JP5279814B2 - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
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〈太陽電池の概略構成〉
以下において、本発明の第1実施形態に係る太陽電池10の概略構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、太陽電池10の第2主面S2側の平面図である。また、図2は、図1のA−A断面図である。
次に、本発明の第1実施形態に係る太陽電池基板1の構成の一例について、図2を参照しながら説明する。
次に、本発明の第1実施形態に係る太陽電池10の製造方法について説明する。まず、n型基板11aをエッチング加工することにより、第1主面S1側及び第2主面S2側に微細な凹凸を形成する。
本発明の第1実施形態に係る太陽電池10では、水素を含まない雰囲気中において、光電変換部11の第1主面S1を形成するn型半導体層11e上に第1透明導電膜12を形成し、水素を含む雰囲気中において、光電変換部11の第2主面S2を形成するp型半導体層11c上に第2透明導電膜13を形成する。これにより、光電変換部11の第1主面S1上に形成される第1透明導電膜12の水素原子含有率は、光電変換部11の第2主面S2上に形成される第2透明導電膜13の水素原子含有率よりも低くなる。
以下において、本発明の第2実施形態について説明する。尚、以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との差異について主として説明する。具体的には、上述した第1実施形態では、第1透明導電膜12のn型半導体層11e側における水素原子含有率と、第1透明導電膜12のn型半導体層11eの反対側における水素原子含有率とは、略同等である。これに対し、第2実施形態では、第1透明導電膜12のn型半導体層11e側における水素原子含有率と、第1透明導電膜12のn型半導体層11eの反対側における水素原子含有率とが相違する。尚、本発明の第2実施形態に係る太陽電池10の概略構成は、第1実施形態に係る太陽電池10の概略構成とほぼ同様であるため、ここでは説明を省略する。
本発明の第2実施形態に係る太陽電池基板1の構成の一例について、図3を参照しながら説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る太陽電池10の製造方法について説明する。
本発明の第2実施形態に係る太陽電池10では、n型半導体層11e上に形成される第1透明導電膜12が、第3透明導電膜12aと、第4透明導電膜12bとを有する。第3透明導電膜12aは、水素を含まない雰囲気中においてn型半導体層11e上に形成され、第4透明導電膜12bは、水素を含む雰囲気中において第3透明導電膜12a上に形成される。
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
まず、水素を含まない雰囲気中において形成される透明導電膜の水素原子含有率と、水素を含む雰囲気中において形成される透明導電膜の水素原子含有率との比較を行った。具体的には、水素を含まない雰囲気中においてスパッタ法を用いて形成したIn2O3膜である試験膜Aと、水素を含む雰囲気中においてスパッタ法を用いて形成したIn2O3である試験膜Bとについて、SIMSにより水素原子含有率を測定した。各試験膜における水素原子含有率の測定結果を表1に示す。
次に、以下のようにして実施例1乃至実施例7、及び比較例に係る太陽電池を作製し、開放電圧Voc、短絡電流Isc、曲線因子F.F.、出力値Pmaxの各特性値の比較を行った。
以下のようにして、実施例1に係る太陽電池を作製した。まず、厚さ200μmのn型単結晶シリコン基板(n型基板11a)をアルカリ水溶液で異方性エッチング加工することにより、第1主面側及び第2主面側に微細な凹凸を形成した。また、n型基板11aの第1主面及び第2主面を洗浄して、不純物を除去した。
以下のようにして、実施例2に係る太陽電池を作製した。まず、上述した実施例1と同様にして、光電変換部(光電変換部11)を形成した。
以下のようにして、実施例3に係る太陽電池を作製した。まず、上述した実施例1と同様にして、光電変換部(光電変換部11)を形成した。
本実施例4においては、上述した実施例3におけるITO膜(第3透明導電膜12a)の厚さを200Åとし、IHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを800Åとした。ITO膜(第3透明導電膜12a)及びIHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを変更した点以外は、本実施例4に係る太陽電池の構成と、上述した実施例3に係る太陽電池の構成とは同様である。
本実施例5においては、上述した実施例3におけるITO膜(第3透明導電膜12a)の厚さを150Åとし、IHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを850Åとした。ITO膜(第3透明導電膜12a)及びIHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを変更した点以外は、本実施例5に係る太陽電池の構成と、上述した実施例3に係る太陽電池の構成とは同様である。
本実施例6においては、上述した実施例3におけるITO膜(第3透明導電膜12a)の厚さを100Åとし、IHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを900Åとした。ITO膜(第3透明導電膜12a)及びIHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを変更した点以外は、本実施例6に係る太陽電池の構成と、上述した実施例3に係る太陽電池の構成とは同様である。
本実施例7においては、上述した実施例3におけるITO膜(第3透明導電膜12a)の厚さを75Åとし、IHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを925Åとした。ITO膜(第3透明導電膜12a)及びIHO膜(第4透明導電膜12b)の厚さを変更した点以外は、本実施例7に係る太陽電池の構成と、上述した実施例3に係る太陽電池の構成とは同様である。
本実施例8においては、上述した実施例2と同様にして、光電変換部(光電変換部11)のn型非晶質シリコン層(n型半導体層11e)上にITO膜(第1透明導電膜12)を形成した。ITO膜(第1透明導電膜12)の厚さは1000Åとし、形成温度は室温とした。
本実施例9においては、上述した実施例2と同様にして、光電変換部(光電変換部11)を形成した。
本実施例10においては、上述した実施例2と同様にして、光電変換部(光電変換部11)を形成した。
以下のようにして、比較例に係る太陽電池を作製した。まず、上述した実施例1と同様にして、光電変換部(光電変換部11)を形成した。
上述した実施例1乃至実施例10、及び比較例に係る太陽電池について、開放電圧Voc、短絡電流Isc、曲線因子F.F.、出力値Pmaxの各特性値を測定した。測定結果を表2に示す。尚、表2においては、実施例1乃至実施例10に係る太陽電池の各特性値を、比較例に係る太陽電池の各特性値を100として規格化して表している。また、n型非晶質シリコン層(n型半導体層11e)上に形成されたITO膜の厚さと曲線因子F.F.との関係を、図5に示す。尚、図5においては、実施例2乃至実施例7に係る太陽電池の曲線因子F.F.を、比較例に係る太陽電池の曲線因子F.F.を100として規格化して表している。また、比較例に係る太陽電池においては、n型非晶質シリコン層(n型半導体層11e)上にはIHO層が形成されており、ITO膜は形成されていない。そのため、図5においては、比較例に係る太陽電池のITO膜厚(Å)をゼロとしている。
Claims (6)
- 受光により光生成キャリアを生成する光電変換部と、
前記光電変換部の第1主面上に形成される第1透明導電膜と、
前記第1主面の反対側に設けられる第2主面上に形成され、酸化インジウム、酸化錫及び酸化チタンからなる郡より選ばれた金属酸化物を有する第2透明導電膜とを備え、
前記第1主面は、n型半導体層によって形成され、
前記第2主面は、p型半導体層によって形成されており、
前記光電変換部は、前記第1主面側及び前記第2主面側に微細な凹凸を有する結晶シリコンを主体とし、
前記n型半導体層及び前記p型半導体層のそれぞれは、非晶質シリコン系半導体を主体とし、
前記第1透明導電膜の前記n型半導体層側における水素原子含有率は、前記第2透明導電膜の水素原子含有率よりも低い
ことを特徴とする太陽電池。 - 前記第1透明導電膜の前記n型半導体層の反対側における水素原子含有率は、前記第1透明導電膜の前記n型半導体層側における水素原子含有率よりも高い
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。 - 前記第1透明導電膜の前記n型半導体層側と、前記第1透明導電膜のうち前記n型半導体層の反対側とは、それぞれ異なる材料によって構成される
ことを特徴とする請求項2に記載の太陽電池。 - 前記第2透明導電膜は、前記金属酸化物に、錫、亜鉛、タングステン、アンチモン、チタン、セリウム、ジルコニウム、モリブデン、アルミニウム、ガリウムからなる群より選ばれたドーパントがドープされていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
- 受光により光生成キャリアを生成する光電変換部を備える太陽電池の製造方法であって、
水素を含まない雰囲気中において、前記光電変換部の第1主面上に第1透明導電膜を形成する工程Aと、
水素を含む雰囲気中において、前記第1主面の反対側に設けられる第2主面上に、酸化インジウム、酸化錫及び酸化チタンからなる郡より選ばれた金属酸化物を有する第2透明導電膜を形成する工程Bとを備え、
前記第1主面は、n型半導体層によって形成され、
前記第2主面は、p型半導体層によって形成されており、
前記光電変換部は、前記第1主面側及び前記第2主面側に微細な凹凸を有する結晶シリコンを主体とし、
前記n型半導体層及び前記p型半導体層のそれぞれは、非晶質シリコン系半導体を主体とし、
前記工程Bでは、
水素原子を供給しながら前記第2透明導電膜を形成する
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記工程Aを行った後に、前記工程Bを行う
ことを特徴とする請求項5に記載の太陽電池の製造方法。
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