JPH0722632A - 多結晶シリコン太陽電池とその製造方法 - Google Patents
多結晶シリコン太陽電池とその製造方法Info
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- JPH0722632A JPH0722632A JP5152030A JP15203093A JPH0722632A JP H0722632 A JPH0722632 A JP H0722632A JP 5152030 A JP5152030 A JP 5152030A JP 15203093 A JP15203093 A JP 15203093A JP H0722632 A JPH0722632 A JP H0722632A
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- JP
- Japan
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- uneven surface
- solar cell
- electrode
- tips
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- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 鋸刃状断面を有する凹凸面の，凹部はＶ字断
面形状を有したまま凸部先端部のみを滑らかにする。ま
た，この方法として，基板表面に耐酸性レジストを被覆
し，Ｖ字溝の凸部先端のレジストを除去した後，化学エ
ッチングを行う。 【効果】 受光面電極形成時の印刷安定性が増したた
め，副電極の断線が低減され，曲線因子が改善される。
面形状を有したまま凸部先端部のみを滑らかにする。ま
た，この方法として，基板表面に耐酸性レジストを被覆
し，Ｖ字溝の凸部先端のレジストを除去した後，化学エ
ッチングを行う。 【効果】 受光面電極形成時の印刷安定性が増したた
め，副電極の断線が低減され，曲線因子が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，太陽電池に関するもの
であり，特に多結晶シリコン基板を用いた太陽電池の，
表面反射率低減を目的として受光面に施されるＶ字溝の
断面形状とその加工方法に関する。
であり，特に多結晶シリコン基板を用いた太陽電池の，
表面反射率低減を目的として受光面に施されるＶ字溝の
断面形状とその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】結晶系シリコン太陽電池では，受光面で
の太陽光線の反射損失を低減するために，受光面側の基
板表面にＶ字断面を有する微細な凹凸を形成している。
単結晶シリコン基板を用いた場合，アルコールを含む水
酸化ナトリウム及び水酸化カリウム水溶液を用いてテク
スチャエッチングすることにより，基板表面に高さ数μ
ｍ程度のピラミッドを多数形成している。このテクスチ
ャエッチングは，シリコン結晶の面方位に対するエッチ
ング速度の違いを利用したものであるため，単結晶シリ
コン基板のように面方位が揃っている場合には基板表面
全体に均一な低反射面が形成できる。
の太陽光線の反射損失を低減するために，受光面側の基
板表面にＶ字断面を有する微細な凹凸を形成している。
単結晶シリコン基板を用いた場合，アルコールを含む水
酸化ナトリウム及び水酸化カリウム水溶液を用いてテク
スチャエッチングすることにより，基板表面に高さ数μ
ｍ程度のピラミッドを多数形成している。このテクスチ
ャエッチングは，シリコン結晶の面方位に対するエッチ
ング速度の違いを利用したものであるため，単結晶シリ
コン基板のように面方位が揃っている場合には基板表面
全体に均一な低反射面が形成できる。
【０００３】しかし，多結晶シリコン基板のように面方
位が揃っていない場合には，基板表面全体に均一な低反
射面は形成できない。そこで，基板の結晶構造に依存せ
ず受光面の表面反射率を低減するために，半導体素子の
チップ切断に用いられるダイシング装置を用いて，先端
の形状が方形のダイアモンドブレードにより，受光面側
に深さ５０〜１００μｍの直線上の溝を平行に多数本形
成し，その後，化学エッチング処理を行い溝の断面形状
をＶ字に近付ける方法がある。（例えば，特開平３−０
７１６７７）。さらに表面反射率を低減するためには，
溝の断面形状をよりＶ字に近付けることが望ましく，最
近，これを実現するために先端形状がＶ字のブレードを
用いて基板表面加工を行い，完全なＶ字断面を有する溝
が形成できることが報告されている。
位が揃っていない場合には，基板表面全体に均一な低反
射面は形成できない。そこで，基板の結晶構造に依存せ
ず受光面の表面反射率を低減するために，半導体素子の
