further improving the short-circuit prevention effect. An insulating region is preferably formed. More preferably, the insulating region is formed so as to expose the one conductivity type single crystal silicon substrate. That is, it is more preferable that the laser mark is formed on the one conductivity type single crystal silicon substrate.

ここで、従来では、図3に示すように、レーザーにより基板の一部(例えば基板の一方の面から厚み方向へ3分の1程度)の溝を形成した後(図3(a))、該溝に沿って折割り(図3(b))を行うことで絶縁処理(すなわち絶縁領域の形成)を行っていた。このため、基板の端部から数mm程度の幅を持たせて溝を形成する必要があった。これに対し、本発明では、図4に示すように、レーザー照射のみにより絶縁処理を行うことができるため、基板の有効面積をより増大させることが可能となる。   Here, conventionally, as shown in FIG. 3, after forming a groove on a part of the substrate (for example, about one third in the thickness direction from one surface of the substrate) by a laser (FIG. 3A), Insulation treatment (that is, formation of an insulating region) was performed by performing splitting (FIG. 3B) along the groove. For this reason, it has been necessary to form a groove with a width of about several mm from the end of the substrate. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 4, since the insulation process can be performed only by laser irradiation, the effective area of the substrate can be further increased.

特に、有効発電面積をより大きくする観点からは、第一の主面および/または第二の主面の端部により近い位置(例えば端部から3mm以下の領域) に絶縁領域が設けられることが好ましく、2mm以下がより好ましく、1mm以下がさらに好ましい。すなわち絶縁領域を形成するためのレーザー照射は、基板の端部により近い領域に行われることが好ましい。また、本発明のように、基板の一方の面側から他方の面側へ達するようにレーザー照射を行い、絶縁処理を行うことにより、絶縁処理工程がレーザー照射のみで加工可能となるため、生産性が大幅に向上し、生産コストをより低減できる。   In particular, from the viewpoint of increasing the effective power generation area, an insulating region may be provided at a position closer to the end of the first main surface and / or the second main surface (for example, a region of 3 mm or less from the end). Preferably, it is 2 mm or less, more preferably 1 mm or less. That is, the laser irradiation for forming the insulating region is preferably performed in a region closer to the end portion of the substrate. In addition, as in the present invention, laser irradiation is performed so as to reach from the one surface side of the substrate to the other surface side, and insulation treatment is performed, so that the insulation treatment process can be processed only by laser irradiation. The productivity is greatly improved and the production cost can be further reduced.

本発明においては、一方の面から他方の面に達するようにレーザー照射を行うことにより、第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕(L0)が形成される。ここで、「レーザー痕L0」とは、図4に示すように、レーザーを照射した基板の断面において、該基板の膜厚方向に亘って形成されたレーザー痕を意味する。本発明の絶縁領域は、典型的には該レーザー痕L0を有するようにレーザー照射を行うことにより形成される。すなわち、従来では、図3(b)のように、レーザーを照射した基板の断面において、レーザー痕(L1)と折割りによる割断面(L2)を有し、当該部分により絶縁領域が形成されるのに対し、本発明においては、図4に示すように、絶縁領域は、第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕(L0)を有し、割断面を有さない。   In the present invention, a laser mark (L0) reaching from the first main surface to the second main surface is formed by performing laser irradiation so as to reach the other surface from one surface. Here, as shown in FIG. 4, “laser mark L0” means a laser mark formed over the thickness direction of the substrate in the cross section of the substrate irradiated with the laser. The insulating region of the present invention is typically formed by performing laser irradiation so as to have the laser mark L0. That is, conventionally, as shown in FIG. 3B, the laser-irradiated substrate has a laser mark (L1) and a split surface (L2) by splitting, and an insulating region is formed by the portion. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 4, the insulating region has a laser mark (L0) that reaches from the first main surface to the second main surface, and does not have a split section.

絶縁領域は、前記基板の側面の少なくとも一部に形成されていればよい。すなわち、基板の側面の少なくとも一部において、一方の面から他方の面に達するようにレーザー照射が行われていればよいが、上述のように、より高い太陽電池性能を実現する観点から、絶縁領域は、集電極7よりも外周の領域に設けられることが好ましく、外周部に形成されることがより好ましい。   The insulating region may be formed on at least a part of the side surface of the substrate. That is, at least a part of the side surface of the substrate may be irradiated with laser so as to reach the other surface from one surface, but as described above, from the viewpoint of realizing higher solar cell performance, insulation is performed. The region is preferably provided in an outer peripheral region than the collector electrode 7 and more preferably formed in the outer peripheral portion.

この際、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘ってレーザーを照射することにより絶縁領域が形成されることがさらに好ましく、図5に示すように、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘って、連続してレーザーが照射されることが特に好ましい。   At this time, it is more preferable that the insulating region is formed by irradiating the entire circumference of the outer peripheral portion of the first main surface or the second main surface of the substrate, as shown in FIG. It is particularly preferable that the laser is continuously irradiated over the entire circumference of the outer peripheral portion of the first main surface or the second main surface of the substrate.

