JPH11307792A - 太陽電池素子 - Google Patents
太陽電池素子Info
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- JPH11307792A JPH11307792A JP10116966A JP11696698A JPH11307792A JP H11307792 A JPH11307792 A JP H11307792A JP 10116966 A JP10116966 A JP 10116966A JP 11696698 A JP11696698 A JP 11696698A JP H11307792 A JPH11307792 A JP H11307792A
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- silicon substrate
- solar cell
- silicon
- electrode
- cell element
- Prior art date
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- Y—GENERAL 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
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面が微細な凹凸構造を有するシリコン基板
上に形成される反射防止膜のパターニングが煩雑であっ
たり、反射防止膜上に直接形成される電極強度が低下す
るという問題があった。 【解決手段】 一導電型半導体不純物を含有するシリコ
ン基板の表面側に逆導電型半導体不純物を含有させると
共に、このシリコン基板の表面側と裏面側に電極を形成
した太陽電池素子において、前記シリコン基板の表面側
に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下の微細な突起を多数設
けると共に、厚み５０〜６００Åの窒化シリコン膜から
成る反射防止膜を形成し、この反射防止膜上に直接前記
電極を形成した。
上に形成される反射防止膜のパターニングが煩雑であっ
たり、反射防止膜上に直接形成される電極強度が低下す
るという問題があった。 【解決手段】 一導電型半導体不純物を含有するシリコ
ン基板の表面側に逆導電型半導体不純物を含有させると
共に、このシリコン基板の表面側と裏面側に電極を形成
した太陽電池素子において、前記シリコン基板の表面側
に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下の微細な突起を多数設
けると共に、厚み５０〜６００Åの窒化シリコン膜から
成る反射防止膜を形成し、この反射防止膜上に直接前記
電極を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池素子に関
し、特にシリコン基板を用いた太陽電池素子に関する。
し、特にシリコン基板を用いた太陽電池素子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】シリコ
ン基板を用いて太陽電池素子を形成する場合、まず基板
の切断面を清浄化するために表面を１５μｍ程度エッチ
ングする。このエッチングは、例えば濃度が１５％程度
で８０℃程度の水酸化ナトリウム水溶液を用いて行う。
また、基板表面での反射率をより低減するために、薄い
濃度のアルカリ水溶液でエッチングする。例えば濃度が
５％程度で７５℃程度の水酸化ナトリウム水溶液を用い
てエッチングを行うと、表面に微細な凹凸が形成され、
基板表面での反射率をある程度低減することができる。
ン基板を用いて太陽電池素子を形成する場合、まず基板
の切断面を清浄化するために表面を１５μｍ程度エッチ
ングする。このエッチングは、例えば濃度が１５％程度
で８０℃程度の水酸化ナトリウム水溶液を用いて行う。
また、基板表面での反射率をより低減するために、薄い
濃度のアルカリ水溶液でエッチングする。例えば濃度が
５％程度で７５℃程度の水酸化ナトリウム水溶液を用い
てエッチングを行うと、表面に微細な凹凸が形成され、
基板表面での反射率をある程度低減することができる。
【０００３】（１００）面の単結晶シリコン基板を用い
た場合は、このような方法で基板表面にテクスチャー構
