JPH09199742A - 電界効果型太陽電池 - Google Patents
電界効果型太陽電池Info
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- JPH09199742A JPH09199742A JP8007227A JP722796A JPH09199742A JP H09199742 A JPH09199742 A JP H09199742A JP 8007227 A JP8007227 A JP 8007227A JP 722796 A JP722796 A JP 722796A JP H09199742 A JPH09199742 A JP H09199742A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体接合の太陽電池において、光入射側と
反対側に絶縁膜を介した電圧印加用電極を有し、電圧印
加用電極下の絶縁膜にピンホールがないことを特徴とす
る。 【解決手段】 絶縁膜のピンホール防止のために、主に
用いられる絶縁膜であるシリコン酸化膜が、エッチング
時にピンホールを生じない構造とする。
反対側に絶縁膜を介した電圧印加用電極を有し、電圧印
加用電極下の絶縁膜にピンホールがないことを特徴とす
る。 【解決手段】 絶縁膜のピンホール防止のために、主に
用いられる絶縁膜であるシリコン酸化膜が、エッチング
時にピンホールを生じない構造とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池、特に単
結晶および多結晶シリコンを用いた電界効果型太陽電池
に関するものである。
結晶および多結晶シリコンを用いた電界効果型太陽電池
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】結晶シリコン太陽電池の光電変換効率の
向上には、一般に半導体中の不純物や欠陥の低減ととも
に、結晶表面におけるキャリヤの再結合低減が重要であ
る。表面再結合の低減のためには熱酸化を行ない、酸化
膜でパッシベーションすることが行われてきた。しか
し、太陽電池作製後の半導体表面は、ミッドギャップ付
近の低密度領域でも1×1010/eVcm2以上の界面
準位が存在する。このとき、太陽電池の特性は表面電位
にしたがって大きく変化することが知られている。例え
ば、第4回「高効率太陽電池」ワークショップ予稿集
(奈良、1994)の49頁から52頁に、大塚、上
松、蕨迫により報告されている。特に、表面にほとんど
電位が存在しない通常の動作状態で光電変換効率は大き
く低下し、正または負の電界を印加できれば光電変換効
率は大きく向上する。近年、この問題を解決するために
電界効果型太陽電池が提案されており、電圧印加によっ
て太陽電池特性の大幅な向上が示されている。例えば、
「太陽エネルギーと太陽電池」(Solar Energy and Sol
ar Cells)29(1993)、175−182に、A.G.
Aberle,S.Glunz and W.Wartaにより報告されている。し
かしながら、実際に電界効果型太陽電池を作製すると、
電界効果を与える電圧印加用電極が大面積であるため、
半導体基板に短絡する不良が多発し、製品として問題が
ない歩留まりを全く得られなかった。
向上には、一般に半導体中の不純物や欠陥の低減ととも
に、結晶表面におけるキャリヤの再結合低減が重要であ
る。表面再結合の低減のためには熱酸化を行ない、酸化
膜でパッシベーションすることが行われてきた。しか
し、太陽電池作製後の半導体表面は、ミッドギャップ付
近の低密度領域でも1×1010/eVcm2以上の界面
準位が存在する。このとき、太陽電池の特性は表面電位
にしたがって大きく変化することが知られている。例え
ば、第4回「高効率太陽電池」ワークショップ予稿集
(奈良、1994)の49頁から52頁に、大塚、上
松、蕨迫により報告されている。特に、表面にほとんど
電位が存在しない通常の動作状態で光電変換効率は大き
く低下し、正または負の電界を印加できれば光電変換効
率は大きく向上する。近年、この問題を解決するために
電界効果型太陽電池が提案されており、電圧印加によっ
て太陽電池特性の大幅な向上が示されている。例えば、
「太陽エネルギーと太陽電池」(Solar Energy and Sol
ar Cells)29(1993)、175−182に、A.G.
