JP3448098B2 - 結晶シリコン太陽電池 - Google Patents
結晶シリコン太陽電池Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は結晶シリコン太陽電池に
関し、特に、太陽電池の光電変換効率の改善に関するも
のである。
関し、特に、太陽電池の光電変換効率の改善に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ｐ型の結晶シリコン半導体基板を用いて
受光面にｐｎ接合を有するタイプの従来の高効率太陽電
池の構造を図８に示す。入射する太陽光を太陽電池の内
部に有効に取り込むために、受光面はグループやテクス
チャといった凹凸構造と反射防止膜５とからなる。ま
た、太陽電池の内部に取り込まれた太陽光がｎ型半導体
層２、基板１で吸収されて発生するキャリアの再結合損
失を低減するために、ｎ型半導体層２の表面にパッシベ
ーション膜４と、基板１と裏面電極７の間に基板よりも
高濃度にｐ型のドーパントを含むｐ+ 型半導体層６とが
設けられている。
受光面にｐｎ接合を有するタイプの従来の高効率太陽電
池の構造を図８に示す。入射する太陽光を太陽電池の内
部に有効に取り込むために、受光面はグループやテクス
チャといった凹凸構造と反射防止膜５とからなる。ま
た、太陽電池の内部に取り込まれた太陽光がｎ型半導体
層２、基板１で吸収されて発生するキャリアの再結合損
失を低減するために、ｎ型半導体層２の表面にパッシベ
ーション膜４と、基板１と裏面電極７の間に基板よりも
高濃度にｐ型のドーパントを含むｐ+ 型半導体層６とが
設けられている。
【０００３】しかし、この構造の太陽電池では、受光面
電極３に接続されたｎ型半導体層２が太陽電池の受光面
側全面に形成されているため、ｎ型半導体層２とｐ型基
板１とで形成されたｐｎ接合２３の面積が受光面の面積
に等しい構造となっており、飽和電流が大きく高い開放
電圧が得られないため、太陽電池の変換効率を低下させ
ていた。
電極３に接続されたｎ型半導体層２が太陽電池の受光面
側全面に形成されているため、ｎ型半導体層２とｐ型基
板１とで形成されたｐｎ接合２３の面積が受光面の面積
に等しい構造となっており、飽和電流が大きく高い開放
電圧が得られないため、太陽電池の変換効率を低下させ
ていた。
【０００４】そこで、最近では、図９に示すように、ｎ
型半導体層２を受光面の一部に縮小することによってｐ
ｎ接合２３の面積を縮小し、接合面に流れる飽和電流を
低減するような、ポイント接合型太陽電池が考えられて
いる。しかしながら、この構造の太陽電池では、ｐ型基
板１の少数キャリアである電子の捕獲面積が大きいた
め、基板ないで発生する少数キャリアの電子がｐ型基板
１とパッシベーション膜４との界面に存在する界面順位
を介して多数キャリアである正孔と再結合し消滅する表
面再結合速度が大きく、高い変換効率を得ることができ
ない。
型半導体層２を受光面の一部に縮小することによってｐ
ｎ接合２３の面積を縮小し、接合面に流れる飽和電流を
低減するような、ポイント接合型太陽電池が考えられて
いる。しかしながら、この構造の太陽電池では、ｐ型基
板１の少数キャリアである電子の捕獲面積が大きいた
め、基板ないで発生する少数キャリアの電子がｐ型基板
１とパッシベーション膜４との界面に存在する界面順位
を介して多数キャリアである正孔と再結合し消滅する表
面再結合速度が大きく、高い変換効率を得ることができ
ない。
【０００５】そこで、図１０に示すような、パッシベー
ション膜４の表面の透明導電膜１４に外部から電圧を印
加することによって、ｐ型基板１の表面に空乏層を形成
して表面再結合速度を低減しょうとする構造が提案され
ている（特表平５−５０８２６７）。
ション膜４の表面の透明導電膜１４に外部から電圧を印
加することによって、ｐ型基板１の表面に空乏層を形成
して表面再結合速度を低減しょうとする構造が提案され
ている（特表平５−５０８２６７）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０のよう
