JPH04186779A - 多結晶シリコン太陽電池素子 - Google Patents
多結晶シリコン太陽電池素子Info
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- JPH04186779A JPH04186779A JP2313929A JP31392990A JPH04186779A JP H04186779 A JPH04186779 A JP H04186779A JP 2313929 A JP2313929 A JP 2313929A JP 31392990 A JP31392990 A JP 31392990A JP H04186779 A JPH04186779 A JP H04186779A
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-
- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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、多結晶シリコン太陽電池素子に係り、特に入
射光の表面反射の低減及び素子内部での光閉じ込め効果
を高めた太陽電池素子に関する。
射光の表面反射の低減及び素子内部での光閉じ込め効果
を高めた太陽電池素子に関する。
太陽電池素子の変換効率を高めるために、光の表面反射
の低減、光閉じ込め構造の検討が行われている。
の低減、光閉じ込め構造の検討が行われている。
光の表面反射に関して、単結晶太陽電池素子ではアルカ
リ溶液による面方位を利用したエツチング（ピラミッド
形状、Ｖ溝構造）や、多層反射防止膜構造などが行われ
ている。
リ溶液による面方位を利用したエツチング（ピラミッド
形状、Ｖ溝構造）や、多層反射防止膜構造などが行われ
ている。
光閉じ込め構造に関しては、面方位エッチを利用し、両
面Ｖ溝構造などが行われているが、高価なホトリソグラ
フィー等の技術を必要としている。
面Ｖ溝構造などが行われているが、高価なホトリソグラ
フィー等の技術を必要としている。
これらの技術は１例えばＢ、Ｌ、’５ｏｐｏｒｉ、Ｒ，
Ａ、Ｐｒｙｏｒ。
Ａ、Ｐｒｙｏｒ。
０ｐｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｏｆ ｔａｘｔｕｒｓｄ（１００）ｏｒｉｅｎｔｅ
ｄ ５ｉｌｉｃｏｎｓｕｒｆａｃｅｓ ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ ｔ。
ｏｆ ｔａｘｔｕｒｓｄ（１００）ｏｒｉｅｎｔｅ
ｄ ５ｉｌｉｃｏｎｓｕｒｆａｃｅｓ ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎｓ ｔ。
５ｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ、Ｃｏｎｆ、Ｒｅｃｏｒｄ １
５ｔｈ ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ５ｐｅｃ
ｉａｌｉｓｔ、１９８１．Ｐ、４６８に記載されている
。
５ｔｈ ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ５ｐｅｃ
ｉａｌｉｓｔ、１９８１．Ｐ、４６８に記載されている
。
多結晶シリコン太陽電池素子は、低コストではあるが面
方位が一定ではなく、アルカリ溶液を用いた面方位エツ
チングでは、表面の凹凸が均一にならないため、光の反
射を低減すること及び光閉じ込め構造を形成することは
困難であった。
方位が一定ではなく、アルカリ溶液を用いた面方位エツ
チングでは、表面の凹凸が均一にならないため、光の反
射を低減すること及び光閉じ込め構造を形成することは
困難であった。
本発明の目的は、光の表面反射の少なく、光閉じ込め効
果を有する高効率の多結晶シリコン太陽電池素子を提供
することにある。
果を有する高効率の多結晶シリコン太陽電池素子を提供
することにある。
上記目的は、面方位性のない弗硝酸エツチング法で溝を
形成し、かつ、その表面にＳｉＯ□膜を形成し、受光面
側においてはＳ ｉ Ｏ２膜の厚さを反射率が最小とな
る条件を満すようにし、裏面側においてはＳ ｉ Ｏ２
膜の厚さを反射率が大きくなる条件を満すことにより達
成される。この溝及びＳｉｏ２膜は受光面及び裏面の少
