JP3349308B2 - 光起電力素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の光起
電力素子に関するものであり、特に結晶半導体と非晶質
半導体とを組合せて構成されるヘテロ接合を有する光起
電力素子に関するものである。
電力素子に関するものであり、特に結晶半導体と非晶質
半導体とを組合せて構成されるヘテロ接合を有する光起
電力素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年光起電力素子として、単結晶シリコ
ンや多結晶シリコン等の結晶系シリコンを用いた太陽電
池の研究および実用化が盛んに行なわれている。中で
も、非晶質シリコンと結晶系シリコンとを組合せること
により構成されたヘテロ接合を有する太陽電池は、その
接合を２００℃以下の低温プロセスで形成することがで
き、かつ、高い変換効率が得られることから、注目を集
めている。
ンや多結晶シリコン等の結晶系シリコンを用いた太陽電
池の研究および実用化が盛んに行なわれている。中で
も、非晶質シリコンと結晶系シリコンとを組合せること
により構成されたヘテロ接合を有する太陽電池は、その
接合を２００℃以下の低温プロセスで形成することがで
き、かつ、高い変換効率が得られることから、注目を集
めている。
【０００３】さらに、結晶系シリコンと非晶質シリコン
とのヘテロ接合界面に薄い真性非晶質シリコンを挿入す
ることにより、太陽電池の特性が特に改善されることが
知られている。
とのヘテロ接合界面に薄い真性非晶質シリコンを挿入す
ることにより、太陽電池の特性が特に改善されることが
知られている。
【０００４】一方、従来の非晶質半導体と結晶系シリコ
ンとを組合せた光起電力素子の製造においては、結晶系
シリコンのみからなる光起電力素子と異なり、結晶系シ
リコン基板上に接合形成のための非晶質シリコン層や導
電性薄膜を形成する必要がある。
ンとを組合せた光起電力素子の製造においては、結晶系
シリコンのみからなる光起電力素子と異なり、結晶系シ
リコン基板上に接合形成のための非晶質シリコン層や導
電性薄膜を形成する必要がある。
【０００５】ここで、従来、基板上にこれらの膜を形成
する際には、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法あるいは蒸
着法等の製造法を用いるために、非晶質シリコン層や導
電性薄膜が基板の表面のみならず側面あるいは裏面に回
り込んでしまい、これらを介して素子の短絡が生じると
いう問題があった。
する際には、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法あるいは蒸
着法等の製造法を用いるために、非晶質シリコン層や導
電性薄膜が基板の表面のみならず側面あるいは裏面に回
り込んでしまい、これらを介して素子の短絡が生じると
いう問題があった。
【０００６】そこで、従来、たとえば、「太陽エネルギ
ー工学」（培風館、ｐ２２１）や「太陽エネルギーへの
挑戦」（清文社、ｐ５０）に示されているように、金属
等のマスクで基板の周端部を覆いながら膜の形成を行な
うことにより、上述した膜の側面あるいは裏面への回込
みを防止していた。
ー工学」（培風館、ｐ２２１）や「太陽エネルギーへの
挑戦」（清文社、ｐ５０）に示されているように、金属
等のマスクで基板の周端部を覆いながら膜の形成を行な
うことにより、上述した膜の側面あるいは裏面への回込
みを防止していた。
【０００７】図８は、このようなマスクを用いた従来の
方法により製造された光起電力素子の一例の構造を示す
断面図である。
方法により製造された光起電力素子の一例の構造を示す
断面図である。
【０００８】図８を参照して、この光起電力素子は、ｎ
型結晶シリコン基板７表面上に、真性非晶質シリコン層
８、ｐ型非晶質シリコン層９、導電性薄膜３および集電
極４が順次形成され、一方、結晶シリコン基板７裏面上
には、真性非晶質シリコン層８、ｎ型非晶質シリコン層
１０、導電性薄膜３および裏面電極５が、順次形成され
ていた。
型結晶シリコン基板７表面上に、真性非晶質シリコン層
８、ｐ型非晶質シリコン層９、導電性薄膜３および集電
極４が順次形成され、一方、結晶シリコン基板７裏面上
には、真性非晶質シリコン層８、ｎ型非晶質シリコン層
１０、導電性薄膜３および裏面電極５が、順次形成され
ていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す従来の光起電力素子においては、基板１の周縁部分
Ａには非晶質シリコン層９，１０および導電性薄膜３等
が形成されないため、この部分Ａは無発電層あるいは高
抵抗層となり、損失部分となってしまう。その結果、有
