JP2020509604A - 光電変換効率を向上可能なｐｅｒｃ太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

光電変換効率を向上可能なｐｅｒｃ太陽電池及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本出願は光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池及びその製造方法を提供する。太陽電池は、下から上へ順次配置される裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２、裏面窒化シリコン膜３、裏面酸化アルミニウム膜４、Ｐ型シリコン５、Ｎ型シリコン６、表面窒化シリコン膜７及び表面銀電極８を備え、アルミニウム裏面電極２は裏面アルミストリップ１０を介してＰ型シリコン５に接続され、Ｐ型シリコン５は電池のシリコンウェハであり、Ｎ型シリコン６はシリコンウェハの表面で拡散させて形成されたＮ型エミッタであり、表面窒化シリコン膜７はシリコンウェハの表面に堆積され、裏面酸化アルミニウム膜４はシリコンウェハの裏面に堆積され、シリコンウェハに表面窒化シリコン膜７が堆積された後に裏面酸化アルミニウム膜４が堆積され、裏面酸化アルミニウム膜３が堆積される前にシリコンウェハの裏面を洗浄する。【選択図】図１

Description

本発明は太陽電池の技術分野に関し、特に、光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池及びその製造方法に関する。
結晶シリコン系太陽電池は、太陽放射エネルギーを効率的に吸収し、光起電効果によって光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子であり、太陽光が半導体のＰＮ接合に照射されると、新たな正孔−電子対を形成し、ＰＮ接合の電界により、正孔がＮ型領域からＰ型領域へ移動し、電子がＰ型領域からＮ型領域へ移動することにより、回路が連通して電流を形成する。
従来の結晶シリコン系太陽電池は、基本的に表面パッシベーション技術のみを使用しており、シリコンウェハの表面にＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、プラズマ促進化学気相堆積）の方法で窒化シリコンを一層堆積し、少数キャリアの表面での再結合速度を下げ、結晶シリコン系電池の開放回路電圧及び短絡電流を大幅に向上させることで、結晶シリコン系太陽電池の光電変換効率を向上させることができる。
結晶シリコン系電池の光電変換効率に対する要求が高まるにつれて、裏面パッシベーション型（Ｂａｃｋ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）太陽電池技術を研究し始めた。
本発明は、裏面酸化アルミニウム膜のパッシベーション効果を著しく向上させ、電池の汚染を減らし、電池の開放電圧及び短絡電流を高めることで、電池の光電変換効率を向上させることができる光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池を提供すること目的の一つとする。
本発明は、上記光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の製造方法を提供することを２つ目の目的とする。
本発明のこの目的は、下記の技術手段によって実現される。
光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池は、下から上へ順次配置される裏面銀電極、アルミニウム裏面電極、裏面窒化シリコン膜、裏面酸化アルミニウム膜、Ｐ型シリコン、Ｎ型シリコン、表面窒化シリコン膜及び表面銀電極を備え、裏面には、さらに、前記裏面窒化シリコン膜及び裏面酸化アルミニウム膜を開口してＰ型シリコンまでわたる複数のレーザーグルービング領域が開設され、複数のレーザーグルービング領域が平行に設置され、各レーザーグルービング領域内のそれぞれには裏面アルミストリップが充填され、前記裏面アルミストリップ及び前記アルミニウム裏面電極はアルミニウムペーストによって一体的に印刷によって成形され、アルミニウム裏面電極は裏面アルミストリップを介してＰ型シリコンに接続され、前記裏面銀電極、アルミニウム裏面電極、裏面窒化シリコン膜、裏面酸化アルミニウム膜、Ｐ型シリコン、Ｎ型シリコン、表面窒化シリコン膜及び表面銀電極は、下から上へ順次に接続され、前記Ｐ型シリコンは電池のシリコンウェハであり、Ｎ型シリコンはシリコンウェハの表面で拡散して形成されたＮ型エミッタであり、前記表面窒化シリコン膜はシリコンウェハの表面に堆積され、前記裏面酸化アルミニウム膜は前記シリコンウェハの裏面に堆積され、シリコンウェハに前記表面窒化シリコン膜が堆積された後に前記裏面酸化アルミニウム膜が堆積され、前記裏面酸化アルミニウム膜が堆積される前にシリコンウェハの裏面を洗浄することを特徴とする。
本発明の太陽電池は、上記裏面酸化アルミニウム膜を堆積する前にシリコンウェハの裏面を洗浄し、シリコンウェハの裏面の酸化層及び汚れを除去し、電池の汚染を低減することで、裏面酸化アルミニウム膜の堆積を有効に行い、また、当該電池は裏面酸化アルミニウム膜のパッシベーション効果を著しく向上させ、電池の開放電圧及び短絡電流を高めることで、電池の光電変換効率を大幅に向上させることができる。
好ましい実施例として、本発明において、上記表面窒化シリコン膜の厚さは５０〜３００μｍであり、最も好ましくは６０〜９０μｍである。
上記裏面窒化シリコン膜の厚さは８０〜３００μｍであり、最も好ましくは１００〜２００μｍである。
上記裏面酸化アルミニウム膜の厚さは２〜５０ｎｍであり、最も好ましくは５〜３０ｎｍである。
上記光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の製造方法において、
（１）Ｐ型シリコンであるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成するステップと、
（２）前記シリコンウェハの表面で拡散させて、Ｎ型シリコン、即ちＮ型エミッタを形成するステップと、
（３）シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧを除去し、シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理するステップと、
