JPH11284212A - 太陽電池及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池及び太陽電池の製造方法Info
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- JPH11284212A JPH11284212A JP10100349A JP10034998A JPH11284212A JP H11284212 A JPH11284212 A JP H11284212A JP 10100349 A JP10100349 A JP 10100349A JP 10034998 A JP10034998 A JP 10034998A JP H11284212 A JPH11284212 A JP H11284212A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率で高生産性の薄型太陽電池とその製造
方法を実現する。 【解決手段】 Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層と表面電
極と裏面電極を形成して成る太陽電池であって、Ｐ型シ
リコン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護
膜と、格子状のアルミニウム電界層を有し、格子状のア
ルミニウム電界層に対応する格子状の裏面電極を有する
ことを特徴とする太陽電池。およびＰ型シリコン基板に
ＰＮ接合層を設け、表面電極と裏面電極を形成する太陽
電池の製造方法において、裏面電極を形成する前に、Ｐ
型シリコン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面
保護膜を形成し、次いで格子状のアルミニウム電界層を
形成した後、格子状のアルミニウム電界層に対応して格
子状の裏面電極を形成することを特徴とする太陽電池の
製造方法。
方法を実現する。 【解決手段】 Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層と表面電
極と裏面電極を形成して成る太陽電池であって、Ｐ型シ
リコン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護
膜と、格子状のアルミニウム電界層を有し、格子状のア
ルミニウム電界層に対応する格子状の裏面電極を有する
ことを特徴とする太陽電池。およびＰ型シリコン基板に
ＰＮ接合層を設け、表面電極と裏面電極を形成する太陽
電池の製造方法において、裏面電極を形成する前に、Ｐ
型シリコン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面
保護膜を形成し、次いで格子状のアルミニウム電界層を
形成した後、格子状のアルミニウム電界層に対応して格
子状の裏面電極を形成することを特徴とする太陽電池の
製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生産性が高く、高
効率な薄型太陽電池及びその製造方法に関するものであ
る。
効率な薄型太陽電池及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より化石燃料の有限性と、それにも
増して人類によるこれら化石燃料を中心としたエネルギ
ー大量消費による地球温暖化防止の観点から、太陽電池
がクリーンエネルギーとして注目され、本格的な実用化
が真剣に検討されている。中でもシリコン半導体を用い
る太陽電池は、これまでも各国でその構造と製造方法に
ついて精力的な研究が進められている。特に、軽量化及
び低コスト化の見地から太陽電池の薄型化が課題となっ
ている。
増して人類によるこれら化石燃料を中心としたエネルギ
ー大量消費による地球温暖化防止の観点から、太陽電池
がクリーンエネルギーとして注目され、本格的な実用化
が真剣に検討されている。中でもシリコン半導体を用い
る太陽電池は、これまでも各国でその構造と製造方法に
ついて精力的な研究が進められている。特に、軽量化及
び低コスト化の見地から太陽電池の薄型化が課題となっ
ている。
【０００３】従来の太陽電池の製造方法としては、例え
ば図２（Ａ）〜（Ｇ）に示すような製造方法が一般に行
われていた。 （Ａ）Ｐ型シリコン基板（厚さ；３５０〜６００μｍ）
２１を準備し、アルカリ溶液によるエッチングを行い、
シリコン基板２１を洗浄、温水引上げ乾燥を行う。 （Ｂ）シリコン基板の表面に、リンドープ有機シリカ塗
布剤を塗布した後、乾燥 することにより、リンドープ有機シリカ塗布層２２の形
成を行う。（Ｃ）上記シリコン基板をドライブイン拡散
により、リン接合層（ｎ＋）２３の形成を行う。この
時、基板表面にはリンガラス層２４が生成する。 （Ｄ）表面に形成された不要なリンガラス層２４をＨＦ
溶液を使用して除去した後、シリコン基板２１の洗浄、
温水引上げ乾燥を行う。 （Ｅ）表面にＴｉＯ2 反射防止膜２５を形成する。 （Ｆ）裏面にスクリーン印刷でアルミニウムペーストを
全面に印刷し、乾燥させた後、近赤外ランプベルト炉に
通し、７５０℃×５分焼成することにより、裏面電界層
（ｐ＋）２６を形成する。 （Ｇ）両面にスクリーン印刷で銀ペーストを櫛状に印刷
し、乾燥させた後、近赤外ランプ炉に通し、表面電極２
７、裏面電極２８を形成する。次いで電極部を抵抗低減
及び太陽電池間の接続を目的として、両面の銀電極上に
ハンダコートを行う。
ば図２（Ａ）〜（Ｇ）に示すような製造方法が一般に行
われていた。 （Ａ）Ｐ型シリコン基板（厚さ；３５０〜６００μｍ）
２１を準備し、アルカリ溶液によるエッチングを行い、
シリコン基板２１を洗浄、温水引上げ乾燥を行う。 （Ｂ）シリコン基板の表面に、リンドープ有機シリカ塗
布剤を塗布した後、乾燥 することにより、リンドープ有機シリカ塗布層２２の形
成を行う。（Ｃ）上記シリコン基板をドライブイン拡散
により、リン接合層（ｎ＋）２３の形成を行う。この
時、基板表面にはリンガラス層２４が生成する。 （Ｄ）表面に形成された不要なリンガラス層２４をＨＦ
溶液を使用して除去した後、シリコン基板２１の洗浄、
温水引上げ乾燥を行う。 （Ｅ）表面にＴｉＯ2 反射防止膜２５を形成する。 （Ｆ）裏面にスクリーン印刷でアルミニウムペーストを
全面に印刷し、乾燥させた後、近赤外ランプベルト炉に
通し、７５０℃×５分焼成することにより、裏面電界層
（ｐ＋）２６を形成する。 （Ｇ）両面にスクリーン印刷で銀ペーストを櫛状に印刷
し、乾燥させた後、近赤外ランプ炉に通し、表面電極２
７、裏面電極２８を形成する。次いで電極部を抵抗低減
及び太陽電池間の接続を目的として、両面の銀電極上に
ハンダコートを行う。
【０００４】しかしながら、このような従来の太陽電池
の製造方法では、シリコンの歩留りを向上すべくシリコ
ン基板厚を現状の３５０μｍから２００μｍ程度まで薄
型化した場合には問題があった。すなわち、少数キャリ
アの裏面再結合速度（裏面でのキャリア消滅速度）の低
下を図るために設けられる裏面電界層（ｐ＋）２６は、
アルミニウムペーストを２０〜４０μｍと厚くかつ全面
に印刷、焼成しないと、その効果を十分に得ることがで
きない。そのためシリコン基板厚を上記の２００μｍ程
度まで薄型化すると、アルミニウムとシリコン基板の熱
膨張係数の差に起因した内部応力の発生により、シリコ
ン基板の反りや割れが生じ、それによる歩留りの低下が
問題となっていた。
