JPWO2016132902A1 - 光電変換素子および光電変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<ヘテロ接合型バックコンタクトセルの構造>
図1に、実施形態1のヘテロ接合型バックコンタクトセル10の裏面の模式的な拡大平面図を示す。図1に示すように、実施形態1のヘテロ接合型バックコンタクトセル10は、n型半導体基板1の裏面側にp電極7とn電極8とを有している。p電極7はp型非晶質半導体膜3上に位置しており、n電極8はn型非晶質半導体膜5上に位置している。
以下、図4〜図10の模式的断面図を参照して、実施形態1のヘテロ接合型バックコンタクトセル10の製造方法の一例について説明する。まず、図4に示すように、第2の面1bには予めたとえばテクスチャ構造等の凹凸構造が設けられたn型半導体基板1の第1の面1aの全面に接するようにi型非晶質半導体膜2を形成し、その後、i型非晶質半導体膜2の全面に接するようにp型非晶質半導体膜3を形成する。これにより、i型非晶質半導体膜2とp型非晶質半導体膜3との積層体である第1の積層体51が形成される。i型非晶質半導体膜2およびp型非晶質半導体膜3の形成方法は特に限定されないが、たとえばプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いることができる。
図11に、実施形態1の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルの模式的な平面図を示す。実施形態1の配線シート付きヘテロ接合型バックコンタクトセルは、たとえば図11に示すように、実施形態1のヘテロ接合型バックコンタクトセル10の複数が配線シート20上に設置されて電気的に直列に接続されることにより構成される。
本実施形態においては、p電極7がn電極8と間隔を空けてn電極8の周囲を取り囲むように配置されているため、p電極7とn電極8との間の電気的な分離をn型半導体基板1の裏面の周縁ではなくn型半導体基板1の裏面の内側で行うことができる。これにより、n型半導体基板1の裏面の周縁に位置する電極を高精度でパターニングする必要がなくなるため、n型半導体基板1の裏面の周縁に位置する電極のパターニング不良による短絡の発生を抑制することができる。
図15に、実施形態2のヘテロ接合型バックコンタクトセル10の裏面の模式的な拡大平面図を示す。図15に示すように、実施形態2のヘテロ接合型バックコンタクトセル10は、n型半導体基板1の代わりに、p型単結晶シリコン基板等のp型半導体基板11を用いていることを特徴としている。
図16に、実施形態3のヘテロ接合型バックコンタクトセル10の裏面の模式的な拡大平面図を示す。図16に示すように、実施形態3のヘテロ接合型バックコンタクトセル10は、n電極8が矩形のアイランド状のp電極の周囲7を取り囲んでいるとともに、n電極8の一部がn型半導体基板1の裏面の外周から内側に1mmの領域内に含まれていることを特徴としている。
実施形態4のヘテロ接合型バックコンタクトセル10は、エッチングペースト31を用いた第1の積層体51の部分的な除去およびエッチングマスク32を用いた第2の積層体52の部分的な除去に代えて、レーザ光の照射によって第1の積層体51の部分的な除去および第2の積層体52の部分的な除去をそれぞれ行うことを特徴としている。
図21に、実施形態5のヘテロ接合型バックコンタクトセルの裏面の模式的な拡大平面図を示す。図22に、図21のXII−XIIに沿った模式的な拡大断面図を示し、図23に、図21のXIII−XIIIに沿った模式的な拡大断面図を示す。実施形態5のヘテロ接合型バックコンタクトセルは、p電極7の一部がn型半導体基板1の裏面の外周から内側に1mmの領域71内に含まれていることに限定されない点で実施形態1のヘテロ接合型バックコンタクトセルと相違している。すなわち、実施形態5のヘテロ接合型バックコンタクトセルにおいては、たとえば図21に示すように、p電極7のすべてがn型半導体基板1の裏面の外周から内側に1mmの領域71内に含まれていなくてもよい。
(1)ここで開示された実施形態は、第1導電型または第2導電型の半導体基板と、半導体基板の第1の面側の第1導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の第1の面側の第2導電型非晶質半導体膜と、第1導電型非晶質半導体膜上の第1電極と、第2導電型非晶質半導体膜上の第2電極とを備え、第1電極は第2電極と間隔を空けて第2電極を取り囲んでいる光電変換素子である。この場合には、半導体基板の裏面上に非晶質半導体膜を形成することによってpn接合を形成するタイプの光電変換素子において、半導体基板の周縁に位置する電極のパターニング不良による短絡の発生を抑制することができる。ここで開示された実施形態は、第1導電型または第2導電型の半導体基板と、半導体基板の第1の面側の第1導電型非晶質半導体膜と、半導体基板の第1の面側の第2導電型非晶質半導体膜と、第1導電型非晶質半導体膜上の第1電極と、第2導電型非晶質半導体膜上の第2電極とを備え、第1電極は第2電極と間隔を空けて第2電極を取り囲んでいるとともに第1電極の一部が半導体基板の外周から内側に1mmの領域内に含まれている光電変換素子である。この場合には、半導体基板の裏面上に非晶質半導体膜を形成することによってpn接合を形成するタイプの光電変換素子において、半導体基板の周縁に位置する電極のパターニング不良による短絡の発生を抑制することができる。
Claims (7)
- 第1導電型または第2導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の第1の面側の第1導電型非晶質半導体膜と、
前記半導体基板の前記第1の面側の第2導電型非晶質半導体膜と、
前記第1導電型非晶質半導体膜上の第1電極と、
前記第2導電型非晶質半導体膜上の第2電極と、を備え、
前記第1電極は、前記第2電極と間隔を空けて、前記第2電極を取り囲んでいる、光電変換素子。 - 前記第2電極は、アイランド状である、請求項1に記載の光電変換素子。
- 前記第1電極の一部が前記半導体基板の外周から内側に1mmの領域内に含まれている、請求項1または請求項2に記載の光電変換素子。
- 光電変換素子と、
前記光電変換素子と電気的に接続されている配線シートと、を備え、
前記光電変換素子は、第1導電型または第2導電型の半導体基板と、前記半導体基板の第1の面側の第1導電型非晶質半導体膜と、前記半導体基板の前記第1の面側の第2導電型非晶質半導体膜と、前記第1導電型非晶質半導体膜上の第1電極と、前記第2導電型非晶質半導体膜上の第2電極とを備え、前記第1電極は前記第2電極と間隔を空けて前記第2電極を取り囲んでおり、
前記配線シートは、絶縁性基材と、前記絶縁性基材上の第1配線と、前記絶縁性基材上の第2配線とを備えており、
前記第1電極は、前記第1配線に電気的に接続され、
前記第2電極は、前記第2配線に電気的に接続されている、光電変換装置。 - 前記第2電極は、アイランド状である、請求項4に記載の光電変換装置。
- 前記第2配線は帯状であって、前記第1電極と前記第2配線との間の絶縁層をさらに含む、請求項4または請求項5に記載の光電変換装置。
- 前記第1電極の一部が前記半導体基板の外周から内側に1mmの領域内に含まれている、請求項4〜請求項6のいずれか1項に記載の光電変換装置。
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