JP2021145056A - Solar cell and manufacturing method for solar cell - Google Patents

Solar cell and manufacturing method for solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP2021145056A
JP2021145056A JP2020043254A JP2020043254A JP2021145056A JP 2021145056 A JP2021145056 A JP 2021145056A JP 2020043254 A JP2020043254 A JP 2020043254A JP 2020043254 A JP2020043254 A JP 2020043254A JP 2021145056 A JP2021145056 A JP 2021145056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
region
conductive semiconductor
solar cell
layer
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.)
Granted
Application number
JP2020043254A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7458834B2 (en
Inventor
克典 小西
Katsunori Konishi
克典 小西
邦裕 中野
Kunihiro Nakano
邦裕 中野
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 JP2020043254A priority Critical patent/JP7458834B2/en
Publication of JP2021145056A publication Critical patent/JP2021145056A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7458834B2 publication Critical patent/JP7458834B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

To provide a manufacturing method for a solar cell whose manufacturing process can be simplified.SOLUTION: A manufacturing method for a solar cell 1 includes the steps of forming an intrinsic semiconductor layer 23 in a first region 7 and a second region 8 on a back surface side of a semiconductor substrate 11, forming a lift-off layer on the intrinsic semiconductor layer 23 and then removing the lift-off layer in the first region 7, thereby forming the patterned lift-off layer in the second region 8, forming a first conductivity type semiconductor layer material film on the intrinsic semiconductor layer 23 in the first region 7 and on the lift-off layer in the second region 8, removing the lift-off layer in the second region 8 to remove the first conductivity type semiconductor layer material film in the second region 8 and while leaving the intrinsic semiconductor layer 23 in the second region 8, forming a first conductivity type semiconductor layer 25 patterned in the first region 7, and forming a second conductivity type semiconductor layer 35 on the first conductivity type semiconductor layer 25 in the first region 7 and on the intrinsic semiconductor layer 23 in the second region 8.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、裏面接合型(バックコンタクト型、裏面電極型ともいう。)の太陽電池および太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a back contact type (also referred to as a back contact type or a back electrode type) solar cell and a method for manufacturing the solar cell.

半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に半導体層が形成された例えばヘテロ接合型(以下、裏面接合型に対して両面接合型と称する。両面電極型ともいう。)の太陽電池と、裏面側のみに半導体層が形成された裏面接合型の太陽電池とがある。両面接合型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面接合型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面接合型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献1には、裏面接合型の太陽電池が開示されている。 As a solar cell using a semiconductor substrate, for example, a heterojunction type in which semiconductor layers are formed on both the light receiving surface side and the back surface side (hereinafter, referred to as a double-sided bonding type as opposed to a back surface bonding type, also referred to as a double-sided electrode type). There are two types of solar cells: a back-side bonded type solar cell in which a semiconductor layer is formed only on the back side. In a double-sided solar cell, an electrode is formed on the light receiving surface side, so that the electrode shields sunlight. On the other hand, in the back surface bonded type solar cell, since the electrode is not formed on the light receiving surface side, the light receiving rate of sunlight is higher than that of the double-sided bonded type solar cell. Patent Document 1 discloses a back surface bonded type solar cell.

特許文献1に記載の太陽電池は、光電変換層として機能する半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部である第1領域に形成された第1導電型半導体層と、半導体基板の裏面側の他の一部である第2領域、および第1領域の第1導電型半導体層上に形成された第2導電型半導体層とを備える。このような太陽電池によれば、第1導電型半導体層をパターニングした後、第2導電型半導体層を半導体基板の裏面側の全面に製膜すればよいので、製造プロセスの簡略化が可能である。 The solar cell described in Patent Document 1 includes a semiconductor substrate that functions as a photoelectric conversion layer, a first conductive semiconductor layer formed in a first region that is a part of the back surface side of the semiconductor substrate, and a back surface side of the semiconductor substrate. It includes a second region which is another part thereof, and a second conductive semiconductor layer formed on the first conductive semiconductor layer of the first region. According to such a solar cell, after patterning the first conductive semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer may be formed on the entire back surface side of the semiconductor substrate, so that the manufacturing process can be simplified. be.

特開2005−101151号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-101151

一般に、第1導電型半導体層のパターニングにおいて、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法が用いられる。しかし、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法では、例えばスピンコート法によるフォトレジスト塗布、フォトレジスト乾燥、フォトレジスト露光、フォトレジスト現像、フォトレジストをマスクとして用いた半導体層のエッチング、およびフォトレジスト剥離のプロセスが必要であり、プロセスが複雑であった。 Generally, in the patterning of the first conductive semiconductor layer, an etching method using a photolithography technique is used. However, in the etching method using the photolithography technique, for example, photoresist coating by the spin coating method, photoresist drying, photoresist exposure, photoresist development, etching of a semiconductor layer using a photoresist as a mask, and photoresist peeling can be performed. A process was required and the process was complicated.

本発明は、製造プロセスの簡略化が可能な太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell and a solar cell capable of simplifying the manufacturing process.

本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第1領域に形成された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第2領域、および前記第1領域の第1導電型半導体層上に形成された第2導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記他方主面側の前記第1領域および前記第2領域に、真性半導体層を形成する真性半導体層形成工程と、前記真性半導体層の上にリフトオフ層を形成した後、エッチング溶液を用いて前記第1領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第2領域に、パターン化された前記リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、前記第1領域における前記真性半導体層の上、および前記第2領域における前記リフトオフ層の上に、前記第1導電型半導体層の材料膜を形成する第1半導体層材料膜形成工程と、前記第2領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第2領域における前記第1導電型半導体層の材料膜を除去し、前記第2領域における前記真性半導体層を残しつつ、前記第1領域に、パターン化された前記第1導電型半導体層を形成する第1半導体層形成工程と、前記第1領域における前記第1導電型半導体層の上、および前記第2領域における前記真性半導体層の上に、前記第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、を含む。 The method for manufacturing a solar cell according to the present invention comprises a first conductive semiconductor layer formed in a first region formed in a part of the other main surface side opposite to one main surface side of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate. Manufacture of a back surface bonded type solar cell including a second region which is another part on the other main surface side and a second conductive semiconductor layer formed on the first conductive semiconductor layer of the first region. The method is a step of forming an intrinsic semiconductor layer in which an intrinsic semiconductor layer is formed in the first region and the second region on the other main surface side of the semiconductor substrate, and a lift-off layer is formed on the intrinsic semiconductor layer. Then, the lift-off layer forming step of forming the patterned lift-off layer in the second region by removing the lift-off layer in the first region using an etching solution, and the lift-off layer forming step in the first region. A first semiconductor layer material film forming step of forming a material film of the first conductive semiconductor layer on the intrinsic semiconductor layer and on the lift-off layer in the second region, and the lift-off layer in the second region. By removing the material film of the first conductive semiconductor layer in the second region, the first region is patterned while leaving the intrinsic semiconductor layer in the second region. The first semiconductor layer forming step of forming the first conductive semiconductor layer, the second conductive type on the first conductive semiconductor layer in the first region, and on the intrinsic semiconductor layer in the second region. It includes a second semiconductor layer forming step of forming a semiconductor layer.