の製造方法では、シリコンの歩留りを向上すべくシリコ
ン基板厚を現状の３５０μｍから２００μｍ程度まで薄
型化した場合には問題があった。すなわち、少数キャリ
アの裏面再結合速度（裏面でのキャリア消滅速度）の低
下を図るために設けられる裏面電界層（ｐ＋）２６は、
アルミニウムペーストを２０〜４０μｍと厚くかつ全面
に印刷、焼成しないと、その効果を十分に得ることがで
きない。そのためシリコン基板厚を上記の２００μｍ程
度まで薄型化すると、アルミニウムとシリコン基板の熱
膨張係数の差に起因した内部応力の発生により、シリコ
ン基板の反りや割れが生じ、それによる歩留りの低下が
問題となっていた。
【０００５】この問題を解決するために、シリコン基板
の反りの発生を抑えた裏面電界層の形成方法がいくつか
提案されている。その一つは、シリコンと熱膨張係数の
近いボロンを用いて、ＰＢＮ固体拡散ソースやＢＢｒ3
気体拡散ソースあるいはＣＶＤによりシリコン基板上に
成膜したＢＳＧ（ボロン・シリケートガラス）からのボ
ロンの熱拡散を行う方法である。またアルミニウムペー
ストを格子状に印刷、焼成することで、内部応力を低下
させ反り量を低減する方法も提案された。
の反りの発生を抑えた裏面電界層の形成方法がいくつか
提案されている。その一つは、シリコンと熱膨張係数の
近いボロンを用いて、ＰＢＮ固体拡散ソースやＢＢｒ3
気体拡散ソースあるいはＣＶＤによりシリコン基板上に
成膜したＢＳＧ（ボロン・シリケートガラス）からのボ
ロンの熱拡散を行う方法である。またアルミニウムペー
ストを格子状に印刷、焼成することで、内部応力を低下
させ反り量を低減する方法も提案された。
【０００６】しかし、ボロンの熱拡散法では、ボロンの
シリコン基板中での拡散速度が遅く、現状で裏面再結合
速度の低下の効果が十分に得られているアルミニウムペ
ーストの印刷、焼成法と同等なピーク濃度（ドーパント
の最高濃度）、拡散深さ（ドーパントの侵入深さ）を得
るためには、ボロンの熱拡散条件として、例えば、９５
０℃×１５分デポジション後、更に、１１００℃×２時
間ドライブイン拡散をするという高温熱処理が必要とな
る。このような高温処理に伴うシリコン基板のライフタ
イムの低下を防止するため、半導体レベルのクリーン設
備が必要となり、拡散ソースの安定性や管理、成膜なら
びに熱処理に伴う生産性が低いため、低コストで高生産
性が要求される太陽電池製造工程での採用には問題があ
った。
シリコン基板中での拡散速度が遅く、現状で裏面再結合
速度の低下の効果が十分に得られているアルミニウムペ
ーストの印刷、焼成法と同等なピーク濃度（ドーパント
の最高濃度）、拡散深さ（ドーパントの侵入深さ）を得
るためには、ボロンの熱拡散条件として、例えば、９５
０℃×１５分デポジション後、更に、１１００℃×２時
間ドライブイン拡散をするという高温熱処理が必要とな
る。このような高温処理に伴うシリコン基板のライフタ
イムの低下を防止するため、半導体レベルのクリーン設
備が必要となり、拡散ソースの安定性や管理、成膜なら
びに熱処理に伴う生産性が低いため、低コストで高生産
性が要求される太陽電池製造工程での採用には問題があ
った。
【０００７】一方、アルミニウムペーストを格子状に印
刷、焼成する方法では、太陽電池の製作上問題とならな
い程度まで反り量を低減し、また割れ、破損等の問題は
生じないが、アルミニウム電界層が形成されていない格
子間のシリコン基板裏面での再結合速度が大きく、太陽
電池効率が低下してしまうという問題が発生する。
刷、焼成する方法では、太陽電池の製作上問題とならな
い程度まで反り量を低減し、また割れ、破損等の問題は
生じないが、アルミニウム電界層が形成されていない格
子間のシリコン基板裏面での再結合速度が大きく、太陽
電池効率が低下してしまうという問題が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑みなされたもので、薄いシリコン基板を用い
てもシリコン基板に反りや割れあるいは破損等が発生す
ることを防止し、製造工程が簡単で低コストかつ高効率
な薄型太陽電池及びその製造方法を提供することを主目
的とするものである。
問題点に鑑みなされたもので、薄いシリコン基板を用い
てもシリコン基板に反りや割れあるいは破損等が発生す
ることを防止し、製造工程が簡単で低コストかつ高効率
な薄型太陽電池及びその製造方法を提供することを主目
的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、本発明の請求項１に記載
した発明は、Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層と表面電極
と裏面電極を形成して成る太陽電池であって、Ｐ型シリ
コン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜
と、格子状のアルミニウム電界層を有することを特徴と
する太陽電池である。
決するためになされたもので、本発明の請求項１に記載
した発明は、Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層と表面電極
と裏面電極を形成して成る太陽電池であって、Ｐ型シリ
コン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜
と、格子状のアルミニウム電界層を有することを特徴と
する太陽電池である。
【００１０】このように、Ｐ型シリコン基板の裏面に、
ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜と、格子状のアルミ
ニウム電界層を有する太陽電池は、２つの裏面電界層が
併設されている事により、太陽電池の製造に問題となる
シリコン基板の反りや割れあるいは破損といった問題が
生じず、また裏面での再結合速度の低減の効果を損なう
事もないため、生産性が高くかつ高効率な太陽電池とな
る。
ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜と、格子状のアルミ
ニウム電界層を有する太陽電池は、２つの裏面電界層が
併設されている事により、太陽電池の製造に問題となる
シリコン基板の反りや割れあるいは破損といった問題が
生じず、また裏面での再結合速度の低減の効果を損なう
事もないため、生産性が高くかつ高効率な太陽電池とな
る。
【００１１】この場合、請求項２に記載したように、前
記格子状のアルミニウム電界層に対応する格子状の裏面
電極を有することが望ましい。このように設置された裏
面電極は、直接にボロン電界層と接していないため、裏
面再結合速度の低減効果が不十分になることがなく、太
陽電池特性の低下を防ぐことができる。
記格子状のアルミニウム電界層に対応する格子状の裏面
電極を有することが望ましい。このように設置された裏
面電極は、直接にボロン電界層と接していないため、裏
面再結合速度の低減効果が不十分になることがなく、太
陽電池特性の低下を防ぐことができる。
【００１２】また本発明の太陽電池は、請求項３に記載
したようにシリコン基板の厚さが２００μｍ以下であっ
ても反り、割れが生じないため、従来の太陽電池に比べ
て著しく薄くすることが可能であり、生産性・歩留りを
向上させることができ、実用的な太陽電池の高効率化、
軽量化及び低コスト化の要求を満たすものである。
したようにシリコン基板の厚さが２００μｍ以下であっ
ても反り、割れが生じないため、従来の太陽電池に比べ
