CN102918653A - 太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池，包括硅基板（4）、设置于硅基板（4）的受光面侧的纹理结构（5）、设置在纹理结构（5）上的受光面钝化膜（13）、设置在受光面钝化膜（13）上的防反射膜（12），纹理结构（5）的平均纹理边长在7μm以上。

Description

太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，特别是涉及太阳能电池的受光面侧的结构。
背景技术
近年来，特别是考虑到地球环境问题，作为新能源，对于将太阳能直接转换为电能的太阳能电池的期待极具增高。太阳能电池包括使用化合物半导体或有机材料的多种类型，当前成为主流的有使用硅晶体的太阳能电池。
作为改进使用单晶硅基板的太阳能电池结构的一种技术，已知在成为单晶硅基板的受光面的面上形成被称为“纹理结构”的具有数μm～数十μm高低差的锥形凹凸形状的技术。这样，通过在太阳能电池的受光面上形成凹凸形状，能够减少入射到受光面的光的反射，同时使入射到太阳能电池内部的光量增加，因此，能够提高太阳能电池的光电转换效率。
作为在成为单晶硅基板的受光面的面上形成凹凸形状的方法，可以列举将金属微粒作为催化剂进行湿式蚀刻的方法、反应性离子蚀刻方法等，但从量产性或制造成本方面考虑，上述方法均不是理想的方法。因此，作为形成凹凸形状的普遍的方法，采用用一种蚀刻液对成为单晶硅基板的受光面的面进行蚀刻的方法，该蚀刻液是在加热到70℃以上90℃以下的氢氧化钾等碱性水溶液中添加低沸点的醇类溶剂而得到的。
例如，在专利文献1（WO2006／046601号公报）中记载有用含有羧酸的碱性蚀刻液来研究单晶硅基板的纹理结构的大小的内容。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2006／046601号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在单晶硅基板的表面上形成纹理结构并改变了纹理结构的大小时，即使在单晶硅基板的状态下表面反射率没有较大差异，在纹理结构上形成受光面钝化膜和防反射膜而制作成太阳能电池的情况下，因纹理结构的大小而在表面反射率的大小上产生差异。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供通过降低受光面的表面反射率来使特性变得优异的太阳能电池。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的太阳能电池包括：硅基板、设置于硅基板的受光面侧的纹理结构、设置在纹理结构上的受光面钝化膜、设置在受光面钝化膜上的防反射膜，纹理结构的平均纹理边长在7μm以上。
在此，本发明的太阳能电池优选平均纹理边长在21μm以下。
另外，本发明的太阳能电池优选平均纹理边长在14μm以下。
另外，本发明的太阳能电池优选纹理结构的凸部高度为5μm～15μm。
另外，本发明的太阳能电池优选防反射膜在纹理结构的底部附近的厚度厚。
另外，本发明的太阳能电池优选防反射膜为氧化钛。
另外，本发明的太阳能电池优选使防反射膜以磷氧化物的方式含有15质量％～35质量％的磷。
另外，本发明的太阳能电池优选受光面钝化膜为氧化硅。
本发明的太阳能电池进一步优选在硅基板的受光面上形成有受光面扩散层。
发明效果
根据本发明，能够提供通过降低受光面的表面反射率来使特性变得优异的太阳能电池。
附图说明
图1是实施方式的背面电极式太阳能电池的背面的示意性俯视图。
图2中（a）是沿图1的II-II的示意性剖面图，（b）是（a）所示的n型硅基板的一部分受光面的示意性放大剖面图，（c）是图解（a）所示的n++层与p+层的厚度差的示意性放大剖面图。
图3是从实施方式的背面电极式太阳能电池去除n型用电极、p型用电极及背面钝化膜后的n型硅基板的背面的示意性俯视图。
图4（a）～（j）是图解实施方式的背面电极式太阳能电池的制造方法的一个例子的示意性剖面图。
图5中（a）是实施方式的背面电极式太阳能电池受光面的SEM(Scanningelectron Microscope：扫描电子显微镜）像的一个例子，（b）是平均纹理边长为4.6μm的比较例的背面电极式太阳能电池受光面的SEM像。
图6是将构成太阳能电池的纹理结构的锥形凸部中的一个凸部从其铅垂方向上方向铅垂方向下方俯视时的示意性放大俯视图。
图7是表示对在n型硅基板的受光面上形成有平均纹理边长各不相同的纹理结构的试样的受光面测量表面反射率的结果的图。
图8是表示对通过在图7的测量中使用的n型硅基板的试样的受光面的纹理结构上形成受光面钝化膜和防反射膜来制作的背面电极式太阳能电池的受光面测量表面反射率的结果的图。
图9是构成锥形凹凸形状即纹理结构的凸部中的一个凸部的示意性侧视图。
图10中（a）是具有纹理边长短的纹理结构的太阳能电池受光面的一个例子的示意性放大剖面图，（b）是具有纹理边长长的纹理结构的太阳能电池受光面的一个例子的示意性放大剖面图。
具体实施方式
下面说明本发明的实施方式。需要说明的是，在本发明的附图中，同一附图标记表示同一部分或相当部分。
在图1中表示本发明的太阳能电池的一个例子即实施方式的背面电极式太阳能电池背面的示意性俯视图。在图1所示的背面电极式太阳能电池1中，在作为n型单晶硅基板的n型硅基板4的受光面的相反侧的背面上，设置有带状的n型用电极2和带状的p型用电极3，n型用电极2和p型用电极3交替排列于n型硅基板4的背面。
在图2（a）中表示沿图1的II-II的示意性剖面图，在图2（b）中表示图2（a）所示的n型硅基板4的一部分受光面的示意性放大剖面图，在图2（c）中表示图解图2（a）所示的n++层与p+层的厚度差的示意性放大剖面图。如图2（a）和图2（b）所示，在n型硅基板4的受光面上形成有凹凸形状5（纹理结构）。凹凸形状5的凹凸例如为数μm～数十μm数量级。
并且，如图2（a）和图2（b）所示，在n型硅基板4的受光面的整个面上扩散n型杂质而形成的受光面扩散层即n+层6作为FSF（Front SurfaceField：前表面场）层形成，在n+层6上形成有受光面钝化膜13，在受光面钝化膜13上形成有防反射膜12。
作为受光面扩散层的n+层6的n型杂质浓度高于n型硅基板4的n型杂质浓度。
受光面钝化膜13由氧化硅膜形成。而且，受光面钝化膜13的膜厚为15nm～200nm，优选15nm～60nm。
防反射膜12由含有导电类型与n型硅基板4相同的n型杂质例如n型杂质磷的氧化钛膜形成。防反射膜12的膜厚例如为10～400nm。并且，防反射膜12形成为在凹凸形状5（纹理结构）的底部附近的厚度大于其他部分的厚度。
防反射膜12中的磷作为磷氧化物占防反射膜12的15质量％～35质量％。需要说明的是，“作为磷氧化物占防反射膜12的15质量％～35质量％”意味着防反射膜12中的磷氧化物的含量为防反射膜12整体的15质量％～35质量％。
并且，如图2（a）所示，n型硅基板4的背面形成有由两层的层叠体构成的背面钝化膜14，该两层的层叠体构成为从n型硅基板4侧依次层叠第二背面钝化膜8和第一背面钝化膜11。
并且，在n型硅基板4的背面交替相邻地形成有作为n型杂质扩散层的n++层9和作为p型杂质扩散层的p+层10。这样，通过交替相邻地形成n++层9和p+层10，产生如下现象：背面电极式太阳能电池1被施加反向的偏压（反向偏压）时，像通常的二极管一样，达到击穿电压为止电流几乎不流动，而被施加大于击穿电压的电压时大的电流（击穿电流）流动，大于该电压的电压不会施加到背面电极式太阳能电池1上。该击穿电流在n++层9与p+层10相邻的区域流动，因此，在n++层9与p+层10交替相邻的背面电极式太阳能电池1中，电流流动在背面电极式太阳能电池1的整个背面。因此，不会在背面电极式太阳能电池1的局部上施加电压，避免局部的泄漏电流所引起的发热。
如图2（c）所示，n++层9的表面位于比p+层10的表面浅的位置，其深浅度为B，n型硅基板4背面的n++层9的表面与除了n型硅基板4背面的n++层9以外的区域的表面相比凹陷，n++层9和p+层10被配置为形成凹状。需要说明的是，深浅度B例如为数十nm数量级。进而在n++层9上形成n型用电极2，在p+层10上形成p型用电极3。
在n++层9上的背面钝化膜14的膜厚与p+层10上的背面钝化膜14的膜厚之间存在膜厚差，n++层9上的背面钝化膜14的膜厚大于p+层10上的背面钝化膜14的膜厚。
在图3中表示从背面电极式太阳能电池1去掉了n型用电极2、p型用电极3及背面钝化膜14时的n型硅基板4背面的示意性俯视图。在此，在实施方式的背面电极式太阳能电池1中，在n型硅基板4背面的外周边形成有n++层9。
在n型硅基板4背面的外周边形成有导电类型与n型硅基板4的导电类型相同的导电型即n型的杂质扩散层n++层9，因此，在n型硅基板4背面的外周边的n++层9的表面因某种影响而被切削使n型硅基板4的硅面露出时，或者，在n型硅基板4的侧面和/或受光面上环绕有n++层9时等情况下，n++层9与同一导电型的面接触。在这样的同一导电型的面所接触的部位不会产生泄漏电流，因此能够防止在背面电极式太阳能电池1上施加反向的偏压（反向偏压）时产生泄漏电流。
需要说明的是，n++层9没有在n型硅基板4背面的整个外周边上形成，不会导致使背面电极式太阳能电池1的特性大幅下降，因此也可以在n型硅基板4的背面的外周边的局部上形成导电类型与n型硅基板4不同的导电型即p型的杂质扩散层p+层10。
另外，在不形成作为受光面扩散层的n+层6的情况下，在n型硅基板4背面的外周边上也可以不形成n++层9。
另外，如图3所示，从n型硅基板4的边缘到p+层10的距离（在与p+层10的长度方向正交的方向上的距离）在n型硅基板4的右侧为C，在n型硅基板4的左侧为D，且C＞D。因此，n型硅基板4的右侧外周边的n++层9的宽度C与n型硅基板4的左侧外周边的n++层9的宽度D不同。需要说明的是，在本实施方式中，如图2（a）所示，与夹在p+层10之间的n++层9同样，在n型硅基板4的右侧外周边的宽度C的n++层9上也形成有n型用电极2。
如图3所示，在n型硅基板4的背面，n++层9区域的全部相连而形成一个扩散层区域。另外，p+层10分别形成为岛状，各岛状的p+层10的周围被n++层9包围。
优选为n型硅基板4背面中的n++层9的面积之和小于p+层10的面积之和。在该情况下，背面电极式太阳能电池1倾向于能够得到更大的短路电流。
需要说明的是，在上述中，也可以在n++层9的至少一处，使n++层9在与p+层10的长度方向正交的方向上分离。在该情况下，在分离的n++层9之间形成p+层10。
在上述中，也可以在p+层10的至少一处，使p+层10在与p+层10的长度方向正交的方向上分离。在该情况下，在分离的p+层10之间形成n++层9。
下面，参照图4（a）至图4（j）的示意性剖面图来说明实施方式的背面电极式太阳能电池的制造方法的一个例子。
首先，如图4（a）所示，在成为n型硅基板4的受光面的面（n型硅基板4的受光面）的相反侧的面即背面（n型硅基板4的背面）形成纹理掩模21。在此，作为n型硅基板4，例如能够采用厚度100μm的由n型单晶硅形成的基板，而作为纹理掩模21例如能够采用氮化硅膜等。纹理掩模21例如能够通过CVD（Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积）法或溅射法等形成。
其次，如图4（b）所示，在n型硅基板4的受光面上形成凹凸形状5。凹凸形状5例如能够形成为纹理结构。凹凸形状5例如能够用一种溶液对n型硅基板4的受光面进行蚀刻而形成，该一种溶液是在氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液等碱性水溶液中添加异丙醇并加热到70℃以上80℃以下得到的。
然后，如图4（c）所示，在n型硅基板4的一部分背面上形成n++层9。在此，能够通过例如如下方式来形成n++层9。
首先，去除n型硅基板4背面的纹理掩模21。其次，在n型硅基板4的受光面上形成例如氧化硅膜等扩散掩模22。然后，在n型硅基板4背面的除n++层9的形成区域以外的区域涂布掩模膏之后对掩模膏进行热处理，由此形成扩散掩模23。接着，通过使用POCl3的气相扩散，对从扩散掩模23露出了n型硅基板4背面的部位扩散磷，由此形成n++层9。
需要说明的是，作为掩模膏，例如能够采用含有溶剂、增稠剂及氧化硅前体的掩模膏。作为掩模膏的涂布方法，例如能够采用喷墨印刷法或丝网印刷法等。
然后，如图4（d）所示，在n型硅基板4的背面和受光面上形成氧化硅膜24。在此，例如能够经氢氟酸处理，将形成于n型硅基板4的扩散掩模22、扩散掩模23及对扩散掩模22，23扩散磷而形成的玻璃层去除之后，利用氧气或水蒸气进行热氧化来形成氧化硅膜24。需要说明的是，在将n型硅基板4设置于氧气环境或水蒸气环境中的状态下进行热处理而能够对n型硅基板4进行氧气或水蒸气的热氧化。
此时，如图4（d）所示，能够使n型硅基板4背面中形成有n++层9的区域上的氧化硅膜24（n++层9上的氧化硅膜24）的膜厚大于没有形成n++层9的区域上的氧化硅膜24（n++层9以外的区域上的氧化硅膜24）的膜厚。作为能够形成这种形状的氧化硅膜24的一个例子，在900℃利用水蒸气进行热氧化而形成氧化硅膜24时，能够将n++层9上的氧化硅膜24的膜厚设为250nm～350nm，将除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24的膜厚设为70nm～90nm。在此，热氧化前的n++层9表面的磷浓度为5×1019个/cm3以上，就热氧化的处理温度的范围而言，用氧气进行的热氧化为800℃～1000℃，用水蒸气进行的热氧化为800℃～950℃。
需要说明的是，由于在后续工程中形成p+层10时的n++层9的扩散掩模膜厚优选在60nm以上，因此，n++层9上的氧化硅膜24的膜厚与除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24的膜厚的膜厚差优选在60nm以上。
另外，在利用热氧化形成氧化硅膜24时，随着在n型硅基板4的背面上扩散的杂质的种类和浓度不同，能够使通过热氧化生长的氧化硅膜24的生长速度不同，尤其在n型硅基板4背面中n型杂质浓度高的情况下，能够使氧化硅膜24的生长速度加快。因此，能够使与n型硅基板4相比n型杂质浓度高的n++层9上的氧化硅膜24的膜厚大于与n++层9相比n型杂质浓度低的除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24的膜厚。
需要说明的是，氧化硅膜24是在热氧化时硅与氧气结合而形成的。
接着，如图4（e）所示，在n型硅基板4的一部分背面上形成p+层10。在此，例如能够按照下述方式形成p+层10。
首先，通过蚀刻去除n型硅基板4的受光面的氧化硅膜24以及背面的除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24。在此，由于n型硅基板4背面的n++层9上的氧化硅膜24的膜厚形成得大于除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24的膜厚，因此能够仅在n型硅基板4背面的n++层9上保留氧化硅膜24。根据n++层9上的氧化硅膜24与除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24的蚀刻率之差，能够使n++层9上的氧化硅膜24的膜厚在120nm左右。
例如，通过用900℃的水蒸气进行30分钟的热氧化来形成氧化硅膜24，并为了去除除n++层9以外的区域上的氧化硅膜24而进行了氢氟酸处理的情况下，能够将n++层9上的氧化硅膜24的膜厚设置在120nm左右。如上所述，当n++层9上的氧化硅膜24的膜厚在60nm以上时，氧化硅膜24能够很好地起到形成p+层10时的扩散掩模的作用。
然后，在n型硅基板4的受光面上形成氧化硅膜等扩散掩模25，在n型硅基板4的背面涂布将有机高分子与硼化合物反应而产生的聚合物溶解在醇类水溶液中而形成的溶液，其干燥之后进行热处理，由此在除n++层9以外的区域上扩散硼，从而形成p+层10。
然后，如图4（f）所示，在n型硅基板4的背面上形成第一背面钝化膜11。在此，例如能够按照如下方式形成第一背面钝化膜11。
首先，通过氢氟酸处理去除形成于n型硅基板4的氧化硅膜24、扩散掩模25以及在氧化硅膜24和扩散掩模25上扩散硼而形成的玻璃层。
其次，通过例如CVD法或SOG（旋涂玻璃）的涂布和烧成等方法，在n型硅基板4的背面形成兼做氧化硅膜等的扩散掩模的第一背面钝化膜11。
然后，通过旋涂等在n型硅基板4的受光面上涂布至少包含磷化合物、钛醇盐及醇类的混合液27并进行干燥。在此，为了在n型硅基板4的受光面上形成作为受光面扩散层的n+层6，并且形成成为防反射膜12的氧化钛膜而涂布混合液27。另外，在混合液27中，作为磷化合物例如能够采用五氧化磷，作为钛醇盐例如能够采用钛酸四异丙酯，作为醇类例如能够采用异丙醇。
然后，如图4（g）和图4（j）所示，在n型硅基板4的受光面形成n+层6和防反射膜12。在此，n+层6和防反射膜12能够分别通过对涂布于n型硅基板4的受光面并被干燥的混合液27进行热处理来形成。通过该热处理，使作为n型杂质的磷在n型硅基板4的受光面扩散，由此在n型硅基板4的整个受光面上形成n+层6且形成成为防反射膜12的含有磷的氧化钛膜。热处理后的n+层6的薄膜电阻例如为30～150Ω/□，优选为80±20Ω/□。
然后，如图4（g）和图4（j）所示，在n型硅基板4的背面形成第二背面钝化膜8，并且在n型硅基板4的受光面的n+层6上形成受光面钝化膜13。在此，分别能够按照例如如下方法来形成第二背面钝化膜8和受光面钝化膜13。
即，用氧气或水蒸气对n型硅基板4进行热氧化。由此，在n型硅基板4的背面与第一背面钝化膜11之间形成由氧化硅膜形成的第二背面钝化膜8，并且，在n型硅基板4的受光面上的n+层6与防反射膜12之间形成由氧化硅膜形成的受光面钝化膜13。
认为在n+层6与防反射膜12之间形成受光面钝化膜13的理由是：受光面的凹凸形状5的凹部中的防反射膜12的膜厚厚，在防反射膜12上产生裂纹，氧气或水蒸气从产生该裂纹的部位进入使得作为受光面钝化膜13的氧化硅膜生长；另外，防反射膜12在受光面的凹凸形状5的凸部的膜厚薄，因此，氧气或水蒸气透过，使得作为受光面钝化膜13的氧化硅膜生长。
而且，认为在n型硅基板4的背面与第一背面钝化膜11之间形成第二背面钝化膜8的理由是：由于n型硅基板4的背面的第一背面钝化膜11是通过CVD法等来形成的膜，因此氧气或水蒸气渗透到第一背面钝化膜11的内部，由此，使得作为第二背面钝化膜8的氧化硅膜生长。
需要说明的是，第二背面钝化膜8和受光面钝化膜13的形成也可以通过接着用于形成作为受光面扩散层的n+层6和防反射膜12的热处理，切换气体由氧气或水蒸气进行热氧化来进行。
然后，如图4（h）所示，去除一部分背面钝化膜14，使一部分n++层9和一部分p+层10分别从背面钝化膜14露出。在此，例如能够通过采用丝网印刷法等在一部分背面钝化膜14上涂布蚀刻膏之后对蚀刻膏进行加热等来去除一部分背面钝化膜14。随后，例如能够通过实施超声波清洗之后进行酸处理而去除蚀刻膏。作为蚀刻膏，例如可以使用含有从作为蚀刻成分的磷酸、氟化氢、氟化铵及氟化氢铵所组成的组中选择的至少一种，并且含有水、有机溶剂和增稠剂的蚀刻膏等。
然后，如图4（i）所示，在n++层9上形成n型用电极2，并且在p+层10上形成p型用电极3。在此，例如能够通过丝网印刷在背面钝化膜14的规定位置涂布银膏之后进行干燥，其后使银膏烧成，由此形成n型用电极2和p型用电极3。由此能够制造实施方式的背面电极式太阳能电池1。
图5（a）表示按照上述方式制成的实施方式的背面电极式太阳能电池1的受光面的SEM像的一个例子。在此，如图5（a）所示，在实施方式的背面电极式太阳能电池1的受光面上形成有包含多个大小不同的锥形凸部的凹凸形状即纹理结构。需要说明的是，实施方式的背面电极式太阳能电池1的受光面的纹理结构的平均纹理边长为11.5μm。在图5（b）中表示有用于比较的平均纹理边长为4.6μm的比较例的背面电极式太阳能电池的受光面的SEM像。
需要说明的是，在本说明书中，“纹理结构的平均纹理边长”能够按照如下算出：在太阳能电池的受光面的任一部位进行面积为3000μm2的区域的SEM观察，通过该SEM观察从纹理边长长的锥形凸部中选择五个凸部，求出该五个凸部的纹理边长的平均值。
图6表示将构成纹理结构的锥形凸部中的一个凸部从其铅垂方向上方向铅垂方向下方俯视时的示意性放大俯视图。在此，如图6所示，能够将凸部30当做对角线的交点成为凸部30的顶点的四边形平面，将该四边形的边长X当做该凸部30的“纹理边长”。
然后，为了评价n型硅基板的受光面的表面反射率（受光面的反射率），制作了在n型硅基板的受光面上改变了纹理结构大小的试样。需要说明的是，在上述制造方法中，通过改变n型硅基板的受光面的蚀刻时间来调节纹理结构的大小。由于通过对n型硅基板的受光面进行蚀刻来形成锥形凹凸形状的纹理结构，因此，在对n型硅基板的受光面加大蚀刻量时，构成纹理结构的锥形的凸部的纹理边长变长。
图7表示对在n型硅基板的受光面上形成平均纹理边长各不相同的纹理结构的试样的受光面测量表面反射率的结果。需要说明的是，图7表示入射到n型硅基板的试样的受光面的光的波长（nm）变化与受光面的表面反射率（a.u.）的变化的关系，该试样的受光面所具有纹理结构的纹理边长分别为18.8μm、11.5μm、9.1μm、4.6μm。图7的纵轴表示受光面的表面反射率（a.u.），横轴表示入射到受光面的光的波长（nm）。
在图7中，a实线表示纹理结构的平均纹理边长为18.8μm的试样的表面反射率的变化，b虚线表示纹理结构的平均纹理边长为11.5μm的试样的表面反射率的变化，c虚线表示纹理结构的平均纹理边长为9.1μm的试样的表面反射率的变化，d虚线表示纹理结构的平均纹理边长为4.6μm的试样的表面反射率的变化。
在图7中确认了在使n型硅基板的受光面的纹理结构的平均纹理边长变化的情况下，在测量的入射光的波长范围内，表面反射率几乎没有差异。另外，制作使n型硅基板的受光面的纹理结构的平均纹理边长在3μm～24μm的范围内变化的试样，并测量了各试样的表面反射率的变化，无论哪个测量结果均与图7所示的a～d变化没有较大差异，得到了同样的结果。
图8表示对通过在图7的测量所使用的n型硅基板的试样的受光面的纹理结构上形成受光面钝化膜和防反射膜来制作的背面电极式太阳能电池的受光面测量表面反射率的果。
在此，作为在图8的表面反射率的测量中使用的背面电极式太阳能电池，使用具有如下构造的四种背面电极式太阳能电池：分别使用受光面具有平均纹理边长为18.8μm、11.5μm、9.1μm、4.6μm的纹理结构的n型硅基板，在该纹理结构上依次层叠由氧化硅膜形成的受光面钝化膜、由将磷作为磷氧化物含有15质量％～35质量％的氧化钛形成的防反射膜。
图8表示入射到背面电极式太阳能电池的受光面的光的波长（nm）的变化与受光面的表面反射率（a.u.）的变化关系，该背面电极式太阳能电池的受光面具有平均纹理边长分别为18.8μm、11.5μm、9.1μm、4.6μm的纹理结构。图8的纵轴表示受光面的表面反射率（a.u.），横轴表示入射到受光面的光的波长（nm）。
在图8中，e实线表示纹理结构的平均纹理边长为18.8μm的背面电极式太阳能电池的表面反射率的变化，f虚线表示纹理结构的平均纹理边长为11.5μm的背面电极式太阳能电池的表面反射率的变化，g虚线表示纹理结构的平均纹理边长为9.1μm的背面电极式太阳能电池的表面反射率的变化，h虚线表示纹理结构的平均纹理边长为4.6μm的背面电极式太阳能电池的表面反射率的变化。
如图8所示，h虚线所表示的纹理结构的平均纹理边长为4.6μm的背面电极式太阳能电池的表面反射率高于其他的由e实线、g虚线及h的虚线所表示的背面电极式太阳能电池的表面反射率。另一方面，e实线、g虚线及h虚线所表示的背面电极式太阳能电池的表面反射率被抑制为较低。
然后，进一步制作改变了纹理结构的平均纹理边长的背面电极式太阳能电池，以与上述同样的方式测量背面电极式太阳能电池的表面反射率，其结果是，当纹理结构的平均纹理边长为7μm～24μm时，与e实线、g虚线及h的虚线所表示的背面电极式太阳能电池同样，能够将背面电极式太阳能电池的表面反射率抑制为较低。另一方面，当纹理结构的平均纹理边长为3μm～6μm时，与h虚线所表示的背面电极式太阳能电池的表面反射率同样，表面反射率变高。由此得知，当将受光面的纹理结构的平均纹理边长设置在7μm以上时，能够将受光面的表面反射率抑制为较低。
另外，在太阳能电池中，为了降低制造成本，尝试将硅基板设置得更薄。在上述背面电极式太阳能电池1的制造方法中，在形成作为纹理结构的凹凸形状5之前，n型硅基板4的厚度例如设为100μm。
在纹理结构的凹凸形状5的形成结束时，如果n型硅基板4过薄，则存在在后面的工序中因n型硅基板4的破损而导致成品率下降的可能性，因此，优选n型硅基板4的厚度在85μm以上，更加优选在90μm以上。这意味着优选用于形成纹理结构的蚀刻量（n型硅基板4的受光面的厚度的减少量）在15μm以下，更加优选在10μm以下。
图9表示构成锥形凹凸形状的纹理结构的凸部30中的一个凸部的示意性侧视图。在此，能够将凸部30的侧面当做三角形的平面，三角形的高度G相当于形成纹理结构时的蚀刻量，三角形的底边的长度X相当于纹理边长。通过对单晶硅的（100）面进行蚀刻而得到的理想的锥形凸部30的顶角角度（作为凸部30的侧面的三角形底边的对角的角度）为70.5°。
如果参照图9通过计算求出理想的锥形凸部30的顶点角度为70.5°时的X的值，则G＝15时X＝21.2，G＝11时X＝15.5，G＝10.5时X＝14.8，G＝10时X＝14.1。因而，从抑制工序中发生的硅基板的破损的观点来看，优选纹理边长在21μm以下，更加优选在14μm以下。
需要说明的是，在图8的测量中所使用的背面电极式太阳能电池的n型硅基板的所有受光面上，均通过使用含有五氧化磷的混合液而形成有受光面扩散层。在n型硅基板的受光面上不形成受光面扩散层的情况下，使用不包含五酸化磷的混合液来形成防反射膜，然后形成作为受光面钝化膜的氧化硅膜，但在该情况下，也得到了与图8所示的结果同样的结果。
图10（a）表示具有纹理边长短的纹理结构的太阳能电池的受光面的一个例子的示意性放大剖面图，图10（b）表示具有纹理边长长的纹理结构的太阳能电池的受光面的一个例子的放大剖面图。
下面，参照图10（a）和图10（b）分析纹理结构的纹理边长的长度使表面反射率不同的原因。如上所述，通过将混合液27涂布、干燥及热处理来形成防反射膜12时，如图10（a）的E和图10（b）的F所示，在纹理结构的凹部存在存积混合液27的部位，因此该部分的防反射膜12的膜厚变厚。
在图10（a）所示的E和图10（b）所示的F各自的区域，作为防反射膜12的氧化钛膜的膜厚例如为300nm～400nm。当构成防反射膜12的氧化钛膜以70nm～100nm左右的膜厚均匀地成膜时，因干涉效果而对波长600nm附近的光的表面反射率最低。然而，如图10（a）和图10（b）所示，如E和F附近的区域所示，在防反射膜12的膜厚不均匀的情况下得不到干涉效果。
因而，如图10（a）所示，在纹理边长短的纹理结构的情况下，纹理结构的凹部的深度倾向于变浅，因此，太阳能电池的受光面中，形成于纹理结构的凹部的防反射膜12即氧化钛膜所占的比例倾向于变高。如上所述，形成于纹理结构的凹部的氧化钛膜的膜厚不均匀，因此，认为在形成于纹理结构的凹部的氧化钛膜所占的比例变高时，太阳能电池的受光面的表面反射率倾向于变高。
基于上述理由，优选供防反射膜12设置的纹理结构5的凸部30的高度高，但是，为了将凸部30的高度增加，需要增加蚀刻量。如果增加蚀刻量，则在纹理结构5的底部n型硅基板4的厚度变薄，因此，容易产生n型硅基板4的破损。因而，优选凸部30的高度为5μm～15μm。
如上所述，通过规定太阳能电池的受光面的纹理结构的纹理边长的长度，能够降低受光面的表面反射率，因此能够提供特性优异的太阳能电池。
需要说明的是，在上述的说明中记载了作为n型单晶硅基板的n型硅基板，但也可以采用作为p型单晶硅基板的p型硅基板。采用p型硅基板时，p型硅基板的受光面的受光面扩散层成为扩散有p型杂质的p+层，防反射膜成为含有p型杂质的膜，其他结构与记载的n型硅基板的上述结构相同。
另外，采用p型硅基板时，在p型硅基板的背面，优选导电类型与p型不同的导电型即n+层的面积之和大于p++层的面积之和。在该情况下，有能够得到更大的短路电流的倾向。
另外，采用p型硅基板时，在p型硅基板的背面，p++层的至少一个部位使p++层在与p++层的长度方向正交的方向上分离。在该情况下，在分离的p++层之间形成n+层。
进而，在使用p型硅基板的情况下，在p型硅基板的背面，n+层的至少一个部位使n+层在与n+层的长度方向正交的方向上分离。在该情况下，在分离的n+层之间形成p++层。
在上述中说明了仅在硅基板的背面形成电极的背面电极式太阳能电池，但是，即使是具有在硅基板的受光面和背面分别形成有电极的双面电极结构的太阳能电池，在受光面侧的结构与上述结构相同的情况下，也能够达到与上述效果相同的效果。
工业实用性
本发明的太阳能电池能够广泛适用于所有太阳能电池。
附图标记说明
1背面电极式太阳能电池、2n型用电极、3p型用电极、4n型硅基板、5凹凸形状、6n+层、8第二背面钝化膜、9n++层、10p+层、11第一背面钝化膜、12防反射膜、13受光面钝化膜、14背面钝化膜、21纹理掩模、22扩散掩模、23扩散掩模、24氧化硅膜、25扩散掩模、27混合液、30凸部。

Claims (9)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
硅基板（4）；
设置于所述硅基板（4）的受光面侧的纹理结构（5）；
设置在所述纹理结构（5）上的受光面钝化膜（13）；
设置在所述受光面钝化膜（13）上的防反射膜（12）；
所述纹理结构（5）的平均纹理边长在7μm以上。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述平均纹理边长在21μm以下。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述平均纹理边长在14μm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述纹理结构（5）的凸部高度为5μm～15μm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述防反射膜在所述纹理结构的底部附近的厚度厚。
6.如权利要求1至5中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述防反射膜（12）为氧化钛。
7.如权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述防反射膜（12）以磷氧化物的方式含有15质量％～35质量％的磷。
8.如权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述受光面钝化膜（13）为氧化硅。
9.如权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，在所述硅基板（4）的受光面上形成有受光面扩散层（6）。
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