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      高光電變換效率太陽能電池及高光電變換效率太陽能電池的制造方法

      469   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:信越化學(xué)工業(yè)株式會社  
      2024-02-21 14:28:34
      權(quán)利要求書: 1.一種太陽能電池,其是于具有第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的第一主表面上,擁有具有前述第一導(dǎo)電型的基極層,及鄰接于前述基極層且具有與前述第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型的射極層,至少于前述基極層上具有基極集電電極的太陽能電池,其特征在于:前述基極集電電極的一部分以與前述射極層接觸的方式亦配置于前述射極層上,此射極層鄰接于配置有該基極集電電極的前述基極層。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池,其中配置于前述射極層上的基極集電電極的膜厚為0.1~10μm。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池,其中配置于前述射極層上的基極集電電極的寬度為0.1~10μm。

      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池,其中配置于前述射極層上的基極集電電極的寬度為0.1~10μm。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的太陽能電池,其中前述基極層于前述第一主表面中,配置于比前述射極層更凹陷的位置。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的太陽能電池,其中前述射極層在前述第一主表面中,配置于比前述基極層更凹陷的位置。

      7.一種太陽能電池模塊,其特征在于,內(nèi)藏有根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述的太陽能電池。

      8.一種太陽能電池模塊,其特征在于,內(nèi)藏有根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池。

      9.一種太陽能電池模塊,其特征在于,內(nèi)藏有根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池。

      10.一種太陽能光發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,具有根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池模塊。

      11.一種太陽能光發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,具有根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池模塊。

      12.一種太陽能光發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,具有根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池模塊。

      13.一種太陽能電池的制造方法,其是具有以下步驟的太陽能電池的制造方法:于具有第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的第一主表面上,形成具有前述第一導(dǎo)電型的基極層,及鄰接于前述基極層且具有與前述第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型的射極層的步驟,與于前述基極層上形成基極集電電極的步驟;

      其特征在于:

      于前述基極層上形成基極集電電極的步驟中,將前述基極集電電極的一部分以與前述射極層接觸的方式亦形成在鄰接于前述基極層的射極層上。

      14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池的制造方法,其中將前述射極層上的基極集電電極的膜厚設(shè)為0.1~10μm。

      15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池的制造方法,其中將前述射極層上的基極集電電極的寬度設(shè)為0.1~10μm。

      16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能電池的制造方法,其中將前述射極層上的基極集電電極的寬度設(shè)為0.1~10μm。

      17.根據(jù)權(quán)利要求13~16中任一項所述的太陽能電池的制造方法,其中使用網(wǎng)版印刷法,形成前述基極集電電極。

      說明書: 高光電變換效率太陽能電池及高光電變換效率太陽能電池的制造方法

      技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明關(guān)于高光電變換效率太陽能電池及高光電變換效率太陽能電池的制造方法。背景技術(shù)[0002] 作為使用單晶或多晶半導(dǎo)體基板的比較高光電變換效率的太陽能電池構(gòu)造的一個,有將正負(fù)的電極皆設(shè)于非受光面(背面)的背面電極型太陽能電池。圖1中顯示背面電極型太陽能電池的背面的概觀。射極層102及基極層101交替地排列,沿著各自的層將電極(103、104)設(shè)于層上。射極層寬度為數(shù)mm~數(shù)百μm,基極層寬度為數(shù)百μm~數(shù)十μm。又,電極寬度一般為數(shù)百~數(shù)十μm左右,該電極多稱為指狀電極。[0003] 圖2中顯示背面電極型太陽能電池的剖面構(gòu)造的模型圖。于基板202的背面的最表層附近,形成射極層102及基極層101。各層厚至多1μm左右。于各層上設(shè)置指狀電極(205、206),非電極區(qū)域的表面被氮化硅膜或氧化硅膜等的背面保護(hù)膜207所覆蓋。于受光面?zhèn)?,以減低反射損失為目的,設(shè)置抗反射膜201。