造と呼ばれる微細な凹凸を均一に形成することができる
ものの、多結晶シリコン基板で太陽電池素子を形成する
場合、アルカリ水溶液によるエッチングは結晶の面方位
に依存することから、テクスチャー構造を均一には形成
できず、そのため全体の反射率も効果的には低減できな
いという問題があった。基板表面での反射率を低減でき
なければ、太陽電池素子の特性も効果的には向上させる
ことができない。
た場合は、このような方法で基板表面にテクスチャー構
造と呼ばれる微細な凹凸を均一に形成することができる
ものの、多結晶シリコン基板で太陽電池素子を形成する
場合、アルカリ水溶液によるエッチングは結晶の面方位
に依存することから、テクスチャー構造を均一には形成
できず、そのため全体の反射率も効果的には低減できな
いという問題があった。基板表面での反射率を低減でき
なければ、太陽電池素子の特性も効果的には向上させる
ことができない。
【０００４】このような問題を解決するために、多結晶
シリコン基板で太陽電池素子を形成する場合に、反応性
イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）法で
基板表面に微細な突起を形成することが提案されている
（例えば特公昭６０−２７１９５号、特開平５−７５１
５２号、特開平９−１０２６２５号公報参照）。この方
法によると、多結晶シリコンにおける結晶の不規則な面
方位に左右されることなく、微細な突起を均一に形成す
ることができ、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池素
子においては、より効果的に表面反射を低減することが
できるようになる。
シリコン基板で太陽電池素子を形成する場合に、反応性
イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）法で
基板表面に微細な突起を形成することが提案されている
（例えば特公昭６０−２７１９５号、特開平５−７５１
５２号、特開平９−１０２６２５号公報参照）。この方
法によると、多結晶シリコンにおける結晶の不規則な面
方位に左右されることなく、微細な突起を均一に形成す
ることができ、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池素
子においては、より効果的に表面反射を低減することが
できるようになる。
【０００５】一方、表面が平坦な太陽電池では、シリコ
ン基板上に反射防止膜として８５０Å程度の厚みを有す
る窒化シリコン膜を形成し、この窒化シリコン膜におけ
る電極形成部を弗酸（ＨＦ）などで除去して、この部分
に銀ペーストをプリントして焼成することにより、電極
を形成していた。
ン基板上に反射防止膜として８５０Å程度の厚みを有す
る窒化シリコン膜を形成し、この窒化シリコン膜におけ
る電極形成部を弗酸（ＨＦ）などで除去して、この部分
に銀ペーストをプリントして焼成することにより、電極
を形成していた。
【０００６】ところが、窒化シリコン膜のパターン抜き
を行って電極を形成する場合、工程が多いために作業が
煩雑となり、例えば窒化シリコン膜のパターン抜き部分
に銀ペーストをプリントする際には、位置合わせが必要
となり、この位置ずれなどは歩留りを低下させる要因と
なる。また、パターン抜き工程でも、プリンターや処理
ラインなどの高価な設備を必要とする。
を行って電極を形成する場合、工程が多いために作業が
煩雑となり、例えば窒化シリコン膜のパターン抜き部分
に銀ペーストをプリントする際には、位置合わせが必要
となり、この位置ずれなどは歩留りを低下させる要因と
なる。また、パターン抜き工程でも、プリンターや処理
ラインなどの高価な設備を必要とする。
【０００７】また、窒化シリコン膜のパターン抜きを行
わずに銀ペーストを窒化シリコン膜上に直接プリントし
て焼成する方法もある。
わずに銀ペーストを窒化シリコン膜上に直接プリントし
て焼成する方法もある。
【０００８】ところが、窒化シリコン膜上に電極を直接
形成する場合、電極の強度が弱く、モジュール化に対応
できないという問題があった。
形成する場合、電極の強度が弱く、モジュール化に対応
できないという問題があった。
【０００９】本発明はこのような従来技術に鑑みてなさ
れたものであり、表面が微細な凹凸構造を有するシリコ
ン基板上に形成される反射防止膜のパターニングの煩雑
を解消すると共に、反射防止膜上に直接形成される電極
強度の低下を解消した太陽電池素子を提供することを目
的とする。
れたものであり、表面が微細な凹凸構造を有するシリコ
ン基板上に形成される反射防止膜のパターニングの煩雑
を解消すると共に、反射防止膜上に直接形成される電極
強度の低下を解消した太陽電池素子を提供することを目
的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1 に係る太陽電池素子では、一導電型半導体
不純物を含有するシリコン基板の表面側に逆導電型半導
体不純物を含有させると共に、このシリコン基板の表面
側と裏面側に電極を形成した太陽電池素子において、前
記シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞれ２μｍ以
下の微細な突起を多数設けると共に、厚み５０〜６００
Åの窒化シリコン膜から成る反射防止膜を形成し、この
反射防止膜上に直接前記電極を形成した。
に、請求項1 に係る太陽電池素子では、一導電型半導体
不純物を含有するシリコン基板の表面側に逆導電型半導
体不純物を含有させると共に、このシリコン基板の表面
側と裏面側に電極を形成した太陽電池素子において、前
記シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞれ２μｍ以
下の微細な突起を多数設けると共に、厚み５０〜６００
Åの窒化シリコン膜から成る反射防止膜を形成し、この
反射防止膜上に直接前記電極を形成した。
【００１１】また、請求項２に係る太陽電池素子では、
前記微細な突起のアスペクト比が０．１〜２であること
が望ましい。
前記微細な突起のアスペクト比が０．１〜２であること
が望ましい。
【００１２】さらに、請求項３に係る太陽電池素子で
は、前記シリコン基板が多結晶シリコン基板でもよい。
は、前記シリコン基板が多結晶シリコン基板でもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明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
一実施形態を示す断面図である。図１において、１はシ
リコン基板、２は反射防止膜、３は表面電極、４は裏面
電極である。
詳細に説明する。図１は、本発明に係る太陽電池素子の
一実施形態を示す断面図である。図１において、１はシ
リコン基板、２は反射防止膜、３は表面電極、４は裏面
電極である。
【００１４】シリコン基板１は、単結晶シリコン又は多
結晶シリコンなどから成る。このシリコン基板１は、一
導電型半導体不純物を１×１０16ａｔｏｍ／ｃｍ3 程度
含有し、比抵抗１．５Ωｃｍ程度の基板である。このシ
リコン基板１は、ｐ型、ｎ型のいずれでもよい。単結晶
シリコンの場合は引き上げ法などによって形成され、多
結晶シリコンの場合は鋳造法などによって形成される。
多結晶シリコンは、大量生産が可能で製造コスト面で単
結晶シリコンよりも有利である。引き上げ法や鋳造法に
よって形成されたインゴットを３００μｍ程度の厚みに
スライスして、１０ｃｍ×１０ｃｍもしくは１５ｃｍ×
１５ｃｍ程度の大きさに切断してシリコン基板となる。
結晶シリコンなどから成る。このシリコン基板１は、一
導電型半導体不純物を１×１０16ａｔｏｍ／ｃｍ3 程度
含有し、比抵抗１．５Ωｃｍ程度の基板である。このシ
リコン基板１は、ｐ型、ｎ型のいずれでもよい。単結晶
シリコンの場合は引き上げ法などによって形成され、多
結晶シリコンの場合は鋳造法などによって形成される。
多結晶シリコンは、大量生産が可能で製造コスト面で単
結晶シリコンよりも有利である。引き上げ法や鋳造法に
よって形成されたインゴットを３００μｍ程度の厚みに
スライスして、１０ｃｍ×１０ｃｍもしくは１５ｃｍ×
１５ｃｍ程度の大きさに切断してシリコン基板となる。
【００１５】シリコン基板１の表面側には、微細な突起
１ｃが多数形成されている。この微細な突起１ｃは、シ
リコン基板１の表面側に照射される光を多重反射させ
て、表面反射を減少させるために設ける。この微細な突
起１ｃは、円錐形もしくは角錐形を呈し、ＲＩＥ法によ
るガス濃度若しくはエッチング時間を制御することによ
り、その大きさを変化させることができる。この微細な
突起１ｃの幅と高さはそれぞれ２μｍ以下に形成され
る。この突起１ｃの幅と高さが２μｍ以上になると、エ
ッチングの処理時間が長くなる反面、基板１表面での反
射率はさほど低減されない。この微細な突起１ｃをシリ
コン基板１の表面側の全面にわたって均一且つ正確に制
御性をもたせて形成するためには、１μｍ以下が好適で
ある。また、この微細な突起は極めて微小なものでも反
射率低減の効果はあるが、面内に均一かつ正確に形成す
るためには、製造工程上１ｎｍ以上であることが望まれ
る。
１ｃが多数形成されている。この微細な突起１ｃは、シ
リコン基板１の表面側に照射される光を多重反射させ
て、表面反射を減少させるために設ける。この微細な突
起１ｃは、円錐形もしくは角錐形を呈し、ＲＩＥ法によ
るガス濃度若しくはエッチング時間を制御することによ
り、その大きさを変化させることができる。この微細な
突起１ｃの幅と高さはそれぞれ２μｍ以下に形成され
る。この突起１ｃの幅と高さが２μｍ以上になると、エ
ッチングの処理時間が長くなる反面、基板１表面での反
射率はさほど低減されない。この微細な突起１ｃをシリ
コン基板１の表面側の全面にわたって均一且つ正確に制
御性をもたせて形成するためには、１μｍ以下が好適で
ある。また、この微細な突起は極めて微小なものでも反
射率低減の効果はあるが、面内に均一かつ正確に形成す
るためには、製造工程上１ｎｍ以上であることが望まれ
る。
【００１６】この微細な突起１ｃのアスペクト比（突起
１ｃの幅／高さ）は、０．１〜２であることが望まし
い。このアスペクト比が０．１以下の場合は、例えば波
長５００〜１０００ｎｍの光の平均反射率が２５％程度
であり、基板１表面での反射率が大きくなる。また、こ
のアスペクト比が２以上の場合、製造過程で微細な突起
１ｃが破損し、太陽電池素子を形成した場合にリーク電
流が多くなって良好な出力特性が得られない。
１ｃの幅／高さ）は、０．１〜２であることが望まし
い。このアスペクト比が０．１以下の場合は、例えば波
長５００〜１０００ｎｍの光の平均反射率が２５％程度
であり、基板１表面での反射率が大きくなる。また、こ
のアスペクト比が２以上の場合、製造過程で微細な突起
１ｃが破損し、太陽電池素子を形成した場合にリーク電
流が多くなって良好な出力特性が得られない。
【００１７】シリコン基板１の表面側には、逆導電型半
導体不純物が拡散された層１ａが形成されている。この
逆導電型半導体不純物が拡散された層１ａは、シリコン
基板１内に半導体接合部を形成するために設けるもので
あり、例えばｎ型の不純物を拡散させる場合、ＰＯＣｌ
3 を用いた気相拡散法、Ｐ2 Ｏ5 を用いた塗布拡散法、
及びＰ+ イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法など
によって形成される。この逆導電型半導体不純物を含有
する層１は、０．３〜０．５μｍ程度の深さに形成され
る。
導体不純物が拡散された層１ａが形成されている。この
逆導電型半導体不純物が拡散された層１ａは、シリコン
基板１内に半導体接合部を形成するために設けるもので
あり、例えばｎ型の不純物を拡散させる場合、ＰＯＣｌ
3 を用いた気相拡散法、Ｐ2 Ｏ5 を用いた塗布拡散法、
及びＰ+ イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法など
によって形成される。この逆導電型半導体不純物を含有
する層１は、０．３〜０．５μｍ程度の深さに形成され
る。
【００１８】このシリコン基板１の表面側には、反射防
止膜２が形成されている。この反射防止膜２は、シリコ
ン基板１の表面で光が反射するのを防止して、シリコン
基板１内に光を有効に取り込むために設ける。また、シ
リコン基板の表面部の界面準位を低下させると共に、シ
リコン基板１の内部の結晶欠陥を緩和するために設け
る。この反射防止膜２は、シリコン基板１との屈折率差
などを考慮して、屈折率が２程度の材料で構成され、厚
み５０〜６００Å程度の窒化シリコン（ＳｉＮx）膜で
構成される。この窒化シリコン膜２の膜厚が５０Å以下
の場合、パシベーション効果が不十分となり、特性の低
下をもたらす。また、窒化シリコン膜２の膜厚が６００
Å以上の場合、この上に形成される電極３がこの窒化シ
リコン膜２を透過しにくくなり、電極３の接着強度が弱
くなる。また、反射防止効果もほとんど向上しない。し
たがって、この窒化シリコン膜は、５０〜６００Åの膜
厚に形成しなければならない。
止膜２が形成されている。この反射防止膜２は、シリコ
ン基板１の表面で光が反射するのを防止して、シリコン
基板１内に光を有効に取り込むために設ける。また、シ
リコン基板の表面部の界面準位を低下させると共に、シ
リコン基板１の内部の結晶欠陥を緩和するために設け
る。この反射防止膜２は、シリコン基板１との屈折率差
などを考慮して、屈折率が２程度の材料で構成され、厚
み５０〜６００Å程度の窒化シリコン（ＳｉＮx）膜で
構成される。この窒化シリコン膜２の膜厚が５０Å以下
の場合、パシベーション効果が不十分となり、特性の低
下をもたらす。また、窒化シリコン膜２の膜厚が６００
Å以上の場合、この上に形成される電極３がこの窒化シ
リコン膜２を透過しにくくなり、電極３の接着強度が弱
くなる。また、反射防止効果もほとんど向上しない。し
たがって、この窒化シリコン膜は、５０〜６００Åの膜
厚に形成しなければならない。
【００１９】このように、窒化シリコン膜２を５０〜６
００Åに形成すると、従来の８５０Åの膜厚を有する窒
化シリコン膜２よりも反射防止効果を得にくいが、本発
明の太陽電池素子では、シリコン基板１の表面自体が微
細な凹凸に形成されることから、それ自体で反射防止効
果が得られ、窒化シリコン膜２の膜厚が薄くなったこと
による反射防止効果を充分にカバーできる。
００Åに形成すると、従来の８５０Åの膜厚を有する窒
化シリコン膜２よりも反射防止効果を得にくいが、本発
明の太陽電池素子では、シリコン基板１の表面自体が微
細な凹凸に形成されることから、それ自体で反射防止効
果が得られ、窒化シリコン膜２の膜厚が薄くなったこと
による反射防止効果を充分にカバーできる。
【００２０】シリコン基板１の裏面側には、一導電型半
導体不純物が高濃度に拡散された層１ｂを形成すること
が望ましい。この一導電型半導体不純物が高濃度に拡散
された層１ｂは、シリコン基板１の裏面近くでキャリア
の再結合による効率の低下を防ぐために、シリコン基板
１の裏面側に内部電界を形成するように設ける。つま
り、シリコン基板１の裏面近くで発生したキャリアがこ
の電界によって加速される結果、電力が有効に取り出さ
れることとなり、特に長波長の光感度が増大すると共
に、高温における太陽電池特性の低下を低減できる。こ
のように一導電型半導体不純物が高濃度に拡散された層
１ｂが形成されたシリコン基板１の裏面側のシート抵抗
は、１５Ω／□程度になる。
導体不純物が高濃度に拡散された層１ｂを形成すること
が望ましい。この一導電型半導体不純物が高濃度に拡散
された層１ｂは、シリコン基板１の裏面近くでキャリア
の再結合による効率の低下を防ぐために、シリコン基板
１の裏面側に内部電界を形成するように設ける。つま
り、シリコン基板１の裏面近くで発生したキャリアがこ
の電界によって加速される結果、電力が有効に取り出さ
れることとなり、特に長波長の光感度が増大すると共
に、高温における太陽電池特性の低下を低減できる。こ
のように一導電型半導体不純物が高濃度に拡散された層
１ｂが形成されたシリコン基板１の裏面側のシート抵抗
は、１５Ω／□程度になる。
【００２１】反射防止膜２上には、表面電極３が形成さ
れている。この表面電極３は、銀（Ａｇ）ペーストを印
刷、焼成して形成する。この表面電極３は、例えば幅８
０μｍ程度に、またピッチ１．６ｍｍ程度に形成される
多数のフィンガー電極と、この多数のフィンガー電極を
相互に接続する２本のバスバー電極で構成される。この
表面電極３の表面部には、複数の太陽電池素子同志をリ
ード線で接続するための半田層などが被着形成される。
れている。この表面電極３は、銀（Ａｇ）ペーストを印
刷、焼成して形成する。この表面電極３は、例えば幅８
０μｍ程度に、またピッチ１．６ｍｍ程度に形成される
多数のフィンガー電極と、この多数のフィンガー電極を
相互に接続する２本のバスバー電極で構成される。この
表面電極３の表面部には、複数の太陽電池素子同志をリ
ード線で接続するための半田層などが被着形成される。
【００２２】シリコン基板１の裏面側には、裏面電極４
が形成されている。この裏面電極４も、銀（Ａｇ）ペー
ストを印刷、焼成して形成し、さらに半田層が被着形成
される。
が形成されている。この裏面電極４も、銀（Ａｇ）ペー
ストを印刷、焼成して形成し、さらに半田層が被着形成
される。
【００２３】次に、本発明に係る太陽電池素子の製造方
法を図２に基づいて詳細に説明する。まず、一導電型半
導体不純物を含有するシリコン基板１を用意する。この
シリコン基板１は、インゴットから所定寸法に切り出さ
れたものである（同図（ａ）参照）。
法を図２に基づいて詳細に説明する。まず、一導電型半
導体不純物を含有するシリコン基板１を用意する。この
シリコン基板１は、インゴットから所定寸法に切り出さ
れたものである（同図（ａ）参照）。
【００２４】このシリコン基板１の表面部のスライスダ
メージを除去するために、ＨＮＯ3：ＨＦ＝７：１の水
溶液に浸漬して、１５μｍ程度エッチングした後、ＲＩ
Ｅ法で微細な突起１ｃを多数形成する。このＲＩＥ法で
は、例えば三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）を１２．０ｓｃ
ｃｍ程度、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ程度、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ程度、および六フッ化硫黄（ＳＦ
6 ）を６５ｓｃｃｍ程度流しながら、反応圧力５０ｍＴ
ｏｒｒ程度、プラズマをかけるＲＦパワー５００Ｗ程度
で、１０秒〜１５分間程度行う。
メージを除去するために、ＨＮＯ3：ＨＦ＝７：１の水
溶液に浸漬して、１５μｍ程度エッチングした後、ＲＩ
Ｅ法で微細な突起１ｃを多数形成する。このＲＩＥ法で
は、例えば三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）を１２．０ｓｃ
ｃｍ程度、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ程度、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ程度、および六フッ化硫黄（ＳＦ
6 ）を６５ｓｃｃｍ程度流しながら、反応圧力５０ｍＴ
ｏｒｒ程度、プラズマをかけるＲＦパワー５００Ｗ程度
で、１０秒〜１５分間程度行う。
【００２５】次に、シリコン基板１の表面部に逆導電型
半導体不純物を気相成長法、塗布拡散法、或いはイオン
打ち込み法などで拡散して逆導電型半導体不純物を含有
する層１ａを形成すると共に、この層１ａが基板１の表
面側のみに残るように、他の部分をエッチング除去する
（同図（ｃ）参照）。
半導体不純物を気相成長法、塗布拡散法、或いはイオン
打ち込み法などで拡散して逆導電型半導体不純物を含有
する層１ａを形成すると共に、この層１ａが基板１の表
面側のみに残るように、他の部分をエッチング除去する
（同図（ｃ）参照）。
【００２６】次に、シリコン基板１の裏面側に例えばア
ルミニウム（Ａｌ）などを主成分とする金属ペーストを
塗布して焼き付けることにより、シリコン基板１の裏面
側に一導電型半導体不純物を多量に拡散させた層１ｂを
形成する（同図（ｄ）参照）。
ルミニウム（Ａｌ）などを主成分とする金属ペーストを
塗布して焼き付けることにより、シリコン基板１の裏面
側に一導電型半導体不純物を多量に拡散させた層１ｂを
形成する（同図（ｄ）参照）。
【００２７】次に、シリコン基板１の表面側に例えば窒
化シリコン膜から成る反射防止膜２をプラズマＣＶＤ法
などで厚み５０〜６００Å程度の厚みに形成する（同図
（ｅ）参照）。
化シリコン膜から成る反射防止膜２をプラズマＣＶＤ法
などで厚み５０〜６００Å程度の厚みに形成する（同図
（ｅ）参照）。
【００２８】最後に、シリコン基板１の表裏両面に銀
（Ａｇ）ペーストを印刷、焼成し、フィンガー電極とバ
スバー電極を形成した後、半田ディップ法で半田をコー
ティングした表面電極３と裏面電極４を形成して完成す
る（図１参照）。
（Ａｇ）ペーストを印刷、焼成し、フィンガー電極とバ
スバー電極を形成した後、半田ディップ法で半田をコー
ティングした表面電極３と裏面電極４を形成して完成す
る（図１参照）。
【００２９】
【実施例】厚みが３００μｍで、比抵抗が１．５Ω・ｃ
ｍの１５ｃｍ×１５ｃｍ角の多結晶シリコンから成る基
板をＨＮＯ3 ：ＨＦ＝７：１の溶液に浸漬して、片面１
５μｍエッチングした後、三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）
を１２ｓｃｃｍ、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ、および六フッ化硫黄（ＳＦ6 ）
を６５ｓｃｃｍ流しながら、反応圧力５０ｍＴｏｒｒ、
ＲＦパワー５００ＷでＲＩＥ法により基板表面に微細な
突起を形成した。次に、シリコン基板の表面部のシート
抵抗が８０Ω／□となるようにリン（Ｐ）を拡散した。
次に、シリコン基板の裏面側にアルミニウム（Ａｌ）ペ
ーストをスクリーン印刷して７５０℃の温度で焼成し
た。このシリコン基板の裏面側のシート抵抗は１５Ω／
□であった。シリコン基板の表面側に、屈折率２．１、
膜厚３０Å、５０Å、１００Å、２００Å、４００Å、
６００Å、７００Åの窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ
法で形成して反射防止膜とした。シリコン基板の表裏両
面に印刷、焼成法で銀（Ａｇ）を被着し、幅１００μ
ｍ、ピッチ１．６ｍｍのフィンガー電極と、幅２ｍｍの
バスバー電極を２本形成し、半田ディップ法で電極表面
に半田層を形成して太陽電池素子を形成した。
ｍの１５ｃｍ×１５ｃｍ角の多結晶シリコンから成る基
板をＨＮＯ3 ：ＨＦ＝７：１の溶液に浸漬して、片面１
５μｍエッチングした後、三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）
を１２ｓｃｃｍ、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ、および六フッ化硫黄（ＳＦ6 ）
を６５ｓｃｃｍ流しながら、反応圧力５０ｍＴｏｒｒ、
ＲＦパワー５００ＷでＲＩＥ法により基板表面に微細な
突起を形成した。次に、シリコン基板の表面部のシート
抵抗が８０Ω／□となるようにリン（Ｐ）を拡散した。
次に、シリコン基板の裏面側にアルミニウム（Ａｌ）ペ
ーストをスクリーン印刷して７５０℃の温度で焼成し
た。このシリコン基板の裏面側のシート抵抗は１５Ω／
□であった。シリコン基板の表面側に、屈折率２．１、
膜厚３０Å、５０Å、１００Å、２００Å、４００Å、
６００Å、７００Åの窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ
法で形成して反射防止膜とした。シリコン基板の表裏両
面に印刷、焼成法で銀（Ａｇ）を被着し、幅１００μ
ｍ、ピッチ１．６ｍｍのフィンガー電極と、幅２ｍｍの
バスバー電極を２本形成し、半田ディップ法で電極表面
に半田層を形成して太陽電池素子を形成した。
【００３０】それぞれの試料について、電気特性を測定
した。その結果を図３に示す。図３から明らかなよう
に、反射防止膜の膜厚が３０Åのときはバルクパシベー
ションが効かず、電圧の上昇がみられないが、５０Åの
ときはバルクパシベーションが効きはじめ、電圧が上昇
し始める。そして、４００Åのときはモジュール後の電
気特性が飽和し始め、６００Å以降ほとんど変化がなく
なる。なお、図３（ａ）は反射防止膜厚（Å）と電流密
度（Ａ／ｃｍ2 ）との関係を示す図、図３（ｂ）は反射
防止膜厚（Å）と電圧（Ｖ）との関係を示す図、図３
（ｃ）は反射防止膜厚（Å）と変換効率（Effi(%) ) と
の関係を示す図である。
した。その結果を図３に示す。図３から明らかなよう
に、反射防止膜の膜厚が３０Åのときはバルクパシベー
ションが効かず、電圧の上昇がみられないが、５０Åの
ときはバルクパシベーションが効きはじめ、電圧が上昇
し始める。そして、４００Åのときはモジュール後の電
気特性が飽和し始め、６００Å以降ほとんど変化がなく
なる。なお、図３（ａ）は反射防止膜厚（Å）と電流密
度（Ａ／ｃｍ2 ）との関係を示す図、図３（ｂ）は反射
防止膜厚（Å）と電圧（Ｖ）との関係を示す図、図３
（ｃ）は反射防止膜厚（Å）と変換効率（Effi(%) ) と
の関係を示す図である。
【００３１】
【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、シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞ
れ２μｍ以下の微細な突起を多数設けると共に、厚み５
０〜６００Åの窒化シリコン膜から成る反射防止膜を形
成し、この反射防止膜上に直接電極を形成したことか
ら、表面が微細な凹凸構造を有するシリコン基板上に形
成される反射防止膜のパターニングの煩雑を解消でき、
また反射防止膜上に直接形成される電極強度の低下を解
消できる。
子によれば、シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞ
れ２μｍ以下の微細な突起を多数設けると共に、厚み５
０〜６００Åの窒化シリコン膜から成る反射防止膜を形
成し、この反射防止膜上に直接電極を形成したことか
ら、表面が微細な凹凸構造を有するシリコン基板上に形
成される反射防止膜のパターニングの煩雑を解消でき、
また反射防止膜上に直接形成される電極強度の低下を解
消できる。
【図１】本発明に係る太陽電池素子の一実施形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の製造工程を示す図
である。
である。
【図３】本発明に係る太陽電池素子の反射防止膜厚と電
気特性との関係を示す図である。
気特性との関係を示す図である。
１……シリコン基板、１ｃ……微細な突起、２……反射
防止膜、３……表面電極、４……裏面電極
防止膜、３……表面電極、４……裏面電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白沢 勝彦 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６ 京セラ株式会社滋賀工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 一導電型半導体不純物を含有するシリコ
ン基板の表面側に逆導電型半導体不純物を含有させると
共に、このシリコン基板の表面側と裏面側に電極を形成
した太陽電池素子において、前記シリコン基板の表面側
に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下の微細な突起を多数設
けると共に、厚み５０〜６００Åの窒化シリコン膜から
成る反射防止膜を形成し、この反射防止膜上に直接前記
電極を形成したことを特徴とする太陽電池素子。 - 【請求項２】 前記微細な突起のアスペクト比が０．１
〜２であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池
素子。 - 【請求項３】 前記シリコン基板が多結晶シリコンから
成ることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10116966A JPH11307792A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 太陽電池素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10116966A JPH11307792A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 太陽電池素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007189487A Division JP2007266649A (ja) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | 太陽電池素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307792A true JPH11307792A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14700168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10116966A Pending JPH11307792A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 太陽電池素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11307792A (ja) |
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-
1998
- 1998-04-27 JP JP10116966A patent/JPH11307792A/ja active Pending
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