JPWO2013100085A1 - Solar cell element, method for manufacturing solar cell element, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
第1主面10aにn型半導体領域を有しており、第1主面10aとは反対側に位置する第2主面10bにp型半導体領域を有している半導体基板1と、前記n型半導体領域の上に配置されており、負の固定電荷密度を有している第1パッシベーション層8と、第1パッシベーション層8の上に配置されている、第1パッシベーション層8よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層5とを備えている太陽電池素子10とする。A semiconductor substrate 1 having an n-type semiconductor region on the first main surface 10a and a p-type semiconductor region on a second main surface 10b located on the opposite side of the first main surface 10a; The first passivation layer 8 is disposed on the type semiconductor region and has a negative fixed charge density, and the fixed charge is higher than that of the first passivation layer 8 disposed on the first passivation layer 8. The solar cell element 10 includes the antireflection layer 5 having a high density on the positive side.
Description
本発明は、太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法および太陽電池素子を備えている太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell element, a method for manufacturing a solar cell element, and a solar cell module including the solar cell element.
シリコン基板を備えた太陽電池素子において、少数キャリアの再結合を低減するためにパッシベーション膜がシリコン基板の表面に設けられる。このパッシベーション膜として、酸化シリコンもしくは酸化アルミニウム等からなる酸化膜、または窒化シリコン膜等からなる窒化膜を用いることが研究されている(例えば特開2009−164544号公報を参照)。 In a solar cell element provided with a silicon substrate, a passivation film is provided on the surface of the silicon substrate in order to reduce minority carrier recombination. As this passivation film, the use of an oxide film made of silicon oxide, aluminum oxide, or the like, or a nitride film made of a silicon nitride film or the like has been studied (see, for example, JP 2009-164544 A).
しかし、昨今の厳しい使用条件下での太陽電池素子の特性向上のニーズの高まりに伴い、上記構成の太陽電池素子では、発電効率に寄与するだけの改善が不十分となる場合があった。そのため、キャリアの再結合を低減して出力特性をより一層高めた太陽電池素子およびその製造方法ならびに太陽電池モジュールが望まれている。 However, with the recent increase in the needs for improving the characteristics of solar cell elements under severe use conditions, the solar cell elements having the above-described configuration sometimes have insufficient improvements to contribute to power generation efficiency. Therefore, a solar cell element, a manufacturing method thereof, and a solar cell module in which output characteristics are further improved by reducing carrier recombination are desired.
上記課題を解決するため、本発明の一形態に係る太陽電池素子は、第1主面にn型半導体領域を有しており、前記第1主面とは反対側に位置する第2主面にp型半導体領域を有している半導体基板と、前記n型半導体領域の上に配置されており、負の固定電荷密度を有している第1パッシベーション層と、該第1パッシベーション層の上に配置されている、該第1パッシベーション層よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層とを備えている。 In order to solve the above problems, a solar cell element according to an embodiment of the present invention has an n-type semiconductor region on a first main surface, and a second main surface located on the side opposite to the first main surface. A p-type semiconductor region, a first passivation layer disposed on the n-type semiconductor region and having a negative fixed charge density, and on the first passivation layer And an antireflection layer having a fixed charge density larger than that of the first passivation layer on the positive side.
また、本発明の一形態に係る太陽電池素子は、第1主面にn型半導体領域を有しており、前記第1主面とは反対側に位置する第2主面にp型半導体領域を有しているシリコンからなる半導体基板と、前記n型半導体領域の上に配置されており、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種以上からなる第1パッシベーション層と、該第1パッシベーション層の上に配置されている、酸化シリコンまたは窒化シリコンからなる反射防止層とを備えているものでもよい。 In addition, a solar cell element according to one embodiment of the present invention has an n-type semiconductor region on a first main surface, and a p-type semiconductor region on a second main surface located on the opposite side to the first main surface. A semiconductor substrate made of silicon and having a first passivation layer which is disposed on the n-type semiconductor region and is made of at least one selected from aluminum oxide, hafnium oxide and zirconium oxide, and It may be provided with an antireflection layer made of silicon oxide or silicon nitride disposed on one passivation layer.
また、本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法は、第1主面にn型半導体領域を有しており、前記第1主面とは反対側に位置する第2主面にp型半導体領域を有している半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、前記n型半導体領域の上に、原子層蒸着法によって負の固定電荷密度を有するパッシベーション層を形成するパッシベーション層形成工程と、前記パッシベーション層の上に、プラズマCVD法によって前記パッシベーション層よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層を形成する反射防止層形成工程とを含む。 In the method for manufacturing a solar cell element according to one aspect of the present invention, the first main surface has an n-type semiconductor region, and the second main surface located on the side opposite to the first main surface is p. A semiconductor substrate preparation step of preparing a semiconductor substrate having a type semiconductor region, and a passivation layer formation step of forming a passivation layer having a negative fixed charge density on the n-type semiconductor region by an atomic layer deposition method, And an antireflection layer forming step of forming an antireflection layer having a fixed charge density larger than that of the passivation layer on the positive side by a plasma CVD method on the passivation layer.
また、本発明の一形態に係る太陽電池モジュールは、上記構成の太陽電池素子を備えている。 Moreover, the solar cell module which concerns on one form of this invention is equipped with the solar cell element of the said structure.
上記の太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法および太陽電池モジュールによれば、開放電圧が高く、出力特性に優れた太陽電池素子および太陽電池モジュールを提供できる。 According to said solar cell element, the manufacturing method of a solar cell element, and a solar cell module, the open cell voltage is high, and the solar cell element and solar cell module excellent in output characteristics can be provided.
以下、本発明の一形態に係る太陽電池素子およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュールについて図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面は模式的に示したものであるので、図面における各構成の寸法比および位置関係等は適宜変更しうる。 Hereinafter, a solar cell element, a manufacturing method thereof, and a solar cell module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, since drawing is shown typically, the dimension ratio of each structure in a drawing, a positional relationship, etc. can be changed suitably.