ここで、ヘテロ接合型太陽電池では、一般的に図5などに示すように、略四角形のシリコンウェハを用いて太陽電池が形成されるが、従来のように、溝を形成後に折割りする場合、図6に示すように外周部の全周に亘って各辺毎にレーザー照射を行うと、角部R1などから破損が生じ易いという問題があった。特に、特許文献5など、図7に示すように外周部の全周に亘って連続してレーザー照射を行うと、角部R1が破損しやすく、生産性の観点から、課題があった。これに対し、本発明においては、一方の面から他方の面に達するように、外周部の全周に亘って連続してレーザー照射を行うことにより、別途折割りが不要なため、角部R1からの破損を防ぐことができ、生産性をより向上させることができる。   Here, in the heterojunction solar cell, as shown in FIG. 5 and the like, the solar cell is generally formed using a substantially rectangular silicon wafer. As shown in FIG. 6, when laser irradiation is performed for each side over the entire circumference of the outer peripheral portion, there is a problem that breakage is likely to occur from the corner portion R1. In particular, as shown in FIG. 7 in Patent Document 5 and the like, when laser irradiation is continuously performed over the entire circumference of the outer peripheral portion, the corner portion R1 is easily damaged, and there is a problem from the viewpoint of productivity. On the other hand, in the present invention, since the laser irradiation is continuously performed over the entire circumference of the outer peripheral portion so as to reach the other surface from one surface, there is no need for separate folding, so the corner portion R1. Can be prevented, and productivity can be further improved.

レーザー照射のみによる絶縁領域の形成に用いるレーザー光としては、結晶シリコン基板が吸収可能な光の波長で、結晶シリコン基板の切断に十分な出力を有するものが適用可能である。例えば、YAGレーザー、Arレーザーまたはファイバーレーザー等の基本波および高調波が好ましく、レーザーの出力は1〜150W程度が好ましい。レーザー光のパルスエネルギーとしては、例えば、0.05〜1.0mJ程度が好ましい。パルスエネルギーを0.05mJ以上とすることで、結晶シリコン基板の切断を容易に行うことができ、加工時間を短縮することができる。また、1.0mJ以下にすることで、結晶シリコン基板のダメージとなり得る溶融などを防止することができる。   As a laser beam used for forming an insulating region only by laser irradiation, a laser beam having a wavelength that can be absorbed by the crystalline silicon substrate and having a sufficient output for cutting the crystalline silicon substrate is applicable. For example, fundamental waves and harmonics such as YAG laser, Ar laser, or fiber laser are preferable, and the laser output is preferably about 1 to 150 W. The pulse energy of the laser beam is preferably about 0.05 to 1.0 mJ, for example. By setting the pulse energy to 0.05 mJ or more, the crystalline silicon substrate can be easily cut and the processing time can be shortened. Moreover, by setting it to 1.0 mJ or less, melting or the like that may cause damage to the crystalline silicon substrate can be prevented.

レーザー光の光径としては、例えば、20〜200μmのものを用いることができる。このような条件のレーザー光を照射することにより、レーザー光の光径と略同じ幅を有するレーザー照射幅となり、基板の端部により近い領域を加工することができる。   As a light diameter of a laser beam, a 20-200 micrometers thing can be used, for example. By irradiating the laser beam under such conditions, a laser irradiation width having substantially the same width as the light diameter of the laser beam is obtained, and a region closer to the edge of the substrate can be processed.

結晶シリコン基板の加工方法としては、レーザー加工装置内のステージに結晶シリコン基板を固定し、ステージを走査する方法、ステージに結晶シリコン基板を固定し、レーザー発振器を走査する方法等が挙げられるが、工業的生産に適した方法としては、ガルバノミラーを用いてレーザー光を走査する方法が特に好ましい。前記以外の方法としては、ポリゴンミラー等を用いる方法も挙げられるが、この限りではない。   Examples of the processing method of the crystalline silicon substrate include a method of fixing the crystalline silicon substrate to the stage in the laser processing apparatus and scanning the stage, a method of fixing the crystalline silicon substrate to the stage and scanning the laser oscillator, etc. As a method suitable for industrial production, a method of scanning a laser beam using a galvanometer mirror is particularly preferable. Examples of methods other than the above include a method using a polygon mirror or the like, but are not limited thereto.

レーザー光の照射は、生産性をより高める観点から、結晶シリコン基板の外周部に沿って全周に連続して照射することが好ましい。また、レーザー光の照射は、1回または複数回照射することができる。照射回数は、レーザー出力あるいはパルスエネルギーと負の相関があり、レーザー出力あるいはパルスエネルギーを上げれば、照射回数を減らすことができる。基板へのダメージ抑制等の観点から、適度なレーザー出力あるいはパルスエネルギーと照射回数を選択可能である。   From the viewpoint of increasing productivity, it is preferable that the laser beam is irradiated continuously along the entire circumference of the crystalline silicon substrate. Further, the laser beam can be irradiated once or a plurality of times. The number of irradiations has a negative correlation with the laser output or pulse energy, and the number of irradiations can be reduced by increasing the laser output or pulse energy. An appropriate laser output or pulse energy and number of irradiations can be selected from the viewpoint of suppressing damage to the substrate.