チップ切断に用いられるダイシング装置を用いて，先端
の形状が方形のダイアモンドブレードにより，受光面側
に深さ５０〜１００μｍの直線上の溝を平行に多数本形
成し，その後，化学エッチング処理を行い溝の断面形状
をＶ字に近付ける方法がある。（例えば，特開平３−０
７１６７７）。さらに表面反射率を低減するためには，
溝の断面形状をよりＶ字に近付けることが望ましく，最
近，これを実現するために先端形状がＶ字のブレードを
用いて基板表面加工を行い，完全なＶ字断面を有する溝
が形成できることが報告されている。
【０００４】このようにして加工された多結晶シリコン
基板表面に，ＰＮ接合，反射防止膜及び受光面電極を形
成して太陽電池が完成する。この受光面電極形成には，
工程が簡単で製造コストの低減につながる金属ペースト
を用いたスクリーン印刷法が広く使われている。受光面
電極形状は一般に魚骨形が用いられており，幅１〜２ｍ
ｍ程度の主電極と幅５０〜２００μｍ程度の副電極より
なり，図１に示すように副電極を溝と直交する方向に形
成している。これは，このように形成することにより，
発生する電流が最短距離で副電極に収集されるので，接
合層の直列抵抗が小さくなり，曲線因子が改善されるか
らである。
基板表面に，ＰＮ接合，反射防止膜及び受光面電極を形
成して太陽電池が完成する。この受光面電極形成には，
工程が簡単で製造コストの低減につながる金属ペースト
を用いたスクリーン印刷法が広く使われている。受光面
電極形状は一般に魚骨形が用いられており，幅１〜２ｍ
ｍ程度の主電極と幅５０〜２００μｍ程度の副電極より
なり，図１に示すように副電極を溝と直交する方向に形
成している。これは，このように形成することにより，
発生する電流が最短距離で副電極に収集されるので，接
合層の直列抵抗が小さくなり，曲線因子が改善されるか
らである。
【０００５】また，受光面電極の副電極を，間隔を狭く
高密度に形成し，かつ，電極占有率を増加させないよう
微細に形成することにより，太陽電池特性が改善される
ことが知られている。最近，テクスチャ基板表面上には
最小副電極幅が５０μｍ，ピッチ２.５ｍｍの高密度微
細電極がスクリーン印刷により実現されている。
高密度に形成し，かつ，電極占有率を増加させないよう
微細に形成することにより，太陽電池特性が改善される
ことが知られている。最近，テクスチャ基板表面上には
最小副電極幅が５０μｍ，ピッチ２.５ｍｍの高密度微
細電極がスクリーン印刷により実現されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし，鋸刃状断面を
有する凹凸面に受光面電極を印刷する場合，５０〜１０
０μｍの凹凸上に副電極を溝と直行する方向に印刷する
ため，溝部に金属ペーストが集まってしまい，凸部はペ
ーストが十分に付かず，特に副電極を微細に印刷する場
合に断線が生じ易い。この副電極が多数断線することに
より，曲線因子が低下してしまい，太陽電池の変換効率
を低下させる欠点がある。
有する凹凸面に受光面電極を印刷する場合，５０〜１０
０μｍの凹凸上に副電極を溝と直行する方向に印刷する
ため，溝部に金属ペーストが集まってしまい，凸部はペ
ーストが十分に付かず，特に副電極を微細に印刷する場
合に断線が生じ易い。この副電極が多数断線することに
より，曲線因子が低下してしまい，太陽電池の変換効率
を低下させる欠点がある。
【０００７】本発明は，基板表面にＶ字断面形状の溝を
平行に多数本形成して設けられた断面鋸刃状の凹凸面を
有する多結晶シリコン太陽電池において，スクリーン印
刷法を用いて受光面電極を形成するときに，印刷安定性
を高めるＶ字断面形状とした太陽電池を提供することを
目的とする。
平行に多数本形成して設けられた断面鋸刃状の凹凸面を
有する多結晶シリコン太陽電池において，スクリーン印
刷法を用いて受光面電極を形成するときに，印刷安定性
を高めるＶ字断面形状とした太陽電池を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の多結晶太陽電池
では，第一導電型の多結晶基板の片面に，深さ５０〜１
００μｍのＶ字断面形状の溝を平行に多数本形成して設
けられた断面鋸刃状の凹凸面を有し，該凹凸面に第二導
電型の不純物層が形成され，該凹凸面上に金属ペースト
を用いたスクリーン印刷法により魚骨形の受光面電極の
副電極がＶ字溝と直交方向に形成されている太陽電池に
おいて，上記凹凸面の凹部の形状は上記Ｖ字断面を有
し，凸部の先端のみが滑らかな形状にされている。表面
反射率を低減するために，このときのＶ字溝の先端角度
は４０〜７０度が適当である。また，凸部の先端の形状
は，表面反射率が大きくならず，かつ，スクリーン印刷
法により金属ペーストが十分に付着する程度に滑らかに
されているのが良い。また，上記凹凸面に第二導電型の
不純物層を形成した後，この上にパッシベーション膜及
