JPH05299672A - 太陽電池素子 - Google Patents
太陽電池素子Info
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- JPH05299672A JPH05299672A JP4096602A JP9660292A JPH05299672A JP H05299672 A JPH05299672 A JP H05299672A JP 4096602 A JP4096602 A JP 4096602A JP 9660292 A JP9660292 A JP 9660292A JP H05299672 A JPH05299672 A JP H05299672A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電変換効率の向上及び製造コストの低減を
図ることにある。 【構成】 ｐ型の第２層１４の両側にｎ型の第１層１３
及び複数個のｎ型の第３層１５を有し、第１層１３表面
から第２層１４に達するｎ型の第４層１６及び第３層１
５表面から第２層１４に達するｐ型の第５層１７を設
け、更に第４層１６にコンタクトする第１の主電極及び
第３層１５並びに第５層１７にコンタクトする第２の主
電極を設けて、第１層１３側を受光面としている。 【効果】 ｐｎ接合が分離されているため光電変換効率
の向上が図れ、かつスクリ−ン印刷によって主電極が形
成できるので製造コストの低減が可能となる。
図ることにある。 【構成】 ｐ型の第２層１４の両側にｎ型の第１層１３
及び複数個のｎ型の第３層１５を有し、第１層１３表面
から第２層１４に達するｎ型の第４層１６及び第３層１
５表面から第２層１４に達するｐ型の第５層１７を設
け、更に第４層１６にコンタクトする第１の主電極及び
第３層１５並びに第５層１７にコンタクトする第２の主
電極を設けて、第１層１３側を受光面としている。 【効果】 ｐｎ接合が分離されているため光電変換効率
の向上が図れ、かつスクリ−ン印刷によって主電極が形
成できるので製造コストの低減が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基体を使用する
太陽電池素子に関する。
太陽電池素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在まだ発電原価が高い太陽光発電が一
般電源として普及するためには、太陽電池の変換効率の
向上と製造コストの低減が必要である。最近、太陽電池
の変換効率の向上とその製造コストの低減が期待できる
裏面接触太陽電池素子及び粒状太陽電池が発表されてい
る。現在では、これら素子の製造原価低減の努力が進め
られており、第５回国際太陽電池科学技術会議（１９９
０年）、テクニカル ダイジェスト、第５０８頁にはス
クリ−ン印刷技術を用いる製法に適した裏面接触太陽電
池素子が論じられるようになっている。また、第２２回
IEEE太陽電池専門家国際会議（１９９１年）で低コスト
の粒状太陽電池素子が論じられるようになっている。
般電源として普及するためには、太陽電池の変換効率の
向上と製造コストの低減が必要である。最近、太陽電池
の変換効率の向上とその製造コストの低減が期待できる
裏面接触太陽電池素子及び粒状太陽電池が発表されてい
る。現在では、これら素子の製造原価低減の努力が進め
られており、第５回国際太陽電池科学技術会議（１９９
０年）、テクニカル ダイジェスト、第５０８頁にはス
クリ−ン印刷技術を用いる製法に適した裏面接触太陽電
池素子が論じられるようになっている。また、第２２回
IEEE太陽電池専門家国際会議（１９９１年）で低コスト
の粒状太陽電池素子が論じられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
太陽電池素子は、工程数が大幅に低減された簡易なプロ
セスにより製作できる素子構造となっているが、更に製
造コストの低減に関して不十分な点がある。即ち、一対
の主電極及びこれと接続された一対のｎ＋層とｐ＋層と
の接合分離に多くの工数を必要とする問題がある。
太陽電池素子は、工程数が大幅に低減された簡易なプロ
セスにより製作できる素子構造となっているが、更に製
造コストの低減に関して不十分な点がある。即ち、一対
の主電極及びこれと接続された一対のｎ＋層とｐ＋層と
の接合分離に多くの工数を必要とする問題がある。
【０００４】本発明の目的は、上記問題を解決し光電変
換効率の向上及び製造コストの低減を図ることにある。
換効率の向上及び製造コストの低減を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ｐ型シリコ
ン基板（またはｎ型シリコン基板）の主表面にｐｎ接合
を形成するn＋層(またはp＋層)が島状に接合分離され、
島状に接合分離されたn＋層(またはp＋層)の一方の一部
がn＋シリコン再成長層(またはp＋シリコン再成長層)で
貫通され、他方の一部が一方の導電型とは逆のp＋シリ
コン再成長層(またはn＋シリコン再成長層)で貫通さ
れ、島状に接合分離されたn＋層(またはp＋層)とn＋シ
リコン再成長層(またはp＋シリコン再成長層)とが一対
の主電極と接続された構成により達成される。
ン基板（またはｎ型シリコン基板）の主表面にｐｎ接合
を形成するn＋層(またはp＋層)が島状に接合分離され、
島状に接合分離されたn＋層(またはp＋層)の一方の一部
がn＋シリコン再成長層(またはp＋シリコン再成長層)で
貫通され、他方の一部が一方の導電型とは逆のp＋シリ
コン再成長層(またはn＋シリコン再成長層)で貫通さ
れ、島状に接合分離されたn＋層(またはp＋層)とn＋シ
リコン再成長層(またはp＋シリコン再成長層)とが一対
の主電極と接続された構成により達成される。