本発明に係る太陽電池は、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第1領域に形成された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第2領域、および前記第1領域の第1導電型半導体層上に形成された第2導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池であって、前記第1領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、真性半導体層を介して、前記第1導電型半導体層および前記第2導電型半導体層が順に積層されており、前記第2領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、前記第2導電型半導体層が積層されており、前記第1領域における前記真性半導体層と前記第2領域における前記真性半導体層とは、連なっており、前記第1領域における前記第2導電型半導体層と前記第2領域における前記第2導電型半導体層とは、連なっており、前記第1領域における前記第1導電型半導体層の表面側には、前記第1導電型半導体層の粒子が付着している。 The solar cell according to the present invention has a first conductive semiconductor layer formed in a first region which is a part of the other main surface side opposite to one main surface side of the semiconductor substrate, and the other main surface of the semiconductor substrate. A back surface bonding type solar cell including a second region which is another part on the surface side and a second conductive semiconductor layer formed on the first conductive semiconductor layer in the first region. In the first region, the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer are sequentially laminated on the other main surface side of the semiconductor substrate via an intrinsic semiconductor layer, and the second region is formed. The second conductive semiconductor layer is laminated on the other main surface side of the semiconductor substrate via the intrinsic semiconductor layer, and the intrinsic semiconductor layer in the first region and the second region The intrinsic semiconductor layer is continuous, and the second conductive semiconductor layer in the first region and the second conductive semiconductor layer in the second region are continuous, and the first in the first region. The particles of the first conductive semiconductor layer are attached to the surface side of the first conductive semiconductor layer.

本発明によれば、太陽電池の製造プロセスの簡略化が可能である。 According to the present invention, it is possible to simplify the manufacturing process of a solar cell.

本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。It is the figure which looked at the solar cell which concerns on this embodiment from the back side. 図1の太陽電池におけるII−II線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the solar cell of FIG. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における真性半導体層形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the intrinsic semiconductor layer forming process and the lift-off layer forming process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるリフトオフ層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the lift-off layer forming process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層材料膜形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st semiconductor layer material film formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st semiconductor layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第2半導体層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 2nd semiconductor layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。 Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts in each drawing. In addition, for convenience, hatching, member codes, and the like may be omitted, but in such cases, other drawings shall be referred to.

(太陽電池)
図1は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図1に示す太陽電池1は、裏面接合型の太陽電池である。太陽電池1は、2つの主面を備える半導体基板11を備え、半導体基板11の主面において第1領域7と第2領域8とを有する。
(Solar cell)
FIG. 1 is a view of the solar cell according to the present embodiment as viewed from the back surface side. The solar cell 1 shown in FIG. 1 is a back surface bonded type solar cell. The solar cell 1 includes a semiconductor substrate 11 having two main surfaces, and has a first region 7 and a second region 8 on the main surface of the semiconductor substrate 11.

第1領域7は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部7fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部7bとを有する。バスバー部7bは、半導体基板11の一方の辺部に沿って第1方向(X方向)に延在し、フィンガー部7fは、バスバー部7bから、第1方向(X方向)に交差する第2方向(Y方向)に延在する。
同様に、第2領域8は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部8fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部8bとを有する。バスバー部8bは、半導体基板11の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第1方向(X方向)に延在し、フィンガー部8fは、バスバー部8bから、第2方向(Y方向)に延在する。
フィンガー部7fとフィンガー部8fとは、第1方向(X方向)に交互に設けられている。
なお、第1領域7および第2領域8は、ストライプ状に形成されてもよい。
The first region 7 has a so-called comb-shaped shape, and has a plurality of finger portions 7f corresponding to the comb teeth and a bus bar portion 7b corresponding to the support portion of the comb teeth. The bus bar portion 7b extends in the first direction (X direction) along one side of the semiconductor substrate 11, and the finger portion 7f intersects the bus bar portion 7b in the first direction (X direction). It extends in the direction (Y direction).
Similarly, the second region 8 has a so-called comb-shaped shape, and has a plurality of finger portions 8f corresponding to the comb teeth and a bus bar portion 8b corresponding to the support portion of the comb teeth. The bus bar portion 8b extends in the first direction (X direction) along the other side portion facing one side portion of the semiconductor substrate 11, and the finger portion 8f extends from the bus bar portion 8b in the second direction (Y). Extends in the direction).
The finger portions 7f and the finger portions 8f are alternately provided in the first direction (X direction).
The first region 7 and the second region 8 may be formed in a striped shape.

図2は、図1の太陽電池におけるII−II線断面図である。図2に示すように、太陽電池1は、半導体基板11と、半導体基板11の主面のうちの受光する側の一方の主面である受光面側に順に積層された真性半導体層13および光学調整層15を備える。また、太陽電池1は、半導体基板11の主面のうちの受光面の反対側の他方の主面である裏面側に積層された真性半導体層23と、半導体基板11の裏面側の一部(第1領域7)の真性半導体層23上に積層された第1導電型半導体層25と、半導体基板11の裏面側の他の一部(第2領域8)の真性半導体層23上、および半導体基板11の裏面側の一部(第1領域7)の第1導電型半導体層25上に積層された第2導電型半導体層35とを備える。また、太陽電池1は、第1領域7に形成された第1電極層27と、第2領域8に形成された第2電極層37とを備える。 FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the solar cell of FIG. As shown in FIG. 2, the solar cell 1 includes a semiconductor substrate 11, an intrinsic semiconductor layer 13 and optics, which are sequentially laminated on the light receiving surface side, which is one of the main surfaces of the semiconductor substrate 11 on the light receiving side. The adjusting layer 15 is provided. Further, the solar cell 1 includes an intrinsic semiconductor layer 23 laminated on the back surface side, which is the other main surface of the main surface of the semiconductor substrate 11 opposite to the light receiving surface, and a part of the back surface side of the semiconductor substrate 11. The first conductive semiconductor layer 25 laminated on the intrinsic semiconductor layer 23 of the first region 7), the other part (second region 8) on the back surface side of the semiconductor substrate 11 on the intrinsic semiconductor layer 23, and the semiconductor. A second conductive semiconductor layer 35 laminated on the first conductive semiconductor layer 25 of a part (first region 7) on the back surface side of the substrate 11 is provided. Further, the solar cell 1 includes a first electrode layer 27 formed in the first region 7 and a second electrode layer 37 formed in the second region 8.