な構造には、新たに導入した透明導電膜１４での入射光
の吸収損失があること、透明導電膜１４に外部から電圧
を印加するために太陽電池の外部から電力を供給しなけ
ればならないことなどの問題がある。本発明はこのよう
な問題点に鑑み、透明導電膜１４を導入することなく、
ｐ型半導体層の表面での再結合損失を低減し、変換効率
の高い太陽電池を提供することを目的としている。
な構造には、新たに導入した透明導電膜１４での入射光
の吸収損失があること、透明導電膜１４に外部から電圧
を印加するために太陽電池の外部から電力を供給しなけ
ればならないことなどの問題がある。本発明はこのよう
な問題点に鑑み、透明導電膜１４を導入することなく、
ｐ型半導体層の表面での再結合損失を低減し、変換効率
の高い太陽電池を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述する課題
を解決するためになされたもので、ｐ型の結晶シリコン
半導体からなり、一主面を受光面とする基板と、一主面
を受光面とする基板と、該基板一主面に接して島状に形
成され、該基板に対向して受光面電極が備えられた第１
のｎ型半導体層と、前記基板一主面に接して形成され、
該基板に対向してパッシベーション膜が備えられた第２
のｎ型半導体層と、を具備してなり、前記第１のｎ型半
導体層と第２のｎ型半導体層とは前記基板により分離さ
れてなる結晶シリコン太陽電池を提供するものである。
を解決するためになされたもので、ｐ型の結晶シリコン
半導体からなり、一主面を受光面とする基板と、一主面
を受光面とする基板と、該基板一主面に接して島状に形
成され、該基板に対向して受光面電極が備えられた第１
のｎ型半導体層と、前記基板一主面に接して形成され、
該基板に対向してパッシベーション膜が備えられた第２
のｎ型半導体層と、を具備してなり、前記第１のｎ型半
導体層と第２のｎ型半導体層とは前記基板により分離さ
れてなる結晶シリコン太陽電池を提供するものである。
【０００８】また、本発明は、ｐ型の結晶シリコン半導
体からなり、一主面を受光面とする基板と、該基板一主
面に接して島状に形成され、該基板に対向して受光面電
極が備えられた第１のｎ型半導体層と、前記基板一主面
に接して形成され、該基板に対向してパッシベーション
膜が備えられた第２のｎ型半導体層と、前記基板一主面
に接して形成され、前記第１のｎ型半導体層と第２のｎ
型半導体層とを分離する、高濃度にＰ型のドーパントを
含むＰ+ 型半導体層と、を具備してなる結晶シリコン太
陽電池を提供するものである。
体からなり、一主面を受光面とする基板と、該基板一主
面に接して島状に形成され、該基板に対向して受光面電
極が備えられた第１のｎ型半導体層と、前記基板一主面
に接して形成され、該基板に対向してパッシベーション
膜が備えられた第２のｎ型半導体層と、前記基板一主面
に接して形成され、前記第１のｎ型半導体層と第２のｎ
型半導体層とを分離する、高濃度にＰ型のドーパントを
含むＰ+ 型半導体層と、を具備してなる結晶シリコン太
陽電池を提供するものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成された太陽電池は、受光面電
極に接続されて島状に形成されたｎ型半導体層と受光面
電極に接続されないｎ型半導体層とがｐ型基板によって
分離されているため、受光面に接続されたｐｎ接合の面
積を縮小して、ｐｎ接合での飽和電流が低減される。さ
らに、ｐ型基板の受光面に接続されたｐｎ接合が形成さ
れないｐ型基板の受光面が、ｎ型半導体層および表面パ
ッシベーション膜で覆われているため、表面の少数キャ
リアが捕獲断面積が電子の捕獲断面積の１／１００程度
と小さい正孔となり、ｎ型半導体層とパッシベーション
膜との界面に存在する界面準位を介して多数キャリアで
ある電子と再結合し消滅する表面再結合速度が減少し
て、ｐ型基板内での光発生するキャリアの再結合損失が
十分に低減される。
極に接続されて島状に形成されたｎ型半導体層と受光面
電極に接続されないｎ型半導体層とがｐ型基板によって
分離されているため、受光面に接続されたｐｎ接合の面