効面積が減少し、変換効率が低下してしまうという問題
があった。
示す従来の光起電力素子においては、基板１の周縁部分
Ａには非晶質シリコン層９，１０および導電性薄膜３等
が形成されないため、この部分Ａは無発電層あるいは高
抵抗層となり、損失部分となってしまう。その結果、有
効面積が減少し、変換効率が低下してしまうという問題
があった。
【００１０】さらに、導電性薄膜３は、反射防止膜とし
ての役割も果たしているため、このように導電性薄膜３
の形成されない部分ができると、反射損が生じ、光閉じ
込め性能が低下するという問題もあった。
ての役割も果たしているため、このように導電性薄膜３
の形成されない部分ができると、反射損が生じ、光閉じ
込め性能が低下するという問題もあった。
【００１１】一方、一般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。
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。
【００１２】この発明の目的は、上述した問題点を解決
し、変換効率および光閉じ込め性能が向上した光起電力
素子、およびこれらの量産性に優れた製造方法を提供す
ることにある。
し、変換効率および光閉じ込め性能が向上した光起電力
素子、およびこれらの量産性に優れた製造方法を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による光
起電力素子は、一導電型の結晶系半導体基板の第１の主
面上から基板の側面にまで回込んで形成された他導電型
の非晶質半導体層と導電性薄膜とからなる第１の積層体
と、結晶系半導体の第２の主面上から基板の側面にまで
回込んで形成された同導電型の非晶質半導体層と導電性
薄膜とからなる第２の積層体と、を備えた光起電力素子
であって、基板と前記他導電型の非晶質半導体層との間
に真性非晶質半導体層を備え、基板の第１の主面上にお
ける周縁部分に、第１の積層体を除去し真性非晶質半導
体層にまで達する溝が形成されたことを特徴としてい
る。
起電力素子は、一導電型の結晶系半導体基板の第１の主
面上から基板の側面にまで回込んで形成された他導電型
の非晶質半導体層と導電性薄膜とからなる第１の積層体
と、結晶系半導体の第２の主面上から基板の側面にまで
回込んで形成された同導電型の非晶質半導体層と導電性
薄膜とからなる第２の積層体と、を備えた光起電力素子
であって、基板と前記他導電型の非晶質半導体層との間
に真性非晶質半導体層を備え、基板の第１の主面上にお
ける周縁部分に、第１の積層体を除去し真性非晶質半導
体層にまで達する溝が形成されたことを特徴としてい
る。
【００１４】請求項２の発明による光起電力素子は、一
導電型の結晶系半導体基板の第１の主面上から基板の側
面にまで回込んで形成された他導電型の非晶質半導体層
と導電性薄膜とからなる第１の積層体と、結晶系半導体
の第２の主面上から基板の側面にまで回込んで形成され
た同導電型の非晶質半導体層と導電性薄膜とからなる第
２の積層体と、を備えた光起電力素子であって、基板と
同導電型の非晶質半導体層との間に真性非晶質半導体層
を備え、基板の第２の主面上における周縁部分に、第２
の積層体を除去し真性非晶質半導体層にまで達する溝が
形成されていることを特徴としている。
導電型の結晶系半導体基板の第１の主面上から基板の側
面にまで回込んで形成された他導電型の非晶質半導体層
と導電性薄膜とからなる第１の積層体と、結晶系半導体
の第２の主面上から基板の側面にまで回込んで形成され
た同導電型の非晶質半導体層と導電性薄膜とからなる第
２の積層体と、を備えた光起電力素子であって、基板と
同導電型の非晶質半導体層との間に真性非晶質半導体層
を備え、基板の第２の主面上における周縁部分に、第２
の積層体を除去し真性非晶質半導体層にまで達する溝が
形成されていることを特徴としている。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】この発明による光起電力素子は、結晶半導
体基板上に形成された非晶質半導体層と導電性薄膜とか
らなる積層体の周縁部分に、積層体を除去した溝が形成
される。
体基板上に形成された非晶質半導体層と導電性薄膜とか
らなる積層体の周縁部分に、積層体を除去した溝が形成
される。
【００２３】そのため、導電性薄膜または非晶質半導体
層の回込みによる漏れ電流がなくなるため、接合の短絡
が防止される。
層の回込みによる漏れ電流がなくなるため、接合の短絡
が防止される。
【００２４】ここで、溝の深さは、少なくとも真性非晶
質半導体層に達するまでの深さであればよい。真性非晶
質半導体層は高抵抗であるため、回込み部分を必ずしも
除去しなくても短絡することがないからである。
