JP3764843B2 - 太陽電池セル - Google Patents
太陽電池セル Download PDFInfo
- Publication number
- JP3764843B2 JP3764843B2 JP2000169197A JP2000169197A JP3764843B2 JP 3764843 B2 JP3764843 B2 JP 3764843B2 JP 2000169197 A JP2000169197 A JP 2000169197A JP 2000169197 A JP2000169197 A JP 2000169197A JP 3764843 B2 JP3764843 B2 JP 3764843B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- texture
- cleavage
- solar battery
- battery cell
- adjacent
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 46
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 42
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、劈開方向が直交する基板の受光面側にテクスチャを配列してなる太陽電池セルおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
太陽電池セルのセル断面の一例を図6に示す。
【0003】
この太陽電池セル100は、一般にNRS/BSF(Non-Reflective Surface/Back Surface Field)型太陽電池と称されるもので、P型シリコン基板4を有し、この基板4の受光面側には、光エネルギにより発生するキャリアを効率よく取り込むためのN+ 拡散層3がN型不純物を熱拡散することにより形成されるとともに、表面反射を低減させるために逆ピラミッド型に凹凸したテクスチャ8が施されている。N+ 拡散層3の上には表面でのキャリアの再結合を低減させるために酸化膜層7が形成され、また、酸化膜層7が形成されていない開口部には発生した電気を効率よく取り出すための表面電極2が櫛形に形成されてN+ 拡散層3と直接接続されている。さらに、図示されていないN電極接続部を除いた太陽電池セル100の受光側のほぼ全面には、入射する光の表面反射を低減するための反射防止膜10が被覆されている。
【0004】
P型シリコン基板4の裏面側には、キャリアの発生量を増加させるために、P+ 拡散層5がP型不純物を熱拡散することにより形成され、その下にはキャリアの再結合を低減させるために酸化膜層7、および裏面から抜け出してしまう長波長光を反射させ、かつ発生した電気を取り出すための裏面電極6がほぼ全面にわたって形成されている。そして、P+ 拡散層5と裏面電極6とは酸化膜層7に形成された図示されていない開口部を介して接続されている。
【0005】
図6に示したようなNRS/BSF型の太陽電池セル100において、受光面側に形成されるテクスチャ8は、入射光を多重反射させて電池内部へ到達する光量を増加させる役目を果たすものであって、その大きさ、形成面積率、形成具合等によって、発生する電気のエネルギーが変化して出力に大きな影響を及ぼすため、このテクスチャ8の大きさや形状をいかに設定するかが非常に重要な要素となる。
【0006】
すなわち、図7に示すように、入射光は、このテクスチャ8によって受光面で多重反射し、表面反射率が低減する。その結果、基板4に吸収される光が増大することにより、より多くの電流を発生させることができる。特に、宇宙用の太陽電池セルの場合は、放射線(宇宙線)を浴びるが、基板4にテクスチャ8があると、テクスチャ8によって基板の平均厚さが薄くなり、かつ、入射光が受光面で屈折し、基板に斜め方向に入射するため、太陽電池セルの表面付近に形成されたPN接合近傍で発生するキャリアが増加し、放射線劣化によるキャリアライフタイムの影響を受けにくくすることができる。従って、受光面上により大きいテクスチャ8の領域を形成することが太陽電池セルの出力改善を図る上で有効である。
【0007】
そのため、従来の太陽電池セル100では、たとえば図8、図9および図10に示すようなテクスチャ8の配置構成としている。ここで、図8は太陽電池セル100の全体を示す平面図、図9は図8の符号Aで示す部分を拡大して示す平面図、図10(a)は図9の符号Bで示す部分を拡大して示す平面図である。図8および図9において、12は表面電極2のグリッド電極、16は表面電極2のバー電極、14は出力電力を取り出すコネクタ(パッド)電極である。
【0008】