て著しく薄くすることが可能であり、生産性・歩留りを
向上させることができ、実用的な太陽電池の高効率化、
軽量化及び低コスト化の要求を満たすものである。
【００１３】そして本発明の請求項４に記載した発明
は、Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層を設け、表面電極と
裏面電極を形成する太陽電池の製造方法において、裏面
電極を形成する前に、Ｐ型シリコン基板の裏面に、ボロ
ン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜を形成し、次いで格子状
のアルミニウム電界層を形成することを特徴とする太陽
電池の製造方法である。
は、Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層を設け、表面電極と
裏面電極を形成する太陽電池の製造方法において、裏面
電極を形成する前に、Ｐ型シリコン基板の裏面に、ボロ
ン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜を形成し、次いで格子状
のアルミニウム電界層を形成することを特徴とする太陽
電池の製造方法である。
【００１４】このボロン電界層とアルミニウム電界層の
２つの裏面電界層を併設する製造方法によれば、太陽電
池製造に問題のない程度に反りを低減でき、電気的にも
高効率な太陽電池を製造することができる。またこの方
法は、シリコン基板の裏面にボロンの熱拡散法によるボ
ロン電界層のみを形成する方法と違い、ボロン電界層を
浅くできるので長時間の高温熱処理は必要でなく、生産
性と歩留りの向上を期待でき、コストダウンが可能な太
陽電池の製造方法である。
２つの裏面電界層を併設する製造方法によれば、太陽電
池製造に問題のない程度に反りを低減でき、電気的にも
高効率な太陽電池を製造することができる。またこの方
法は、シリコン基板の裏面にボロンの熱拡散法によるボ
ロン電界層のみを形成する方法と違い、ボロン電界層を
浅くできるので長時間の高温熱処理は必要でなく、生産
性と歩留りの向上を期待でき、コストダウンが可能な太
陽電池の製造方法である。
【００１５】この場合、請求項５に記載したように、前
記格子状のアルミニウム電界層を形成した後、格子状の
アルミニウム電界層に対応して格子状の裏面電極を形成
することが望ましい。このようにすれば、裏面電極が直
接にボロン電界層に接していないため太陽電池特性の低
下を防止できることに加えて、裏面電極を公知のスクリ
ーン印刷、焼成法等で形成できるので、高効率な太陽電
池を簡略な工程で低コストで製造することができる。
記格子状のアルミニウム電界層を形成した後、格子状の
アルミニウム電界層に対応して格子状の裏面電極を形成
することが望ましい。このようにすれば、裏面電極が直
接にボロン電界層に接していないため太陽電池特性の低
下を防止できることに加えて、裏面電極を公知のスクリ
ーン印刷、焼成法等で形成できるので、高効率な太陽電
池を簡略な工程で低コストで製造することができる。
【００１６】また、本発明の太陽電池の製造方法は、請
求項６に記載したように、シリコン基板の厚さが２００
μｍ以下のものを用いても、シリコン基板の反りや割れ
あるいは破損による歩留りの低下が起こらないため、従
来の太陽電池の製造方法に比べてはるかに薄い高効率薄
型太陽電池を、簡略な工程において低コストで製造でき
る。
求項６に記載したように、シリコン基板の厚さが２００
μｍ以下のものを用いても、シリコン基板の反りや割れ
あるいは破損による歩留りの低下が起こらないため、従
来の太陽電池の製造方法に比べてはるかに薄い高効率薄
型太陽電池を、簡略な工程において低コストで製造でき
る。
【００１７】以下、本発明についてさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発
明の発明者らは、太陽電池を薄型化した際に問題となる
シリコン基板の反りや割れあるいは破損による生産性の
低下の問題を解決するため、太陽電池の構造及びその製
造方法について検討した。特に、裏面電界層の構造及び
形成方法については、従来の技術の問題点について従来
技術に基づき比較検討を行った。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発
明の発明者らは、太陽電池を薄型化した際に問題となる
シリコン基板の反りや割れあるいは破損による生産性の
低下の問題を解決するため、太陽電池の構造及びその製
造方法について検討した。特に、裏面電界層の構造及び
形成方法については、従来の技術の問題点について従来
技術に基づき比較検討を行った。
【００１８】薄型太陽電池の製造工程におけるシリコン
基板の反りを防ぐ技術としては、ボロン塗布拡散法によ
ってボロン電界層を形成する方法、あるいは格子状にア
ルミ電界層を形成する方法があったが、いずれも一長一
短があり根本的に問題を解決するには至らなかった。す
なわち、ボロン電界層は、アルミ電界層と同等の太陽電
池効率を得るためには長時間の高温熱処理が必要であ
り、格子状アルミ電界層は、シリコン基板の反りは防止
できるが太陽電池効率が低下してしまうという欠点があ
る。
基板の反りを防ぐ技術としては、ボロン塗布拡散法によ
ってボロン電界層を形成する方法、あるいは格子状にア
ルミ電界層を形成する方法があったが、いずれも一長一
短があり根本的に問題を解決するには至らなかった。す
なわち、ボロン電界層は、アルミ電界層と同等の太陽電
池効率を得るためには長時間の高温熱処理が必要であ
り、格子状アルミ電界層は、シリコン基板の反りは防止
できるが太陽電池効率が低下してしまうという欠点があ
る。
【００１９】そこで、本発明者らは、前記２種類の裏面
電界層の長短に鑑みて、太陽電池の裏面電界層形成にお
いて、薄型太陽電池の反りや割れおよび破損による製造
歩留りの低下は、内部応力発生の少ないボロン電界層を
形成することおよびアルミ電界層を格子状に形成する事
で防止し、更に高効率太陽電池の実現に当たっては、格
子状のアルミ電界層と格子間のボロン電界層の２つの裏
面電界層併設による裏面再結合損失の低減により、高効
率な薄型太陽電池を実現することを着想し、鋭意研究を
重ねて本発明を完成させた。
電界層の長短に鑑みて、太陽電池の裏面電界層形成にお
いて、薄型太陽電池の反りや割れおよび破損による製造
歩留りの低下は、内部応力発生の少ないボロン電界層を
形成することおよびアルミ電界層を格子状に形成する事
で防止し、更に高効率太陽電池の実現に当たっては、格
子状のアルミ電界層と格子間のボロン電界層の２つの裏
面電界層併設による裏面再結合損失の低減により、高効
率な薄型太陽電池を実現することを着想し、鋭意研究を
重ねて本発明を完成させた。
【００２０】高効率太陽電池の実現に当たっては、裏面
電界層により裏面再結合速度を低減することが重要であ
る。図３は太陽電池の１次元特性解析プログラムによ
り、裏面電界層条件（裏面電界層の形成方法、裏面ピー
ク濃度、拡散深さ、裏面再結合速度）と太陽電池特性
（短絡電流、開放電圧、変換効率）の関係を予測したも
のである。この図３では、裏面再結合速度；ＳR が、Ｓ
R ＝１×１０4 cm/sの場合の太陽電池特性を実線で示
し、ＳR ＝１×１０6 cm/sの場合の太陽電池特性を破線
で示している。
電界層により裏面再結合速度を低減することが重要であ
る。図３は太陽電池の１次元特性解析プログラムによ