積を縮小して、ｐｎ接合での飽和電流が低減される。さ
らに、ｐ型基板の受光面に接続されたｐｎ接合が形成さ
れないｐ型基板の受光面が、ｎ型半導体層および表面パ
ッシベーション膜で覆われているため、表面の少数キャ
リアが捕獲断面積が電子の捕獲断面積の１／１００程度
と小さい正孔となり、ｎ型半導体層とパッシベーション
膜との界面に存在する界面準位を介して多数キャリアで
ある電子と再結合し消滅する表面再結合速度が減少し
て、ｐ型基板内での光発生するキャリアの再結合損失が
十分に低減される。
【００１０】そして、ｎ型半導体層を分離する方法とし
て、ｎ型半導体層の間にｐ+ 層を形成することによって
も同様の効果が得られる。
て、ｎ型半導体層の間にｐ+ 層を形成することによって
も同様の効果が得られる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の第１実施例による太陽電池素
子の断面図を示す。結晶シリコンからなるｐ型基板１の
太陽光の入射面となる凹凸加工された受光面には、受光
面電極３に接続されてｐ型基板１とｐｎ接合を形成する
島状のｎ型半導体層２１と、受光面電極３とは接続され
ず、かつ、ｐ型基板１によってｎ型半導体層２１と分離
されたｎ型半導体層２２とが形成されている。受光面
は、酸化シリコン膜からなるパッシベーション膜４によ
って覆われ、パッシベーション膜は反射防止膜５によっ
て覆われている。受光面電３はパッシベーション膜４と
反射防止膜５を貫通してｎ型半導体層２１に接続されて
いる。ｐ型基板１の太陽光の入射面とは反対側の裏面に
は、ｐ型基板１よりもｐ型ドーパントの濃度が高いｐ+
型半導体層６が形成され、ｐ+ 型半導体層６の裏面には
裏面電極７が形成されている。
子の断面図を示す。結晶シリコンからなるｐ型基板１の
太陽光の入射面となる凹凸加工された受光面には、受光
面電極３に接続されてｐ型基板１とｐｎ接合を形成する
島状のｎ型半導体層２１と、受光面電極３とは接続され
ず、かつ、ｐ型基板１によってｎ型半導体層２１と分離
されたｎ型半導体層２２とが形成されている。受光面
は、酸化シリコン膜からなるパッシベーション膜４によ
って覆われ、パッシベーション膜は反射防止膜５によっ
て覆われている。受光面電３はパッシベーション膜４と
反射防止膜５を貫通してｎ型半導体層２１に接続されて
いる。ｐ型基板１の太陽光の入射面とは反対側の裏面に
は、ｐ型基板１よりもｐ型ドーパントの濃度が高いｐ+
型半導体層６が形成され、ｐ+ 型半導体層６の裏面には
裏面電極７が形成されている。
【００１２】本実施例の太陽電池の作製方法を図１〜図
４の断面図を用いて説明する。図２において、比抵抗値
２ Ω−ｃｍのｐ型基板１をＳＣ１，ＳＣ２の洗浄液に
よって洗浄し、水酸化ナトリウムの水溶液を用いた異方
性エッチングによりｐ型基板１の受光面を凹凸加工し
た。次に、ウェット酸化法によって厚さ約２０００Åの
酸化シリコン膜８を形成し、酸化シリコン膜８わ耐酸性
のフォトレジスト９によって被覆した。続いて、図３の
ｎ型半導体層２１および２２が形成される予定の領域と
なる受光面のフォトレジスト９の領域を露光、現像によ
って除去し、受光面のフォトレジスト９が除去されて露
出した領域の酸化シリコン膜８を緩衝フッ酸水溶液にて
除去した。その後、フォトレジスト９をレジストの剥離
剤によって除去した。
４の断面図を用いて説明する。図２において、比抵抗値
２ Ω−ｃｍのｐ型基板１をＳＣ１，ＳＣ２の洗浄液に
よって洗浄し、水酸化ナトリウムの水溶液を用いた異方
性エッチングによりｐ型基板１の受光面を凹凸加工し
た。次に、ウェット酸化法によって厚さ約２０００Åの
酸化シリコン膜８を形成し、酸化シリコン膜８わ耐酸性
のフォトレジスト９によって被覆した。続いて、図３の
ｎ型半導体層２１および２２が形成される予定の領域と
なる受光面のフォトレジスト９の領域を露光、現像によ
って除去し、受光面のフォトレジスト９が除去されて露
出した領域の酸化シリコン膜８を緩衝フッ酸水溶液にて
除去した。その後、フォトレジスト９をレジストの剥離
剤によって除去した。
【００１３】図３において、８５０℃、１０分のオキシ
塩化燐の熱拡散によって、ｎ型半導体層２１およびｎ型
半導体層２２を形成した。この形成過程において、図２
の厚さ２０００Åの酸化シリコン膜８が燐の拡散バリア
となり、受光面の酸化シリコン膜８の直下のｐ型基板１
の表面には燐が拡散されないため、ｎ型半導体層２１と
ｎ型半導体層２２とはｐ型基板１によって分離して形成
された。次に、フッ酸水溶液にて図２の酸化シリコン膜
８を除去した後、９００℃、２０分のドライ酸化法によ
って酸化シリコン膜からなる反射防止膜５を形成した。
その後、裏面のパッシベーション膜４をフッ酸水溶液で
除去した。
塩化燐の熱拡散によって、ｎ型半導体層２１およびｎ型
半導体層２２を形成した。この形成過程において、図２
の厚さ２０００Åの酸化シリコン膜８が燐の拡散バリア
となり、受光面の酸化シリコン膜８の直下のｐ型基板１
の表面には燐が拡散されないため、ｎ型半導体層２１と
ｎ型半導体層２２とはｐ型基板１によって分離して形成
された。次に、フッ酸水溶液にて図２の酸化シリコン膜
８を除去した後、９００℃、２０分のドライ酸化法によ
って酸化シリコン膜からなる反射防止膜５を形成した。
その後、裏面のパッシベーション膜４をフッ酸水溶液で
除去した。
【００１４】図４において、アルミニウムペーストの印
刷焼成によって裏面にｐ+ 型半導体層６および裏面電極
７を形成した。次に、表面に耐酸性のフォトレジスト１
０を形成してｎ型半導体層２１の上部を露光、現像によ
って開口した後、開口部の反射防止膜５とパッシベーシ
ョン膜４を緩衝フッ酸水溶液にて除去した。次に、受光
面全面にＴｉ／Ｐｄ／Ａｇからなる金属層１３を真空蒸
着法にて形成した。最後に、リフトオフ法によりフォト
レジスト１０とその上部の金属層１３を除去し受光面電
極３を形成して、図１に示した本発明の太陽電池を完成
した。
刷焼成によって裏面にｐ+ 型半導体層６および裏面電極
７を形成した。次に、表面に耐酸性のフォトレジスト１
０を形成してｎ型半導体層２１の上部を露光、現像によ
って開口した後、開口部の反射防止膜５とパッシベーシ
ョン膜４を緩衝フッ酸水溶液にて除去した。次に、受光
面全面にＴｉ／Ｐｄ／Ａｇからなる金属層１３を真空蒸
着法にて形成した。最後に、リフトオフ法によりフォト
レジスト１０とその上部の金属層１３を除去し受光面電
極３を形成して、図１に示した本発明の太陽電池を完成
した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１には、ｎ型半導体層２１とｐ型基板１
とからなるｐｎ接合の面積が受光面の全面積に占める比
率Ｒ１と、ｎ型半導体層２２が受光面の全面積に占める
比率Ｒ２と、ｎ型半導体層２１と２２とを分離している
ｐ型基板１の受光面領域の面積が受光面積の全面積に占
める比率Ｒ３と、本発明の太陽電池の電流−電圧特性と
の関係を示す。受光面電極３の面積が受光面の全面積に
占める比率は２％とした。表１において、Ｒ１＝１００
％、Ｒ２＝０％、Ｒ３＝０％の場合が、ｎ型半導体層２
とｐ型基板１とからなるｐｎ接合が受光面全面に形成さ
れた図８に示す従来の太陽電池である。また、Ｒ１＝３
％、Ｒ２＝０％、Ｒ３＝９７％の場合が、ｎ型半導体層
２１が受光面の一部に形成されて、ｐｎ接合の面積を縮
小し、ｎ型半導体層２１が形成されない受光面のｐ型基
板１のパッシベーション膜４によって覆った、図９に示
す従来の改良された太陽電池である。
とからなるｐｎ接合の面積が受光面の全面積に占める比
率Ｒ１と、ｎ型半導体層２２が受光面の全面積に占める
比率Ｒ２と、ｎ型半導体層２１と２２とを分離している
ｐ型基板１の受光面領域の面積が受光面積の全面積に占
める比率Ｒ３と、本発明の太陽電池の電流−電圧特性と
の関係を示す。受光面電極３の面積が受光面の全面積に
占める比率は２％とした。表１において、Ｒ１＝１００
％、Ｒ２＝０％、Ｒ３＝０％の場合が、ｎ型半導体層２
とｐ型基板１とからなるｐｎ接合が受光面全面に形成さ
れた図８に示す従来の太陽電池である。また、Ｒ１＝３
％、Ｒ２＝０％、Ｒ３＝９７％の場合が、ｎ型半導体層
２１が受光面の一部に形成されて、ｐｎ接合の面積を縮
