JP6198996B1 - 太陽電池および太陽電池を生産する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の部分は、第1の酸化シリコン膜を含み、第2の部分は、第2の酸化シリコン膜を含み、pn接合体、第1の酸化シリコン膜および第2の酸化シリコン膜は、堆積膜を備えずpn接合体と第1の酸化シリコン膜との基板内界面およびpn接合体と第2の酸化シリコン膜との基板内界面を有する基板を構成する。
1.1 太陽電池
図1は、実施の形態1の太陽電池を模式的に示す断面図である。図2は、実施の形態1の太陽電池を模式的に示す上面図である。図3は、実施の形態1の太陽電池を模式的に示す下面図である。
図4は、実施の形態1の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図5から15までの各々は、実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
工程S110において第3の酸化アルミニウム膜1290を除去する時間(複合体1310を0.5%フッ化水素酸に浸漬する時間)を変化させ、太陽電池1000の発電特性がどのように変化するかを調べた。その結果を図16から19までに示す。図16は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と電流密度(Jsc)との関係を示すグラフである。図17は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と開放電圧(Voc)との関係を示すグラフである。図18は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と曲線因子(FF)との関係を示すグラフである。図19は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と効率(Efficiency)との関係を示すグラフである。
2.1 実施の形態2の基本例の太陽電池
実施の形態2の基本例の太陽電池は、主に、pn接合体の表面を覆う酸化シリコン膜が形成される点で、実施の形態1の太陽電池と異なる。以下では、実施の形態2の基本例の太陽電池が実施の形態1の太陽電池と異なる点が主に説明される。実施の形態1において採用された発明の構成およびその変形が、上記の異なる点の採用を阻害しない範囲内において、実施の形態2の基本例においても採用されてもよい。
図21は、実施の形態2の基本例の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図22から28までの各々は、実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
実施の形態2の変形例の太陽電池は、pn接合体の裏面を覆う酸化シリコン膜が形成される点で、実施の形態2の基本例の太陽電池と異なる。以下では、実施の形態2の変形例の太陽電池が実施の形態2の基本例の太陽電池と異なる点が主に説明される。実施の形態2の基本例において採用された発明の構成及びその変形が、上記の異なる点の採用を阻害しない範囲内において、実施の形態2の変形例においても採用されてもよい。
図30は、実施の形態2の変形例の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図31から36の各々は、実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
3.1 太陽電池
実施の形態3の太陽電池は、主に、受光面がn型の導電型を呈し裏面がp型の導電型を呈する点、ボロン拡散層が形成されない点およびp型の導電型を呈する主面に接する電極がファイアースルーさせられたものでない点で、実施の形態1の太陽電池と異なる。以下では、実施の形態3の太陽電池が実施の形態1の太陽電池と異なる点が主に説明される。実施の形態1および2において採用された発明の構成およびその変形が、上記の異なる点の採用を阻害しない範囲内において、実施の形態3においても採用されてもよい。
図38は、実施の形態3の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図39から47までの各々は、実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
Claims (7)
- 一方の主面(2060,2560)、端面(2061,2561)および他方の主面(2062,2562)を有し、pn接合を有し、前記一方の主面(2060,2560)がp型の導電型を呈し、前記他方の主面(2062,2562)がn型の導電型を呈するpn接合体(2030,2530)と、
前記一方の主面(2060,2560)を覆う第1の部分(2050,2550)及び前記端面(2061,2561)を覆う第2の部分(2051,2551)からなり、前記第1の部分(2050,2550)が第1の酸化アルミニウム膜(2011,2511)を含み、前記第2の部分(2051,2551)が第2の酸化アルミニウム膜(2012,2512)を含む第1の誘電体膜(2040,2540)と、
前記他方の主面(2062,2562)を覆い、酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜(2041,2541)と、
前記第1の部分(2050,2550)を貫通し、前記一方の主面(2060,2560)に接し、銀を含む第1の電極(2016,2517)と、
前記第2の誘電体膜(2041,2541)を貫通し、前記他方の主面(2062,2562)に接し、銀を含むがアルミニウムを含まない第2の電極(2017,2518)と、
を備え、
前記第1の部分(2050,2550)は、第1の酸化シリコン膜(2023,2523)をさらに含み、
前記第2の部分(2051,2551)は、第2の酸化シリコン膜(2024,2524)をさらに含み、
前記pn接合体(2030,2530)、前記第1の酸化シリコン膜(2023,2523)および前記第2の酸化シリコン膜(2024,2524)は、堆積膜を備えず前記pn接合体(2030,2530)と前記第1の酸化シリコン膜(2023,2523)との基板内界面(2060,2560)および前記pn接合体(2030,2530)と前記第2の酸化シリコン膜(2024,2524)との基板内界面(2061,2561)を有する基板を構成する
太陽電池(2000,2500)。 - 前記第2の誘電体膜(2541)は、第3の酸化シリコン膜(2525)を含み、
前記pn接合体(2530)、前記第1の酸化シリコン膜(2523)、前記第2の酸化シリコン膜(2524)および前記第3の酸化シリコン膜(2525)は、前記基板(2510)を構成し、
前記基板(2510)は、前記pn接合体(2530)と前記第3の酸化シリコン膜(2525)との基板内界面(2562)をさらに有する
請求項1の太陽電池(2500)。 - a) 一方の主面(1060,2060,2560,3067)、端面(1061,2061,2561,3066)および他方の主面(1062,2062,2562,3065)を有し、pn接合を有し、前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)がp型の導電型を呈し、前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)がn型の導電型を呈するpn接合体(1030,2030,2530,3146)を準備する工程(S101−S107,S201−S208,S251−S258,S301−S304)と、
b) 前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)を覆う第1の部分(1315,2165,2690,3195)及び前記端面(1061,2061,2561,3066)を覆う第2の部分(1316,2166,2691,3196)からなり、前記第1の部分(1315,2165,2690,3195)が第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)を含み、前記第2の部分(1316,2166,2691,3196)が第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を含む第1の誘電体膜(1317,2167,2702,3197)を形成する工程(S108−S110,S209−S211,S260−S262,S305−S307)と、
c) 工程b)の前または後に、前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)を覆い酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)を形成する工程(S111,S208,S212,S258,S259,S308)と、
d) 前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)に対向し銀を含む第1の電極前駆体(1370,2230,2740,3260)および前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)を挟んで前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)に対向し銀を含むがアルミニウムを含まない第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)を形成し、前記pn接合体(1030,2030,2530,3146)、前記第1の誘電体膜(1317,2167,2702,3197)、前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)、前記第1の電極前駆体(1370,2230,2740,3260)および前記第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)を備える複合体(1380,2240,2750,3270)を得る工程(S112,S213,S263,S310)と、
e) 前記複合体(1380,2240,2750,3270)を焼成することにより、前記第1の電極前駆体(1370,2230,2740,3260)を、前記第1の部分(1315,2165,2690,3195)を貫通し前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)に接する第1の電極(1016,2016,2517,3016)に変化させ、前記第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)に前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)をファイアースルーさせ、前記第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)を、前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)を貫通し前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)に接する第2の電極(1017,2017,2518,3017)に変化させる工程(S113,S214,S264,S311)と、
を備え、
工程b)は、
b-1) 前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)、前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)および前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)の上にはみ出す第3の酸化アルミニウム膜(1290,2142,2661,3162)を形成する工程(S108,S209,S260,S305)と、
b-2) 前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)を覆う第1のマスク膜(1300,2160,2695,3180)及び前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を覆う第2のマスク膜(1014,2014,2514,3014)を前記第3の酸化アルミニウム膜(1290,2142,2661,3162)を覆わないように形成する工程(S109,S210,S261,S306)と、
b-3) 前記第1のマスク膜(1300,2160,2695,3180)が前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)を覆い前記第2のマスク膜(1014,2014,2514,3014)が前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を覆う状態を維持したまま前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)および前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を除去しないように前記第3の酸化アルミニウム膜(1290,2142,2661,3162)を除去する工程(S110,S211,S262,S307)と、
を備える太陽電池(1000,2000,2500,3000)を生産する方法。 - 工程b-1)は、原子層堆積法により前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)および前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を形成する
請求項3の太陽電池(1000,2000,2500,3000)を生産する方法。 - 前記第1のマスク膜(1300,2160,2695,3180)は、第1の窒化シリコン膜(1300,2160,2695,3180)であり、
前記第2のマスク膜(1014,2014,2514,3014)は、第2の窒化シリコン膜(1014,2014,2514,3014)であり、
前記第1の部分(1315,2165,2690,3195)が前記第1の窒化シリコン膜(1300,2160,2695,3180)をさらに含み、
前記第2の部分(1316,2166,2691,3196)が前記第2の窒化シリコン膜(1014,2014,2514,3014)をさらに含む
請求項3または4の太陽電池(1000,2000,2500,3000)を生産する方法。 - f) 一方の基板主面(2070)、基板端面(2071)および他方の基板主面(2072)を有し、pn接合を有するシリコン基板(2100)を準備する工程(S201−S207,S251−S257)
をさらに備え、
前記第1の部分(2165,2690)が第1の酸化シリコン膜(2110,2610)をさらに含み、
前記第2の部分(2166,2691)が第2の酸化シリコン膜(2024,2524)をさらに含み、
前記シリコン基板(2100)のうちの前記一方の基板主面(2070)に沿う第1の表層部および前記基板端面(2072)に沿う第2の表層部を酸化することにより、前記第1の表層部を前記第1の酸化シリコン膜(2110,2610)に変化させ、前記第2の表層部を前記第2の酸化シリコン膜(2024,2524)に変化させ、前記第1の表層部および前記第2の表層部以外に前記pn接合体(2030,2530)を得る
請求項3から5までのいずれかの太陽電池(2000,2500)を生産する方法。 - 前記第2の誘電体膜(2720)は、第3の酸化シリコン膜(2611)を含み、
前記シリコン基板のうちの前記他方の基板主面に沿う第3の表層部を酸化することにより、前記第3の表層部を前記第3の酸化シリコン膜(2611)に変化させる
請求項6の太陽電池(2500)を生産する方法。
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