半導体基板11は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板11は、例えば結晶シリコン材料にn型ドーパントがドープされたn型の半導体基板である。n型ドーパントとしては、例えばリン(P)が挙げられる。
半導体基板11は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア(電子および正孔)を生成する光電変換基板として機能する。
半導体基板11の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力(照度によらず安定した出力)が得られる。
The semiconductor substrate 11 is formed of a crystalline silicon material such as single crystal silicon or polycrystalline silicon. The semiconductor substrate 11 is, for example, an n-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with an n-type dopant. Examples of the n-type dopant include phosphorus (P).
The semiconductor substrate 11 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the light receiving surface side to generate optical carriers (electrons and holes).
By using crystalline silicon as the material of the semiconductor substrate 11, a relatively high output (stable output regardless of the illuminance) can be obtained even when the dark current is relatively small and the intensity of the incident light is low.

半導体基板11は、裏面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、半導体基板11に吸収されず通過してしまった光の回収効率が高まる。
また、半導体基板11は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、受光面において入射光の反射が低減し、半導体基板11における光閉じ込め効果が向上する。
The semiconductor substrate 11 may have a pyramid-shaped fine uneven structure called a texture structure on the back surface side. As a result, the recovery efficiency of light that has passed through without being absorbed by the semiconductor substrate 11 is increased.
Further, the semiconductor substrate 11 may have a pyramid-shaped fine uneven structure called a texture structure on the light receiving surface side. As a result, the reflection of incident light on the light receiving surface is reduced, and the light confinement effect on the semiconductor substrate 11 is improved.

真性半導体層13は、半導体基板11の受光面側に形成されている。真性半導体層23は、半導体基板11の裏面側の第1領域7および第2領域8に連なって形成されている。真性半導体層13,23は、例えば真性(i型)アモルファスシリコンを主成分とする材料で形成される。
真性半導体層13,23は、いわゆるパッシベーション層として機能し、半導体基板11で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
The intrinsic semiconductor layer 13 is formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11. The intrinsic semiconductor layer 23 is formed so as to be connected to the first region 7 and the second region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11. The intrinsic semiconductor layers 13 and 23 are formed of, for example, a material containing intrinsic (i-type) amorphous silicon as a main component.
The intrinsic semiconductor layers 13 and 23 function as so-called passivation layers, suppress recombination of carriers generated in the semiconductor substrate 11, and improve carrier recovery efficiency.

光学調整層15は、半導体基板11の受光面側の真性半導体層13上に形成されている。光学調整層15は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板11の受光面側および真性半導体層13を保護する保護層として機能する。光学調整層15は、例えば酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、または酸窒化珪素(SiON)のようなそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。 The optical adjustment layer 15 is formed on the intrinsic semiconductor layer 13 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11. The optical adjustment layer 15 functions as an antireflection layer that prevents reflection of incident light, and also functions as a protective layer that protects the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 and the intrinsic semiconductor layer 13. The optical adjustment layer 15 is formed of an insulating material such as a composite thereof such as silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), or silicon oxynitride (SiON).

第1導電型半導体層25は、半導体基板11の裏面側の第1領域7に形成されている。具体的には、第1導電型半導体層25は、第1領域7における真性半導体層23上に形成されている。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料にn型ドーパント(例えば、上述したリン(P))がドープされたn型半導体層である。 The first conductive semiconductor layer 25 is formed in the first region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11. Specifically, the first conductive semiconductor layer 25 is formed on the intrinsic semiconductor layer 23 in the first region 7. The first conductive semiconductor layer 25 is formed of, for example, an amorphous silicon material. The first conductive semiconductor layer 25 is, for example, an n-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with an n-type dopant (for example, phosphorus (P) described above).

第2導電型半導体層35は、半導体基板11の裏面側の第1領域7および第2領域8に連なって形成されている。具体的には、第2導電型半導体層35は、第1領域7における第1導電型半導体層25上、および第2領域8における真性半導体層23上に形成されている。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料にp型ドーパントがドープされたp型の半導体層である。p型ドーパントとしては、例えばホウ素(B)が挙げられる。 The second conductive semiconductor layer 35 is formed so as to be connected to the first region 7 and the second region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11. Specifically, the second conductive semiconductor layer 35 is formed on the first conductive semiconductor layer 25 in the first region 7 and on the intrinsic semiconductor layer 23 in the second region 8. The second conductive semiconductor layer 35 is formed of, for example, an amorphous silicon material. The second conductive semiconductor layer 35 is, for example, a p-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with a p-type dopant. Examples of the p-type dopant include boron (B).

第2導電型半導体層35の膜厚は、3.5nm以上であることが好ましい。第2導電型半導体層35の膜厚とは、第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35等の積層方向の厚さであって、第1方向(X方向)および第2方向(Y方向)に交差する方向の厚さである。
また、第1領域7における第1導電型半導体層25の表面側には、第1導電型半導体層25の粒子25Aが付着している(詳細は後述する。)。
The film thickness of the second conductive semiconductor layer 35 is preferably 3.5 nm or more. The film thickness of the second conductive semiconductor layer 35 is the thickness of the first conductive semiconductor layer 25, the second conductive semiconductor layer 35, etc. in the stacking direction, and is the thickness in the first direction (X direction) and the second direction. It is the thickness in the direction intersecting (Y direction).
Further, the particles 25A of the first conductive semiconductor layer 25 are attached to the surface side of the first conductive semiconductor layer 25 in the first region 7 (details will be described later).

なお、第1導電型半導体層25がp型半導体層であり、第2導電型半導体層35がn型半導体層であってもよい。この場合、半導体基板11は、結晶シリコン材料にp型ドーパント(例えば、上述したホウ素(B))がドープされたp型半導体基板であってもよい。 The first conductive semiconductor layer 25 may be a p-type semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 35 may be an n-type semiconductor layer. In this case, the semiconductor substrate 11 may be a p-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with a p-type dopant (for example, the above-mentioned boron (B)).

換言すれば、第1領域7には、半導体基板11の裏面側に、真性半導体層23を介して、第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35が順に積層されている。第2領域8には、半導体基板11の裏面側に、真性半導体層23を介して、第2導電型半導体層35が積層されている。 In other words, in the first region 7, the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 are sequentially laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11 via the intrinsic semiconductor layer 23. In the second region 8, the second conductive semiconductor layer 35 is laminated on the back surface side of the semiconductor substrate 11 via the intrinsic semiconductor layer 23.

