JPH0444276A - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

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JPH0444276A
JPH0444276A JP2150835A JP15083590A JPH0444276A JP H0444276 A JPH0444276 A JP H0444276A JP 2150835 A JP2150835 A JP 2150835A JP 15083590 A JP15083590 A JP 15083590A JP H0444276 A JPH0444276 A JP H0444276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
polysilicon
type
electrode
bsf
Prior art date
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Pending
Application number
JP2150835A
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English (en)
Inventor
Koji Okamoto
浩二 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0444276A publication Critical patent/JPH0444276A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光電変換装置の表面及び裏面に設けられた電
極の接触抵抗を減少させることに関するものである。
〈従来の技術〉 太陽電池分野においては、薄型化により効率向上ができ
るというコンピュータシュミレーシ1ンなどの理論解析
に基づき、基板を薄くした太陽電池に関する研究が一般
的に行われている。
即ち、薄型化により、バルク内での少数キャリアの再結
合速度を減少させることができる上、材料の少量化、重
量の減少、赤外線吸収による太陽電池セルの温度上昇の
軽減をはかることができる。
実際、上記理論解析や有効波長領域の吸収係数から考え
ると、基板の厚みは50〜100μmあればよいが、太
陽電池を上述のように薄型化すると基板裏面のオーム性
電極における少数キャリアの再結合がおこり、収集効率
の低下を招くことになる。
この問題を解決するものとして、裏面に基板と同じ導電
型で、該基板よりも高い不純物濃度の裏面電界(以下、
BSF)層を形成し、光生成される少数キャリアを内蔵
電界で有効に収集するBSF構造が知られている。従来
このBSF層の形成には、A1ペースト材料を7リコン
基板の裏面に印刷した後焼成する方法が多用されている
が、薄い基板に対してこの方法を用いると、基板の大き
な反りや割れを生じる。この理由として、焼成するため
に高温に加熱するとA文とSiが溶けて、Si表面には
A文の拡散によって形成されるBSF層とAnとSiの
合金層と余剰のAnペースト層とが形成されるが、冷却
した際にそれぞれの膨張係数の差によって発生する応力
が原因となって、基板の大きな反りや割れを生しるとい
うことが考えられる。
一方、受光面層は、p型基板の場合、PSG膜やPOC
l、などのリンを主成分とする薬剤からの気相拡散によ
って900℃前後の温度で形成されることが多いが、こ
の方法は高温熱拡散のため表面不純物濃度が高くなるう
え、拡散層内の不純物濃度分布の制御をすることは困難
であった。表面不純物濃度が高くなると少数キャリアの
表面再結合速度が増加することになるが、表面不純物濃
度を下げるために単に不純物濃度を下げるとセルの直列
抵抗が増加し、曲線因子の低下を招き、変換効率を低下
させることになる。また、高温処理による前記拡散工程
は、基板を劣化させる原因ともなる。
これらの問題を解決する方法として、例えばBSF構造
の形成にポリシリコン層を用いる方法が(IEEE  
Electron  DeviceLe t t e 
r s、 vou、 EDL−5,No、 7゜PP、
 363−365. JULY  1985)に示され
ている。
この方法は1n−situで不純物が導入されるCVD
法により基板と同一導電型で基板よりも不純物濃度の高
いポリシリコン層を基板上に成長させることを特徴とす
るものである。この方法によると、ポリシリコンとシリ
コン基板の膨張係数が近いうえ、ポリシリコンを成長さ
せる際の基板温度が670℃と低いため、上述のような
基板の割れは生じない。しかもポリシリコンによりBS
F層を形成すると、A1ペーストの印刷焼成により形成
されたBSF層に比べて裏面での少数キャリアの再結合
速度が減少することが報告されてい更に、受光面側につ
いては、エミッタにn型ポリシリコン層を用いる方法が
(IEEE  Euectoron  Device 
 Letters。
voJL、EDL−6,No 12.PP、65565
8、DECEMBER1985)に示されている。
この方法によるとS iH,: PH,=300 : 
1の混合ガスを原料に627℃の温度で減圧CVD法に
より成長させているので、熱拡散によって受光面層を形
成する場合に比べて表面不純物濃度が低減でき、高温処
理を伴わないので基板の劣化が防げる。
つまり、上記2つの方法によってBSF層および受光面
層を形成すると、基板の劣化や割れの生じない、少数キ
ャリアの再結合速度も低減できる第5図に示すような光
電変換装置が得られる。
なお第5図において1はP型ポリンリコン基板、2はn
型ポリシリコン層、3はP型ボリンリコン層、6は受光
面電極、7は裏面電極、8は反射防止膜である。
〈発明が解決しようとするi題〉 しかし、これらの方法を用いるだけでは、受光面電極6
とn型ポリシリコン受光面層2との間及び裏面電極7と
p型ボリンリコン層3との開の接触抵抗を低減すること
ができないため、曲線因子が低下し変換効率が充分に増
加しないという問題点があった。
本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消するため
に創案されたものであり、電極とポリシリコン層との間
の接触抵抗を低減することによって変換効率の向上を図
った光電変換装置を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉 本発明の光電変換装置は、半導体基板の表面に受光面層
として該半導体基板と逆導電型の第1のポリシリコン層
を設けるとともに上記半導体基板の裏面にBSF層とL
で該半導体基板と同一導電型の第2のポリシリコン層を
設けたBSF構造の光電変換装置において、 上記第1及び第2のポリシリコン層表面に形成した電極