質半導体層に達するまでの深さであればよい。真性非晶
質半導体層は高抵抗であるため、回込み部分を必ずしも
除去しなくても短絡することがないからである。
【００２５】また、この発明において、当該溝の形成
は、たとえばレーザ照射により行なうことができる。レ
ーザ照射による切断除去の場合、切断幅は１００〜２０
０μｍまで得ることができる。その結果、有効面積が拡
大し、変換効率の向上が期待できるとともに、光閉じ込
め性能の向上も期待できる。
は、たとえばレーザ照射により行なうことができる。レ
ーザ照射による切断除去の場合、切断幅は１００〜２０
０μｍまで得ることができる。その結果、有効面積が拡
大し、変換効率の向上が期待できるとともに、光閉じ込
め性能の向上も期待できる。
【００２６】なお、レーザを用いた膜の除去方法として
は、たとえば、特開昭６０−２６０３９２号には導電膜
の除去技術が、またＵＳＰ４８２４４８８には非晶質半
導体層の除去技術が開示されている。しかし、これらの
技術はいずれも、集積型太陽電池の接合形成にレーザを
用いたものである。
は、たとえば、特開昭６０−２６０３９２号には導電膜
の除去技術が、またＵＳＰ４８２４４８８には非晶質半
導体層の除去技術が開示されている。しかし、これらの
技術はいずれも、集積型太陽電池の接合形成にレーザを
用いたものである。
【００２７】これに対して、本願発明は、太陽電池セル
の表裏の接合分離のために、レーザを用いることによ
り、太陽電池の特性向上に大きな効果を奏するものであ
る。
の表裏の接合分離のために、レーザを用いることによ
り、太陽電池の特性向上に大きな効果を奏するものであ
る。
【００２８】また、この発明によれば、製造工程におい
てマスクの使用が不要となることから、量産性の向上に
もつながる。
てマスクの使用が不要となることから、量産性の向上に
もつながる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】この発明によれば、製造工程においてマス
クの使用が不要となる上に、一度に複数の結晶半導体基
板を対象としてレーザ照射することも可能となることか
ら、特に量産性の向上に効果がある。
クの使用が不要となる上に、一度に複数の結晶半導体基
板を対象としてレーザ照射することも可能となることか
ら、特に量産性の向上に効果がある。
【００３２】
（実施例１）図１は、本発明による光起電力素子の一例
の製造工程を示す断面図である。
の製造工程を示す断面図である。
【００３３】以下、図１を参照して、本発明による光起
電力素子の一例の製造方法について説明する。
電力素子の一例の製造方法について説明する。
【００３４】まず、結晶系半導体基板として、比抵抗が
０．１〜１０Ωｃｍ、大きさが１０ｃｍ角、厚さが２０
０〜４００μｍのｎ型単結晶シリコン基板７を使用し、
プラズマＣＶＤ装置内にマスクを使用しないで設置し、
該装置内を真空排気した後、約１２０〜２７０℃に加熱
した。次に、前述のプラズマＣＶＤ装置内でグロー放電
を発生させ、そのプラズマのエネルギによってシランな
どのシリコン化合物ガスを分解し、２５０Å以下の真性
非晶質シリコン層８を、前述のｎ型単結晶シリコン基板
７の第１の主面上に形成した。引続いて、形成した真性
非晶質シリコン層８上に、単結晶シリコン基板７と異な
る導電型となるｐ型非晶質シリコン層９を、真性非晶質
シリコン層８と同様にプラズマＣＶＤ法によって形成し
た。反応ガスとしては、ジボランガスが添加された前述
のシリコン化合物ガスを用いた。
０．１〜１０Ωｃｍ、大きさが１０ｃｍ角、厚さが２０
０〜４００μｍのｎ型単結晶シリコン基板７を使用し、
プラズマＣＶＤ装置内にマスクを使用しないで設置し、
該装置内を真空排気した後、約１２０〜２７０℃に加熱
した。次に、前述のプラズマＣＶＤ装置内でグロー放電
を発生させ、そのプラズマのエネルギによってシランな
どのシリコン化合物ガスを分解し、２５０Å以下の真性
非晶質シリコン層８を、前述のｎ型単結晶シリコン基板
７の第１の主面上に形成した。引続いて、形成した真性
非晶質シリコン層８上に、単結晶シリコン基板７と異な
る導電型となるｐ型非晶質シリコン層９を、真性非晶質
シリコン層８と同様にプラズマＣＶＤ法によって形成し
た。反応ガスとしては、ジボランガスが添加された前述
のシリコン化合物ガスを用いた。
【００３５】次に、ｎ型単結晶シリコン基板７の第１の
主面と対向する第２の主面上に、真性非晶質シリコン層
８を形成し、その上にｎ型不純物が過剰にドープされた
ｎ型非晶質シリコン層１０を形成した。ｎ型の反応ガス
としては、ホスフィンガスを添加した前述のシリコン化
合物ガスを用いた。
主面と対向する第２の主面上に、真性非晶質シリコン層
