JPH08274356A - 太陽電池素子 - Google Patents

太陽電池素子

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JPH08274356A
JPH08274356A JP7071961A JP7196195A JPH08274356A JP H08274356 A JPH08274356 A JP H08274356A JP 7071961 A JP7071961 A JP 7071961A JP 7196195 A JP7196195 A JP 7196195A JP H08274356 A JPH08274356 A JP H08274356A
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JP
Japan
Prior art keywords
back surface
semiconductor substrate
solar cell
layer
cell element
Prior art date
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Pending
Application number
JP7071961A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Fukui
健次 福井
Michihiro Takayama
道寛 高山
Katsuhiko Shirasawa
勝彦 白沢
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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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】 (修正有) 【構成】 半導体基板内に半導体接合部を設け、この半
導体基板の表面側に表面電極を設けると共に、裏面側に
裏面電界層と裏面電極を設けた太陽電池素子であって、
上記裏面電極をくし歯状若しくは格子状に形成すると共
に、裏面電界層を上記裏面電極に対応する形状にした。 【効果】 半導体基板の裏面側の一部に裏面電界層3を
形成すると、製造工程中に半導体基板のソリなどが発生
しなくなり、半導体基板に亀裂が発生したり、搬送工程
で搬送具に収納できないなどの不具合がなくなる。ま
た、半導体基板の裏面電界層上にしか裏面電極5を設け
ないことから、この裏面電極は厚膜手法で形成でき、太
陽電池素子を低コストに製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池素子の改良に関
し、特に単結晶半導体基板や多結晶半導体基板を用いた
太陽電池素子の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の太陽電池素子の構造を図4に示
す。図4において、11は例えばp型の半導体基板、1
2は半導体基板11中に形成されたn層、13は裏面電
界層、14は表面電極、15は裏面電極である。p型半
導体基板11とn層12で半導体接合部が形成され、こ
の半導体接合部に光が照射されると裏面電極15側から
表面電極14側に電流が流れる。
【0003】また、半導体基板11の裏面側には、アル
ミニウムなどのp型の半導体不純物を多量に含有する裏
面電界層13が設けてある。このように、半導体基板1
1の裏面側に裏面電界層13を設けると、裏面電極15
部分における少数キャリアの再結合が減少し、太陽電池
としての効率が向上する。すなわち、このような裏面電
界層13を設けない太陽電池素子では、裏面電極15は
オーム性接触であるから、接触部における表面再結合速
度は無限大であり、半導体基板11の裏面近傍で発生し
た少数キャリアは光電流に寄与するまでに裏面電極15
の方へ拡散してここで再結合するが、図4に示すよう
に、半導体基板1の裏面側に裏面電界層13を設ける
と、p層11とp+ 層13のキャリア濃度の違いによっ
て伝導帯の底にポテンシャルの跳びが存在するようにな
り、少数キャリアである電子はp+ 層に入り込めないか
らである。
【0004】このような太陽電池素子は、p型の半導体
不純物を含む半導体基板11にリンなどのn型の半導体
不純物を拡散してn層12を形成した後、半導体基板1
1の裏面側の全面にアルミニウムペーストを塗布して約
800℃で焼き付けることにより、アルミニウムを裏面
側に拡散して裏面電界層13を形成し、最後に厚膜手法
や薄膜手法で表面電極14および裏面電極15を形成す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
太陽電池素子では、半導体基板11の裏面側に裏面電界
層13を形成する場合に、半導体基板11の裏面側の全