び反射防止膜を必要に応じて形成できる。
では，第一導電型の多結晶基板の片面に，深さ５０〜１
００μｍのＶ字断面形状の溝を平行に多数本形成して設
けられた断面鋸刃状の凹凸面を有し，該凹凸面に第二導
電型の不純物層が形成され，該凹凸面上に金属ペースト
を用いたスクリーン印刷法により魚骨形の受光面電極の
副電極がＶ字溝と直交方向に形成されている太陽電池に
おいて，上記凹凸面の凹部の形状は上記Ｖ字断面を有
し，凸部の先端のみが滑らかな形状にされている。表面
反射率を低減するために，このときのＶ字溝の先端角度
は４０〜７０度が適当である。また，凸部の先端の形状
は，表面反射率が大きくならず，かつ，スクリーン印刷
法により金属ペーストが十分に付着する程度に滑らかに
されているのが良い。また，上記凹凸面に第二導電型の
不純物層を形成した後，この上にパッシベーション膜及
び反射防止膜を必要に応じて形成できる。
【０００９】上記形状を得る方法として，耐酸性のレジ
ストを用いて凹凸面を覆い，次いで凸部先端のレジスト
を除去し，化学エッチング処理を行って先端部のみを滑
らかにする。このとき，凸部の先端を数μｍエッチング
して，滑らかにするのが良い。エッチング液としては，
硝酸とフッ酸の混合液，あるいはこれに酢酸を加えたも
の，フッ酸の代わりにフッ化アンモニウムを用いたもの
などが使用できる。
ストを用いて凹凸面を覆い，次いで凸部先端のレジスト
を除去し，化学エッチング処理を行って先端部のみを滑
らかにする。このとき，凸部の先端を数μｍエッチング
して，滑らかにするのが良い。エッチング液としては，
硝酸とフッ酸の混合液，あるいはこれに酢酸を加えたも
の，フッ酸の代わりにフッ化アンモニウムを用いたもの
などが使用できる。
【００１０】
【作用】鋸刃状断面を有する凹凸面の凸部先端のみを滑
らかな形状にすることにより，凸部に金属ペーストが付
き易くなる。
らかな形状にすることにより，凸部に金属ペーストが付
き易くなる。
【００１１】また，上記凹凸面は深さ５０〜１００μｍ
の直線状のＶ字断面を有する溝により形成されており，
化学エッチングした場合，凹凸面の凸部をエッチングす
ると同時に凹部もエッチングされるので，Ｖ字溝の角度
が大きくなってしまい，結果として表面反射率が増加し
てしまう。しかし，凹凸面の凹部を耐酸性レジストで保
護することにより，化学エッチング後もＶ字溝の凹部は
鋭角が保たれ，表面反射率が大きく増加することがな
い。
の直線状のＶ字断面を有する溝により形成されており，
化学エッチングした場合，凹凸面の凸部をエッチングす
ると同時に凹部もエッチングされるので，Ｖ字溝の角度
が大きくなってしまい，結果として表面反射率が増加し
てしまう。しかし，凹凸面の凹部を耐酸性レジストで保
護することにより，化学エッチング後もＶ字溝の凹部は
鋭角が保たれ，表面反射率が大きく増加することがな
い。
【００１２】
【実施例】以下図面と共に本発明の実施例を示す。
【００１３】図２Ａに示すように，キャスト法により作
製された厚さ約３００μｍのＰ型で１Ω・ｃｍの比抵抗
値を有する多結晶シリコン基板１を用意する。続いてダ
イシング装置を用いて，先端角５５度のダイアモンドブ
レードにより，Ｖ字断面を有する溝を多数本形成し，高
さ７０μｍ，凸部の頂点と頂点の間隔が７０μｍの鋸刃
状断面を有する凹凸面を形成する。次に切削時に生じた
歪部を除去するために，硝酸とフッ酸を体積比３対１の
割合で混合した溶液を用いて，２０秒間エッチングし
て，図２Ｂに示す鋸刃状断面を有する凹凸面２を得る。
フォトレジスト（東京応化工業製：ＯＦＰＲ−８００）
を上記凹凸面に回転塗布後，温風循環乾燥機中９０℃で
３０分プリベークを行う。次に，凸部の先端を露光，現
像し，凸部先端を横幅約１０μｍ露出させ，温風循環式
乾燥機中１４０℃で３０分ポストベークを行う。続い
て，硝酸，フッ酸及び酢酸を体積比２０対１対２で混合
した溶液を用いて８分間エッチングし，アセトンでフォ
トレジストを除去する。この結果，凸部の先端部が約５
μｍエッチングされ，図２Ｄに示すような凸部だけが滑
らかになった断面形状が得られる。次に，図２Ｅに示す
ようにオキシ塩化リンを不純物源として約９００℃で深
さ０.２〜０.３μｍのＮ+層４を形成し，表面安定化の
為にドライ酸化法によりＳｉＯ2パッシベーション膜５
と常圧ＣＶＤ法でＴｉＯ2反射防止膜６を順次積層し，
アルミペーストの印刷，焼成により裏面電極７とＰ+層
８を形成する。最後にスクリーン印刷法にて，副電極が
Ｖ字溝と直行して配置するように銀ペーストを印刷，焼
成して，多結晶シリコン太陽電池とした。このとき，受
光面電極パターンは最小細線電極幅５０μｍ，ピッチ
２.５ｍｍのものを用いた。表１は，本実施例で作製し
た太陽電池の電流電圧特性と，従来例として鋸刃状断面
の凸部先端を滑らかにせずに作製した太陽電池の電流電