ここで、複数のセルに分割し、各々すべての分割セルを太陽電池として利用する結晶シリコン系太陽電池や薄膜系太陽電池では、位置合わせ精度の観点から、複数回レーザーを照射することは非常に困難である。従って、一回のレーザー照射により絶縁処理が完全に行えない場合、別途レーザー条件などを変更してレーザー照射をしたり、条件が異なる複数のレーザー光を同時に、あるいは別々に照射したり、1つの発振器から照射されたレーザー光を複数に分岐することで意図的に条件が異なるレーザー光へ変換して照射したりする必要があり、生産性の観点から好ましくない。   Here, in crystalline silicon solar cells and thin film solar cells that are divided into a plurality of cells, and each of the divided cells is used as a solar cell, it is very difficult to irradiate the laser multiple times from the viewpoint of alignment accuracy. Have difficulty. Therefore, if insulation treatment cannot be performed completely by a single laser irradiation, the laser conditions may be changed separately to irradiate lasers, or multiple laser beams with different conditions may be irradiated simultaneously or separately. It is necessary to divide the laser beam emitted from the oscillator into a plurality of laser beams intentionally and irradiate them with different conditions, which is not preferable from the viewpoint of productivity.

一方、本発明のように、ヘテロ接合型太陽電池のように短絡防止のために端部除去を行う場合、照射部分よりも外周部側は残渣となるため、複数回レーザー照射しても、厳密な位置合わせを行う必要がない。従って、レーザーの条件を変更することなく、例えば、1つのレーザー発振器から放出された1本のレーザー光を照射することにより絶縁処理を行うことができる。従って、生産コストの観点からも好ましい。   On the other hand, as in the present invention, when removing the end portion to prevent a short circuit like a heterojunction solar cell, the outer peripheral portion side becomes a residue from the irradiated portion, so even if laser irradiation is performed multiple times, it is strictly There is no need to perform proper alignment. Therefore, without changing the laser conditions, for example, the insulation treatment can be performed by irradiating one laser beam emitted from one laser oscillator. Therefore, it is also preferable from the viewpoint of production cost.

レーザー光の照射は、結晶シリコン基板の光入射面側(p層側)または反対の裏面側(n層側)からのどちらからでも実施可能である。光入射面側からレーザー光を照射した場合、pn接合層へのダメージにより、リーク電流が発生しうるが、本発明のように端部に近い領域にレーザー照射を行うことにより、発電の有効面積を増大させることができるため、リーク電流によるダメージを最小限に抑えることができる。   Laser light irradiation can be performed from either the light incident surface side (p layer side) or the opposite back surface side (n layer side) of the crystalline silicon substrate. When laser light is irradiated from the light incident surface side, leakage current may occur due to damage to the pn junction layer. However, by performing laser irradiation on a region close to the end as in the present invention, the effective area of power generation Therefore, damage due to leakage current can be minimized.

一方、従来のようにレーザー光の照射を裏面側から実施し、結晶シリコン基板の外周部に沿って溝を形成し、その溝に沿って物理的割断を実施する方法では、pn接合層へのダメージを最小限に抑えることができたとしても、結晶シリコン基板の外周部に沿って形成した溝の外側を保持部材で挟み込み、折り曲げる、または削り取る必要がある。ところが、機械的強度が著しく弱い結晶シリコン基板の、さらに、その外周端部1〜5mm程度の幅を挟み込み、かつ折り曲げる、または削り取ることは、非常に困難であり、割断の再現性、または、製品損失を抑えることは、機械設備による自動化を考えた場合ほぼ不可能である。   On the other hand, in a conventional method in which laser light irradiation is performed from the back surface side, a groove is formed along the outer peripheral portion of the crystalline silicon substrate, and physical cleaving is performed along the groove, Even if the damage can be minimized, the outside of the groove formed along the outer peripheral portion of the crystalline silicon substrate must be sandwiched by the holding member, bent, or scraped off. However, it is very difficult to sandwich and bend or scrape a width of about 1 to 5 mm of the outer peripheral edge of a crystalline silicon substrate with extremely weak mechanical strength. It is almost impossible to suppress loss when considering automation by mechanical equipment.

これに対し、本発明のように第一の主面側から第二の主面側に、または、第二の主面側から第一の主面側に、到達するようにレーザー照射を行うことにより、PN接合部へのダメージを抑制でき、また別途の折割り工程が不要であるため、生産性に優れる。また有効面積をより増大させることができる。   On the other hand, laser irradiation is performed so as to reach from the first main surface side to the second main surface side or from the second main surface side to the first main surface side as in the present invention. As a result, damage to the PN junction can be suppressed, and a separate splitting process is not required, resulting in excellent productivity. In addition, the effective area can be further increased.

以上の観点から、本発明によるレーザー照射のみによる絶縁領域の形成技術によって、変換効率の高い太陽電池、およびこれらの量産性に優れた製造方法を提供することができる。   From the above viewpoints, a solar cell with high conversion efficiency and a manufacturing method excellent in mass productivity can be provided by the technology for forming an insulating region only by laser irradiation according to the present invention.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

(実施例1)
一導電型単結晶シリコン基板として、入射面の面方位が(100)で、厚みが200μmのn型単結晶シリコンウェハを用い、このシリコンウェハを2重量%程度のフッ化水素水溶液に3分程度浸漬し、表面の酸化シリコン膜を除去した後、超純水によるリンスを2回程度実施した。このシリコンウェハを、70℃程度に保持した5/15重量%の水酸化カリウム水溶液およびイソプロピルアルコール水溶液の混合溶液に15分程度浸漬し、ウェハの表面をエッチングすることで凹凸構造のテクスチャを形成した。その後に超純水によるリンスを2回程度実施した。エッチング処理後のシリコンウェハの表面を原子間力顕微鏡(AFM パシフィックナノテクノロジー社製)を用いて形状観察を行ったところ、ウェハの表面はエッチングが最も進行しており、(111)面が露出したピラミッド型のテクスチャが形成されていた。
Example 1
An n-type single crystal silicon wafer having an incident plane of (100) and a thickness of 200 μm is used as a single conductivity type single crystal silicon substrate, and this silicon wafer is immersed in a hydrogen fluoride aqueous solution of about 2% by weight for about 3 minutes. After immersing and removing the silicon oxide film on the surface, rinsing with ultrapure water was performed about twice. This silicon wafer was immersed in a mixed solution of 5/15 wt% potassium hydroxide aqueous solution and isopropyl alcohol aqueous solution maintained at about 70 ° C. for about 15 minutes, and the texture of the concavo-convex structure was formed by etching the surface of the wafer. . Thereafter, rinsing with ultrapure water was performed about twice. When the shape of the surface of the silicon wafer after the etching treatment was observed using an atomic force microscope (AFM Pacific Nanotechnology), the wafer surface was most etched and the (111) plane was exposed. A pyramidal texture was formed.

エッチング工程完了後、シリコンウェハをプラズマCVD装置内へマスクを使用しないで導入し、その光入射面側に、真性非晶質シリコン系薄膜層2aとして、i型非晶質シリコン系薄膜層を5nm程度の膜厚で製膜した。i型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、プラズマCVD製膜室内ヒーター設定温度170℃、製膜室内圧力120Pa、SiH/Hガス流量比3/10、RF電源パワー密度0.011W/cmである。なお、本実施例における薄膜層の膜厚は、ガラス基板上に同条件にて製膜した薄膜層の膜厚を、ジェー・エー・ウーラム社製分光エリプソメトリーにて測定し、製膜速度を求め、同じ製膜速度にて製膜されていると仮定して算出された値である。 After the etching process is completed, the silicon wafer is introduced into the plasma CVD apparatus without using a mask, and an i-type amorphous silicon thin film layer is formed on the light incident surface side as an intrinsic amorphous silicon thin film layer 2a by 5 nm. The film was formed with a film thickness of about. The film forming conditions for the i-type amorphous silicon thin film layer are as follows: plasma CVD film forming room heater set temperature 170 ° C., film forming room pressure 120 Pa, SiH 4 / H 2 gas flow rate ratio 3/10, RF power source power density 0. 011 W / cm 2 . In addition, the film thickness of the thin film layer in this example is measured by the spectroscopic ellipsometry manufactured by JA Woollam Co., Ltd. This is a value calculated on the assumption that the film is formed at the same film forming speed.

i型非晶質シリコン系薄膜層2a上に、逆導電型非晶質シリコン系薄膜層3として、p型非晶質シリコン系薄膜層を7nm程度の膜厚で製膜した。p型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、プラズマCVD製膜室内ヒーター設定温度170℃、製膜室内圧力60Pa、SiH/Bガス流量比1/3、RF電源パワー密度0.01W/cmであるが、この限りではない。なお、前述のBガス流量は、HによりB濃度が5000ppmまで希釈された希釈ガスの流量である。 A p-type amorphous silicon thin film layer having a thickness of about 7 nm was formed on the i type amorphous silicon thin film layer 2a as the reverse conductivity type amorphous silicon thin film layer 3. The deposition conditions for the p-type amorphous silicon thin film layer are as follows: plasma CVD deposition chamber heater set temperature 170 ° C., deposition chamber pressure 60 Pa, SiH 4 / B 2 H 6 gas flow ratio 1/3, RF power supply power density Although it is 0.01 W / cm < 2 >, it is not this limitation. The aforementioned B 2 H 6 gas flow rate is a flow rate of a diluted gas diluted with H 2 to a B 2 H 6 concentration of 5000 ppm.

次に、ウェハの裏面側に、真性非晶質シリコン系薄膜層2bとして、i型非晶質シリコン系薄膜層を6nm程度の膜厚で製膜した。i型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、前述の光入射面側i型非晶質シリコン系薄膜層2aの製膜条件と同条件である。
i型非晶質シリコン系薄膜層2b上に、一導電型シリコン系薄膜層4として、n型非晶質シリコン系薄膜層を10nm程度の膜厚で製膜した。n型非晶質シリコン系薄膜層の製膜条件は、プラズマCVD製膜室内ヒーター設定温度170℃、製膜室内圧力60Pa、SiH/PHガス流量比1/2、RF電源パワー密度0.01W/cmであるが、この限りではない。なお、前述のPHガス流量は、HによりPH濃度が5000ppmまで希釈された希釈ガスの流量である。
Next, an i-type amorphous silicon thin film layer having a thickness of about 6 nm was formed on the back side of the wafer as the intrinsic amorphous silicon thin film layer 2b. The conditions for forming the i-type amorphous silicon thin film layer are the same as the conditions for forming the light incident surface side i-type amorphous silicon thin film layer 2a.
On the i-type amorphous silicon-based thin film layer 2b, an n-type amorphous silicon-based thin film layer having a film thickness of about 10 nm was formed as the one-conductivity-type silicon-based thin film layer 4. The film forming conditions for the n-type amorphous silicon thin film layer are as follows: plasma CVD film forming room heater set temperature 170 ° C., film forming room pressure 60 Pa, SiH 4 / PH 3 gas flow rate ratio 1/2, RF power source power density 0. Although it is 01 W / cm < 2 >, it is not this limitation. The PH 3 gas flow rate described above is a flow rate of a diluted gas diluted with H 2 to a PH 3 concentration of 5000 ppm.

表裏面に各種シリコン系薄膜層が製膜されたシリコンウェハをスパッタリング装置内へマスクを使用しないで導入し、その光入射面側に、透明導電膜層5aとして、酸化インジウム錫(ITO、屈折率1.9)層を100nm程度の膜厚で製膜した。酸化インジウム錫層の製膜条件は、ターゲットとして酸化インジウムと酸化錫の焼結体を用い、基板表面温度室温、製膜室内圧力0.2Paのアルゴンガス雰囲気、DC電源パワー密度0.5W/cmである。 A silicon wafer having various silicon-based thin film layers formed on the front and back surfaces is introduced into a sputtering apparatus without using a mask, and on the light incident surface side, as a transparent conductive film layer 5a, indium tin oxide (ITO, refractive index) 1.9) A layer was formed to a thickness of about 100 nm. The indium tin oxide layer is formed by using a sintered body of indium oxide and tin oxide as a target, a substrate surface temperature of room temperature, an argon gas atmosphere with a film forming chamber pressure of 0.2 Pa, and a DC power source power density of 0.5 W / cm. 2 .

次に、ウェハの裏面側に、透明導電膜層5bとして、酸化インジウム錫層を100nm程度の膜厚で製膜した。酸化インジウム錫層の製膜条件は、前述の光入射面側酸化インジウム錫層の製膜条件と同条件である。引き続き、裏面側透明導電膜層5b上に、裏面金属電極層6として、スパッタ法により銀を500nm程度の膜厚で製膜した。このとき、第一積層体として用いた、真性シリコン系薄膜層、逆導電型シリコン系薄膜層、第一透明導電膜層はいずれも裏面側に回りこんでいた。また、第二積層体として用いた真性シリコン系薄膜層、一導電型シリコン系薄膜層、第二透明導電膜層、裏面金属電極層はいずれも光入射面側に回りこんでいた。最後に、光入射面側の透明導電膜層5a上に銀ペーストをスクリーン印刷法により印刷し、櫛型電極を形成し、集電極7とした。   Next, an indium tin oxide layer having a thickness of about 100 nm was formed on the back side of the wafer as the transparent conductive film layer 5b. The conditions for forming the indium tin oxide layer are the same as the conditions for forming the light incident surface side indium tin oxide layer. Subsequently, silver was formed to a thickness of about 500 nm by sputtering on the back side transparent conductive film layer 5b as the back side metal electrode layer 6. At this time, the intrinsic silicon-based thin film layer, the reverse conductivity type silicon-based thin film layer, and the first transparent conductive film layer used as the first laminated body all wrap around the back side. In addition, the intrinsic silicon-based thin film layer, the one-conductivity-type silicon-based thin film layer, the second transparent conductive film layer, and the back metal electrode layer used as the second laminated body all wrap around the light incident surface side. Finally, a silver paste was printed on the transparent conductive film layer 5a on the light incident surface side by a screen printing method to form a comb-shaped electrode.

上記基板準備工程により作製されたヘテロ接合型太陽電池セルを、レーザー加工装置の加工ステージにセットし、ウェハの外周部の全周に亘って光入射面側から裏面側へ20回連続してレーザー光を照射し、ウェハを切断した。レーザー照射位置はウェハ端部から0.7mmとした。レーザー光としては、YAGレーザーの第三高調波(波長355nm)を用いた。また、基板をステージに固定し、ステージを走査した。   The heterojunction solar cell produced by the substrate preparation step is set on the processing stage of the laser processing apparatus, and the laser is continuously applied 20 times from the light incident surface side to the back surface side over the entire circumference of the outer periphery of the wafer. Light was irradiated and the wafer was cut. The laser irradiation position was 0.7 mm from the wafer edge. As the laser light, the third harmonic (wavelength 355 nm) of a YAG laser was used. Further, the substrate was fixed to the stage, and the stage was scanned.

(実施例2)
実施例1と同様にして基板準備工程により作製されたヘテロ接合型太陽電池を、レーザー加工装置の加工ステージにセットし、ウェハの外周部の全周に亘って光入射面側から裏面側へ8回連続してレーザー光を照射し、ウェハを切断した。レーザー照射位置はウェハ端部から0.7mmとした。レーザー光としては、ファイバーレーザーの基本波(波長1064nm)を用いた。また、基板をステージに固定し、ステージも固定し、ガルバノミラーを用いて、レーザー光を走査した。
(Example 2)
The heterojunction solar cell produced by the substrate preparation process in the same manner as in Example 1 is set on the processing stage of the laser processing apparatus, and the entire surface of the outer periphery of the wafer is moved from the light incident surface side to the back surface side. The wafer was cut by continuous laser irradiation. The laser irradiation position was 0.7 mm from the wafer edge. As the laser light, a fundamental wave of a fiber laser (wavelength: 1064 nm) was used. Further, the substrate was fixed to the stage, the stage was also fixed, and laser light was scanned using a galvanometer mirror.