第1電極層27は、第1領域7における第2導電型半導体層35上に形成されており、第2電極層37は、第2領域8における第2導電型半導体層35上に形成されている。
第1電極層27は、第2導電型半導体層35上に順に積層された透明電極層28と金属電極層29とを有する。第2電極層37は、第2導電型半導体層35上に順に積層された透明電極層38と金属電極層39とを有する。
透明電極層28,38は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物)、ZnO(Zinc Oxide:酸化亜鉛)が挙げられる。金属電極層29,39は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。
The first electrode layer 27 is formed on the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7, and the second electrode layer 37 is formed on the second conductive semiconductor layer 35 in the second region 8. There is.
The first electrode layer 27 has a transparent electrode layer 28 and a metal electrode layer 29 that are sequentially laminated on the second conductive semiconductor layer 35. The second electrode layer 37 has a transparent electrode layer 38 and a metal electrode layer 39 which are sequentially laminated on the second conductive semiconductor layer 35.
The transparent electrode layers 28 and 38 are formed of a transparent conductive material. Examples of the transparent conductive material include ITO (Indium Tin Oxide: a composite oxide of indium tin oxide and tin oxide) and ZnO (Zinc Oxide: zinc oxide). The metal electrode layers 29 and 39 are formed of a conductive paste material containing a metal powder such as silver.

(太陽電池の製造方法)
以下、図3A〜図3Eを参照して、図1および図2に示す本実施形態の太陽電池1の製造方法について説明する。図3Aは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における真性半導体層形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図であり、図3Bは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるリフトオフ層形成工程を示す図である。図3Cは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図3Dは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層形成工程を示す図である。また、図3Eは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第2半導体層形成工程を示す図である。
(Solar cell manufacturing method)
Hereinafter, the method for manufacturing the solar cell 1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3A to 3E. FIG. 3A is a diagram showing an intrinsic semiconductor layer forming step and a lift-off layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment, and FIG. 3B is a lift-off layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. It is a figure which shows. FIG. 3C is a diagram showing a first semiconductor layer material film forming step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment, and FIG. 3D is a diagram showing a first semiconductor layer forming step in the solar cell manufacturing method according to the present embodiment. It is a figure which shows. Further, FIG. 3E is a diagram showing a second semiconductor layer forming step in the method for manufacturing a solar cell according to the present embodiment.

まず、図3Aに示すように、例えばCVD法(化学気相堆積法)を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、すなわち第1領域7および第2領域8に、真性半導体層23を積層(製膜)する(真性半導体層形成工程)。
また、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の受光面側の全面に、真性半導体層13および光学調整層15を積層(製膜)する。
First, as shown in FIG. 3A, for example, by using a CVD method (chemical vapor deposition method), the intrinsic semiconductor layer 23 is formed on the entire surface of the back surface side of the semiconductor substrate 11, that is, on the first region 7 and the second region 8. Lamination (film formation) (intrinsic semiconductor layer forming step).
Further, for example, by using a CVD method, the intrinsic semiconductor layer 13 and the optical adjustment layer 15 are laminated (film-formed) on the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the light receiving surface side.

次に、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、すなわち真性半導体層23上の全面に、リフトオフ層40を積層(製膜)する(リフトオフ層形成工程)。 Next, for example, using a CVD method, the lift-off layer 40 is laminated (film-formed) on the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the back surface side, that is, on the entire surface of the intrinsic semiconductor layer 23 (lift-off layer forming step).

次に、図3Bに示すように、エッチング溶液を用いて、半導体基板11の裏面側において、第1領域7におけるリフトオフ層40を除去することにより、第2領域8に、パターン化されたリフトオフ層40を形成する(リフトオフ層形成工程)。リフトオフ層40に対するエッチング溶液としては、例えばフッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物が用いられる。 Next, as shown in FIG. 3B, the lift-off layer 40 in the first region 7 is removed from the back surface side of the semiconductor substrate 11 by using an etching solution, so that the lift-off layer patterned in the second region 8 is formed. 40 is formed (lift-off layer forming step). As the etching solution for the lift-off layer 40, for example, hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and another kind of acid is used.

次に、図3Cに示すように、半導体基板11の裏面側の全面に、すなわち第1領域7における真性半導体層23上、および第2領域8におけるリフトオフ層40上に、第1導電型半導体層材料膜25Zを積層(製膜)する(第1半導体層材料膜形成工程)。 Next, as shown in FIG. 3C, the first conductive semiconductor layer is placed on the entire surface of the semiconductor substrate 11 on the back surface side, that is, on the intrinsic semiconductor layer 23 in the first region 7 and on the lift-off layer 40 in the second region 8. The material film 25Z is laminated (film-formed) (first semiconductor layer material film forming step).

次に、図3Dに示すように、リフトオフ層40を用いたリフトオフ法を利用して、半導体基板11の裏面側の第2領域8における第1導電型半導体層材料膜25Zを除去し、第2領域8における真性半導体層23を残しつつ、第1領域7に、パターン化された第1導電型半導体層25を形成する(第1半導体層形成工程)。 Next, as shown in FIG. 3D, the first conductive type semiconductor layer material film 25Z in the second region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11 is removed by using the lift-off method using the lift-off layer 40, and the second A patterned first conductive semiconductor layer 25 is formed in the first region 7 while leaving the intrinsic semiconductor layer 23 in the region 8 (first semiconductor layer forming step).

具体的には、エッチング溶液を用いて、半導体基板11の裏面側の第2領域8におけるリフトオフ層40をエッチング(除去)することにより、リフトオフ層40上の第1導電型半導体層材料膜25Zを除去し、第2領域8における真性半導体層23を残しつつ、第1領域7に第1導電型半導体層25を形成する。リフトオフ層40のエッチング溶液としては、例えばフッ酸等の酸性溶液が用いられる。 Specifically, the lift-off layer 40 in the second region 8 on the back surface side of the semiconductor substrate 11 is etched (removed) with an etching solution to obtain the first conductive semiconductor layer material film 25Z on the lift-off layer 40. The first conductive semiconductor layer 25 is formed in the first region 7 while removing the intrinsic semiconductor layer 23 in the second region 8. As the etching solution for the lift-off layer 40, for example, an acidic solution such as hydrofluoric acid is used.

