TW201826553A - 高光電變換效率太陽電池及高光電變換效率太陽電池之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種太陽電池，在有第一導電型之半導體基板的第一主表面，具有有前述第一導電型之基極層，及鄰接在前述基極層、有與前述第一導電型相反的導電型即第二導電型之射極層，且具有與前述基極層電性地接續之基極電極、及與前述射極層電性地接續之射極電極之太陽電池，其特徵係在前述第一主表面上，具有接在前述基極層及前述射極層之介電體膜；具有被配置成覆蓋前述射極電極，而且位置於前述介電體膜上、至少在前述基極層上有間隙之第一絕緣膜；具有至少位置於前述第一絕緣膜上之基極用匯流條電極；前述第一絕緣膜的間隙的距離為40μm以上(W+110)μm以下(但是，W為間隙方向之基極層之寬幅)。藉此，可以抑制絕緣材料的消耗，而且使基極用匯流條電極與基極電極之電性接觸保持良好，同時可以使基極用匯流條電極與射極領域因接觸所造成的並聯電阻降低輕微，且使太陽電池特性提升。

Description

高光電變換效率太陽電池及高光電變換效率太陽電池之製造方法
本發明係有關高光電變換效率太陽電池及高光電變換效率太陽電池之製造方法。
作為採用單結晶或多結晶半導體基板之具有比較高的光電變換效率之太陽電池構造之一，有將正負的電極全部設在非受光面(背面)之背面電極型太陽電池。圖11顯示背面電極型太陽電池1100之背面之概觀。在基板1110的背面，射極層1112及基極層1113交互地被配列，且沿著各個層上設置電極(集電電極)(射極電極1124、基極電極1125)。再者，設置把從該等電極得到之電流進而集電用之匯流條電極(發射用匯流條電極1134、基極用匯流條電極1135)。功能上，匯流條電極大多與集電電極正交。射極層1112的寬幅係數mm~數百μm，基極層1113的寬幅則是數百μm~數十μm。此外，集電電極(射極電極1124、基極電極1125)的寬幅一般上為數百~數十μm左右，該電極多被稱呼為指狀電極。
圖12顯示背面電極型太陽電池1100之剖面 構造之模式圖。在基板的背面的最表層附近形成射極層1112及基極層1113。射極層1112及基極層1113之各層厚最多為1μm左右。在各層上設置指狀電極1124、1125，非電極領域(電極並未被形成之領域)之表面係由氮化矽膜或氧化矽膜等之介電體膜(背面保護膜1141)所覆蓋。太陽電池1100之受光面側在減低反射損失之目的下，設置反射防止膜1151。
在為了減低背面電極型太陽電池之集電電極的配線電阻，而設置複數匯流條之方法為專利文獻1(特別是圖9)且成為公知。這是由於將相反的集電電極與匯流條用絕緣膜隔離的緣故，形成「匯流條電極與基板直接相接之領域多，容易造成分流」(專利文獻1[0040]段落)。再者，作為這個的解決手段而在專利文獻1，在匯流條設置「臂桿」，在匯流條正下方全域設置絕緣膜(特別是圖1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-072467號公報
專利文獻1之方法係可以迴避匯流條電極與基板的直接接觸，卻有消耗許多該部分絕緣材料或匯流條電極材料之問題。另一方面，在為了減低背面電極型太陽 電池之集電電極的配線電阻，而設置複數匯流條之方法，公知的方法對光電變換效率會有多少程度影響，到此為止還並不清楚。
本發明係有鑑於這樣的情事而作成的，目的在於提供一種太陽電池，可以抑制絕緣材料的消耗，而且使基極用匯流條電極與基極電極之電性接觸保持良好，同時可以使基極用匯流條電極與射極領域因接觸所造成的並聯電阻降低輕微，且使太陽電池特性提升之太陽電池。