(比較例1)
実施例1と同様にして基板準備工程により作製されたヘテロ接合型太陽電池を、レーザー加工装置の加工ステージにセットし、ウェハの外周部の全周に亘って光入射面側から裏面側へレーザー光を3回照射してウェハの3分の1程度を削った溝を形成し、その溝に沿って手でウェハを折り割った。レーザー照射位置はウェハ端部から1.5mmとした。レーザー光としては、YAGレーザーの第三高調波(波長355nm)を用いた。また、基板をステージに固定し、ステージを走査した。
(Comparative Example 1)
A heterojunction solar cell manufactured by the substrate preparation process in the same manner as in Example 1 is set on the processing stage of the laser processing apparatus, and laser is applied from the light incident surface side to the back surface side over the entire periphery of the outer periphery of the wafer. A groove was formed by irradiating light three times to cut about one third of the wafer, and the wafer was broken by hand along the groove. The laser irradiation position was 1.5 mm from the wafer edge. As the laser light, the third harmonic (wavelength 355 nm) of a YAG laser was used. Further, the substrate was fixed to the stage, and the stage was scanned.

上記実施例および比較例の太陽電池セルの光電変換特性は、AM1.5のスペクトル分布を有するソーラーシミュレータを用いて、25℃の下で疑似太陽光を100mW/cmのエネルギー密度で照射して出力特性を測定し、短絡電流密度(Jsc)、変換効率(Eff)等を得た。 The photoelectric conversion characteristics of the solar cells of the above examples and comparative examples were obtained by irradiating pseudo sunlight with an energy density of 100 mW / cm 2 at 25 ° C. using a solar simulator having a spectral distribution of AM1.5. Output characteristics were measured, and short circuit current density (Jsc), conversion efficiency (Eff), and the like were obtained.

実施例1、実施例2および比較例1の短絡電流密度、変換効率、および1枚当たりの加工時間の値を表1に示した。なお、表1に示した値は、比較例1の値により除すことで規格化された値である。また、比較例1に示す加工時間とは、レーザー照射時間と手動折り割りに要した時間を加えた総所要時間である。   Table 1 shows values of short-circuit current density, conversion efficiency, and processing time per sheet of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. The values shown in Table 1 are values normalized by dividing by the value of Comparative Example 1. Further, the processing time shown in Comparative Example 1 is the total required time including the laser irradiation time and the time required for manual folding.

Figure 2014194977
Figure 2014194977

表1の結果より、実施例1および実施例2において、短絡電流密度が向上している。これは、レーザー照射位置が比較例1よりも、ウェハ端部側へ移動したことにより、有効面積が増加したためと考えられる。これに伴い、変換効率も向上している。さらに、1枚当たりの加工時間においても、非常に短い時間で絶縁領域の形成が可能となっている。   From the results of Table 1, the short-circuit current density is improved in Example 1 and Example 2. This is presumably because the effective area was increased by moving the laser irradiation position to the wafer end side from Comparative Example 1. Along with this, the conversion efficiency is also improved. Furthermore, even in the processing time per sheet, the insulating region can be formed in a very short time.

また実施例1,2においては、図5に示すように、外周部の全周に亘って連続してレーザーを照射したが、角部からの破断は見られなかった。従って、本発明の製造方法によれば、従来のような折割りが必要な場合に比べて、生産性よく太陽電池を作製できると考えられる。   Further, in Examples 1 and 2, as shown in FIG. 5, the laser was continuously irradiated over the entire circumference of the outer peripheral portion, but no breakage from the corner portion was observed. Therefore, according to the manufacturing method of this invention, it is thought that a solar cell can be produced with high productivity compared with the case where the conventional splitting is required.

以上、本発明による結晶シリコン系太陽電池の製造方法によれば、所定のレーザー照射を行うことのみで、短絡やリーク電流を抑制でき、割断等の別工程が不要となるため、量産性に優れた結晶シリコン系太陽電池を作製出来る。また、有効面積増加のため、太陽電池特性が向上する。従って、変換効率の高い太陽電池の自動量産化に優れた製造方法を提供することが可能となる。
また、上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合せに様々な変形例が可能であり、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
As described above, according to the method for producing a crystalline silicon solar cell according to the present invention, it is possible to suppress short-circuiting and leakage current only by performing predetermined laser irradiation, and there is no need for a separate process such as cleaving. A crystalline silicon solar cell can be produced. Moreover, the solar cell characteristics are improved due to the increase in effective area. Therefore, it is possible to provide a manufacturing method excellent in automatic mass production of solar cells with high conversion efficiency.
Further, the above embodiment is an exemplification, and various modifications can be made to combinations of each component and each processing process, and those skilled in the art will understand that such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.