Aberle,S.Glunz and W.Wartaにより報告されている。し
かしながら、実際に電界効果型太陽電池を作製すると、
電界効果を与える電圧印加用電極が大面積であるため、
半導体基板に短絡する不良が多発し、製品として問題が
ない歩留まりを全く得られなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記半導体基板と電圧
印加用電極や他の電極との短絡の原因を明らかにすると
ともに、これらの原因を制御し製品としての歩留まりを
得ることが重要である。
印加用電極や他の電極との短絡の原因を明らかにすると
ともに、これらの原因を制御し製品としての歩留まりを
得ることが重要である。
【0004】本発明は、上記問題を解決し、製品の製造
上で問題がない電界効果型太陽電池を得ることを目的と
する。
上で問題がない電界効果型太陽電池を得ることを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第1の半導
体層と第2の半導体層からなる接合を有する太陽電池に
おいて、光入射側(表面側)および反対側(裏面側)の
両面または片面に、電流取り出し電極とは別に、絶縁性
薄膜を介して電圧印加用電極を有し、上記絶縁性薄膜
は、ピンホールの確率が100cm2に1個以下のレベ
ルにあることにより達成され、また、上記電圧印加用電
極が、ふっ酸により実質的にエッチングされない材料か
らなるか、または該材料により被覆されていることによ
り、さらに上記取り出し電極が、上記電圧印加用電極と
同一絶縁膜上にないことによって達成される。
体層と第2の半導体層からなる接合を有する太陽電池に
おいて、光入射側(表面側)および反対側(裏面側)の
両面または片面に、電流取り出し電極とは別に、絶縁性
薄膜を介して電圧印加用電極を有し、上記絶縁性薄膜
は、ピンホールの確率が100cm2に1個以下のレベ
ルにあることにより達成され、また、上記電圧印加用電
極が、ふっ酸により実質的にエッチングされない材料か
らなるか、または該材料により被覆されていることによ
り、さらに上記取り出し電極が、上記電圧印加用電極と
同一絶縁膜上にないことによって達成される。
【0006】さらに上記目的は、第1のシリコン半導体
層と第2のシリコン半導体層からなる接合を有する太陽
電池において、光入射側(表面側)とは反対側(裏面
側)の面に、裏面電極および電圧印加用電極を有し、上
記裏面電極と上記電圧印加用電極とが同一絶縁膜上にな
いことにより達成され、また、上記裏面電極が上記電圧
印加用電極と異なる種類の導電性材料からなることによ
り、また、上記裏面電極が基板に近い第1絶縁膜上に形
成され、上記電圧印加用電極が基板から遠い第2絶縁膜
上に形成されていることにより達成され、上記電圧印加
用電極が基板に近い第1絶縁膜上に形成され、上記裏面
電極が基板から遠い第2絶縁膜上に形成されていること
により、また、上記電圧印加用電極が膜厚方向に見て上
記裏面電極と実質的に重なり合う部分がないことによ
り、さらに、上記電圧印加用電極が上記裏面電極に部分
的に重なり合っており、その重なりは3μm以上で、電
圧印加用電極面積の10%以下であることにより達成さ
れる。
層と第2のシリコン半導体層からなる接合を有する太陽
電池において、光入射側(表面側)とは反対側(裏面
側)の面に、裏面電極および電圧印加用電極を有し、上
記裏面電極と上記電圧印加用電極とが同一絶縁膜上にな
いことにより達成され、また、上記裏面電極が上記電圧
印加用電極と異なる種類の導電性材料からなることによ
り、また、上記裏面電極が基板に近い第1絶縁膜上に形
成され、上記電圧印加用電極が基板から遠い第2絶縁膜
上に形成されていることにより達成され、上記電圧印加
用電極が基板に近い第1絶縁膜上に形成され、上記裏面
電極が基板から遠い第2絶縁膜上に形成されていること
により、また、上記電圧印加用電極が膜厚方向に見て上
記裏面電極と実質的に重なり合う部分がないことによ
り、さらに、上記電圧印加用電極が上記裏面電極に部分
的に重なり合っており、その重なりは3μm以上で、電
圧印加用電極面積の10%以下であることにより達成さ
れる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、電圧印加用電極下の絶
縁層にピンホールが生じることを防止し、電圧印加用電
極が裏面電極や基板と短絡するのを防ぐものである。つ
ぎに本発明の概略を、図1により説明する。図1は本発
明による電界効果型太陽電池の構造を示す模式図であ
り、p型結晶シリコン基板1上にn型の拡散層2を形成
して接合とする。光入射側の表面は酸化膜4でパッシベ
ーションされるとともに、凹凸構造からなる光閉じ込め
構造や適当な無反射コーティング層5などが形成され、
高濃度のn型拡散層3を介して必要最低限の面積で、表
面電極6のフィンガーとバスバーが形成される。上記光
入射側と反対側の裏面側は、パッシベーション酸化膜
4′を形成したのちすぐに耐ふっ酸性の金属層7である
例えばクロム層が形成され、上記クロム層を電圧印加用
電極に加工し、これらのクロム層にコンタクト穴8を形
成し、さらに第2の絶縁層としてCVD法によりシリコ
ン酸化膜9を形成してコンタクト穴を形成したのち、裏
面電極層10を形成する。上記構成とすることにより、
ふっ酸でエッチングされないクロム層7があることか
ら、コンタクト穴形成時に第1の絶縁膜であるパッシベ
ーション酸化膜4′にピンホールができる確率が大きく
減少し、電界効果が十分に付与できるようになった。す
なわち、コンタクト穴形成時に裏面側のパッシベーショ
ン酸化膜4′にピンホールを生じることが、本装置を作
製する上で最も大きな問題であることを明らかにし、上
記問題に対する対策を考案したものである。また、第2
の絶縁層であるシリコン酸化膜9を介しての裏面電極1
0と電圧印加用電極(耐ふっ酸性金属層7)間のショー
トも問題になるが、これは直接重なる部分の面積を十分
小さくできるので、上記第1の絶縁膜であるパッシベー
ション酸化膜4′のピンホールに比べて問題にならない
ことが判った。耐ふっ酸性の金属層7としては、アルミ
ニウム/クロムの2層膜を用いることも有効であった。
クロムに比べアルミニウムの方が反射率が高く、より光
の有効利用ができるからである。また、表面側にも透明
導電性酸化膜7′により電圧印加用電極を形成した。こ
の透明導電性酸化膜7′のエッチングがシリコン酸化膜
や無反射コーティング層を腐食しないので、上記透明導
電性酸化膜7′と基板1との短絡も見られなかった。た
だし、電圧印加の効果は裏面側ほど大きくなかった。
縁層にピンホールが生じることを防止し、電圧印加用電
極が裏面電極や基板と短絡するのを防ぐものである。つ
ぎに本発明の概略を、図1により説明する。図1は本発
明による電界効果型太陽電池の構造を示す模式図であ
り、p型結晶シリコン基板1上にn型の拡散層2を形成
して接合とする。光入射側の表面は酸化膜4でパッシベ
ーションされるとともに、凹凸構造からなる光閉じ込め
構造や適当な無反射コーティング層5などが形成され、
高濃度のn型拡散層3を介して必要最低限の面積で、表
面電極6のフィンガーとバスバーが形成される。上記光
入射側と反対側の裏面側は、パッシベーション酸化膜
4′を形成したのちすぐに耐ふっ酸性の金属層7である
例えばクロム層が形成され、上記クロム層を電圧印加用
電極に加工し、これらのクロム層にコンタクト穴8を形
成し、さらに第2の絶縁層としてCVD法によりシリコ
ン酸化膜9を形成してコンタクト穴を形成したのち、裏
面電極層10を形成する。上記構成とすることにより、
ふっ酸でエッチングされないクロム層7があることか
ら、コンタクト穴形成時に第1の絶縁膜であるパッシベ
ーション酸化膜4′にピンホールができる確率が大きく
減少し、電界効果が十分に付与できるようになった。す
なわち、コンタクト穴形成時に裏面側のパッシベーショ
ン酸化膜4′にピンホールを生じることが、本装置を作
製する上で最も大きな問題であることを明らかにし、上
記問題に対する対策を考案したものである。また、第2
の絶縁層であるシリコン酸化膜9を介しての裏面電極1
0と電圧印加用電極(耐ふっ酸性金属層7)間のショー
トも問題になるが、これは直接重なる部分の面積を十分
小さくできるので、上記第1の絶縁膜であるパッシベー
ション酸化膜4′のピンホールに比べて問題にならない
ことが判った。耐ふっ酸性の金属層7としては、アルミ
ニウム/クロムの2層膜を用いることも有効であった。
クロムに比べアルミニウムの方が反射率が高く、より光
の有効利用ができるからである。また、表面側にも透明
導電性酸化膜7′により電圧印加用電極を形成した。こ
の透明導電性酸化膜7′のエッチングがシリコン酸化膜
や無反射コーティング層を腐食しないので、上記透明導
電性酸化膜7′と基板1との短絡も見られなかった。た
だし、電圧印加の効果は裏面側ほど大きくなかった。
【0008】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図2は本発明による構造の電界効果型太陽電池の第
1実施例を説明する概念図、図3は本発明の第2実施例
を説明する概念図、図4は本発明の第3実施例を説明す
る概念図、図5は本発明の第4実施例を説明する概念図
である。
る。図2は本発明による構造の電界効果型太陽電池の第
1実施例を説明する概念図、図3は本発明の第2実施例
を説明する概念図、図4は本発明の第3実施例を説明す
る概念図、図5は本発明の第4実施例を説明する概念図
である。
【0009】第1実施例 本発明の第1実施例における電界効果型太陽電池を示す
図2において、その形成工程を(a)から(e)にそれ
ぞれ示す。図2(a)に示すように、p型結晶シリコン
基板1の光入射側表面に光閉じ込め用の凹凸構造11を
異方性エッチングにより形成した。つぎに拡散マスク用
の熱酸化膜12を0.2μm形成し、周知の光食刻法に
より高濃度りん拡散部分13に穴あけを行った。n型の
高濃度拡散層14をPOCl3の熱拡散により0.4μ
m形成して接合とした。
図2において、その形成工程を(a)から(e)にそれ
ぞれ示す。図2(a)に示すように、p型結晶シリコン
基板1の光入射側表面に光閉じ込め用の凹凸構造11を
異方性エッチングにより形成した。つぎに拡散マスク用
の熱酸化膜12を0.2μm形成し、周知の光食刻法に
より高濃度りん拡散部分13に穴あけを行った。n型の
高濃度拡散層14をPOCl3の熱拡散により0.4μ
m形成して接合とした。
【0010】つぎに図2(b)に示すように、熱酸化膜
12を除去し、基板の光入射側の全面にn型の低濃度拡
散層15をPOCl3の熱拡散により0.15μm形成
して接合とした。さらに、拡散マスク用の熱酸化膜16
を0.2μm形成した。つぎに図2(c)に示すよう
に、周知の光食刻法を用いて裏面のボロン拡散部分17
に穴あけを行った。p型の拡散層18をBBr3の熱拡
散により0.4μm形成して接合とした。ついで図2
(d)に示すように、パッシベーション酸化膜19を熱
酸化により約0.1μm形成した。さらに、電圧印加用
電極材料として耐ふっ酸性金層のCr層20を0.1μ
m形成し、Crおよび酸化膜のエッチングにより、表面
および裏面に電極コンタクト用の穴21および22を形
成した。裏面のCr層はさらにエッチングを行い電圧印
加用電極23とした。このとき、表面側のCr層はすべ
てエッチング除去した。さらに、図2(e)に示すよう
に、必要最低限の面積で表面電極24のフィンガーとバ
スバーをAg電極で形成し、裏面電極層25をAl電極
で形成した。
12を除去し、基板の光入射側の全面にn型の低濃度拡
散層15をPOCl3の熱拡散により0.15μm形成
して接合とした。さらに、拡散マスク用の熱酸化膜16
を0.2μm形成した。つぎに図2(c)に示すよう
に、周知の光食刻法を用いて裏面のボロン拡散部分17
に穴あけを行った。p型の拡散層18をBBr3の熱拡
散により0.4μm形成して接合とした。ついで図2
(d)に示すように、パッシベーション酸化膜19を熱
酸化により約0.1μm形成した。さらに、電圧印加用
電極材料として耐ふっ酸性金層のCr層20を0.1μ
m形成し、Crおよび酸化膜のエッチングにより、表面
および裏面に電極コンタクト用の穴21および22を形
成した。裏面のCr層はさらにエッチングを行い電圧印
加用電極23とした。このとき、表面側のCr層はすべ
てエッチング除去した。さらに、図2(e)に示すよう
に、必要最低限の面積で表面電極24のフィンガーとバ
スバーをAg電極で形成し、裏面電極層25をAl電極
で形成した。
【0011】その結果、基板上の5cm2の素子すべて
において、電界効果用電極23とシリコン基板1との間
に短絡は生じず、一度に作製した15枚の基板すべてに
おいて、この部分の短絡は見られなかった。短絡がない
ことは、100KHz〜1MHzの周波数で容量を測定
し、酸化膜の容量が正しく評価されることで確認した。
短絡を生じるのは絶縁膜にピンホールがあるためと考え
られるが、100cm2の基板について多数枚数の評価
を行っても短絡は見られなかったことから、ピンホール
密度は少なくとも100cm2に1個程度以下と考えら
れる。そして、このピンホール密度の低減により、10
cm角の太陽電池が上記部分の不良により不良品となる
ことはなくなった。
において、電界効果用電極23とシリコン基板1との間
に短絡は生じず、一度に作製した15枚の基板すべてに
おいて、この部分の短絡は見られなかった。短絡がない
ことは、100KHz〜1MHzの周波数で容量を測定
し、酸化膜の容量が正しく評価されることで確認した。
短絡を生じるのは絶縁膜にピンホールがあるためと考え
られるが、100cm2の基板について多数枚数の評価
を行っても短絡は見られなかったことから、ピンホール
密度は少なくとも100cm2に1個程度以下と考えら
れる。そして、このピンホール密度の低減により、10
cm角の太陽電池が上記部分の不良により不良品となる
ことはなくなった。
【0012】電圧印加用電極23に1.5Vの電圧を印
加し、太陽電池の特性を測定したところ、電圧非印加時
に比べて光電変換効率が7.2%向上した。なお、表面
に光閉じ込め用の凹凸構造をもたない平坦表面素子も形
成したところ、表面反射の影響で光電変換効率は低くな
ったが、電圧印加の効果は凹凸構造がある場合と同様で
あり、平坦構造でも従来よりは高効率が得られた。
加し、太陽電池の特性を測定したところ、電圧非印加時
に比べて光電変換効率が7.2%向上した。なお、表面
に光閉じ込め用の凹凸構造をもたない平坦表面素子も形
成したところ、表面反射の影響で光電変換効率は低くな
ったが、電圧印加の効果は凹凸構造がある場合と同様で
あり、平坦構造でも従来よりは高効率が得られた。
【0013】第2実施例 第1実施例と同様に、p型結晶シリコン基板1にn型お
よびp型拡散を行った。つぎに図3(a)に示すよう
に、パッシベーション酸化膜26を熱酸化により約0.
1μm形成した。さらに電圧印加電極用材料として耐ふ
っ酸性金属のCr層27を0.1μm形成し、Crおよ
び酸化膜のエッチングにより表面および裏面に電極コン
タクト用の穴28および29を形成した。Cr層はその
まま電圧印加用電極30とした。このとき、表面側のC
r層はすべてエッチング除去した。
よびp型拡散を行った。つぎに図3(a)に示すよう
に、パッシベーション酸化膜26を熱酸化により約0.
1μm形成した。さらに電圧印加電極用材料として耐ふ
っ酸性金属のCr層27を0.1μm形成し、Crおよ
び酸化膜のエッチングにより表面および裏面に電極コン
タクト用の穴28および29を形成した。Cr層はその
まま電圧印加用電極30とした。このとき、表面側のC
r層はすべてエッチング除去した。
【0014】つぎに図3(b)に示すように、裏面にT
EOSを原料としてp−CVD法によりシリコン酸化膜
31を0.5μm形成し、裏面電極コンタクト用の穴3
2をエッチングにより形成した。さらに図3(c)に示
すように、Alにより裏面電極33を蒸着したのち加工
することにより形成した。このとき、電圧印加用電極3
0と裏面電極33とは、わずかに重なるように配置し
た。さらに、必要最低限の面積で表面電極34のフィン
ガーとバスバーをAg電極で形成した。
EOSを原料としてp−CVD法によりシリコン酸化膜
31を0.5μm形成し、裏面電極コンタクト用の穴3
2をエッチングにより形成した。さらに図3(c)に示
すように、Alにより裏面電極33を蒸着したのち加工
することにより形成した。このとき、電圧印加用電極3
0と裏面電極33とは、わずかに重なるように配置し
た。さらに、必要最低限の面積で表面電極34のフィン
ガーとバスバーをAg電極で形成した。
【0015】上記の結果、電圧印加用電極30とシリコ
ン基板1の間に短絡が生じないことは第1実施例と同様
であり、さらに第1実施例では、電圧印加用電極23と
裏面電極25の間に、基板面内方向に電極金属がない部
分を少なくとも10μmのスペースでとる必要があるた
め、その部分にきた光は反射されずに素子から出てし
まう、その部分には電界効果がかけられない、という
問題があったが、これらを解決することができた。その
結果、太陽電池特性において電圧を印加しないときに比
べ、光電変換効率で平均8.5%の向上が見られた。な
お、電圧印加用電極33と表面電極34の重なる部分
は、原理的には電圧印加用電極の全体を覆っていてもよ
い。しかし、重なりが電圧印加用電極面積の10%を越
えると、2つの電極間の短絡が数%の確率で見られるよ
うになった。一方、重なりが横方向に3μm以下である
と、光食刻時の合わせ誤差もあり光のロスを生じた。
ン基板1の間に短絡が生じないことは第1実施例と同様
であり、さらに第1実施例では、電圧印加用電極23と
裏面電極25の間に、基板面内方向に電極金属がない部
分を少なくとも10μmのスペースでとる必要があるた
め、その部分にきた光は反射されずに素子から出てし
まう、その部分には電界効果がかけられない、という
問題があったが、これらを解決することができた。その
結果、太陽電池特性において電圧を印加しないときに比
べ、光電変換効率で平均8.5%の向上が見られた。な
お、電圧印加用電極33と表面電極34の重なる部分
は、原理的には電圧印加用電極の全体を覆っていてもよ
い。しかし、重なりが電圧印加用電極面積の10%を越
えると、2つの電極間の短絡が数%の確率で見られるよ
うになった。一方、重なりが横方向に3μm以下である
と、光食刻時の合わせ誤差もあり光のロスを生じた。
【0016】第3実施例 第1実施例と同様に、p型結晶シリコン基板1にn型お
よびp型拡散を行った。さぎに図4(a)に示すよう
に、パッシベーション酸化膜35を熱酸化により約0.
1μm形成し、さらに表面および裏面に電極コンタクト
用の穴を形成した。つぎにAl層を蒸着しエッチング加
工して裏面電極36とした。さらに、必要最低限の面積
で表面電極37のフィンガーとバスバーをAg電極で形
成した。つぎに図4(b)に示すように、裏面にTEO
Sを原料としてp−CVD法によりシリコン酸化膜38
を0.3μm形成し、電圧印加用電極39を蒸着法によ
り形成した。
よびp型拡散を行った。さぎに図4(a)に示すよう
に、パッシベーション酸化膜35を熱酸化により約0.
1μm形成し、さらに表面および裏面に電極コンタクト
用の穴を形成した。つぎにAl層を蒸着しエッチング加
工して裏面電極36とした。さらに、必要最低限の面積
で表面電極37のフィンガーとバスバーをAg電極で形
成した。つぎに図4(b)に示すように、裏面にTEO
Sを原料としてp−CVD法によりシリコン酸化膜38
を0.3μm形成し、電圧印加用電極39を蒸着法によ
り形成した。
【0017】上記の結果、電圧印加用電極39と、シリ
コン基板1および裏面電極36の間には、TEOSを原
料としてp−CVD法により形成したシリコン酸化膜3
8が必ず存在し、この膜はエッチング工程がないので、
短絡をほとんど生じないことが判った。さらに光のロス
や、電界効果がかからない部分を生じる問題もなくなっ
た。その結果、太陽電池特性において、電圧を印加しな
い時に比べて光電変換効率で平均7.5%の向上が見ら
れた。
コン基板1および裏面電極36の間には、TEOSを原
料としてp−CVD法により形成したシリコン酸化膜3
8が必ず存在し、この膜はエッチング工程がないので、
短絡をほとんど生じないことが判った。さらに光のロス
や、電界効果がかからない部分を生じる問題もなくなっ
た。その結果、太陽電池特性において、電圧を印加しな
い時に比べて光電変換効率で平均7.5%の向上が見ら
れた。
【0018】第4実施例 上記各実施例と同様に、p型結晶シリコン基板1を用い
電界効果型太陽電池を作製した。図5に示すようにp、
nの拡散層40、41は裏面側のみに形成した。パッシ
ベーション酸化膜42を形成したのち、p側電極43と
n側電極44を裏面側に形成し、表面側の酸化膜42上
に無反射コート膜45を形成後、透明導電性酸化膜46
を200nm厚さで形成した。酸化膜と無反射コート膜
45を加えた厚さは、電圧印加のため300nm以下と
した。その後、透明導電性酸化膜46を加工することが
ないので、酸化膜と無反射コート膜の積層膜にはピンホ
ールがなく、透明導電性酸化膜46への正または負の電
圧印加により、光電変換効率はそれぞれ6.8%または
8.9%増と大きく向上した。
電界効果型太陽電池を作製した。図5に示すようにp、
nの拡散層40、41は裏面側のみに形成した。パッシ
ベーション酸化膜42を形成したのち、p側電極43と
n側電極44を裏面側に形成し、表面側の酸化膜42上
に無反射コート膜45を形成後、透明導電性酸化膜46
を200nm厚さで形成した。酸化膜と無反射コート膜
45を加えた厚さは、電圧印加のため300nm以下と
した。その後、透明導電性酸化膜46を加工することが
ないので、酸化膜と無反射コート膜の積層膜にはピンホ
ールがなく、透明導電性酸化膜46への正または負の電
圧印加により、光電変換効率はそれぞれ6.8%または
8.9%増と大きく向上した。
【0019】上記各実施例中においては、結晶シリコン
基板としてp型基板を用いたが、n型基板であってもよ
く、また、耐ふっ酸性の金属としてはクロムを示した
が、その他、モリブデン、タングステン、白金などであ
ってもよいし、アルミニウム表面を陽極酸化でアルミナ
とし、実質的に耐ふっ酸性とした配線層であっても良い
ことは、本発明の主旨から明らかである。絶縁膜として
も酸化シリコン膜だけでなく、窒化シリコン膜でもよい
しその混合物であってもよい。
基板としてp型基板を用いたが、n型基板であってもよ
く、また、耐ふっ酸性の金属としてはクロムを示した
が、その他、モリブデン、タングステン、白金などであ
ってもよいし、アルミニウム表面を陽極酸化でアルミナ
とし、実質的に耐ふっ酸性とした配線層であっても良い
ことは、本発明の主旨から明らかである。絶縁膜として
も酸化シリコン膜だけでなく、窒化シリコン膜でもよい
しその混合物であってもよい。
【0020】また、太陽電池の例としては単結晶シリコ
ン太陽電池についてのみ示したが、多結晶シリコン太陽
電池に用いてもよいし、適切な絶縁膜が形成できればG
aAsなどの化合物系太陽電池でも有効であることはい
うまでもない。
ン太陽電池についてのみ示したが、多結晶シリコン太陽
電池に用いてもよいし、適切な絶縁膜が形成できればG
aAsなどの化合物系太陽電池でも有効であることはい
うまでもない。
【0021】
【発明の効果】上記のように本発明による電界効果型太
陽電池は、第1の半導体層と第2の半導体層からなる接
合を有する太陽電池において、光入射側(表面側)およ
び反対側(裏面側)の両面または片面に、電流取り出し
電極とは別に、絶縁性薄膜を介して電圧印加用電極を有
し、上記絶縁性薄膜は、ピンホールの確率が100cm
2に1個以下のレベルにあることにより、電界効果型太
陽電池を歩留りよく製造することが可能になった。
陽電池は、第1の半導体層と第2の半導体層からなる接
合を有する太陽電池において、光入射側(表面側)およ
び反対側(裏面側)の両面または片面に、電流取り出し
電極とは別に、絶縁性薄膜を介して電圧印加用電極を有
し、上記絶縁性薄膜は、ピンホールの確率が100cm
2に1個以下のレベルにあることにより、電界効果型太
陽電池を歩留りよく製造することが可能になった。
【図1】本発明による電界効果型太陽電池の構造を説明
する概念図である。
する概念図である。
【図2】本発明の第1実施例を説明する概念図で、
(a)〜(e)はそれぞれの形成工程を示す図である。
(a)〜(e)はそれぞれの形成工程を示す図である。
【図3】本発明の第2実施例を説明する概念図で、
(a)〜(c)はそれぞれの形成工程を示す図である。
(a)〜(c)はそれぞれの形成工程を示す図である。
【図4】本発明の第3実施例を説明する概念図で、
(a)および(b)はその形成工程を示す図である。
(a)および(b)はその形成工程を示す図である。
【図5】本発明の第4実施例を説明する概念図である。
1 第1半導体層 2、15、26、35 第2半導体層 6、24、34、37 電流取出し電極 10、25、33、36 裏面電極 19、26、35、42 絶縁性薄膜 23、30、37 電圧印加用電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蕨迫 光紀 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 永田 寧 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 坂本 雅彦 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (9)
- 【請求項1】第1の半導体層と第2の半導体層からなる
接合を有する太陽電池において、光入射側(表面側)お
よび反対側(裏面側)の両面または片面に、電流取り出
し電極とは別に、絶縁性薄膜を介して電圧印加用電極を
有し、上記絶縁性薄膜は、ピンホールの確率が100c
m2に1個以下のレベルにあることを特徴とする電界効
果型太陽電池。 - 【請求項2】上記電圧印加用電極は、ふっ酸により実質
的にエッチングされない材料からなるか、または該材料
により被覆されていることを特徴とする請求項1記載の
電界効果型太陽電池。 - 【請求項3】上記電流取り出し電極は、上記電圧印加用
電極と同一絶縁膜上にないことを特徴とする請求項1記
載の電界効果型太陽電池。 - 【請求項4】第1のシリコン半導体層と第2のシリコン
半導体層からなる接合を有する太陽電池において、光入
射側(表面側)とは反対側(裏面側)の面に、裏面電極
および電圧印加用電極を有し、上記裏面電極と上記電圧
印加用電極とが同一絶縁膜上にないことを特徴とする電
界効果型太陽電池。 - 【請求項5】上記裏面電極は、上記電圧印加用電極と異
なる種類の導電性材料からなることを特徴とする請求項
1から請求項4のいずれかに記載の電界効果型太陽電
池。 - 【請求項6】上記裏面電極は、基板に近い第1絶縁膜上
に形成され、上記電圧印加用電極が基板から遠い第2絶
縁膜上に形成されていることを特徴とする請求項1から
請求項4のいずれかに記載の電界効果型太陽電池。 - 【請求項7】上記電圧印加用電極は、基板に近い第1絶
縁膜上に形成され、上記裏面電極が基板から遠い第2絶
縁膜上に形成されていることを特徴とする請求項1から
請求項4のいずれかに記載の電界効果型太陽電池。 - 【請求項8】上記電圧印加用電極は、膜厚方向に見て上
記裏面電極と実質的に重なり合う部分がないことを特徴
とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の電界効
果型太陽電池。 - 【請求項9】上記電圧印加用電極は、上記裏面電極に部
分的に重なり合っており、その重なりは3μm以上で、
電圧印加用電極面積の10%以下であることを特徴とす
る請求項1から請求項4のいずれかに記載の電界効果型
太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08007227A JP3085180B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 電界効果型太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08007227A JP3085180B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 電界効果型太陽電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09199742A true JPH09199742A (ja) | 1997-07-31 |
JP3085180B2 JP3085180B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=11660116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08007227A Expired - Fee Related JP3085180B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 電界効果型太陽電池 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3085180B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1117201A (ja) * | 1997-04-28 | 1999-01-22 | Sharp Corp | 太陽電池セルおよびその製造方法 |
US20130180564A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | International Business Machines Corporation | Field-effect photovoltaic elements |
EP2622644A1 (en) * | 2010-09-27 | 2013-08-07 | LG Electronics Inc. | Semiconductor devices and methods for manufacturing the same |
WO2015182525A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子 |
CN111916505A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-11-10 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP08007227A patent/JP3085180B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1117201A (ja) * | 1997-04-28 | 1999-01-22 | Sharp Corp | 太陽電池セルおよびその製造方法 |
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EP2622644A4 (en) * | 2010-09-27 | 2014-09-10 | Lg Electronics Inc | SEMICONDUCTOR COMPONENTS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
US9076905B2 (en) | 2010-09-27 | 2015-07-07 | Lg Electronics Inc. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US9356165B2 (en) | 2010-09-27 | 2016-05-31 | Lg Electronics Inc. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
EP3349253A1 (en) * | 2010-09-27 | 2018-07-18 | LG Electronics Inc. | Semiconductor devices and methods for manufacturing the same |
US20130180564A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | International Business Machines Corporation | Field-effect photovoltaic elements |
US10199524B2 (en) * | 2012-01-13 | 2019-02-05 | International Business Machines Corporation | Field-effect photovoltaic elements |
US11011662B2 (en) | 2012-01-13 | 2021-05-18 | International Business Machines Corporation | Field-effect photovoltaic elements |
WO2015182525A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子 |
JP6075667B2 (ja) * | 2014-05-26 | 2017-02-08 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子 |
CN111916505A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-11-10 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组 |
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