<太陽電池素子の基本構成>
図1乃至図3に本実施形態に係る太陽電池素子10を示す。太陽電池素子10は、第1主面10aにn型半導体領域を有しており、第1主面10aとは反対側に位置する第2主面10bにp型半導体領域を有している半導体基板1と、n型半導体領域の上に配置されており、負の固定電荷密度を有している第1パッシベーション層8と、この第1パッシベーション層8の上に配置されている、第1パッシベーション層8よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層5とを備えていることを基本構成とする。<Basic configuration of solar cell element>
1 to 3 show a
また、太陽電池素子10は、第1主面10aにn型半導体領域を有しており、第1主面10aとは反対側に位置する第2主面10bにp型半導体領域を有しているシリコンからなる半導体基板1と、前記n型半導体領域の上に配置されており、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種以上からなる第1パッシベーション層8と、第1パッシベーション層8の上に配置されている、酸化シリコンまたは窒化シリコンからなる反射防止層5とを備えているものとしてもよい。
Further, the
また、図1乃至図3に示すように、太陽電池素子10は、光が入射する受光面(図3における上面であり、以下では第1主面という)10aと、この第1主面10aの反対側に位置する面(裏面)に相当する非受光面(図3における下面であり、以下では第2主面という)10bと、側面10cとを有する。また、太陽電池素子10は、例えば板状の多結晶シリコン基板の半導体基板1を備えている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the
半導体基板1は、図3に示すように、例えば、一導電型の半導体領域(p型半導体領域)である第1半導体層2と、この第1半導体層2における第1主面10a側に設けられた逆導電型の半導体領域(n型半導体領域)である第2半導体層3とを有する。また、太陽電池素子10は、第2半導体層3の上に(具体的には、第2半導体層3の第1主面10a側に)配置された、酸化アルミニウム等からなる第1パッシベーション層8と、第1パッシベーション層8の上に例えば窒化シリコンからなる反射防止層5とを備えている。さらに、太陽電池素子10は、第1半導体層2の上に(具体的には、第1半導体層2の第2主面10b側に)配置された、酸化アルミニウム等からなる第2パッシベーション層9を備えている。
As shown in FIG. 3, the
具体的には図3に示すように、太陽電池素子10は、半導体基板1(第1半導体層2と第2半導体層3)、第3半導体層4、反射防止層5、第1電極6、第2電極7、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
上述したように、半導体基板1は多結晶シリコン基板であり、第1半導体層2と、該第1半導体層2の第1主面10a側に設けられた第2半導体層3とを備えている。
As described above, the
第1半導体層2としては、上述したように、p型を呈する板状の半導体を用いることができる。第1半導体層2を構成する半導体としては、多結晶シリコン基板を用いることができる。第1半導体層2の平均厚みは、例えば、250μm以下、さらには150μm以下とすることができる。第1半導体層2の形状は、特に限定されるものではないが、製法上の観点から平面視で四角形状としてもよい。多結晶シリコン基板からなる第1半導体層2がp型を呈するようにする場合であれば、ドーパント元素としては、例えば、ボロンあるいはガリウムを用いることができる。
As the
第2半導体層3は、これと第1半導体層2とでpn接合を形成する半導体層である。第2半導体層3は、第1半導体層2に対して逆の導電型、すなわち、n型を呈する層であり、第1半導体層2における第1主面10a側に設けられている。第1半導体層2がp型の導電型を呈するシリコン基板において、例えば、第2半導体層3はシリコン基板の第1主面10a側にリン等の不純物を拡散させることによって形成できる。
The
図3に示すように、半導体基板1における第1主面10a側には、例えばピラミッド状の凹凸形状1aが設けられている。凹凸形状1aの凸部の高さは0.1〜10μm程度、凸部の幅は0.1〜20μm程度である。凹凸形状1aの形状はピラミッド状に限定されるものではなく、例えば、凹部が略球面状である凹凸形状であってもよい。
As shown in FIG. 3, for example, a pyramidal
なお、ここでいう凸部の高さとは、例えば図3の断面図において、凹部の底面を通る直線を基準線とし、該基準線に垂直な方向における、該基準線から凸部の頂面までの距離のことである。凸部の幅とは、前記基準線に平行な方向における、隣接する凸部の頂面間の距離のことである。 Note that the height of the convex portion here refers to, for example, a straight line passing through the bottom surface of the concave portion in the cross-sectional view of FIG. 3, and from the reference line to the top surface of the convex portion in a direction perpendicular to the reference line Is the distance. The width of the convex portion is a distance between the top surfaces of adjacent convex portions in a direction parallel to the reference line.
第1パッシベーション層8は、半導体基板1の第1主面10a側に形成される。第1パッシベーション層8は酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種以上を含む層からなる。例えば、第1パッシベーション層8は酸化アルミニウム層、酸化ハフニウム層または酸化ジルコニウム層とすることができる。このような構成によって、開放電圧が高く、出力特性に優れた太陽電池素子を得ることができる。これは、表面パッシベーション効果によって表面再結合を低減できたためと推察される。但し、酸化アルミニウム層、酸化ハフニウム層および酸化ジルコニウム層は、いずれも負の固定電荷を有することから、またn型の第2半導体層3では、第1パッシベーション層との界面において少数キャリア(正孔)が上昇する方向に界面付近のバンドが曲がる。このことから、表面再結合が増加する問題を有する。
The
そこで、例えば酸化アルミニウム層、酸化ハフニウム層または酸化ジルコニウム層からなる第1パッシベーション層8の上に、この層の負の固定電荷密度よりも正側に大きい反射防止層5を形成する。固定電荷密度が正側に大きい反射防止層5とは、正の固定電荷密度をもつ反射防止層5または負の固定電荷密度が第1パッシベーション層8よりも小さい反射防止層5である。このような反射防止層5を形成することによって、開放電圧が高く、出力特性に優れた太陽電池素子を得ることができる。理由は定かではないが、第1パッシベーション層8の上に固定電荷密度が正側に大きい反射防止層5を設けることによって、上記界面付近のバンドが曲がる影響を低減できるためと推察される。反射防止層5としては、正の固定電荷密度を有する反射防止層5を用いることがより好適である。第1パッシベーション層8の平均厚みは、例えば、30〜1000Å程度とすることができる。
Therefore, the
また、反射防止層5は、例えば窒化シリコン層または酸化シリコン層などから形成される。反射防止層5の厚みは、材料の種類によって適宜選択可能であり、適当な入射光に対して無反射条件を実現できる厚みを採用すればよい。例えば、反射防止層5の屈折率は1.8〜2.3程度、平均厚みは200〜1200Å程度とすることができる。
The
なお、酸化アルミニウム層の固定電荷密度は−1×1011〜−1×1013cm−2程度、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムの固定電荷密度は−1×1011〜−5×1012cm−2程、窒化シリコン層の固定電荷密度は+1×1012cm−2程度、酸化シリコン層の固定電荷密度は+6×1010cm−2程度である。また、パッシベーション層の固定電荷密度は例えば容量−電圧測定法(C−V測定法)によって算出することができる。例えば、半導体基板の表面に配置されたパッシベーション層の上にアルミニウム電極を配置して、半導体基板の裏面に配置されたアルミニウム電極を配置して、アルミニウム電極間にある一定の範囲で変化させて印加した各電圧における各容量の測定によって求めたC−V特性カーブ等から算出することができる。The fixed charge density of the aluminum oxide layer is about −1 × 10 11 to −1 × 10 13 cm −2 , and the fixed charge density of hafnium oxide and zirconium oxide is −1 × 10 11 to −5 × 10 12 cm −2. The fixed charge density of the silicon nitride layer is about + 1 × 10 12 cm −2 , and the fixed charge density of the silicon oxide layer is about + 6 × 10 10 cm −2 . The fixed charge density of the passivation layer can be calculated by, for example, a capacitance-voltage measurement method (CV measurement method). For example, an aluminum electrode is disposed on the passivation layer disposed on the surface of the semiconductor substrate, and an aluminum electrode disposed on the back surface of the semiconductor substrate is disposed and applied by changing within a certain range between the aluminum electrodes. It can be calculated from a CV characteristic curve obtained by measuring each capacity at each voltage.