【０００６】n＋シリコン再成長層は金−アンチモンと
シリコンとの合金反応によって、p＋シリコン再成長層
はアルミニウムとシリコンとの合金反応によってそれぞ
れ形成された層である。この合金反応は、シリコン基板
表面に被覆されたシリコン酸化膜、酸化チタン膜、薄い
n＋層、薄いp＋層を貫通して、シリコン合金層及びシリ
コン再成長層を形成する。また、銀ペ−スト中に小さな
アルミニウム粒または小さな金アンチモン粒を混合した
ペ−ストとの合金反応においても同様である。一方、銀
ペ−スト中に小さなアルミニウム粒または小さな金アン
チモン粒を混ぜてシリコンと合金反応させた電極は、耐
アルカリエッチング性が良好である。また、シリコン酸
化膜、酸化チタン膜は耐アルカリエッチング性が良好で
ある。
シリコンとの合金反応によって、p＋シリコン再成長層
はアルミニウムとシリコンとの合金反応によってそれぞ
れ形成された層である。この合金反応は、シリコン基板
表面に被覆されたシリコン酸化膜、酸化チタン膜、薄い
n＋層、薄いp＋層を貫通して、シリコン合金層及びシリ
コン再成長層を形成する。また、銀ペ−スト中に小さな
アルミニウム粒または小さな金アンチモン粒を混合した
ペ−ストとの合金反応においても同様である。一方、銀
ペ−スト中に小さなアルミニウム粒または小さな金アン
チモン粒を混ぜてシリコンと合金反応させた電極は、耐
アルカリエッチング性が良好である。また、シリコン酸
化膜、酸化チタン膜は耐アルカリエッチング性が良好で
ある。
【０００７】これらのことから、ｐ型シリコン基板（ま
たはｎ型シリコン基板）の主表面にｐｎ接合を形成する
n＋層(またはp＋層)上に、一方の電極となる銀ペ−スト
中に小さなアルミニウム粒を混合したペ−ストと、他方
の電極となる銀ペ−スト中に小さな金アンチモン粒を混
合したペ−ストとを印刷し、焼成して合金反応した後、
アルカリエッチングによりｐ型シリコン基板（またはｎ
型シリコン基板）の主表面にｐｎ接合を形成するn＋層
(またはp＋層)を除去し、更にシリコンを除去すること
により上記目的が達成される。
たはｎ型シリコン基板）の主表面にｐｎ接合を形成する
n＋層(またはp＋層)上に、一方の電極となる銀ペ−スト
中に小さなアルミニウム粒を混合したペ−ストと、他方
の電極となる銀ペ−スト中に小さな金アンチモン粒を混
合したペ−ストとを印刷し、焼成して合金反応した後、
アルカリエッチングによりｐ型シリコン基板（またはｎ
型シリコン基板）の主表面にｐｎ接合を形成するn＋層
(またはp＋層)を除去し、更にシリコンを除去すること
により上記目的が達成される。
【０００８】
【作用】シリコン太陽電池では、太陽光によって生成し
た電子及び正孔の電荷はｐｎ接合によって分離され、ｐ
型領域には正孔が溜りｎ型領域には電子が溜り、この電
荷二重層により起電力を発生する。
た電子及び正孔の電荷はｐｎ接合によって分離され、ｐ
型領域には正孔が溜りｎ型領域には電子が溜り、この電
荷二重層により起電力を発生する。
【０００９】上記構成により、ｐ型シリコン及びp＋シ
リコン再成長層には正孔が溜り、n＋層及びn＋シリコン
再成長層には電子が溜り、この電荷二重層により起電力
を発生する。この起電力によって、ｐ型シリコン及びp
＋シリコン再成長層に溜った正孔はp＋シリコン再成長
層と接するn＋層にはリ−クするが、ｎ＋層の上に電極
材ペ−ストを印刷し、アルカリエッチングを行うことに
より、n＋層はｐ型シリコンとは島状にｐｎ接合分離さ
れているため一対の他方のn＋層にはリ−クすることな
く一対の一方の主電極に引き出される。n＋層及びn＋シ
リコン再成長層に溜った電子は同様にリ−クすることな
く一対の他方の主電極に引き出される。
リコン再成長層には正孔が溜り、n＋層及びn＋シリコン
再成長層には電子が溜り、この電荷二重層により起電力
を発生する。この起電力によって、ｐ型シリコン及びp
＋シリコン再成長層に溜った正孔はp＋シリコン再成長
層と接するn＋層にはリ−クするが、ｎ＋層の上に電極
材ペ−ストを印刷し、アルカリエッチングを行うことに
より、n＋層はｐ型シリコンとは島状にｐｎ接合分離さ
れているため一対の他方のn＋層にはリ−クすることな
く一対の一方の主電極に引き出される。n＋層及びn＋シ
リコン再成長層に溜った電子は同様にリ−クすることな
く一対の他方の主電極に引き出される。
【００１０】このようにして光電変換効率が向上し、ｐ
ｎ接合分離の為の製造コストが低減される。
ｎ接合分離の為の製造コストが低減される。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
【００１２】図１は本発明太陽電池素子の一実施例を示
す概略断面図である。本図において、１は受光面となる
第１の主表面１１及び裏面となる凹凸面の第２の主表面
１２を持つ半導体基板で、第１の主表面１１に隣接する
ｎ型導電性の第１の層１３、第１の層１３及び第２の主
表面１２の凹面部に隣接し第１の層１３より低不純物濃
度を有するｐ型導電性の第２の層１４、第２の層１４及
び第２の主表面１２の凸面部に隣接し第２の層１４より
高不純物濃度を有するｎ型導電性の第３の層１５、第１
の主表面１１の選ばれた複数個の個所から第１の層１３
を貫通して第２の層１４まで延びる第２の層１４より高
不純物濃度を有するｎ型導電性の第４の層１６、第２の
主表面１２の凸面部の選ばれた複数個の個所から第３の
層１５を貫通して第２の層１４まで延びる第２の層１４
より高不純物濃度を有するｐ型導電性の第５の層１７か
らなっている。２は第１の主表面１１上に酸化チタンで
形成された光反射防止膜、３は光反射防止膜２を貫通し
て第４の層１６内に延びる金シリコン合金の第１の部分
３１及び光反射防止膜２の選ばれた個所上に形成され第
１の部分３１に接触する金アンチモン粒を混合した銀ペ