太陽電池セル100では、表面電極2の形成箇所や太陽電池の端部を除く全ての領域にテクスチャ8が格子状に配列されており、それぞれのテクスチャ8は、図10(a)に示すように、平面視で正方形をした逆ピラミッド型の凹凸を有し、かつ、その大きさや形状は全て同じ四角錐からなる。なお、図10の各右下の20は、基板4を構成するウエーハの劈開方向を示す。
また、図10(b)に示すように、基板4の結晶方位の違いによって、テクスチャ8の形成方向が異なる場合もある。なお、この例ではテクスチャ8の形成方向が図10(a)に対して45°ずれている。
【0009】
図10に示したような形状をもつテクスチャ8を形成するには、従来、例えば、図11の(a)〜(g)に示すような工程によっていた。
まず、同図(a)に示すように、面方位〔100〕のシリコン基板4を準備する。次に、同図(b)に示すように、このシリコン基板4の表面に熱酸化もしくはCVD等を用いて酸化膜層7を形成する。続いて、同図(c)に示すように、酸化膜層7の上面および下面にレジスト15を塗布する。そして、同図(d)に示すように、受光面側に所定のテクスチャおよびアラインメントマークの各パターンを露光して現像する。これにより、酸化膜層7の上にはレジスト15によりテクスチャおよび図示しないアラインメントマークの各パターンが形成される。
【0010】
次いで、同図(e)に示すように、エッチング等により不要な部分の酸化膜層7を除去し、その後、レジスト15を除去する。これで、酸化膜層7によりテクスチャパターンがシリコン基板4上に形成される。この状態で、同図(f)に示すように、所定の温度、濃度の、たとえば高温のアルカリ溶液のようなエッチング液により所定時間エッチングする。シリコン基板4の場合は、結晶面毎に化学薬品に腐食される速度に差があり、これを利用した異方性エッチングにより微細な逆ピラミッド型のテクスチャ8を形成することができる。このとき、アラインメントマークが凹状に形成される(図示略)。最後に同図(g)に示すように、酸化膜層7を除去することにより、シリコン基板4の受光面側にテクスチャ8およびアラインメントマーク(図示せず)が形成される。
【0011】
前記の工程を経て、図12の斜視図に示すような、逆ピラミッド型のテクスチャ8が得られる。なお、太陽電池セル100の受光面(図中上部)には、表面電極2の形成箇所およびセルの端部を除く全ての領域に、テクスチャ8が形成されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来型のテクスチャ8の構成を有する太陽電池セル100では、製造中の反りが大きく、かつ割れやすいという問題点を有していた。以下に、その原因を説明する。
【0013】
従来型のテクスチャ8の配置構造は、例えば面方位〔100〕のシリコンウエーハを基板に使用した場合、前記の異方性エッチングを利用して図10に示すようなテクスチャ8が、直交する2方向に連続して形成される。この2方向はともに、シリコン基板4を形成するウエーハの壁開方向と一致するため、テクスチャ8が形成されたウエーハは、テクスチャ8が形成されていないウエーハに比べて反りやすく、また劈開方向に沿って割れやすい。このため、太陽電池セルを生産する際に、生産性の低下や割れたシリコン基板4の破片などによる生産ラインの汚染を引き起こしていた。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、割れや反りの発生を抑えたテクスチャの構成を有する太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、直交する2方向に劈開方向を有する材料からなる基板の受光面側にテクスチャが形成されてなる太陽電池セルにおいて、テクスチャは、矩形の底辺を有する逆ピラミッド型の形状であり、各逆ピラミッド型の形状は、前記2方向の劈開方向に沿って形成されたそれぞれの底辺で互いに隣接し、少なくとも一方の劈開方向に沿う底辺が、該一方の方向に隣接する逆ピラミッド形状の底辺の延長線上とは異なる直線上にあることを特徴とする太陽電池セルが提供される。
【0015】
すなわち、面方位〔100〕のシリコンウエーハ等の、直交する二方向に劈開方向が連続する基板を使用してその表面に底辺で互いに隣接するテクスチャを形成する場合、二つの劈開方向で底辺が一直線に並ぶのを回避することにより、従来の異方性エッチングを利用しながら、太陽電池セルの割れや反りの発生を抑えることができる。
【0016】
本発明において、テクスチャとは、従来から用いられている無反射表面形状を意味する。このテクスチャとは、鏡面の反射率を100%とした場合に、0.5〜1.0μmの波長の光に対し反射防止膜がない状態で、受光面の反射率が約10%以下の表面形状であればよく、望ましくは表面が実質的に光を吸収して反射しない形状である。このような形状としては、例えば、逆ピラミッド状に窪んだ矩形の開口や、V溝状に窪んだ開口などが挙げられる。本発明の太陽電池セルにおいては、多数の微小なテクスチャが受光面に形成された構造となっている。なお、この発明のテクスチャは、矩形あるいは多角形の底辺を有する逆ピラミッド型の形状であってもよい。
この発明における「底辺の断続」とは、底辺の端(角部)どうしがつながって直線状の底辺の列を形成し、さらにこの底辺の列が、基板の少なくとも一方の劈開方向において基板を端から端まで横切ることがないようなテクスチャの配列を意味する。
つまり、基板の少なくとも一方の劈開方向において、底辺がその端どうしでつながらない部分があればよい。
【0017】
この発明では、テクスチャの配列をその底辺の配置および大きさからみた場合に以下の形態が例示される。
すなわち、底辺が一方の劈開方向で断続し、かつ断続する劈開方向に沿う底辺のそれぞれが同じ長さの辺からなる形態(図1)、底辺が一方の劈開方向で断続し、かつ断続する劈開方向に沿う底辺が異なる長さの辺からなる形態(図2)、および底辺が両方の劈開方向で断続し、かつ断続する劈開方向に沿う底辺が異なる長さの辺からなる形態(図3)である。
前記の図1および図3の形態は、テクスチャが、底辺が断続する劈開方向で、底辺の長さの1/2だけずれて配列された構成が例示される。
【0018】
前記3つの各形態は、基板を形成するウェハの結晶方位によって、テクスチャの配列方向が異なる場合がある。すなわち、テクスチャの形成領域を矩形の基板上に設定したとき、基板の一辺の延出方向が劈開方向に一致する場合のみならず、基板の一辺が劈開方向に対して所定の角度傾いている場合もこの発明の範疇に含まれる。
【0019】
別の観点によれば、この発明は、異なる長さの底辺を有するそれぞれのテクスチャをマスキングパターンにより、劈開方向が直交する基板の受光面側に配列してなる太陽電池セルの製造方法であって、基板上に酸化膜で、長い底辺を有するテクスチャの形成領域に位置するマスキングパターンの線幅のほうが、短い底辺を有するテクスチャの形成領域に位置するマスキングパターンの線幅よりも大きいマスキングパターンを形成する工程を有することを特徴とする太陽電池セルの製造方法が提供される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の太陽電池セルの実施の形態について説明するが、この発明はこれらの実施の形態によって限定されない。
図1から図3は、太陽電池セルにおけるテクスチャの配列の具体例を示す平面図である。これらの実施の形態では、劈開方向が直交する基板の受光面側にテクスチャが配列され、テクスチャの形成領域30は矩形の基板上である。
【0021】
図1(a)において、テクスチャ8は、同じ長さの底辺Cからなる正四角錐の各テクスチャ81をそれぞれの底辺Cで互いに隣接するようにテクスチャ形成領域30に縦横に配設してなり、図中の縦方向に沿う底辺Cは断続して形成されている。すなわち、底辺Cが劈開方向20の少なくとも一方で一直線上に並ばないようにテクスチャ81が配列されている。
テクスチャ8の横ずれの長さは特に限定されないが、図1に示すように、底辺Cの長さの1/2である場合に、太陽電池セルの割れや反りの発生をより有効に抑えることができる。
【0022】
図2(a)において、テクスチャ8は、異なる長さの底辺C1 、C2 からそれぞれがなる正四角錐の各テクスチャ82、83をそれぞれの底辺C1 、C2 で互いに隣接するようにテクスチャ形成領域30に縦横に配設してなり、図中の縦方向に沿う底辺C1 、C2 は断続して形成されている。
すなわち、図中では、大きいテクスチャ82が横方向に隣接して並ぶ列と、小さいテクスチャ83が横方向に隣接して並ぶ列とが交互に連続するが、底辺C1 、C2 が劈開方向20の少なくとも一方で一直線上に並ばないように、テクスチャ82、83が配列されている。
テクスチャ82、83の横ずれの長さは、底辺C1 、C2 の長さの違いにより異なる。
【0023】
図3(a)において、テクスチャ8は、異なる長さの底辺C3 、C4 からなる正四角錐の各テクスチャ84、85をそれぞれの底辺C3 、C4 で互いに隣接するようにテクスチャ形成領域30に縦横に配設してなり、図中の縦方向および横方向に沿う底辺C3 、C4 は断続して形成されている。
すなわち、図中では、大きいテクスチャ84と小さいテクスチャ85とが互いに他方を囲むように配列され、横方向に連続して並んでいない。テクスチャ85の底辺C4 がテクスチャ84の底辺C3 の1/2の長さを有し、底辺C3 、C4 が劈開方向20の両方で一直線上に並ばないように、テクスチャ82、83が配列されている。
テクスチャ8aの横ずれの長さは特に限定されないが、図3に示すように、底辺C3 の1/2の長さである場合に、太陽電池セルの割れや反りの発生をより有効に抑えることができる。
【0024】
基板を形成するウェハの結晶方位によって、テクスチャの配設方向が異なる場合がある。すなわち、図1〜図3の前記の各(a)の各形態では、テクスチャ8(81〜85)の形成領域30の一辺の延出方向が劈開方向20に一致する場合を示したが、図1〜図3の各(b)に示すように、テクスチャ8(81〜85)の形成領域30の一辺が劈開方向20に対して所定の角度傾いた構成が例示される。
【0025】
前記の各形態で示したように、直交する二方向に劈開方向20が連続する基板を使用してその表面に底辺C、C1 、C2 、C3 およびC4 で互いに隣接するテクスチャを形成する場合、二つの劈開方向20で前記の底辺のそれぞれが一直線に並ぶのを回避することにより、太陽電池セルを形成する基板4の割れや反りの発生を抑えることができる。このようなテクスチャ8の配列は、後記のように、従来の異方性エッチングを利用して、ガラスマスクのパターンを変更するだけで形成できる。
【0026】
図1から図3に示した各テクスチャ8は、図11に示した従来のテクスチャ8の製造工程を用いて形成されるが、用いられるマスキングパターンの形状が異なる。これについて、以下に説明する。
【0027】
図4および図5は、図11(f)で示した、シリコン基板4のエッチングの工程によって、大きさの異なるテクスチャ(例えば、図2、図3のテクスチャ82〜85)を形成する場合の、エッチング前後の工程別断面図を示す。
図4は、テクスチャ8の大きさに関係なく、同じ線幅dのマスキングパターンとしての酸化膜層7をテクスチャ8の形成に用いた場合、図5はテクスチャ8の大きさに応じて、酸化膜層7の線幅をd1 、d2 とした場合(d1 <d2 )をそれぞれ示す。
【0028】
図4(a)に示すように、酸化膜層7により同じ線幅dのマスキングパターンがシリコン基板4上に形成されている状態で、実線で示す部分までエッチングが進み、底80a、80bが現れると、横方向へのエッチングが始まる。このとき、エッチングにより露出した〔111〕面は〔100〕面に比較してエッチング速度が遅いため(図示せず)、それまで同じだったエッチング速度は、下方向に比べ横方向へのエッチング速度が速くなる。そして、破線で示す四角錐の頂点が形成されるまでエッチングを行うが、その場合、小さいテクスチャ、例えば、83の横方向へのエッチングは、大きいテクスチャ、例えば、82のエッチングが終了する頃には完全にオーバーエッチングとなり、小さいテクスチャ83の頂点が欠落してしまう。その結果、酸化膜層7を除去したときには、図4(b)およびその部分拡大図(c)に示すように、小さいテクスチャ83において、設計どおりのテクスチャ形状が形成できないために、若干出力が低下するとともに、外観不良をも引き起こしてしまう。
【0029】
これに対して、図5(a)に示すように、酸化膜層7の線幅をd1 、d2 とした場合(d1 <d2 )には、酸化膜層7により異なる線幅のテクスチャパターンがシリコン基板4上に形成されている状態で、実線に示す部分までエッチングが進み、底80a、80bが現れると、横方向へのエッチングが始まる。このとき、それまで同じだったエッチング速度が、下方向に比べ横方向へのエッチング速度が速くなる。そして、破線で示すテクスチャ8の四角錐の頂点が形成されるまでエッチングを行う。その場合、小さいテクスチャ83の酸化膜層7の線幅d2 は、大きいテクスチャ82の酸化膜層7の線幅d1 よりも大きいので、大きいテクスチャ82のエッチングが終了するときに、小さいテクスチャ83のエッチングを同時に終了させることができる。したがって、テクスチャ83の部分がオーバーエッチングされることはない。その結果、酸化膜層7を除去した際に、図5(b)に示すように、設計どおりの形状を有するテクスチャ82、83を得ることができる。
【0030】
前記のように、異なる大きさの一辺からなる正四角錐底面を有するテクスチャ82、83をマスキングパターンにより、直交する二方向に劈開方向が連続する基板4の受光面側に配列してなる太陽電池セルの製造においては、基板4上に酸化膜層7で、小さいテクスチャ83の形成領域に位置するマスキングパターンの線幅d2 のほうが、大きいテクスチャ82の形成領域に位置するマスキングパターンの線幅d1 よりも大きいマスキングパターンを形成し、そのマスキングパターンをマスクとして基板をエッチングすることにより、オーバーエッチングのないテクスチャ83を得ることができる。なお、図3に示したテクスチャ84、85も、マスキングパターンの線幅を設定することにより前記と同様に設計どおりの形状のものを得ることができる。
【0031】
以上説明したように、この発明の実施の形態によれば、従来と同様の装置を用いて製造可能でありながら、従来品とほぼ変わらない電気特性、光学特性を有し、反りが小さく、製造中や取り扱い中に割れにくい太陽電池セルを製造することができる。
【0032】
この発明の実施の形態では、P型シリコン基板を用いた太陽電池セルについて説明したが、N型基板あるいはGaAs等シリコン単結晶以外の基板を用いた太陽電池セルに対してもこの発明の方法は応用可能である。また、この発明の実施の形態では、NRS/BSF型シリコン太陽電池セルの場合について説明したが、NRS/LBSF型シリコン太陽電池セルに対しても同様に応用可能である。また、この発明の太陽電池セルは、宇宙用太陽電池として、あるいは地上用太陽電池として適用可能である。
【0033】
【発明の効果】
この発明の太陽電池セルでは、直交する二方向に劈開方向が連続する基板を使用してその表面にテクスチャを形成する場合、劈開方向が連続する二方向のうちの両方向でテクスチャが一列に連続するのを回避することにより、従来の異方性エッチングを利用しながら、太陽電池セルの割れや反りの発生を抑えることができる。
この発明の太陽電池セルの製造方法によれば、太陽電池セルの生産性が高まり、得られた太陽電池セルは、取り扱いが容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の太陽電池セルにおけるテクスチャの配列の実施の一形態を示す平面図である。
【図2】この発明の太陽電池セルにおけるテクスチャの配列の実施の他の形態を示す平面図である。
【図3】この発明の太陽電池セルにおけるテクスチャの配列の実施のさらに他の形態を示す平面図である。
【図4】異なる長さの底辺を有する各テクスチャを形成する場合のエッチング前後の工程別断面図(テクスチャの大きさに関わらずマスキングパターンの線幅を全て同じとする場合)である。
【図5】異なる長さの底辺を有する各テクスチャを形成する場合のエッチング前後の工程別断面図(テクスチャの大きさに応じてマスキングパターンの線幅を変える場合)である。
【図6】太陽電池セルを説明する断面図である。
【図7】テクスチャ表面での光の反射と屈折の説明図である。
【図8】太陽電池セルの一例を示す平面図である。
【図9】図8の符号A部分を拡大して示す平面図である。
【図10】図9の符号B部分を拡大して示す、従来の太陽電池セルにおけるテクスチャの構成の実施の一形態を示す平面図である。
【図11】太陽電池セルにおけるテクスチャの製造工程の一形態を説明する断面図である。
【図12】従来型太陽電池セルの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2 表面電極
3 N+ 拡散層
4 シリコン基板
5 P+ 拡散層
6 裏面電極
7 酸化膜層
8 テクスチャ
10 反射防止膜
12 グリッド電極
14 電極パッド
15 フォトレジスト
16 バー電極
20 ウエーハの劈開方向
30 テクスチャ形成領域
81〜85 テクスチャ
82、84 大きいテクスチャ
83、85 小さいテクスチャ
100 太陽電池セル
c 底辺
c1〜c4 底辺
d1 マスキングパターンの狭い線幅
d2 マスキングパターンの広い線幅
Claims (6)
- 直交する2方向に劈開方向を有する材料からなる基板の受光面側にテクスチャが形成されてなる太陽電池セルにおいて、
テクスチャは、矩形の底辺を有する逆ピラミッド型の形状であり、各逆ピラミッド型の形状は、前記2方向の劈開方向に沿って形成されたそれぞれの底辺で互いに隣接し、少なくとも一方の劈開方向に沿う底辺が、該一方の方向に隣接する逆ピラミッド形状の底辺の延長線上とは異なる直線上にあることを特徴とする太陽電池セル。 - 各逆ピラミッド形状の一方の劈開方向に沿う底辺が、該一方の方向に隣接する逆ピラミッド形状の底辺の延長線上とは異なる直線上にあり、かつ前記一方の劈開方向に沿って隣接する底辺のそれぞれが同じ長さの辺からなる請求項1に記載の太陽電池セル。
- 各逆ピラミッド形状の一方の劈開方向に沿う底辺が、該一方の方向に隣接する逆ピラミッド形状の底辺の延長線上とは異なる直線上にあり、かつ前記一方の劈開方向に沿って隣接する底辺が異なる長さの辺からなる請求項1に記載の太陽電池セル。
- 各逆ピラミッド形状の前記2方向の劈開方向に沿う底辺が、該2方向にそれぞれ隣接する逆ピラミッド形状の底辺とは異なる直線上にあり、かつ前記2方向の劈開方向に沿って隣接する底辺が異なる長さの辺からなる請求項1に記載の太陽電池セル。
- 隣接する底辺が、底辺の長さの1/2だけ互いにずれて配列された請求項2または4に記載の太陽電池セル。
- 基板が矩形を呈し、基板の一辺が、劈開方向に対して所定の角度傾いている請求項1から5のいずれか1つに記載の太陽電池セル。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000169197A JP3764843B2 (ja) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | 太陽電池セル |
US09/870,444 US20010050103A1 (en) | 2000-06-06 | 2001-06-01 | Solar cell and process for producing the same |
DE10127382A DE10127382A1 (de) | 2000-06-06 | 2001-06-06 | Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000169197A JP3764843B2 (ja) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | 太陽電池セル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001352083A JP2001352083A (ja) | 2001-12-21 |
JP3764843B2 true JP3764843B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=18672088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000169197A Expired - Fee Related JP3764843B2 (ja) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | 太陽電池セル |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20010050103A1 (ja) |
JP (1) | JP3764843B2 (ja) |
DE (1) | DE10127382A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100366349B1 (ko) * | 2001-01-03 | 2002-12-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양 전지 및 그의 제조 방법 |
US20080314443A1 (en) * | 2007-06-23 | 2008-12-25 | Christopher Michael Bonner | Back-contact solar cell for high power-over-weight applications |
RU2369941C2 (ru) | 2007-08-01 | 2009-10-10 | Броня Цой | Преобразователь электромагнитного излучения (варианты) |
KR101111215B1 (ko) | 2008-05-20 | 2012-03-13 | 남동희 | 전자기 방사 변환기 및 배터리 |
TWI402993B (zh) * | 2009-03-04 | 2013-07-21 | Ind Tech Res Inst | 光電轉換元件與製造方法 |
US8664515B2 (en) * | 2009-03-16 | 2014-03-04 | National Cheng Kung University | Solar concentrator |
JP2010251667A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池 |
KR101093008B1 (ko) * | 2009-05-15 | 2011-12-13 | (유)에스엔티 | 태양전지의 제조 방법 |
CN101866970B (zh) * | 2010-05-31 | 2012-09-19 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 一种太阳能电池片及其太阳能电池串和太阳能电池组件 |
WO2012137733A1 (ja) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | 三菱電機株式会社 | 単結晶シリコン基板の粗面化方法および光起電力装置の製造方法 |
US20120291840A1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-22 | Glenn Eric Kohnke | Patterned textured glass compatible with laser scribing |
KR20150133243A (ko) * | 2013-03-19 | 2015-11-27 | 쵸슈 산교 가부시키가이샤 | 광 기전력 소자 및 그 제조 방법 |
WO2020022044A1 (ja) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社カネカ | 太陽電池の製造方法 |
CN118335816A (zh) * | 2023-10-26 | 2024-07-12 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 太阳能电池、光伏组件 |
-
2000
- 2000-06-06 JP JP2000169197A patent/JP3764843B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-01 US US09/870,444 patent/US20010050103A1/en not_active Abandoned
- 2001-06-06 DE DE10127382A patent/DE10127382A1/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20010050103A1 (en) | 2001-12-13 |
JP2001352083A (ja) | 2001-12-21 |
DE10127382A1 (de) | 2002-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3764843B2 (ja) | 太陽電池セル | |
US6313397B1 (en) | Solar battery cell | |
JP5868503B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
JP3732993B2 (ja) | 太陽電池セルおよびその製造方法 | |
JP5174903B2 (ja) | 太陽電池セルの製造方法 | |
JP5627243B2 (ja) | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 | |
KR20120050484A (ko) | 태양전지 및 태양전지의 제조 방법 | |
KR101093115B1 (ko) | 레이저를 이용한 텍스처링 방법과 이를 이용한 태양전지 제조방법 및 그에 의해 제조된 태양전지 | |
JP2002164556A (ja) | 裏面電極型太陽電池素子 | |
JP2013187287A (ja) | 光電変換素子 | |
TWI401810B (zh) | 太陽能電池 | |
JP3589590B2 (ja) | 太陽電池セル及びその製造方法 | |
CN110197856A (zh) | 太阳能单电池和太阳能单电池的制造方法 | |
KR101023144B1 (ko) | 전사법을 이용한 태양전지 및 그 제조방법 | |
US8723018B2 (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
JP4534077B2 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
JP3026903B2 (ja) | 光電変換装置 | |
JP5554359B2 (ja) | 基板の粗面化方法、太陽電池の製造方法および太陽電池、太陽電池モジュール | |
JPH03276682A (ja) | 半導体装置 | |
JP2005260157A (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
WO2018016548A1 (ja) | 太陽電池素子 | |
KR101680384B1 (ko) | 태양 전지의 제조 방법 | |
JP5029921B2 (ja) | 太陽電池セルの製造方法 | |
KR20190041989A (ko) | 태양 전지 제조 방법 및 태양 전지 | |
KR101178445B1 (ko) | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051209 |
|
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: 20060117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060123 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100127 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120127 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |