JPS59150483A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS59150483A JPS59150483A JP58022140A JP2214083A JPS59150483A JP S59150483 A JPS59150483 A JP S59150483A JP 58022140 A JP58022140 A JP 58022140A JP 2214083 A JP2214083 A JP 2214083A JP S59150483 A JPS59150483 A JP S59150483A
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Classifications
-
- H01L31/02168—
-
- 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
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Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は太陽電池の構造に関する。
従来、太陽光を光電変換する目的には、例えばシリコン
単結晶等を素材とする第１図に示すような形状の太陽電
池が実用化されている。例えば厚さ０．３〜０４朋のＰ
型シリコン単結晶基板（１）の表面０．２〜０．６μｍ
の深さに熱拡散等の方法によりｎ＋拡散層（２）が設け
られ、前記ｎ＋拡散層（２）に光があたるように格子状
、くし型、網状等の電極（３）、裏面のＰ型シリコン単
結晶つエノ１−に全面にわたり裏面電極（４）が形成さ
れている。以上の例ではＰ型シリコンの上にｎ＋層が設
けられているがｎ型のシリコンの上にＰ＋層を設けた構
造でも同等の特性が得られる。この構成のような接合を
冶する太陽電池に於ては、基板表面（６）に入射する太
陽光の反射損失を少なくする為にシリコンの表面に多数
の微小４面体即ちピラミッド状の凹凸面を設けるいわゆ
る異方性エツチング面を形成し、入射光とシリコン表面
のピラミッド状の光学的多重反射によって太陽光の吸収
率を増大ならしめたり、シリコンウェファの表面を反射
防止ｖ（５）で覆う工夫がなされている。表面に太陽光
が入射する場合、この表面で太陽光の一部が反則され、
この反則される割合はシリコンの屈折率をｎとすると（
ｎ １ ）２／ （ｕ＋１ ）２となり、ｎ ＝ ３．
７とするとおよそ０３となる。この為にシリコンウェフ
ァの表面を空気とシリコンとの中間の屈折率をもつ透明
な反射防止膜で）Ｕうことにより反射損失を半分以下に
することが考えられ太陽電池の効率向上に効果的である
為、これまで８ Ａ０２ Ｈ８ｉｏ、Ｔ Ａ０２ 、Ｔ
ａ２ｏ５ 、Ａｌ２Ｏ３Ｈ８ｉ ３Ｎ４等種々のＵｌ’
ｌを用いて、蒸着、スパッタリング、スピンコード、ス
プレィ、 ＣＶＤ 、等様々な薄膜形成方法により反射
防止膜が形成されてきた。
単結晶等を素材とする第１図に示すような形状の太陽電
池が実用化されている。例えば厚さ０．３〜０４朋のＰ
型シリコン単結晶基板（１）の表面０．２〜０．６μｍ
の深さに熱拡散等の方法によりｎ＋拡散層（２）が設け
られ、前記ｎ＋拡散層（２）に光があたるように格子状
、くし型、網状等の電極（３）、裏面のＰ型シリコン単
結晶つエノ１−に全面にわたり裏面電極（４）が形成さ
れている。以上の例ではＰ型シリコンの上にｎ＋層が設
けられているがｎ型のシリコンの上にＰ＋層を設けた構
造でも同等の特性が得られる。この構成のような接合を
冶する太陽電池に於ては、基板表面（６）に入射する太
陽光の反射損失を少なくする為にシリコンの表面に多数
の微小４面体即ちピラミッド状の凹凸面を設けるいわゆ
る異方性エツチング面を形成し、入射光とシリコン表面
のピラミッド状の光学的多重反射によって太陽光の吸収
率を増大ならしめたり、シリコンウェファの表面を反射
防止ｖ（５）で覆う工夫がなされている。表面に太陽光
が入射する場合、この表面で太陽光の一部が反則され、
この反則される割合はシリコンの屈折率をｎとすると（
ｎ １ ）２／ （ｕ＋１ ）２となり、ｎ ＝ ３．
７とするとおよそ０３となる。この為にシリコンウェフ
ァの表面を空気とシリコンとの中間の屈折率をもつ透明
な反射防止膜で）Ｕうことにより反射損失を半分以下に
することが考えられ太陽電池の効率向上に効果的である
為、これまで８ Ａ０２ Ｈ８ｉｏ、Ｔ Ａ０２ 、Ｔ
ａ２ｏ５ 、Ａｌ２Ｏ３Ｈ８ｉ ３Ｎ４等種々のＵｌ’
ｌを用いて、蒸着、スパッタリング、スピンコード、ス
プレィ、 ＣＶＤ 、等様々な薄膜形成方法により反射
防止膜が形成されてきた。
このように太陽電池は太陽光の反射損失を少なくし、光
電変換効率を向上すべく種々の工夫がなされている。
電変換効率を向上すべく種々の工夫がなされている。
さらに最近になり、Ａｌ２Ｏ５やＳｉ３Ｎ４反射防止膜
中に水素を含有したものは半導体基板で生ずる少数キャ
リアの再結合速度が遅くなることが見出され、発明者等
は既に反射防止膜等の中に水素を含むことを特徴とする
太陽電池を特許出願した（特願昭５７−２８２１３号）
３、 しかしながらこのような膜中の水素は熱処理あるいは紫
外線等により離脱することがその後紹められた。例えば
プラズマＣＶＤ法により得た８ ｉ、Ｎ。
中に水素を含有したものは半導体基板で生ずる少数キャ
リアの再結合速度が遅くなることが見出され、発明者等
は既に反射防止膜等の中に水素を含むことを特徴とする
太陽電池を特許出願した（特願昭５７−２８２１３号）
３、 しかしながらこのような膜中の水素は熱処理あるいは紫
外線等により離脱することがその後紹められた。例えば
プラズマＣＶＤ法により得た８ ｉ、Ｎ。
中（７，） Ｓｉ −、ＩＩ、 Ｎ Ｈ結合数は熱鋸
ｆｆ ニオイ”’Ｃ’ ３５０’Ｃ付近から減少する。
ｆｆ ニオイ”’Ｃ’ ３５０’Ｃ付近から減少する。
従って太陽゛電池製造プロセスの熱履歴や屋外での紫外
線等による反射防止膜中の水素離脱のため、表面再結合
速度の低減効果が低下し、太陽電池の特性劣化を招いて
しまう等の問題がある。
線等による反射防止膜中の水素離脱のため、表面再結合
速度の低減効果が低下し、太陽電池の特性劣化を招いて
しまう等の問題がある。
本発明は上記欠点を除去し、水素を含む反射防止膜の表
面再結合速度の低減効果が低下しない信頼性の高い太陽
電池を提供することを目的とする。
面再結合速度の低減効果が低下しない信頼性の高い太陽
電池を提供することを目的とする。
本発明は接合を有する半導体基板と、この半導体基板上
に形成される表面電極、裏面電極及び反射防止膜とを具
備する太陽電池において、前記反射防止膜中には水素お
よびハロゲン元素を有することを特徴とする太陽電池で
ある。
に形成される表面電極、裏面電極及び反射防止膜とを具
備する太陽電池において、前記反射防止膜中には水素お
よびハロゲン元素を有することを特徴とする太陽電池で
ある。
本発明の太陽電池は第１導電型領域を有するシリコン半
導体基板に第２導電型の不純物を拡散して接合を形成し
、半導体基板の表面に反射防止膜としてプラズマＣＶＤ
法、マグネトロンスパッタ法等によりＳＩ ４ Ｎ４あ
るいは溶液塗布法によりＡ４０ｓを形成するが、この際
にＳＩ３Ｎ４の場合はハロゲン化水素、ハロゲン化硅素
あるいはハロゲンガスを導入し、Ａ／２０．の場合には
ハロゲン化アルミニクムを導入して水素及びハロゲン元
素を含むＳ ｔ３Ｎ４膜やＡｌ、０．膜を得る。
導体基板に第２導電型の不純物を拡散して接合を形成し
、半導体基板の表面に反射防止膜としてプラズマＣＶＤ
法、マグネトロンスパッタ法等によりＳＩ ４ Ｎ４あ
るいは溶液塗布法によりＡ４０ｓを形成するが、この際
にＳＩ３Ｎ４の場合はハロゲン化水素、ハロゲン化硅素
あるいはハロゲンガスを導入し、Ａ／２０．の場合には
ハロゲン化アルミニクムを導入して水素及びハロゲン元
素を含むＳ ｔ３Ｎ４膜やＡｌ、０．膜を得る。
次に表面及び裏面に公知の方法で電極を形成することに
より太陽電池が得られる。
より太陽電池が得られる。
本発明によれば表向再結合速度の小さいものが得られ、
光電変換効率の高い太陽電池を実現することができる１ 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を第２図により説明する。
光電変換効率の高い太陽電池を実現することができる１ 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を第２図により説明する。
（実施例−１）
数位（１００） 、厚さ３００４ｍ 、比抵抗１Ω口の
Ｐ型シリコン単結晶半導体基板Ｑｌ）に８７５℃ＰｏＣ
ｌ、ｌを用いてリンを１０分間デポジットした後、ｉｏ
分間窒素ガス中でシンターする。このとき表面濃度２×
１０”ａｒｔ’−” 、接合深さ０．２５ ｔｔｍの１
１層（１２が形成された。その後表面の酸化膜と裏面の
拡散層を除去し、裏面全面にアルミペーストを印刷し、
大気中で８５０℃１０秒間焼成すると裏面側のシリコン
表層部分が合金化しＰ＋層（１３１が形成されるが、こ
れにより裏面電場（ＢａＦ ）効果をもたせることがで
きる。
Ｐ型シリコン単結晶半導体基板Ｑｌ）に８７５℃ＰｏＣ
ｌ、ｌを用いてリンを１０分間デポジットした後、ｉｏ
分間窒素ガス中でシンターする。このとき表面濃度２×
１０”ａｒｔ’−” 、接合深さ０．２５ ｔｔｍの１
１層（１２が形成された。その後表面の酸化膜と裏面の
拡散層を除去し、裏面全面にアルミペーストを印刷し、
大気中で８５０℃１０秒間焼成すると裏面側のシリコン
表層部分が合金化しＰ＋層（１３１が形成されるが、こ
れにより裏面電場（ＢａＦ ）効果をもたせることがで
きる。
その後、合金化に寄与しなかった過剰の焼結成分を除去
する。次に表面全面に反射防止１％ｊ Ｑ（イ）として
プラズマＣＶｌ）法によりシリコン窒化膜を７’０（Ｉ
Ｘ形成する、平行平板、容量結合型の装置にウェハーを
入れ基板温度を３００℃にしてペルジャーに０１〜０．
８Ｔｏｒｒ中でＮ、 、 Ｎ１−１． 、 ＳｉＨ４お
よびＳ ｉ Ｆ４をそれぞれ６００ｃ＋／／ｍｉｎ 、
３００ｃｒＪ／ｍｉｎ 、 １５０ｃｍ／ｍｉｎ 。
する。次に表面全面に反射防止１％ｊ Ｑ（イ）として
プラズマＣＶｌ）法によりシリコン窒化膜を７’０（Ｉ
Ｘ形成する、平行平板、容量結合型の装置にウェハーを
入れ基板温度を３００℃にしてペルジャーに０１〜０．
８Ｔｏｒｒ中でＮ、 、 Ｎ１−１． 、 ＳｉＨ４お
よびＳ ｉ Ｆ４をそれぞれ６００ｃ＋／／ｍｉｎ 、
３００ｃｒＪ／ｍｉｎ 、 １５０ｃｍ／ｍｉｎ 。
１００ ｃｒＡ’７ ｍ ｉ ｎの条件で導入し５（ｌ
ＫＨｚの高周波パワーを５００Ｗ投入してデポジション
した、イオン１Ｃ方散乱スペクトル法による測定の結果
膜中に水素（Ｉ５）及び沸素（１６）の存在を確認し、
また、反射率の低い均一な膜が得られた。次に反射防止
膜ｆｌ＝１１ ＋＝フォトエツチングプロセスによりグ
リッド電：（ｒｌ］２０μｍ、ピッチ４００μｍの微細
電極パターンの開口部を設け、リフトオフプロセスによ
り蒸着チタン及びパラジウムｌＰ５＞を形成し表面下地
１屯極（１ηとする。
ＫＨｚの高周波パワーを５００Ｗ投入してデポジション
した、イオン１Ｃ方散乱スペクトル法による測定の結果
膜中に水素（Ｉ５）及び沸素（１６）の存在を確認し、
また、反射率の低い均一な膜が得られた。次に反射防止
膜ｆｌ＝１１ ＋＝フォトエツチングプロセスによりグ
リッド電：（ｒｌ］２０μｍ、ピッチ４００μｍの微細
電極パターンの開口部を設け、リフトオフプロセスによ
り蒸着チタン及びパラジウムｌＰ５＞を形成し表面下地
１屯極（１ηとする。
次に表面下地電極０７）及び裏面に無電解メッキ法、電
気メツキ法の順に銅層を堆積し、さらに無電解メッキ法
によりニッケル層を被着し、表面電極（１シ裏面電極０
９の同時形成を行なう。このようにして得られた太陽電
池の表面再結合速度及び光電変換効率を表に示す。表の
左欄は加熱劣化試験前の値右欄はウェザオーメータによ
る１６８時間の加熱劣化試験後の値を示す。
気メツキ法の順に銅層を堆積し、さらに無電解メッキ法
によりニッケル層を被着し、表面電極（１シ裏面電極０
９の同時形成を行なう。このようにして得られた太陽電
池の表面再結合速度及び光電変換効率を表に示す。表の
左欄は加熱劣化試験前の値右欄はウェザオーメータによ
る１６８時間の加熱劣化試験後の値を示す。
表に示す通り、実施例の太陽電池は加熱劣化試験後にお
ける表面再結合速度は依然小さく、その結果、光電変換
効率が高いものとなっている。
ける表面再結合速度は依然小さく、その結果、光電変換
効率が高いものとなっている。
（実施例−２）
゛方位（１００） 、厚さ３００μｍ、比抵抗１Ω鑞の
Ｐ型シリコン単結晶半導体基板（１υに８７５℃ＰｏＣ
ｌ３を用いてリンを１０分間デポジットした後、１０分
間窒素ガス中でシンターする。このとき表面濃度２Ｘ１
０２°儂１．接合深さ０．２５μｍのｎ” ＩＭ （１
２）が形成された。その後表面の酸化膜と裏面の拡散層
を除去し、裏面全面にアルミペーストを印刷し、大気中
で８５０℃１０秒間焼成すると裏面側のシリコン表層部
分が合金化しｒ層（１３１が形成されるが、これにより
裏面電極（Ｂ８Ｆ）効果をもたせることができる。その
後合金化に寄与しなかった過剰の焼結成分を除去する。
Ｐ型シリコン単結晶半導体基板（１υに８７５℃ＰｏＣ
ｌ３を用いてリンを１０分間デポジットした後、１０分
間窒素ガス中でシンターする。このとき表面濃度２Ｘ１
０２°儂１．接合深さ０．２５μｍのｎ” ＩＭ （１
２）が形成された。その後表面の酸化膜と裏面の拡散層
を除去し、裏面全面にアルミペーストを印刷し、大気中
で８５０℃１０秒間焼成すると裏面側のシリコン表層部
分が合金化しｒ層（１３１が形成されるが、これにより
裏面電極（Ｂ８Ｆ）効果をもたせることができる。その
後合金化に寄与しなかった過剰の焼結成分を除去する。
次に表面全面に反射防止膜（１４）として反射防止膜用
塗布膜を形成する。
塗布膜を形成する。
溶液は硝酸アルミニウム（Ａ／（Ｎｒ）ｓ）ｓ：］
９％、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ、〕３％、エタノー
ル（ｃ：ｔＨ！ｌ ＯＨ〕７０％、アクリル系バインダ
１０％、及び酢酸エチル（ＣＨ，Ｃ００Ｃ，Ｈ，） ８
％からなる混合溶液を用いスピンコーターを用いて回転
数４００Ｏｒｐｍにて塗布した。次にこれを電気炉で大
気中３５０℃、３０分の焼成を行なった、イオン後方散
乱スペクトル法による測定の結果膜中に水素（１５）及
び塩素（国の存在を確認し、また反射率の低い曜さ６６
０Ｘの均一な膜が得られた。次に反射防止膜（１遍にフ
ォトエツチングプロセスによりグリッド電Ｓ ［１＞
２０μｍ 、ピッｆ４（１０μｍの微細電極パターンの
開口部を設け、リフトオフプロセスにより蒸着チタン及
びパラジウム膜を形成し表面下地電極Ｃｌ７）とする。
９％、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ、〕３％、エタノー
ル（ｃ：ｔＨ！ｌ ＯＨ〕７０％、アクリル系バインダ
１０％、及び酢酸エチル（ＣＨ，Ｃ００Ｃ，Ｈ，） ８
％からなる混合溶液を用いスピンコーターを用いて回転
数４００Ｏｒｐｍにて塗布した。次にこれを電気炉で大
気中３５０℃、３０分の焼成を行なった、イオン後方散
乱スペクトル法による測定の結果膜中に水素（１５）及
び塩素（国の存在を確認し、また反射率の低い曜さ６６
０Ｘの均一な膜が得られた。次に反射防止膜（１遍にフ
ォトエツチングプロセスによりグリッド電Ｓ ［１＞
２０μｍ 、ピッｆ４（１０μｍの微細電極パターンの
開口部を設け、リフトオフプロセスにより蒸着チタン及
びパラジウム膜を形成し表面下地電極Ｃｌ７）とする。
次に表面下地電極０７）及び裏面に無電解メッキ法、電
気メツキ法の順に＠層を堆債しさらに無電解メッキ法に
よりニッケル層を被着し、表面電極ｔｌＦＱ、裏面電極
ＯＩの同時形成を行なった。このようにして得られた太
陽電池の表面再結合速度及び光電変換効率な表に示す。
気メツキ法の順に＠層を堆債しさらに無電解メッキ法に
よりニッケル層を被着し、表面電極ｔｌＦＱ、裏面電極
ＯＩの同時形成を行なった。このようにして得られた太
陽電池の表面再結合速度及び光電変換効率な表に示す。
表に示す通り、実施例の太陽電池は加熱劣化試験後にお
ける表面再結合速度は依然小さく、その結果、光電変１
イ８効率が高いものとなっている。
ける表面再結合速度は依然小さく、その結果、光電変１
イ８効率が高いものとなっている。
表
第１図は従来の太陽電池の概略断面図、第２図は本発明
の太陽電池の概、略断面図である。 １１・・・半導体基板 １２・・・ｎ＋層１４・・
・反射防止膜 １５・・・水素１６・・・ハロゲン
元素
の太陽電池の概、略断面図である。 １１・・・半導体基板 １２・・・ｎ＋層１４・・
・反射防止膜 １５・・・水素１６・・・ハロゲン
元素
Claims (1)
- 接合を有する半導体基板と、この半導体基板上に形成さ
れる表面電極、裏面電極及び反射防止膜とを具備する太
陽電池において、前記反射防止膜中には水素およびハロ
ゲン元素を有することを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022140A JPS59150483A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022140A JPS59150483A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150483A true JPS59150483A (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=12074571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58022140A Pending JPS59150483A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150483A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159772A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置作製方法 |
| JP2007234641A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Sharp Corp | 光電変換素子 |
-
1983
- 1983-02-15 JP JP58022140A patent/JPS59150483A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159772A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置作製方法 |
| JP2007234641A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Sharp Corp | 光電変換素子 |
| JP4489035B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2010-06-23 | シャープ株式会社 | 光電変換素子 |
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