また、このとき、リフトオフによって剥離された第2領域8の第1導電型半導体層の粒子25Aが第1領域7の第1導電型半導体層25の表面側に付着する。この粒子の付着を制御するために、エッチング後のリンス溶液として界面活性剤入りの水溶液が用いられる。界面活性剤としては、アニオン系の界面活性剤、カチオン系の界面活性剤、両性イオン系の界面活性剤、ノニオン系の界面活性剤、またはこれらの混合剤が挙げられる。
界面活性剤は、芳香族構造および長鎖直鎖状アルキル構造を含む有機酸であってもよい。これにより、高い界面活性作用と表面自由エネルギーの大きい溶媒(例えば、水)との親和性が向上する。
また、粒子の付着抑制剤としては、界面活性剤に加えて、安定剤、乳化剤、有機酸イオンと有機酸塩の緩衝液、および/またはpH調整剤などを含んでもよい。
At this time, the particles 25A of the first conductive semiconductor layer in the second region 8 peeled off by the lift-off adhere to the surface side of the first conductive semiconductor layer 25 in the first region 7. In order to control the adhesion of the particles, an aqueous solution containing a surfactant is used as the rinsing solution after etching. Examples of the surfactant include anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric ionic surfactants, nonionic surfactants, and mixtures thereof.
The surfactant may be an organic acid containing an aromatic structure and a long chain linear alkyl structure. This improves the affinity between the high surface active action and the solvent having a large surface free energy (for example, water).
Further, as the particle adhesion inhibitor, in addition to the surfactant, a stabilizer, an emulsifier, a buffer solution of an organic acid ion and an organic acid salt, and / or a pH adjuster may be contained.

次に、図3Eに示すように、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、すなわち第1領域7における第1導電型半導体層25上、および第2領域8における真性半導体層23上に、第2導電型半導体層35を形成する(第2半導体層形成工程)。 Next, as shown in FIG. 3E, for example, using the CVD method, the intrinsic semiconductor on the entire back surface side of the semiconductor substrate 11, that is, on the first conductive semiconductor layer 25 in the first region 7, and in the second region 8. A second conductive semiconductor layer 35 is formed on the layer 23 (second semiconductor layer forming step).

次に、半導体基板11の裏面側に、第1電極層27および第2電極層37を形成する(電極層形成工程)。
具体的には、例えばスパッタリング法等のPVD法(物理気相成長法)を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層(製膜)する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、透明電極層28,38のパターニングを行う。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層28上に金属電極層29を形成し、透明電極層38の上に金属電極層39を形成することにより、第1電極層27および第2電極層37を形成する。
Next, the first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 are formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11 (electrode layer forming step).
Specifically, for example, a PVD method (physical vapor deposition method) such as a sputtering method is used to laminate (form) a transparent electrode layer material film on the entire back surface side of the semiconductor substrate 11. After that, the transparent electrode layers 28 and 38 are patterned by removing a part of the transparent electrode layer material film by, for example, an etching method using an etching paste. As the etching solution for the transparent electrode layer material film, for example, hydrochloric acid or an aqueous ferric chloride solution is used.
Then, for example, by forming a metal electrode layer 29 on the transparent electrode layer 28 and forming a metal electrode layer 39 on the transparent electrode layer 38 by using, for example, a pattern printing method or a coating method, the first electrode layer 27 and The second electrode layer 37 is formed.

以上の工程により、図1および図2に示す本実施形態の裏面接合型の太陽電池1が得られる。 Through the above steps, the back surface bonded type solar cell 1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.

以上説明したように、本実施形態の太陽電池1および太陽電池の製造方法によれば、第1導電型半導体層25をパターニングした後、第2導電型半導体層35を半導体基板11の裏面側の全面に製膜すればよいので、製造プロセスの簡略化、短縮化、低コスト化が可能である。
また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、製造プロセスの途中で、特に第1導電型半導体層25および第2導電型半導体層35を形成する際に、半導体基板11の主面が露出しないので、太陽電池の高いライフタイムを維持できる。
As described above, according to the solar cell 1 and the method for manufacturing the solar cell of the present embodiment, after the first conductive semiconductor layer 25 is patterned, the second conductive semiconductor layer 35 is placed on the back surface side of the semiconductor substrate 11. Since the film may be formed on the entire surface, the manufacturing process can be simplified, shortened, and reduced in cost.
Further, according to the method for manufacturing a solar cell of the present embodiment, the main surface of the semiconductor substrate 11 is formed during the manufacturing process, particularly when the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 are formed. Since it is not exposed, the high lifetime of the solar cell can be maintained.

更に、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、リフトオフ層40を用いたリフトオフ法を利用して第1導電型半導体層25のパターニングを行うので、太陽電池の製造プロセスの簡略化、短縮化、低コスト化が可能となる。 Further, according to the method for manufacturing a solar cell of the present embodiment, the first conductive semiconductor layer 25 is patterned by using the lift-off method using the lift-off layer 40, so that the manufacturing process of the solar cell is simplified and shortened. It is possible to reduce the cost and cost.

また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第1半導体層形成工程において、真性半導体層23を残しつつリフトオフを行うので、リフトオフ層40を除去するエッチング溶液(HF)がリフトオフと同時に真性半導体層23の表面を洗浄し、太陽電池の性能が向上する。 Further, according to the method for manufacturing a solar cell of the present embodiment, in the first semiconductor layer forming step, the lift-off is performed while leaving the intrinsic semiconductor layer 23, so that the etching solution (HF) for removing the lift-off layer 40 is simultaneously lifted off. The surface of the intrinsic semiconductor layer 23 is cleaned to improve the performance of the solar cell.

ここで、第2領域8の第2導電型半導体層(例えば、P型半導体層)35の性能低下を防ぐためには、第2導電型半導体層35の膜厚を厚くする必要がある(例えば、3.5nm以上)。しかし、第2導電型半導体層35の膜厚を厚くすると、第1領域7における第1導電型半導体層(例えば、N型半導体層)25と第2導電型半導体層(例えば、P型半導体層)35との間のトンネリング効率が低下し、膜厚方向の抵抗が高くなる。 Here, in order to prevent the performance of the second conductive semiconductor layer (for example, P-type semiconductor layer) 35 in the second region 8 from deteriorating, it is necessary to increase the film thickness of the second conductive semiconductor layer 35 (for example,). 3.5 nm or more). However, when the thickness of the second conductive semiconductor layer 35 is increased, the first conductive semiconductor layer (for example, N-type semiconductor layer) 25 and the second conductive semiconductor layer (for example, P-type semiconductor layer) in the first region 7 are increased. ) 35, the tunneling efficiency is reduced, and the resistance in the film thickness direction is increased.

これに対して、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第1半導体層形成工程においてリフトオフ法を利用するので、リフトオフによって剥離された第2領域8の第1導電型半導体層の粒子25Aが第1領域7の第1導電型半導体層25の表面側に付着する。これにより、第1領域7の第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35の間に第1導電型半導体層の粒子25Aが介在し、第1領域7における第1導電型半導体層(例えば、N型半導体層)25と第2導電型半導体層(例えば、P型半導体層)35との間のトンネル伝導性が向上し、界面抵抗および膜厚方向の抵抗増加が低減される。これにより、太陽電池のFF特性が上昇する。
このように、第1半導体層形成工程においてリフトオフ法を利用し、第2導電型半導体層35の膜厚を3.5nm以上とすることにより、第2領域8における第2導電型半導体層(例えば、P型半導体層)35の性能低下を防ぎ、第1領域7における第2導電型半導体層(例えば、P型半導体層)35の膜厚方向の抵抗増加を低減することができる。これにより、高性能な太陽電池を実現することができる。
On the other hand, according to the method for manufacturing a solar cell of the present embodiment, since the lift-off method is used in the first semiconductor layer forming step, the particles of the first conductive semiconductor layer in the second region 8 peeled off by the lift-off. 25A adheres to the surface side of the first conductive semiconductor layer 25 in the first region 7. As a result, the particles 25A of the first conductive semiconductor layer are interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7, and the first conductive semiconductor layer in the first region 7 is interposed. The tunnel conductivity between the (for example, N-type semiconductor layer) 25 and the second conductive type semiconductor layer (for example, P-type semiconductor layer) 35 is improved, and the interface resistance and the increase in resistance in the film thickness direction are reduced. As a result, the FF characteristics of the solar cell are improved.
As described above, by utilizing the lift-off method in the first semiconductor layer forming step and setting the thickness of the second conductive semiconductor layer 35 to 3.5 nm or more, the second conductive semiconductor layer (for example, the second conductive semiconductor layer) in the second region 8 is formed. , P-type semiconductor layer) 35 can be prevented from deteriorating, and the increase in resistance of the second conductive semiconductor layer (for example, P-type semiconductor layer) 35 in the first region 7 in the film thickness direction can be reduced. As a result, a high-performance solar cell can be realized.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、図2に示すようにヘテロ接合型の太陽電池1の製造方法を例示したが、本発明の特徴は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池の製造方法に適用可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the method for manufacturing the heterozygous solar cell 1 is illustrated as shown in FIG. 2, but the feature of the present invention is not limited to the heterozygous solar cell, but the homojunction solar cell. It can be applied to various methods for manufacturing solar cells such as batteries.

また、上述した実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素(GaAs)基板を有していてもよい。 Further, in the above-described embodiment, a solar cell having a crystalline silicon substrate has been exemplified, but the present invention is not limited thereto. For example, a solar cell may have a gallium arsenide (GaAs) substrate.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(実施例1)
図3A〜図3Eに示す太陽電池の製造方法により、図1および図2に示す太陽電池1を作製した。実施例1の太陽電池およびその製造方法の主な特徴は以下および表1の通りである。
第1導電型半導体層25:N型半導体層
第2導電型半導体層35:P型半導体層、膜厚3.5nm
第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に介在する第1導電型半導体層の粒子25A:被覆率3%
ここで、被覆率とは、第1領域7における、すなわち第1導電型半導体層25上における粒子25Aの被覆率である。
(Example 1)
The solar cell 1 shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured by the method for manufacturing the solar cell shown in FIGS. 3A to 3E. The main features of the solar cell of Example 1 and the method for manufacturing the solar cell are as follows and Table 1.
First conductive semiconductor layer 25: N-type semiconductor layer Second conductive semiconductor layer 35: P-type semiconductor layer, thickness 3.5 nm
Particles 25A of the first conductive semiconductor layer interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7: Coverage 3%
Here, the coverage is the coverage of the particles 25A in the first region 7, that is, on the first conductive semiconductor layer 25.

被覆率は、リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程において、エッチング後のリンス液の界面活性剤濃度を1.5vol%とすることにより調整した。界面活性剤としてはアニオン系のママレモン(ライオン株式会社製)(登録商標)を使用した。 The coverage was adjusted by setting the surfactant concentration of the rinse liquid after etching to 1.5 vol% in the first semiconductor layer forming step using the lift-off method. Anionic mama lemon (manufactured by Lion Corporation) (registered trademark) was used as the surfactant.

リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程後の、第1領域7における第1導電型半導体層25の表面を光学顕微鏡により観察すると、第1導電型半導体層25上には、第1導電型半導体層の粒子25Aが拡散して付着していた。粒子25Aのサイズとしては、1μm以上50μm以下であり、10μm以上20μm以下の粒子が多かった。 When the surface of the first conductive semiconductor layer 25 in the first region 7 after the first semiconductor layer forming step using the lift-off method is observed with an optical microscope, the first conductive type semiconductor layer 25 is on the first conductive type semiconductor layer 25. The particles 25A of the semiconductor layer were diffused and adhered. The size of the particles 25A was 1 μm or more and 50 μm or less, and most of the particles were 10 μm or more and 20 μm or less.

被覆率及び粒子のサイズは、光学顕微鏡装置(型番:DSX510、オリンパス社製)を用いて測定した。 The coverage and particle size were measured using an optical microscope device (model number: DSX510, manufactured by Olympus Corporation).

(実施例2)
実施例1において、第1導電型半導体層25上の第1導電型半導体層の粒子25Aの被覆率が異なる。実施例2の太陽電池およびその製造方法の主な特徴は以下および表1の通りである。
第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に介在する第1導電型半導体層の粒子25A:被覆率5%
被覆率は、リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程において、エッチング後のリンス液の界面活性剤濃度を1.0vol%とすることにより調整した。界面活性剤としてはアニオン系のママレモンを使用した。
(Example 2)
In the first embodiment, the coverage of the particles 25A of the first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer 25 is different. The main features of the solar cell of Example 2 and the method for manufacturing the solar cell are as follows and Table 1.
Particles 25A of the first conductive semiconductor layer interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7: Coverage 5%
The coverage was adjusted by setting the surfactant concentration of the rinse liquid after etching to 1.0 vol% in the first semiconductor layer forming step using the lift-off method. Anionic mama lemon was used as the surfactant.

(実施例3)
実施例1において、第1導電型半導体層25上の第1導電型半導体層の粒子25Aの被覆率が異なる。実施例3の太陽電池およびその製造方法の主な特徴は以下および表1の通りである。
第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に介在する第1導電型半導体層の粒子25A:被覆率10%
被覆率は、リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程において、エッチング後のリンス液の界面活性剤濃度を0.5vol%とすることにより調整した。界面活性剤としてはアニオン系のママレモンを使用した。
(Example 3)
In the first embodiment, the coverage of the particles 25A of the first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer 25 is different. The main features of the solar cell of Example 3 and the method for manufacturing the solar cell are as follows and Table 1.
Particles 25A of the first conductive semiconductor layer interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7: Coverage 10%
The coverage was adjusted by setting the surfactant concentration of the rinse liquid after etching to 0.5 vol% in the first semiconductor layer forming step using the lift-off method. Anionic mama lemon was used as the surfactant.

(実施例4)
実施例1において、第1導電型半導体層25上の第1導電型半導体層の粒子25Aの被覆率が異なる。実施例4の太陽電池およびその製造方法の主な特徴は以下および表1の通りである。
第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に介在する第1導電型半導体層の粒子25A:被覆率20%
被覆率は、リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程において、エッチング後のリンス液の界面活性剤濃度を0.1vol%とすることにより調整した。界面活性剤としてはアニオン系のママレモンを使用した。
(Example 4)
In the first embodiment, the coverage of the particles 25A of the first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer 25 is different. The main features of the solar cell of Example 4 and the method for manufacturing the solar cell are as follows and Table 1.
Particles 25A of the first conductive semiconductor layer interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7: Coverage 20%
The coverage was adjusted by setting the surfactant concentration of the rinse liquid after etching to 0.1 vol% in the first semiconductor layer forming step using the lift-off method. Anionic mama lemon was used as the surfactant.

(実施例5)
実施例1において、第1導電型半導体層25上の第1導電型半導体層の粒子25Aの被覆率が異なる。実施例5の太陽電池およびその製造方法の主な特徴は以下および表1の通りである。
第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に介在する第1導電型半導体層の粒子25A:被覆率30%
被覆率は、リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程において、エッチング後のリンス液の界面活性剤濃度を0.02vol%とすることにより調整した。界面活性剤としてはアニオン系のママレモンを使用した。
(Example 5)
In the first embodiment, the coverage of the particles 25A of the first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer 25 is different. The main features of the solar cell of Example 5 and the method for manufacturing the solar cell are as follows and Table 1.
Particles 25A of the first conductive semiconductor layer interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7: Coverage 30%
The coverage was adjusted by setting the surfactant concentration of the rinse liquid after etching to 0.02 vol% in the first semiconductor layer forming step using the lift-off method. Anionic mama lemon was used as the surfactant.

(比較例1)
実施例1において、第1導電型半導体層25上に第1導電型半導体層の粒子25Aが介在しない点が異なる。比較例1の太陽電池およびその製造方法の主な特徴は以下および表1の通りである。
第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に介在する第1導電型半導体層の粒子25A:被覆率0%
被覆率は、リフトオフ法を利用した第1半導体層形成工程において、エッチング後のリンス液の界面活性剤濃度を2.5vol%とすることにより調整した。界面活性剤としてはアニオン系のママレモンを使用した。
(Comparative Example 1)
The first embodiment is different in that the particles 25A of the first conductive semiconductor layer do not intervene on the first conductive semiconductor layer 25. The main features of the solar cell of Comparative Example 1 and its manufacturing method are as follows and Table 1.
Particles 25A of the first conductive semiconductor layer interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7: 0% coverage.
The coverage was adjusted by setting the surfactant concentration of the rinse liquid after etching to 2.5 vol% in the first semiconductor layer forming step using the lift-off method. Anionic mama lemon was used as the surfactant.

AM1.5のスペクトル分布を有するパルスソーラーシミュレーターを用いて、25℃の下で擬似太陽光を100mW/cmのエネルギー密度で照射して、上記の実施例および比較例の太陽電池の性能特性(開放電圧Voc、短絡電流Isc、曲線因子FF、および変換効率Eff)を測定した。測定結果を表1に示す。
表1では、比較例1の出力特性結果を基準(1.00)とし、各実施例の評価結果を比較する事により、出力の相関を評価した。
Using a pulsed solar simulator having a spectral distribution of AM1.5, simulated sunlight was irradiated at an energy density of 100 mW / cm 2 at 25 ° C., and the performance characteristics of the solar cells of the above Examples and Comparative Examples ( The open circuit voltage Voc, the short circuit current Isc, the curve factor FF, and the conversion efficiency Eff) were measured. The measurement results are shown in Table 1.
In Table 1, the output correlation was evaluated by comparing the evaluation results of each example with the output characteristic result of Comparative Example 1 as a reference (1.00).

Figure 2021145056
Figure 2021145056

表1によれば、第1領域7における第1導電型半導体層25と第2導電型半導体層35との間に第1導電型半導体層の粒子25Aが介在すると、太陽電池のFF特性が上昇することがわかる。特に、粒子25Aの被覆率が3%以上10%以下の場合に、FF特性の上昇が顕著であった。 According to Table 1, when the particles 25A of the first conductive semiconductor layer are interposed between the first conductive semiconductor layer 25 and the second conductive semiconductor layer 35 in the first region 7, the FF characteristics of the solar cell are improved. You can see that it does. In particular, when the coverage of the particles 25A was 3% or more and 10% or less, the increase in FF characteristics was remarkable.

1 太陽電池
7 第1領域
7b,8b バスバー部
7f,8f フィンガー部
8 第2領域
11 半導体基板
13,23 真性半導体層
15 光学調整層
25 第1導電型半導体層
25Z 第1導電型半導体層材料膜
27 第1電極層
28,38 透明電極層
29,39 金属電極層
35 第2導電型半導体層
37 第2電極層
1 Solar cell 7 1st region 7b, 8b Bus bar part 7f, 8f Finger part 8 2nd area 11 Semiconductor substrate 13,23 Intrinsic semiconductor layer 15 Optical adjustment layer 25 1st conductive semiconductor layer 25Z 1st conductive semiconductor layer Material film 27 1st electrode layer 28,38 Transparent electrode layer 29,39 Metal electrode layer 35 2nd conductive semiconductor layer 37 2nd electrode layer

Claims (3)