小し、ｎ型半導体層２１が形成されない受光面のｐ型基
板１のパッシベーション膜４によって覆った、図９に示
す従来の改良された太陽電池である。
【００１７】表１より、本発明の太陽電池は、受光面電
極３に接続されて島状に形成されたｎ型半導体層２１の
面積が受光面の面積に占める比率Ｒ１が小さく、受光面
電極３に接続されずにｐ型基板１の受光面領域によって
ｎ型半導体層２１と分離されてパッシベーション膜４に
よって覆われたｎ型半導体層２２が受光面の面積に占め
る比率Ｒ２が大きいほど開放電圧と曲線因子が向上し
た。その結果、従来の太陽電池と比べて高い変換効率を
得ることができた。
極３に接続されて島状に形成されたｎ型半導体層２１の
面積が受光面の面積に占める比率Ｒ１が小さく、受光面
電極３に接続されずにｐ型基板１の受光面領域によって
ｎ型半導体層２１と分離されてパッシベーション膜４に
よって覆われたｎ型半導体層２２が受光面の面積に占め
る比率Ｒ２が大きいほど開放電圧と曲線因子が向上し
た。その結果、従来の太陽電池と比べて高い変換効率を
得ることができた。
【００１８】本発明は、実施したプロセスによって本発
明に制限を加えるものではない。一例として、本実施例
においてオキシ塩化燐の熱拡散によってｎ型半導体層を
形成する際の、燐の拡散バリアとして用いた酸化シリコ
ン膜は、ＣＶＤ法などで形成される熱窒化シリコン膜で
置き換えることによっても、本発明の太陽電池は実現さ
れる。他の例では、ｎ型半導体層のドーパントとして砒
素を選ぶこともできる。また、ｎ型半導体層を受光面に
分離形成する方法として、ｎ型のドーパントを含んだ半
導体原料ガスが導入された雰囲気中で、ｎ型半導体層を
形成する所望の領域にのみ熱エネルギーを供給すること
によって、複数の分離されたｎ型半導体層を形成するこ
とができる。その一例として、フォスヒン（ＰＨ3）を
含む雰囲気中で、ｎ型半導体層を形成する所望の領域に
のみエキシマレーザーなどによって励起されたレーザー
エネルギーを照射し、燐をドーパントとするｎ型半導体
層の分離形成が可能である。さらには、ｎ型のドーパン
トとなる元素のイオンをｎ型半導体層を形成する所望の
領域にのみ打ち込むことによっても、複数の分離された
ｎ型半導体層を形成することができる。さらには、ｎ型
半導体層を覆うパッシベーション膜についても、ＣＶＤ
法で形成した酸化シリコン膜を選ぶことができる。
明に制限を加えるものではない。一例として、本実施例
においてオキシ塩化燐の熱拡散によってｎ型半導体層を
形成する際の、燐の拡散バリアとして用いた酸化シリコ
ン膜は、ＣＶＤ法などで形成される熱窒化シリコン膜で
置き換えることによっても、本発明の太陽電池は実現さ
れる。他の例では、ｎ型半導体層のドーパントとして砒
素を選ぶこともできる。また、ｎ型半導体層を受光面に
分離形成する方法として、ｎ型のドーパントを含んだ半
導体原料ガスが導入された雰囲気中で、ｎ型半導体層を
形成する所望の領域にのみ熱エネルギーを供給すること
によって、複数の分離されたｎ型半導体層を形成するこ
とができる。その一例として、フォスヒン（ＰＨ3）を
含む雰囲気中で、ｎ型半導体層を形成する所望の領域に
のみエキシマレーザーなどによって励起されたレーザー
エネルギーを照射し、燐をドーパントとするｎ型半導体
層の分離形成が可能である。さらには、ｎ型のドーパン
トとなる元素のイオンをｎ型半導体層を形成する所望の
領域にのみ打ち込むことによっても、複数の分離された
ｎ型半導体層を形成することができる。さらには、ｎ型
半導体層を覆うパッシベーション膜についても、ＣＶＤ
法で形成した酸化シリコン膜を選ぶことができる。
【００１９】（他の実施例）図５は、本発明の第２実施
例による太陽電池素子の断面図である。結晶シリコンか
らなるｐ型基板１の太陽光の入射面となる凹凸加工され
た受光面には、受光面電極３に接続されてｐ型基板１と
ｐｎ接合を形成する島状のｎ型半導体層２１と、ｐ型基
板１より高濃度にｐ型のドーパントを含むｐ+ 型半導体
層１１と、受光面電極３とは接続されず、かつ、ｐ+ 型
半導体層１１によってｎ型半導体層２１と分離されたｎ
型半導体層２２とが形成されている。受光面は、酸化シ