1、一導電型単結晶シリコン基板
2a、真性シリコン系薄膜層
2b、真性シリコン系薄膜層
3、逆導電型シリコン系薄膜層
4、一導電型シリコン系薄膜層
5a、第一透明導電膜層
5b、第二透明導電膜層
6、裏面金属電極層
7、集電極
8、レーザー照射による溝
1. One conductivity type single crystal silicon substrate 2a, intrinsic silicon thin film layer 2b, intrinsic silicon thin film layer 3, reverse conductivity silicon thin film layer 4, one conductivity type silicon thin film layer 5a, first transparent conductive film layer 5b , Second transparent conductive film layer 6, back metal electrode layer 7, collector electrode 8, groove by laser irradiation

Claims (10)

一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法であって、
前記基板の第一の主面上に、前記第一積層体を形成する第一積層体形成工程と、前記基板の第二の主面上に、第二積層体を形成する第二積層体形成工程とを含む基板準備工程と、
前記基板の第一の主面もしくは第二の主面側からレーザーを照射するレーザー照射工程をこの順に有し、
前記第一積層体形成工程および前記第二積層体形成工程において、前記第一積層体の少なくとも最表面層および前記第二積層体の少なくとも最表面層が、各々前記基板の側面に回り込むように形成され、
前記レーザー照射工程において、前記第一の主面もしくは前記第二の主面側から他方の面に達するようにレーザーを照射することにより、前記基板の側面に、前記第一積層体の最表面層を構成する成分と前記第二積層体の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を形成する、結晶シリコン系太陽電池の製造方法。
On the first main surface of the one-conductivity-type single crystal silicon substrate, the first main body includes a first stacked body including a reverse-conductivity-type silicon thin film layer and a first transparent conductive film layer in this order, and the second main surface of the substrate A method for producing a crystalline silicon-based solar cell, comprising a second laminate including a one-conductivity-type silicon-based thin film layer and a second transparent conductive film layer in this order,
A first laminate forming step for forming the first laminate on the first main surface of the substrate, and a second laminate forming for forming a second laminate on the second main surface of the substrate. A substrate preparation process including a process;
A laser irradiation step of irradiating a laser from the first main surface or the second main surface side of the substrate in this order,
In the first laminated body forming step and the second laminated body forming step, at least the outermost surface layer of the first laminated body and at least the outermost surface layer of the second laminated body are each formed to wrap around the side surface of the substrate. And
In the laser irradiation step, by irradiating a laser so as to reach the other surface from the first main surface or the second main surface side, the outermost surface layer of the first laminate is formed on the side surface of the substrate. A method for producing a crystalline silicon-based solar cell, wherein an insulating region in which a short circuit between a component constituting the component and a component constituting the outermost surface layer of the second laminate is removed is formed.
前記レーザー照射工程において、前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘ってレーザーを照射することにより形成される、請求項1に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The said laser irradiation process WHEREIN: The said insulation area | region is formed by irradiating a laser over the perimeter of the outer peripheral part of the 1st main surface or the 2nd main surface of the said board | substrate. A method for producing a crystalline silicon solar cell. 前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部の全周に亘って、連続してレーザーを照射することにより形成される、請求項1または2に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The said insulation area | region is formed by irradiating a laser continuously over the perimeter of the outer peripheral part of the 1st main surface or the 2nd main surface of the said board | substrate. A method for producing a crystalline silicon solar cell. 前記絶縁領域は、前記基板の第一の主面もしくは第二の主面の外周部側面の端部から3mm以内の位置にレーザーを照射することにより形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The said insulation area | region is formed by irradiating a laser to the position within 3 mm from the edge part of the outer peripheral part side surface of the 1st main surface or the 2nd main surface of the said board | substrate. 2. A method for producing a crystalline silicon solar cell according to item 1. 前記第一積層体の最表面層が前記第一透明導電膜層であり、前記基板の第二の主面側において、第二透明導電膜層上にさらに金属電極層を有し、前記第二積層体の最表面層が前記金属電極層である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The outermost surface layer of the first laminate is the first transparent conductive film layer, and on the second main surface side of the substrate, a metal electrode layer is further provided on the second transparent conductive film layer, The manufacturing method of the crystalline silicon solar cell of any one of Claims 1-4 whose outermost surface layer of a laminated body is the said metal electrode layer. 前記一導電型単結晶シリコン基板が露出するように前記絶縁領域が形成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a crystalline silicon-based solar cell according to claim 1, wherein the insulating region is formed so that the one-conductivity-type single-crystal silicon substrate is exposed. 前記絶縁領域が、前記レーザー照射を複数回繰り返すことにより形成される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a crystalline silicon-based solar cell according to claim 1, wherein the insulating region is formed by repeating the laser irradiation a plurality of times. 前記レーザー照射が、1つのレーザー発振器から放出された1本のレーザー光を照射することにより行われる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の結晶シリコン系太陽電池の製造方法。   The method for producing a crystalline silicon solar cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the laser irradiation is performed by irradiating one laser beam emitted from one laser oscillator. 一導電型単結晶シリコン基板の第一の主面上に、逆導電型シリコン系薄膜層と第一透明導電膜層をこの順に含む第一積層体を有し、前記基板の第二の主面上に、一導電型シリコン系薄膜層と第二透明導電膜層をこの順に含む第二積層体を有する、結晶シリコン系太陽電池であって、
前記基板の側面に、第一積層体の最表面層を構成する成分と第二積層体の最表面層を構成する成分との短絡が除去された絶縁領域を形成し、
前記絶縁領域は、前記基板の外周部側面の全周に亘って形成されており、かつ、前記第一の主面から第二の主面に達するレーザー痕を有する、結晶シリコン系太陽電池。
On the first main surface of the one-conductivity-type single crystal silicon substrate, the first main body includes a first stacked body including a reverse-conductivity-type silicon thin film layer and a first transparent conductive film layer in this order, and the second main surface of the substrate A crystalline silicon solar cell having a second laminate including a one-conductivity-type silicon thin film layer and a second transparent conductive film layer in this order,
On the side surface of the substrate, an insulating region is formed in which a short circuit between the component constituting the outermost surface layer of the first laminate and the component constituting the outermost surface layer of the second laminate is removed,
The insulating region is a crystalline silicon solar cell that is formed over the entire circumference of the side surface of the outer peripheral portion of the substrate and has a laser mark that reaches the second main surface from the first main surface.
前記レーザー痕が、前記基板の外周部の全周に亘って形成されている、請求項9に記載の結晶シリコン系太陽電池。   The crystalline silicon solar cell according to claim 9, wherein the laser mark is formed over the entire outer periphery of the substrate.
JP2013070171A 2013-03-28 2013-03-28 Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same Pending JP2014194977A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013070171A JP2014194977A (en) 2013-03-28 2013-03-28 Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013070171A JP2014194977A (en) 2013-03-28 2013-03-28 Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014194977A true JP2014194977A (en) 2014-10-09

