JPH0260172A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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- JPH0260172A JPH0260172A JP63211726A JP21172688A JPH0260172A JP H0260172 A JPH0260172 A JP H0260172A JP 63211726 A JP63211726 A JP 63211726A JP 21172688 A JP21172688 A JP 21172688A JP H0260172 A JPH0260172 A JP H0260172A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は太陽電池の受光面の拡散層の条件を変化させ、
光電変換効率を向上させるものである。
光電変換効率を向上させるものである。
（従来の技術）
第３図は一般的な太陽電池の一例の略断面図であり、第
４図はその受光面側の拡散層の不純物の濃度分布を示す
グラフである。
４図はその受光面側の拡散層の不純物の濃度分布を示す
グラフである。
第３図において、太陽電池１はｐ型シリコン基板２の表
面に、熱拡散法によってｎ型拡散層３が形成されている
。さらに表面には表面電極６を設は全面を反射防止膜７
で覆っている。裏面には裏面電極５が設けられている。
面に、熱拡散法によってｎ型拡散層３が形成されている
。さらに表面には表面電極６を設は全面を反射防止膜７
で覆っている。裏面には裏面電極５が設けられている。
最近では、裏面電界効果を持九せて少数キャリアの収集
を向上させるため、ｐ型シリ寸ン基板２と同一導電型で
かつ高濃度なＰ＋層４ ｆ Ｂ Ｓ Ｆ （Ｂａｃｋ
５ｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層として裏面に形成する
のが一般的となっている。
を向上させるため、ｐ型シリ寸ン基板２と同一導電型で
かつ高濃度なＰ＋層４ ｆ Ｂ Ｓ Ｆ （Ｂａｃｋ
５ｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層として裏面に形成する
のが一般的となっている。
また、特性改善のため熱拡散全比較的低温で行なうこと
もなされてきた。
もなされてきた。
（発明が解決しようとする課題）
前記の第３図に示されるような太陽電池の拡散層３は、
高温で不純換金熱拡散することによって形成されている
ため、第４因のグラフに示されるように、表面の不純物
濃度は１０２’ ｃｙｒ −３程度となっており、深さ
０．０５μｍの付近で最大となっている。従って表面付
近での不純物濃度が高くなり、光によって生成され九少
数キャリアの表面再結合速度艇種めて大きいという欠点
があった。
高温で不純換金熱拡散することによって形成されている
ため、第４因のグラフに示されるように、表面の不純物
濃度は１０２’ ｃｙｒ −３程度となっており、深さ
０．０５μｍの付近で最大となっている。従って表面付
近での不純物濃度が高くなり、光によって生成され九少
数キャリアの表面再結合速度艇種めて大きいという欠点
があった。
フォトン（光子）の各波長での吸収係数を考慮すると、
上述の表面再結合速度の増大は、太陽電池の短波長感度
の低下をもたらし、太陽スペクトル分布を合わせて考え
れば、この短波長感度の低下は、太陽電池の光発生電流
を制限している大きな要因であると言える。
上述の表面再結合速度の増大は、太陽電池の短波長感度
の低下をもたらし、太陽スペクトル分布を合わせて考え
れば、この短波長感度の低下は、太陽電池の光発生電流
を制限している大きな要因であると言える。
この表面再結合を抑制するための一方法として、比較的
低温の熱拡散法があ°るが、この方法では、該温度にお
ける不純物の固溶限濃度が下がるため、基板内の内部ポ
テンシャルが十分に得られず、少数キャリアの収集が十
分に行われないため、結果的に光発生電流が下がるとい
う欠点があった。
低温の熱拡散法があ°るが、この方法では、該温度にお
ける不純物の固溶限濃度が下がるため、基板内の内部ポ
テンシャルが十分に得られず、少数キャリアの収集が十
分に行われないため、結果的に光発生電流が下がるとい
う欠点があった。
太陽電池の内部収集効率を向上させ、かつ短波長感度を
改善させるには、拡散層内不純物プロファイルとして、
第５図のような表面の不純物濃度を減少させた分布全実
現する必要がある。すなわち、十分な少数キャリア収集
を行うために、拡散層内のピーク不純物濃度を高くし、
かつ表面再結合速度を抑えるために、表面の不純物濃度
を低減させることが必要である、 しかしながら、この第５図のような不純物プロファイル
は、熱による固相あるいは気相の一度の拡散だけでは実
現できず、また、イオン注入？用いた逆導電型不純物の
ドーピング法では、注入後の活性化処理によって、接合
深さやピーク不純物濃度が変化したり、プロセスが複雑
になる欠点があった。
改善させるには、拡散層内不純物プロファイルとして、
第５図のような表面の不純物濃度を減少させた分布全実
現する必要がある。すなわち、十分な少数キャリア収集
を行うために、拡散層内のピーク不純物濃度を高くし、
かつ表面再結合速度を抑えるために、表面の不純物濃度
を低減させることが必要である、 しかしながら、この第５図のような不純物プロファイル
は、熱による固相あるいは気相の一度の拡散だけでは実
現できず、また、イオン注入？用いた逆導電型不純物の
ドーピング法では、注入後の活性化処理によって、接合
深さやピーク不純物濃度が変化したり、プロセスが複雑
になる欠点があった。
（課題を解決するための手段）
本発明においては前述の問題を解決するため、太陽電池
の受光面側の第１の導電型の拡散層表面に１第２の導電
型を与える不純物をエキシマレーザによってドープする
ことによって、前記の拡散層の第１の導電型の不純物の
表面濃度のみを低減させるようにした。
の受光面側の第１の導電型の拡散層表面に１第２の導電
型を与える不純物をエキシマレーザによってドープする
ことによって、前記の拡散層の第１の導電型の不純物の
表面濃度のみを低減させるようにした。
（作用）
本発明によれば、第５図のような表面のみの不純物濃度
を低減させた拡散層内の不純物プロファイルを実現でき
るので、少数キャリアの表面再結合速度を下げることが
でき、短波長感度の向上、換言すれば光発生電流が増加
する。
を低減させた拡散層内の不純物プロファイルを実現でき
るので、少数キャリアの表面再結合速度を下げることが
でき、短波長感度の向上、換言すれば光発生電流が増加
する。
（実施例）
第３図に示されるような太陽電池１について、本発明の
一実施例を説明する。ｐ型シリコン基板２上に、ＰＯＣ
／８等を用い９００℃前後の熱処理によって、ｎ型拡散
層３を形成する。この時ｎ型拡散層３の表面不純物濃度
は、拡散温度にょシ異なるが、約９ Ｘ １０ ｃｍ
〜１．５ Ｘ １０ ｃｍまた接合深さは０．３
μｍ程度となる。
一実施例を説明する。ｐ型シリコン基板２上に、ＰＯＣ
／８等を用い９００℃前後の熱処理によって、ｎ型拡散
層３を形成する。この時ｎ型拡散層３の表面不純物濃度
は、拡散温度にょシ異なるが、約９ Ｘ １０ ｃｍ
〜１．５ Ｘ １０ ｃｍまた接合深さは０．３
μｍ程度となる。
この熱拡散後、ｎ型拡散層３と逆の導電型すなわちｐ型
を与える不純物ガス（例えばＢ２Ｈ６など）雰囲気中で
、エキシマレーザによるドーゾングを行う。エキシマレ
ーザに用いられるガス種としては、ｘｅＣ／（波長ａｏ
ｓｎｍ）やＫｒＦ（波長２４９ｎ石）が用いられる。
を与える不純物ガス（例えばＢ２Ｈ６など）雰囲気中で
、エキシマレーザによるドーゾングを行う。エキシマレ
ーザに用いられるガス種としては、ｘｅＣ／（波長ａｏ
ｓｎｍ）やＫｒＦ（波長２４９ｎ石）が用いられる。
このエキシマレーザによる不純物ドーピングは、そのレ
ーザ光がシリコンの吸収係数の極めて高い短波長光であ
シ、かつ高エネルギー密度光であるため、表面の極めて
近傍のみを加熱溶融する液相エピタキシャル成長により
行われる。従って、バルク内部での加熱を伴わないため
、最初に熱拡散により形成されたｎ型拡散層の深さｔ−
変化させることがなく、しかも逆導電型の不純物ドープ
であるため、表面のｎｆｆ１不純物濃度のみを低下させ
ることができる。
ーザ光がシリコンの吸収係数の極めて高い短波長光であ
シ、かつ高エネルギー密度光であるため、表面の極めて
近傍のみを加熱溶融する液相エピタキシャル成長により
行われる。従って、バルク内部での加熱を伴わないため
、最初に熱拡散により形成されたｎ型拡散層の深さｔ−
変化させることがなく、しかも逆導電型の不純物ドープ
であるため、表面のｎｆｆ１不純物濃度のみを低下させ
ることができる。
さらにレーザパルス数を変化させることにより、濃度を
自由に変えることができる。
自由に変えることができる。
本発−明によって、表面不純物濃度を１０ ” ｃｍ
−８付近から１０ｔ９ｃＩＲ−３以下とすることができ
、表面再結合速度も従来の１０ −１０ ａｎ／叢から
１０４ａＲ／ ｓｅｃ以下にまで低減することができた
。
−８付近から１０ｔ９ｃＩＲ−３以下とすることができ
、表面再結合速度も従来の１０ −１０ ａｎ／叢から
１０４ａＲ／ ｓｅｃ以下にまで低減することができた
。
第１図は、本発明による太陽電池の内部収集効率の評価
結果（実線Ａ）ｔ−１従来の拡散法での結果（実ａＢ）
と比較したグラフである。
結果（実線Ａ）ｔ−１従来の拡散法での結果（実ａＢ）
と比較したグラフである。
第２因は、この内部収集効率の改善により得られた太陽
電池のｔ−Ｖ特性の比較を示すグラフであって、実線Ａ
は本発明による特性を示し、実線Ｂは従来の拡散法によ
る特性を示す。
電池のｔ−Ｖ特性の比較を示すグラフであって、実線Ａ
は本発明による特性を示し、実線Ｂは従来の拡散法によ
る特性を示す。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば太陽電池の受光面の拡散
層の不純物の表面濃度を低下させ、少数キャリアの表面
再結合速度を低減させることにより、短波長感度が拘止
し、高効率の太陽電池を得ることができる。
層の不純物の表面濃度を低下させ、少数キャリアの表面
再結合速度を低減させることにより、短波長感度が拘止
し、高効率の太陽電池を得ることができる。
第１図は本発明による太陽電池と従来の太陽電池の内部
収集効率の比較を示すグラフ、第２図は本発明による太
陽電池と従来の太陽電池のｔ−Ｖ特性の比較を示すグラ
フ、第３図は太陽電池の一例の略断面図、第４図は従来
の太陽電池の受光面側の拡散層の不純物の濃度分布を示
すグラフ、第５図は望ましい不純物の濃度分布を示すグ
ラフである。 ２・・・ｐ型シリコン基板、３・・・ｎ型拡散層、４・
・・Ｐ＋層、５・・・裏面電極、６・・・表面電極、７
・・・反射防止膜
収集効率の比較を示すグラフ、第２図は本発明による太
陽電池と従来の太陽電池のｔ−Ｖ特性の比較を示すグラ
フ、第３図は太陽電池の一例の略断面図、第４図は従来
の太陽電池の受光面側の拡散層の不純物の濃度分布を示
すグラフ、第５図は望ましい不純物の濃度分布を示すグ
ラフである。 ２・・・ｐ型シリコン基板、３・・・ｎ型拡散層、４・
・・Ｐ＋層、５・・・裏面電極、６・・・表面電極、７
・・・反射防止膜
Claims (1)
- １、受光面側の第１の導電型の拡散層の表面に、第２の
導電型を与える不純物をエキシマレーザによってドープ
し、第１の導電型の拡散層の表面の第１の導電型を与え
る不純物の表面濃度を実効的に低下させることを特徴と
する太陽電池の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211726A JPH0260172A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211726A JPH0260172A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260172A true JPH0260172A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16610585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63211726A Pending JPH0260172A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0260172A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047567A1 (en) | 2006-09-27 | 2008-04-24 | Kyocera Corporation | Solar cell device and method for manufacturing the same |
| WO2011056648A3 (en) * | 2009-10-27 | 2012-05-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Reducing surface recombination and enhancing light trapping in solar cells |
| WO2014050304A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 三洋電機株式会社 | 光電変換素子とその製造方法 |
-
1988
- 1988-08-25 JP JP63211726A patent/JPH0260172A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047567A1 (en) | 2006-09-27 | 2008-04-24 | Kyocera Corporation | Solar cell device and method for manufacturing the same |
| US8975172B2 (en) | 2006-09-27 | 2015-03-10 | Kyocera Corporation | Solar cell element and method for manufacturing solar cell element |
| WO2011056648A3 (en) * | 2009-10-27 | 2012-05-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Reducing surface recombination and enhancing light trapping in solar cells |
| JP2013509005A (ja) * | 2009-10-27 | 2013-03-07 | ヴァリアン セミコンダクター イクイップメント アソシエイツ インコーポレイテッド | 太陽電池における表面再結合を低減させて光トラッピングを高める方法 |
| US8603900B2 (en) | 2009-10-27 | 2013-12-10 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Reducing surface recombination and enhancing light trapping in solar cells |
| WO2014050304A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 三洋電機株式会社 | 光電変換素子とその製造方法 |
| JPWO2014050304A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-08-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光電変換素子とその製造方法 |
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