リコン膜からなるパッシベーション膜４によって覆わ
れ、パッシベーション膜は反射防止膜５によって覆われ
ている。受光面電極３はパッシベーション膜４と反射防
止膜５を貫通してｎ型半導体層２１に接続されている。
ｐ型基板１の太陽光の入射面とは反対側の裏面には、ｐ
型基板１よりもｐ型ドーパントの濃度が高いｐ+ 半導体
層６が形成され、ｐ+ 型半導体６の裏面には裏面電極７
が形成されている。
例による太陽電池素子の断面図である。結晶シリコンか
らなるｐ型基板１の太陽光の入射面となる凹凸加工され
た受光面には、受光面電極３に接続されてｐ型基板１と
ｐｎ接合を形成する島状のｎ型半導体層２１と、ｐ型基
板１より高濃度にｐ型のドーパントを含むｐ+ 型半導体
層１１と、受光面電極３とは接続されず、かつ、ｐ+ 型
半導体層１１によってｎ型半導体層２１と分離されたｎ
型半導体層２２とが形成されている。受光面は、酸化シ
リコン膜からなるパッシベーション膜４によって覆わ
れ、パッシベーション膜は反射防止膜５によって覆われ
ている。受光面電極３はパッシベーション膜４と反射防
止膜５を貫通してｎ型半導体層２１に接続されている。
ｐ型基板１の太陽光の入射面とは反対側の裏面には、ｐ
型基板１よりもｐ型ドーパントの濃度が高いｐ+ 半導体
層６が形成され、ｐ+ 型半導体６の裏面には裏面電極７
が形成されている。
【００２０】本実施例の太陽電池の作製方法を図５〜図
７を用いて説明する。図６において、比抵抗値２ Ω−
ｃｍのｐ型基板１をＳＣ１，ＳＣ２の洗浄液によって洗
浄し、水酸化ナトリウムの水溶液を用い異方性エッチン
グによりｐ型基板１の受光面を凹凸加工した。次に、ｐ
型基板１の全面に８５０℃、１０分のオキシ塩化燐の熱
拡散によって、ｎ型半導体層２を形成した後、ｎ型半導
体層２の分離される領域に、アルミニウムペーストを線
状にスクリーン印刷して酸素雰囲気中で焼成してｐ+ 型
の半導体層１１およびアルミニウムの金属層１２を形成
した。その結果、受光面のｎ型半導体層２はｐ+ 型の半
導体層１１によってｎ型半導体層２１とｎ型半導体層２
２とに分離された。その後、金属層１２を塩酸水溶液に
てエッチング除去した。
７を用いて説明する。図６において、比抵抗値２ Ω−
ｃｍのｐ型基板１をＳＣ１，ＳＣ２の洗浄液によって洗
浄し、水酸化ナトリウムの水溶液を用い異方性エッチン
グによりｐ型基板１の受光面を凹凸加工した。次に、ｐ
型基板１の全面に８５０℃、１０分のオキシ塩化燐の熱
拡散によって、ｎ型半導体層２を形成した後、ｎ型半導
体層２の分離される領域に、アルミニウムペーストを線
状にスクリーン印刷して酸素雰囲気中で焼成してｐ+ 型
の半導体層１１およびアルミニウムの金属層１２を形成
した。その結果、受光面のｎ型半導体層２はｐ+ 型の半
導体層１１によってｎ型半導体層２１とｎ型半導体層２
２とに分離された。その後、金属層１２を塩酸水溶液に
てエッチング除去した。
【００２１】図７において、９００℃、２０分のドライ
酸化法によってパッシベーション膜４を形成した後、常
圧ＣＶＤ法によって酸化チタン膜からなる反射防止膜５
を形成した。次に、裏面のパッシベーション膜４をフッ
酸水溶液で除去した後、アルミニウムペーストの印刷焼
成によって裏面にｐ+ 半導体層６および裏面電極７を形
成した。最後に、銀ペーストの印刷焼成によって受光面
電極３を形成して、図５に示した本発明の太陽電池を完
成した。
酸化法によってパッシベーション膜４を形成した後、常
圧ＣＶＤ法によって酸化チタン膜からなる反射防止膜５
を形成した。次に、裏面のパッシベーション膜４をフッ
酸水溶液で除去した後、アルミニウムペーストの印刷焼
成によって裏面にｐ+ 半導体層６および裏面電極７を形
成した。最後に、銀ペーストの印刷焼成によって受光面
電極３を形成して、図５に示した本発明の太陽電池を完
成した。
【００２２】本実施例における太陽電池も、受光面電極
３に接続されるｎ型半導体層２１によって受光面に形成
されたバイアスされるｐｎ接合の面積が小さく、受光面
電極３に接続されずにｐ型基板１の受光面領域によって
ｎ型半導体層２１と分離されてパッシベーション膜４に