（４）シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜を堆積するステップと、
（５）シリコンウェハの裏面を洗浄するステップと、
（６）シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜を堆積するステップと、
（７）シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜を堆積するステップと、
（８）シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、裏面窒化シリコン膜、裏面酸化アルミニウム膜を開口してシリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域を形成するステップと、
（９）前記シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥するステップと、
（１０）前記シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極を形成し、アルミニウム裏面電極を印刷すると共にレーザーグルービング領域内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップを形成し、裏面アルミストリップがアルミニウム裏面電極は一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥するステップと、
（１１）前記シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥するステップと、
（１２）シリコンウェハを高温で焼結して、裏面銀電極、アルミニウム裏面電極及び表面銀電極を形成するステップと、
（１３）シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成するステップと、を備えることを特徴とする。
本発明のステップ（３）の後、実際の状況に応じてシリコンウェハの裏面を研磨する必要があるかどうかを決定する。ステップ（３）の後に裏面研磨が行われない場合、本発明のステップ（５）の洗浄ステップは、必要に応じてＫＯＨまたはＮａＯＨの濃度および洗浄時間を調整することによって、裏面研磨を施すことができる。
本発明におけるステップ（１）〜ステップ（８）は、順番通りに実行される必要がなく、当業者は、実際の状況に応じて各ステップの間の前後順位を調整することができる。
本発明において、シリコンウェハの裏面を洗浄する上記ステップ（５）は、具体的には、
（５１）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.１％〜６％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が０.１％〜５％であるＫＯＨとＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は６０〜９９度であり、放置時間は３０〜３００秒であるステップと、
（５２）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３０〜３００秒であるステップと、
（５３）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.３％〜１８％であるＫＯＨ溶液内に放置し、ＫＯＨ溶液の温度は６０〜９９度であり、放置時間は３０〜３００秒であるステップと、
（５４）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.１％〜６％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が０.１％〜５％であるＫＯＨとＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は６０〜９９度であり、放置時間は３０〜３００秒であるステップと、
（５５）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３０〜３００秒であるステップと、
（５６）シリコンウェハをＨＦの質量分率が０.２％〜６％であるＨＦ溶液、または、ＨＣＬの質量分率が０.２％〜５％であるＨＣＬ溶液、または、ＨＦの質量分率が０.２％〜６％であり、かつＨＣＬの質量分率が０.２％〜５％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液内に放置し、ＨＦ溶液またはＨＣＬ溶液またはＨＦ及びＨＣＬの混合溶液の温度は６０〜９０度であり、放置時間は５〜３００秒であるステップと、
（５７）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、脱イオン水の温度は６０〜９９度であり、すすぎ時間は３０〜３００秒であり、すすぎが完了した後、シリコンウェハを水面から引き出すステップと、
（５８）シリコンウェハを乾燥するステップと、を備え、
前記ステップ（５１）〜（５８）はこの順で実行される。
上記ステップ（５１）とステップ（５４）は、シリコンウェハの有機不純物またはアルカリと反応した後に付着した副産物を洗浄することを目的とする。ステップ（５３）は、シリコンウェハの裏面をエッチングすることを目的とする。
その中でも、上記ステップ（５）では、すべてのＫＯＨをＮａＯＨで全て置き換えることができる。
酸性溶液を入れる上記ステップ（５６）は、前のステップでシリコンウェハに残存した残留アルカリ液を中和し、金属イオンを除去し、シリコンウェハの裏面の酸化層を取り除くためである。
上記ステップ（５７）において、すすぎが完了した後、スローリフティング（Ｓｌｏｗ−ｌｉｆｔｉｎｇ）技術を用いてシリコンウェハを水面から引き出す。スローリフティング技術を用いて、即ち、シリコンウェハを熱い脱イオン水に浸入した後、水面からゆっくり引き出すことで、シリコンウェハの疎水化に寄与する。
本発明の製造方法においては、表面に表面窒化シリコン膜を堆積した後、シリコンウェハの裏面を洗浄して取り出し、裏面に裏面酸化アルミニウム膜を堆積する。裏面の洗浄によりシリコンウェハの裏面の酸化層及び汚れを除去し、電池の汚染を低減することができ、裏面酸化アルミニウム膜の堆積に有効に行い、裏面酸化アルミニウム膜のパッシベーション効果を著しく向上させ、電池の開放電圧及び短絡電流を高めることができ、電池の光電変換効率を大幅に向上させる。また、機器の投入コストが低く、工程が簡単であり、現在の生産ラインとの互換性が良い。