８を形成し、その上にｎ型不純物が過剰にドープされた
ｎ型非晶質シリコン層１０を形成した。ｎ型の反応ガス
としては、ホスフィンガスを添加した前述のシリコン化
合物ガスを用いた。
【００３６】以上の非晶質シリコン層の成膜条件を、表
１に示す。表１中、「ｐ型」とはｐ型非晶質半導体層９
を、「ｎ型」とはｎ型非晶質半導体層１０を、「ｉ型」
とは真性非晶質半導体層８をそれぞれ示す。また、Ｂ2
Ｈ6 とＰＨ3 は、Ｈ2 ガスにより１％に希釈されてい
る。
１に示す。表１中、「ｐ型」とはｐ型非晶質半導体層９
を、「ｎ型」とはｎ型非晶質半導体層１０を、「ｉ型」
とは真性非晶質半導体層８をそれぞれ示す。また、Ｂ2
Ｈ6 とＰＨ3 は、Ｈ2 ガスにより１％に希釈されてい
る。
【００３７】
【表１】
【００３８】次に、光起電力素子の面抵抗の低減、反射
防止、光閉じ込め効果あるいは非晶質シリコンの合金化
防止のために、ｎ型単結晶シリコン基板７の両主面上に
形成されたｐ型非晶質シリコン層９およびｎ型非晶質シ
リコン層１０上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の
透光性の導電性薄膜３をスパッタ法により形成した。
防止、光閉じ込め効果あるいは非晶質シリコンの合金化
防止のために、ｎ型単結晶シリコン基板７の両主面上に
形成されたｐ型非晶質シリコン層９およびｎ型非晶質シ
リコン層１０上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の
透光性の導電性薄膜３をスパッタ法により形成した。
【００３９】最後に、ｎ型単結晶シリコン基板７の第１
の主面側に形成された導電性薄膜３上に集電極として金
属電極４を形成し、他方、第２の主面側に形成された導
電性薄膜３上に裏面電極として金属電極５を形成し、光
起電力素子の成膜過程は終了した。
の主面側に形成された導電性薄膜３上に集電極として金
属電極４を形成し、他方、第２の主面側に形成された導
電性薄膜３上に裏面電極として金属電極５を形成し、光
起電力素子の成膜過程は終了した。
【００４０】図１（ａ）は、成膜過程完了後の光起電力
素子の状態を示す断面図である。図１（ａ）を参照し
て、前述した全成膜過程においては従来のようにマスク
を使用しておらず、またプラズマＣＶＤ法やスパッタ法
等の方法を用いて形成しているために、この段階におい
ては、ｎ型単結晶シリコン基板７の第１の主面上に形成
された真性非晶質シリコン層８、ｐ型非晶質シリコン層
９および導電性薄膜３は、回込みにより基板７の側面も
しくは第２の主面側にまで形成されている。一方、ｎ型
単結晶シリコン基板７の第２の主面上に形成された真性
非晶質シリコン層８、ｎ型非晶質シリコン層１０および
導電性薄膜３についても、回込みにより基板７の側面も
しくは第１の主面側にまで形成されている。
素子の状態を示す断面図である。図１（ａ）を参照し
て、前述した全成膜過程においては従来のようにマスク
を使用しておらず、またプラズマＣＶＤ法やスパッタ法
等の方法を用いて形成しているために、この段階におい
ては、ｎ型単結晶シリコン基板７の第１の主面上に形成
された真性非晶質シリコン層８、ｐ型非晶質シリコン層
９および導電性薄膜３は、回込みにより基板７の側面も
しくは第２の主面側にまで形成されている。一方、ｎ型
単結晶シリコン基板７の第２の主面上に形成された真性
非晶質シリコン層８、ｎ型非晶質シリコン層１０および
導電性薄膜３についても、回込みにより基板７の側面も
しくは第１の主面側にまで形成されている。
【００４１】したがって、この状態のままでは、この光
起電力素子は、これらの非晶質シリコン層もしくは導電
性薄膜の回込みにより、短絡および特性低下のおそれが
ある。
起電力素子は、これらの非晶質シリコン層もしくは導電
性薄膜の回込みにより、短絡および特性低下のおそれが
ある。
【００４２】そこで、この実施例１においては、短絡お
よび特性低下を防止するため、レーザ照射により、真性
非晶質シリコン層８とｐ型非晶質シリコン層９と導電性
薄膜３とからなる積層体の、前記ｎ型単結晶シリコン基
板７の第１の主面上における周縁部分に、溝１を形成し
た。
よび特性低下を防止するため、レーザ照射により、真性
非晶質シリコン層８とｐ型非晶質シリコン層９と導電性
薄膜３とからなる積層体の、前記ｎ型単結晶シリコン基
板７の第１の主面上における周縁部分に、溝１を形成し
た。
【００４３】図１（ｂ）は、このように溝１が形成され
た光起電力素子の一例の構造を示す断面図である。
た光起電力素子の一例の構造を示す断面図である。
【００４４】図１（ｂ）を参照して、溝１の深さは、少
なくともｐ型非晶質シリコン層９と導電性薄膜３とから
なる積層体を除去し、真性非晶質シリコン層８に達する