の直下部分のそれぞれのポリシリコン層に該ポリシリコ
ン層と同一導電型の高濃度の不純物を添加したことを特
徴とする。
上記BSF層の不純物濃度は1×101−〜lXl0”
cm−”、好ましくは2×101s〜l x l Q 
鵞Oc m −3とし、受光面層の不純物濃度を1×1
0′″〜1x10″’Cm−’好t L < ハ5x1
01s〜lX1010cm−1とするのがよい。
この場合においてポリシリコン受光面層上に設けた受光
面電極の直下部分にtxto”〜5X105X10−’
好ましく(t4X10”〜5 x l Q M Oc 
m −1の該ポリシリコン層と同一導電型の不純物を添
加して高濃度不純物層4を形成し、またポリシリコンB
SF層表面に設けた裏面電極7の直下部分に5x 10
″〜5X 101c′cm−’好ましくは2X10”〜
5X10″’cm−”の該ポリシリコン層と同一導電型
の不純物を添加するのがよい。
〈作用〉 本発明によれば、電極の直下部分のBSF層及び受光面
層を形成するポリシリコン層に、該ポリシリコン層と同
一導電型の高濃度の不純物を添加したことにより、電極
とポリシリコン層との接触抵抗を低減することできる。
従って、曲線因子および変換効率を向上させることがで
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図は本発明の一実施例の太陽電池の略断面図であり
、第2図(a)乃至(d)はそのil!造工程を示す略
断面図である。
まず、第2図(a)において、厚さ100μmのp型シ
リコン基板lの表面に減圧CVD法により、500人程
0のn型ポリシリコン受光層2を形成した。次に、p型
ポリシリコンBSF層形成時のマスクとなるようにn型
ポリシリコン受光層2の上に、同じく減圧CVD法で厚
さ2000人程度0SiOJ10を形成した。しかる後
、第2図(b)において、同様の減圧CVD法により厚
さ1000人程度0p型ポリシリコンBSF層3を形成
した。その後、SiO,110をフッ酸にて除去した。
n型ポリシリコン受光層、Sin、膜及びp型ポリンリ
コン層の形成条件は下記の表1に示される。
表1 次に、第2図(C)においてp型及びn型のそれぞれの
ポリシリコン層を形成するポリシリコン粒子の粒径増加
のため、650〜700℃の温度下にてAr雰囲気中で
熱処理し、固相成長させる。
この状態でn型のドーパントと°なるPH,ガス雰囲気
中でエキシマレーザ9を照射することにより、n型ポリ
シリコン受光層2の電極直下にあたる部分4に不純物を
添加した。この時使用するガスはPF、、PCfL□F
、PCl、F、等のガスでもよい。
その結果n型ポリシリコン受光層2の電極直下にあたる
n型高濃度不純物層4の不純物濃度は4X10″’cm
−”となった。その時のn型高濃度不純物層の分布を第
3図に示す。同様に、p型のドーパントとなるB、H,
ガス雰囲気中でエキシマレーザ9を照射することにより
、p型ポリシリコンBSF層3の電極直下にあたる部分
5に不純物を添加した。この時使用するガスは、 B (CH=) s、BF、、BcL等のガスでもよい
その結果p型ポリシリコンBSF層3の電極直下にあた
るp型高濃度不純物層5の不純物濃度は2X 10■c
m−’となった。その時のp型高濃度不純物層の分布を
第4図に示す。
この時使用したレーザ種は、XeC文エキシマレーザ(
波長308nm)であり°、エネルギー密度はLJ/c
m’&L、各々のドーパント分圧を200torrと設
定し、100Hz、Q、1秒間照射した。
そして、第2図(d)において、受光面A文電極6と裏
面Al電極7とを形成した後、受光面側に反射防止膜8
を形成し、素子化し、第1図に示す装置を形成した。
本発明の一実施例と従来例との接触抵抗及び太陽電池特
性の比較を表2に示す。
〈発明の効果〉 本発明によれば電極直下部分のポリシリコン層に高濃度
の不純物を添加することにより、電極とポリシリコン層
との接触抵抗が低減し、曲線因子の良好な変換効率の高
い太陽電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
す略断面図、第3図及び第4図は本発明の一実施例の構
造のうち、電極の直下部分のポリシリコン層に形成され
た高濃度の不純物層の分布を示した光電変換装置の斜視
図、第5図は従来例の構造を示す略断面図である。 ト・・p型シリコン基板、2・・・n型ポリシリコン受
光面層、3・・・p型ポリシリコンBSF層、4・・・
n型ポリシリコン高濃度不純物層、5・・・n型ポリシ
リコン高濃度不純物層、6・・・受光面電極、7・・裏
面電極、8・・・反射防止膜 代理人 弁理士 梅1)勝(他2名) 第1図 (7b1槓 / q3図 02図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板の表面に受光面層として該半導体基板と
    逆導電型の第1のポリシリコン層を設けるとともに、上
    記半導体基板の裏面には裏面電界層として該半導体基板
    と同一導電型の第2のポリシリコン層を設けた裏面電界
    構造の光電変換装置において、 上記第1及び第2のポリシリコン層表面に形成した電極
    の直下部分のそれぞれのポリシリコン層に、該ポリシリ
    コン層と同一導電型の高濃度の不純物を添加したことを
    特徴とする光電変換装置。
JP2150835A 1990-06-07 1990-06-07 光電変換装置 Pending JPH0444276A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5537149A (en) * 1992-04-22 1996-07-16 Victor Company Of Japan, Ltd. Display device
ES2149126A1 (es) * 1999-01-11 2000-10-16 Univ Pais Vasco Procedimiento para la fabricacion de celulas solares de silicio con estructura de campo retrodifusor, bajo espesor de base y metalizacion serigrafica.
JP2005203622A (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Kyocera Corp 光電変換装置、金属ペーストおよびそれを用いた光電変換装置の製造方法

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JP4518806B2 (ja) * 2004-01-16 2010-08-04 京セラ株式会社 光電変換装置およびその製造方法

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