なくとも一方に設ける。
形成し、かつ、その表面にＳｉＯ□膜を形成し、受光面
側においてはＳ ｉ Ｏ２膜の厚さを反射率が最小とな
る条件を満すようにし、裏面側においてはＳ ｉ Ｏ２
膜の厚さを反射率が大きくなる条件を満すことにより達
成される。この溝及びＳｉｏ２膜は受光面及び裏面の少
なくとも一方に設ける。
〔作用Ｊ
前記太陽電池の受光面に垂直に入射する波長λの光の反
射は、次式で定義される反射率Ｒ（λ）で反射される。
射は、次式で定義される反射率Ｒ（λ）で反射される。
Ｒ（λ）＝（ｒ、”＋ ｒ、”＋ ２ ｒ、ｒ２ｅｏｓ
２θ）／Ｃ１＋ ｒ、” 拳 ｒ、”＋ ２ ｒｌｒ、
ｃｏｓ２θ）ここに、 ｒｘ＝（ｎｏ−ｎｚ）／（ｎｏ” ｎｘ）ｔｒ、＝（ｎ
よ−ｎ 、 ） ／ （ｎ工＋ｎ２θ＝２πｎ１ｄ１／
λ ｎｏは空気の屈折率、ｎ、はＳ ｉ Ｏ２膜の屈折率。
２θ）／Ｃ１＋ ｒ、” 拳 ｒ、”＋ ２ ｒｌｒ、
ｃｏｓ２θ）ここに、 ｒｘ＝（ｎｏ−ｎｚ）／（ｎｏ” ｎｘ）ｔｒ、＝（ｎ
よ−ｎ 、 ） ／ （ｎ工＋ｎ２θ＝２πｎ１ｄ１／
λ ｎｏは空気の屈折率、ｎ、はＳ ｉ Ｏ２膜の屈折率。
ｎ２はシリコンの屈折率、ｄ工はＳ ｉ Ｏ２膜の膜厚
、λは波長である。ここで、受光面のＳ ｉ Ｏ２膜の
厚さが次式を満す時、受光面の反射率は前式の最小値Ｒ
ａ１ｎ（λ）をもつ。
、λは波長である。ここで、受光面のＳ ｉ Ｏ２膜の
厚さが次式を満す時、受光面の反射率は前式の最小値Ｒ
ａ１ｎ（λ）をもつ。
ｄ１＝λ／４ｎ１
また、受光面の溝の底部で反射された光の一部は、溝の
側面に当たり、その一部は入射し、一部は反射される。
側面に当たり、その一部は入射し、一部は反射される。
さらに、溝の側面で反射された光の一部は、溝の底部も
しくは対向面に入射するにのように溝の底部及び側面で
反射された光の一部は、再度入射される機会が高まるた
め、全体の反射率は低くなる。
しくは対向面に入射するにのように溝の底部及び側面で
反射された光の一部は、再度入射される機会が高まるた
め、全体の反射率は低くなる。
素子内に入射し、シリコンに吸収されながら裏面に到達
した光の反射率Ｒ’ （λ）は、受光面の反射率Ｒ（
λ）の式と同じであり、裏面Ｓｉｎ。
した光の反射率Ｒ’ （λ）は、受光面の反射率Ｒ（
λ）の式と同じであり、裏面Ｓｉｎ。
膜の膜厚を受光面とは違い、屈折率ｎ０はシリコン、ｎ
、はＳ ｉ Ｏ，膜、ｎ２は空気とし、Ｓ ｉ Ｏ□膜
厚ｄ１を前途の場合より簿く、もしくは、厚くして、反
射率が大きくなるようにする。裏面の底部で反射された
光は、受光面の接合に近いため。
、はＳ ｉ Ｏ，膜、ｎ２は空気とし、Ｓ ｉ Ｏ□膜
厚ｄ１を前途の場合より簿く、もしくは、厚くして、反
射率が大きくなるようにする。裏面の底部で反射された
光は、受光面の接合に近いため。
光の利用効率が高くなる。また、裏面で反射し、溝の側
面から出た光の一部は、溝の底部もしくは対向面に再度
入射される機会が高まるため、入射光の利用率が高くな
る。
面から出た光の一部は、溝の底部もしくは対向面に再度
入射される機会が高まるため、入射光の利用率が高くな
る。
ここで、受光面及び裏面にＳｉＯ２膜を形成すると、受
光面及び裏面がパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉ
ｏｎ ：不活性化）される。Ｓ ｉ Ｏ，膜の厚さを１
００Å以上とすると、表面パッシベーション効果が高ま
ることを実験により確認したものである。
光面及び裏面がパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉ
ｏｎ ：不活性化）される。Ｓ ｉ Ｏ，膜の厚さを１
００Å以上とすると、表面パッシベーション効果が高ま
ることを実験により確認したものである。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
太陽電池素子１は、ｐ型（０，５〜１．５Ω・ａｍ）多
結晶基板１１からなり、厚さはほぼ２５０μｍと薄い。
結晶基板１１からなり、厚さはほぼ２５０μｍと薄い。
この基板上に、耐酸性レジストを用い、スクリーン印刷
法により、両面にパターンを印刷し１面方位性のない弗
硝酸（弗酸：硝酸＝１：４）エツチングを行い、受光面
側の溝２１、裏面側の溝２２が形成されている。受光面
側にオキシ塩酸リン（ＰＯ（１１，）拡散法でシート抵
抗９ｏΩ／口、深さ０．２５μｍのｎ＋型型置電層３１