面にアルミニウムペーストを印刷して焼付けることか
ら、半導体基板11とアルミニウムの熱膨張係数の相違
に起因して、半導体基板11にソリが発生するという問
題があった。半導体基板11にソリが発生すると、半導
体基板11中に亀裂が発生して少数キャリアの再結合中
心になったり、製造工程で搬送容器への収納ができなく
なるという問題を誘発する。このようなソリは半導体基
板11の厚みが薄い場合や半導体基板11が大面積の場
合に顕著に現れる。
【0006】また、裏面電界層13を形成する場合に、
アルミニウムペーストを焼き付けるのに代えて、アルミ
ニウムを薄膜手法で蒸着させて熱処理したり、BBr3
を拡散源としてボロン(B)を拡散させたり、p型不純
物を含有する非晶質若しくは微結晶状のシリコン層を半
導体基板11の裏面側に形成する方法も提案されている
が、いずれも太陽電池素子の高コスト化を招来するとい
う問題があった。
【0007】さらに、図5に示すように、半導体基板2
1の裏面側にp+ 領域23を部分的に形成すると共に、
電気絶縁性の酸化膜26を形成し、この酸化膜26上の
略全面に裏面電極25を形成することにより、半導体基
板21の裏面側における表面再結合を減らすことも提案
されている(M.A.Green, "23.5% EFFICIENCY AND OTHER
RECENT IMPROVEMENTS IN SILICON SOLAR CELL AND MOD
ULE PERFORMANCE", 12TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR
ENERGY CONFERENCE, pp776-779 )。なお、図5におい
て、22はn層、24は表面電極である。ところが、こ
の従来の太陽電池素子では、半導体基板21の裏面側に
酸化膜26を形成して、さらにこの酸化膜26上に、裏
面電極25を形成することから、この裏面電極25は真
空蒸着法などの薄膜手法で形成しなければならず、太陽
電池素子が高コストになるという問題があった。
【0008】
【発明の目的】本発明に係る太陽電池素子は、このよう
な従来技術の問題点に鑑みて発明されたものであり、製
造工程中における半導体基板のソリを解消すると共に、
高コスト化を解消した太陽電池素子を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る太陽電池素子は、半導体基板内に半導
体接合部を設け、この半導体基板の表面側に表面電極を
設けると共に、裏面側に裏面電界層と裏面電極を設けた
太陽電池素子において、前記裏面電極をくし歯状若しく
は格子状に形成すると共に、前記裏面電界層を前記裏面
電極に対応する形状にしたことを特徴とする。
【0010】
【作用】上記のように、半導体基板の裏面側の一部に裏
面電界層を形成すると、製造工程中に半導体基板にソリ
などが発生しなくなり、半導体基板に亀裂が発生した
り、搬送工程で搬送具に収納できないなどの不具合を解
消できる。また、半導体基板の裏面電界層上にしか裏面
電極を設けないことから、この裏面電極は厚膜手法で形
成でき、太陽電池素子が低コストになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。図1は、本発明に係る太陽電池素子の一
実施例を示す断面図であり、1はp型半導体不純物を含
有する半導体基板、2はp型半導体基板1の裏面側に形
成されたn型の半導体不純物を含有する層、3はp型半
導体基板1の裏面側に形成されたp型の半導体不純物を
多量に含有する裏面電界層、4は表面電極、5は裏面電
極、6は反射防止膜である。
【0012】半導体基板1は単結晶シリコン基板や多結
晶シリコン基板などから成り、引き上げ法や鋳造法など
で形成され、0.3〜0.4mm程度の厚みで10〜1
5cm角程度に切り出したものである。この半導体基板
1は、ボロンなどのp型の半導体不純物を1×1016
1×1017atoms /cm3 程度含有し、1〜3Ωcm程
度の抵抗を有する。半導体基板1の表面側には、リン
(P)などのn型の不純物を表面濃度で1×1019〜1
×1020atoms /cm3 程度含有するn層2が0.3〜
0.5μm程度の厚みに形成されている。n層2とp型
半導体基板1のp層で光電流を発生する半導体接合が形
成される。
【0013】また、半導体基板1の裏面側には、p型の
半導体不純物を多量に含有する裏面電界層3が部分的に
形成されている。この裏面電界層3は、裏面近くで光生
成されるキャリアを内部電場で有効に収集するために形
成するものである。この裏面電界層3は、図2に示すよ
うに、半導体基板1を裏面側から見た場合は、くし歯状
若しくは格子状の形状となっている。このように、半導
体基板1の裏面側に形成される裏面電界層3の領域を少
なくすると、全面に裏面電界層がある場合に比べてキャ
リアの表面再結合が少なくなり、高効率な太陽電池素子
を得ることができる。
【0014】この裏面電界層3の輪郭形状にそって裏面
電極5が形成されている。すなわち、裏面電極5もしく
はくし歯状若しくは格子状に形成される。この裏面電極
5は例えばアルミニウム(Al)や銀(Ag)などから
成る。また、半導体基板1の裏面側の裏面電極5が存在
しない部分には、50Å以上の膜厚を有する酸化シリコ
ン膜(SiO2 )や窒化シリコン膜(SiNx )などか
ら成るパシベーション膜(不図示)を設けてもよい。こ
の場合、半導体基板1の裏面電極5が存在しない部分
は、p型の不純物を低濃度にしか含有しないことから、
高濃度に含有する場合に比べて優れたパシベーション効
果が得られ、高効率な太陽電池素子となる。
【0015】また、半導体基板1の表面側には、反射防
止膜6が略全面に形成され、この反射防止膜6上には、
例えば銀(Ag)などから成る表面電極4が形成されて
いる。この表面電極4は、裏面電極5と必ずしも同一で
はないが、くし歯状もしくは格子状に形成されている。
【0016】次に、上記太陽電池素子の製造方法を図3
に基づいて説明する。まず、同図(a)に示すように、
p型の半導体不純物を含有する半導体基板1の表面をフ
ッ酸と硝酸の混合比率が1:9の混酸で、5分間エッチ
ングした後、水洗を行う。
【0017】次に、同図(b)に示すように、拡散炉中
で、オキシ塩化リン(POCl3)を拡散源として、9
00℃の温度で気相反応によりリン(P)を拡散して、
半導体基板1の表面側にn層2を形成する。上述のよう
に、リンの表面濃度は1×1019〜1020atoms/
cm3 になるような時間、具体的には30分間程度拡散
する。
【0018】この拡散後、同図(c)に示すように、半
導体基板1の受光面側にエッチングレジストを塗布し
て、フッ酸と硝酸の混合比率が1:9の混酸でエッチン
グすることにより、表面側のn層2のみを残して裏面と
側面のn層2を除去する。このエッチングレジストを有
機溶剤で除去した後に純水で洗浄する。
【0019】この後、同図(d)に示すように、半導体
基板1の表面に窒化シリコン(SiNX )から成る反射
防止膜6をプラズマCVD法で250℃程度の基板温度
で堆積する。堆積に使用するガス及びその量はシラン
(SiH4 )40cc/min、アンモニア(NH3
1000cc/minで、厚みは800Å程度である。
なお、この反射防止膜6を形成する前に、半導体基板1
の表面パシベーションのために、半導体基板1の表面及
び/又は裏面に50Å以上の酸化シリコン膜(Si
2 )若しくは窒化シリコン膜(SiNx )を形成して
もよい。
【0020】このように堆積を行った反射防止膜6に、
同図(e)に示すように、電極を形成するために電極パ
ターンに相当する部分の反射防止膜6を除去する目的
で、電極パターンの逆パターンを形づくるようにエッチ
ングレジストを塗布した後、フッ酸と純水の1:3の混
合液で露出した反射防止膜6の部分6aをエッチングし
て除去する。反射防止膜6をパターン抜きした後にエッ
チングレジストを有機溶剤で除去する。
【0021】この後、同図(f)に示すように、半導体
基板1の裏面側にアルミニウム(Al)ペースト7を塗
布して焼成することにより、p+ 層3を形成する。この
場合、アルミニウムペーストは、20μm程度の厚みに
スクリーン印刷法などで塗布されるが、このアルミニウ
ムペーストは、半導体基板1の裏面側全面に塗布される
ものではなく、くし歯状若しくは格子状に塗布されるこ
とから、アルミニウムペーストを焼き付けても、半導体
基板1にソリを生じることは殆どない。
【0022】次に、同図(g)に示すように、半導体基
板1の表面及び裏面に銀(Ag)ペーストを塗布して焼
成することにより、表面電極4および裏面電極5を形成
する。この場合、先に反射防止膜6のパターン抜きを行
った部分に銀ペーストが印刷されるようにスクリーン印
刷法で印刷する。なお、表面電極4および裏面電極5を
保護するために、この表面電極4および裏面電極5の上
に半田被覆層(不図示)を形成してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池素
子によれば、半導体基板の裏面側にくし歯状若しくは格
子状に裏面電界層を形成することから、製造工程中に基
板のソリなどが発生しなくなり、半導体基板に亀裂が発
生したり、搬送容器に納まらないなどの不具合を解消で
きる。
【0024】また、半導体基板の裏面電界層上にしか裏
面電極を設けないことから、この裏面電極は厚膜手法で
形成でき、太陽電池素子が低コストになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る太陽電池素子の一実施例を示す断
面図である。
【図2】本発明に係る太陽電池素子を裏面側から見た図
である。
【図3】本発明に係る太陽電池素子の製造方法を示す工
程図である。
【図4】従来の太陽電池素子を示す図である。
【図5】従来の他の太陽電池素子を示す図である。
【符号の説明】
1・・・半導体基板、2・・・n層、3・・・裏面電界
層、4・・・表面電極、5・・・裏面電極、6・・・反
射防止膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板内に半導体接合部を設け、こ
    の半導体基板の表面側に表面電極を設けると共に、裏面
    側に裏面電界層と裏面電極を設けた太陽電池素子におい
    て、前記裏面電極をくし歯状若しくは格子状に形成する
    と共に、前記裏面電界層を前記裏面電極に対応する形状
    にしたことを特徴とする太陽電池素子。
JP7071961A 1995-03-29 1995-03-29 太陽電池素子 Pending JPH08274356A (ja)

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JP7071961A JPH08274356A (ja) 1995-03-29 1995-03-29 太陽電池素子

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009096539A1 (ja) 2008-01-30 2009-08-06 Kyocera Corporation 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法
WO2012053079A1 (ja) * 2010-10-20 2012-04-26 三菱電機株式会社 光起電力装置およびその製造方法
US8178778B2 (en) 2005-03-24 2012-05-15 Kyocera Corporation Photovoltaic conversion element and manufacturing method therefor, and photovoltaic conversion module using same
US8455754B2 (en) 2006-10-27 2013-06-04 Kyocera Corporation Solar cell element manufacturing method and solar cell element
JP2017028278A (ja) * 2015-07-15 2017-02-02 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及び太陽電池モジュール
JP2017509153A (ja) * 2014-03-26 2017-03-30 サンパワー コーポレイション 太陽電池の受光面のパッシベーション

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8178778B2 (en) 2005-03-24 2012-05-15 Kyocera Corporation Photovoltaic conversion element and manufacturing method therefor, and photovoltaic conversion module using same
US8455754B2 (en) 2006-10-27 2013-06-04 Kyocera Corporation Solar cell element manufacturing method and solar cell element
WO2009096539A1 (ja) 2008-01-30 2009-08-06 Kyocera Corporation 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法
WO2012053079A1 (ja) * 2010-10-20 2012-04-26 三菱電機株式会社 光起電力装置およびその製造方法
CN103155161A (zh) * 2010-10-20 2013-06-12 三菱电机株式会社 光伏装置及其制造方法
JP2017509153A (ja) * 2014-03-26 2017-03-30 サンパワー コーポレイション 太陽電池の受光面のパッシベーション
JP2017028278A (ja) * 2015-07-15 2017-02-02 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及び太陽電池モジュール
US10714642B2 (en) 2015-07-15 2020-07-14 Lg Electronics Inc. Solar cell and solar cell module

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