圧特性を示している。
製された厚さ約３００μｍのＰ型で１Ω・ｃｍの比抵抗
値を有する多結晶シリコン基板１を用意する。続いてダ
イシング装置を用いて，先端角５５度のダイアモンドブ
レードにより，Ｖ字断面を有する溝を多数本形成し，高
さ７０μｍ，凸部の頂点と頂点の間隔が７０μｍの鋸刃
状断面を有する凹凸面を形成する。次に切削時に生じた
歪部を除去するために，硝酸とフッ酸を体積比３対１の
割合で混合した溶液を用いて，２０秒間エッチングし
て，図２Ｂに示す鋸刃状断面を有する凹凸面２を得る。
フォトレジスト（東京応化工業製：ＯＦＰＲ−８００）
を上記凹凸面に回転塗布後，温風循環乾燥機中９０℃で
３０分プリベークを行う。次に，凸部の先端を露光，現
像し，凸部先端を横幅約１０μｍ露出させ，温風循環式
乾燥機中１４０℃で３０分ポストベークを行う。続い
て，硝酸，フッ酸及び酢酸を体積比２０対１対２で混合
した溶液を用いて８分間エッチングし，アセトンでフォ
トレジストを除去する。この結果，凸部の先端部が約５
μｍエッチングされ，図２Ｄに示すような凸部だけが滑
らかになった断面形状が得られる。次に，図２Ｅに示す
ようにオキシ塩化リンを不純物源として約９００℃で深
さ０.２〜０.３μｍのＮ+層４を形成し，表面安定化の
為にドライ酸化法によりＳｉＯ2パッシベーション膜５
と常圧ＣＶＤ法でＴｉＯ2反射防止膜６を順次積層し，
アルミペーストの印刷，焼成により裏面電極７とＰ+層
８を形成する。最後にスクリーン印刷法にて，副電極が
Ｖ字溝と直行して配置するように銀ペーストを印刷，焼
成して，多結晶シリコン太陽電池とした。このとき，受
光面電極パターンは最小細線電極幅５０μｍ，ピッチ
２.５ｍｍのものを用いた。表１は，本実施例で作製し
た太陽電池の電流電圧特性と，従来例として鋸刃状断面
の凸部先端を滑らかにせずに作製した太陽電池の電流電
圧特性を示している。
【００１４】
【表１】
【００１５】本発明の方法で作製した太陽電池の特性
は，従来例と比較して受光面電極の断線減少したため，
曲線因子が向上し，変換効率が絶対値で０.８％改善し
た。
は，従来例と比較して受光面電極の断線減少したため，
曲線因子が向上し，変換効率が絶対値で０.８％改善し
た。
【００１６】
【発明の効果】本発明の多結晶太陽電池は，鋸刃状断面
の凹凸面の凸部先端のみが滑らかな形状にされている。
したがって，金属ペーストを用いたスクリーン印刷法に
より，Ｖ字溝と直交方向に受光面電極の微細な副電極を
形成する場合，上記凹凸面の凸部で生じ易かった断線が
低減され，この結果，曲線因子の増加が図られ，太陽電
池特性が改善された。
の凹凸面の凸部先端のみが滑らかな形状にされている。
したがって，金属ペーストを用いたスクリーン印刷法に
より，Ｖ字溝と直交方向に受光面電極の微細な副電極を
形成する場合，上記凹凸面の凸部で生じ易かった断線が
低減され，この結果，曲線因子の増加が図られ，太陽電
池特性が改善された。
【００１７】また本発明の方法により，上記凹凸面の凸
部先端以外を耐酸性のレジストで保護し，化学エッチン
グを行うので，Ｖ字溝の凹部の形状は保たれる。したが
って，表面反射率が大きく増加することがないので，短
絡電流が減少して太陽電池の変換効率を低下させること
はない。
部先端以外を耐酸性のレジストで保護し，化学エッチン
グを行うので，Ｖ字溝の凹部の形状は保たれる。したが
って，表面反射率が大きく増加することがないので，短
絡電流が減少して太陽電池の変換効率を低下させること
はない。
【図１】本発明実施例の太陽電池の工程説明図である。
【図２】従来の太陽電池の外観図である。
１ 多結晶シリコン基板 ２ 鋸刃状断面を有する凹凸面 ３ レジスト ４ Ｎ+層 ５ ＳｉＯ2パッシベーション膜 ６ ＴｉＯ2反射防止膜 ７ 裏面電極 ８ Ｐ+層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 利根川 正 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 西田 誠 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 第一導電型の多結晶シリコン基板の片面
に，深さ５０〜１００μｍのＶ字断面形状の溝を平行に
多数本形成して設けられた断面鋸刃状の凹凸面を有し，
該凹凸面に第二導電型の不純物層が形成され，該凹凸面
上に金属ペーストを用いたスクリーン印刷法により魚骨
形の受光面電極の副電極がＶ字溝と直交方向に形成され
ている太陽電池において，上記凹凸の凹部は上記Ｖ字断
面を有し，凸部の先端は滑らかな形状を有することを特
徴とする多結晶太陽電池。 - 【請求項２】 上記凹凸面を耐酸性のレジストで被覆
し，凸部の先端部から該レジスト除去し，凸部の先端部
に化学エッチング処理を行う工程とからなる請求項１記
載の多結晶太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152030A JPH0722632A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 多結晶シリコン太陽電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152030A JPH0722632A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 多結晶シリコン太陽電池とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722632A true JPH0722632A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15531531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5152030A Pending JPH0722632A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 多結晶シリコン太陽電池とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722632A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416740B1 (ko) * | 1997-02-17 | 2004-05-17 | 삼성전자주식회사 | 후면 부분소결형 실리콘 태양전지의 제조방법 |
| KR100446591B1 (ko) * | 1997-02-17 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | 태양전지용실리콘박막및그제조방법 |
| WO2010098624A3 (ko) * | 2009-02-26 | 2010-11-11 | 주식회사 티지솔라 | 요철부가 형성된 기판 및 이를 이용한 태양전지의 제조방법 |
| KR20120080583A (ko) * | 2009-08-25 | 2012-07-17 | 쉬티흐틴크 에네르지온데르조크 센트룸 네델란드 | 태양 전지 및 이의 제조방법 |
| EP2122690A4 (en) * | 2007-02-15 | 2013-08-21 | Massachusetts Inst Technology | SOLAR CELLS WITH STRUCTURED SURFACES |
| JP2018107468A (ja) * | 2012-10-23 | 2018-07-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP5152030A patent/JPH0722632A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416740B1 (ko) * | 1997-02-17 | 2004-05-17 | 삼성전자주식회사 | 후면 부분소결형 실리콘 태양전지의 제조방법 |
| KR100446591B1 (ko) * | 1997-02-17 | 2005-05-16 | 삼성전자주식회사 | 태양전지용실리콘박막및그제조방법 |
| EP2122690A4 (en) * | 2007-02-15 | 2013-08-21 | Massachusetts Inst Technology | SOLAR CELLS WITH STRUCTURED SURFACES |
| KR101484737B1 (ko) * | 2007-02-15 | 2015-01-22 | 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 텍스쳐 표면을 갖는 태양 전지 |
| WO2010098624A3 (ko) * | 2009-02-26 | 2010-11-11 | 주식회사 티지솔라 | 요철부가 형성된 기판 및 이를 이용한 태양전지의 제조방법 |
| KR20120080583A (ko) * | 2009-08-25 | 2012-07-17 | 쉬티흐틴크 에네르지온데르조크 센트룸 네델란드 | 태양 전지 및 이의 제조방법 |
| JP2018107468A (ja) * | 2012-10-23 | 2018-07-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池 |
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