形成されている。酸素ガス雰囲気で１０００”Ｃ，８０
分のドライ酸化で、受光面のＳ ｉ Ｏ２膜４１、裏面
のＳｉＯ２膜４２が形成されている。これにより、受光
面のＳ ｉ Ｏ，膜４１の膜厚は１０００人形成され、
前記の式より得られる表面反射率の最も小さい条件を満
している。一方、裏面のＳｉＯ２膜４２の膜厚は、ｎ＋
型型置電層エツチング除去されているので、濃度が低い
２層のため、反射率が大きい条件の７００〜８００人が
形成されている。
法により、両面にパターンを印刷し１面方位性のない弗
硝酸（弗酸：硝酸＝１：４）エツチングを行い、受光面
側の溝２１、裏面側の溝２２が形成されている。受光面
側にオキシ塩酸リン（ＰＯ（１１，）拡散法でシート抵
抗９ｏΩ／口、深さ０．２５μｍのｎ＋型型置電層３１
形成されている。酸素ガス雰囲気で１０００”Ｃ，８０
分のドライ酸化で、受光面のＳ ｉ Ｏ２膜４１、裏面
のＳｉＯ２膜４２が形成されている。これにより、受光
面のＳ ｉ Ｏ，膜４１の膜厚は１０００人形成され、
前記の式より得られる表面反射率の最も小さい条件を満
している。一方、裏面のＳｉＯ２膜４２の膜厚は、ｎ＋
型型置電層エツチング除去されているので、濃度が低い
２層のため、反射率が大きい条件の７００〜８００人が
形成されている。
裏面バスバー電極５１、フィンガー電極５２は。
スクリーン印刷法でＡ ｇ −Ａ Ｑペーストの印刷。
焼成により形成されている。受光面バスバー電極６１、
フィンガー電極６２は、スクリーン印刷法によりＡｇペ
ーストの印刷、焼成により形成されている。
フィンガー電極６２は、スクリーン印刷法によりＡｇペ
ーストの印刷、焼成により形成されている。
第２図は、受光面に本発明に係る溝とＳ ｉ Ｏ２膜を
設けたもの（Ｃ）、溝のみを設けたもの（Ｂ）及び溝、
Ｓ ｉ Ｏ，膜を共に設けないもの（Ａ）の波長３００
ｎｍ〜１２００ｎｍに対する反射率を示す。ここで、溝
の寸法は、幅１１０μｍ、深さ３０μｍ、ピッチ２５０
μｍである。この図から溝を設けることにより反射率は
全体で５％低減され、溝とＳ ｉ Ｏ，膜１０００人を
設けることにより、反射率は非常に低減されることがわ
かる。さらに、裏面にも同様に溝と前述した７００人の
厚さのＳｉＯ２膜を設けることにより、第３図に示す様
に長波長側の反射率が低減されている。
設けたもの（Ｃ）、溝のみを設けたもの（Ｂ）及び溝、
Ｓ ｉ Ｏ，膜を共に設けないもの（Ａ）の波長３００
ｎｍ〜１２００ｎｍに対する反射率を示す。ここで、溝
の寸法は、幅１１０μｍ、深さ３０μｍ、ピッチ２５０
μｍである。この図から溝を設けることにより反射率は
全体で５％低減され、溝とＳ ｉ Ｏ，膜１０００人を
設けることにより、反射率は非常に低減されることがわ
かる。さらに、裏面にも同様に溝と前述した７００人の
厚さのＳｉＯ２膜を設けることにより、第３図に示す様
に長波長側の反射率が低減されている。
第４＠Ｉは、受光面及び裏面に溝無しＳ ｉ Ｏ２膜無
しくＡ）、溝有りＳｉＯ□膜無しくＢ）、溝有りＳ ｉ
Ｏ，膜有り（Ｃ）の各太陽電池素子の変換効率を示す
。受光面のＳ ｉ Ｏ２膜は１０００人、裏面のＳ ｉ
Ｏ２膜は７００人の厚さとした。図より、溝を設ける
ことにより、変換効率は向上し、溝とＳ ｉ Ｏ，膜を
設けることにより更に変換効率が向上することがわかる
。
しくＡ）、溝有りＳｉＯ□膜無しくＢ）、溝有りＳ ｉ
Ｏ，膜有り（Ｃ）の各太陽電池素子の変換効率を示す
。受光面のＳ ｉ Ｏ２膜は１０００人、裏面のＳ ｉ
Ｏ２膜は７００人の厚さとした。図より、溝を設ける
ことにより、変換効率は向上し、溝とＳ ｉ Ｏ，膜を
設けることにより更に変換効率が向上することがわかる
。
本説明の中の、基板厚さ２５０μｍ、ｎ十型導電層のシ
ート抵抗９０Ω／口、深さ０．２５μｍ、受光面のＳ
ｉ Ｏ，膜の膜厚１０００人、裏面のＳｉＯ２膜の膜厚
７００〜８００人、溝（７）ＩＩ＠ｉｌｌ。
ート抵抗９０Ω／口、深さ０．２５μｍ、受光面のＳ
ｉ Ｏ，膜の膜厚１０００人、裏面のＳｉＯ２膜の膜厚
７００〜８００人、溝（７）ＩＩ＠ｉｌｌ。
μｍ、深さ３０μｍ、ピッチ２５０μｍは、一実施例で
あり、本発明の範囲を制約するものではない。
あり、本発明の範囲を制約するものではない。
本発明によれば、変換効率の高い太陽電池素子が容易で
安価な製造方法により実現でき、その経済的効果は極め
て大きい。
安価な製造方法により実現でき、その経済的効果は極め
て大きい。
第１図は、本発明の太陽電池素子の一実施例を示す部分
拡大図、第２図は、受光面側構造と反射率の関係と示す
特性図、第３図は受光面及び裏面構造と反射率の関係を
示す特性図、第４図は、受光面側構造と変換効率の関係
を示す特性図である。 １・・・太陽電池素子、１１・・・基板、２１・・・受
光面側溝、２２・・・裏面側溝、３１・・・ｎ＋型型置
電層４１・・・受光面側酸化膜、４２・・・裏面側酸化
膜、５１・・・裏面バスバー電極、５２・・・裏面フィ
ンバー電極、６１・・・受光面バスバー電極、６２・・
・受光面フィンガー電極。
拡大図、第２図は、受光面側構造と反射率の関係と示す
特性図、第３図は受光面及び裏面構造と反射率の関係を
示す特性図、第４図は、受光面側構造と変換効率の関係
を示す特性図である。 １・・・太陽電池素子、１１・・・基板、２１・・・受
光面側溝、２２・・・裏面側溝、３１・・・ｎ＋型型置
電層４１・・・受光面側酸化膜、４２・・・裏面側酸化
膜、５１・・・裏面バスバー電極、５２・・・裏面フィ
ンバー電極、６１・・・受光面バスバー電極、６２・・
・受光面フィンガー電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多結晶シリコン太陽電池素子において、受光面か裏
面の一方に表面にＳｉＯ＿２膜を有する溝を形成したこ
とを特徴とする多結晶シリコン太陽電池素子。 ２、特許請求の範囲第１項において、受光面のＳｉＯ＿
２膜の厚さが反射率が最小となる条件を満し、裏面のＳ
ｉＯ＿２膜の厚さが反射率を大きくする条件を満すこと
を特徴とする多結晶シリコン太陽電池素子。 ３、特許請求の範囲第１項において、ＳｉＯ＿２膜の膜
厚が１００Å以上であることを特徴とする多結晶シリコ
ン太陽電池素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313929A JP2997538B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 多結晶シリコン太陽電池素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313929A JP2997538B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 多結晶シリコン太陽電池素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186779A true JPH04186779A (ja) | 1992-07-03 |
| JP2997538B2 JP2997538B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=18047217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2313929A Expired - Fee Related JP2997538B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 多結晶シリコン太陽電池素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997538B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010278148A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光起電力装置およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP2313929A patent/JP2997538B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010278148A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光起電力装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2997538B2 (ja) | 2000-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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