までのものであればよい。すなわち、真性非晶質シリコ
ンの導電率は、ｐ型非晶質シリコンよりも３桁以上小さ
く高抵抗であるために、必ずしも真性非晶質シリコン層
８はレーザ照射により除去する必要はない。
なくともｐ型非晶質シリコン層９と導電性薄膜３とから
なる積層体を除去し、真性非晶質シリコン層８に達する
までのものであればよい。すなわち、真性非晶質シリコ
ンの導電率は、ｐ型非晶質シリコンよりも３桁以上小さ
く高抵抗であるために、必ずしも真性非晶質シリコン層
８はレーザ照射により除去する必要はない。
【００４５】図２は、図１（ｂ）に示す光起電力素子に
おける溝の形成状態を説明するための斜視図である。
おける溝の形成状態を説明するための斜視図である。
【００４６】図２を参照して、この光起電力素子におい
ては、基板上に形成された積層体の周縁部分に、連続し
た溝１が形成されている。
ては、基板上に形成された積層体の周縁部分に、連続し
た溝１が形成されている。
【００４７】このような溝を形成するためのレーザ照射
の条件としては、たとえば、ＡｒレーザやＹＡＧレーザ
の第２高調波などの４００ｎｍを超えるレーザを用い
て、０．１〜１０Ｊｏｕｌｅ／ｃｍ2 の適度なパワーを
使用することにより、レーザ光は導電性薄膜３およびｐ
型非晶質シリコン層９を透過し真性非晶質シリコン層８
まで到達する。その結果、導電性薄膜３およびｐ型非晶
質シリコン層９の除去が可能となる。また、このような
条件でのレーザ照射により除去されるｐ型非晶質シリコ
ン層９および導電性薄膜３の幅は、１００μｍ〜１ｍｍ
程度であった。
の条件としては、たとえば、ＡｒレーザやＹＡＧレーザ
の第２高調波などの４００ｎｍを超えるレーザを用い
て、０．１〜１０Ｊｏｕｌｅ／ｃｍ2 の適度なパワーを
使用することにより、レーザ光は導電性薄膜３およびｐ
型非晶質シリコン層９を透過し真性非晶質シリコン層８
まで到達する。その結果、導電性薄膜３およびｐ型非晶
質シリコン層９の除去が可能となる。また、このような
条件でのレーザ照射により除去されるｐ型非晶質シリコ
ン層９および導電性薄膜３の幅は、１００μｍ〜１ｍｍ
程度であった。
【００４８】このようにして作製された実施例１の光起
電力素子（表２中「本発明」と示す）について、変換効
率を測定した。
電力素子（表２中「本発明」と示す）について、変換効
率を測定した。
【００４９】また。比較のため、図８に示す従来のマス
クを用いて作製した光起電力素子（表２中「従来技術」
と示す）についても、変換効率を測定した。
クを用いて作製した光起電力素子（表２中「従来技術」
と示す）についても、変換効率を測定した。
【００５０】これらの結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】表２より明らかなように、本発明によれ
ば、単結晶シリコン基板７の主面上の全面に膜を形成す
ることが可能となるために、有効面積が拡大するととも
に、導電性薄膜により全面ＡＲコートされるため、変換
効率が１％程度向上していることがわかる。
ば、単結晶シリコン基板７の主面上の全面に膜を形成す
ることが可能となるために、有効面積が拡大するととも
に、導電性薄膜により全面ＡＲコートされるため、変換
効率が１％程度向上していることがわかる。
【００５３】（実施例２）図３は、本発明による光起電
力素子の他の例の構造を示す断面図である。
力素子の他の例の構造を示す断面図である。
【００５４】図３を参照して、この光起電力素子は、ｎ
型単結晶シリコン基板７の第２の主面上に、真性非晶質
シリコン層を介在させることなく直接ｎ型非晶質シリコ
ン層１０が形成されている。なお、他の構成について
は、図１（ｂ）に示す実施例１と全く同様であるので、
その説明は省略する。
型単結晶シリコン基板７の第２の主面上に、真性非晶質
シリコン層を介在させることなく直接ｎ型非晶質シリコ
ン層１０が形成されている。なお、他の構成について
は、図１（ｂ）に示す実施例１と全く同様であるので、
その説明は省略する。
【００５５】本発明は、このようにｎ型単結晶シリコン
基板７の第１の主面側のみに真性非晶質シリコン層８が
形成された光起電力素子についても適用できる。
基板７の第１の主面側のみに真性非晶質シリコン層８が
形成された光起電力素子についても適用できる。
【００５６】また、単結晶シリコン基板７の第２の主面
上に裏面電極５のみを形成したものについても、同様の
効果を有する。
上に裏面電極５のみを形成したものについても、同様の
効果を有する。
【００５７】
【００５８】（実施例３）図４は、本発明による光起電
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
【００５９】図４を参照して、この光起電力素子は、溝
１１が、ｎ型単結晶シリコン基板７の第１の主面側では
なく、第２主面側に形成されている。すなわち、この実
施例３においては、レーザ照射により、ｎ型単結晶シリ
コン基板７の第２の主面上に形成された真性非晶質シリ
コン層８とｎ型非晶質シリコン層１０と導電性薄膜３と
からなる積層体の周縁部分に、溝１１が形成されてい
る。なお、溝１１の深さは、実施例１と同様に、少なく
ともｎ型非晶質シリコン層１０と導電性薄膜３とからな
る積層体を除去して真性非晶質シリコン層８に達するま
でのものであればよい。
１１が、ｎ型単結晶シリコン基板７の第１の主面側では
なく、第２主面側に形成されている。すなわち、この実
施例３においては、レーザ照射により、ｎ型単結晶シリ
コン基板７の第２の主面上に形成された真性非晶質シリ
コン層８とｎ型非晶質シリコン層１０と導電性薄膜３と
からなる積層体の周縁部分に、溝１１が形成されてい
る。なお、溝１１の深さは、実施例１と同様に、少なく
ともｎ型非晶質シリコン層１０と導電性薄膜３とからな
る積層体を除去して真性非晶質シリコン層８に達するま
でのものであればよい。
【００６０】他の構成については、実施例１と全く同様
であるので、その説明は省略する。本発明においては、
短絡防止のための溝は、このようにｎ型単結晶シリコン
基板の裏面電極が形成される側に設けられてもよい。
であるので、その説明は省略する。本発明においては、
短絡防止のための溝は、このようにｎ型単結晶シリコン
基板の裏面電極が形成される側に設けられてもよい。
【００６１】（実施例４）図５は、本発明による光起電
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
力素子のさらに他の例の構造を示す断面図である。
【００６２】図５を参照して、この光起電力素子は、ｎ
型単結晶シリコン基板７の第１の主面上に、真性非晶質
シリコン層を介在させることなく直接ｐ型非晶質シリコ
ン層９が形成されている。なお、他の構成については図
３に示す実施例３と全く同様であるので、その説明は省
略する。
型単結晶シリコン基板７の第１の主面上に、真性非晶質
シリコン層を介在させることなく直接ｐ型非晶質シリコ
ン層９が形成されている。なお、他の構成については図
３に示す実施例３と全く同様であるので、その説明は省
略する。
【００６３】本発明は、このようにｎ型単結晶シリコン
基板７の第２の主面側のみに真性非晶質シリコン層８が
形成された光起電力素子についても適用できる。
基板７の第２の主面側のみに真性非晶質シリコン層８が
形成された光起電力素子についても適用できる。
【００６４】
【００６５】
【００６６】（参考例） 図６は、本発明の参考となる光起電力素子の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【００６７】まず、図１（ａ）に示すように成膜過程を
完了した光起電力素子を、複数個重ね合わせた。次に、
重ね合わせた基板面と直交する方向から、基板の側面よ
り外側の部分にレーザを照射した。
完了した光起電力素子を、複数個重ね合わせた。次に、
重ね合わせた基板面と直交する方向から、基板の側面よ
り外側の部分にレーザを照射した。
【００６８】その結果、図６に示すように、ｎ型単結晶
シリコン基板７の側面に形成された真性非晶質シリコン
層８、ｐ型非晶質シリコン層９、ｎ型非晶質シリコン層
１０および導電性薄膜３が除去され、前記単結晶基板７
の側面が露出した光起電力素子が得られた。
シリコン基板７の側面に形成された真性非晶質シリコン
層８、ｐ型非晶質シリコン層９、ｎ型非晶質シリコン層
１０および導電性薄膜３が除去され、前記単結晶基板７
の側面が露出した光起電力素子が得られた。
【００６９】このように、ｎ型単結晶シリコン基板７の
側面に形成された真性非晶質シリコン層８、ｐ型非晶質
シリコン層９、ｎ型非晶質シリコン層１０および導電性
薄膜３をすべて除去することによっても、回込みによる
光起電力素子の短絡および特性低下を有効に防止するこ
とができる。
側面に形成された真性非晶質シリコン層８、ｐ型非晶質
シリコン層９、ｎ型非晶質シリコン層１０および導電性
薄膜３をすべて除去することによっても、回込みによる
光起電力素子の短絡および特性低下を有効に防止するこ
とができる。
【００７０】なお、１枚の光起電力素子に対して上記の
ような処理を行なってもよいが、特に、この参考例の方
法によれば、一度の複数の基板を対象としてレーザ照射
による処理を施すことができるため、量産性の向上が期
待できる。
ような処理を行なってもよいが、特に、この参考例の方
法によれば、一度の複数の基板を対象としてレーザ照射
による処理を施すことができるため、量産性の向上が期
待できる。
【００７１】また、この参考例の光起電力素子は、図８
に示す従来例のような基板上の膜が形成されない部分Ａ
がなく、基板上の全面に膜が形成されるため、変換効率
および光閉じ込め性能が高い。
に示す従来例のような基板上の膜が形成されない部分Ａ
がなく、基板上の全面に膜が形成されるため、変換効率
および光閉じ込め性能が高い。
【００７２】図７は、参考例の変形例を示す斜視図であ
る。図７を参照して、この光起電力素子においては、ｎ
型単結晶シリコン基板７の側面の厚さ方向の少なくとも
一部が、該側面を取り囲むように連続して形成された溝
１により露出されている。
る。図７を参照して、この光起電力素子においては、ｎ
型単結晶シリコン基板７の側面の厚さ方向の少なくとも
一部が、該側面を取り囲むように連続して形成された溝
１により露出されている。
【００７３】このように、本参考例によれば、必ずしも
図６に示す参考例のように基板の側面全面を露出させる
必要はなく、基板の側面のその厚さ方向の少なくとも一
部を該側面を取囲むように連続して露出させれば、回込
みによる光起電力素子の短絡は有効に防止される。
図６に示す参考例のように基板の側面全面を露出させる
必要はなく、基板の側面のその厚さ方向の少なくとも一
部を該側面を取囲むように連続して露出させれば、回込
みによる光起電力素子の短絡は有効に防止される。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性薄膜の全面ＡＲコートにより光閉じ込め性能が向
上するとともに、有効面積の拡大により変換効率が向上
した光起電力素子が得られる。
導電性薄膜の全面ＡＲコートにより光閉じ込め性能が向
上するとともに、有効面積の拡大により変換効率が向上
した光起電力素子が得られる。
【００７５】
【図１】本発明による光起電力素子の一例の製造工程を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す光起電力素子における溝の形
成状態を説明するための斜視図である。
成状態を説明するための斜視図である。
【図３】本発明による光起電力素子の他の例の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】本発明による光起電力素子のさらに他の例の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図５】本発明による光起電力素子のさらに他の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】本発明により製造された光起電力素子の参考例
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図７】参考例の変形例を示す斜視図である。
【図８】従来の光起電力素子の一例の構造を示す断面図
である。
である。
１，１１ 溝 ３ 導電性薄膜 ４ 集電極 ５ 裏面電極 ７ ｎ型単結晶シリコン基板 ８ 真性非晶質シリコン層 ９ ｐ型非晶質シリコン層 １０ ｎ型非晶質シリコン層 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−130671（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−131041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−141595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261883（ＪＰ，Ａ) 米国特許4989059（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (2)
- 【請求項１】 一導電型の結晶系半導体基板の第１の主
面上から当該基板の側面にまで回込んで形成された他導
電型の非晶質半導体層と導電性薄膜とからなる第１の積
層体と、前記結晶系半導体の第２の主面上から当該基板
の側面にまで回込んで形成された同導電型の非晶質半導
体層と導電性薄膜とからなる第２の積層体と、を備えた
光起電力素子であって、前記基板と前記他導電型の非晶質半導体層との間に真性
非晶質半導体層を備え、 前記基板の第１の主面上における周縁部分に、前記第１
の積層体を除去し前記真性非晶質半導体層にまで達する
溝が形成されていることを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 一導電型の結晶系半導体基板の第１の主
面上から当該基板の側面にまで回込んで形成された他導
電型の非晶質半導体層と導電性薄膜とからなる第１の積
層体と、前記結晶系半導体の第２の主面上から当該基板
の側面にまで回込んで形成された同導電型の非晶質半導
体層と導電性薄膜とからなる第２の積層体と、を備えた
光起電力素子であって、 前記基板と前記同導電型の非晶質半導体層との間に真性
非晶質半導体層を備え、 前記基板の第２の主面上における周縁部分に、前記第２
の積層体を除去し前記真性非晶質半導体層にまで達する
溝が形成されていることを特徴とする 光起電力素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27899195A JP3349308B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 光起電力素子 |
| US08/736,418 US5935344A (en) | 1995-10-26 | 1996-10-24 | Photovoltaic element and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27899195A JP3349308B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 光起電力素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129904A JPH09129904A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3349308B2 true JP3349308B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=17604895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27899195A Expired - Lifetime JP3349308B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 光起電力素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5935344A (ja) |
| JP (1) | JP3349308B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781669B2 (en) | 2005-02-25 | 2010-08-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic cell |
| WO2014054600A1 (ja) | 2012-10-02 | 2014-04-10 | 株式会社カネカ | 結晶シリコン太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法、結晶シリコン太陽電池並びに太陽電池モジュール |
| CN104584237A (zh) * | 2012-08-29 | 2015-04-29 | 三菱电机株式会社 | 光生伏打元件及其制造方法 |
| CN104752536A (zh) * | 2013-12-25 | 2015-07-01 | 新日光能源科技股份有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
| WO2016059884A1 (ja) * | 2014-10-15 | 2016-04-21 | 長州産業株式会社 | 光起電力素子、太陽電池モジュール、太陽光発電システム、光起電力素子の製造方法 |
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| JP4502845B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2010-07-14 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子 |
| JP4854387B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2012-01-18 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子 |
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| JP2009088203A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法 |
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