−ストの第２の部分３２からなる第１の主電極、４は第
２の主表面１２の凸面部から第５の層１７内に延びるア
ルミニウムシリコン合金の第１の部分４１及び第２の主
表面１２の凸面部上に形成され第１の部分４１に接触す
るアルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの第２の部分４
２からなる第２の主電極である。
す概略断面図である。本図において、１は受光面となる
第１の主表面１１及び裏面となる凹凸面の第２の主表面
１２を持つ半導体基板で、第１の主表面１１に隣接する
ｎ型導電性の第１の層１３、第１の層１３及び第２の主
表面１２の凹面部に隣接し第１の層１３より低不純物濃
度を有するｐ型導電性の第２の層１４、第２の層１４及
び第２の主表面１２の凸面部に隣接し第２の層１４より
高不純物濃度を有するｎ型導電性の第３の層１５、第１
の主表面１１の選ばれた複数個の個所から第１の層１３
を貫通して第２の層１４まで延びる第２の層１４より高
不純物濃度を有するｎ型導電性の第４の層１６、第２の
主表面１２の凸面部の選ばれた複数個の個所から第３の
層１５を貫通して第２の層１４まで延びる第２の層１４
より高不純物濃度を有するｐ型導電性の第５の層１７か
らなっている。２は第１の主表面１１上に酸化チタンで
形成された光反射防止膜、３は光反射防止膜２を貫通し
て第４の層１６内に延びる金シリコン合金の第１の部分
３１及び光反射防止膜２の選ばれた個所上に形成され第
１の部分３１に接触する金アンチモン粒を混合した銀ペ
−ストの第２の部分３２からなる第１の主電極、４は第
２の主表面１２の凸面部から第５の層１７内に延びるア
ルミニウムシリコン合金の第１の部分４１及び第２の主
表面１２の凸面部上に形成され第１の部分４１に接触す
るアルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの第２の部分４
２からなる第２の主電極である。
【００１３】次にかかる構成の太陽電池素子の製造方法
を説明する。
を説明する。
【００１４】図２は製造工程を示すフローチヤートであ
る。
る。
【００１５】まず、ｐ型で比抵抗１Ωｃｍ、厚さ２２０
μｍのシリコン基板を準備し、この表面をＫＯＨを数％
含むアルカリエッチング液で約２０μｍエッチング処理
して加工歪層を除去すると共にテクスチュア面にする。
エッチング処理したシリコン基板の両面にオキシ塩化燐
（ＰＯＣｌ3）拡散を８５０℃で３０分行い、深さ約
０．５μｍのｎ＋層を形成する。次に受光面となる面に
常圧ＣＶＤ法で厚さ約５００Åの酸化チタン膜を形成す
る。また、裏面となる面に形成されたｎ＋層の上に、粒
径１０数μｍのアルミニウム粒を銀ペ−ストに重量比９
７％銀−重量比３％アルミニウム粒の割合で混合したも
のを印刷し、７５０℃で１分間焼成して、ｐ＋層、第２
の主電極の第１の部分及び第２の部分を形成する。次に
酸化チタン膜の上に重量比９３％金−重量比１％アンチ
モン−重量比６％シリコンから粒径１０数μｍの合金粒
を、銀ペ−ストに重量比９７％銀−重量比３％合金粒の
割合で混合したものを印刷し、７５０℃で１分間焼成し
て、第１の主電極の第１の部分及び第２の部分を形成す
る。最後に、ＫＯＨを数％含むアルカリエッチング液で
約２μｍエッチングして、両面のｎ＋層を島状にメサ型
にｐｎ分離する。
μｍのシリコン基板を準備し、この表面をＫＯＨを数％
含むアルカリエッチング液で約２０μｍエッチング処理
して加工歪層を除去すると共にテクスチュア面にする。
エッチング処理したシリコン基板の両面にオキシ塩化燐
（ＰＯＣｌ3）拡散を８５０℃で３０分行い、深さ約
０．５μｍのｎ＋層を形成する。次に受光面となる面に
常圧ＣＶＤ法で厚さ約５００Åの酸化チタン膜を形成す
る。また、裏面となる面に形成されたｎ＋層の上に、粒
径１０数μｍのアルミニウム粒を銀ペ−ストに重量比９
７％銀−重量比３％アルミニウム粒の割合で混合したも
のを印刷し、７５０℃で１分間焼成して、ｐ＋層、第２
の主電極の第１の部分及び第２の部分を形成する。次に
酸化チタン膜の上に重量比９３％金−重量比１％アンチ
モン−重量比６％シリコンから粒径１０数μｍの合金粒
を、銀ペ−ストに重量比９７％銀−重量比３％合金粒の
割合で混合したものを印刷し、７５０℃で１分間焼成し
て、第１の主電極の第１の部分及び第２の部分を形成す
る。最後に、ＫＯＨを数％含むアルカリエッチング液で
約２μｍエッチングして、両面のｎ＋層を島状にメサ型
にｐｎ分離する。
【００１６】このようにして製作した太陽電池素子は、
製造歩留まりも高く、高い光電変換効率を示した。
製造歩留まりも高く、高い光電変換効率を示した。
【００１７】図３は図１の太陽電池素子の他の実施例を
示す概略断面図で、図１の実施例とは導電型が逆となっ
ている点で相違している。
示す概略断面図で、図１の実施例とは導電型が逆となっ
ている点で相違している。
【００１８】本図において、半導体基板１は、第１の主
表面１１に隣接するｐ型導電性の第１の層１３１、第１
の層１３１及び第２の主表面１２の凹面部に隣接し第１
の層１３１より低不純物濃度を有するｎ型導電性の第２
の層１４１、第２の層１４１及び第２の主表面１２の凸
面部に隣接し第２の層１４１より高不純物濃度を有する
ｐ型導電性の第３の層１５１、第１の主表面１１の選ば
れた複数個の個所から第１の層１３１を貫通して第２の
層１４１まで延びる第２の層１４１より高不純物濃度を
有するｐ型導電性の第４の層１６１、第２の主表面１２
の凸面部の選ばれた複数個の個所から第３の層１５１を
貫通して第２の層１４１まで延びる第２の層１４１より
高不純物濃度を有するｎ型導電性の第５の層１７１から
なっている。３は光反射防止膜２を貫通して第４の層１
６１内に延びるアルミニウムシリコン合金の第１の部分
３１及び光反射防止膜２の選ばれた個所上に形成され第
１の部分３１に接触するアルミニウム粒を混合した銀ペ
−ストの第２の部分３２からなる第１の主電極、４は第
２の主表面１２の凸面部から第５の層１７１内に延びる
金シリコン合金の第１の部分４１及び第２の主表面１２
の凸面部上に形成され第１の部分４１に接触する金アン
チモン粒を混合した銀ペ−ストの第２の部分４２からな
る第２の主電極である。第４の層１６１及び第５の層１
７１はそれぞれ再成長層である。
表面１１に隣接するｐ型導電性の第１の層１３１、第１
の層１３１及び第２の主表面１２の凹面部に隣接し第１
の層１３１より低不純物濃度を有するｎ型導電性の第２
の層１４１、第２の層１４１及び第２の主表面１２の凸
面部に隣接し第２の層１４１より高不純物濃度を有する
ｐ型導電性の第３の層１５１、第１の主表面１１の選ば
れた複数個の個所から第１の層１３１を貫通して第２の
層１４１まで延びる第２の層１４１より高不純物濃度を
有するｐ型導電性の第４の層１６１、第２の主表面１２
の凸面部の選ばれた複数個の個所から第３の層１５１を
貫通して第２の層１４１まで延びる第２の層１４１より
高不純物濃度を有するｎ型導電性の第５の層１７１から
なっている。３は光反射防止膜２を貫通して第４の層１
６１内に延びるアルミニウムシリコン合金の第１の部分
３１及び光反射防止膜２の選ばれた個所上に形成され第
１の部分３１に接触するアルミニウム粒を混合した銀ペ
−ストの第２の部分３２からなる第１の主電極、４は第
２の主表面１２の凸面部から第５の層１７１内に延びる
金シリコン合金の第１の部分４１及び第２の主表面１２
の凸面部上に形成され第１の部分４１に接触する金アン
チモン粒を混合した銀ペ−ストの第２の部分４２からな
る第２の主電極である。第４の層１６１及び第５の層１
７１はそれぞれ再成長層である。
【００１９】図４は図３の太陽電池素子の製造工程を示
すフローチヤートである。
すフローチヤートである。
【００２０】製造に際しては、まずｎ型で比抵抗１Ωｃ
ｍ、厚さ２２０μｍのシリコン基板を準備し、この表面
をＫＯＨを数％含むアルカリエッチング液で約２０μｍ
エッチング処理して加工歪層を除去すると共にテクスチ
ュア面にする。エッチング処理したシリコン基板の両面
に三臭化ボロン（ＢＢｒ3）拡散を９００℃で３０分行
い、深さ約０．５μｍのｐ＋層を形成する。この時生成
したボロンガラスは弗酸で除去する。次に受光面となる
面に常圧ＣＶＤ法で厚さ約５００Åの酸化チタン膜を形
成する。また、裏面となる面に形成されたｐ＋層の上
に、重量比９３％金−重量比１％アンチモン−重量比６
％シリコンから粒径１０数μｍの合金粒を、銀ペ−スト
に重量比９７％銀−重量比３％合金粒の割合で混合した
ものを印刷し、７５０℃で１分間焼成して、ｎ＋層、第
２の主電極の第１の部分及び第２の部分を形成する。次
に酸化チタン膜の上に粒径１０数μｍのアルミニウム粒
を銀ペ−ストに重量比９７％銀−重量比３％アルミニウ
ム粒の割合で混合したものを印刷し、７５０℃で１分間
焼成して、ｐ＋層、第１の主電極の第１の部分及び第２
の部分を形成する。最後に、ＫＯＨを数％含むアルカリ
エッチング液で約２μｍエッチングして、両面のｐ＋層
を島状にメサ型にｐｎ分離する。
ｍ、厚さ２２０μｍのシリコン基板を準備し、この表面
をＫＯＨを数％含むアルカリエッチング液で約２０μｍ
エッチング処理して加工歪層を除去すると共にテクスチ
ュア面にする。エッチング処理したシリコン基板の両面
に三臭化ボロン（ＢＢｒ3）拡散を９００℃で３０分行
い、深さ約０．５μｍのｐ＋層を形成する。この時生成
したボロンガラスは弗酸で除去する。次に受光面となる
面に常圧ＣＶＤ法で厚さ約５００Åの酸化チタン膜を形
成する。また、裏面となる面に形成されたｐ＋層の上
に、重量比９３％金−重量比１％アンチモン−重量比６
％シリコンから粒径１０数μｍの合金粒を、銀ペ−スト
に重量比９７％銀−重量比３％合金粒の割合で混合した
ものを印刷し、７５０℃で１分間焼成して、ｎ＋層、第
２の主電極の第１の部分及び第２の部分を形成する。次
に酸化チタン膜の上に粒径１０数μｍのアルミニウム粒
を銀ペ−ストに重量比９７％銀−重量比３％アルミニウ
ム粒の割合で混合したものを印刷し、７５０℃で１分間
焼成して、ｐ＋層、第１の主電極の第１の部分及び第２
の部分を形成する。最後に、ＫＯＨを数％含むアルカリ
エッチング液で約２μｍエッチングして、両面のｐ＋層
を島状にメサ型にｐｎ分離する。
【００２１】このようにして製作した太陽電池素子は、
製造歩留まりも高く、高い光電変換効率を示した。
製造歩留まりも高く、高い光電変換効率を示した。
【００２２】図５は本発明太陽電池素子の他の実施例を
示す概略断面図で、図１の実施例とは、裏面となる第２
の主表面１２の第５の層１７の間の凸面部において表面
から第３の層１５を貫通して第２の層１４まで延びる第
２の層１４より高不純物濃度を有するｎ型導電性の第６
の層１８を設け、第２の主表面１２の凸面部から第６の
層１８内に延びる金シリコン合金の第１の部分５１及び
第２の主表面１２の凸面部上に形成され第１の部分５１
に接触する金アンチモン粒を混合した銀ペ−ストの第２
の部分５２からなる第３の主電極５を形成した点にあ
る。第３の主電極５は第１の主電極３と同電位にして使
用される。
示す概略断面図で、図１の実施例とは、裏面となる第２
の主表面１２の第５の層１７の間の凸面部において表面
から第３の層１５を貫通して第２の層１４まで延びる第
２の層１４より高不純物濃度を有するｎ型導電性の第６
の層１８を設け、第２の主表面１２の凸面部から第６の
層１８内に延びる金シリコン合金の第１の部分５１及び
第２の主表面１２の凸面部上に形成され第１の部分５１
に接触する金アンチモン粒を混合した銀ペ−ストの第２
の部分５２からなる第３の主電極５を形成した点にあ
る。第３の主電極５は第１の主電極３と同電位にして使
用される。
【００２３】図６は図５の太陽電池素子の製造工程を示
すフローチヤートである。
すフローチヤートである。
【００２４】図２のフローチヤートで裏面にアルミニウ
ム粒を混合した銀ペ−ストを印刷した後、金アンチモン
粒を混合した銀ペ−ストをアルミニウム粒を混合した銀
ペ−ストから離して印刷する工程を追加した点が図２と
相違している。
ム粒を混合した銀ペ−ストを印刷した後、金アンチモン
粒を混合した銀ペ−ストをアルミニウム粒を混合した銀
ペ−ストから離して印刷する工程を追加した点が図２と
相違している。
【００２５】この太陽電池素子は裏面に設けられた第３
の主電極５からも電力が取り出せるため、光電変換効率
を更に向上できる。
の主電極５からも電力が取り出せるため、光電変換効率
を更に向上できる。
【００２６】図７は図５の太陽電池素子の他の実施例を
示す概略断面図で、図３の実施例とは、裏面となる第２
の主表面１２の第５の層１７１の間の凸面部において表
面から第３の層１５１を貫通して第２の層１４１まで延
びる第２の層１４１より高不純物濃度を有するｐ型導電
性の第６の層１８１を設け、第２の主表面１２の凸面部
から第６の層１８１内に延びるアルミニウムシリコン合
金の第１の部分５１及び第２の主表面１２の凸面部上に
形成され第１の部分５１に接触するアルミニウム粒を混
合した銀ペ−ストの第２の部分５２からなる第３の主電
極５を形成した点にある。第３の主電極５は第１の主電
極３と同電位にして使用される。
示す概略断面図で、図３の実施例とは、裏面となる第２
の主表面１２の第５の層１７１の間の凸面部において表
面から第３の層１５１を貫通して第２の層１４１まで延
びる第２の層１４１より高不純物濃度を有するｐ型導電
性の第６の層１８１を設け、第２の主表面１２の凸面部
から第６の層１８１内に延びるアルミニウムシリコン合
金の第１の部分５１及び第２の主表面１２の凸面部上に
形成され第１の部分５１に接触するアルミニウム粒を混
合した銀ペ−ストの第２の部分５２からなる第３の主電
極５を形成した点にある。第３の主電極５は第１の主電
極３と同電位にして使用される。
【００２７】図８は図７の太陽電池素子の製造工程を示
すフローチヤートである。
すフローチヤートである。
【００２８】図４のフローチヤートで裏面に金アンチモ
ン粒を混合した銀ペ−ストを印刷した後、アルミニウム
粒を混合した銀ペ−ストを金アンチモン粒を混合した銀
ペ−ストから離して印刷する工程を追加した点が図４と
相違している。
ン粒を混合した銀ペ−ストを印刷した後、アルミニウム
粒を混合した銀ペ−ストを金アンチモン粒を混合した銀
ペ−ストから離して印刷する工程を追加した点が図４と
相違している。
【００２９】この太陽電池素子は裏面に設けられた第３
の主電極５からも電力が取り出せるため、光電変換効率
を更に向上できる。
の主電極５からも電力が取り出せるため、光電変換効率
を更に向上できる。
【００３０】図９は本発明の太陽電池素子の更に他の実
施例を示す概略断面図で、図５の実施例とは第４の層１
６及び第１の主電極３を除去して第１の主表面１１全面
が受光面となるようにした点で相違している。
施例を示す概略断面図で、図５の実施例とは第４の層１
６及び第１の主電極３を除去して第１の主表面１１全面
が受光面となるようにした点で相違している。
【００３１】図１０は図９の太陽電池素子の製造工程を
示すフローチヤートである。
示すフローチヤートである。
【００３２】図６のフローチヤートにおいて受光面に金
アンチモン粒を混合した銀ペ−ストを印刷する工程を除
去した点に特徴がある。
アンチモン粒を混合した銀ペ−ストを印刷する工程を除
去した点に特徴がある。
【００３３】この太陽電池素子は、受光面に太陽光の遮
蔽物が存在しないため、図５の実施例に比較して光電変
換効率を更に向上できる。
蔽物が存在しないため、図５の実施例に比較して光電変
換効率を更に向上できる。
【００３４】図１１は本発明の太陽電池素子の他の実施
例を示す概略断面図で、図７の実施例とは第４の層１６
１及び第１の主電極３を除去して第１の主表面１１全面
が受光面となるようにした点で相違している。
例を示す概略断面図で、図７の実施例とは第４の層１６
１及び第１の主電極３を除去して第１の主表面１１全面
が受光面となるようにした点で相違している。
【００３５】図１２は図１１の太陽電池素子の製造工程
を示すフローチヤートである。
を示すフローチヤートである。
【００３６】図７のフローチヤートにおいて受光面にア
ルミニウム粒を混合した銀ペ−ストを印刷する工程を除
去した点に特徴がある。
ルミニウム粒を混合した銀ペ−ストを印刷する工程を除
去した点に特徴がある。
【００３７】この太陽電池素子は、受光面に太陽光の遮
蔽物が存在しないため、図５の実施例に比較して光電変
換効率を更に向上できる。
蔽物が存在しないため、図５の実施例に比較して光電変
換効率を更に向上できる。
【００３８】図１３は本発明の太陽電池素子の更に他の
実施例を示す概略断面図で、この実施例の特徴は支持基
板上に多数個の太陽電池球を併設した点に特徴がある。
本図において、２０はセラミックスからなる支持基板、
２１は太陽電池球、２２及び２３は太陽電池球２１を支
持基板２０に接着する太陽電池球２１の一対の電極であ
る。太陽電池球２１は、全体として球状をなすｐ型の基
体２１１、基体２１１の支持基板２０に対向する表面部
分に離れて形成した２個のｎ＋層２１２、一方のｎ＋層
２１２表面から基体２１１まで延びるｎ＋層２１３、他
方のｎ＋層２１２表面から基体２１１まで延びるｐ＋層
２１４、基体２１１の支持基板２０に対向する側とは反
対側の表面に形成した酸化チタン膜２４からなってい
る。一方の電極２２は隣接する太陽電池球２１のｎ＋層
２１３内に延びる金シリコン合金の第１の部分２２１、
及びｎ＋層２１２、ｎ＋層２１３上に形成され第１の部
分２２１に接触する金アンチモン粒を混合した銀ペ−ス
トの第２の部分２２２とからなり、他方の電極２３は隣
接する太陽電池球２１のｐ＋層２１４内に延びるアルミ
ニウムシリコン合金の第１の部分２３１、及びｎ＋層２
１２、ｐ＋層２１４上に形成され第１の部分２３１に接
触するアルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの第２の部
分２３２からなっている。
実施例を示す概略断面図で、この実施例の特徴は支持基
板上に多数個の太陽電池球を併設した点に特徴がある。
本図において、２０はセラミックスからなる支持基板、
２１は太陽電池球、２２及び２３は太陽電池球２１を支
持基板２０に接着する太陽電池球２１の一対の電極であ
る。太陽電池球２１は、全体として球状をなすｐ型の基
体２１１、基体２１１の支持基板２０に対向する表面部
分に離れて形成した２個のｎ＋層２１２、一方のｎ＋層
２１２表面から基体２１１まで延びるｎ＋層２１３、他
方のｎ＋層２１２表面から基体２１１まで延びるｐ＋層
２１４、基体２１１の支持基板２０に対向する側とは反
対側の表面に形成した酸化チタン膜２４からなってい
る。一方の電極２２は隣接する太陽電池球２１のｎ＋層
２１３内に延びる金シリコン合金の第１の部分２２１、
及びｎ＋層２１２、ｎ＋層２１３上に形成され第１の部
分２２１に接触する金アンチモン粒を混合した銀ペ−ス
トの第２の部分２２２とからなり、他方の電極２３は隣
接する太陽電池球２１のｐ＋層２１４内に延びるアルミ
ニウムシリコン合金の第１の部分２３１、及びｎ＋層２
１２、ｐ＋層２１４上に形成され第１の部分２３１に接
触するアルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの第２の部
分２３２からなっている。
【００３９】図１４は図１３の太陽電池素子の製造工程
を示すフローチヤートである。
を示すフローチヤートである。
【００４０】図１０のフローチヤートにおいて、ｐ型シ
リコン基板をｐ型シリコン球（粒）に替え、テクスチュ
アエッチングを止め、燐拡散を行い、これを予め金アン
チモン粒を混合した銀ペ−スト及びアルミニウム粒を混
合した銀ペ−ストを印刷した支持基板２０上に散布して
接着した後、焼成する工程を具備している。シリコン基
板に比較してシリコン球（粒）は原理的に低価格のた
め、上述の実施例に比較して製造コストの低減が図れ
る。
リコン基板をｐ型シリコン球（粒）に替え、テクスチュ
アエッチングを止め、燐拡散を行い、これを予め金アン
チモン粒を混合した銀ペ−スト及びアルミニウム粒を混
合した銀ペ−ストを印刷した支持基板２０上に散布して
接着した後、焼成する工程を具備している。シリコン基
板に比較してシリコン球（粒）は原理的に低価格のた
め、上述の実施例に比較して製造コストの低減が図れ
る。
【００４１】図１５は図１３の太陽電池素子の他の実施
例を示す概略断面図で、図１３とは導電型を逆にした点
で相違している。
例を示す概略断面図で、図１３とは導電型を逆にした点
で相違している。
【００４２】本図において、太陽電池球２５は、全体と
して球状をなすｎ型の基体２５１、基体２５１の支持基
板２０に対向する表面部分に離れて形成した２個のｐ＋
層２５２、一方のｐ＋層２５２表面から基体２５１まで
延びるｐ＋層２５３、他方のｐ＋層２５２表面から基体
２５１まで延びるｎ＋層２５４、基体２５１の支持基板
２０に対向する側とは反対側の表面に形成した酸化チタ
ン膜２４からなっている。一方の電極２６は隣接する太
陽電池球２５のｐ＋層２５３内に延びるアルミニウムシ
リコン合金の第１の部分２６１、及びｐ＋層２５２、ｐ
＋層２５３上に形成され第１の部分２６１に接触するア
ルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの第２の部分２６２
とからなり、他方の電極２７は隣接する太陽電池球２５
のｎ＋層２５４内に延びる金シリコン合金の第１の部分
２７１、及びｐ＋層２５２、ｐ＋層２５４上に形成され
第１の部分２７１に接触する金アンチモン粒を混合した
銀ペ−ストの第２の部分２７２からなっている。
して球状をなすｎ型の基体２５１、基体２５１の支持基
板２０に対向する表面部分に離れて形成した２個のｐ＋
層２５２、一方のｐ＋層２５２表面から基体２５１まで
延びるｐ＋層２５３、他方のｐ＋層２５２表面から基体
２５１まで延びるｎ＋層２５４、基体２５１の支持基板
２０に対向する側とは反対側の表面に形成した酸化チタ
ン膜２４からなっている。一方の電極２６は隣接する太
陽電池球２５のｐ＋層２５３内に延びるアルミニウムシ
リコン合金の第１の部分２６１、及びｐ＋層２５２、ｐ
＋層２５３上に形成され第１の部分２６１に接触するア
ルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの第２の部分２６２
とからなり、他方の電極２７は隣接する太陽電池球２５
のｎ＋層２５４内に延びる金シリコン合金の第１の部分
２７１、及びｐ＋層２５２、ｐ＋層２５４上に形成され
第１の部分２７１に接触する金アンチモン粒を混合した
銀ペ−ストの第２の部分２７２からなっている。
【００４３】図１６は図１５の太陽電池素子の製造工程
を示すフローチヤートである。
を示すフローチヤートである。
【００４４】図１４のフローチヤートとは出発の基体が
ｎ型であること及びボロン拡散の代わりに燐拡散を用い
る点で相違している。
ｎ型であること及びボロン拡散の代わりに燐拡散を用い
る点で相違している。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、スクリ−ン印刷技術及