第2パッシベーション層9は、半導体基板1の第2主面10b側に形成される。第2パッシベーション層9は酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種以上を含む層からなる。上記構成によれば、開放電圧が高く、出力特性に優れた太陽電池素子を得ることができる。これは、表面パッシベーション効果により表面再結合を低減できたためと推察される。また、酸化アルミニウム層、酸化ハフニウム層および酸化ジルコニウム層は、いずれも負の固定電荷密度を有することから、p型の半導体基板1の上に第2パッシベーション層9を設ける場合は、半導体基板1(第1半導体層2)と第2パッシベーション層9との界面において、少数キャリア(電子)が減少する方向に界面付近のバンドが曲がることから、さらに表面再結合を低減できる。第2パッシベーション層9の平均厚みは、例えば、30〜1000Å程度とすることができる。
The
また、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9は、例えば、主に非晶質の酸化アルミニウム層を用いることによって、酸化アルミニウム中に含まれる水素が多く、半導体基板中に水素が拡散しやすくなる。なお、上記の「主に非晶質の酸化アルミニウム層」とは、酸化アルミニウム層における結晶化率が50%未満であることをいう。
The
そして、酸化アルミニウム層の存在によってダングリングボンドが水素で終端されて、さらに表面再結合を低減できる。また、結晶質の酸化アルミニウム層は成長界面に対して垂直に成長する傾向がある。そのため、多結晶シリコン基板のような粒界および結晶方位の異なる結晶粒が存在する基板を用いる場合には、結晶質の酸化アルミニウム層の成長界面が基板表面における結晶粒の粒界および結晶方位の影響を受け易く、酸化アルミニウム層の成長界面がランダムな方向を有し易い傾向にある。 The dangling bonds are terminated with hydrogen due to the presence of the aluminum oxide layer, and surface recombination can be further reduced. Also, the crystalline aluminum oxide layer tends to grow perpendicular to the growth interface. Therefore, when using a substrate having a grain boundary and a crystal grain having a different crystal orientation such as a polycrystalline silicon substrate, the growth interface of the crystalline aluminum oxide layer has a grain boundary and crystal orientation of the substrate surface. It is easily affected and the growth interface of the aluminum oxide layer tends to have a random direction.
そこで、半導体基板1として多結晶シリコン基板を用いる場合においては、主に非晶質の酸化アルミニウム層を用いるとよい。多結晶シリコン基板の表面における結晶粒の粒界および結晶方位の影響を受けて、結晶質の酸化アルミニウム層がランダムな方向に成長して、成長を始めた結晶粒同士が干渉して、この干渉面で欠陥が生じることを低減できる。その結果、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9は優れたパッシベンション効果を有することができる。
Therefore, when a polycrystalline silicon substrate is used as the
また、第1パッシベーション層8の平均厚みを反射防止膜層5の平均厚みよりも薄く設けることによって、反射による光のロスを低減することができて、出力特性の低下を低減することができる。なお、上記の平均厚みは、例えばエリプソメータ(SENTECH社製SE-400adv)を使用して、5箇所を測定した結果を平均すればよい。
Moreover, by providing the average thickness of the
また、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9は、同一の酸化アルミニウム層等の負の固定電荷密度を有している層から構成されることによって、さらに優れたパッシベーション効果を有することができる。また、半導体基板1の全周囲に酸化アルミニウム層を設けることによって、リーク電流の発生をより低減することができて、作製も容易に行なえる。
Further, the
このように、半導体基板1の第1主面10aおよび第2主面10bだけではなく、半導体基板1の側面10cにおいても酸化アルミニウム層等の負の固定電荷密度を有している第3パッシベーション層11を設けるとよい。
Thus, not only the first main surface 10a and the second main surface 10b of the
また、反射防止層5は半導体基板1の側面に設けられてもよく、このとき反射防止層5は絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。半導体基板1の側面10cに設けられた第3パッシベーション層11にピンホール等の微小な開口部が存在した場合には、反射防止層5が開口部を埋めて第1半導体層2と接触することから、リーク電流の発生源となる可能性があるため、反射防止層5が絶縁材料であることによってリーク電流の発生を低減することができる。
Moreover, the
第3半導体層4は、半導体基板1の第2主面10b側に配置されており、第1半導体層2と同一の導電型、すなわちp型を呈している。そして、第3半導体層4が含有するドーパントの濃度は、第1半導体層2が含有するドーパントの濃度よりも高い。すなわち、第3半導体層4中には、第1半導体層2において一導電型を呈するためにドープされるドーパント元素の濃度よりも高い濃度でドーパント元素が存在する。このような第3半導体層4は、半導体基板1における第2主面10bの近傍でキャリアの再結合による変換効率の低下を低減させる役割を有しており、半導体基板1における第2主面10b側で内部電界を形成するものである。第3半導体層4は、例えば、半導体基板1の第2主面10b側にボロンまたはアルミニウムなどのドーパント元素を拡散させることによって形成できる。このとき、第3半導体層4が含有するドーパント元素の濃度は1×1018〜5×1021atoms/cm3程度とすることができる。第3半導体層4は後述する第2電極7と半導体基板1との接触部分に形成されるのが好適である。The
第1電極6は、半導体基板1の第1主面10a側に設けられた電極であり、図1に示すように、第1出力取出電極6aと、複数の線状の第1集電電極6bとを有する。第1出力取出電極6aの少なくとも一部は、第1集電電極6bと交差して電気的に接続されている。一方、第1集電電極6bは線状であり、短手方向において、例えば50〜200μm程度の幅を有している。第1出力取出電極6aは、短手方向において、例えば1.3〜2.5mm程度の幅を有している。そして、第1集電電極6bの短手方向の幅は、第1出力取出電極6aの短手方向の幅よりも小さい。また、第1集電電極6bは、互いに1.5〜3mm程度の間隔を空けて複数設けられている。この第1電極6の厚みは10〜40μm程度である。このような第1電極6は、例えば、銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。
The
第2電極7は、半導体基板1の第2主面10b側に設けられた電極であり、例えば、第1電極と同様の形態、つまり、図2に示すように、第2出力取出電極7aと、複数の線状の第2集電電極7bとを有する。第2出力取出電極7aの少なくとも一部は、第2集電電極7bと交差して電気的に接続されている。一方、第2集電電極7bは線状であり、短手方向において、例えば50〜300μm程度の幅を有している。第2出力取出電極7aは、短手方向において、例えば1.3〜3mm程度の幅を有している。そして、第2集電電極7bの短手方向の幅は、第2出力取出電極7aの短手方向の幅よりも小さい。また、第2集電電極7bは、互いに1.5〜3mm程度の間隔を空けて複数設けられている。この第2電極7の厚みは10〜40μm程度である。
The
このような第2電極7は、例えば、銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。なお、第2電極7は第1電極6に比べて短手方向の幅を広くすることによって、第2電極7の直列抵抗を下げて、太陽電池素子10の出力特性を向上することができる。また、第2集電電極7bの材料に主にアルミニウムを使用して、第2出力取出電極7aの材料に主に銀を使用してもよい。
Such a
<太陽電池素子の製造方法>
本実施形態の太陽電池素子10の製造方法は、第1主面10aにn型半導体領域を有しており、第1主面10aとは反対側に位置する第2主面10bにp型半導体領域を有している半導体基板1を準備する半導体基板準備工程と、n型半導体領域の上に、原子層蒸着法によって負の固定電荷密度を有する第1パッシベーション層8を形成するパッシベーション層形成工程と、第1パッシベーション層8の上に、プラズマCVD法またはスパッタリング法によって第1パッシベーション層8よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層を形成する反射防止層形成工程とを含む。<Method for producing solar cell element>
The manufacturing method of the
次に、太陽電池素子10の製造方法の上記各工程について、詳細に説明する。
Next, each said process of the manufacturing method of the
まず、p型半導体領域である第1半導体層2を有する半導体基板1の半導体基板準備工程について説明する。半導体基板1は、例えば、既存の鋳造法などによって形成される。なお、以下では、半導体基板1として、p型を呈する多結晶シリコン基板を用いた例について説明する。
First, the semiconductor substrate preparation process of the
最初に、例えば、鋳造法によって多結晶シリコンのインゴットを作製する。次いで、そのインゴットを、例えば、250μm以下の厚みにスライスする。その後、半導体基板1の切断面の機械的ダメージ層および汚染層を清浄するために、半導体基板1の表面をNaOH、KOH、フッ酸またはフッ硝酸などの水溶液でごく微量エッチングしてもよい。
First, a polycrystalline silicon ingot is produced by, for example, a casting method. Next, the ingot is sliced to a thickness of 250 μm or less, for example. Thereafter, in order to clean the mechanical damage layer and the contaminated layer on the cut surface of the
次に、半導体基板1の第1主面10aに凹凸形状1aを形成する。凹凸形状の形成方法としては、NaOH等のアルカリ溶液またはフッ硝酸等の酸溶液を使用したウエットエッチング方法またはRIE(Reactive Ion Etching)等を使用したドライエッチング方法を用いることができる。
Next, the
次に、上記工程によって形成された凹凸形状1aを有する半導体基板1の第1主面10aに対して、n型半導体領域である第2半導体層3を形成する工程を行なう。具体的には、凹凸形状1aを有する半導体基板1における第1主面10a側の表層内にn型の第2半導体層3を形成する。
Next, the process of forming the
このような第2半導体層3は、ペースト状態にした五酸化リン(P2O5)を半導体基板1の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、または、ガス状態にしたオキシ塩化リン(POCl3)を拡散源とした気相熱拡散法などによって形成される。この第2半導体層3は、0.2〜2μm程度の深さ、40〜200Ω/□程度のシート抵抗値を有するように形成される。例えば、気相熱拡散法では、POCl3等からなる拡散ガスを有する雰囲気中で600℃〜800℃程度の温度において、半導体基板1を5〜30分程度熱処理して燐ガラスを半導体基板1の表面に形成する。その後、アルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気中で800〜900℃程度の高い温度において、半導体基板1を10〜40分間程度熱処理することによって、燐ガラスから半導体基板1にリンが拡散して、半導体基板1の第1主面側に第2半導体層3が形成される。Such a
次に、上記第2半導体層3の形成工程において、第2主面10b側にも第2半導体層3が形成された場合には、第2主面10b側に形成された第2半導体層3のみをエッチングして除去する。これにより、第2主面10b側にp型の導電型領域を露出させる。例えば、フッ硝酸溶液に半導体基板1における第2主面10b側のみを浸して、第2主面10b側に形成された第2半導体層3を除去する。その後に、第2半導体層3を形成する際に半導体基板1の表面(第1主面10a側)に付着した燐ガラスをエッチングして除去する。
Next, in the step of forming the
このように、第1主面10a側に燐ガラスを残存させて、第2主面10b側に形成された第2半導体層3を除去することによって、燐ガラスによって第1主面10a側の第2半導体層3が除去されたり、ダメージを受けたりするのを低減することができる。また、半導体基板1の側面に形成された第2半導体層3も合わせて除去してもよい。
In this way, the phosphorous glass remains on the first major surface 10a side, and the
また、上記第2半導体層3の形成工程において、予め第2主面10b側に拡散マスクを形成しておき、気相熱拡散法等によって第2半導体層3を形成して、続いて拡散マスクを除去してもよい。このようなプロセスによっても、同様の構造を形成することが可能であり、この場合には、上記した第2主面10b側に第2半導体層3は形成されないため、第2主面10b側の第2半導体層3を除去する工程が不要である。
Further, in the step of forming the
なお、第2半導体層3の形成方法は上記方法に限定されるものではなく、例えば薄膜技術を用いて、n型の水素化アモルファスシリコン膜または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、第1半導体層2と第2半導体層3との間にi型シリコン領域を形成してもよい。
The method for forming the
以上により、第1主面10a側にn型半導体領域である第2半導体層3が配置されて、且つ、p型半導体領域である第1半導体層2を含む多結晶シリコン基板の半導体基板1を準備することができる。
As described above, the
次に、半導体基板1の第1主面10a側および第2主面10b側にパッシベーション層を形成するパッシベーション層形成工程について説明する。第2半導体層3の上に第1パッシベーション層8を形成して、第1半導体層2の上に第2パッシベーション層9を形成する。第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9は、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition:原子層蒸着)法を用いることによって、半導体基板1の全周囲に同時に形成することができる。つまり、半導体基板1の側面10cにも例えば酸化アルミニウム層からなる第3パッシベーション層11が形成される。
Next, a passivation layer forming process for forming a passivation layer on the first main surface 10a side and the second main surface 10b side of the
より具体的には、成膜室内に上述の半導体基板1を載置して、基板温度を100〜300℃に加熱する。次に、トリメチルアルミニウム等のアルミニウム原料を、アルゴンガス、窒素ガス等のキャリアガスとともに0.5秒間、半導体基板1上に供給して、半導体基板1の全周囲にアルミニウム原料を吸着させる(工程1)。次に、窒素ガスによって成膜室内を1秒間パージすることによって、空間中のアルミニウム原料を除去するとともに、半導体基板1に吸着したアルミニウム原料のうち、原子層レベルで吸着した成分以外を除去する(工程2)。次に、水またはオゾンガス等の酸化剤を、成膜室内に4秒間供給して、アルミニウム原料であるトリメチルアルミニウムのアルキル基であるCH3を除去するとともに、アルミニウムの未結合手を酸化させ、半導体基板1に酸化アルミニウムの原子層を形成する(工程3)。次に、窒素ガスによって成膜室内を1.5秒間パージすることによって、空間中の酸化剤を除去するとともに、原子層レベルの酸化アルミニウム以外、例えば、反応に寄与しなかった酸化剤等を除去する(工程4)。そして、上記工程1から工程4を繰り返すことによって、所定厚みを有する、酸化アルミニウム層を形成することができる。また、工程3で用いる酸化剤に水素を含有させることによって、酸化アルミニウム層に水素が含有されやすくなり、水素パッシベーション効果を増大させることができる。More specifically, the above-described
次に、半導体基板1における第1主面10a側に、すなわち、第1パッシベーション層8の上に反射防止層5を形成する反射防止層形成工程ついて説明する。反射防止層5は、例えば、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成される。例えば、窒化シリコン膜からなる反射防止層5をPECVD法で形成する場合であれば、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)との混合ガスを窒素(N2)で希釈して、グロー放電分解でプラズマ化させて堆積させることで反射防止層5が形成される。このときの成膜室内は500℃程度とすることができる。Next, an antireflection layer forming step for forming the
また、上述したように第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9の形成においてALD法を使用することによって、半導体基板1表面の微小な凹凸に応じて酸化アルミニウム層が形成されることから、表面パッシベーション効果を高めることができる。そして、反射防止層5をALD法以外のPECVD法またはスパッタリング法を用いることによって、必要とする膜厚を速く形成することができて、生産性を向上させることができる。
In addition, as described above, by using the ALD method in the formation of the
次に、第1電極6(第1出力取出電極6a、第1集電電極6b)と第2電極7(第2出力取出電極7a、第2集電電極7b)とを以下のようにして形成する。
Next, the first electrode 6 (first
最初に、第1電極6について説明する。第1電極6は、例えば銀等からなる金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを、半導体基板1の第1主面10aに塗布して、その後、最高温度600〜800℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって第1電極6を形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができて、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥してもよい。なお、第1電極6は、第1出力取出電極6aと第1集電電極6bとを有するが、スクリーン印刷を用いることで、第1取出電極6aと第1集電電極6bとは、1つの工程で形成することができる。
First, the
次に、第3半導体層4および第2電極7の形成工程について説明する。ガラスフリットを含有したアルミニウムペーストを第2パッシベーション層9の上に直接、所定領域に塗布し、最高温度が600〜800℃の高温の熱処理を行なうファイヤースルー法によって、塗布されたペースト成分が第2パッシベーション層9を突き破り、半導体基板1の第2主面10b側に第3半導体層4が形成されて、その上にアルミニウム層が形成される。なお、このアルミニウム層は第2電極7として使用することができて、その形成領域としては、例えば、図4に示すように、第2主面10bのうち第2集電電極7bと第2出力取出電極7aとの一部が形成される領域内とすればよい。そして、第2出力取出電極7aは、例えば銀等からなる金属粉末と、有機ビヒクルと、ガラスフリットとを含有する導電性ペーストを用いて作製される。この導電性ペーストを、第2パッシベーション層9に塗布して、その後、最高温度600〜800℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって、第2出力取出電極7aを形成する。塗布法としては、スクリーン印刷法などを用いることができて、塗布後、所定の温度で溶剤を蒸散させて乾燥してもよい。銀からなる第2出力取出電極7aはアルミニウム層と接触することによって、第2集電電極7bと接続される。なお、先に銀からなる第2出力取出電極7aを形成して、その後、アルミニウムからなる第2集電電極7bを形成してもよい。また、第2出力取出電極7aは半導体基板1と直接接触する必要はなく、第2出力取出電極7aと半導体基板1との間に第2パッシベーション層9が存在しても構わない。なお、第3半導体層4の上に形成されたアルミニウム層は除去してもよく、同一の導電性ペーストを用いて第2取出電極7aと第2集電電極7bとを形成してもよい。また、第1電極6および第2電極7は、各々の導電性ペーストを塗布した後、同時に焼成して形成しても構わない。