半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第1領域に形成された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第2領域、および前記第1領域の第1導電型半導体層上に形成された第2導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の前記他方主面側の前記第1領域および前記第2領域に、真性半導体層を形成する真性半導体層形成工程と、
前記真性半導体層の上にリフトオフ層を形成した後、エッチング溶液を用いて前記第1領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第2領域に、パターン化された前記リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、
前記第1領域における前記真性半導体層の上、および前記第2領域における前記リフトオフ層の上に、前記第1導電型半導体層の材料膜を形成する第1半導体層材料膜形成工程と、
前記第2領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第2領域における前記第1導電型半導体層の材料膜を除去し、前記第2領域における前記真性半導体層を残しつつ、前記第1領域に、パターン化された前記第1導電型半導体層を形成する第1半導体層形成工程と、
前記第1領域における前記第1導電型半導体層の上、および前記第2領域における前記真性半導体層の上に、前記第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、
を含む、太陽電池の製造方法。
A first conductive semiconductor layer formed in a first region which is a part of the other main surface side opposite to one main surface side of the semiconductor substrate, and another part of the semiconductor substrate on the other main surface side. A method for manufacturing a back-bonded solar cell including a second region and a second conductive semiconductor layer formed on the first conductive semiconductor layer in the first region.
An intrinsic semiconductor layer forming step of forming an intrinsic semiconductor layer in the first region and the second region on the other main surface side of the semiconductor substrate.
After forming the lift-off layer on the intrinsic semiconductor layer, the lift-off layer in the first region is removed by using an etching solution to form the patterned lift-off layer in the second region. Layer formation process and
A first semiconductor layer material film forming step of forming a material film of the first conductive type semiconductor layer on the intrinsic semiconductor layer in the first region and on the lift-off layer in the second region.
By removing the lift-off layer in the second region, the material film of the first conductive semiconductor layer in the second region is removed, leaving the intrinsic semiconductor layer in the second region, and the first region. In addition, a first semiconductor layer forming step of forming the patterned first conductive semiconductor layer, and
A second semiconductor layer forming step of forming the second conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer in the first region and on the intrinsic semiconductor layer in the second region.
A method of manufacturing a solar cell, including.
半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第1領域に形成された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第2領域、および前記第1領域の第1導電型半導体層上に形成された第2導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池であって、
前記第1領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、真性半導体層を介して、前記第1導電型半導体層および前記第2導電型半導体層が順に積層されており、
前記第2領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、前記第2導電型半導体層が積層されており、
前記第1領域における前記真性半導体層と前記第2領域における前記真性半導体層とは、連なっており、
前記第1領域における前記第2導電型半導体層と前記第2領域における前記第2導電型半導体層とは、連なっており、
前記第1領域における前記第1導電型半導体層の表面側には、前記第1導電型半導体層の粒子が付着している、
太陽電池。
A first conductive semiconductor layer formed in a first region which is a part of the other main surface side opposite to one main surface side of the semiconductor substrate, and another part of the semiconductor substrate on the other main surface side. A back-bonded solar cell including a second region and a second conductive semiconductor layer formed on the first conductive semiconductor layer in the first region.
In the first region, the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer are sequentially laminated on the other main surface side of the semiconductor substrate via an intrinsic semiconductor layer.
In the second region, the second conductive semiconductor layer is laminated on the other main surface side of the semiconductor substrate via the intrinsic semiconductor layer.
The intrinsic semiconductor layer in the first region and the intrinsic semiconductor layer in the second region are connected to each other.
The second conductive semiconductor layer in the first region and the second conductive semiconductor layer in the second region are connected to each other.
The particles of the first conductive semiconductor layer are attached to the surface side of the first conductive semiconductor layer in the first region.
Solar cell.
前記第2導電型半導体層の膜厚は、3.5nm以上である、請求項2に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 2, wherein the thickness of the second conductive semiconductor layer is 3.5 nm or more.
JP2020043254A 2020-03-12 2020-03-12 Solar cells and solar cell manufacturing methods Active JP7458834B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020043254A JP7458834B2 (en) 2020-03-12 2020-03-12 Solar cells and solar cell manufacturing methods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020043254A JP7458834B2 (en) 2020-03-12 2020-03-12 Solar cells and solar cell manufacturing methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021145056A true JP2021145056A (en) 2021-09-24
JP7458834B2 JP7458834B2 (en) 2024-04-01

Family

ID=77767275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020043254A Active JP7458834B2 (en) 2020-03-12 2020-03-12 Solar cells and solar cell manufacturing methods

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7458834B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023123809A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 Solar cell and preparation method therefor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3998619B2 (en) 2003-09-24 2007-10-31 三洋電機株式会社 Photovoltaic element and manufacturing method thereof
FR2906406B1 (en) 2006-09-26 2008-12-19 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR PRODUCING A PHOTOVOLTAIC CELL WITH REAR-SIDE HETEROJUNCTION
TWI382552B (en) 2009-02-13 2013-01-11 Nexpower Technology Corp Thin film solar cell having opaque and high reflective particles and manufacturing method thereof
KR20140019099A (en) 2012-08-02 2014-02-14 삼성에스디아이 주식회사 Photoelectric device
JP6768432B2 (en) 2016-09-23 2020-10-14 株式会社カネカ Manufacturing method of silicon substrate
JP7183245B2 (en) 2018-02-23 2022-12-05 株式会社カネカ Solar cell manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023123809A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 Solar cell and preparation method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP7458834B2 (en) 2024-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230023738A1 (en) Solar cell
KR101142861B1 (en) Solar cell and manufacturing method of the same
JP5844797B2 (en) Manufacturing method of solar cell
JP2011061197A (en) Solar cell, and method of manufacturing the same
KR101878397B1 (en) Solar cell and method for fabricating the same
KR20120087513A (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JP2001203376A (en) Solar cell
JP7458834B2 (en) Solar cells and solar cell manufacturing methods
US20220140162A1 (en) Solar cell and method for manufacturing solar cell
KR20140021730A (en) Solar cell and manufacturing method thereof
WO2020218000A1 (en) Solar cell and method for manufacturing solar cell
JP2014183073A (en) Photoelectric conversion element and method of manufacturing photoelectric conversion element
KR20120035291A (en) Method for manufacturing solar cell
JP2013168605A (en) Manufacturing method of solar cell
KR101322628B1 (en) Fabrication method of back reflection layer of solar cell, fabrication method of back electrode part of solar cell, and fabrication method of solar cell
KR100322708B1 (en) Method for fabricating self-voltage applying solar cell
JP7190555B2 (en) Solar cell manufacturing method
WO2020203360A1 (en) Manufacturing method for solar cell
US20240021742A1 (en) Solar cell and method for manufacturing solar cell
JP7169440B2 (en) SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD AND SOLAR CELL
KR101198870B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
TWI581447B (en) Heterojunction solar cell and fabrication method thereof
KR101699313B1 (en) Method for manufacturing solar cell
JP5957102B2 (en) Manufacturing method of solar cell
JP2022154000A (en) Method for manufacturing solar cell and solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7458834

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150