びアルカリエッチングを用いることにより、高い歩留ま
りでｎ＋層とｐ層との接合分離ができ高い光電変換効率
が得られ、太陽電池素子の効率と経済性を向上させる効
果がある。
びアルカリエッチングを用いることにより、高い歩留ま
りでｎ＋層とｐ層との接合分離ができ高い光電変換効率
が得られ、太陽電池素子の効率と経済性を向上させる効
果がある。
【図１】本発明の太陽電池素子の一実施例を示す概略断
面図である。
面図である。
【図２】図１の太陽電池素子の製造方法の一例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】図１の太陽電池素子の他の実施例を示す概略断
面図である。
面図である。
【図４】図３の太陽電池素子の製造方法の一例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】本発明の太陽電池素子の他の実施例を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図６】図５の太陽電池素子の製造方法の一例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】図５の太陽電池素子の他の実施例を示す概略断
面図である。
面図である。
【図８】図７の太陽電池素子の製造方法の一例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】本発明の太陽電池素子の他の実施例を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図１０】図９の太陽電池素子の製造方法の一例を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１１】本発明の太陽電池素子の他の実施例を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図１２】図１１の太陽電池素子の製造方法の一例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１３】本発明太陽電池素子の他の実施例を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図１４】図１３の太陽電池素子の製造方法の一例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１５】図１３の太陽電池素子の他の実施例を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図１６】図１５の太陽電池素子の製造方法の一例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
１ 半導体基板 ２ 反射防止膜 ３ 第１の主電極 ４ 第２の主電極 ５ 第３の主電極 １１ 主表面 １２ 主表面 １３ ｎ型の第１の層 １４ ｐ型の第２の層 １５ ｎ型の第３の層 １６ ｎ型の第４の層 １７ ｐ型の第５の層 ３１ 第１の主電極の第１の部分 ３２ 第１の主電極の第２の部分 ４１ 第２の主電極の第１の部分 ４２ 第２の主電極の第１第２の部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 秀幸 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小俣 恭 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 内田 泰明 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 初見 君男 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 朝日 忠夫 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 ｐ型導電性のシリコン基板の受光面とな
る一方の主表面にメサ構造で島状に分離形成されたｎ＋
型導電性の第１のｎ＋層と、該第１のｎ＋層の上に形成
された光反射防止のための酸化チタン膜と、該酸化チタ
ン膜及び前記第１のｎ＋層を貫通して形成した金−シリ
コン合金の一対の主電極の一方の第１の主電極と、該一
方の第１の主電極と前記第１のｎ＋層とに接しｐ型シリ
コン基板とｐｎ接合で接するように形成したｎ＋型導電
性のシリコン再成長の第２のｎ＋層と、前記一方の第１
の主電極と接する金−アンチモン粒を混合した銀ペ−ス
トを焼成により形成した一方の第２の主電極と、前記一
方の主表面と反対側に位置する裏面となる他方の主表面
にメサ構造で島状に分離形成されたｎ＋型導電性の第３
のｎ＋層と、該第３のｎ＋層を貫通して形成したアルミ
ニウム−シリコン合金の一対の主電極の他方の第１の主
電極と、該他方の第１の主電極と第３のｎ＋層とに接し
ｐ型シリコン基板と接するように形成したｐ＋型導電性
のシリコン再成長の第１のｐ＋層と、前記第３のｎ＋層
及び他方の第１の主電極並びに第１のｐ＋層と接するア
ルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの焼成により形成し
た他方の第２の主電極とから構成されることを特徴とす
る太陽電池素子。 - 【請求項２】 ｎ型導電性のシリコン基板の受光面とな
る一方の主表面にメサ構造で島状に分離形成されたｐ＋
型導電性の第１のｐ＋層と、該第１のｐ＋層の上に形成
された光反射防止のための酸化チタン膜と、該酸化チタ
ン膜及び前記第１のｐ＋層を貫通して形成したアルミニ
ウム−シリコン合金の一対の主電極の一方の第１の主電
極と、該一方の第１の主電極と第１のｐ＋層とに接しｎ
型シリコン基板とｐｎ接合で接するように形成したｐ＋
型導電性のシリコン再成長の第２のｐ＋層と、前記一方
の第１の主電極と接するアルミニウム粒を混合した銀ペ
−ストを焼成により形成した一方の第２の主電極と、前
記一方の主表面と反対側に位置する裏面となる他方の主
表面にメサ構造で島状に分離形成されたｐ＋型導電性の
第３のｐ＋層と、該第３のｐ＋層を貫通して形成した金
−シリコン合金の一対の主電極の他方の第１の主電極
と、該他方の第１の主電極と第３のｐ＋層とに接しｎ型
シリコン基板と接するように形成したｎ＋型導電性のシ
リコン再成長の第１のｎ＋層と、前記第３のｐ＋層及び
他方の第１の主電極並びに第１のｎ＋層と接する金−ア
ンチモン粒を混合した銀ペ−ストの焼成により形成した
他方の第２の主電極とから構成されることを特徴とする
太陽電池素子。 - 【請求項３】 前記裏面となる他方の主表面にメサ構造
で島状に分離形成されたｎ＋型導電性の第３のｎ＋層を
貫通して形成した金−シリコン合金の一対の主電極の一
方の第１の主電極と、該一方の第１の主電極と前記第３
のｎ＋層とに接しｐ型シリコン基板とｐｎ接合で接する
ように形成したｎ＋型導電性のシリコン再成長の第２の
ｎ＋層と、前記一方の第１の主電極と接する金−アンチ
モン粒を混合した銀ペ−ストの焼成により形成した一方
の第２の主電極とを加えることにより構成されることを
特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子。 - 【請求項４】 前記裏面となる他方の主表面にメサ構造
で島状に分離形成されたｐ＋型導電性の第３のｐ＋層を
貫通して形成したアルミニウム−シリコン合金の一対の
主電極の一方の第１の主電極と、該一方の第１の主電極
と前記第３のｐ＋層とに接しｎ型シリコン基板とｐｎ接
合で接するように形成したｐ＋型導電性のシリコン再成
長の第２のｐ＋層と、前記一方の第１の主電極と接する
アルミニウム粒を混合した銀ペ−ストの焼成により形成
した一方の第２の主電極とを加えることにより構成され
ることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4096602A JPH06101570B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 太陽電池素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4096602A JPH06101570B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 太陽電池素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299672A true JPH05299672A (ja) | 1993-11-12 |
| JPH06101570B2 JPH06101570B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=14169428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4096602A Expired - Fee Related JPH06101570B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 太陽電池素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101570B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243230A (ja) * | 2007-06-26 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子 |
| JP6246982B1 (ja) * | 2016-10-25 | 2017-12-13 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
| WO2018078667A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP4096602A patent/JPH06101570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243230A (ja) * | 2007-06-26 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子 |
| JP4549367B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2010-09-22 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子 |
| JP6246982B1 (ja) * | 2016-10-25 | 2017-12-13 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
| WO2018078667A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
| WO2018078666A1 (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-03 | 信越化学工業株式会社 | 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101570B2 (ja) | 1994-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |