JPS6258672B2 - - Google Patents
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- JPS6258672B2 JPS6258672B2 JP57039518A JP3951882A JPS6258672B2 JP S6258672 B2 JPS6258672 B2 JP S6258672B2 JP 57039518 A JP57039518 A JP 57039518A JP 3951882 A JP3951882 A JP 3951882A JP S6258672 B2 JPS6258672 B2 JP S6258672B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
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- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単結晶半導体を用いた太陽電池素子の
改良に関する。
改良に関する。
太陽電池は、太陽光エネルギーを直接電気エネ
ルギー変換するもので、エネルギー変換を行なう
基体の種類により単結晶シリコン太陽電池、多結
晶シリコン太陽電池、GaAs系太陽電池、CdS系
太陽電池、アモルフアスシリコン太陽電池及び有
機半導体太陽電池に分けられる。本発明が対象と
しているのは単結晶シリコン太陽電池である。
ルギー変換するもので、エネルギー変換を行なう
基体の種類により単結晶シリコン太陽電池、多結
晶シリコン太陽電池、GaAs系太陽電池、CdS系
太陽電池、アモルフアスシリコン太陽電池及び有
機半導体太陽電池に分けられる。本発明が対象と
しているのは単結晶シリコン太陽電池である。
従来の単結晶シリコンを用いた太陽電池は、第
１図に示すように、n+pp+構造のシリコン基体１
０１と、基体１０１のn+領域の露出面の一部に
オーミツク接触した第１の電極１０２と、基体１
０１のp+領域の露出面にオーミツク接触した第
２の電極１０３とから成り、n+領域が露出する
面を受光面とした構成を採つている。１０４は反
射防止膜である。そしてこの構成の太陽電池は、
(1)Ｐ型のシリコン基体を用意し、その一方面より
例えば燐を拡散してn+領域を形成する。(2)シリ
コン基体の他方面にAl層を印刷或いは蒸着で形
成した後、加熱して合金しp+領域を形成する、
(3)シリコン基体の他方面からAl―Siの共晶層を除
去する、(4)シリコン基体の一方面にAgの第１の
電極、他方面にAg、Ag―Al等の第２の電極を形
成する、各工程を経て製造される。かかる従来の
太陽電池は、Al―Si共晶層は殆んどの金属との接
着性が悪いために合金後除去しなければならず製
造工程が複雑となること、他方面全面にAgを主
成分とする第２の電極が設けられているので電極
がコスト高となること、等の欠点がある。
１図に示すように、n+pp+構造のシリコン基体１
０１と、基体１０１のn+領域の露出面の一部に
オーミツク接触した第１の電極１０２と、基体１
０１のp+領域の露出面にオーミツク接触した第
２の電極１０３とから成り、n+領域が露出する
面を受光面とした構成を採つている。１０４は反
射防止膜である。そしてこの構成の太陽電池は、
(1)Ｐ型のシリコン基体を用意し、その一方面より
例えば燐を拡散してn+領域を形成する。(2)シリ
コン基体の他方面にAl層を印刷或いは蒸着で形
成した後、加熱して合金しp+領域を形成する、
(3)シリコン基体の他方面からAl―Siの共晶層を除
去する、(4)シリコン基体の一方面にAgの第１の
電極、他方面にAg、Ag―Al等の第２の電極を形
成する、各工程を経て製造される。かかる従来の
太陽電池は、Al―Si共晶層は殆んどの金属との接
着性が悪いために合金後除去しなければならず製
造工程が複雑となること、他方面全面にAgを主
成分とする第２の電極が設けられているので電極
がコスト高となること、等の欠点がある。
本発明の目的は、上記の欠点を除去した改良さ
れた太陽電池素子を提供することにある。本発明
の目的を更に具体的に言えば、製造プロセスが簡
単で、高価な電機材料の使用量を削減し、かつ高
効率の太陽電池素子を提供することにある。
れた太陽電池素子を提供することにある。本発明
の目的を更に具体的に言えば、製造プロセスが簡
単で、高価な電機材料の使用量を削減し、かつ高
効率の太陽電池素子を提供することにある。
かかる目的を奏する本発明太陽電池素子の特徴
とするところは、n+pp+構造を有する半導体基体
のｐ領域をp+領域を貫通して主表面の選択され
た個所に露出し、ｐ領域の露出面にAg、Ti―
Ag、Al―Ag、Cr―Ni―Ag、Cuから選ばれた第
１の金属をオーミツク接触し、p+領域の露出面
及び第１の金属上にAlを主成分とする第２の金
属を接触した点にある。本発明の他の特徴は、ｐ
領域の露出面及びその上に接触する第１の金属が
半導体基体の受光面とは反対側の全面に略均一に
分布している点にある。更に本発明の他の特徴
は、第２の金属の合金によつてp+領域が形成さ
れている点にある。
とするところは、n+pp+構造を有する半導体基体
のｐ領域をp+領域を貫通して主表面の選択され
た個所に露出し、ｐ領域の露出面にAg、Ti―
Ag、Al―Ag、Cr―Ni―Ag、Cuから選ばれた第
１の金属をオーミツク接触し、p+領域の露出面
及び第１の金属上にAlを主成分とする第２の金
属を接触した点にある。本発明の他の特徴は、ｐ
領域の露出面及びその上に接触する第１の金属が
半導体基体の受光面とは反対側の全面に略均一に
分布している点にある。更に本発明の他の特徴
は、第２の金属の合金によつてp+領域が形成さ
れている点にある。
以下、本発明を実施例として示した図面により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図において、１は互いに反対側に位置する
一対の主表面１１、１２を有する単結晶シリコン
から成る半導体基体で、主表面１１、１２間に
は、一方の主表面１１に露出し一方の主表面１１
に沿つて拡がるｎ型導電性を有する第１の領域
13、第１の領域13に隣接して第１の領域13との間
にpn接合Ｊを形成し、かつ他方の主表面１２の
選択された個所（図では格子状をなしている）に
露出する第１の領域13より低い不純物濃度を有す
るｐ型導電性の第２の領域14、第２の領域14に隣
接し他方の主表面１２の選択された個所を除く個
所に露出し第２の領域14より高い不純物濃度を有
するｐ型導電性の第３の領域15を具備している。
２は半導体基体１の受光面となる一方の主表面１
１の選択された個所にオーミツク接触した第１の
電極、３は一方の主表面１１の第１の電極２が接
触している個所を除く個所に形成した例えば
SiO2の如き反射防止膜、４は半導体基体１の他
方の主表面１２にオーミツク接触した第２の電極
で、これは第２の領域14の露出個所にオーミツク
接触するAg、Ti―Ag、Al―Ag、Cr―Ni―Ag、
Cuから選ばれた金属からなる第１の部分４１
と、第３の領域15の露出個所にオーミツク接触し
第１の部分を被うように形成されたAlを主成分
とする金属からなる第２の部分４２とから構成さ
れている。５は第２の電極４と外部リード（図示
せず）とを接続するために第２の部分４２を設け
ず第１の部分４１を露出した個所を示す。
一対の主表面１１、１２を有する単結晶シリコン
から成る半導体基体で、主表面１１、１２間に
は、一方の主表面１１に露出し一方の主表面１１
に沿つて拡がるｎ型導電性を有する第１の領域
13、第１の領域13に隣接して第１の領域13との間
にpn接合Ｊを形成し、かつ他方の主表面１２の
選択された個所（図では格子状をなしている）に
露出する第１の領域13より低い不純物濃度を有す
るｐ型導電性の第２の領域14、第２の領域14に隣
接し他方の主表面１２の選択された個所を除く個
所に露出し第２の領域14より高い不純物濃度を有
するｐ型導電性の第３の領域15を具備している。
２は半導体基体１の受光面となる一方の主表面１
１の選択された個所にオーミツク接触した第１の
電極、３は一方の主表面１１の第１の電極２が接
触している個所を除く個所に形成した例えば
SiO2の如き反射防止膜、４は半導体基体１の他
方の主表面１２にオーミツク接触した第２の電極
で、これは第２の領域14の露出個所にオーミツク
接触するAg、Ti―Ag、Al―Ag、Cr―Ni―Ag、
Cuから選ばれた金属からなる第１の部分４１
と、第３の領域15の露出個所にオーミツク接触し
第１の部分を被うように形成されたAlを主成分
とする金属からなる第２の部分４２とから構成さ
れている。５は第２の電極４と外部リード（図示
せず）とを接続するために第２の部分４２を設け
ず第１の部分４１を露出した個所を示す。
かかる構成の太陽電池素子によれば、高価な金
属からなる第２の電極１４の第１の部分４１は他
方の主表面１２の全面ではなく選択された個所に
のみ形成されているため、高価な電極材料の使用
量を大幅に削減することができる。また、pn接
合Ｊから離れた点で発生した電子をpn接合Ｊ側
に押し戻す役目をする第３の領域15を形成する第
２の電極４の第２の部分４２は直接外部リードに
接続しないため、第３の領域15を形成した後除去
する必要がなく、第３の領域15に対する電極とし
てそのまま使用することができ、高価な電極材料
の使用量削減と製造工程の簡略化に寄与する。こ
の点は次に述べる製造工程の説明から明らかとな
ろう。即ち、第２図に示した素子は例えば次の工
程を経て製造される。
属からなる第２の電極１４の第１の部分４１は他
方の主表面１２の全面ではなく選択された個所に
のみ形成されているため、高価な電極材料の使用
量を大幅に削減することができる。また、pn接
合Ｊから離れた点で発生した電子をpn接合Ｊ側
に押し戻す役目をする第３の領域15を形成する第
２の電極４の第２の部分４２は直接外部リードに
接続しないため、第３の領域15を形成した後除去
する必要がなく、第３の領域15に対する電極とし
てそのまま使用することができ、高価な電極材料
の使用量削減と製造工程の簡略化に寄与する。こ
の点は次に述べる製造工程の説明から明らかとな
ろう。即ち、第２図に示した素子は例えば次の工
程を経て製造される。
(1) Ｐ型の半導体基体を準備し、この一方の主表
面側に例えば拡散によつてｎ型導電性の第１の
領域を形成する。
面側に例えば拡散によつてｎ型導電性の第１の
領域を形成する。
(2) 半導体基体の一方の主表面に反射防止膜及び
第１の電極を形成する。
第１の電極を形成する。
(3) 半導体基体の他方の主表面の選択された個所
にAg、Ti―Ag、Al―Ag、Cr―Ni―Ag、Cuか
ら選ばれた第２の電極の第１の部分を形成す
る。
にAg、Ti―Ag、Al―Ag、Cr―Ni―Ag、Cuか
ら選ばれた第２の電極の第１の部分を形成す
る。
(4) 半導体基体の他方の主表面上に第１の部分を
被うようにAlを主成分とする第２の電極の第
２の部分を形成し、次に熱処理して第２の部分
を半導体基体に合金し第３の領域を形成する。
被うようにAlを主成分とする第２の電極の第
２の部分を形成し、次に熱処理して第２の部分
を半導体基体に合金し第３の領域を形成する。
以上の工程からわかるように、第２の電極は第
１の部分を形成した後その上から第２の部分を形
成する方法で構成するより他に構成する方法がな
く、従つて上述の効果を奏するのである。
１の部分を形成した後その上から第２の部分を形
成する方法で構成するより他に構成する方法がな
く、従つて上述の効果を奏するのである。
本発明における第１の電極及び第２の電極の第
１の部分の形状は、例えば格子状、六角網目状、
平行線状同心円状等の主表面の全面から均等に光
電流を取り出せる形状が好ましい。
１の部分の形状は、例えば格子状、六角網目状、
平行線状同心円状等の主表面の全面から均等に光
電流を取り出せる形状が好ましい。
第１図は従来の太陽電池素子の概略断面図、第
２図は本発明太陽電池素子の平面図及び断面図で
ある。 １…半導体基体、２…第１の電極、４…第２の
電極（４１…第１の部分、４２…第２の部分）。
２図は本発明太陽電池素子の平面図及び断面図で
ある。 １…半導体基体、２…第１の電極、４…第２の
電極（４１…第１の部分、４２…第２の部分）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに反対側に位置する一対の主表面、一方
の主表面に露出し一方の主表面に沿つて広がるｎ
型導電性の第１の領域、第１の領域に隣接して
pn接合を形成し一部が他方の主表面の選択され
た個所に露出する第１の領域より低い不純物濃度
を有するｐ型導電性の第２の領域、第２の領域に
隣接し他方の主表面の選択された個所を除く個所
に露出する第２の領域より高い不純物濃度を有す
るｐ型導電性の第３の領域を有する半導体基体
と、 半導体基体の一方の主表面の選択された個所に
オーミツク接触した第１の電極と、 半導体基体の一方の主表面の残り個所に形成し
た反射防止膜と、 半導体基体の他方の主表面において、第２の領
域の露出面にオーミツク接触したAg、Ti―Ag、
Al―Ag、Cr―Ni―Ag、Cuから選ばれた金属か
らなる第１の部分と、第３の領域の露出面にオー
ミツク接触すると共に第１の部分の選択された個
所上を被うように形成されたAlを主成分とする
第２の部分とから成る第２の電極と、 を備え、半導体基体の一方の主表面を受光面とし
たことを特徴とする太陽電池素子。 ２ 特許請求の範囲第１項において、第２の領域
の他方の主表面に露出している部分及び第２の電
極の第１の部分が網目状をなすことを特徴とする
太陽電池素子。 ３ 特許請求の範囲第１項或いは第２項におい
て、第３の領域は第２の電極の第２の部分が半導
体基体へ合金することによつて形成された領域で
あることを特徴とする太陽電池素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039518A JPS58157176A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 太陽電池素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039518A JPS58157176A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 太陽電池素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157176A JPS58157176A (ja) | 1983-09-19 |
| JPS6258672B2 true JPS6258672B2 (ja) | 1987-12-07 |
Family
ID=12555257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57039518A Granted JPS58157176A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 太陽電池素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58157176A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01179373A (ja) * | 1988-01-06 | 1989-07-17 | Hitachi Ltd | 太陽電池素子 |
| JPH01310578A (ja) * | 1988-06-08 | 1989-12-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP3906385B2 (ja) * | 1999-05-19 | 2007-04-18 | シャープ株式会社 | 太陽電池 |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57039518A patent/JPS58157176A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58157176A (ja) | 1983-09-19 |
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