      [0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[0005] 專利文獻(xiàn)[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2006?332273號公報發(fā)明內(nèi)容[0007] 發(fā)明所要解決的問題[0008] 于背面電極型的太陽能電池的制法上的問題點(diǎn)的一個,有基極層與基極電極的偏移。以印刷法形成電極時,由于版的伸展隨著時間經(jīng)過或各制版而變化,如上述沿著寬度數(shù)百μm~數(shù)十μm的基極層安定地形成寬度數(shù)百~數(shù)十μm的電極者極困難。為了緩和此偏移,擴(kuò)大基極層寬度者制法上最簡單,但若擴(kuò)大基極層寬度,則變換效率會降低,例如由專利文獻(xiàn)1所周知。若考慮制造成本,則印刷法最有效,必須建立維持著基極層寬度,用印刷法以高良率形成電極的方法。[0009] 本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而完成者,目的在于提供光電變換效率高且廉價的太陽能電池。又,本發(fā)明的目的在于提供一種高光電變換效率太陽能電池的制造方法,其可增大電極的偏移的容許度,生產(chǎn)性高,高良率。[0010] 解決問題的手段[0011] 為了達(dá)成上述目的,本發(fā)明提供一種太陽能電池,其是于具有第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的第一主表面上,擁有具有前述第一導(dǎo)電型的基極層、及鄰接于前述基極層且具有與前述第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型的射極層,至少于前述基極層上具有基極集電電極的太陽能電池,其特征為:前述基極集電電極的一部分亦配置于前述射極層上,此射極層鄰接于配置有該基極集電電極的前述基極層。[0012] 如此地,由于基極集電電極的一部分亦配置于射極層上,而不需要為了防止電極的位置偏移而擴(kuò)大基極層的寬度,可成為光電變換效率高的太陽能電池。又,由于制造容易、制造良率高,可成為廉價的太陽能電池。[0013] 此時,配置于前述射極層上的基極集電電極的膜厚較佳為0.1~10μm。[0014] 如此地,若基極集電電極的膜厚為0.1~10μm,則基極集電電極與射極層的接觸電阻依然高,不發(fā)生太陽能電池的特性降低,可成為特性良好的太陽能電池。[0015] 又,配置于前述射極層上的基極集電電極的寬度較佳為0.1~10μm。[0016] 如此地,若基極集電電極的寬度為0.1~10μm,則基極集電電極與射極層的接觸電阻依然高,不發(fā)生太陽能電池的特性降低,可成為特性良好的太陽能電池。[0017] 另外,前述基極層較佳為在前述第一主表面中,配置于比前述射極層更凹陷的位置。[0018] 如此地,由于基極層配置于凹陷位置,可減小射極層上的基極集電電極的膜厚及寬度,可成為特性良好的太陽能電池。[0019] 還有,前述射極層較佳為在前述第一主表面中,配置于比前述基極層更凹陷的位置。[0020] 如此地,由于射極層配置于凹陷位置,可減小射極層上的基極集電電極的膜厚及寬度,可成為特性良好的太陽能電池。[0021] 又,本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊,其特征為內(nèi)藏有上述的太陽能電池。[0022] 如此地,本發(fā)明的太陽能電池可內(nèi)藏于太陽能電池模塊中。[0023] 另外,本發(fā)明提供一種太陽能光發(fā)電系統(tǒng),其特征為具有上述的太陽能電池模塊。[0024] 如此地,內(nèi)藏有本發(fā)明的太陽能電池的太陽能電池模塊可用于太陽能光發(fā)電系統(tǒng)。[0025] 為了達(dá)成上述目的,本發(fā)明提供一種太陽能電池的制造方法,其是具有以下步驟的太陽能電池的制造方法:于具有第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的第一主表面上,形成具有前述第一導(dǎo)電型的基極層、及鄰接于前述基極層且具有與前述第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型的射極層的步驟,于前述基極層上形成基極集電電極的步驟;其特征為:于前述基極層上形成基極集電電極的步驟中,將前述基極集電電極的一部分亦形成在鄰接于前述基極層的射極層上。