り、裏面電界層条件（裏面電界層の形成方法、裏面ピー
ク濃度、拡散深さ、裏面再結合速度）と太陽電池特性
（短絡電流、開放電圧、変換効率）の関係を予測したも
のである。この図３では、裏面再結合速度；ＳR が、Ｓ
R ＝１×１０4 cm/sの場合の太陽電池特性を実線で示
し、ＳR ＝１×１０6 cm/sの場合の太陽電池特性を破線
で示している。
【００２１】ボロンの熱拡散法による裏面電界層形成
は、ボロンのシリコン中での固溶度が大きくまた拡散係
数が小さいため、１０００℃×数十分程度の中温短時間
のドライブイン拡散熱処理では、裏面ピーク濃度が５×
１０19〜５×１０20cm-3程度で拡散深さが０．５μｍ程
度となる。また、裏面ＳｉＯ2 保護膜が未形成で裏面電
極とボロン電界層が接触している部分での裏面再結合速
度；ＳR は１×１０6 cm/s以上に大きくなる。図３よ
り、このように０．５μｍのような浅い拡散深さで、Ｓ
R ＝１×１０6 cm/sのような大きい裏面再結合速度の場
合、裏面再結合速度の低下が不十分のため、ＳR ＝１×
１０4 cm/sの場合に比べて太陽電池特性が低下してしま
うことが解る。
は、ボロンのシリコン中での固溶度が大きくまた拡散係
数が小さいため、１０００℃×数十分程度の中温短時間
のドライブイン拡散熱処理では、裏面ピーク濃度が５×
１０19〜５×１０20cm-3程度で拡散深さが０．５μｍ程
度となる。また、裏面ＳｉＯ2 保護膜が未形成で裏面電
極とボロン電界層が接触している部分での裏面再結合速
度；ＳR は１×１０6 cm/s以上に大きくなる。図３よ
り、このように０．５μｍのような浅い拡散深さで、Ｓ
R ＝１×１０6 cm/sのような大きい裏面再結合速度の場
合、裏面再結合速度の低下が不十分のため、ＳR ＝１×
１０4 cm/sの場合に比べて太陽電池特性が低下してしま
うことが解る。
【００２２】このことを解決するためには、ボロン裏面
電界層の表面をＳｉＯ2 保護膜で覆い、裏面再結合速
度；ＳR を１×１０4 cm/s程度まで低下する事で太陽電
池特性を向上させる事ができる。
電界層の表面をＳｉＯ2 保護膜で覆い、裏面再結合速
度；ＳR を１×１０4 cm/s程度まで低下する事で太陽電
池特性を向上させる事ができる。
【００２３】しかし太陽電池の裏面電界層をボロン電界
層のみで形成した場合は、ボロンとシリコン基板の熱膨
張係数の差による内部応力が小さいために基板の反りは
防止できるものの、裏面電極が形成される部分について
は、ＳｉＯ2 保護膜が未形成となり裏面電極とボロン裏
面電界層が直接に接触することになる。その結果、前述
のように、ボロン裏面電界層上に直接裏面電極を形成し
た部分では、この裏面ＳｉＯ2 保護膜による再結合低減
効果が得られず、全体としての太陽電池特性が低下する
ことになる。
層のみで形成した場合は、ボロンとシリコン基板の熱膨
張係数の差による内部応力が小さいために基板の反りは
防止できるものの、裏面電極が形成される部分について
は、ＳｉＯ2 保護膜が未形成となり裏面電極とボロン裏
面電界層が直接に接触することになる。その結果、前述
のように、ボロン裏面電界層上に直接裏面電極を形成し
た部分では、この裏面ＳｉＯ2 保護膜による再結合低減
効果が得られず、全体としての太陽電池特性が低下する
ことになる。
【００２４】そこで、本発明者らは、裏面電極を格子状
に形成することとし、裏面電極を形成する部分にはその
格子状の電極パターンに対応して予め格子状のアルミニ
ウム電界層を形成する事で、この問題を解決する事を発
想した。このようにすれば、裏面電極とボロン電界層が
接触することがないためＳｉＯ2 保護膜による裏面再結
合低減の効果を損なうことがなく、太陽電池特性を向上
させることができる。またアルミニウム電界層は格子状
に形成されるため、アルミニウムとシリコン基板の熱膨
張係数の差によって発生する内部応力を低減でき、シリ
コン基板の反りや割れあるいは破損を防止できる。
に形成することとし、裏面電極を形成する部分にはその
格子状の電極パターンに対応して予め格子状のアルミニ
ウム電界層を形成する事で、この問題を解決する事を発
想した。このようにすれば、裏面電極とボロン電界層が
接触することがないためＳｉＯ2 保護膜による裏面再結
合低減の効果を損なうことがなく、太陽電池特性を向上
させることができる。またアルミニウム電界層は格子状
に形成されるため、アルミニウムとシリコン基板の熱膨
張係数の差によって発生する内部応力を低減でき、シリ
コン基板の反りや割れあるいは破損を防止できる。
【００２５】このアルミニウム電界層はアルミニウムと
シリコンの共晶合金化反応を利用しているため、ボロン
拡散温度；９５０〜１０５０℃に比べて、低温；７００
〜８００℃で裏面ピーク濃度；４×１０18〜３×１０19
cm-3で８〜１０μｍ程度の深い拡散を容易に得る事が可
能である。図３に示すように、このように拡散が深い場
合には、裏面再結合速度の大きさに関係なく、高い太陽
電池特性を得ることができる。
シリコンの共晶合金化反応を利用しているため、ボロン
拡散温度；９５０〜１０５０℃に比べて、低温；７００
〜８００℃で裏面ピーク濃度；４×１０18〜３×１０19
cm-3で８〜１０μｍ程度の深い拡散を容易に得る事が可
能である。図３に示すように、このように拡散が深い場
合には、裏面再結合速度の大きさに関係なく、高い太陽
電池特性を得ることができる。
【００２６】従って本発明の太陽電池の裏面電界層は、
ボロン裏面電界層については、ボロンとシリコンの熱膨
張率の差が小さいためシリコン基板の反り等が起こら
ず、そのボロン電界層表面の全面をＳｉＯ2 保護膜で覆
うことができるため長時間の熱拡散を行わなくとも、裏
面再結合速度の低下の効果を得ることができる。一方、
格子状に形成されたアルミニウム裏面電界層について
は、格子状に形成しているためアルミニウムとシリコン
の熱膨張係数の差による内部応力発生を低減でき、低温
短時間の熱拡散で高い太陽電池特性を得ることができ
る。すなわち、本発明の太陽電池は太陽電池全体とし
て、シリコン基板の厚さを従来の太陽電池に比べて極め
て薄くしても、基板の反りや破損が起こらず、低コスト
で高生産性であり、なおかつ電気的に高効率の太陽電池
を実現したものである。
ボロン裏面電界層については、ボロンとシリコンの熱膨
張率の差が小さいためシリコン基板の反り等が起こら
ず、そのボロン電界層表面の全面をＳｉＯ2 保護膜で覆
うことができるため長時間の熱拡散を行わなくとも、裏
面再結合速度の低下の効果を得ることができる。一方、
格子状に形成されたアルミニウム裏面電界層について
は、格子状に形成しているためアルミニウムとシリコン
の熱膨張係数の差による内部応力発生を低減でき、低温
短時間の熱拡散で高い太陽電池特性を得ることができ
る。すなわち、本発明の太陽電池は太陽電池全体とし
て、シリコン基板の厚さを従来の太陽電池に比べて極め
て薄くしても、基板の反りや破損が起こらず、低コスト
で高生産性であり、なおかつ電気的に高効率の太陽電池
を実現したものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下具体的に本発明の実施の形態
を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明の太陽電池において使用するＰ型シリコン基
板は、前述のように太陽電池製造時に反りが生じないた
め、２００μｍ以下のものを用いることができる。電気
抵抗は、０．５〜５Ω・cmのものが良く、公知の方法で
表面をテキスチャー加工されたものが良い。
を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明の太陽電池において使用するＰ型シリコン基
板は、前述のように太陽電池製造時に反りが生じないた
め、２００μｍ以下のものを用いることができる。電気
抵抗は、０．５〜５Ω・cmのものが良く、公知の方法で
表面をテキスチャー加工されたものが良い。
【００２８】シリコン基板の裏面にボロン電界層とＳｉ
Ｏ2 保護膜を形成するにあたっては、まずボロンドーパ
ントを含んだ有機化合物塗布層をスピンコート等の方法
により塗布する。厚さは０．１〜０．３μｍが良く、塗
布液の組成は、有機性分子にＢ2 Ｏ3 等のボロン化合物
を反応させたポリマーをアルコール溶媒等に溶解させた
ものから成っており、溶液粘度としてはスピンコートに
適した１０〜３０センチポイズが良い。
Ｏ2 保護膜を形成するにあたっては、まずボロンドーパ
ントを含んだ有機化合物塗布層をスピンコート等の方法
により塗布する。厚さは０．１〜０．３μｍが良く、塗
布液の組成は、有機性分子にＢ2 Ｏ3 等のボロン化合物
を反応させたポリマーをアルコール溶媒等に溶解させた
ものから成っており、溶液粘度としてはスピンコートに
適した１０〜３０センチポイズが良い。
【００２９】次にドライブイン拡散を行う。ドライブイ
ン拡散の方法は近赤外ランプベルト炉を用い、Ｎ2 中に
Ｏ2 ガスを数％入れた雰囲気中で下記条件の熱プロファ
イルが得られるように設定したベルト炉中にシリコン基
板を通すことで行われる。熱プロファイルは、昇温速度
１０〜５０℃／sec で温度９５０〜１１００℃まで昇温
し、その温度で１５〜３０分キープした後、冷却速度
０．５〜２℃／sec で６００℃まで冷却し、その後ベル
ト炉外で自然冷却を行う。また、裏面のＳｉＯ2 保護膜
はＮ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気で熱処理する事
で塗布液中の有機バインダーが酸化分解し、ＣＯ2 及び
Ｈ2 Ｏとして気化した結果、ボロンを含んだシリカガラ
スが形成されることで得られる。
ン拡散の方法は近赤外ランプベルト炉を用い、Ｎ2 中に
Ｏ2 ガスを数％入れた雰囲気中で下記条件の熱プロファ
イルが得られるように設定したベルト炉中にシリコン基
板を通すことで行われる。熱プロファイルは、昇温速度
１０〜５０℃／sec で温度９５０〜１１００℃まで昇温
し、その温度で１５〜３０分キープした後、冷却速度
０．５〜２℃／sec で６００℃まで冷却し、その後ベル
ト炉外で自然冷却を行う。また、裏面のＳｉＯ2 保護膜
はＮ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気で熱処理する事
で塗布液中の有機バインダーが酸化分解し、ＣＯ2 及び
Ｈ2 Ｏとして気化した結果、ボロンを含んだシリカガラ
スが形成されることで得られる。
【００３０】従来のボロン電界層のみを熱拡散法により
形成する方法では、アルミニウム電界層と同等の裏面再
結合速度の低下の効果を得るためには、前述のように１
１００℃×２時間ドライブイン拡散という長時間の高温
熱処理が必要になる。しかし、本発明の太陽電池を製造
する場合は、前記のようにボロン電界層を浅くできるの
で、９５０〜１１００℃×数十分程度の熱処理で十分で
あり、特殊なクリーン設備を必要としないため、生産性
の向上と低コスト化を期待できる。
形成する方法では、アルミニウム電界層と同等の裏面再
結合速度の低下の効果を得るためには、前述のように１
１００℃×２時間ドライブイン拡散という長時間の高温
熱処理が必要になる。しかし、本発明の太陽電池を製造
する場合は、前記のようにボロン電界層を浅くできるの
で、９５０〜１１００℃×数十分程度の熱処理で十分で
あり、特殊なクリーン設備を必要としないため、生産性
の向上と低コスト化を期待できる。
【００３１】シリコン基板の裏面に格子状にアルミニウ
ム電界層及びその格子状アルミ電界層に対応して格子状
の裏面電極を形成するにあたっては、公知のスクリーン
印刷、焼成法等により形成する。シリコン基板にペース
トを格子状に印刷した後、近赤外ランプベルト炉中に基
板を通すことにより行われる。この工程は前述のように
低温短時間の熱処理で十分である。
ム電界層及びその格子状アルミ電界層に対応して格子状
の裏面電極を形成するにあたっては、公知のスクリーン
印刷、焼成法等により形成する。シリコン基板にペース
トを格子状に印刷した後、近赤外ランプベルト炉中に基
板を通すことにより行われる。この工程は前述のように
低温短時間の熱処理で十分である。
【００３２】このようにして製造された太陽電池は、従
来の太陽電池に比べて極めて薄くすることができ、高い
太陽電池特性にもかかわらず、低コストで生産性が高い
ために安価なものとすることができる。
来の太陽電池に比べて極めて薄くすることができ、高い
太陽電池特性にもかかわらず、低コストで生産性が高い
ために安価なものとすることができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて
説明する。 （実施例１、比較例１）図１（ａ）〜（ｊ）に示す方法
により、本発明の太陽電池を製造した。 （ａ） Ｐ型シリコン基板（電気抵抗；１Ω・cm、厚
さ；２００μｍ）１を準備し、スライス時の歪み層の除
去及びテクスチャー加工を目的として、ＮａＯＨのアル
カリ溶液による異方性エッチングを行い、次いでＮＨ4
ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ溶液でシリコン基板を洗浄した
後、温水引上乾燥を行った。なお、エッチング後の基板
厚は１５０μｍであった。 （ｂ） シリコン基板１の裏面にボロンドーパントを含
んだ有機化合物の塗布剤をスピンコート法で０．３μｍ
厚で塗布し、２００℃で２０分間空気乾燥することによ
り、ボロンドープ有機化合物塗布層２の形成を行った。 （ｃ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気中での１０５
０℃×３０分ドライブイン拡散により、ボロン電界層
（＋ｐ）４及びＳｉＯ2 裏面保護膜３の形成を行った。 （ｄ） 表面側に形成された不要な薄い酸化膜５を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去した後、シリコン基板の洗浄、温
水引上げ乾燥を行った。 （ｅ） シリコン基板の表面にＰ2 Ｏ5 を含んだ有機シ
リカ化合物溶液の塗布剤をスピンコート法で０．１μｍ
厚で塗布し、１２０℃で１０分空気中乾燥により、リン
ドープシリカ塗布層６の形成を行った。 （ｆ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気での９５０℃
×１０分拡散により、リン接合層（ｎ＋）７の形成を行
い、ＰＮ接合層を作製した。 （ｇ） 表面に形成された不要なリンガラス層８を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去し、次いでシリコン基板の洗浄、
温水引上げ乾燥を行った。 （ｈ） 表面に常圧ＣＶＤでＴｉＯ2 反射防止膜９を形
成した。 （ｉ） 裏面にスクリーン印刷でアルミニウムペースト
を格子状に印刷し、乾燥させた後、近赤外ランプベルト
炉に通し、大気中での８００℃×５分焼成することによ
り、アルミ電界層（ｐ＋＋）１０を形成した。 （ｊ） 格子状のアルミ裏面電界層（ｐ＋＋）１０のパ
ターンに対応して、スクリーン印刷で銀ペーストを裏面
は格子状に、表面は櫛状に印刷、乾燥させた後、近赤外
ランプベルト炉に通し、大気中での６５０℃×１０分焼
成により、表面電極１１、裏面電極１２を形成した。次
いで電極１１、１２にＡｇ／Ｓｎ／Ｐｂハンダコートを
行い、太陽電池を完成させた。
説明する。 （実施例１、比較例１）図１（ａ）〜（ｊ）に示す方法
により、本発明の太陽電池を製造した。 （ａ） Ｐ型シリコン基板（電気抵抗；１Ω・cm、厚
さ；２００μｍ）１を準備し、スライス時の歪み層の除
去及びテクスチャー加工を目的として、ＮａＯＨのアル
カリ溶液による異方性エッチングを行い、次いでＮＨ4
ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ溶液でシリコン基板を洗浄した
後、温水引上乾燥を行った。なお、エッチング後の基板
厚は１５０μｍであった。 （ｂ） シリコン基板１の裏面にボロンドーパントを含
んだ有機化合物の塗布剤をスピンコート法で０．３μｍ
厚で塗布し、２００℃で２０分間空気乾燥することによ
り、ボロンドープ有機化合物塗布層２の形成を行った。 （ｃ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気中での１０５
０℃×３０分ドライブイン拡散により、ボロン電界層
（＋ｐ）４及びＳｉＯ2 裏面保護膜３の形成を行った。 （ｄ） 表面側に形成された不要な薄い酸化膜５を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去した後、シリコン基板の洗浄、温
水引上げ乾燥を行った。 （ｅ） シリコン基板の表面にＰ2 Ｏ5 を含んだ有機シ
リカ化合物溶液の塗布剤をスピンコート法で０．１μｍ
厚で塗布し、１２０℃で１０分空気中乾燥により、リン
ドープシリカ塗布層６の形成を行った。 （ｆ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気での９５０℃
×１０分拡散により、リン接合層（ｎ＋）７の形成を行
い、ＰＮ接合層を作製した。 （ｇ） 表面に形成された不要なリンガラス層８を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去し、次いでシリコン基板の洗浄、
温水引上げ乾燥を行った。 （ｈ） 表面に常圧ＣＶＤでＴｉＯ2 反射防止膜９を形
成した。 （ｉ） 裏面にスクリーン印刷でアルミニウムペースト
を格子状に印刷し、乾燥させた後、近赤外ランプベルト
炉に通し、大気中での８００℃×５分焼成することによ
り、アルミ電界層（ｐ＋＋）１０を形成した。 （ｊ） 格子状のアルミ裏面電界層（ｐ＋＋）１０のパ
ターンに対応して、スクリーン印刷で銀ペーストを裏面
は格子状に、表面は櫛状に印刷、乾燥させた後、近赤外
ランプベルト炉に通し、大気中での６５０℃×１０分焼
成により、表面電極１１、裏面電極１２を形成した。次
いで電極１１、１２にＡｇ／Ｓｎ／Ｐｂハンダコートを
行い、太陽電池を完成させた。
【００３４】ソーラーシミュレーター（条件ＡＭ１．
５，２５℃）で、実施例１の製造方法で製造した本発明
の太陽電池の短絡電流、開放電圧、曲線因子および変換
効率を測定した。ここで、曲線因子とは、（短絡電流）
×（開放電圧）の積と実際の最適負荷出力の比率をい
う。また比較例として前述の図２に示した従来法で３５
０μｍ厚のＰ型シリコン基板を用い、ＴｉＯ2 の反射防
止膜を形成して製造した太陽電池についても同様に測定
して、結果を表１に併記した。
５，２５℃）で、実施例１の製造方法で製造した本発明
の太陽電池の短絡電流、開放電圧、曲線因子および変換
効率を測定した。ここで、曲線因子とは、（短絡電流）
×（開放電圧）の積と実際の最適負荷出力の比率をい
う。また比較例として前述の図２に示した従来法で３５
０μｍ厚のＰ型シリコン基板を用い、ＴｉＯ2 の反射防
止膜を形成して製造した太陽電池についても同様に測定
して、結果を表１に併記した。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１に示すように、実施例１の本発明の太
陽電池は、従来の太陽電池の半分以下の基板厚で製造さ
れており極めてシリコン材料の節約が図られているとと
もに軽量である。そして、本実施例の太陽電池は太陽電
池特性においても従来の太陽電池と同等以上の特性を示
していることがわかる。また、本実施例の製造方法にお
いては、シリコン基板の反りや割れあるいは破損等の問
題も起こらなかった。
陽電池は、従来の太陽電池の半分以下の基板厚で製造さ
れており極めてシリコン材料の節約が図られているとと
もに軽量である。そして、本実施例の太陽電池は太陽電
池特性においても従来の太陽電池と同等以上の特性を示
していることがわかる。また、本実施例の製造方法にお
いては、シリコン基板の反りや割れあるいは破損等の問
題も起こらなかった。
【００３７】（実施例２、比較例２）実施例１と同様
に、図１（ａ）〜（ｊ）に示す方法により、本発明の太
陽電池を製造した。 （ａ） Ｐ型シリコン基板（電気抵抗；３Ω・cm、厚
さ；１５０μｍ）１を準備し、スライス時の歪み層の除
去及びテクスチャー加工を目的として、ＨＦ／ＨＮＯ3
／ＣＨ3 ＣＯＯＨの混酸によるミラーエッチングを行
い、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ溶液でシリコン基板
を洗浄した後、温水引上乾燥を行った。なお、エッチン
グ後の基板厚は１２０μｍであった。 （ｂ） シリコン基板の裏面にボロンドーパントを含ん
だ有機化合物の塗布剤をスピンコート法で０．３μｍ厚
で塗布し、２００℃で２０分間空気乾燥により、ボロン
ドープ有機化合物塗布層２の形成を行った。 （ｃ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気中での１１０
０℃×６０分ドライブイン拡散により、ボロン電界層
（＋ｐ）４及びＳｉＯ2 裏面保護膜３の形成を行った。 （ｄ） 表面側に形成された不要な薄い酸化膜５を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去した後、シリコン基板の洗浄、温
水引上げ乾燥を行った。 （ｅ） シリコン基板の表面にＰ2 Ｏ5 を含んだ有機シ
リカ化合物溶液の塗布剤をスピンコート法で０．１μｍ
厚で塗布し、１２０℃で１０分空気中乾燥により、リン
ドープシリカ塗布層６の形成を行った。 （ｆ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気での９００℃
×３０分拡散により、リン接合層（ｎ＋）７の形成を行
い、ＰＮ接合層を作製した。 （ｇ） 表面に形成された不要なリンガラス層８を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去し、次いでシリコン基板の洗浄、
温水引上げ乾燥を行った。 （ｈ） 表面にプラズマＣＶＤでＳｉ3 Ｎ4 反射防止膜
９を形成した。 （ｉ） 裏面にスクリーン印刷でアルミニウムペースト
を格子状に印刷し、乾燥させた後、近赤外ランプベルト
炉に通し、大気中での８００℃×５分焼成することによ
り、アルミ電界層（ｐ＋＋）１０を形成した。 （ｊ） 格子状のアルミ裏面電界層（ｐ＋＋）１０のパ
ターンに対応して、スクリーン印刷で銀ペーストを裏面
は格子状に、表面は櫛状に印刷、乾燥させた後、近赤外
ランプベルト炉に通し、大気中での５８０℃×１０分焼
成により、表面電極１１、裏面電極１２を形成した。次
いで電極１１、１２にＡｇ／Ｓｎ／Ｐｂハンダコートを
行い、太陽電池を完成させた。
に、図１（ａ）〜（ｊ）に示す方法により、本発明の太
陽電池を製造した。 （ａ） Ｐ型シリコン基板（電気抵抗；３Ω・cm、厚
さ；１５０μｍ）１を準備し、スライス時の歪み層の除
去及びテクスチャー加工を目的として、ＨＦ／ＨＮＯ3
／ＣＨ3 ＣＯＯＨの混酸によるミラーエッチングを行
い、ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ溶液でシリコン基板
を洗浄した後、温水引上乾燥を行った。なお、エッチン
グ後の基板厚は１２０μｍであった。 （ｂ） シリコン基板の裏面にボロンドーパントを含ん
だ有機化合物の塗布剤をスピンコート法で０．３μｍ厚
で塗布し、２００℃で２０分間空気乾燥により、ボロン
ドープ有機化合物塗布層２の形成を行った。 （ｃ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気中での１１０
０℃×６０分ドライブイン拡散により、ボロン電界層
（＋ｐ）４及びＳｉＯ2 裏面保護膜３の形成を行った。 （ｄ） 表面側に形成された不要な薄い酸化膜５を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去した後、シリコン基板の洗浄、温
水引上げ乾燥を行った。 （ｅ） シリコン基板の表面にＰ2 Ｏ5 を含んだ有機シ
リカ化合物溶液の塗布剤をスピンコート法で０．１μｍ
厚で塗布し、１２０℃で１０分空気中乾燥により、リン
ドープシリカ塗布層６の形成を行った。 （ｆ） 上記シリコン基板を近赤外ランプベルト炉に通
し、Ｎ2 中にＯ2 ガスを数％入れた雰囲気での９００℃
×３０分拡散により、リン接合層（ｎ＋）７の形成を行
い、ＰＮ接合層を作製した。 （ｇ） 表面に形成された不要なリンガラス層８を希Ｈ
Ｆ溶液を使用して除去し、次いでシリコン基板の洗浄、
温水引上げ乾燥を行った。 （ｈ） 表面にプラズマＣＶＤでＳｉ3 Ｎ4 反射防止膜
９を形成した。 （ｉ） 裏面にスクリーン印刷でアルミニウムペースト
を格子状に印刷し、乾燥させた後、近赤外ランプベルト
炉に通し、大気中での８００℃×５分焼成することによ
り、アルミ電界層（ｐ＋＋）１０を形成した。 （ｊ） 格子状のアルミ裏面電界層（ｐ＋＋）１０のパ
ターンに対応して、スクリーン印刷で銀ペーストを裏面
は格子状に、表面は櫛状に印刷、乾燥させた後、近赤外
ランプベルト炉に通し、大気中での５８０℃×１０分焼
成により、表面電極１１、裏面電極１２を形成した。次
いで電極１１、１２にＡｇ／Ｓｎ／Ｐｂハンダコートを
行い、太陽電池を完成させた。
【００３８】実施例１と同様に、ソーラーシミュレータ
ー（条件ＡＭ１．５，２５℃）で、実施例２の製造方法
で製造した本発明の太陽電池の短絡電流、開放電圧、曲
線因子および変換効率を測定した。また比較例として前
述の図２に示した従来法で、３５０μｍ厚のＰ型シリコ
ン基板を用い、Ｓｉ3 Ｎ4 の反射防止膜を形成して製造
した太陽電池についても同様に測定して、結果を表２に
併記した。
ー（条件ＡＭ１．５，２５℃）で、実施例２の製造方法
で製造した本発明の太陽電池の短絡電流、開放電圧、曲
線因子および変換効率を測定した。また比較例として前
述の図２に示した従来法で、３５０μｍ厚のＰ型シリコ
ン基板を用い、Ｓｉ3 Ｎ4 の反射防止膜を形成して製造
した太陽電池についても同様に測定して、結果を表２に
併記した。
【００３９】
【表２】
【００４０】表２にしめすように、実施例２の本発明の
太陽電池においては、基板厚が従来の太陽電池の３分の
１程度であり、一層の薄型化、軽量化を達成したもので
ある。そして、その太陽電池特性においても、従来の太
陽電池と同等以上の特性を示していることがわかる。ま
た、本実施例の製造方法においても、基板の反りや割れ
あるいは破損等の問題は起こらなかった。
太陽電池においては、基板厚が従来の太陽電池の３分の
１程度であり、一層の薄型化、軽量化を達成したもので
ある。そして、その太陽電池特性においても、従来の太
陽電池と同等以上の特性を示していることがわかる。ま
た、本実施例の製造方法においても、基板の反りや割れ
あるいは破損等の問題は起こらなかった。
【００４１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許
請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構
成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるも
のであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許
請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構
成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるも
のであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４２】例えば、本発明の太陽電池は、そのシリコ
ン基板が単結晶であるか多結晶であるかを問わないこと
はもちろんのこと、その製造方法において各工程の順序
や行われる処理の細部が異なっていても、本発明の効果
を有するものであり、本発明の範囲に包含される。
ン基板が単結晶であるか多結晶であるかを問わないこと
はもちろんのこと、その製造方法において各工程の順序
や行われる処理の細部が異なっていても、本発明の効果
を有するものであり、本発明の範囲に包含される。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、太陽電池
の裏面電界層を形成するにあたって、格子状の裏面電極
下部はアルミ電界層を形成し、格子間のシリコン基板裏
面はボロン電界層を形成して、２つの裏面電界層を併設
することにより、太陽電池製造に問題となるシリコン基
板の反りや割れあるいは破損をなくし、かつ裏面再結合
速度を充分に低減することができる。その結果、従来の
太陽電池に比べて著しく薄型にしても、高効率で生産性
が高い薄型太陽電池と、その太陽電池の低コストで簡略
な製造方法を実現することができる。
の裏面電界層を形成するにあたって、格子状の裏面電極
下部はアルミ電界層を形成し、格子間のシリコン基板裏
面はボロン電界層を形成して、２つの裏面電界層を併設
することにより、太陽電池製造に問題となるシリコン基
板の反りや割れあるいは破損をなくし、かつ裏面再結合
速度を充分に低減することができる。その結果、従来の
太陽電池に比べて著しく薄型にしても、高効率で生産性
が高い薄型太陽電池と、その太陽電池の低コストで簡略
な製造方法を実現することができる。
【図１】（ａ）〜（ｊ）は本発明による太陽電池の製造
方法の一連の製造工程の一例を示したものである。
方法の一連の製造工程の一例を示したものである。
【図２】（Ａ）〜（Ｇ）は従来の太陽電池の製造方法の
一連の製造工程を示したものである。
一連の製造工程を示したものである。
【図３】太陽電池特性と裏面電界層条件の予測される関
係を示したグラフである。
係を示したグラフである。
１，２１…シリコン基板、２…ボロンドープ有機化合物
塗布層、３…裏面ＳｉＯ2 保護膜、４…ボロン裏面電界
層（ｐ＋）、５…薄い表面酸化膜、６，２２…リンドー
プ有機シリカ塗布層、７，２３…リン接合層（ｎ＋）、
８，２４…リンガラス層、９，２５…反射防止膜、１
０，２６…アルミ裏面電界層、１１，２７…表面銀電
極、１２，２８…裏面銀電極。
塗布層、３…裏面ＳｉＯ2 保護膜、４…ボロン裏面電界
層（ｐ＋）、５…薄い表面酸化膜、６，２２…リンドー
プ有機シリカ塗布層、７，２３…リン接合層（ｎ＋）、
８，２４…リンガラス層、９，２５…反射防止膜、１
０，２６…アルミ裏面電界層、１１，２７…表面銀電
極、１２，２８…裏面銀電極。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層と表面電
極と裏面電極を形成して成る太陽電池であって、Ｐ型シ
リコン基板の裏面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護
膜と、格子状のアルミニウム電界層を有することを特徴
とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記格子状のアルミニウム電界層に対応
する格子状の裏面電極を有することを特徴とする請求項
１に記載した太陽電池。 - 【請求項３】 前記Ｐ型シリコン基板の厚さが２００μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載した太陽電池。 - 【請求項４】 Ｐ型シリコン基板にＰＮ接合層を設け、
表面電極と裏面電極を形成する太陽電池の製造方法にお
いて、裏面電極を形成する前に、Ｐ型シリコン基板の裏
面に、ボロン電界層とＳｉＯ2 裏面保護膜を形成し、次
いで格子状のアルミニウム電界層を形成することを特徴
とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載した太陽電池の製造方法
において、前記格子状のアルミニウム電界層を形成した
後、格子状のアルミニウム電界層に対応して格子状の裏
面電極を形成することを特徴とする太陽電池の製造方
法。 - 【請求項６】 前記Ｐ型シリコン基板の厚さが２００μ
ｍ以下のものを用いることを特徴とする請求項４または
請求項５に記載した太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034998A JP4468494B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034998A JP4468494B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284212A true JPH11284212A (ja) | 1999-10-15 |
| JP4468494B2 JP4468494B2 (ja) | 2010-05-26 |
Family
ID=14271637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10034998A Expired - Lifetime JP4468494B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4468494B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002076400A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法 |
| JP2002076399A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池セルの製造方法およびこの方法で製造された太陽電池セル |
| JP2007299844A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Sharp Corp | 光電変換素子の製造方法 |
| JP2010192858A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池セルおよびその製造方法 |
| WO2010119512A1 (ja) * | 2009-04-14 | 2010-10-21 | 三菱電機株式会社 | 光起電力装置とその製造方法 |
| WO2010147260A1 (en) * | 2009-06-18 | 2010-12-23 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| JP2011035252A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2011520277A (ja) * | 2008-05-07 | 2011-07-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 単結晶太陽電池セルの製造方法 |
| KR101092468B1 (ko) | 2009-06-04 | 2011-12-13 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| JP2013105887A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Ulvac Japan Ltd | 結晶太陽電池の製造方法 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP10034998A patent/JP4468494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
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| US8722453B2 (en) | 2009-04-14 | 2014-05-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Photovoltaic device and method for manufacturing the same |
| KR101092468B1 (ko) | 2009-06-04 | 2011-12-13 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| WO2010147260A1 (en) * | 2009-06-18 | 2010-12-23 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US9306084B2 (en) | 2009-06-18 | 2016-04-05 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| JP2011035252A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2013105887A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Ulvac Japan Ltd | 結晶太陽電池の製造方法 |
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