Next, a process for forming the
なお、上記では印刷・焼成法によって第1電極6および第2電極7を形成する形態を例示したが、これらの電極は蒸着やスパッタリング等の薄膜形成やメッキ形成を用いて形成することも可能である。
In addition, although the form which forms the
なお、上述の第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9を形成する工程の後の各工程において、各工程における最高温度の熱処理を800℃以下とすることによって、水素パッシベーション効果を増大させることができる。例えば、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9を形成する工程の後に行なう各工程において、300〜500℃の熱処理による熱履歴を5〜30分とすればよい。
In each step after the step of forming the
以上のようにして、太陽電池素子10を作製することができる。
The
なお、本発明は上記形態に限定されるものではなく、多くの修正および変更を加えることができる。例えば、第2パッシベーション層9を形成する前に第3半導体層4を形成してもよく、この場合、第2パッシベーション層9の形成工程の前に、第2主面10bにおける所定領域にボロンまたはアルミニウムを拡散すればよい。ボロンは三臭化ボロン(BBr3)を拡散源とした熱拡散法を用いて温度800〜1100℃程度で加熱することによって拡散される。In addition, this invention is not limited to the said form, Many corrections and changes can be added. For example, the
また、例えば、第3半導体層4として、薄膜技術を用いて、p型の水素化アモルファスシリコン膜、または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜などを形成してもよい。さらに、半導体基板1と第3半導体層4との間にi型シリコン領域を形成してもよい。
For example, as the
また、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9を形成する前に、半導体基板1を洗浄してもよい。洗浄工程としては、例えば、フッ酸処理、RCA洗浄(米国RCA社が開発した洗浄法であり、高温・高濃度の硫酸・過酸化水素水、希フッ酸(室温)、アンモニア水・過酸化水素水、または、塩酸・過酸化水素水などによる洗浄方法)および該洗浄後のフッ酸処理、またはSPM(Sulfuric Acid/Hydrogen Peroxide/Water Mixture)洗浄および該洗浄後のフッ酸処理等による洗浄方法を用いることができる。
Further, the
また、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9を形成する工程の後の任意の工程において、水素を含んだガスを用いてアニール処理を行なうことで、さらに、半導体基板1における再結合速度を低下させることが可能である。
Further, in an optional step after the step of forming the
<太陽電池モジュール>
本実施形態に係る太陽電池モジュール20について、図5(a)および図5(b)を用いて詳細に説明する。太陽電池モジュール20は、上述した本実施形態の太陽電池素子10を1つ以上備えている。具体的には、太陽電池モジュール20においては、上記太陽電池素子10が複数電気的に接続されている。<Solar cell module>
The
単独の太陽電池素子10の電気出力が小さい場合など、複数の太陽電池素子10を直列および並列に接続することで太陽電池モジュール20が構成される。この太陽電池モジュール20を複数個組み合わせることによって、実用的な電気出力の取り出しが可能となる。
The
図5(a)に示すように、太陽電池モジュール20は、例えば、ガラスなどの透明部材22と、透明のEVAまたはエチレン−α−オレフィン共重合体などからなる表側充填材24と、複数の太陽電池素子10と、これら複数の太陽電池素子10を接続する配線部材21と、EVAまたはエチレン−α−オレフィン共重合体などからなる裏側充填材25と、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等の材料からなり、単層または積層構造の裏面保護材23とを主として備えている。
As shown in FIG. 5A, the
隣接する太陽電池素子10同士は、一方の太陽電池素子10の第1電極6と他方の太陽電池素子10の第2電極7とが配線部材21によって接続されることで、互いに電気的に直列に接続されている。
Adjacent
配線部材21としては、例えば、厚さ0.1〜0.2mm程度、幅2mm程度の銅箔の全面を半田材料によって被覆された部材が用いられる。
As the
また、直列接続された複数の太陽電池素子10のうち、最初の太陽電池素子10と最後の太陽電池素子10の電極の一端は、各々、出力取出部である端子ボックス27に、出力取出配線26によって接続される。また、図5(a)では図示を省略しているが、図5(b)に示すように、太陽電池モジュール20は、アルミニウムなどからなる枠28を備えていてもよい。
In addition, among the plurality of
また、太陽電池モジュール20において、白色系の裏側充填材25を用いることによって、高機能の裏面反射構造を実現することが可能である。
Moreover, in the
また、表側充填材24がEVAからなる場合、EVAがその成分として酢酸ビニルを含むため、EVAは高温時における湿気または水等の透過によって、経時的に加水分解して酢酸を生じ易い傾向にあるが、第1パッシベーション層8の上に反射防止層5を設けることによって、酸によるダメージを低減することができる。そのため、太陽電池モジュールの長期信頼性を確保することができる。さらに、表側充填材24または裏側充填材25がEVAからなる場合には、表側充填材24または裏側充填材25に水酸化マグネシウムまたは水酸化カルシウム等からなる受酸剤を添加してもよい。受酸剤を設けることによって酢酸の発生を低減して、太陽電池モジュールの耐久性を向上させることができて、第1パッシベーション層8および第2パッシベーション層9への酸によるダメージをより低減することができる。そのため、太陽電池モジュールの長期信頼性を確保することができる。
Further, when the
本実施形態に係る太陽電池モジュール20は、上述したパッシベーション層を有する太陽電池素子10を備えるため、太陽電池モジュール20は出力特性に優れる。
Since the
以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。 As mentioned above, although some embodiment which concerns on this invention was illustrated, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It cannot be overemphasized that it can be made arbitrary, unless it deviates from the summary of this invention. .
例えば、太陽電池素子10は第1出力取出電極6aを第2主面10b側に設けたメタル・ラップ・スルー構造のバックコンタクト太陽電池素子であっても構わない。メタル・ラップ・スルー構造のバックコンタクト太陽電池素子30としては、図6に示すように、第1半導体層2と、該第1半導体層2の第1主面10a側に設けられた第2半導体層3と、を備えた半導体基板1に複数の貫通孔31が設けられている。また、貫通孔31内には第1主面10a側に設けられた第1集電電極6bと第2主面10b側に設けられた第1出力取出電極6aとを電気的に接続する第1接続電極6cが形成される。
For example, the
また、第1接続電極4cが貫通孔31の上に直接形成されても構わないが、貫通孔31の内壁において酸化アルミニウムからなる第4パッシベーション層32が形成されてもよい。貫通孔31の内壁にも第4パッシベーション層32を設けることによってパッシベーション効果をさらに高めることができる。
The first connection electrode 4 c may be formed directly on the through
また、図6(a)に示すように、貫通孔31内面が一導電型の第1半導体層2からなる場合には、第4パッシベーション層32は絶縁層として機能するため、リークの発生を低減することができる。
Further, as shown in FIG. 6A, when the inner surface of the through
また、第4パッシベーション層32の上に反射防止層5が形成されていても構わない。また、図6(b)に示すように、貫通孔31内面が逆導電型の第2半導体層3からなる場合には、第4パッシベーション層32の上に酸化アルミニウム層等の負の固定電荷密度を有する層よりも正側に大きい反射防止層5を設けることが適している。
Further, the
また、第1パッシベーション層8、第2パッシベーション層9および第4パッシベーション層32は、いずれも同じ酸化アルミニウム層等の負の固定電荷密度を有する層から形成することによって、さらにパッシベーション効果を高めることができる。また、半導体基板1の全周囲に酸化アルミニウム層等の負の固定電荷密度を有する層を設けることがより好適である。つまり、半導体基板1の第1主面10a、第2主面10b、貫通孔31だけではなく、半導体基板1の側面においても酸化アルミニウム層等の負の固定電荷密度を有する第3パッシベーション層11を設けるとよい。
Further, the
以下に、上記実施形態のより具体的な実施例について説明する。まず、半導体基板1として、1辺が156mmで厚さが約200μmの多結晶シリコン基板を多数用意した。これらの多結晶シリコン基板は、予めp型の導電型を呈するようにボロンをドープしたものを用いた。
Hereinafter, more specific examples of the above embodiment will be described. First, a large number of polycrystalline silicon substrates having a side of 156 mm and a thickness of about 200 μm were prepared as the
用意したそれぞれの多結晶シリコン基板の第1主面10a側に、RIE法を用いて、図3に示すような凹凸構造1aを形成した。
A concavo-
次に、リン原子を拡散させて、シート抵抗が90Ω/□程度となるn型の第2半導体層3を基板1の表面に形成した。なお、側面および第2主面10b側に形成された第2半導体層3はフッ硝酸溶液で除去し、その後、第2半導体層3上に残った燐ガラスをフッ酸溶液で除去した。
Next, phosphorus atoms were diffused to form an n-type
次に、半導体基板1の全周囲にはALD法によって酸化アルミニウム層からなる第1パッシベーション層8、第2パッシベーション層9および第3パッシベーション層11を形成して、第1パッシベーション層8の上にはプラズマCVD法によって窒化シリコン層からなる反射防止層5を形成した。
Next, a
そして、第1主面10a側には銀ペーストを図1に示すような線状パターンに塗布し、第2主面10b側には、アルミニウムペーストを図4に示すような第2集電電極7bのパターンと第2出力取出電極7aの一部とに塗布し、さらに銀ペーストを図2に示すような第2出力取出電極7aのパターンに塗布した。その後、これらのペーストのパターンを焼成することによって、図1および図2に示すように、第3半導体層4、第1電極6および第2電極7を形成した。なお、第1電極6および第2集電電極7bはファイヤースルー法によって、それぞれ半導体基板1とコンタクトをとった。
Then, a silver paste is applied to the linear pattern as shown in FIG. 1 on the first main surface 10a side, and an aluminum paste is applied to the second main electrode 10b side as shown in FIG. 4 on the second main surface 10b side. 2 and a part of the second
このようにして太陽電池素子10を作製した。ここで、実施例として、実施例1においては、第1パッシベーション層8、第2パッシベーション層9および第3パッシベーション層11の平均厚みが35nm、反射防止層5の平均厚みが45nmであり、実施例2においては、第1パッシベーション層8、第2パッシベーション層9および第3パッシベーション層11の平均厚みが45nm、反射防止層5の平均厚みが35nmであった。また、比較例として、実施例の第1パッシベーション層8および反射防止膜5に代えて、第1主面10a側に平均厚み80nmの窒化シリコン層のみを形成した太陽電池素子(比較例1)、第1主面10a側に平均厚み80nmの酸化アルミニウム層のみを形成した太陽電池素子(比較例2)および第1主面10a側に平均厚み45nmの窒化シリコン層を形成し、その窒化シリコン層の上に平均厚み35nmの酸化アルミニウム層を形成した太陽電池素子(比較例3)を作製した。なお、上記の平均厚みは、エリプソメータ(SENTECH社製SE-400adv)を使用して、5箇所を測定した結果を平均して求めた。
Thus, the
実施例および比較例のそれぞれについて、太陽電池素子出力特性(短絡電流Isc、開放電圧Voc、曲線因子FF(Fill Factor)および光電変換効率)を測定して評価した。これら特性の測定結果を表1に示す。なお、これらの特性の測定はJIS C 8913に基づいて、AM(Air Mass)1.5および100mW/cm2の照射の条件下にて測定した。For each of the examples and comparative examples, the solar cell element output characteristics (short-circuit current Isc, open-circuit voltage Voc, fill factor (FF) and photoelectric conversion efficiency) were measured and evaluated. Table 1 shows the measurement results of these characteristics. In addition, the measurement of these characteristics was measured on the conditions of irradiation of AM (Air Mass) 1.5 and 100 mW / cm < 2 > based on JISC8913.
実施例1、2は比較例1〜3に比べて光電変換効率が高いことを確認した。さらに、実施例1は実施例2に比べて短絡電流Iscが高く、光電変換効率が高いことを確認した。 Examples 1 and 2 were confirmed to have higher photoelectric conversion efficiency than Comparative Examples 1 to 3. Furthermore, it was confirmed that Example 1 had a higher short circuit current Isc and higher photoelectric conversion efficiency than Example 2.
1 :半導体基板(多結晶シリコン基板)
2 :第1半導体層(p型半導体領域)
3 :第2半導体層(n型半導体領域)
4 :第3半導体層
5 :反射防止層
6 :第1電極
6a :第1出力取出電極
6b :第1集電電極
7 :第2電極
7a :第2出力取出電極
7b :第2集電電極
8 :第1パッシベーション層
9 :第2パッシベーション層
10 :太陽電池素子
10a:第1主面
10b:第2主面
10c:側面
11 :第3パッシベーション層
30 :太陽電池素子
31 :貫通孔
32 :第4パッシベーション層1: Semiconductor substrate (polycrystalline silicon substrate)
2: First semiconductor layer (p-type semiconductor region)
3: Second semiconductor layer (n-type semiconductor region)
4: 3rd semiconductor layer 5: Antireflection layer 6:
上記課題を解決するため。本発明の一形態に係る太陽電池素子は、第1主面にn型半導体領域を有しており、前記第1主面とは反対側に位置する第2主面にp型半導体領域を有している半導体基板と、前記n型半導体領域の上に配置されており、負の固定電荷密度を有している第1パッシベーション層と、前記半導体基板の前記第2主面側における前記p型半導体領域の上に配置されており、負の固定電荷密度を有している第2パッシベーション層と、前記半導体基板の前記第2主面側を除き、少なくとも前記第1パッシベーション層の上に配置されており、前記第1パッシベーション層よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層とを備えている。
To solve the above problems. A solar cell element according to an aspect of the present invention has an n-type semiconductor region on a first main surface, and a p-type semiconductor region on a second main surface located on the opposite side to the first main surface. A semiconductor substrate, a first passivation layer disposed on the n-type semiconductor region and having a negative fixed charge density, and the p-type on the second main surface side of the semiconductor substrate Except for the second passivation layer having a negative fixed charge density and the second main surface side of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is arranged on at least the first passivation layer. and which, the fixed charge density than the first passivation layer and a high anti-reflection layer on the positive side.
また、本発明の一形態に係る太陽電池素子は、第1主面にn型半導体領域を有しており、前記第1主面とは反対側に位置する第2主面にp型半導体領域を有しているシリコンからなる半導体基板と、前記n型半導体領域の上に配置されており、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種以上からなる第1パッシベーション層と、前記半導体基板の前記第2主面側における前記p型半導体領域の上に配置されており、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種
以上からなる第2パッシベーション層と、前記半導体基板の前記第2主面側を除き、少なくとも前記第1パッシベーション層の上に配置されており、酸化シリコンまたは窒化シリコンからなる反射防止層とを備えている。
In addition, a solar cell element according to one embodiment of the present invention has an n-type semiconductor region on a first main surface, and a p-type semiconductor region on a second main surface located on the opposite side to the first main surface. A semiconductor substrate made of silicon and having a first passivation layer disposed on the n-type semiconductor region and made of at least one selected from aluminum oxide, hafnium oxide and zirconium oxide; and the semiconductor One kind selected from aluminum oxide, hafnium oxide and zirconium oxide, disposed on the p-type semiconductor region on the second main surface side of the substrate
A second passivation layer comprising the above, and an antireflection layer made of silicon oxide or silicon nitride, disposed on at least the first passivation layer except for the second main surface side of the semiconductor substrate. Yes.
また、本発明の一形態に係る太陽電池素子の製造方法は、第1主面にn型半導体領域を有しており、前記第1主面とは反対側に位置する第2主面にp型半導体領域を有している半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、前記n型半導体領域の上に、原子層蒸着法によって負の固定電荷密度を有する第1パッシベーション層を形成し、前記半導体基板の前記第2主面側における前記p型半導体領域の上に、原子層蒸着法によって負の固定電荷密度を有する第2パッシベーション層を形成するパッシベーション層形成工程と、前記半導体基板の前記第2主面側を除き、少なくとも前記第1パッシベーション層の上に、プラズマCVD法によって前記第1パッシベーション層よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層を形成する反射防止層形成工程とを含む。 In the method for manufacturing a solar cell element according to one aspect of the present invention, the first main surface has an n-type semiconductor region, and the second main surface located on the side opposite to the first main surface is p. A semiconductor substrate preparation step of preparing a semiconductor substrate having a type semiconductor region, and a first passivation layer having a negative fixed charge density is formed on the n type semiconductor region by atomic layer deposition , and the semiconductor A passivation layer forming step of forming a second passivation layer having a negative fixed charge density by atomic layer deposition on the p-type semiconductor region on the second main surface side of the substrate; and the second of the semiconductor substrate. except main surface, on at least the first passivation layer, an antireflection layer to form an antireflection layer fixed charge density is greater in the positive side of the first passivation layer by plasma CVD method And a growth process.
Claims (15)
前記n型半導体領域の上に配置されており、負の固定電荷密度を有している第1パッシベーション層と、
該第1パッシベーション層の上に配置されている、該第1パッシベーション層よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層とを備えている太陽電池素子。A semiconductor substrate having an n-type semiconductor region on the first main surface and having a p-type semiconductor region on a second main surface located on the opposite side of the first main surface;
A first passivation layer disposed on the n-type semiconductor region and having a negative fixed charge density;
A solar cell element comprising: an antireflection layer disposed on the first passivation layer and having a higher fixed charge density on the positive side than the first passivation layer.
前記n型半導体領域の上に配置されており、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから選択される1種以上からなる第1パッシベーション層と、
該第1パッシベーション層の上に配置されている、酸化シリコンまたは窒化シリコンからなる反射防止層とを備えている太陽電池素子。A semiconductor substrate made of silicon having an n-type semiconductor region on the first main surface and having a p-type semiconductor region on a second main surface located on the opposite side of the first main surface;
A first passivation layer that is disposed on the n-type semiconductor region and comprises at least one selected from aluminum oxide, hafnium oxide, and zirconium oxide;
The solar cell element provided with the antireflection layer which consists of a silicon oxide or silicon nitride arrange | positioned on this 1st passivation layer.
前記n型半導体領域の上に、原子層蒸着法によって負の固定電荷密度を有するパッシベーション層を形成するパッシベーション層形成工程と、
前記パッシベーション層の上に、プラズマCVD法によって前記パッシベーション層よりも固定電荷密度が正側に大きい反射防止層を形成する反射防止層形成工程とを含む太陽電池素子の製造方法。A semiconductor substrate preparation step of preparing a semiconductor substrate having an n-type semiconductor region on the first main surface and having a p-type semiconductor region on a second main surface located on the opposite side of the first main surface When,
A passivation layer forming step of forming a passivation layer having a negative fixed charge density on the n-type semiconductor region by an atomic layer deposition method;
A method of manufacturing a solar cell element, comprising: forming an antireflection layer having a fixed charge density larger on the positive side than the passivation layer on the passivation layer by a plasma CVD method.
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