[0026] 如此地,即使將基極集電電極的一部分亦形成在射極層上,基極集電電極與射極層的接觸電阻也可維持高,故可增大基極集電電極的定位的容許度。因此,不需要為了防止電極的位置偏移而擴(kuò)大基極層的寬度,可制造光電變換效率高的太陽能電池。又,可縮短電極的定位所需要的時間,提高生產(chǎn)性。[0027] 此時,較佳為將前述射極層上的基極集電電極的膜厚設(shè)為0.1~10μm。[0028] 如此地,若將基極集電電極的膜厚設(shè)為0.1~10μm,則基極集電電極與射極層的接觸電阻依然高,不發(fā)生太陽能電池的特性降低,可制造特性良好的太陽能電池。[0029] 又,較佳為將前述射極層上的基極集電電極的寬度設(shè)為0.1~10μm。[0030] 如此地,若將基極集電電極的膜厚設(shè)為0.1~10μm,則基極集電電極與射極層的接觸電阻依然高,不發(fā)生太陽能電池的特性降低,可制造特性良好的太陽能電池。[0031] 另外,較佳為使用網(wǎng)版印刷法來形成前述基極集電電極。[0032] 如此地,若為網(wǎng)版印刷法,則在電極形成方法中制造成本最便宜,可制造廉價的太陽能電池。又,于本發(fā)明的太陽能電池的制造方法中采用網(wǎng)版印刷法時,效果特別大。[0033] 發(fā)明的效果[0034] 若為本發(fā)明的太陽能電池,則可成為廉價且光電變換效率高的太陽能電池。又,通過本發(fā)明的太陽能電池的制造方法,可增大基極集電電極的定位的容許度,可一邊提高生產(chǎn)性及制造良率,一邊制造光電變換效率高的太陽能電池。附圖說明[0035] 圖1是可適用本發(fā)明的從背面?zhèn)扔^看一般的背面電極型太陽能電池的概觀圖。[0036] 圖2是可適用本發(fā)明的一般的背面電極型太陽能電池的剖面模型圖。[0037] 圖3是本發(fā)明的背面電極型太陽能電池的剖面模型圖。[0038] 圖4是顯示本發(fā)明的背面電極型太陽能電池的基極區(qū)域與基極電極的位置關(guān)系的一例的上視模型圖。[0039] 圖5是顯示本發(fā)明的背面電極型太陽能電池的制造方法的一例的流程圖。[0040] 圖6是本發(fā)明的背面電極型太陽能電池的剖面的電子顯微鏡照片。[0041] 圖7是顯示本發(fā)明的背面電極型太陽能電池的射極區(qū)域上的基極電極寬度平均值與光電變換效率的關(guān)系的圖。[0042] 圖8是本發(fā)明的太陽能電池模塊的概觀圖。[0043] 圖9是本發(fā)明的太陽能電池模塊的背面內(nèi)部模型圖。[0044] 圖10是本發(fā)明的太陽能電池模塊的剖面模型圖。[0045] 圖11是本發(fā)明的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的模型圖。具體實施方式[0046] 實施發(fā)明的形態(tài)[0047] 如上述,近年來太陽能電池的基極層與基極集電電極的位置偏移成為問題。本發(fā)明者們對于增大如此的位置偏移的容許度的對策,進(jìn)行專心致力的檢討,而完成本發(fā)明。[0048] 以下,對于本發(fā)明,一邊參照圖式一邊詳細(xì)說明,但本發(fā)明不受此等所限定。[0049] 以下,以N型基板的情況為例,使用圖3具體地說明本發(fā)明的太陽能電池的實施態(tài)樣。圖3是顯示本發(fā)明的太陽能電池(背面電極型太陽能電池)的剖面構(gòu)造的一例的模型圖。圖3中所示的太陽能電池100是于具有第一導(dǎo)電型(本實施態(tài)樣中為N型)的半導(dǎo)體基板202的第一主表面(本實施態(tài)樣中為背面)上,擁有具有第一導(dǎo)電型的基極層101、及鄰接于基極層101且具有與第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型(本實施態(tài)樣中為P型)的射極層

      102,至少于基極層101上具有基極集電電極313的太陽能電池,基極集電電極313的一部分亦配置于射極層102上,此射極層102鄰接于配置有基極集電電極313的基極層101。

      [0050] 本發(fā)明的太陽能電池100的特征為基極電極313的一部分與鄰接的射極層102接觸。一般而言,由于若基極電極與射極層接觸,則相當(dāng)于將正極與負(fù)極予以短路,太陽能電池的特性應(yīng)該會大幅降低。然而,本發(fā)明者們專心致力地研究,結(jié)果查明基極電極313與射極層102的接觸電阻依賴于射極層102上的基極電極313的膜厚。即,若射極層102上的基極電極313的膜厚小,則接觸電阻變大,而不影響太陽能電池的特性。更具體而言,射極層102上的基極電極313的膜厚較佳為0.1~10μm(0.1μm以上10μm以下)。若射極層102上的基極電極313的膜厚為10μm以下,則基極電極313與射極層102的接觸電阻依然高,不發(fā)生太陽能電池的特性降低。圖3中以308顯示基極電極313與射極層102的接觸部。[0051] 又,射極層102上的基極電極313的寬度較佳為0.1~10μm(0.1μm以上10μm以下)。若射極層102上的基極電極313的寬度為10μm以下,則基極電極313與射極層102的接觸電阻依然高,不發(fā)生太陽能電池的特性降低。

      [0052] 此處,射極層102上的基極電極313的膜厚可用顯微鏡或電子顯微鏡等觀察基板剖面而測定。又,射極層102上的基極電極313的寬度可用顯微鏡或電子顯微鏡等觀察太陽能電池的剖面而測定。作為更簡便的方法,可預(yù)先測定基極層101的寬度,從基板上面來觀察基極電極313,通過運(yùn)算而算出。還有,于電極形成后,由于基極區(qū)域的邊界被電極所覆蓋而無法看見,故無法通過從基板上面的觀察來直接測定射極層102上的基極電極313的寬度。[0053] 圖4(a)及(b)顯示本發(fā)明的太陽能電池(背面電極型太陽能電池)的基極區(qū)域與基極電極的位置關(guān)系的一例的上視模型圖。于圖4(a)中,對于直線狀的基極區(qū)域101,基極電極313偏移至上側(cè),與射極區(qū)域102接觸。圖4(a)的A?A’剖面的模型圖相當(dāng)于圖3。本發(fā)明不限定于如此的直線狀的基極區(qū)域形狀,而對于如圖4(b)中所示的點(diǎn)狀的基極區(qū)域形狀亦可適用。即,于圖4(b)中對于點(diǎn)狀的基極區(qū)域401,基極電極403偏移至右下側(cè),與射極區(qū)域402接觸。圖4(b)的B?B’剖面模型圖相當(dāng)于圖3。此時,基極區(qū)域401與基極電極403的偏移量(配置于射極區(qū)域402上的基極電極403的寬度)成為基極區(qū)域401與基極電極403的偏移部的最大寬度。還有,于射極區(qū)域402上形成有射極電極404。[0054] 如使用圖3及圖4所說明,由于成為基極電極的一部分亦配置于射極區(qū)域上的構(gòu)成,與基板導(dǎo)通的實質(zhì)的基極電極寬度比實際形成的電極寬度更小。因此,例如可增大如印刷偏移的基極電極的位置偏移的容許度。[0055] 又,基極區(qū)域較佳為在第一主表面中,配置于比射極區(qū)域更凹陷的位置。若基極區(qū)域配置于比射極區(qū)域更凹陷的位置,則射極區(qū)域上的基極電極的膜厚容易比在基極區(qū)域上的基極電極的膜厚變小(參照后述的圖6),射極區(qū)域上的基極電極的寬度亦容易變小。因此,可成為特性良好的太陽能電池。[0056] 另外,于太陽能電池的制程中,若交換N型雜質(zhì)與P型雜質(zhì)的擴(kuò)散順序等,則可成為在第一主表面中,射極區(qū)域配置于比基極區(qū)域更凹陷的位置的太陽能電池。若在如此構(gòu)造的基極區(qū)域上印刷電極糊,則電極糊可通過表面張力而在階差部某程度停留。因此,容易抑制印刷后立即的滲開或擴(kuò)散,結(jié)果可容易形成射極區(qū)域上基極電極的寬度及膜厚為小者。因此,可成為特性良好的太陽能電池。

      [0057] 接著,說明本發(fā)明的太陽能電池的制造方法。本發(fā)明的太陽能電池的制造方法是具有以下步驟的太陽能電池的制造方法:于具有第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的第一主表面上,形成具有第一導(dǎo)電型的基極層、及鄰接于基極層且具有與第一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型的射極層的步驟;與于基極層上形成基極集電電極的步驟,于基極層上形成基極集電電極的步驟中,將基極集電電極的一部分亦形成在鄰接于基極層的射極層上的方法。以下,以使用N型基板作為半導(dǎo)體基板的情況為例,使用圖5來說明本發(fā)明的太陽能電池的制造方法。[0058] 首先,準(zhǔn)備半導(dǎo)體基板。例如,可如以下地準(zhǔn)備半導(dǎo)體基板。于高純度硅中摻雜如磷或砷、銻的價元素,準(zhǔn)備比電阻為0.1~5Ω·cm的原切割(as?cut)單晶{100}N型硅基板202(步驟(a)),使用濃度5~60%的如氫氧化鈉或氫氧化鉀的高濃度的堿或、氫氟酸與硝酸的混酸等,蝕刻表面的切割損傷(slicedamage)。單晶硅基板可為通過CZ(Czochralski)法、FZ(Floatingzone)法的任一方法制作者。基板202不一定必須是單晶硅基板,也可為多晶硅基板。

      [0059] 接著,于基板202的表面上進(jìn)行被稱為紋理(texture)的微小凹凸形成。紋理是使太陽能電池的反射率降低用的有效方法。紋理是通過在經(jīng)加熱的氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等的堿溶液(濃度1~10%,溫度60~100℃)中,將基板202浸漬10分鐘至30分鐘左右而制作。于上述溶液中,使指定量的2?丙醇溶解,亦可促進(jìn)反應(yīng)。[0060] 于紋理形成后,于鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸等或此等的混合液的酸性水溶液中洗凈??苫旌线^氧化氫而提高潔凈度。[0061] 于此基板202的第一主表面上,形成射極層102(步驟(b))。射極層102是與基板202相反的導(dǎo)電型(此時P型),厚度為0.05~1μm左右。射極層102可通過使用BBr3等的氣相擴(kuò)散而形成。具體而言,將基板202以2片一組迭合的狀態(tài),載置于熱處理爐中,導(dǎo)入BBr3與氧的混合氣體,在950~1050℃熱處理。作為載體氣體,氮或氬為合適。又,將含有硼源的涂布劑涂布于第一主表面全面,以在950~1050℃熱處理的方法亦可形成射極層102。作為涂布劑,例如可使用含有作為硼源的硼酸1~4%、作為增黏劑的聚乙烯醇0.1~4%的水溶液。[0062] 如果已形成射極層102,則將下一步驟的形成基極層用的屏蔽303形成在基板202的兩主表面上(步驟(c))。作為屏蔽303,使用介電體膜的氧化硅膜或氮化硅膜等。若使用CD法,則可通過適宜選擇所導(dǎo)入的氣體種類,而亦形成任何的膜。于氧化硅膜的情況,亦可將基板202予以熱氧化而形成。當(dāng)時,通過將基板202在氧環(huán)境中于950~1100℃熱處理30分鐘~4小時,而形成100nm左右的硅熱氧化膜。此熱處理亦可于上述的射極層102的形成用的熱處理后,在同一批次內(nèi)實施。[0063] 接著,部分地去除(開口)成為基極層101的區(qū)域部分的屏蔽,形成開口部304(步驟(d))。具體而言,可以開口部304的開口寬度為50μm以上250μm,開口部304之間的間隔為0.6mm以上2.0mm以下左右,開口成并行線狀。于屏蔽303的開口中,可使用光微影法或以蝕刻糊化學(xué)地蝕刻的方法。又,亦可使用以激光或切割機(jī)等物理地開口的方法。

      [0064] 于屏蔽303中形成開口部304后,將基板202浸漬于經(jīng)加熱到50~90℃的KOH、NaOH等的堿水溶液中,去除開口部304不要的射極層102(蝕刻)(步驟(e))。由此,形成射極層經(jīng)去除的開口部305。[0065] 隨后,形成基極層101(步驟(f))。于基極層101的形成中,可使用采用氧氯化磷的氣相擴(kuò)散法。在830~950℃,于氧氯化磷與氮及氧混合氣體環(huán)境下,熱處理基板202,可形成成為基極層101的磷擴(kuò)散層(N+層)。除了氣相擴(kuò)散法,還有旋轉(zhuǎn)涂布含磷的材料,或一邊印刷一邊熱處理的方法,亦可形成基極層101。于基極層101的形成后,以氫氟酸等去除在屏蔽303及表面上所形成的玻璃。

      [0066] 接著,在與第一主表面相反的主表面的第二主表面上,進(jìn)行抗反射膜307的形成(步驟(g))。作為抗反射膜307,可利用氮化硅膜或氧化硅膜等。于氮化硅膜的情況,使用等離子CD裝置,以約100nm的膜厚制膜。作為反應(yīng)氣體,多混合單硅烷(SiH4)及氨(NH3)而使用,但亦可使用氮代替NH3。又,為了制程壓力的調(diào)整、反應(yīng)氣體的稀釋以及在基板使用多晶硅時促進(jìn)基板的整體鈍化效果,亦可在反應(yīng)氣體中混合氫。另一方面,于氧化硅膜的情況,亦可用CD法形成,但通過熱氧化法而得的膜得到高的特性。[0067] 于第一主表面,亦可利用氮化硅膜或氧化硅膜作為背面保護(hù)膜207。背面保護(hù)膜207的膜厚宜為50~250nm。與第二主表面(受光面)側(cè)同樣地,于氮化硅膜的情況以CD法,于氧化硅膜的情況以熱氧化法或CD法,可形成背面保護(hù)膜207。又,為了提高表面的保護(hù)效果,亦可于基板表面上預(yù)先形成氧化鋁膜后,形成氮化硅膜或氧化硅膜等。

      [0068] 接著,沿著基極層101形成電極。此電極形成可如以下地進(jìn)行。例如以網(wǎng)版印刷法形成基極電極313(步驟(h))。例如,可準(zhǔn)備具有開口寬度為30μm以上100μm以下、0.6~2.0mm間隔的并行線圖型的制版,將Ag粉末與玻璃料與有機(jī)物黏結(jié)劑混合成的Ag糊沿著基極層101印刷。

      [0069] 一般而言,基極層與基極電極的定位不容易。其理由是因為基極區(qū)域加工時的位置偏移、電極印刷時的位置偏移、版的伸展等的偏移主要因素復(fù)合而形成電極。然而,通過本發(fā)明的太陽能電池的制造方法,即使在射極層102上形成基極電極313的一部分,也不影響太陽能電池的特性。特別地,若射極層102上的基極電極313的膜厚小,則接觸電阻仍然大,不影響太陽能電池的特性。具體而言,射極層102上的基極電極的膜厚較佳為0.1~10μm。又,射極層102上的基極電極的寬度較佳為0.1~10μm。由于采取以上的構(gòu)造,與基板導(dǎo)通的實質(zhì)的基極電極的寬度比實際形成的基極電極313的寬度更小,可增大印刷偏移的容許度。又,網(wǎng)版印刷法由于在制版的伸展量具有面內(nèi)分布,在半導(dǎo)體基板的面內(nèi),于基極集電電極與基極層的位置關(guān)系上容易發(fā)生偏差,應(yīng)用于本發(fā)明的太陽能電池的制造方法時效果特別大。[0070] 再者,通過上述方法,由于在將屏蔽303開口后進(jìn)行蝕刻,基極區(qū)域101形成在比射極區(qū)域102更凹陷的位置。因此,射極區(qū)域102上的基極電極的膜厚必然比基極區(qū)域101上的基極電極的膜厚較小。圖6中顯示其一例。圖6是經(jīng)過上述的步驟所形成的基極電極附近的剖面的電子顯微鏡照片。可知射極區(qū)域上的膜厚t2比基極區(qū)域上的膜厚t1更小。[0071] 又,對于上述方法,若以交換磷擴(kuò)散與硼擴(kuò)散的順序等的方法形成基極層及射極層,則射極區(qū)域形成在比基極區(qū)域凹陷的位置。若在此構(gòu)造的基極區(qū)域上印刷電極糊,則電極糊可通過表面張力而在階差部某程度停留。因此,容易抑制印刷后立即的滲開或擴(kuò)散,結(jié)果可容易形成射極區(qū)域上基極電極的寬度及膜厚小的太陽能電池。[0072] 于基極電極313的形成后,印刷Ag糊作為射極電極104。基極電極313用Ag糊與射極電極104用Ag糊可相同,也可使用不同者。于以上的電極印刷之后,通過熱處理而使Ag粉末貫穿(火貫穿)氮化硅膜等,導(dǎo)通電極與在其下方的硅。還有,基極電極313及射極電極104的燒成亦可各自進(jìn)行。燒成通常在700~850℃以下的溫度,進(jìn)行1~5分鐘處理。[0073] 以上,于例子中敘述N型基板的情況,但P型基板的情況只要于射極層形成中使磷、砷、銻等擴(kuò)散,于基極層形成中使硼、Al等擴(kuò)散即可,不言而喻可在本發(fā)明的太陽能電池的制造方法及太陽能電池中采用P型基板。[0074] 上述本發(fā)明的太陽能電池可內(nèi)藏于太陽能電池模塊中。圖8中顯示內(nèi)藏有本發(fā)明的太陽能電池的太陽能電池模塊的一例的概觀。圖8中,顯示內(nèi)藏有背面電極型的太陽能電池的太陽能電池模塊的示例,但不受此所限定,亦可成為內(nèi)藏有本發(fā)明的其他類型的太陽能電池的太陽能電池模塊。上述本發(fā)明的太陽能電池800是形成在太陽能電池模塊860內(nèi)鋪滿成瓷磚狀的構(gòu)造。[0075] 于太陽能電池模塊860內(nèi),鄰接的太陽能電池800彼此是數(shù)片~數(shù)10片電性串聯(lián)連接,構(gòu)成被稱為串行(string)的串行電路。圖9中顯示串行的概觀。圖9是相當(dāng)于通常人眼不接觸的模塊內(nèi)部背面?zhèn)鹊哪P蛨D。又,指狀電極或總線未圖標(biāo)。為了串聯(lián)連接,如圖9中所示,鄰接的太陽能電池800的P總線(與接合于基板的P型層的指狀電極所連接的總線電極)與N總線(與接合于基板的N型層的指狀電極所連接的總線電極)彼此以跳接引線861等連接。[0076] 圖10中顯示太陽能電池模塊860的剖面模型圖。如上述,串行是將多個太陽能電池800以引線861連接至總線電極822而構(gòu)成。該串行通常被EA(乙烯?乙烯乙酸酯)等的透光性填充劑872所密封,非受光面?zhèn)缺籔ET(聚對苯二甲酸乙二酯)等的耐候性樹脂薄膜873所覆蓋,受光面被鈉鈣玻璃等的透光性且機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)的受光面保護(hù)材料871所覆蓋。作為填充劑872,除了上述EA,還可使用聚烯烴、聚硅氧等。

      [0077] 再者,亦可使用此模塊來制造及構(gòu)成太陽能光發(fā)電系統(tǒng)。圖11中顯示鏈接有本發(fā)明的模塊的太陽能光發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成。多個太陽能電池模塊16以配線15串聯(lián)連結(jié),經(jīng)由變換器17將發(fā)電電力供給至外部負(fù)載電路18。雖然于圖11中未顯示,但是該系統(tǒng)亦可進(jìn)一步具備將所發(fā)電的電力予以蓄電的2次電池。[0078] 實施例[0079] 以下,顯示實施例及比較例來更具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受此等所限定。[0080] (實施例)[0081] 使用本發(fā)明的太陽能電池的制造方法,進(jìn)行太陽能電池的制作。首先,準(zhǔn)備多數(shù)的厚度200μm、比電阻1Ω·cm的磷摻雜{100}N型原切割硅基板。其次,通過熱濃氫氧化鉀水溶液去除該硅基板的損傷層。然后,浸漬于72℃的氫氧化鉀/2?丙醇水溶液中進(jìn)行紋理形成,接著于經(jīng)加熱到75℃的鹽酸/過氧化氫混合溶液中進(jìn)行洗凈。[0082] 接著,于基板上形成P型擴(kuò)散層(射極層)。將基板以2片一組迭合的狀態(tài),載置于熱處理爐中,導(dǎo)入BBr3與氧與氬的混合氣體,在1000℃進(jìn)行10分鐘熱處理。以四探針法測定在基板上形成的P型擴(kuò)散層,結(jié)果片電阻為50Ω。[0083] 將此基板在1000℃、氧環(huán)境中熱氧化3小時,而于基板表面上形成屏蔽。以激光將基板的背面的屏蔽予以開口。激光源使用Nd:YO4的二次諧波,開口圖形是間隔為1.2mm的并行線狀。將形成有開口部的基板浸漬80℃的KOH水溶液中,而去除其開口部的射極層。[0084] 接著,于氧氯化磷環(huán)境下,在870℃于基板的受光面彼此迭合的狀態(tài)下熱處理40分鐘,而在開口部形成磷擴(kuò)散層(基極層)。然后,通過將該基板浸漬于濃度12%的氫氟酸中,而去除屏蔽及表面玻璃。[0085] 于以上的處理后,使用等離子CD裝置,在基板的兩面上形成氮化硅膜。氮化硅膜的膜厚是表面背面皆為100nm。于此時間點(diǎn),從上方以顯微鏡觀察基板,測定基極層的寬度。測定多個基板,結(jié)果基極層的寬度皆約190μm。

      [0086] 接著,將Ag糊印刷于基極層上及干燥。此時,使印刷的基準(zhǔn)位置一點(diǎn)一點(diǎn)地變化,故意錯開基極區(qū)域與基極電極而印刷。又,為了同時地確認(rèn)膜厚的影響,準(zhǔn)備(1)制版的網(wǎng)目325、乳劑厚30μm、(2)制版的網(wǎng)目325、乳劑厚15μm、(3)制版的網(wǎng)目500、乳劑厚5μm的3種類制版,分別印刷。[0087] 最后,于射極層上印刷Ag糊及干燥,將此在780℃的空氣環(huán)境下燒成。[0088] 對于如以上所得的太陽能電池的樣品,使用山下電裝股份有限公司制太陽光仿真2

      器,于AM1.5光譜、照射強(qiáng)度100mW/cm、25℃的條件下,測定電流電壓特性而求得光電變換效率。又,從上方以顯微鏡觀察基板,使用先前測定的基極層寬度190μm,算出射極層上的基極電極寬度。觀察基板每1片9點(diǎn),將其平均值當(dāng)作基板的代表值。膜厚以電子顯微鏡觀察基板剖面而測定。

      [0089] 圖7中顯示經(jīng)由以上方法所得的數(shù)據(jù)的射極層上的基極電極寬度平均值與光電變換效率的關(guān)系。于所制作的全部太陽能電池中,得到20.4%以上的光電變換效率。再者,當(dāng)射極層上的基極電極的膜厚為小到4μm時,于射極層上的基極電極的寬度為15μm之前,光電變換效率不降低。又,當(dāng)射極層上的基極電極的膜厚為9.8μm時,于射極層上的基極電極的寬度為10μm附近之前,光電變換效率幾乎沒有降低。再者,當(dāng)射極層上的基極電極的膜厚為13.4μm時,即使比較小的偏移也看見光電變換效率的降低。若射極層上的基極電極的膜厚為10μm左右,則在射極區(qū)域上的基極電極寬度為10μm左右以下時,光電變換效率幾乎沒有降低。

      [0090] 還有,本發(fā)明不受上述實施形態(tài)所限定。上述實施形態(tài)為例示,具有與本發(fā)明的發(fā)明申請專利范圍中記載的技術(shù)思想實質(zhì)上相同的構(gòu)成,達(dá)成同樣的作用效果者,任何者皆包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。



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      “高光電變換效率太陽能電池及高光電變換效率太陽能電池的制造方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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