Family

ID=51840040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013070171A Pending JP2014194977A (en) 2013-03-28 2013-03-28 Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014194977A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105990471A (en) * 2015-02-04 2016-10-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 HIT solar cell edge isolation method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989059A (en) * 1988-05-13 1991-01-29 Mobil Solar Energy Corporation Solar cell with trench through pn junction
JPH0424944A (en) * 1990-05-16 1992-01-28 Toshiba Corp Manufacture of mesa type semiconductor pellet
JPH09129904A (en) * 1995-10-26 1997-05-16 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic element and its manufacture
JP2006310774A (en) * 2005-03-29 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic element and method for manufacturing the same
JP2012059775A (en) * 2010-09-06 2012-03-22 Mitsubishi Electric Corp Method of manufacturing photovoltaic device
JP2012527753A (en) * 2009-05-20 2012-11-08 ロフィンーバーゼル ラゼルテヒ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト Method for individualizing silicon solar cells

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989059A (en) * 1988-05-13 1991-01-29 Mobil Solar Energy Corporation Solar cell with trench through pn junction
JPH0424944A (en) * 1990-05-16 1992-01-28 Toshiba Corp Manufacture of mesa type semiconductor pellet
JPH09129904A (en) * 1995-10-26 1997-05-16 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic element and its manufacture
JP2006310774A (en) * 2005-03-29 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic element and method for manufacturing the same
JP2012527753A (en) * 2009-05-20 2012-11-08 ロフィンーバーゼル ラゼルテヒ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニ コマンディートゲゼルシャフト Method for individualizing silicon solar cells
JP2012059775A (en) * 2010-09-06 2012-03-22 Mitsubishi Electric Corp Method of manufacturing photovoltaic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105990471A (en) * 2015-02-04 2016-10-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 HIT solar cell edge isolation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5492354B1 (en) Crystalline silicon solar cell manufacturing method, solar cell module manufacturing method, crystalline silicon solar cell, and solar cell module
EP1727211B1 (en) Method of fabricating a thin-film solar cell, and thin-film solar cell
JP6360340B2 (en) Manufacturing method of solar cell module
US7985604B2 (en) Method of manufacturing photoelectric conversion device
JP5774204B2 (en) Photovoltaic element, manufacturing method thereof, and solar cell module
CN107710419B (en) Solar cell and solar cell module
JP6181979B2 (en) SOLAR CELL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SOLAR CELL MODULE
JP2010205804A (en) Photoelectric converter
JP6141670B2 (en) Manufacturing method of solar cell
JP5330723B2 (en) Photoelectric conversion device
JP6115806B2 (en) Photovoltaic device
JP2013115057A (en) Method for manufacturing crystalline silicon solar cell
JP2011077454A (en) Crystal silicon system solar cell and method of manufacturing the same
JPWO2019138613A1 (en) How to manufacture solar cells
JP6285713B2 (en) Crystalline silicon solar cell and solar cell module
JP2014194977A (en) Crystal silicon based solar cell and method of manufacturing the same
JP6143520B2 (en) Crystalline silicon solar cell and manufacturing method thereof
JP2011066213A (en) Photoelectric converter and method of manufacturing the same
WO2018055847A1 (en) Solar cell and method for manufacturing same, and solar cell module
JP4875566B2 (en) Method for manufacturing photoelectric conversion device
JPWO2006049003A1 (en) Method for manufacturing thin film photoelectric conversion device
JP6313086B2 (en) Crystalline silicon solar cell and method for manufacturing the same, method for manufacturing solar cell module, method for manufacturing concentrating solar cell module
JP2012138553A (en) Solar cell element and manufacturing method of the same
JP2014063848A (en) Integrated photoelectric conversion device manufacturing method
JP2010251424A (en) Photoelectric conversion apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161101

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170509