以下、図面及び具体の実施的形態を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
本発明に係る光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の全体構造を示す断面図である。 本発明に係る光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の製造方法のステップ５を示すフローチャートである。
実施例１
図１に示されるように、光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ Ｒｅａｒ Ｃｅｌｌ）太陽電池において、下から上へ順次配置される裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２、裏面窒化シリコン膜３、裏面酸化アルミニウム膜４、Ｐ型シリコン５、Ｎ型シリコン６、表面窒化シリコン膜７及び表面銀電極８を備え、太陽電池は、裏面に裏面窒化シリコン膜３及び裏面酸化アルミニウム膜４を開口してＰ型シリコン５までわたる複数のレーザーグルービング領域９が開設され、複数のレーザーグルービング領域９が平行に設置され、各レーザーグルービング領域９にはいずれも裏面アルミストリップ１０が充填され、裏面アルミストリップ１０及びアルミニウム裏面電極２はアルミニウムペーストによって一体的に印刷によって成形され、アルミニウム裏面電極２は裏面アルミストリップ１０によってＰ型シリコン５に接続され、裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２、裏面窒化シリコン膜３、裏面酸化アルミニウム膜４、Ｐ型シリコン５、Ｎ型シリコン６、表面窒化シリコン膜７及び表面銀電極８は、下から上へ順次に接続され、Ｐ型シリコン５は電池のシリコンウェハであり、Ｎ型シリコン６はシリコンウェハの表面で拡散して形成されたＮ型エミッタであり、表面窒化シリコン膜７はシリコンウェハの表面に堆積され、裏面酸化アルミニウム膜４はシリコンウェハの裏面に堆積され、シリコンウェハに表面窒化シリコン膜７を堆積した後、裏面酸化アルミニウム膜４を堆積し、なお、裏面酸化アルミニウム膜４を堆積する前にシリコンウェハの裏面を洗浄する。
この実施例の裏面酸化アルミニウム膜４の材質は、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)であり、裏面窒化シリコン膜３及び表面窒化シリコン膜７の材質は同じであり、いずれも窒化シリコン(Ｓｉ３Ｎ４)である。
この実施例において、表面窒化シリコン膜７の厚さは７５μｍであり、裏面窒化シリコン膜３の厚さは１５０μｍであり、裏面酸化アルミニウム膜４の厚さは８ｎｍである。表面窒化シリコン膜７の厚さは５０〜３００μｍの範囲であってもよく、最も好ましくは、６０〜９０μｍであり、裏面窒化シリコン膜３の厚さは８０〜３００μｍの範囲であってもよく、最も好ましくは、１００〜２００μｍであり、裏面酸化アルミニウム膜４の厚さは２〜５０ｎｍの範囲であってもよく、例えば、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍであり、最も好ましくは、５〜３０ｎｍである。
上記光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の製造方法は、下記のステップ（１）〜（１３）を備え、具体的には、
（１）Ｐ型シリコン５であるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成し、
（２）シリコンウェハの表面で拡散させ、Ｎ型シリコン６、即ちＮ型エミッタを形成する、
（３）シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）を除去し、シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理し、ステップ（３）の後、実際の状況に応じてシリコンウェハの裏面を研磨する必要があるかどうかを決定し、
（４）シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜７を堆積し、
（５）シリコンウェハの裏面を洗浄し、図２に示されるように、シリコンウェハの裏面を洗浄するステップは、順次的に実行される下記のステップ（５１）〜（５８）を備え、具体的には、
（５１）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.１％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が０.１％であるＫＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は９９度であり、放置時間は３００秒であり、
（５２）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３０秒であり、
（５３）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.３％であるＫＯＨ溶液内に放置し、ＫＯＨ溶液の温度は９９度であり、放置時間は３００秒であり、
（５４）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.１％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が０.１％であるＫＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は９９度であり、放置時間は３００秒であり、
（５５）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３０秒であり、
（５６）シリコンウェハをＨＦの質量分率が０.２％であるＨＦ溶液内に放置し、ＨＦ溶液の温度は９０度であり、放置時間は３００秒であり、このステップにおいて、ＨＦ溶液をＨＣＬ溶液で置き換えることもでき、この時、ＨＣＬの質量分率が０.２％であり、または、ＨＦ溶液をＨＦの質量分率が０.２％であり、かつＨＣＬの質量分率が０.２％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液で置き換えることもでき、
（５７）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、脱イオン水の温度は６０度であり、すすぎ時間は３００秒であり、すすぎが完了した後、スローリフティング技術を用い、シリコンウェハを水面から引き出し、
（５８）シリコンウェハを乾燥する。
（６）シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜４を堆積し、
（７）シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜３を堆積し、
（８）シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、裏面窒化シリコン膜３及び裏面酸化アルミニウム膜４を開口してシリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域９を形成し、
（９）シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１０）シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極２を形成し、アルミニウム裏面電極２を印刷すると共にレーザーグルービング領域９内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップ１０を形成し、裏面アルミストリップ１０とアルミニウム裏面電極２とは一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥し、
（１１）シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１２）シリコンウェハを高温で焼結し、裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２及び表面銀電極８を形成し、
（１３）シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成する。
この実施例において、ステップ（５）において、すべてのＫＯＨがＮａＯＨで置き換えることができる。
本発明におけるステップ（１）〜ステップ（８）は、順番通りに実行する必要がなく、当業者は、実際の状況に応じて各ステップの前後順位を調整することができる。
実施例２
本発明に係る光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の実施例２と実施例１との相違点は以下のようである。実施例２において、表面窒化シリコン膜７の厚さは１８０μｍであり、裏面窒化シリコン膜３の厚さは２００μｍであり、裏面酸化アルミニウム膜４の厚さは９ｎｍである。
この実施例のＰＥＲＣ太陽電池の製造方法は、下記のステップ（１）〜（１３）を備え、具体的には、
（１）Ｐ型シリコン５であるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成し、
（２）シリコンウェハの表面で拡散させ、Ｎ型シリコン６、即ちＮ型エミッタを形成する、
（３）シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）を除去し、シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理し、ステップ（３）の後、実際の状況に応じてシリコンウェハの裏面を研磨する必要があるかどうかを決定し、
（４）シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜７を堆積し、
（５）シリコンウェハの裏面を洗浄し、図２に示されるように、シリコンウェハの裏面を洗浄するステップは、順次的に実行される下記のステップ（５１）〜（５８）を備え、具体的には、
（５１）シリコンウェハをＮａＯＨの質量分率が１．５％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が１．３％であるＮａＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は９０度であり、放置時間は２４０秒であり、
（５２）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は２４０秒であり、
（５３）シリコンウェハをＮａＯＨの質量分率が４．５％であるＮａＯＨ溶液内に放置し、温度は９０度であり、放置時間は２４０秒であり、
（５４）シリコンウェハをＮａＯＨの質量分率が１．５％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が１．３％であるＮａＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は９０度であり、放置時間は２５０秒であり、
（５５）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は２５０秒であり、
（５６）シリコンウェハをＨＦの質量分率が１．５％であるＨＦ溶液内に放置し、ＨＦ溶液の温度は８０度であり、放置時間は２４０秒であり、このステップにおいて、ＨＦ溶液をＨＣＬ溶液で置き換えることもでき、この時、ＨＣＬの質量分率が１．２％であり、または、ＨＦ溶液をＨＦの質量分率１．５％であり、かつＨＣＬの質量分率が１．２％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液で置き換えることもでき、
（５７）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、脱イオン水の温度は９０度であり、すすぎ時間は２５０秒であり、すすぎが完了した後、スローリフティング技術を用い、シリコンウェハを水面から引き出し、
（５８）シリコンウェハを乾燥する。
（６）シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜４を堆積し、
（７）シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜３を堆積し、
（８）シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、裏面窒化シリコン膜３及び裏面酸化アルミニウム膜４を開口してシリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域９を形成し、
（９）シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１０）シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極２を形成し、アルミニウム裏面電極２を印刷すると共にレーザーグルービング領域９内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップ１０を形成し、裏面アルミストリップ１０とアルミニウム裏面電極２とは一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥し、
（１１）シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１２）シリコンウェハを高温で焼結し、裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２及び表面銀電極８を形成し、
（１３）シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成する。
この実施例において、ステップ（５）において、すべてのＮａＯＨがＫＯＨで置き換えることができる。
本発明におけるステップ（１）〜ステップ（８）は、順番通りに実行する必要がなく、当業者は、実際の状況に応じて各ステップの前後順位を調整することができる。
実施例３
本発明に係る光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の実施例３と実施例１との相違点は以下のようである。実施例３において、表面窒化シリコン膜７の厚さは２６０μｍであり、裏面窒化シリコン膜３の厚さは２５０μｍであり、裏面酸化アルミニウム膜４の厚さは１６ｎｍである。
この実施例のＰＥＲＣ太陽電池の製造方法は、下記のステップ（１）〜（１３）を備え、具体的には、
（１）Ｐ型シリコン５であるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成し、
（２）シリコンウェハの表面で拡散させ、Ｎ型シリコン６、即ちＮ型エミッタを形成する、
（３）シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）を除去し、シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理し、ステップ（３）の後、実際の状況に応じてシリコンウェハの裏面を研磨する必要があるかどうかを決定し、
（４）シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜７を堆積し、
（５）シリコンウェハの裏面を洗浄し、図２に示されるように、シリコンウェハの裏面を洗浄するステップは、順次的に実行される下記のステップ（５１）〜（５８）を備え、具体的には、
（５１）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が３％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が２．５％であるＫＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は８０度であり、放置時間は１５０秒であり、
（５２）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は１５０秒であり、
（５３）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が９％であるＫＯＨ溶液内に放置し、ＫＯＨ溶液の温度は８０度であり、放置時間は１６０秒であり、
（５４）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が３％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が２．５％であるＫＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は８２度であり、放置時間は１６０秒であり、
（５５）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は１５０秒であり、
（５６）シリコンウェハをＨＦの質量分率が３％であるＨＦ溶液内に放置し、ＨＦ溶液の温度は７５度であり、放置時間は１５０秒であり、このステップにおいて、ＨＦ溶液をＨＣＬ溶液で置き換えることもでき、この時、ＨＣＬの質量分率が２．５％であり、または、ＨＦ溶液をＨＦの質量分率３％であり、かつＨＣＬの質量分率が２．５％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液で置き換えることもでき、
（５７）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、脱イオン水の温度は８０度であり、すすぎ時間は１６０秒であり、すすぎが完了した後、スローリフティング技術を用い、シリコンウェハを水面から引き出し、
（５８）シリコンウェハを乾燥する。
（６）シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜４を堆積し、
（７）シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜３を堆積し、
（８）シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、裏面窒化シリコン膜３及び裏面酸化アルミニウム膜４を開口してシリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域９を形成し、
（９）シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１０）シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極２を形成し、アルミニウム裏面電極２を印刷すると共にレーザーグルービング領域９内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップ１０を形成し、裏面アルミストリップ１０とアルミニウム裏面電極２とは一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥し、
（１１）シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１２）シリコンウェハを高温で焼結し、裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２及び表面銀電極８を形成し、
（１３）シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成する。
この実施例において、ステップ（５）において、すべてのＫＯＨがＮａＯＨで置き換えることができる。
本発明におけるステップ（１）〜ステップ（８）は、順番通りに実行する必要がなく、当業者は、実際の状況に応じて各ステップの前後順位を調整することができる。
実施例４
本発明に係る光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の実施例４と実施例１との相違点は以下のようである。実施例４において、表面窒化シリコン膜７の厚さは３００μｍであり、裏面窒化シリコン膜３の厚さは３００μｍであり、裏面酸化アルミニウム膜４の厚さは２３ｎｍである。
この実施例のＰＥＲＣ太陽電池の製造方法は、下記のステップ（１）〜（１３）を備え、具体的には、
（１）Ｐ型シリコン５であるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成し、
（２）シリコンウェハの表面で拡散させ、Ｎ型シリコン６、即ちＮ型エミッタを形成する、
（３）シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）を除去し、シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理し、ステップ（３）の後、実際の状況に応じてシリコンウェハの裏面を研磨する必要があるかどうかを決定し、
（４）シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜７を堆積し、
（５）シリコンウェハの裏面を洗浄し、図２に示されるように、シリコンウェハの裏面を洗浄するステップは、順次的に実行される下記のステップ（５１）〜（５８）を備え、具体的には、
（５１）シリコンウェハをＮａＯＨの質量分率が４．５％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が３．８％であるＮａＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は７０度であり、放置時間は６０秒であり、
（５２）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は１００秒であり、
（５３）シリコンウェハをＮａＯＨの質量分率が１４％であるＮａＯＨ溶液内に放置し、ＮａＯＨ溶液の温度は７０度であり、放置時間は６０秒であり、
（５４）シリコンウェハをＮａＯＨの質量分率が４．５％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が３．８％であるＮａＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は７０度であり、放置時間は６０秒であり、
（５５）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は９０秒であり、
（５６）シリコンウェハをＨＦの質量分率が４．５％であるＨＦ溶液内に放置し、ＨＦ溶液の温度は７０度であり、放置時間は４０秒であり、このステップにおいて、ＨＦ溶液をＨＣＬ溶液で置き換えることもでき、この時、ＨＣＬの質量分率が３．８％であり、または、ＨＦ溶液をＨＦの質量分率４．５％であり、かつＨＣＬの質量分率が３．８％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液で置き換えることもでき、
（５７）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、脱イオン水の温度は６５度であり、すすぎ時間は２５０秒であり、すすぎが完了した後、スローリフティング技術を用い、シリコンウェハを水面から引き出し、
（５８）シリコンウェハを乾燥する。
（６）シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜４を堆積し、
（７）シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜３を堆積し、
（８）シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、裏面窒化シリコン膜３及び裏面酸化アルミニウム膜４を開口してシリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域９を形成し、
（９）シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１０）シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極２を形成し、アルミニウム裏面電極２を印刷すると共にレーザーグルービング領域９内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップ１０を形成し、裏面アルミストリップ１０とアルミニウム裏面電極２とは一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥し、
（１１）シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１２）シリコンウェハを高温で焼結し、裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２及び表面銀電極８を形成し、
（１３）シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成する。
この実施例において、ステップ（５）において、すべてのＮａＯＨがＫＯＨで置き換えることができる。
本発明におけるステップ（１）〜ステップ（８）は、順番通りに実行する必要がなく、当業者は、実際の状況に応じて各ステップの前後順位を調整することができる。
実施例５
本発明に係る光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の実施例５と実施例１との相違点は以下のようである。実施例５において、表面窒化シリコン膜７の厚さは８０μｍであり、裏面窒化シリコン膜３の厚さは８０μｍであり、裏面酸化アルミニウム膜４の厚さは３０ｎｍである。
この実施例のＰＥＲＣ太陽電池の製造方法は、下記のステップ（１）〜（１３）を備え、具体的には、
（１）Ｐ型シリコン５であるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成し、
（２）シリコンウェハの表面で拡散させ、Ｎ型シリコン６、即ちＮ型エミッタを形成する、
（３）シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏ−ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）を除去し、シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理し、ステップ（３）の後、実際の状況に応じてシリコンウェハの裏面を研磨する必要があるかどうかを決定し、
（４）シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜７を堆積し、
（５）シリコンウェハの裏面を洗浄し、図２に示されるように、シリコンウェハの裏面を洗浄するステップは、順次的に実行される下記のステップ（５１）〜（５８）を備え、具体的には、
（５１）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が６％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が５％であるＫＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は６０度であり、放置時間は３０秒であり、
（５２）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３００秒であり、
（５３）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が１８％であるＫＯＨ溶液内に放置し、ＫＯＨ溶液の温度は６０度であり、放置時間は３０秒であり、
（５４）シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が６％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が５％であるＫＯＨ及びＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、混合溶液の温度は６０度であり、放置時間は３０秒であり、
（５５）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３００秒であり、
（５６）シリコンウェハをＨＦの質量分率が６％であるＨＦ溶液内に放置し、ＨＦ溶液の温度は９０度であり、放置時間は５秒であり、このステップにおいて、ＨＦ溶液をＨＣＬ溶液で置き換えることもでき、この時、ＨＣＬの質量分率が５％であり、または、ＨＦ溶液をＨＦの質量分率６％であり、かつＨＣＬの質量分率が５％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液で置き換えることもでき、
（５７）シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、脱イオン水の温度は９９度であり、すすぎ時間は３０秒であり、すすぎが完了した後、スローリフティング技術を用い、シリコンウェハを水面から引き出し、
（５８）シリコンウェハを乾燥する。
（６）シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜４を堆積し、
（７）シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜３を堆積し、
（８）シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、裏面窒化シリコン膜３及び裏面酸化アルミニウム膜４を開口してシリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域９を形成し、
（９）シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１０）シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極２を形成し、アルミニウム裏面電極２を印刷すると共にレーザーグルービング領域９内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップ１０を形成し、裏面アルミストリップ１０とアルミニウム裏面電極２とは一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥し、
（１１）シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥し、
（１２）シリコンウェハを高温で焼結し、裏面銀電極１、アルミニウム裏面電極２及び表面銀電極８を形成し、
（１３）シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成する。
この実施例において、ステップ（５）において、すべてのＫＯＨがＮａＯＨで置き換えることができる。
本発明におけるステップ（１）〜ステップ（８）は、順番通りに実行する必要がなく、当業者は、実際の状況に応じて各ステップの前後順位を調整することができる。
本発明の上記した実施例は、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の実施的形態はこれに限定されない。本発明の上記した内容を基にして、本分野の一般的な技術知識及び常用手段を利用して、本発明の上記した基本的な技術思想を逸脱しない範囲に本発明の上記構成に対する様々な補正、置換及び変更はすべて本発明の保護範囲内に含まれる。
１ 裏面銀電極
２ アルミニウム裏面電極
３ 裏面窒化シリコン膜
４ 裏面酸化アルミニウム膜
５ Ｐ型シリコン
６ Ｎ型シリコン
７ 表面窒化シリコン膜
８ 表面銀電極
９ レーザーグルービング領域
１０ 裏面アルミストリップ

Claims (8)

  1. 下から上へ順次配置される裏面銀電極、アルミニウム裏面電極、裏面窒化シリコン膜、裏面酸化アルミニウム膜、Ｐ型シリコン、Ｎ型シリコン、表面窒化シリコン膜及び表面銀電極を備え、裏面には、さらに、前記裏面窒化シリコン膜及び前記裏面酸化アルミニウム膜を開口して前記Ｐ型シリコンまでわたる複数のレーザーグルービング領域が開設され、複数の前記レーザーグルービング領域が平行に設置され、各レーザーグルービング領域内のそれぞれには裏面アルミストリップが充填され、前記裏面アルミストリップ及び前記アルミニウム裏面電極はアルミニウムペーストによって一体的に印刷によって成形され、前記アルミニウム裏面電極は前記裏面アルミストリップを介して前記Ｐ型シリコンに接続され、前記裏面銀電極、前記アルミニウム裏面電極、前記裏面窒化シリコン膜、前記裏面酸化アルミニウム膜、前記Ｐ型シリコン、前記Ｎ型シリコン、前記表面窒化シリコン膜及び前記表面銀電極は、下から上へ順次に接続され、前記Ｐ型シリコンは電池のシリコンウェハであり、前記Ｎ型シリコンは前記シリコンウェハの表面で拡散して形成されたＮ型エミッタであり、前記表面窒化シリコン膜は前記シリコンウェハの表面に堆積され、前記裏面酸化アルミニウム膜は前記シリコンウェハの裏面に堆積され、前記シリコンウェハに前記表面窒化シリコン膜が堆積された後に前記裏面酸化アルミニウム膜が堆積され、前記裏面酸化アルミニウム膜が堆積される前に前記シリコンウェハの裏面を洗浄することを特徴とする、光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池。
  2. 前記表面窒化シリコン膜の厚さは５０〜３００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池。
  3. 前記裏面窒化シリコン膜の厚さは８０〜３００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池。
  4. 前記裏面酸化アルミニウム膜の厚さは２〜５０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の製造方法において、
    （１）Ｐ型シリコンであるシリコンウェハの表面にテクスチャを形成するステップと、
    （２）前記シリコンウェハの表面で拡散させて、Ｎ型シリコン、即ちＮ型エミッタを形成するステップと、
    （３）前記シリコンウェハの周辺のＰＮ接合及び拡散中に形成された表面ＰＳＧを除去し、前記シリコンウェハの表面をオゾン酸化処理するステップと、
    （４）前記シリコンウェハの表面に表面窒化シリコン膜を堆積するステップと、
    （５）前記シリコンウェハの裏面を洗浄するステップと、
    （６）前記シリコンウェハの裏面に裏面酸化アルミニウム膜を堆積するステップと、
    （７）前記シリコンウェハの裏面に裏面窒化シリコン膜を堆積するステップと、
    （８）前記シリコンウェハの裏面をレーザーグルービングし、前記裏面窒化シリコン膜、前記裏面酸化アルミニウム膜を開口して前記シリコンウェハまでわたる複数のレーザーグルービング領域を形成するステップと、
    （９）前記シリコンウェハの裏面に裏面電極ペーストを印刷して乾燥するステップと、
    （１０）前記シリコンウェハの裏面にアルミニウムペーストを印刷してアルミニウム裏面電極を形成し、前記アルミニウム裏面電極を印刷すると共に前記レーザーグルービング領域内にアルミニウムペーストを印刷して裏面アルミストリップを形成し、前記裏面アルミストリップと前記アルミニウム裏面電極とは一体的に印刷によって成形され、印刷の後に乾燥するステップと、
    （１１）前記シリコンウェハの表面に表面電極ペーストを印刷して乾燥するステップと、
    （１２）前記シリコンウェハを高温で焼結して、裏面銀電極、前記アルミニウム裏面電極及び表面銀電極を形成するステップと、
    （１３）前記シリコンウェハをアンチＬＩＤ（ａｎｔｉ−ＬＩＤ）アニーリング処理し、太陽電池を形成するステップと、を備えることを特徴とする光電変換効率を向上可能なＰＥＲＣ太陽電池の製造方法。
  6. 前記シリコンウェハの裏面を洗浄する前記ステップ（５）は、具体的には、
    （５１）前記シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.１％〜６％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が０.１％〜５％であるＫＯＨとＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、前記混合溶液の温度は６０〜９９度であり、放置時間は３０〜３００秒であるステップと、
    （５２）前記シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３０〜３００秒であるステップと、
    （５３）前記シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.３％〜１８％であるＫＯＨ溶液内に放置し、前記ＫＯＨ溶液の温度は６０〜９９度であり、放置時間は３０〜３００秒であるステップと、
    （５４）前記シリコンウェハをＫＯＨの質量分率が０.１％〜６％であり、かつＨ２Ｏ２の質量分率が０.１％〜５％であるＫＯＨとＨ２Ｏ２の混合溶液内に放置し、前記混合溶液の温度は６０〜９９度であり、放置時間は３０〜３００秒であるステップと、
    （５５）前記シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、すすぎ時間は３０〜３００秒であるステップと、
    （５６）前記シリコンウェハをＨＦの質量分率が０.２％〜６％であるＨＦ溶液、または、ＨＣＬの質量分率が０.２％〜５％であるＨＣＬ溶液、または、ＨＦの質量分率が０.２％〜６％であり、かつＨＣＬの質量分率が０.２％〜５％であるＨＦ及びＨＣＬの混合溶液内に放置し、ＨＦ溶液またはＨＣＬ溶液またはＨＦ及びＨＣＬの混合溶液の温度は６０〜９０度であり、放置時間は５〜３００秒であるステップと、
    （５７）前記シリコンウェハを脱イオン水に浸漬してからすすぎ、前記脱イオン水の温度は６０〜９９度であり、すすぎ時間は３０〜３００秒であり、すすぎが完了した後、前記シリコンウェハを水面から引き出すステップと、
    （５８）前記シリコンウェハを乾燥するステップと、を備え、
    前記ステップ（５１）〜（５８）はこの順で実行されることを特徴とする、請求項５に記載の製造方法。
  7. 前記ステップ（５）において、すべてのＫＯＨをＮａＯＨで置き換えることができることを特徴とする、請求項６に記載の製造方法。
  8. 前記ステップ（５７）において、すすぎが完了した後、スローリフティング技術を用いて前記シリコンウェハを水面から引き出すことを特徴とする、請求項６に記載の製造方法。
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