よって覆われたｎ型半導体層２２の面積が大きいほど開
放電圧と曲線因子が向上した。従って、本実施例による
太陽電池も第１実施例と同様に、従来の太陽電池に比べ
て高い変換効率を得ることができた。
３に接続されるｎ型半導体層２１によって受光面に形成
されたバイアスされるｐｎ接合の面積が小さく、受光面
電極３に接続されずにｐ型基板１の受光面領域によって
ｎ型半導体層２１と分離されてパッシベーション膜４に
よって覆われたｎ型半導体層２２の面積が大きいほど開
放電圧と曲線因子が向上した。従って、本実施例による
太陽電池も第１実施例と同様に、従来の太陽電池に比べ
て高い変換効率を得ることができた。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ｐ型半導体基板又はｐ
+ 型半導体層で受光面のｎ型半導体層を分離することに
よって、受光面電極に接続されたｐｎ接合の飽和電流を
低減し、さらに、ｐ型基板内で発生した光発生キャリア
の再結合損失を低減することが可能となり、変換効率の
高い太陽電池を得ることができる。
+ 型半導体層で受光面のｎ型半導体層を分離することに
よって、受光面電極に接続されたｐｎ接合の飽和電流を
低減し、さらに、ｐ型基板内で発生した光発生キャリア
の再結合損失を低減することが可能となり、変換効率の
高い太陽電池を得ることができる。
【図１】本発明の太陽電池の断面図である。
【図２】本発明の太陽電池の作製プロセスにおける素子
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明の太陽電池の作製プロセスにおける素子
の断面図である。
の断面図である。
【図４】本発明の太陽電池の作製プロセスにおける素子
の断面図である。
の断面図である。
【図５】本発明の別の太陽電池の断面図である。
【図６】本発明の太陽電池の作製プロセスにおける素子
の断面図である。
の断面図である。
【図７】本発明の太陽電池の作製プロセスにおける素子
の断面図である。
の断面図である。
【図８】従来の太陽電池の断面図である。
【図９】従来の改良された太陽電池の断面図である。
【図１０】従来のさらに改良された太陽電池の断面図で
ある。
ある。
１ ｐ型基板
２ ｎ型半導体層
３ 受光面電極
４ パッシベーション膜
５ 反射防止膜
６ ｐ+ 型半導体層
７ 裏面電極
８ シリコン酸化膜
９ フォトレジスト
１０ フォトレジスト
１１ ｐ型半導体層
１２ 金属層
１３ 金属層
１４ 透明導電膜
２１ ｎ型半導体層
２２ ｎ型半導体層
２３ ｐｎ接合
フロントページの続き
(72)発明者 山▲崎▼ 一郎
大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号
シャープ株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−75149（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−124888（ＪＰ，Ａ)
特表 平５−508267（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 31/04 - 31/078
Claims (2)
- 【請求項１】 ｐ型の結晶シリコン半導体からなり、一
主面を受光面とする基板と、 該基板一主面に接して島状に形成され、該基板に対向し
て受光面電極が備えられた第１のｎ型半導体層と、 前記基板一主面に接して形成され、該基板に対向してパ
ッシベーション膜が備えられた第２のｎ型半導体層と、
を具備してなり、 前記第１のｎ型半導体層と第２のｎ型半導体層とは前記
基板により分離されてなることを特徴とする結晶シリコ
ン太陽電池。 - 【請求項２】 ｐ型の結晶シリコン半導体からなり、一
主面を受光面とする基板と、 該基板一主面に接して島状に形成され、該基板に対向し
て受光面電極が備えられた第１のｎ型半導体層と、 前記基板一主面に接して形成され、該基板に対向してパ
ッシベーション膜が備えられた第２のｎ型半導体層と、 前記基板一主面に接して形成され、前記第１のｎ型半導
体層と第２のｎ型半導体層とを分離する、高濃度にｐ型
のドーパントを含むｐ+ 型半導体層と、を具備してなる
ことを特徴とする結晶シリコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11800194A JP3448098B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 結晶シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11800194A JP3448098B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 結晶シリコン太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326786A JPH07326786A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3448098B2 true JP3448098B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=14725600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11800194A Expired - Fee Related JP3448098B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 結晶シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448098B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070169806A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Palo Alto Research Center Incorporated | Solar cell production using non-contact patterning and direct-write metallization |
| US7999175B2 (en) | 2008-09-09 | 2011-08-16 | Palo Alto Research Center Incorporated | Interdigitated back contact silicon solar cells with laser ablated grooves |
| US9150966B2 (en) | 2008-11-14 | 2015-10-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Solar cell metallization using inline electroless plating |
| US8962424B2 (en) | 2011-03-03 | 2015-02-24 | Palo Alto Research Center Incorporated | N-type silicon solar cell with contact/protection structures |
| US20150144184A1 (en) * | 2012-06-29 | 2015-05-28 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Solar cell |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11800194A patent/JP3448098B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07326786A (ja) | 1995-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |