JPH0334583A - 半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体装置の新規な構造に関するものであり、
特に多結晶基板を用いた太陽電池に適用するとその効果
は大である。

〈従来技術〉 最も効果の大きい太陽電池を例にとり説明する。

太陽電池分野にかいては、高効率化の研究開発と共に低
コスト化の研究が官民一体となって進められている。

例えば高効率化の研究開発にかいては１表面パッシベー
ション技術や反射率低減技術と合わせ、入射光を有効利
用するために、裏面側に高濃度層ＣＢＳＦ、Ｂａｃｋ　
　５ｕｒｆａｃｅ　　Ｆｉｅｌｄ）や反射層ＣＢＳＲ，
Ｂａｃｋ　　５ｕｒｆａｃｅ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ　）
を設けて光発生した少数キャリアを裏面電界によって利
用する手法や裏面側に達した長波長光を反射させてバル
ク側で少数キャリアを生成させる手法が行われている。

結晶系シリコン太陽電池の場合、光の吸収係数から約１
００μｍの厚みがあれば、はぼ１００φ有効波長領域の
光は吸収されると言われている。しかしながら、実際の
太陽電池にかいてはプロセス中の歩留りを考慮して４０
０μｍ程度の厚みの基板が用いられていることが多い。

このことは、バルク内での少数キャリアの再結合を増加
させ、かつ上述の真直反対の効果等が低減するため素子
特性を制限する大きな要因の１つであった。この欠点に
対し、単にエツチング等により基板厚を低減させること
は、基板の機械的強度の点から非常に困難であり、歩留
りを大きく低下させる原因となる。

また一方、低コスト化については、太陽電池コストの中
で特に価格比率の高い基板の作製方法について重点的な
研究が行われている。この中で開発された方法がキャス
ト法であり、溶融シリコンを鋳型の中で固化成長させる
方法である。この手法によるキャスト基板は粒径が最大
１０ｆｉ前後の多結晶基板であるが、結晶戒長時の熱的
歪や粒界の影響によ−て基板自体の特性は単結晶基板に
及ばず、また単結晶となっている粒内の特性も欠陥等の
影響によって単結晶基板より低く、少数キャリアノライ
フタイムも制限されている。このような多結晶基板では
、バルク内再結合抑止のためにも基板を薄くすることが
特性改善につながるが、前述と同様の理由で単純な薄型
化は極めて困難であった。

〈発明が解決しようとする課題〉 要約すれば、従来の酸やアルカリを用いたエツチング処
理による基板全面の薄型化は、太陽電池特性改善の要素
はあるものの、機械的強度に問題があり、プロセス中の
歩留りを大きく低下させる欠点があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、基板の機械的強
度を維持しつつ、薄型構造とすることにより素子特性の
向上を図ることである。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、＠記問題点に鑑み、基板中部分的に肉厚部分
を設ける構成とすることによって、基板全体の機械的強
度を維持しながら基板の大部分を薄くすることで特性向
上を図ることができる。

く作　用〉 本発明に従えば、特殊な加工を施すことなく。

機械的強度のある薄い半導体基板を作製することができ
る。また後述するように太陽電池に適用した場合、バル
ク内再結合低減効果により長波長慝度が向上し素子特性
を改善することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１〜３図は本発明の実施例である結晶系太陽電池の構
造を示す斜視図、第４図は同図を裏面側から見た斜視図
を示す。

第１図にかいて、ｐ型シリコン基板１０に表面洗浄を施
した後、受光筒側反射率低減化のためテクスチャ処理あ
るいは溝型加工処理を行う。この後表面側に耐薬品性の
ワックスまたはレジストを肉厚部のみに形成し、所望の
深さ壕で受光面側を保護した後ウェットエツチングによ
り薄型化する。

続いてワックス除去後、ＰＯＣｌ３を拡散源としてｎ＋
層２を形成し、表面パ・ノシベーション層となる５ｉ０
２膜を熱酸化で、その上に反射防止膜３をＣＶＤ法によ
り形成する。ついで裏面高濃度層〔ｐ＋層）をＡ１アロ
イにより形威し、裏面反射層及び裏面電極となる金属Ｍ
５を形成して素子化した。

別実施例である第２図にわいては、真直電界形成のため
のｐ　層のかわりに裏面での少数キャリア再結合速度の
低減を目的として、パブシベーション層となる裏面５ｉ
Ｏ１膜６を熱酸化により形成し、しかる後反射金属層５
を形成して素子化′した。

さらに第８の実施例である第８図にかいては、高濃度ｐ
十層上にパブシベーション膜並びに反射膜となる５ｉ０
２膜を形成した後、裏面肉厚部のみ裏面電Ｆ１７を設け
た構造とした。

いずれの構造素子にかいても、前記したようにワックス
等によって肉厚部ｆｔ覆った後、ウエットエフチングに
より格子状に薄型化を施したが、この格子状の肉厚部分
の割合は、基板自体の機械的強度及び第３図の実施例等
にかいては裏面ｐ十層４を横方向に流れる電流の直列抵
抗の大きさによって決定される。実施例では、裏面の肉
厚部分を約２０優として素子化を行ったが、基板強度、
特性など総合的に判断して格子状部分の割合は１０〜２
０％程度が最適である。

表　素子特性（多結晶基板） 第１図の構造を多結晶キャスト基板に適用したところ、
上表に示すような特性並びに第６図に示すような分光感
度特性が得られた。

第５図に示した従来構造の基板厚の厚い素子に比べて、
特に長波長側の感度が向上し、効率改善が認められた。

渣た１本構造のように一部に肉厚部を残存させることに
よって、基板の機械的強度も維持でき。

プロセスの作業性、素子化歩留りにも影響を及ぼすこと
がなかった。

〈発明の効果〉 多結晶あるいは単結晶基板の一部分に肉厚部を残存させ
た薄型化加工を施すことによって、薄型化に伴う機械的
な強度低下を抑制することができると共に、基板自体を
薄くすることによる少数キャリアのバルク内再結合の低
減、裏面反射効果の向上等により太陽電池特性を改善す
ることができた。

また、薄型化加工に釦いては１本実施例での格子構造の
みならず、六角形のハニカム構造や三角形状などの適用
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明による素子構造の表裏崩側か
らの斜視図、第５図は従来構造を示す断前図、第６図は
素子の分光感度特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所望の素子が形成される基板の一方面に、選択的に
   肉厚部分を設けたことを特徴とする半導体装置。