本發明係為了解決上述課題而作成的，提供一種太陽電池，在有第一導電型之半導體基板的第一主表面，具有有前述第一導電型之基極層，及鄰接在前述基極層、有與前述第一導電型相反的導電型即第二導電型之射極層，且具有與前述基極層電性地接續之基極電極、及與前述射極層電性地接續之射極電極之太陽電池，其特徵係在前述第一主表面上，具有接在前述基極層及前述射極層之介電體膜；具有被配置成覆蓋前述射極電極，而且位置於前述介電體膜上、至少在前述基極層上具有間隙之第一絕緣膜；具有至少位置於前述第一絕緣膜上之基極用匯流條電極；前述第一絕緣膜的間隙的距離為40μm以上(W+110)μm以下(但是，W為間隙方向之基極層之寬幅)。
根據這樣的太陽電池，可以抑制絕緣材料的 消耗，而且使基極用匯流條電極與基極電極之電性接觸保持良好，同時可以使基極用匯流條電極與射極領域因接觸所造成的並聯電阻降低輕微，且使太陽電池特性提升。此外，可以不消耗必要以上供絕緣體用之材料。
此時，前述基極電極與前述基極用匯流條電極最好是電性地接續著。
以此方式，藉由基極電極與基極用匯流條電極電性地接續著，可以更有效率地集電，可以將太陽電池作成更高效率。
此外，最好是前述基極層之在前述半導體基板的第一主表面顯現出的形狀為細長，其寬幅為50μm以上200μm以下。
藉由具有這樣的基極層，可以有效率地進行從基極層集電。
此外，最好是進而具有覆蓋前述基極電極之第二絕緣膜，且至少位置於前述第二絕緣膜上、具有與前述射極電極電性地接續之射極用匯流條電極。
根據這樣的太陽電池，也可以有效率地進行從射極層集電。
此外，本發明係提供一種太陽電池模組，其特徵係內藏上述之太陽電池。
以此方式，本發明之太陽電池係可以內藏於太陽電池模組。
此外，本發明係提供一種太陽光電發電系 統，其特徵係具有上述之太陽電池模組。
以此方式，本發明之內藏太陽電池之太陽電池模組，係可以用於太陽光電發電系統。
此外，本發明為一種太陽電池之製造方法，具有：在具有第一導電型之半導體基板的第一主表面，形成有前述第一導電型之基極層、及鄰接在前述基極層、有與前述第一導電型相反的導電型即第二導電型之射極層之步驟，在前述第一主表面上，形成接在前述基極層及前述射極層之介電體膜之步驟，形成與前述基極層電性地接續之基極電極之步驟，與形成與前述射極層電性地接續之射極電極之步驟之太陽電池之製造方法，其特徵係具有：以覆蓋前述射極電極，而且位置於前述介電體膜上、至少在前述基極層上有間隙之方式形成第一絕緣膜之步驟，與至少在前述第一絕緣膜上之形成基極用匯流條電極之步驟；在前述第一絕緣膜形成步驟，將前述第一絕緣膜的間隙的距離作成40μm以上(W+110)μm以下(但是，W為間隙方向之基極層之寬幅)而形成前述絕緣膜。
根據這樣的太陽電池之製造方法，可以製造出使基極用匯流條電極與基極電極之電性接觸保持良好，同時可以使基極用匯流條電極與射極領域因接觸所造成的並聯電阻降低輕微之太陽電池，且使太陽電池特性提升。此外，是可以不消耗必要以上供絕緣體用之材料之方法。
此時，較好是使前述基極電極、與前述基極用匯流條電極電性地接續著。
以此方式，藉由使基極電極與基極用匯流條電極電性地接續著，可以製造出能更有效率地集電之太陽電池。
此外，最好是將前述基極層在前述半導體基板的第一主表面所顯現出的形狀作成細長，將其寬幅作成50μm以上200μm以下。
藉由形成這樣的基極層，可以有效率地進行從基極層集電。
此外，最好是有形成覆蓋前述基極電極之第二絕緣膜之步驟，與至少位置於前述第二絕緣膜上、形成與前述射極電極電性地接續之射極用匯流條電極。
根據形成這樣的射極用匯流條電極，可以有效率地進行從射極層集電。
根據本發明之太陽電池及太陽電池之製造方法，可以使基極用匯流條電極與基極電極之電性接觸保持良好，同時可以使基極用匯流條電極與射極領域因接觸所造成的並聯電阻降低輕微，且使太陽電池特性提升。此外，可以不消耗必要以上供絕緣體用之材料。此外，僅以絕緣膜印刷用製版輕微的圖案變更，匯流條電極-基極電極間之電性接觸就能維持，同時提升基極用匯流條電極-射極層間之接觸電阻、提升變換效率。此外，若是增加最鄰接絕緣膜間距離，就可以粗糙化絕緣膜形成時的位置精 確度、可縮短位置對準所需要的時間因而生產性也提高。此外，根據本發明之太陽電池之製造方法，可以製造出這樣的高光電變換效率太陽電池。
10‧‧‧半導體基板
12‧‧‧射極層
13‧‧‧基極層
24‧‧‧射極電極
25‧‧‧基極電極
34‧‧‧射極用匯流條電極
35‧‧‧基極用匯流條電極
42‧‧‧介電體膜
43‧‧‧第一絕緣膜
44‧‧‧間隙距離
47‧‧‧第二絕緣膜
100‧‧‧太陽電池
110‧‧‧半導體基板
112‧‧‧射極層
圖1係關於本發明之背面電極型太陽電池之一例之概觀圖。
圖2係關於本發明之背面電極型太陽電池之一例之基極電極-基極用匯流條電極附近之剖面模式圖。
圖3係顯示關於本發明之背面電極型太陽電池之基極電極端附近之一例之剖面模式圖。
圖4係顯示關於本發明之背面電極型太陽電池之製造方法之一例之剖面模式圖。
圖5係顯示關於本發明之背面電極型太陽電池之製造方法之一例之模式圖。
圖6係關於本發明之太陽電池模組之概觀圖。
圖7係關於本發明之太陽電池模組之背面內部模式圖。
圖8係關於本發明之太陽電池模組之剖面模式圖。
圖9係關於本發明之太陽光電發電系統之模式圖。
圖10係顯示關於本發明之背面電極型太陽電池之最鄰接絕緣膜間距離與變換效率之關係圖。
圖11係一般的背面電極型太陽電池之概觀圖。
圖12係一般的背面電極型太陽電池之剖面模式圖。
在以下詳細的說明，為了提供本發明之全體理解、及在特定具體例怎樣實施，而說明許多特定的細部。然而，本發明係可理解為沒有該等特定的細部可以實施。在以下，公知之方法、程序、及技術，為了不造成本發明之不明瞭，而未詳細地顯示。本發明，針對特定之具體例參照特定之圖式同時加以說明，但本發明並不以此為限。在此包含記載之圖式係模式的，本發明之範圍並不以此為限。此外，在圖式，在圖示目的下幾個要素的大小會被誇張，故而不是按照比例尺。
參照圖1及圖2並說明本發明之太陽電池之構造。圖1係顯示關於本發明之、太陽電池(背面電極型太陽電池)之背面構造之一例之上面模式圖。圖2顯示圖1中A-A’部分的剖面模式圖。
如圖1所示，太陽電池100，係在有第一導電型之半導體基板10之第一主表面(背面、非受光面)，具有有第一導電型之基極層13，及鄰接基極層13、有與第一導電型相反的導電型即第二導電型之射極層12。此外，太陽電池100，係具有與基極層13電性接續之基極電極25、與射極層12電性接續之射極電極24。再者，本發明之太陽電池100，係在半導體基板10之第一主表面上，具有基極層13及接在前述射極層12之介電體膜42 (參照圖2)。
再者，太陽電池100，係具有被配置成覆蓋射極電極24，而且位置於介電體膜42上、且至少在基極層13上具有間隙之第一絕緣膜43。太陽電池100，係具有至少位置於第一絕緣膜43上之基極用匯流條電極35。在本發明之太陽電池100，第一絕緣膜43的間隙的距離44為40μm以上，(W+110)μm以下(但是，W係間隙方向的基極層13的寬幅)。
太陽電池100，最好是進而具有覆蓋基極電極25之第二絕緣膜47，具有至少位置於前述第二絕緣膜47上、且與射極電極24電性接續之射極用匯流條電極34。
如圖1、2，基極電極25最好是與基極用匯流條電極35接續。此外，最好是基極層13之在半導體基板10的第一主表面顯現出的形狀為細長，其寬幅(亦即，基極領域寬幅W)50μm以上200μm以下。該基極用匯流條電極35，其功能上，利用多為與半導體基板10的電性接觸非必要、及介電體膜即絕緣體之背面保護膜42的存在，關係基極用匯流條電極35、與射極層12之電性接觸之影響大小到目前為止並未調查。本發明人等銳意研究之結果查明，第一絕緣膜43之間隙距離44，亦即，基極電極-匯流條接續部之最鄰接絕緣膜間距離如為40μm以上(W+110)μm以下則不會對太陽電池特性帶來大的影響，再者，如為40μm以上Wμm以下則不會對太陽電池特性帶來影響。間隙為Wμm以下，亦即，第一絕緣膜43 之間隙距離44如與基極層13的寬幅相同或比這還狹窄，則基極用匯流條電極35與射極層12之領域之接觸電阻可以完全忽視。然而，該間隙距離44未滿40μm時，則可能發生基極電極25與基極用匯流條電極35變成無法接觸。另一方面，最鄰接絕緣膜間距離超過Wμm時，則導致在基極用匯流條電極35與射極層12之領域之關係必會發生重複部分。然而，間隙距離44超過Wμm但仍在(W+110)μm以下之範圍的話，查明並不會對太陽電池特性帶來大的影響。超過(W+110)μm時，會使匯流條與射極領域之接觸電阻無法忽視，且太陽電池特性降低。如上述，藉由基極電極接續部之最鄰接絕緣膜間距離44為40μm以上(W+110)μm以下、更好是40μm以上Wμm以下，可以得到高光電變換效率之太陽電池。
以下，以N型基板之場合為例，用圖4來說明具體的本發明之太陽電池製造方法。
首先，如圖4(a)所示，準備具有第一導電型(該例為N型)之半導體基板110。該半導體基板110，例如，能以以下作法來準備。首先，在高純度矽裡摻雜磷、砷、或銻之類的5價元素，準備比電阻0.1~5Ω‧cm之原切割(as-cut)單晶{100}N型矽基板(半導體基板)110。其次，將半導體基板110表面的切片損傷，使用濃度5~60%的氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液之類的高濃度鹼液，或者氟酸與硝酸的混合酸液等來進行蝕刻。單晶矽基板，亦可藉由CZ法、FZ法之任一種方 法來製作。基板未必是單晶矽，多晶矽亦可。接著，於半導體基板110表面進行被稱作紋理的微小的凹凸形成。紋理是供降低太陽電池的反射率之有效的方法。紋理，係藉由在加熱的氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹼溶液(濃度1~10%、溫度60~100℃)中，浸漬10分鐘到30分鐘左右而製作出。在上述溶液中，亦可溶解指定量的2-丙醇，促進反應進行。
其次，如前所述準備之半導體基板110之第一主表面，形成有第一導電型(在此例為N型)之基極層，及鄰接基極層、有與第一導電型相反的導電型即第二導電型(在此例為P型)之射極層(參照圖4(b)~(f))。該步驟，具體而言，可以如以下作法來進行。
首先，將以上述方式形成紋理之半導體基板110，在鹽酸、硫酸、硝酸、氟酸等，或者這些的混合液之酸性水溶液中進行洗淨。亦可混合過氧化氫使清淨度提高。
在該半導體基板110的第一主表面，如圖4(b)所示，形成射極層112。射極層112係與半導體基板110相反的導電型(此場合P型)且厚度為0.05~1μm左右。射極層112係可以藉由使用BBr3等之氣相擴散而形成。將半導體基板110在作成2枚一組並重疊之狀態下載置於熱處理爐，導入BBr3與氧之混合氣體後於950~1050℃下進行熱處理。作為運載氣體以氮或氬為佳。此外，以將含有硼源的塗布劑在第一主表面全面加以塗布、 在950~1050℃下進行熱處理之方法也能形成。作為塗布劑，例如，可以使用含有作為硼源之硼酸1~4%、作為增黏劑之聚乙烯醇0.1~4%之水溶液。
射極層112形成後，如圖4(c)所示，進行下一步驟即把基極層形成用之遮罩(障壁膜)151在兩主表面上形成。作為遮罩151係可以使用氧化矽膜或者氮化矽膜等。若採用CVD法，則藉由適宜選擇所導入的氣體種類，亦可形成任何膜。氧化矽膜之場合，也可以將半導體基板110熱氧化而形成。藉由將半導體基板110在氧氛圍中進行950~1100℃、30分鐘~4小時熱處理，形成100nm左右的矽熱氧化膜。該熱處理亦可在供上述射極層112形成用之熱處理之後於同一真空室內實施。其次，如圖4(d)所示，把成為基極領域之部分之遮罩予以開口(遮罩開口部152)。具體而言，以開口寬幅為50~200μm、0.6~2.0mm左右之間隔平行線狀開口。開口可以是用光蝕刻法或蝕刻糊之類的化學性方法，採用任何雷射或切塊機之類的物理性方法亦可。
在遮罩開口後，其次，如圖4(e)所示，將半導體基板110浸漬於加熱到50~90℃之氫氧化鉀、氫氧化鈉等之鹼水溶液中，去除(蝕刻)位置於開口部152之不要的射極層112(不要的射極層被去除之遮罩開口部153)。
其次，如圖4(f)所示，形成基極層113。在基極層113的形成可以使用用氧氯化磷之氣相擴散法。 藉由在830~950℃、氧氯化磷與氮及氧混合氣體氛圍下進行熱處理半導體基板110，形成成為基極層113之磷擴散層(N+層)。氣相擴散法之外，藉由將含有磷之材料或旋轉塗布、或印刷之後進行熱處理之方法也可以形成。
在基極層113的形成，最好是將基極層113在半導體基板的第一主表面所顯現出的形狀作成細長，將其寬幅作成50μm以上200μm以下。具體而言，可以在形成遮罩開口部152時藉由調整其形狀及大小而容易進行調整基極層的形狀及大小。
擴散層形成之後，將遮罩151及被形成在基板表面的玻璃用氟酸等去除(參照圖4(f))。
其次，如圖4(g)所示，係在半導體基板110之第一主表面上，形成基極層113及接在射極層112之介電體膜。此時，也可以同時地、或前後任一步驟，在第二主表面形成反射防止膜。
作為第二主表面之反射防止膜141，可以利用氮化矽膜或氧化矽膜等。氮化矽膜之場合係使用電漿CVD裝置、進行約100nm製膜。作為反應氣體，多混合使用單矽烷(SiH4)及氨(NH3)，也可以替代NH3而使用氮，此外，為了製程壓力的調整、反應氣體的稀釋，進而在基板使用多晶矽的場合為了要促進基板的塊狀鈍化效果，亦會在反應氣體混合氫氣。氧化矽膜之場合，也能以CVD法形成，但利用熱氧化法所得到之膜可以得到較高的特性。為了提高表面的保護效果，也可以先在基板表面 形成氧化鋁膜之後，再形成氮化矽膜或氧化矽膜等。
在第一主表面，作為表面保護膜可以利用氮化矽膜或氧化矽膜等之介電體膜142。介電體膜142之膜厚最好是作成50~250nm。與第二主表面(受光面)側同樣地，可以在氮化矽膜之場合用CVD法、氧化矽膜之場合用熱氧化法或CVD法來形成。此外，為了提高表面的保護效果，也可以先在基板表面形成氧化鋁膜之後，再形成氮化矽膜、氧化矽膜等。
其次，如圖4(h)所示，將與基極層113電性接續之基極電極125、以例如網版印刷法形成。例如，先準備具有開口寬幅30~100μm、0.6~2.0mm間隔的平行線圖案之製版，將混合了銀粉末與玻璃料、與有機物結合劑之銀膏沿著基極層113進行印刷。同樣作法，作成與射極層112電性接續之射極電極124並印刷銀膏。基極電極用銀膏與射極電極用銀膏可以是相同的，也可使用不同的。以上的電極印刷之後，利用熱處理在氮化矽膜等使銀粉末貫通(燒成貫通)，導通電極與矽。又，基極層用電極及射極層用電極之燒成也可以分別地進行。燒成，通常是藉由在溫度700~850℃處理1~5分鐘來進行。
其次針對形成絕緣膜及匯流條電極之步驟，參照圖5並加以說明。圖5(a)係上述圖4(h)之步驟後之半導體基板110之俯視圖。分別在射極領域(射極層112)上形成射極電極124、在基極領域(基極層113)上形成基極電極125。在該半導體基板110將絕緣材料(使 之硬化後會成為第一絕緣膜143)圖案狀地塗布。此時，第一絕緣膜143，係以覆蓋射極電極124、而且位置於介電體膜142上之方式形成。此外，第一絕緣膜143，係以至少在基極層113上具有間隙之方式形成。此時，以N匯流條(該場合與基極電極接續之基極用匯流條電極)不與射極電極導通之方式，再者，P匯流條(該場合與射極電極接續之射極用匯流條電極)不與基極電極導通之方式，於例如圖5(b)之類的圖案進行塗布即可。塗布可以採用網版印刷法等。在形成該第一絕緣膜之步驟，將基極領域寬幅設為W時，基極電極-N匯流條接續部之第一絕緣膜之間隙距離(最鄰接絕緣膜間距離)144，係作成40μm以上(W+110)μm以下。該最鄰接絕緣膜間距離更好是40~Wμm。藉此，可以得到高光電變換效率之太陽電池。作為絕緣材料，可以使用由含有從聚矽氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺-亞醯胺樹脂、氟樹脂、苯酚樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、聚氨基甲酸酯、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂及聚乙烯醇樹脂選擇出一個以上之樹脂之材料所構成的。將以上之類的絕緣材料在採用例如網版印刷法等加以塗布之後，使之於100~400℃下硬化1~60分鐘左右。
此時，可以同時地、或在前後進行，形成覆蓋基極電極之第二絕緣膜147。
最後，至少於第一絕緣膜上形成基極用匯流條電極。此時，最好是使基極電極、與基極用匯流條電極 電性地接續。此外，最好是形成至少位置於第二絕緣膜147上、且與射極電極124電性接續之射極用匯流條電極134。如圖5(c)，N匯流條(基極用匯流條電極)135是與基極電極125接續、P匯流條(與射極電極接續之射極用匯流條電極)134是與射極電極124接續，而N匯流條135與射極電極124及P匯流條134與基極電極125係作成介著絕緣層之構成。作為匯流條材料，可以使用低溫硬化型之導電性糊。具體而言，可以使用由含有從Ag、Cu、Au、Al、Zn、In、Sn、Bi、Pb選擇出的1種以上的導電性物質，與再從環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、苯酚樹脂、聚矽氧樹脂選擇出的1種以上的樹脂之材料所構成之物。將以上之類的材料在採用例如網版印刷法或投放器等圖案狀地塗布之後，使之於100~400℃下硬化1~60分鐘左右。
在本發明，在上述形成第一絕緣膜之步驟，將第一絕緣膜之間隙距離作成40μm以上(W+110)μm以下(但，W係間隙方向之基極層的寬幅)而形成絕緣膜。具體而言，在絕緣材料塗布時，第一絕緣膜之間隙距離以成為那樣之方式調整即可。
圖3顯示以上述方法製作出之太陽電池100的基極層端附近之剖面模式圖。以上述方法製作之場合，基極層端114係相當於射極層112與基極層113之邊界。重要的是絕緣膜143對基極層端114及基極電極113之位置關係。如圖3(b)，射極層112如被以絕緣膜143完 全地覆蓋則可以顯示高太陽電池特性。再者，根據本發明，即使如圖3(a)作成射極層112有某種程度露出來(亦即，射極層112有未介著絕緣膜143之領域，僅介著基極用匯流條電極135與介電體膜142而鄰接之狀態)，也可以利用介電體膜142的存在，作成射極層112與基極用匯流條電極135的導通被某種程度迴避、太陽電池特性降低輕微者。
在以上，以N型基板之場合為例加以敘述，而P型基板之場合係在射極層形成使磷、砷、銻等擴散，在基極層形成使硼、鋁等擴散即可，可以利用本發明之方法。
利用上述方法被製造出之太陽電池，係可以用於太陽電池模組之製造。將內藏利用上述方法被製造出之太陽電池之太陽電池模組之一例之概觀顯示於圖6。利用上述方法被製作出之太陽電池400，係在太陽電池模組460內作成磁磚狀被全面鋪上之構造。
在太陽電池模組460內，鄰接的太陽電池400們數枚~數10枚電性地串聯地被接續，構成被稱作串(string)之串聯電路。串(string)之概觀顯示於圖7。圖7，係相當於並非通常人眼所能觸及的模組內部背面側之模式圖。此外，指狀電極或匯流條電極並未圖示出來。為了作成串聯接續，如圖7所示，鄰接之太陽電池400的P匯流條(在接合在基板的P型層之指狀電極接續著的匯流條電極)與N匯流條(在接合在基板的N型層之指狀 電極接續著的匯流條電極)們以導線461等被接續起來。
將太陽電池模組460之剖面模式圖顯示於圖8。如上述，串，係藉由將複數太陽電池400、導線461接續在匯流條電極422而被構成。該串，通常上，用EVA(乙烯醋酸乙烯酯)等透光性充填劑472密封，非受光面側是由PET(聚對苯二甲酸乙二酯)等耐候性樹脂膜473、受光面是由鈉鈣玻璃等之透光性且機械性強度強之受光面保護材料471所覆蓋。作為充填劑472，上述EVA之外，可以使用聚烯烴、聚矽氧等。
再者，也可以是使用該太陽電池模組來製造、構成太陽光電發電系統。圖9係圖示連結本發明之模組之太陽光電發電系統之基本構成。複數太陽電池模組16用配線15串聯地被連結，經由反相器17而對外部負載電路18供給發電電力。雖圖9未圖示，該系統係可以進而具備儲蓄已發電之電力之2次電池。
[實施例]
在以下，舉出本發明之實施例及比較例進而具體地加以說明，但本發明並不以這些實施例為限。
(實施例)
採用本發明之方法進行製作太陽電池。
首先，準備厚度200μm、比電阻1Ω‧cm之、磷摻雜{100}N型原切割矽基板10枚(參照圖4 (a))。對於該矽基板，利用熱濃氫氧化鉀水溶液將損傷層去除後，浸漬到72℃的氫氧化鉀/2-丙醇水溶液中進行紋理形成，接著在加熱到75℃的鹽酸/過氧化氫混合溶液中進行洗淨。
其次，將基板在作成2枚一組並重疊之狀態下載置於熱處理爐，導入溴化硼(BBr3)與氧與氬之混合氣體後於1000℃下進行10分鐘熱處理。藉此，形成射極層(參照圖4(b))。以四探針法測定之結果，薄膜電阻為50Ω。
將此在1000℃、3小時氧氛圍中熱氧化後形成遮罩(參照圖4(c))。
將背面的遮罩以雷射開口(參照圖4(d))。雷射源係使用Nd：YVO4的第二諧波。開口圖案，係作成間隔1.2mm的平行線狀。
將此浸漬於80℃氫氧化鉀(KOH)後去除開口部的射極層(參照圖4(e))。
其次，在氧氯化磷氛圍下，在870℃下使受光面們重疊之狀態下進行40分鐘熱處理，在開口部形成磷擴散層(基極層)(參照圖4(f))。之後，藉由浸漬在濃度12%的氟酸以去除表面玻璃。
上述的處理之後，使用電漿CVD裝置將氮化矽膜在雙面形成(參照圖4(g))。膜厚表背面都作成100nm。在該階段用顯微鏡測定基極層寬幅後，大致為190μm。
其次，使用網版印刷機，將銀膏分別印刷在基極層上及射極層上並予以乾燥(參照圖4(h))。將此在780℃的空氣氛圍下予以燒成。
在該基板，使用網版印刷機、將絕緣材料圖案狀地印刷。作為絕緣材料，係使用信越化學工業(股)公司製之聚矽氧。此時，先準備將挾著基極電極之絕緣膜之開口寬幅分別作成30、40、100、150、200、300、400μm之印刷製版，以各個製版來印刷。由於基極層寬幅係190μm，所以用顯微鏡會觀察到開口寬幅30、40、100、150、200μm之N匯流條正下方的射極領域是由絕緣膜完全地閉塞。此外，30、40μm也散見於基極電極被絕緣膜完全覆蓋之處。另一方面，300、400μm係在匯流條正下方讓射極領域露出來。使該等於200℃的帶式爐硬化5分鐘。
最後，將低溫硬化型的銀膏以6支網版印刷機直線狀地印刷，使之於300℃的帶式爐硬化30分鐘、作成匯流條。
針對上述作法得到之太陽電池之樣本，採用山下電裝(Yamashitadenso)(股)公司製太陽光模擬器於AM1.5頻譜、照射強度100mW/cm2、25℃之條件下，測定電流電壓特性且求出光電變換效率。此外，將得到的太陽電池之挾著基極電極之最鄰接絕緣膜間距離、用顯微鏡實測。
以得到的結果、作成最鄰接絕緣膜間距離與 變換效率之關係並顯示於圖10。40~200μm的話，並不認為變換效率降低。N匯流條與射極領域利用絕緣膜而被完全地隔離的緣故。又，本實施例之場合，基極層寬幅W係如上述約190μm，因而最鄰接絕緣膜間距離200μm係相當於(W+10)μm。將最鄰接絕緣膜間距離作成300μm(亦即，(W+110)μm)時可看到效率降低但降低量是些微的。N匯流條-射極領域之接觸電阻對變換效率帶來之影響小的緣故。在400μm則可看到效率大幅地降低。N匯流條-射極領域之接觸電阻之影響變得無法忽視的緣故。此外，於30μm的效率大幅降低，係由於基極電極被絕緣膜完全地覆蓋且串聯電阻上升的緣故。
又，本發明並不以前述實施型態為限定。上述實施形態為例示，與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想具有實質上相同的構成，可以發揮同樣的作用效果者，均被包含於本發明的技術範圍。

Claims (14)

  1. 一種太陽電池，在有第一導電型之半導體基板的第一主表面，具有有前述第一導電型之基極層，及鄰接在前述基極層、有與前述第一導電型相反的導電型即第二導電型之射極層，且具有與前述基極層電性地接續之基極電極、及與前述射極層電性地接續之射極電極之太陽電池，其特徵係在前述第一主表面上，具有接在前述基極層及前述射極層之介電體膜；具有被配置成覆蓋前述射極電極，而且位置於前述介電體膜上、至少在前述基極層上有間隙之第一絕緣膜；具有至少位置於前述第一絕緣膜上之基極用匯流條電極；前述第一絕緣膜的間隙的距離為40μm以上(W+110)μm以下(但是，W為間隙方向之基極層之寬幅)。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之太陽電池，其中前述基極電極與前述基極用匯流條電極係電性地接續著。
  3. 如申請專利範圍第1項記載之太陽電池，其中前述基極層之在前述半導體基板的第一主表面顯現出的形狀為細長，其寬幅係50μm以上200μm以下。
  4. 如申請專利範圍第2項記載之太陽電池，其中前述基極層之在前述半導體基板的第一主表面顯現出的形狀為細長，其寬幅係50μm以上200μm以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項任1項記載之太陽電池，其中進而具有覆蓋前述基極電極之第二絕緣膜，且至少位置於前述第二絕緣膜上，具有與前述射極電極電性地接續之射極用匯流條電極。
  6. 一種太陽電池模組，其特徵係內藏申請專利範圍第1至4項任1項記載之太陽電池。
  7. 一種太陽電池模組，其特徵係內藏申請專利範圍第5項記載之太陽電池。
  8. 一種太陽光電發電系統，其特徵係具有申請專利範圍第6項記載之太陽電池模組。
  9. 一種太陽光電發電系統，其特徵係具有申請專利範圍第7項記載之太陽電池模組。
  10. 一種太陽電池之製造方法，具有：在具有第一導電型 之半導體基板的第一主表面，形成有前述第一導電型之基極層、及鄰接在前述基極層、有與前述第一導電型相反的導電型即第二導電型之射極層之步驟，在前述第一主表面上，形成接在前述基極層及前述射極層之介電體膜之步驟，形成與前述基極層電性地接續之基極電極之步驟，與形成與前述射極層電性地接續之射極電極之步驟之太陽電池之製造方法，其特徵係具有：以覆蓋前述射極電極，而且位置於前述介電體膜上、至少在前述基極層上有間隙之方式形成第一絕緣膜之步驟，與至少在前述第一絕緣膜上之形成基極用匯流條電極之步驟；在前述第一絕緣膜形成步驟，將前述第一絕緣膜的間隙的距離作成40μm以上(W+110)μm以下(但是，W為間隙方向之基極層之寬幅)而形成前述絕緣膜。
  11. 如申請專利範圍第10項記載之太陽電池之製造方法，其中使前述基極電極、與前述基極用匯流條電極，電性地接續。
  12. 如申請專利範圍第10項記載之太陽電池之製造方法，其中將前述基極層之在前述半導體基板的第一主表面顯現出的形狀作成細長，其寬幅設為50μm以上200μm以下。
  13. 如申請專利範圍第11項記載之太陽電池之製造方法，其中將前述基極層之在前述半導體基板的第一主表面顯現出的形狀作成細長，其寬幅設為50μm以上200μm以下。
  14. 如申請專利範圍第10至13項任1項記載之太陽電池，其中進而具有形成覆蓋前述基極電極之第二絕緣膜之步驟，與形成位置於前述第二絕緣膜上、與前述射極電極電性地接續之射極用匯流條電極。
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