JP5073103B2 - 太陽電池素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る太陽電池素子1について、図1と、図1に示す太陽電池素子1の部分拡大断面図である図2を用いて説明する。
次に、本発明に係る太陽電池素子の製造方法について説明する。
まず、一導電型を示す半導体基板5として、例えばボロンなどがドープされたP型のシリコン基板を準備する。このシリコン基板は、シリコンインゴットから切り出された単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板からなるシリコン基板を用いればよく、シリコン基板の大きさは例えば一辺140〜180mm程度の正方形又は矩形で、その厚みは150μm〜300μm程度にすればよい。
次に、半導体基板5の第1面1bと第2面1aとの間に電極用貫通孔8を形成する。
また、複数の貫通孔8が、第1面1b側から第2面1a側にかけて、半導体基板5の中央部5a側から周縁部5b側に向かって傾き、かつ、複数の貫通孔8の傾きが、貫通孔8が半導体基板5の中央部5a側から周縁部5b側に位置するほど大きくなるようにすることができる点で好ましい。
電極用貫通孔8を設けた半導体基板5を、10〜30%程度、60〜90℃の水酸化ナトリウム水溶液で5〜20μm程度エッチングする。
次に、半導体基板5の表面に逆導電型層6を形成する。逆導電型層6を形成するためのN型化ドーピング元素としてはP(リン)を用い、シート抵抗が60〜300Ω/□程度のN+型とすることでPN接合部が形成される。さらにこの逆導電型層6に例えば気相拡散法が用いられた場合、半導体基板5の両面および電極用貫通孔8の内壁に、同時に逆導電型層6を形成することができる。
次に、第1逆導電型層6aの上に、反射防止膜7を形成することが好ましい。反射防止膜7の材料としては、窒化珪素膜や酸化チタン膜などを用いることができる。反射防止膜7の形成方法としては、PECVD法、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。
次に、半導体基板5に、受光面電極2aと貫通孔電極2bを形成する。これらの電極は、半導体基板5の第1面1bにスクリーン印刷法などの塗布法を用いて導電性ペーストを塗布すればよく、例えば銀等からなる導電性ペーストを、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより形成される。
次に、半導体基板5の第2面1a上に、集電電極3aを形成する。例えばスクリーン印刷法を用いて、半導体基板5の第2面1a上に導電性ペーストを塗布すればよく、例えばアルミニウム等からなる導電性ペーストを、集電電極3aとなるような所定の電極形状に塗布し、最高温度500〜850℃で数十秒〜数十分程度焼成することにより集電電極3aを形成する。またこれにより一導電型半導体不純物が高濃度に拡散された高濃度ドープ層10を形成することも可能となる。次に、半導体基板5の第2面1a上に第1電極2と出力電極3bと第3電極4とを形成する。
PN分離は、第2面1aの周縁部のみに酸化珪素やアルミナなどの粉末を高圧で吹きつけて第2面1aの周縁部の逆導電型層を削り取るブラスト加工法や、第2面1aの周辺端部に分離溝9bを形成するレーザー加工法で可能である。
1a:第2面(裏面、非受光面)
1b:第1面(表面、受光面)
2:第1電極
2a:受光面電極
2b:貫通孔電極
3:第2電極
3a:集電電極
3b:出力電極
4:第3電極
5:半導体基板
5a:中央部
5b:周縁部
6:逆導電型(半導体)層
6a;第1逆導電型層
6b:第二逆導電型層
6c;第三逆導電型層
7:反射防止膜
8:(電極用)貫通孔
8a:第1貫通孔
8b、8c、8d、8e:第2貫通孔
9:分割溝
9a:周縁部の分離溝
9b:外周端部の分離溝
10:高濃度ドープ層
11:1点(特定位置)
11a:(対角線の)交点
12:中心線(延長線)
17:情報処理部
18:ミラー制御部
19:レーザー制御部
20:レーザー発振部
21:ミラー
22:載置台
23:作業ステージ
24:ステップモーター
30:入射光
31:多重反射光
32:電流
33:バックシート
L:光路
Claims (12)
- 受光面である第1面と、該第1面の裏面である第2面と、前記第1面から前記第2面にかけて形成された複数の貫通孔とを有する半導体基板を備える太陽電池素子であって、
前記複数の貫通孔の開口部の面積は、前記半導体基板の中央部から周縁部に位置するほど大きくなっている太陽電池素子。 - 前記複数の貫通孔の中心線と前記第1面とのなす角度は、前記半導体基板の中央部から周縁部に位置するほど小さくなっている請求項1に記載の太陽電池素子。
- 前記複数の貫通孔の中心線の延長線は、それぞれ前記第1面側で交わる交差点に向かって集中している請求項1または2に記載の太陽電池素子。
- 前記半導体基板の前記第1面は四角形状であって、
前記交差点は、前記半導体基板の対角線の交点を通る前記半導体基板の垂線上にある請求項3に記載の太陽電池素子。 - 前記複数の貫通孔は、前記中央部に位置して前記開口部の形状が円形状の第1貫通孔と、前記第1貫通孔よりも周縁部側に位置して前記開口部の形状が楕円形状である第2貫通孔とを有している請求項1から4のいずれかに記載の太陽電池素子。
- 前記第2貫通孔は、前記第1貫通孔を中心として放射状に広がって位置している請求項5に記載の太陽電池素子。
- 前記半導体基板は一導電型を有し、前記貫通孔の内側側面には逆導電型半導体層が形成されている請求項1から6のいずれかに記載の太陽電池素子。
- 前記貫通孔の内側側面は、前記第1面および前記第2面よりも表面粗さが大きくなっている請求項1から7のいずれかに記載の太陽電池素子。
- 請求項1から8のいずれかに記載の太陽電池素子を用いた太陽電池モジュール。
- 請求項1から8のいずれかに記載の太陽電池素子の製造方法であって、前記半導体基板に対して特定位置から角度を変えてレーザーを照射して前記複数の貫通孔を形成する工程を含む太陽電池素子の製造方法。
- 前記特定位置を、前記半導体基板の前記第1面側の上方とする請求項10に記載の太陽電池素子の製造方法。
- 前記半導体基板の前記第1面が四角形状であるとき、
前記特定位置を、前記半導体基板の前記第1面の対角線の交点の上方とする請求項10または11に記載の太陽電池素子の製造方法。
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