JPH11266029A - 太陽電池及びその製造方法及びその接続方法 - Google Patents
太陽電池及びその製造方法及びその接続方法Info
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- JPH11266029A JPH11266029A JP10068023A JP6802398A JPH11266029A JP H11266029 A JPH11266029 A JP H11266029A JP 10068023 A JP10068023 A JP 10068023A JP 6802398 A JP6802398 A JP 6802398A JP H11266029 A JPH11266029 A JP H11266029A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ｐｎ接合を形成する半導体層の間の電位差に起
因する、影領域における逆方向飽和電流の発生を低減す
る。 【解決手段】 結晶シリコンからなるｐ型基板１の光入
射面には、ｐｎ接合を形成するｎ型半導体層２が設けら
れて、入射面電極３のグリッド電極部３１がｎ型半導体
層２に接続されている。また、複数のグリッド電極部３
１に接続されて太陽光を遮光する入射面電極３の主電極
部３２が形成されている。主電極３２が形成されてｎ型
半導体層２が形成されないｐ型基板１の領域には、絶縁
体層８が形成されている。さらに、ｎ型半導体層２はパ
ッシベーション膜４および反射防止膜５に覆われてい
る。ｐ型基板１の光入射面とは反対側の裏面には、ｐ型
基板１よりもｐ型ドーパントの濃度が高いｐ+型半導体
層６が形成され、ｐ+型半導体層６の裏面には裏面電極
７が形成されている。
因する、影領域における逆方向飽和電流の発生を低減す
る。 【解決手段】 結晶シリコンからなるｐ型基板１の光入
射面には、ｐｎ接合を形成するｎ型半導体層２が設けら
れて、入射面電極３のグリッド電極部３１がｎ型半導体
層２に接続されている。また、複数のグリッド電極部３
１に接続されて太陽光を遮光する入射面電極３の主電極
部３２が形成されている。主電極３２が形成されてｎ型
半導体層２が形成されないｐ型基板１の領域には、絶縁
体層８が形成されている。さらに、ｎ型半導体層２はパ
ッシベーション膜４および反射防止膜５に覆われてい
る。ｐ型基板１の光入射面とは反対側の裏面には、ｐ型
基板１よりもｐ型ドーパントの濃度が高いｐ+型半導体
層６が形成され、ｐ+型半導体層６の裏面には裏面電極
７が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶系シリコン半
導体層を用いた太陽電池に関し、特に、太陽電池の変換
効率の改善に関するものである。
導体層を用いた太陽電池に関し、特に、太陽電池の変換
効率の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】第１導電型の半導体層としてｐ型の結晶
シリコン基板を用い、第２導電型の半導体層としてｎ型
不純物の拡散層を用い、光入射面にｐｎ接合を有する従
来の高効率太陽電池の構造を図５に示す。
シリコン基板を用い、第２導電型の半導体層としてｎ型
不純物の拡散層を用い、光入射面にｐｎ接合を有する従
来の高効率太陽電池の構造を図５に示す。
【０００３】入射する太陽光を素子内部に有効に取り込
むために、光入射面には反射防止膜５が形成されてい
る。また、太陽電池の内部に取り込まれた太陽光がｎ型
半導体層２、基板１で吸収されて発生するキャリアの損
失を低減するために、ｎ型半導体層２の表面にパッシベ
ーション膜４と、基板１と裏面電極７の間に基板よりも
高濃度にｐ型のドーパントを含むｐ+型半導体層６が設
けられている。
むために、光入射面には反射防止膜５が形成されてい
る。また、太陽電池の内部に取り込まれた太陽光がｎ型
半導体層２、基板１で吸収されて発生するキャリアの損
失を低減するために、ｎ型半導体層２の表面にパッシベ
ーション膜４と、基板１と裏面電極７の間に基板よりも
高濃度にｐ型のドーパントを含むｐ+型半導体層６が設
けられている。
【０００４】さらに、光入射面側のｎ型半導体層に接続
さた入射面電極３は、ｎ型半導体層２から光発生電流を
導出するための複数のグリッド電極部３１と、グリッド
電極３１から電流を収集して太陽電池の外部に導出する
ための主電極部３２とから構成されている。さらに、こ
の入射面電極３は、比抵抗値の小さい銀（Ａｇ）等の金
属が用いられている。
さた入射面電極３は、ｎ型半導体層２から光発生電流を
導出するための複数のグリッド電極部３１と、グリッド
電極３１から電流を収集して太陽電池の外部に導出する
ための主電極部３２とから構成されている。さらに、こ
の入射面電極３は、比抵抗値の小さい銀（Ａｇ）等の金
属が用いられている。
【０００５】一般に、太陽電池は、飽和電流が大きくな
るほど開放電圧が小さくなり、光電変換特性が低下す
る。そこで、光電変換効率が高い太陽電池を得るため
に、発明者らは、受光面ｐｎ接合近傍での飽和電流を低
減する方法について検討してきた。その結果、特開平７
−３２６７８６号公報に開示されるように、入射面電極
３に接続されたｎ型半導体層２の光入射面に占める割合
を小さくすることによって、飽和電流を低減し、変換効
率を改善できることを見出した。
るほど開放電圧が小さくなり、光電変換特性が低下す
る。そこで、光電変換効率が高い太陽電池を得るため
に、発明者らは、受光面ｐｎ接合近傍での飽和電流を低
減する方法について検討してきた。その結果、特開平７
−３２６７８６号公報に開示されるように、入射面電極
３に接続されたｎ型半導体層２の光入射面に占める割合
を小さくすることによって、飽和電流を低減し、変換効
率を改善できることを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さらに、詳しい検討の
結果、ｐｎ接合の光が入射しない影領域において、飽和
電流が大きいという問題があることが判った。すなわ
ち、図５に示した従来の太陽電池においては、Ａｇ等の
金属を主成分とする入射面電極３を形成しているが、こ
の電極直下は影領域になっている。太陽電池の動作状態
においては、ｐｎ接合を形成するｐ型とｎ型の半導体層
の間には電位差が存在する。そして、影領域においても
ｐｎ接合にこの電位差が印可されるため、光発生電流に
対して逆方向の飽和電流が発生するという問題があっ
た。
結果、ｐｎ接合の光が入射しない影領域において、飽和
電流が大きいという問題があることが判った。すなわ
ち、図５に示した従来の太陽電池においては、Ａｇ等の
金属を主成分とする入射面電極３を形成しているが、こ
の電極直下は影領域になっている。太陽電池の動作状態
においては、ｐｎ接合を形成するｐ型とｎ型の半導体層
の間には電位差が存在する。そして、影領域においても
ｐｎ接合にこの電位差が印可されるため、光発生電流に
対して逆方向の飽和電流が発生するという問題があっ
た。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑み、影領
域における逆方向の飽和電流の発生を抑制し、変換効率
の高い太陽電池を供給することを目的としている。
域における逆方向の飽和電流の発生を抑制し、変換効率
の高い太陽電池を供給することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、第１導電型の半導体層の光入射面に、ｐｎ接合を形
成する第２導電型の半導体層と、入射面電極等の太陽光
を遮光する構成物が形成された太陽電池において、前記
構成物により遮光された影領域の第１導電型の半導体層
の光入射面上に、第２導電型の半導体層がなく絶縁体層
を設けた非バイアス領域を有する太陽電池を提供するも
のである。
は、第１導電型の半導体層の光入射面に、ｐｎ接合を形
成する第２導電型の半導体層と、入射面電極等の太陽光
を遮光する構成物が形成された太陽電池において、前記
構成物により遮光された影領域の第１導電型の半導体層
の光入射面上に、第２導電型の半導体層がなく絶縁体層
を設けた非バイアス領域を有する太陽電池を提供するも
のである。
【０００９】すなわち、非バイアス領域の第１導電型の
半導体層の表面には、ｐｎ接合が存在しないため、第１
導電型と第２導電型の半導体層間の電位差に起因する飽
和電流を発生することが無く、変換効率を改善すること
ができる。従来の太陽電池において、入射面電極の主電
極部３２は、グリッド電極部３１から光発生電流を収集
して太陽電池素子の外部に導出することを目的として形
成される。すなわち、主電極部３２の直下にはｐｎ接合
を形成する必要がないことから、本発明の太陽電池は、
主電極部３２の直下を非バイアス領域とすることによ
り、飽和電流の発生を招くこと無く、変換効率を改善す
ることができる。
半導体層の表面には、ｐｎ接合が存在しないため、第１
導電型と第２導電型の半導体層間の電位差に起因する飽
和電流を発生することが無く、変換効率を改善すること
ができる。従来の太陽電池において、入射面電極の主電
極部３２は、グリッド電極部３１から光発生電流を収集
して太陽電池素子の外部に導出することを目的として形
成される。すなわち、主電極部３２の直下にはｐｎ接合
を形成する必要がないことから、本発明の太陽電池は、
主電極部３２の直下を非バイアス領域とすることによ
り、飽和電流の発生を招くこと無く、変換効率を改善す
ることができる。
【００１０】また、請求項２に記載の本発明は、前記影
領域に形成する前述の絶縁体層が、第１導電型の半導体
層の表面再結合を低減する性質を有するパッシベーショ
ン膜か、もしくは、パッシベーション膜とその他の絶縁
材料との積層体である太陽電池を提供するものである。
領域に形成する前述の絶縁体層が、第１導電型の半導体
層の表面再結合を低減する性質を有するパッシベーショ
ン膜か、もしくは、パッシベーション膜とその他の絶縁
材料との積層体である太陽電池を提供するものである。
【００１１】すなわち、影領域において第１導電型の半
導体層の表面は、パッシベーション膜で覆うことにより
再結合による飽和電流が低減されて、より変換効率の高
い太陽電池を得ることができる。
導体層の表面は、パッシベーション膜で覆うことにより
再結合による飽和電流が低減されて、より変換効率の高
い太陽電池を得ることができる。
【００１２】また、請求項３に記載の本発明は、第１導
電型の半導体層の光入射面に第２導電型の半導体層を設
ける第１の工程と、前記影領域の第２導電型の半導体層
を除去する第２の工程と、前記影領域に絶縁体層を形成
する第３の工程とを実施する太陽電池の製造方法を提供
するものである。すなわち、この製造方法により、前述
の太陽電池を製造することが可能となる。
電型の半導体層の光入射面に第２導電型の半導体層を設
ける第１の工程と、前記影領域の第２導電型の半導体層
を除去する第２の工程と、前記影領域に絶縁体層を形成
する第３の工程とを実施する太陽電池の製造方法を提供
するものである。すなわち、この製造方法により、前述
の太陽電池を製造することが可能となる。
【００１３】また、請求項４に記載の本発明は、第２導
電型の半導体層の上部にパッシベーション膜を形成する
第５の工程と、入射面電極と第２導電型の半導体層とが
接続される予定の領域のパッシベーション膜をエッチン
グ除去した後に、入射面電極を形成する第４の工程とを
有する請求項３に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第３の工程にて影領域に形成する絶縁体層としてパ
ッシベーション膜のエッチング液のバリアとなる材料を
用いる請求項３に記載の太陽電池の製造方法を提供する
ものである。
電型の半導体層の上部にパッシベーション膜を形成する
第５の工程と、入射面電極と第２導電型の半導体層とが
接続される予定の領域のパッシベーション膜をエッチン
グ除去した後に、入射面電極を形成する第４の工程とを
有する請求項３に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第３の工程にて影領域に形成する絶縁体層としてパ
ッシベーション膜のエッチング液のバリアとなる材料を
用いる請求項３に記載の太陽電池の製造方法を提供する
ものである。
【００１４】半導体層の表面再結合を抑制する効果を有
して絶縁性の高い酸化シリコン膜等の絶縁体層を光入射
面全面に形成した後に、リフトオフ法によりＡｇ等の蒸
着金属を材料として入射面電極を形成する太陽電池を製
造する場合に、この製造方法は有効である。すなわち、
フォトレジストを入射面電極と第２導電型の半導体層と
が接続される予定の領域を開口して形成した後に、エッ
チング液にて開口部のパッシベーション膜を除去する際
に、フォトレジストにピンホール等が存在するとその部
分のパッシベーション膜が開口されることになる。
して絶縁性の高い酸化シリコン膜等の絶縁体層を光入射
面全面に形成した後に、リフトオフ法によりＡｇ等の蒸
着金属を材料として入射面電極を形成する太陽電池を製
造する場合に、この製造方法は有効である。すなわち、
フォトレジストを入射面電極と第２導電型の半導体層と
が接続される予定の領域を開口して形成した後に、エッ
チング液にて開口部のパッシベーション膜を除去する際
に、フォトレジストにピンホール等が存在するとその部
分のパッシベーション膜が開口されることになる。
【００１５】特に、このピンホールによるパッシベーシ
ョン膜の開口部が、第２導電型の半導体層が形成されな
い影領域に存在すると、その上にに形成される入射面電
極と第１導電型の半導体層とが導通してリーク電流を生
じ、太陽電池素子の変換効率を低下させることとなる。
このピンホールの発生によるリーク電流の発生を防止す
る方法は、第２導電型の半導体層が形成されない影領域
のパッシベーション膜の上部に、エッチング液のバリア
となる絶縁材料を形成することによって解決される。
ョン膜の開口部が、第２導電型の半導体層が形成されな
い影領域に存在すると、その上にに形成される入射面電
極と第１導電型の半導体層とが導通してリーク電流を生
じ、太陽電池素子の変換効率を低下させることとなる。
このピンホールの発生によるリーク電流の発生を防止す
る方法は、第２導電型の半導体層が形成されない影領域
のパッシベーション膜の上部に、エッチング液のバリア
となる絶縁材料を形成することによって解決される。
【００１６】従って、本発明の製造方法を用いることに
よって、半導体層の表面再結合を抑制する効果を有して
絶縁性の高い酸化シリコン膜等の絶縁体層を光入射面全
面に形成した後に、リフトオフ法によりＡｇ等の蒸着金
属を材料として入射面電極を形成する作製する太陽電池
の、影領域における特性劣化を低減して、変換効率を高
めることができる。
よって、半導体層の表面再結合を抑制する効果を有して
絶縁性の高い酸化シリコン膜等の絶縁体層を光入射面全
面に形成した後に、リフトオフ法によりＡｇ等の蒸着金
属を材料として入射面電極を形成する作製する太陽電池
の、影領域における特性劣化を低減して、変換効率を高
めることができる。
【００１７】また、請求項５に記載の本発明は、第１導
電型の半導体層に接続された第１の電極と第２導電型の
半導体層に接続された第２の電極とを有する太陽電池を
複数接続する方法であって、太陽電池の光入射面上での
接続を、ｐｎ接合を設けない領域で行う太陽電池の接続
方法を提供するものである。
電型の半導体層に接続された第１の電極と第２導電型の
半導体層に接続された第２の電極とを有する太陽電池を
複数接続する方法であって、太陽電池の光入射面上での
接続を、ｐｎ接合を設けない領域で行う太陽電池の接続
方法を提供するものである。
【００１８】太陽電池素子の光入射面を遮光する物体
は、入射面電極以外にも存在する。すなわち、表面を半
田でめっきした銅等の配線材料や、隣接する太陽電池素
子の光入射面に直接裏面電極を形成するような接続形態
をとる太陽電池素子等がある。
は、入射面電極以外にも存在する。すなわち、表面を半
田でめっきした銅等の配線材料や、隣接する太陽電池素
子の光入射面に直接裏面電極を形成するような接続形態
をとる太陽電池素子等がある。
【００１９】従って、本発明の接続方法を用いることに
よって、影領域には光発生電流とは逆方向の電流を発生
することがなく、変換効率が高い太陽電池を得ることが
できる。
よって、影領域には光発生電流とは逆方向の電流を発生
することがなく、変換効率が高い太陽電池を得ることが
できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
面に従って説明する。なお、従来例と同一部分には同一
符号を付す。
面に従って説明する。なお、従来例と同一部分には同一
符号を付す。
【００２１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１による太陽電池素子の概観図を示す。結晶シリコ
ンからなるｐ型基板１の光入射面には、ｐｎ接合を形成
するｎ型半導体層２が設けられて、入射面電極３のグリ
ッド電極部３１がｎ型半導体層２に接続されている。ま
た、複数のグリッド電極部３１に接続されて太陽光を遮
光する入射面電極３の主電極部３２が形成されている。
主電極３２が形成されてｎ型半導体層２が形成されない
ｐ型基板１の領域には、絶縁体層８が形成されている。
さらに、ｎ型半導体層２はパッシベーション膜４および
反射防止膜５に覆われている。ｐ型基板１の光入射面と
は反対側の裏面には、ｐ型基板１よりもｐ型ドーパント
の濃度が高いｐ+型半導体層６が形成され、ｐ+型半導体
層６の裏面には裏面電極７が形成されている。
形態１による太陽電池素子の概観図を示す。結晶シリコ
ンからなるｐ型基板１の光入射面には、ｐｎ接合を形成
するｎ型半導体層２が設けられて、入射面電極３のグリ
ッド電極部３１がｎ型半導体層２に接続されている。ま
た、複数のグリッド電極部３１に接続されて太陽光を遮
光する入射面電極３の主電極部３２が形成されている。
主電極３２が形成されてｎ型半導体層２が形成されない
ｐ型基板１の領域には、絶縁体層８が形成されている。
さらに、ｎ型半導体層２はパッシベーション膜４および
反射防止膜５に覆われている。ｐ型基板１の光入射面と
は反対側の裏面には、ｐ型基板１よりもｐ型ドーパント
の濃度が高いｐ+型半導体層６が形成され、ｐ+型半導体
層６の裏面には裏面電極７が形成されている。
【００２２】本実施の形態１の太陽電池の作製方法を図
１および図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図２
（ａ）において、比抵抗値２Ωｃｍのｐ型ＣＺ基板１を
ＳＣ１、ＳＣ２の洗浄液によって洗浄し、熱拡散法によ
り光入射面にリンをドーピングしてｎ型半導体層２を形
成した。その後、熱酸化法により、ｎ型半導体層２の上
部に酸化シリコン膜であるパッシベーション膜４を形成
した。
１および図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図２
（ａ）において、比抵抗値２Ωｃｍのｐ型ＣＺ基板１を
ＳＣ１、ＳＣ２の洗浄液によって洗浄し、熱拡散法によ
り光入射面にリンをドーピングしてｎ型半導体層２を形
成した。その後、熱酸化法により、ｎ型半導体層２の上
部に酸化シリコン膜であるパッシベーション膜４を形成
した。
【００２３】図２（ｂ）において、後に遮光物が設けら
れる予定の光入射面の影領域２１を除く領域のパッシベ
ーション膜４の上部に、フッ酸と硝酸の混合エッチング
溶液（混酸）に対するレジスト層９を形成した。次に、
混酸にて影領域２１のパッシベーション膜４とｎ型半導
体層２を除去した。
れる予定の光入射面の影領域２１を除く領域のパッシベ
ーション膜４の上部に、フッ酸と硝酸の混合エッチング
溶液（混酸）に対するレジスト層９を形成した。次に、
混酸にて影領域２１のパッシベーション膜４とｎ型半導
体層２を除去した。
【００２４】図２（ｃ）において、レジスト層９を除去
した後、常圧ＣＶＤ法により酸化チタン膜を堆積して、
影領域２１の絶縁体層８を形成した。
した後、常圧ＣＶＤ法により酸化チタン膜を堆積して、
影領域２１の絶縁体層８を形成した。
【００２５】図２（ｄ）において、アルミニウムペース
トの印刷焼成によって裏面にｐ+型半導体層６を形成し
た後、塩酸によってアルミペーストの酸化物層と金属層
とを除去した。更に、ｐ+型半導体層６の上部にＡｌの
裏面電極７を形成した。
トの印刷焼成によって裏面にｐ+型半導体層６を形成し
た後、塩酸によってアルミペーストの酸化物層と金属層
とを除去した。更に、ｐ+型半導体層６の上部にＡｌの
裏面電極７を形成した。
【００２６】さらに、光入射面全面にフォトレジストを
形成した後、入射面電極３が形成される予定の領域のフ
ォトレジストを開口した。次に、フッ酸の水溶液を主成
分とするエッチング液にて、フォトレジストの開口部の
パッシベーション膜を開口した。さらに、Ｔｉ／Ｐｄ／
Ａｇからなる金属材料を蒸着し、フォトレジストの上部
の金属材料をリフトオフにより除去することによって入
射面電極３を形成した。
形成した後、入射面電極３が形成される予定の領域のフ
ォトレジストを開口した。次に、フッ酸の水溶液を主成
分とするエッチング液にて、フォトレジストの開口部の
パッシベーション膜を開口した。さらに、Ｔｉ／Ｐｄ／
Ａｇからなる金属材料を蒸着し、フォトレジストの上部
の金属材料をリフトオフにより除去することによって入
射面電極３を形成した。
【００２７】最後に、常圧ＣＶＤ法により酸化チタン膜
を堆積して、反射防止膜５を形成して、図１に示した本
発明の太陽電池を完成した。
を堆積して、反射防止膜５を形成して、図１に示した本
発明の太陽電池を完成した。
【００２８】また、従来の太陽電池は、図１において光
入射面の全面にｎ型半導体層を設けた構造で、その製造
方法は、影領域２１のｎ型半導体層２のエッチング除去
を行わなわずに、光入射面全面にｎ型半導体層２を形成
した点を除いて、本発明の太陽電池と同じ構造とした。
入射面の全面にｎ型半導体層を設けた構造で、その製造
方法は、影領域２１のｎ型半導体層２のエッチング除去
を行わなわずに、光入射面全面にｎ型半導体層２を形成
した点を除いて、本発明の太陽電池と同じ構造とした。
【００２９】表１のＡとＢに、本発明の図１に示した太
陽電池の電流−電圧特性（Ａ）を、図５に示した従来の
太陽電池の特性（Ｂ）と比較して示す。本発明の太陽電
池は開放電圧および曲線因子が改善されて高い変換効率
が得られた。すなわち、太陽電池の光入射面の遮光物に
より太陽光が入射しない影領域で、ｐｎ接合が設けられ
ずに絶縁層を形成した太陽電池は、陰領域においてもｐ
ｎ接合が形成された太陽電池よりも高い変換効率を示す
ことが確認された。
陽電池の電流−電圧特性（Ａ）を、図５に示した従来の
太陽電池の特性（Ｂ）と比較して示す。本発明の太陽電
池は開放電圧および曲線因子が改善されて高い変換効率
が得られた。すなわち、太陽電池の光入射面の遮光物に
より太陽光が入射しない影領域で、ｐｎ接合が設けられ
ずに絶縁層を形成した太陽電池は、陰領域においてもｐ
ｎ接合が形成された太陽電池よりも高い変換効率を示す
ことが確認された。
【００３０】
【表１】
【００３１】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
よる太陽電池は、図１に示した太陽電池の構造とほぼ同
様であるが、影領域２１のｐ型基板１の表面に形成され
る絶縁体層８が、酸化シリコン膜であるパッシベーショ
ン膜で形成されている点が異なっている。
よる太陽電池は、図１に示した太陽電池の構造とほぼ同
様であるが、影領域２１のｐ型基板１の表面に形成され
る絶縁体層８が、酸化シリコン膜であるパッシベーショ
ン膜で形成されている点が異なっている。
【００３２】実施の形態２による太陽電池の作製方法
は、実施の形態１で述べた太陽電池の製造方法におい
て、パッシベーション膜の形成工程である熱酸化法によ
る酸化シリコン膜の形成工程が、影領域２１のｎ型半導
体層２を除去する工程の後になることが異なっており、
他の工程は、実施の形態１と同様である。
は、実施の形態１で述べた太陽電池の製造方法におい
て、パッシベーション膜の形成工程である熱酸化法によ
る酸化シリコン膜の形成工程が、影領域２１のｎ型半導
体層２を除去する工程の後になることが異なっており、
他の工程は、実施の形態１と同様である。
【００３３】尚、この作製方法においては、影領域２１
の上部の絶縁体層８が酸化シリコン膜であるため、影領
域２１の上部にピンホールが形成されないように、注意
深くフォトレジストを形成することが重要である。
の上部の絶縁体層８が酸化シリコン膜であるため、影領
域２１の上部にピンホールが形成されないように、注意
深くフォトレジストを形成することが重要である。
【００３４】表１のＣに、本発明の太陽電池の電流−電
圧特性を示す。前述の実施の形態１の太陽電池に比べ
て、更に開放電圧が向上して、素子の変換効率が改善さ
れた。すなわち、パッシベーション膜を影領域の絶縁体
層として適用することにより、素子の変換効率を改善さ
れることが確認された。
圧特性を示す。前述の実施の形態１の太陽電池に比べ
て、更に開放電圧が向上して、素子の変換効率が改善さ
れた。すなわち、パッシベーション膜を影領域の絶縁体
層として適用することにより、素子の変換効率を改善さ
れることが確認された。
【００３５】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
よる太陽電池は、図１に示した太陽電池の構造と同様で
あるが、影領域２１のｐ型基板１の表面に形成される絶
縁体層８が、パッシベーション効果をもつ酸化シリコン
膜と、フッ酸の水溶液を主成分とする酸化シリコン膜の
エッチング液のバリアとなる酸化チタン膜の積層体で形
成されている点が異なっている。
よる太陽電池は、図１に示した太陽電池の構造と同様で
あるが、影領域２１のｐ型基板１の表面に形成される絶
縁体層８が、パッシベーション効果をもつ酸化シリコン
膜と、フッ酸の水溶液を主成分とする酸化シリコン膜の
エッチング液のバリアとなる酸化チタン膜の積層体で形
成されている点が異なっている。
【００３６】実施の形態３による太陽電池の作製方法
は、実施の形態１で述べた太陽電池の製造方法におい
て、パッシベーション膜の形成工程である熱酸化法によ
る酸化シリコン膜の形成工程が、影領域２１のｎ型半導
体層２を除去する工程の後になることが異なるだけで、
他の工程は、実施の形態１と同様である。特に、影領域
２１の上部の絶縁体層８が酸化シリコン膜および酸化チ
タン膜を順次積層した構造であるために、フォトレジス
トに多少のピンホールが存在しても、酸化チタン膜がエ
ッチング液のバリアとなって絶縁膜層８を開口すること
が無い。従って、本発明の太陽電池は安定して高い変換
効率が得られた。
は、実施の形態１で述べた太陽電池の製造方法におい
て、パッシベーション膜の形成工程である熱酸化法によ
る酸化シリコン膜の形成工程が、影領域２１のｎ型半導
体層２を除去する工程の後になることが異なるだけで、
他の工程は、実施の形態１と同様である。特に、影領域
２１の上部の絶縁体層８が酸化シリコン膜および酸化チ
タン膜を順次積層した構造であるために、フォトレジス
トに多少のピンホールが存在しても、酸化チタン膜がエ
ッチング液のバリアとなって絶縁膜層８を開口すること
が無い。従って、本発明の太陽電池は安定して高い変換
効率が得られた。
【００３７】（実施の形態４）本発明の太陽電池素子の
光入射面側のｐｎ接合を形成せずに絶縁体層８を設けた
影領域において、複数の太陽電池素子を接続して太陽電
池モジュールを作製した。モジュールは、３６枚の太陽
電池を、図３に示したように、表面を半田でめっきした
銅等の配線材料１０で入射面電極３と裏面電極７を接続
する方法と、図４に示したように、隣接する太陽電池素
子の光入射面電極３に直接裏面電極７を接続する方法と
で、それぞれ作製した。一方、図５に示した従来の太陽
電池でも同様のモジュールを作製した。その結果、いず
れの接続形態においても、本発明の太陽電池を用いたモ
ジュールの方が高い変換効率を示した。
光入射面側のｐｎ接合を形成せずに絶縁体層８を設けた
影領域において、複数の太陽電池素子を接続して太陽電
池モジュールを作製した。モジュールは、３６枚の太陽
電池を、図３に示したように、表面を半田でめっきした
銅等の配線材料１０で入射面電極３と裏面電極７を接続
する方法と、図４に示したように、隣接する太陽電池素
子の光入射面電極３に直接裏面電極７を接続する方法と
で、それぞれ作製した。一方、図５に示した従来の太陽
電池でも同様のモジュールを作製した。その結果、いず
れの接続形態においても、本発明の太陽電池を用いたモ
ジュールの方が高い変換効率を示した。
【００３８】以上、本発明の太陽電池は、第１導電型の
半導体層としてｐ型結晶シリコン基板を用い、第２導電
型の半導体層として熱拡散によりリンをドーパントとす
るｎ型半導体層を用いて説明したが、第１導電型をｎ型
に、第２導電型をｐ型としても、一般的に知られた太陽
電池素子の作製方法によって、本発明の効果を得ること
ができる。さらに、第１導電型の半導体層が結晶質の薄
膜シリコンや化合物系半導体層であったり、第２導電型
の半導体層が堆積法により形成されたものであっても、
本発明の効果を得ることができる。
半導体層としてｐ型結晶シリコン基板を用い、第２導電
型の半導体層として熱拡散によりリンをドーパントとす
るｎ型半導体層を用いて説明したが、第１導電型をｎ型
に、第２導電型をｐ型としても、一般的に知られた太陽
電池素子の作製方法によって、本発明の効果を得ること
ができる。さらに、第１導電型の半導体層が結晶質の薄
膜シリコンや化合物系半導体層であったり、第２導電型
の半導体層が堆積法により形成されたものであっても、
本発明の効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の請求項１によれば、第１導電型
の半導体層の光入射面に、ｐｎ接合を形成する第２導電
型の半導体層と、入射面電極等の太陽光を遮光する構成
物が形成された太陽電池において、第１導電型の半導体
層の光入射面上の直接太陽光が入射しない影領域で、第
２導電型の半導体層が設けられずに絶縁体層を設けるこ
とにより、影領域での光発生電流とは逆方向の電流を発
することが無く、変換効率を改善することができる。
の半導体層の光入射面に、ｐｎ接合を形成する第２導電
型の半導体層と、入射面電極等の太陽光を遮光する構成
物が形成された太陽電池において、第１導電型の半導体
層の光入射面上の直接太陽光が入射しない影領域で、第
２導電型の半導体層が設けられずに絶縁体層を設けるこ
とにより、影領域での光発生電流とは逆方向の電流を発
することが無く、変換効率を改善することができる。
【００４０】さらに、請求項２によれば、前記影領域に
形成する前述の絶縁体層が、第１導電型の半導体層の表
面再結合を低減する性質を有するパッシベーション膜
か、もしくは、パッシベーション膜とその他の絶縁材料
との積層体とすることにより、影領域において第１導電
型の半導体層の表面は、再結合による飽和電流が低減さ
れて、より変換効率の高い太陽電池を得ることができ
る。
形成する前述の絶縁体層が、第１導電型の半導体層の表
面再結合を低減する性質を有するパッシベーション膜
か、もしくは、パッシベーション膜とその他の絶縁材料
との積層体とすることにより、影領域において第１導電
型の半導体層の表面は、再結合による飽和電流が低減さ
れて、より変換効率の高い太陽電池を得ることができ
る。
【００４１】さらに、請求項３によれば、第１導電型の
半導体層の上部に第２導電型の半導体層を設ける第１の
工程と、前記影領域の第２導電型の半導体層を除去する
第２の工程と、前記影領域に絶縁体層を形成する第３の
工程とを実施する製造方法により、前述の太陽電池を製
造することが可能となる。
半導体層の上部に第２導電型の半導体層を設ける第１の
工程と、前記影領域の第２導電型の半導体層を除去する
第２の工程と、前記影領域に絶縁体層を形成する第３の
工程とを実施する製造方法により、前述の太陽電池を製
造することが可能となる。
【００４２】さらに、請求項４によれば、第２導電型の
半導体層の上部にパッシベーション膜を形成する第５の
工程と、入射面電極と第２導電型の半導体層とが接続さ
れる予定の領域のパッシベーション膜をエッチング除去
した後に、入射面電極を形成する第４の工程とを有する
請求項３に記載の太陽電池の製造方法において、前記第
３の工程にて影領域に形成する絶縁体層としてパッシベ
ーション膜のエッチング液のバリアとなる材料を用いる
製造方法によって、リーク電流の発生を防ぎ、影領域に
おける特性劣化を低減して、安定して変換効率が高い太
陽電池を得ることができる。
半導体層の上部にパッシベーション膜を形成する第５の
工程と、入射面電極と第２導電型の半導体層とが接続さ
れる予定の領域のパッシベーション膜をエッチング除去
した後に、入射面電極を形成する第４の工程とを有する
請求項３に記載の太陽電池の製造方法において、前記第
３の工程にて影領域に形成する絶縁体層としてパッシベ
ーション膜のエッチング液のバリアとなる材料を用いる
製造方法によって、リーク電流の発生を防ぎ、影領域に
おける特性劣化を低減して、安定して変換効率が高い太
陽電池を得ることができる。
【００４３】また、請求項５によれば、第１導電型の半
導体層に接続された第１の電極と第２導電型の半導体層
に接続された第２の電極とを有する太陽電池を複数接続
してモジュール等を形成する際に、光入射面上での接続
を、ｐｎ接合を設けない領域で太陽電池の接続を行うこ
とによって、影領域には光発生電流とは逆方向の電流を
発生することがなく、変換効率が高い太陽電池を得るこ
とができる。
導体層に接続された第１の電極と第２導電型の半導体層
に接続された第２の電極とを有する太陽電池を複数接続
してモジュール等を形成する際に、光入射面上での接続
を、ｐｎ接合を設けない領域で太陽電池の接続を行うこ
とによって、影領域には光発生電流とは逆方向の電流を
発生することがなく、変換効率が高い太陽電池を得るこ
とができる。
【図１】本発明の太陽電池の概念図である。
【図２】本発明の太陽電池の作製プロセスを示す概念図
である。
である。
【図３】本発明の太陽電池を複数接続した形態を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】本発明の太陽電池を複数接続した別の形態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図５】従来の太陽電池の概観図である。
１ ｐ型結晶シリコン基板 ２ ｎ型半導体層 ３ 入射面電極 ４ パッシベーション膜 ５ 反射防止膜 ６ ｐ＋型半導体層 ７ 裏面電極 ８ 絶縁体層 ９ レジスト層 １０ 配線材料 ２１ 遮光物が設けられる予定の光入射面の影領域 ３１ 入射面電極３の主電極部 ３２ 入射面電極３のグリッド電極部
Claims (5)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体層の光入射面に、ｐ
ｎ接合を形成する第２導電型の半導体層と、入射面電極
等の太陽光を遮光する構成物が形成された太陽電池にお
いて、前記構成物により遮光された影領域の第１導電型
の半導体層の光入射面上に、第２導電型の半導体層がな
く絶縁体層を設けた非バイアス領域を有することを特徴
とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記非バイアス領域に形成する絶縁体層
が、半導体層の表面再結合を低減する性質を有するパッ
シベーション膜か、もしくは、パッシベーション膜と他
の絶縁材料との積層体であることを特徴とする請求項１
に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 第１導電型の半導体層の光入射面に第２
導電型の半導体層を設ける第１の工程と、前記影領域の
第２導電型の半導体層を除去する第２の工程と、前記影
領域に絶縁体層を形成する第３の工程と、入射面電極を
形成する第４の工程とを実施することを特徴とする請求
項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 第２導電型の半導体層の上部にパッシベ
ーション膜を形成する第５の工程と、入射面電極と第２
導電型の半導体層とが接続される予定の領域のパッシベ
ーション膜をエッチング除去した後に、入射面電極を形
成する第４の工程とを有する請求項３に記載の太陽電池
の製造方法において、前記第３の工程にて影領域に形成
する絶縁体層としてパッシベーション膜のエッチング液
のバリアとなる材料を用いることを特徴とする請求項３
に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 第１導電型の半導体層に接続された第１
の電極と第２導電型の半導体層に接続された第２の電極
とを有する太陽電池を複数接続する方法であって、前記
太陽電池の光入射面上での接続を、ｐｎ接合を設けない
領域で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の太
陽電池の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06802398A JP4121603B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 太陽電池及びその製造方法及びその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06802398A JP4121603B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 太陽電池及びその製造方法及びその接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11266029A true JPH11266029A (ja) | 1999-09-28 |
| JP4121603B2 JP4121603B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=13361811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06802398A Expired - Fee Related JP4121603B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | 太陽電池及びその製造方法及びその接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4121603B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009058823A2 (en) * | 2007-11-03 | 2009-05-07 | Solfocus, Inc. | Solar cell passivation and leveling |
| KR101295541B1 (ko) * | 2009-05-14 | 2013-08-12 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| US8728880B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-05-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Graphene electronic device and method of fabricating the same |
| WO2014201975A1 (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 常州时创能源科技有限公司 | 用于太阳能电池片钝化的晶体硅氧化处理设备 |
| CN105874609A (zh) * | 2014-01-13 | 2016-08-17 | 光城公司 | 具有低电阻电极的太阳能电芯的模块制造 |
| CN105917472A (zh) * | 2014-01-13 | 2016-08-31 | 光城公司 | 高效率太阳能面板 |
| 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 |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP06802398A patent/JP4121603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009058823A2 (en) * | 2007-11-03 | 2009-05-07 | Solfocus, Inc. | Solar cell passivation and leveling |
| WO2009058823A3 (en) * | 2007-11-03 | 2009-07-02 | Solfocus Inc | Solar cell passivation and leveling |
| KR101295541B1 (ko) * | 2009-05-14 | 2013-08-12 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| US8728880B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-05-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Graphene electronic device and method of fabricating the same |
| US9257528B2 (en) | 2010-12-17 | 2016-02-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Graphene electronic device and method of fabricating the same |
| WO2014201975A1 (zh) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 常州时创能源科技有限公司 | 用于太阳能电池片钝化的晶体硅氧化处理设备 |
| CN105874609A (zh) * | 2014-01-13 | 2016-08-17 | 光城公司 | 具有低电阻电极的太阳能电芯的模块制造 |
| CN105917472A (zh) * | 2014-01-13 | 2016-08-31 | 光城公司 | 高效率太阳能面板 |
| 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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|---|---|
| JP4121603B2 (ja) | 2008-07-23 |
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