JPH09172196A - アルミニウム合金接合自己整合裏面電極型シリコン太陽電池の構造および製造 - Google Patents
アルミニウム合金接合自己整合裏面電極型シリコン太陽電池の構造および製造Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 現在のエネルギー価格で従来の化石燃料電力
供給に対抗できるように、太陽電池のユニット・コスト
を下げる。 【解決手段】 アルミニウム合金接合をセルの裏面（不
照射面）上に配置し、それによってアルミニウムの（ド
ーパント、電極金属および光反射器としての）所望の特
徴を裏面電極セルの利点と結合させる。セルの設計およ
び製造方法は、表面テクスチャリング、表面／裏面電界
少数キャリヤ・ミラー、酸化層を使用する表面不動態
化、光反射器としてのアルミニウム電極の使用、隣接す
るｎ+領域とｐ+領域による逆バイアスに対する本質的保
護、および面実装技術を使用してセルを相互接続するの
に適した改善された母線電極設計などの特徴を含む。オ
ーミック電極形成の改善された方法では、オーミック電
極を形成するための自己整合技法を使用する。
供給に対抗できるように、太陽電池のユニット・コスト
を下げる。 【解決手段】 アルミニウム合金接合をセルの裏面（不
照射面）上に配置し、それによってアルミニウムの（ド
ーパント、電極金属および光反射器としての）所望の特
徴を裏面電極セルの利点と結合させる。セルの設計およ
び製造方法は、表面テクスチャリング、表面／裏面電界
少数キャリヤ・ミラー、酸化層を使用する表面不動態
化、光反射器としてのアルミニウム電極の使用、隣接す
るｎ+領域とｐ+領域による逆バイアスに対する本質的保
護、および面実装技術を使用してセルを相互接続するの
に適した改善された母線電極設計などの特徴を含む。オ
ーミック電極形成の改善された方法では、オーミック電
極を形成するための自己整合技法を使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、裏面電極型太陽電
池の改善された設計および方法に関する。
池の改善された設計および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光起電力セルの開発の進行は、様々な要
因、特に新しい設計、新しい材料および新しい製造技法
によって決まる。歴史上、太陽エネルギー変換効率を高
めようとする試みに公正に多くの努力が注がれた。進行
は劇的であった。照度ＡＭ１（地球の大気のある厚さを
透過する日光）に対して、１９１４年のセレン太陽電池
では１％の効率が得られた。１９５４年までにシリコン
単結晶セルに関して６％の効率が達成された。一方、１
９８０年代までに太陽電池に関して２２％〜２５％の効
率が報告された。レンズまたはミラーを使用して日光を
通常の強度よりもかなり大きい強度まで増大させる集光
セルに関して、代表的な化石燃料発電所の３８％〜４０
％の熱効率および軽水炉発電所の３２％〜３４％の効率
と比較して勝る２７．５％の効率が報告された。
因、特に新しい設計、新しい材料および新しい製造技法
によって決まる。歴史上、太陽エネルギー変換効率を高
めようとする試みに公正に多くの努力が注がれた。進行
は劇的であった。照度ＡＭ１（地球の大気のある厚さを
透過する日光）に対して、１９１４年のセレン太陽電池
では１％の効率が得られた。１９５４年までにシリコン
単結晶セルに関して６％の効率が達成された。一方、１
９８０年代までに太陽電池に関して２２％〜２５％の効
率が報告された。レンズまたはミラーを使用して日光を
通常の強度よりもかなり大きい強度まで増大させる集光
セルに関して、代表的な化石燃料発電所の３８％〜４０
％の熱効率および軽水炉発電所の３２％〜３４％の効率
と比較して勝る２７．５％の効率が報告された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽電
池が、住宅に電力を提供する場合など大規模用途にとっ
て経済的となるためには、高い効率以外の他の考慮事項
も重要となる。１つの要因はセルの製造コストである。
たいていの一戸建ての家庭は、平均的な家庭に十分な毎
年８５００ｋＷ時の電気を提供する従来の設計の太陽電
池に十分な屋根面積を有するが、商業化への１つのネッ
クは、効率ではなく、太陽電池の単位面積当たりのコス
トを下げることである。この仕事の有望な候補は、シリ
コン太陽電池、特に高品質シリコンを有効に利用した薄
い（〜１００μｍ）シリコン基板から製造したシリコン
太陽電池である。現在の課題は、現在のエネルギー価格
で従来の化石燃料による電力供給に対抗できるように、
これらの太陽電池のユニット・コストを下げることであ
る。これを行う１つの方法は改善された製造技法であ
る。
池が、住宅に電力を提供する場合など大規模用途にとっ
て経済的となるためには、高い効率以外の他の考慮事項
も重要となる。１つの要因はセルの製造コストである。
たいていの一戸建ての家庭は、平均的な家庭に十分な毎
年８５００ｋＷ時の電気を提供する従来の設計の太陽電
池に十分な屋根面積を有するが、商業化への１つのネッ
クは、効率ではなく、太陽電池の単位面積当たりのコス
トを下げることである。この仕事の有望な候補は、シリ
コン太陽電池、特に高品質シリコンを有効に利用した薄
い（〜１００μｍ）シリコン基板から製造したシリコン
太陽電池である。現在の課題は、現在のエネルギー価格
で従来の化石燃料による電力供給に対抗できるように、
これらの太陽電池のユニット・コストを下げることであ
る。これを行う１つの方法は改善された製造技法であ
る。
【０００４】製造技法の他に、いくつかの設計構造は他
の設計に勝る利点を有する。そのような優れた設計の１
つは、特に薄いシリコン基板を使用した裏面電極型太陽
電池であろう。
の設計に勝る利点を有する。そのような優れた設計の１
つは、特に薄いシリコン基板を使用した裏面電極型太陽
電池であろう。
【０００５】ホモ接合シリコン太陽電池は、光で発生し
た電子を光で発生した正孔から分離するｐｎ接合を有す
る。太陽電池が適切に機能するためには、ｎ型材料では
電子が電極の方に導かれる必要があり、ｐ型材料では正
孔が電極の方に導かれる必要がある。半導体内の光強度
は深さとともに単調に減少し、したがってｐｎ接合によ
って分離される前の正孔と電子の再結合を減らすため
に、ｐｎ接合は照射面に近いことが好ましい。薄いシリ
コン太陽電池では、セルの厚さが従来のシリコン太陽電
池の場合よりも薄く（〜３００μｍ）、またフォトンが
電子正孔対または電荷担体対に変換される可能性が小さ
いが、光で発生した電子正孔対の平均寿命は、電子正孔
対がそれぞれ電極へ引かれるまである。すなわち、薄い
シリコン太陽電池では、少数キャリヤ拡散長がセルの厚
さに比較して相対的に大きくなり、したがってセルの性
能が過度に低下することがない。本発明では、少数キャ
リヤ拡散長はセルの厚さに等しいかまたはそれよりも長
い。
た電子を光で発生した正孔から分離するｐｎ接合を有す
る。太陽電池が適切に機能するためには、ｎ型材料では
電子が電極の方に導かれる必要があり、ｐ型材料では正
孔が電極の方に導かれる必要がある。半導体内の光強度
は深さとともに単調に減少し、したがってｐｎ接合によ
って分離される前の正孔と電子の再結合を減らすため
に、ｐｎ接合は照射面に近いことが好ましい。薄いシリ
コン太陽電池では、セルの厚さが従来のシリコン太陽電
池の場合よりも薄く（〜３００μｍ）、またフォトンが
電子正孔対または電荷担体対に変換される可能性が小さ
いが、光で発生した電子正孔対の平均寿命は、電子正孔
対がそれぞれ電極へ引かれるまである。すなわち、薄い
シリコン太陽電池では、少数キャリヤ拡散長がセルの厚
さに比較して相対的に大きくなり、したがってセルの性
能が過度に低下することがない。本発明では、少数キャ
リヤ拡散長はセルの厚さに等しいかまたはそれよりも長
い。
【０００６】さらに、従来の（表面電極）シリコン太陽
電池は、広いｐｎ接合がセルの照射面で基板全体にわた
って形成された構造を有する。この従来の設計には、エ
ミッタ（一般にｐｎ接合セルのｐ型層）が表面全体を覆
うので、エミッタをパターニングする必要がないため簡
単であるという長所がある。しかしながら、このタイプ
の配置では、表面とエミッタ層に対して同時に矛盾する
要件が課せられる。一方では、エミッタ拡散層は、浅い
必要があり、高いドーパント濃度で発生する再結合を減
らすために低いドーパント濃度（１×１０19ｃｍ-3以
下）を有する必要がある。他方では、そのような浅い軽
くドープされたエミッタは、一般に１００オーム／平方
以上の大きい層抵抗を有し（電流は従来のセルの上面層
中および電極グリッド配線間を横方向に流れ、層抵抗は
ドープ層の厚さに逆比例する）、したがって過度の抵抗
電力損を回避するためにグリッド電極配線の間隔を密に
する必要がある。
電池は、広いｐｎ接合がセルの照射面で基板全体にわた
って形成された構造を有する。この従来の設計には、エ
ミッタ（一般にｐｎ接合セルのｐ型層）が表面全体を覆
うので、エミッタをパターニングする必要がないため簡
単であるという長所がある。しかしながら、このタイプ
の配置では、表面とエミッタ層に対して同時に矛盾する
要件が課せられる。一方では、エミッタ拡散層は、浅い
必要があり、高いドーパント濃度で発生する再結合を減
らすために低いドーパント濃度（１×１０19ｃｍ-3以
下）を有する必要がある。他方では、そのような浅い軽
くドープされたエミッタは、一般に１００オーム／平方
以上の大きい層抵抗を有し（電流は従来のセルの上面層
中および電極グリッド配線間を横方向に流れ、層抵抗は
ドープ層の厚さに逆比例する）、したがって過度の抵抗
電力損を回避するためにグリッド電極配線の間隔を密に
する必要がある。
【０００７】従来の表面電極セル手段では、電極配線の
間隔を密にすると、電極材料による下地のシリコンのシ
ャドーイングのためにセルからの電力が低下した。さら
に、ドーパント濃度が低い場合、電極とドーパント層の
境界面がオーム性ではなく（ショットキー・ダイオード
のように）整流性となり、ダイオードのターンオン電圧
と関連する対応する電力損が生じる。しかし、ドーパン
ト濃度が高ければ高いほど、有害な、一般に入射光が当
たる面の近くで最も多く発生するエミッタ層中の電子と
正孔の再結合が増える。最後に、光トラッピング手段を
増すために表面にテクスチャリングを施す場合、電極配
線は、連続性を失うことなく粗い面上を通らなければな
らず、これは達成することが困難である。さらに、多孔
シリコン方法などいくつかのテクスチャリング方法で
は、容認できる均一さのエミッタ拡散層を作成すること
が一層困難になる。
間隔を密にすると、電極材料による下地のシリコンのシ
ャドーイングのためにセルからの電力が低下した。さら
に、ドーパント濃度が低い場合、電極とドーパント層の
境界面がオーム性ではなく（ショットキー・ダイオード
のように）整流性となり、ダイオードのターンオン電圧
と関連する対応する電力損が生じる。しかし、ドーパン
ト濃度が高ければ高いほど、有害な、一般に入射光が当
たる面の近くで最も多く発生するエミッタ層中の電子と
正孔の再結合が増える。最後に、光トラッピング手段を
増すために表面にテクスチャリングを施す場合、電極配
線は、連続性を失うことなく粗い面上を通らなければな
らず、これは達成することが困難である。さらに、多孔
シリコン方法などいくつかのテクスチャリング方法で
は、容認できる均一さのエミッタ拡散層を作成すること
が一層困難になる。
【０００８】これらの理由で、従来のセル構造では、オ
ーミック接触形成を促進しかつシャドーイングを減らす
ために表面のドーパント濃度を高くしたい要望と、キャ
リヤ再結合を減らしかつ有効な表面不動態化を得るため
に表面のドーパント濃度を低くしたい要望とのバランス
を考える必要がある。テクスチャリングおよびシャドー
イングによる制約も問題である。他の方法は、セルの裏
面（不照射面）にｐｎ接合を配置することである。その
ような裏面電極型太陽電池では、表面のテクスチャリン
グおよび不動態化に対する要件が、ｐｎ接合の形成およ
びエミッタとベースとの接触に対する要件から分離され
る。これは、ｐｎ接合を深くでき、極端な結果を伴うこ
となくエミッタに強くドープできることを意味する。表
面上に電極がないので照射面のシャドーイングはもはや
問題ではなく、また金属電極配線の離間も問題ではな
い。一般に、このタイプのセルでは、交互嵌合電極を使
用し、裏面面積のほぼ半分を正電極金属によって覆い、
他方の半分を負電極金属によって覆う。しかしながら、
ｐｎ接合がセルの裏面にあるので、充分なエネルギー変
換効率を得るために、開始材料中の少数キャリヤ拡散長
がセルの厚さを越える必要がある。スタンフォード大学
グループがこの方法に関して最良の結果を得ており、厚
さ１８０μｍ、面積３５ｃｍ2 のフロートゾーン裏面電
極シリコン・セルに関してある太陽照度（１００ｍＷ／
ｃｍ2 ）で２１．３％の効率、およびあるＡＭ１の太陽
照度に対し、２４℃で２２％の効率を報告している。
（どちらも参照により本明細書の一部となる、Ｒ．Ａ．
Ｓｉｎｔｏｎ他、「Ｌａｒｇｅ−Ａｒｅａ ２１％ Ｅ
ｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｓｉ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ」、
Ｃｏｎｆ．Ｒｅｃｏｒｄ ２３ｒＤ ＩＥＥＥ Ｐｈｏ
ｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．１５７（１９９３）；Ｒ．Ａ．Ｓ
ｉｎｔｏｎ他、ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉ
ｃｅ Ｌｅｔｔ．，ＥＤＬ−７，ｎｏ．７，ｐ．５６７
（１９８６））。
ーミック接触形成を促進しかつシャドーイングを減らす
ために表面のドーパント濃度を高くしたい要望と、キャ
リヤ再結合を減らしかつ有効な表面不動態化を得るため
に表面のドーパント濃度を低くしたい要望とのバランス
を考える必要がある。テクスチャリングおよびシャドー
イングによる制約も問題である。他の方法は、セルの裏
面（不照射面）にｐｎ接合を配置することである。その
ような裏面電極型太陽電池では、表面のテクスチャリン
グおよび不動態化に対する要件が、ｐｎ接合の形成およ
びエミッタとベースとの接触に対する要件から分離され
る。これは、ｐｎ接合を深くでき、極端な結果を伴うこ
となくエミッタに強くドープできることを意味する。表
面上に電極がないので照射面のシャドーイングはもはや
問題ではなく、また金属電極配線の離間も問題ではな
い。一般に、このタイプのセルでは、交互嵌合電極を使
用し、裏面面積のほぼ半分を正電極金属によって覆い、
他方の半分を負電極金属によって覆う。しかしながら、
ｐｎ接合がセルの裏面にあるので、充分なエネルギー変
換効率を得るために、開始材料中の少数キャリヤ拡散長
がセルの厚さを越える必要がある。スタンフォード大学
グループがこの方法に関して最良の結果を得ており、厚
さ１８０μｍ、面積３５ｃｍ2 のフロートゾーン裏面電
極シリコン・セルに関してある太陽照度（１００ｍＷ／
ｃｍ2 ）で２１．３％の効率、およびあるＡＭ１の太陽
照度に対し、２４℃で２２％の効率を報告している。
（どちらも参照により本明細書の一部となる、Ｒ．Ａ．
Ｓｉｎｔｏｎ他、「Ｌａｒｇｅ−Ａｒｅａ ２１％ Ｅ
ｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｓｉ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ」、
Ｃｏｎｆ．Ｒｅｃｏｒｄ ２３ｒＤ ＩＥＥＥ Ｐｈｏ
ｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．１５７（１９９３）；Ｒ．Ａ．Ｓ
ｉｎｔｏｎ他、ＩＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉ
ｃｅ Ｌｅｔｔ．，ＥＤＬ−７，ｎｏ．７，ｐ．５６７
（１９８６））。
【０００９】Ｓｉｎｔｏｎ他などの裏面電極シリコン太
陽電池設計では、一般に集積回路の製造に関連して、製
造が比較的複雑かつ費用がかかる。これらのプロセス
は、（それぞれマスキングを必要とする）ｐ型拡散層と
ｎ型拡散層を分離するステップと、フォトリソグラフィ
を使用して負電極金属を正電極金属に対して整合するス
テップと、真空システムを必要とする多層電極金属シス
テムを蒸発またはスパッタリングによって付着するステ
ップとを含む。したがって、裏面電極構造は従来の表面
電極構造に勝る大きい利点を有するが、その実施には費
用がかかる。
陽電池設計では、一般に集積回路の製造に関連して、製
造が比較的複雑かつ費用がかかる。これらのプロセス
は、（それぞれマスキングを必要とする）ｐ型拡散層と
ｎ型拡散層を分離するステップと、フォトリソグラフィ
を使用して負電極金属を正電極金属に対して整合するス
テップと、真空システムを必要とする多層電極金属シス
テムを蒸発またはスパッタリングによって付着するステ
ップとを含む。したがって、裏面電極構造は従来の表面
電極構造に勝る大きい利点を有するが、その実施には費
用がかかる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、ｐ型ドーパ
ンド材料ならびにｎ型シリコン（Ｓｉ）のバルク層中の
オーミック電極材料として単一の材料、好ましくはアル
ミニウム（Ａｌ）を使用する裏面電極シリコン太陽電池
を使用して、シリコン太陽電池の製造コストを下げ、同
時に比較的高い太陽エネルギー変換効率を維持する。さ
らに、好ましい実施形態では、比較的安価なスクリーン
・プリンティング自己整合電極システムを使用する裏面
電極グリッド配線の新規の構成を使用する。この電極シ
ステムの新規の特徴は、一組の電極にアノード酸化を適
用して、この組を他の組の電極から絶縁することによっ
て自己整合し、したがってグリッド配線パターンを達成
するために連続的なマスクの組を正確に整合させる必要
がないことである。
ンド材料ならびにｎ型シリコン（Ｓｉ）のバルク層中の
オーミック電極材料として単一の材料、好ましくはアル
ミニウム（Ａｌ）を使用する裏面電極シリコン太陽電池
を使用して、シリコン太陽電池の製造コストを下げ、同
時に比較的高い太陽エネルギー変換効率を維持する。さ
らに、好ましい実施形態では、比較的安価なスクリーン
・プリンティング自己整合電極システムを使用する裏面
電極グリッド配線の新規の構成を使用する。この電極シ
ステムの新規の特徴は、一組の電極にアノード酸化を適
用して、この組を他の組の電極から絶縁することによっ
て自己整合し、したがってグリッド配線パターンを達成
するために連続的なマスクの組を正確に整合させる必要
がないことである。
【００１１】好ましい実施形態では、表面テクスチャリ
ング（結晶成長時にも化学的にも形成する）、表面およ
び裏面のフィールド少数キャリヤ・ミラー、酸化ケイ素
層を使用する表面の不動態化、反射防止コーティングの
使用、裏面光反射器としてのオーミック電極の使用、強
くドープされた隣接するｎ+領域とｐ+領域による逆バイ
アスによる損傷に対する本質的保護、およびセルを直列
に接続した場合に「面実装技術」設計を可能にする改善
された負および正電極母線を含む、他のいくつかの有利
な特徴が、本発明のシリコン裏面電極型太陽電池中に設
計されている。ただし、これらに限定されない。
ング（結晶成長時にも化学的にも形成する）、表面およ
び裏面のフィールド少数キャリヤ・ミラー、酸化ケイ素
層を使用する表面の不動態化、反射防止コーティングの
使用、裏面光反射器としてのオーミック電極の使用、強
くドープされた隣接するｎ+領域とｐ+領域による逆バイ
アスによる損傷に対する本質的保護、およびセルを直列
に接続した場合に「面実装技術」設計を可能にする改善
された負および正電極母線を含む、他のいくつかの有利
な特徴が、本発明のシリコン裏面電極型太陽電池中に設
計されている。ただし、これらに限定されない。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、図面に注意を向けると、本
発明の好ましい製造技法および設計が開示されている。
発明の好ましい製造技法および設計が開示されている。
【００１３】図１〜図７にはデンドライト・ウェブ(den
dritic web) ・シリコンが示されているが、本発明は、
動作セル条件のもとでの少数キャリヤ拡散長がセルの厚
さを越えるのであれば、フロート・ゾーン・シリコン、
チョクラルスキー・シリコン(Czocharalski silicon)、
磁気チョクラルスキー・シリコン、鋳造シリコン、およ
びシート・シリコンを含む、任意の形態のシリコンに適
用されるものであることが理解される。
dritic web) ・シリコンが示されているが、本発明は、
動作セル条件のもとでの少数キャリヤ拡散長がセルの厚
さを越えるのであれば、フロート・ゾーン・シリコン、
チョクラルスキー・シリコン(Czocharalski silicon)、
磁気チョクラルスキー・シリコン、鋳造シリコン、およ
びシート・シリコンを含む、任意の形態のシリコンに適
用されるものであることが理解される。
【００１４】本発明の裏面電極シリコン（Ｓｉ）太陽電
池用の開始材料は、層１０として示されるｎ型シリコン
開始材料である。通常のＳｉ用ｎ型ドーパンドは、周期
表のＶ族からの原子を含み、Ｌｉ、Ｓｂ、ＰおよびＡｓ
などの元素を含む。しかしながら、開示したセル構造
は、層１０が主として光の吸収材の役目をするので、ｐ
型の開始シリコン材料の役目もすることも理解された
い。
池用の開始材料は、層１０として示されるｎ型シリコン
開始材料である。通常のＳｉ用ｎ型ドーパンドは、周期
表のＶ族からの原子を含み、Ｌｉ、Ｓｂ、ＰおよびＡｓ
などの元素を含む。しかしながら、開示したセル構造
は、層１０が主として光の吸収材の役目をするので、ｐ
型の開始シリコン材料の役目もすることも理解された
い。
【００１５】図面に示される好ましい実施形態では、開
始材料（図１のバルク層１０用）はアンチモン（Ｓｂ）
によってｎ型にドープされたデンドライト・ウェブ・シ
リコンである。デンドライト・ウェブ・シリコン・リボ
ンは、チョクラルスキー（Ｃｚ）シリコンを製造するの
に使用されるプロセスと同じプロセスを使用して成長さ
せる。ただし、デンドライト・ウェブ・シリコンの他
に、フロート・ゾーン・シリコン、Ｃｚシリコン、鋳造
シリコン、およびシート・シリコンなど、他の方法によ
って成長させたシリコンも使用できる。一般に、シリコ
ン・デンドライト・ウェブは、厚さ１００ミクロンのと
ころに成長させるが、他の厚さも使用できる。この厚さ
では、少数キャリヤ拡散長がセルの厚さよりも長く、セ
ルの厚さの２倍または３倍になることが多い。ウェブが
成長炉内にある間に、アンチモンをドープしたシリコン
・リボンの上面ならびに底面に両方の面中に拡散した浅
いｎ+ 層２０を形成させる。ｎ+ 表面層２０をウェブ成
長中に導入しない場合、急速熱処理を使用して液体ドー
パント源から表面と裏面に同時に拡散させる方法を含む
当分野で周知の実証された任意の方法によって、ｎ+ 表
面層２０をプロセスの初めに組み込むことができる。ｎ
+ 層は、表面から正孔を追いやり、そこでの表面再結合
を減らし、ならびに表面層中に発生した正孔をｐｎ接合
へ加速させる「表面電界」を形成し、また短絡回路電流
および開回路電圧を増大させて太陽エネルギー変換効率
を高める働きをする他の有利な効果を生み出す。さら
に、以下に説明するように、裏面ｎ+層は、そこでの負
電極金属へのオーミック接触を促進する。
始材料（図１のバルク層１０用）はアンチモン（Ｓｂ）
によってｎ型にドープされたデンドライト・ウェブ・シ
リコンである。デンドライト・ウェブ・シリコン・リボ
ンは、チョクラルスキー（Ｃｚ）シリコンを製造するの
に使用されるプロセスと同じプロセスを使用して成長さ
せる。ただし、デンドライト・ウェブ・シリコンの他
に、フロート・ゾーン・シリコン、Ｃｚシリコン、鋳造
シリコン、およびシート・シリコンなど、他の方法によ
って成長させたシリコンも使用できる。一般に、シリコ
ン・デンドライト・ウェブは、厚さ１００ミクロンのと
ころに成長させるが、他の厚さも使用できる。この厚さ
では、少数キャリヤ拡散長がセルの厚さよりも長く、セ
ルの厚さの２倍または３倍になることが多い。ウェブが
成長炉内にある間に、アンチモンをドープしたシリコン
・リボンの上面ならびに底面に両方の面中に拡散した浅
いｎ+ 層２０を形成させる。ｎ+ 表面層２０をウェブ成
長中に導入しない場合、急速熱処理を使用して液体ドー
パント源から表面と裏面に同時に拡散させる方法を含む
当分野で周知の実証された任意の方法によって、ｎ+ 表
面層２０をプロセスの初めに組み込むことができる。ｎ
+ 層は、表面から正孔を追いやり、そこでの表面再結合
を減らし、ならびに表面層中に発生した正孔をｐｎ接合
へ加速させる「表面電界」を形成し、また短絡回路電流
および開回路電圧を増大させて太陽エネルギー変換効率
を高める働きをする他の有利な効果を生み出す。さら
に、以下に説明するように、裏面ｎ+層は、そこでの負
電極金属へのオーミック接触を促進する。
【００１６】さらに、より多くの入射光をトラップする
ために、上面ならびに底面の表面テクスチャリングを行
う。鋸歯パターン３０の形で示されるそのような表面テ
クスチャリングを内部成長させ、アノード・エッチング
によって導入して多孔シリコン層を形成する（参照によ
り本明細書の一部となる、Ｙ．Ｓ．Ｔｓｕｏ他、「Ｐｏ
ｔｅｎｔｉａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐ
ｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌ
ｔａｉｃｓ」，Ｃｏｎｆ．Ｒｅｃｏｒｄ ２３ｒｄ Ｉ
ＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｉｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌ
ｉｓｔｓ Ｃｏｎｆ．（Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＫＹ）
（１９９３）による概説どおり）か、またはソーイング
によって機械的に、またはレーザ・エッチングなどによ
って光学的に導入する。好ましい実施形態では、テクス
チャリング面およびドープ面が示されているが、それら
の使用は一般的な場合任意選択である。さらに、図２な
いし図６には、図が見やすいようにセルの底面のテクス
チャリングが示されていない。
ために、上面ならびに底面の表面テクスチャリングを行
う。鋸歯パターン３０の形で示されるそのような表面テ
クスチャリングを内部成長させ、アノード・エッチング
によって導入して多孔シリコン層を形成する（参照によ
り本明細書の一部となる、Ｙ．Ｓ．Ｔｓｕｏ他、「Ｐｏ
ｔｅｎｔｉａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐ
ｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｉｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌ
ｔａｉｃｓ」，Ｃｏｎｆ．Ｒｅｃｏｒｄ ２３ｒｄ Ｉ
ＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｉｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌ
ｉｓｔｓ Ｃｏｎｆ．（Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＫＹ）
（１９９３）による概説どおり）か、またはソーイング
によって機械的に、またはレーザ・エッチングなどによ
って光学的に導入する。好ましい実施形態では、テクス
チャリング面およびドープ面が示されているが、それら
の使用は一般的な場合任意選択である。さらに、図２な
いし図６には、図が見やすいようにセルの底面のテクス
チャリングが示されていない。
【００１７】図１ないし図６に、ドーパントならびにオ
ーミック電極としてアルミニウムを使用するステップ、
ならびに自己整合アノード酸化技法を使用してそれをマ
スキングするステップを含む、太陽電池を製造する際の
重要なステップを示す。本願では、アルミニウムまたは
アルミニウム材料を、シリコン濃度が共融混合物よりも
低い（アルミニウム８８．７重量％およびシリコン１
１．３重量％）純アルミニウムかまたはアルミニウムと
シリコンの合金と定義する。このアルミニウムを、図２
の間隔４０に示すように、全裏面面積の約１／２にわた
ってエッジ間隔約１００μｍ（ミクロン）、それぞれ幅
１００μｍのストライプの形で付着する。ストライプ５
０の間隔４０は、効率的なキャリヤ収集が可能なように
少数キャリヤ（正孔）拡散長よりも小さくする必要があ
る。したがって、何らかの効果が得られるように、配線
の幅および間隔を１００μｍ以下に縮小することができ
る。配線幅の値の有用な上限は約２０００μｍである。
一方、エッジ間隔４０の有用な範囲は約５０μｍ〜約３
００μｍである。したがって、アルミニウムの平行スト
ライプはそれぞれ、ｐｎ接合太陽電池用のドーパント源
材料の別個の領域を形成し、また本願でさらに説明する
ように、それらのベースに（隣接して）結合されて、正
電極母線用の母線領域を形成する。
ーミック電極としてアルミニウムを使用するステップ、
ならびに自己整合アノード酸化技法を使用してそれをマ
スキングするステップを含む、太陽電池を製造する際の
重要なステップを示す。本願では、アルミニウムまたは
アルミニウム材料を、シリコン濃度が共融混合物よりも
低い（アルミニウム８８．７重量％およびシリコン１
１．３重量％）純アルミニウムかまたはアルミニウムと
シリコンの合金と定義する。このアルミニウムを、図２
の間隔４０に示すように、全裏面面積の約１／２にわた
ってエッジ間隔約１００μｍ（ミクロン）、それぞれ幅
１００μｍのストライプの形で付着する。ストライプ５
０の間隔４０は、効率的なキャリヤ収集が可能なように
少数キャリヤ（正孔）拡散長よりも小さくする必要があ
る。したがって、何らかの効果が得られるように、配線
の幅および間隔を１００μｍ以下に縮小することができ
る。配線幅の値の有用な上限は約２０００μｍである。
一方、エッジ間隔４０の有用な範囲は約５０μｍ〜約３
００μｍである。したがって、アルミニウムの平行スト
ライプはそれぞれ、ｐｎ接合太陽電池用のドーパント源
材料の別個の領域を形成し、また本願でさらに説明する
ように、それらのベースに（隣接して）結合されて、正
電極母線用の母線領域を形成する。
【００１８】アルミニウムを付着する好ましい方法で
は、それ自体当分野で周知のプロセスであるアルミニウ
ムをスクリーン・プリンティングすることによってアル
ミニウム・ペーストの形で付着する。紙面内を通るスト
ライプ５０としてアルミニウムを付着したアルミニウム
のストライプを図２に示す。しかしながら、電子ビーム
蒸発またはスパッタリングなど、アルミニウムを付着す
るスクリーン・プリンティング以外の方法も本発明の範
囲内に入る。ただし、これらの方法は、より費用のかか
るフォトリソグラフィによるパターニングを必要とし、
したがってあまり望ましくない。
は、それ自体当分野で周知のプロセスであるアルミニウ
ムをスクリーン・プリンティングすることによってアル
ミニウム・ペーストの形で付着する。紙面内を通るスト
ライプ５０としてアルミニウムを付着したアルミニウム
のストライプを図２に示す。しかしながら、電子ビーム
蒸発またはスパッタリングなど、アルミニウムを付着す
るスクリーン・プリンティング以外の方法も本発明の範
囲内に入る。ただし、これらの方法は、より費用のかか
るフォトリソグラフィによるパターニングを必要とし、
したがってあまり望ましくない。
【００１９】一般的に言って、ｐ型材料のアルミニウム
層は、ｎ型バルク層と比較した場合相対的に薄く、約１
００μｍの厚さを有するバルク層に対して厚さ約２μｍ
〜２０μｍである。
層は、ｎ型バルク層と比較した場合相対的に薄く、約１
００μｍの厚さを有するバルク層に対して厚さ約２μｍ
〜２０μｍである。
【００２０】本発明の好ましい実施形態では、アルミニ
ウムの選択は少なくとも３つの目的に同時に満足する。
すなわち、アルミニウムは、ｐ型ドーパント源の役目を
する、正電極金属の役目をする、そして、裏面面積の約
５０％であるそれが覆う部分裏面面積にわたってその裏
面光反射器の役目をする。
ウムの選択は少なくとも３つの目的に同時に満足する。
すなわち、アルミニウムは、ｐ型ドーパント源の役目を
する、正電極金属の役目をする、そして、裏面面積の約
５０％であるそれが覆う部分裏面面積にわたってその裏
面光反射器の役目をする。
【００２１】次に、熱処理を示す図３に注意を向ける
と、約８５０℃富酸素環境内で付着したアルミニウム層
の熱処理の効果を示す図が示されている。このステップ
では、スクリーン・プリンティングによって付着したア
ルミニウムにシリコンを混ぜて合金にすることによって
ｐｎ接合を形成する。さらに、満足な合金を形成するの
には、８５０℃の温度を長時間、例えば３０分以上維持
することが有利であると考えられる。温度の範囲は、ア
ルミニウムとシリコンの共融温度５７７℃から、シリコ
ンの融点１４２０℃までである。加熱は、急速熱処理ユ
ニット、ベルト炉、管炉、または他の手段によって行う
ことができる。周囲雰囲気は、アルゴンや窒素など不活
性ガスか、または酸素や水素などを有する化学的に活性
なガスが可能である。周囲ガスの混合物も可能である。
高い温度の時間は、３０秒から数時間までが可能であ
る。好ましい実施形態では、この温度で富酸素環境を使
用すると、酸化物（ＳｉＯ2 ）が任意の露出したシリコ
ン上に成長でき、したがって表面が不動態化し、有害な
再結合の影響が小さくなることが予想される。
と、約８５０℃富酸素環境内で付着したアルミニウム層
の熱処理の効果を示す図が示されている。このステップ
では、スクリーン・プリンティングによって付着したア
ルミニウムにシリコンを混ぜて合金にすることによって
ｐｎ接合を形成する。さらに、満足な合金を形成するの
には、８５０℃の温度を長時間、例えば３０分以上維持
することが有利であると考えられる。温度の範囲は、ア
ルミニウムとシリコンの共融温度５７７℃から、シリコ
ンの融点１４２０℃までである。加熱は、急速熱処理ユ
ニット、ベルト炉、管炉、または他の手段によって行う
ことができる。周囲雰囲気は、アルゴンや窒素など不活
性ガスか、または酸素や水素などを有する化学的に活性
なガスが可能である。周囲ガスの混合物も可能である。
高い温度の時間は、３０秒から数時間までが可能であ
る。好ましい実施形態では、この温度で富酸素環境を使
用すると、酸化物（ＳｉＯ2 ）が任意の露出したシリコ
ン上に成長でき、したがって表面が不動態化し、有害な
再結合の影響が小さくなることが予想される。
【００２２】次いで、シリコンアルミニウム合金の温度
を下げると、シリコンは共融温度（５７７℃）に達する
まで液相エピタキシによって再成長する。その結果、再
生長したシリコンは、図３のｐ+ 層混合物６０によって
示されるように、アルミニウム（約１０18ｃｍ-3）によ
ってｐ型にドープされた状態になる。アルミニウム濃度
が開始シリコン中のドナー濃度を越えると、所要のｐｎ
接合が形成され、ｐ型シリコンへの電極の役目をする共
融合金（アルミニウム約８８．７重量％およびシリコン
約１１．３重量％）が表面上に残る。ｐｎ接合は非常に
深い（表面から１ミクロン〜２０ミクロン）が、接合が
ごくわずかな光しか吸収されないセルの裏面にあるの
で、接合深さは従来の表面電極太陽電池と比較して二次
的に重要なものにすぎないことに留意されたい。合金接
合の深さは、純アルミニウムの代わりに付着するスクリ
ーン・プリンティング材料としてアルミニウムシリコン
混合物を使用することによって制御できる。これは、シ
リコン濃度が共融混合物に向かって増大すると、プリン
ト金属が溶解できるシリコンの量が少なくなり、したが
って接合深さが小さくなるためである。必要であれば、
付着するアルミニウムの厚さを増すことによって、また
アルミニウムシリコン状態図に従って合金温度を上げる
ことによって、接合深さを大きくすることができる。
を下げると、シリコンは共融温度（５７７℃）に達する
まで液相エピタキシによって再成長する。その結果、再
生長したシリコンは、図３のｐ+ 層混合物６０によって
示されるように、アルミニウム（約１０18ｃｍ-3）によ
ってｐ型にドープされた状態になる。アルミニウム濃度
が開始シリコン中のドナー濃度を越えると、所要のｐｎ
接合が形成され、ｐ型シリコンへの電極の役目をする共
融合金（アルミニウム約８８．７重量％およびシリコン
約１１．３重量％）が表面上に残る。ｐｎ接合は非常に
深い（表面から１ミクロン〜２０ミクロン）が、接合が
ごくわずかな光しか吸収されないセルの裏面にあるの
で、接合深さは従来の表面電極太陽電池と比較して二次
的に重要なものにすぎないことに留意されたい。合金接
合の深さは、純アルミニウムの代わりに付着するスクリ
ーン・プリンティング材料としてアルミニウムシリコン
混合物を使用することによって制御できる。これは、シ
リコン濃度が共融混合物に向かって増大すると、プリン
ト金属が溶解できるシリコンの量が少なくなり、したが
って接合深さが小さくなるためである。必要であれば、
付着するアルミニウムの厚さを増すことによって、また
アルミニウムシリコン状態図に従って合金温度を上げる
ことによって、接合深さを大きくすることができる。
【００２３】さらに、デンドライト・ウェブ・シリコン
（本発明で使用する好ましいタイプのシリコン）のシリ
コン空位や自己格子間原子など焼入れの際に生じた欠陥
がアニールによって除去される特性のために、少数キャ
リヤのバルク寿命が約８５０℃の温度で増加するであろ
う。より急速な冷却に対比して毎分１０℃の制御された
速度で冷却すると、焼入れの際に生じたシリコン欠陥が
アニールにより除去され、有害な再結合サイトが減る。
（本発明で使用する好ましいタイプのシリコン）のシリ
コン空位や自己格子間原子など焼入れの際に生じた欠陥
がアニールによって除去される特性のために、少数キャ
リヤのバルク寿命が約８５０℃の温度で増加するであろ
う。より急速な冷却に対比して毎分１０℃の制御された
速度で冷却すると、焼入れの際に生じたシリコン欠陥が
アニールにより除去され、有害な再結合サイトが減る。
【００２４】上記の熱処理は、試料をベルト上に載せ、
ベルトを炉内の安定高温領域をゆっく通過させるベルト
炉プロセスを使用しても実施できる。シリコンアルミニ
ウム混合物をそのような炉内で８５０℃で約３０分間加
熱する方法の別法では、例として石英ランプを使用する
急速熱処理ユニットを使用してシリコンを１０００℃ま
で加熱し、その温度を３０秒間維持する（この場合商用
設定のスループットが向上する）か、または従来の石英
管炉によるなど、他の様々な技法を使用してシリコンア
ルミニウム共融混合物を形成することができる。
ベルトを炉内の安定高温領域をゆっく通過させるベルト
炉プロセスを使用しても実施できる。シリコンアルミニ
ウム混合物をそのような炉内で８５０℃で約３０分間加
熱する方法の別法では、例として石英ランプを使用する
急速熱処理ユニットを使用してシリコンを１０００℃ま
で加熱し、その温度を３０秒間維持する（この場合商用
設定のスループットが向上する）か、または従来の石英
管炉によるなど、他の様々な技法を使用してシリコンア
ルミニウム共融混合物を形成することができる。
【００２５】また、そのようなｐ+ 領域（図３の領域６
０）を裏面層（図１の裏面層２０）のｎ+ 領域のすぐ近
くに設けると、例えばモジュール内のシャドーイングに
よって太陽電池に逆バイアスがかかった場合に太陽電池
が過熱から保護される予想外の利点が得られる。「モジ
ュール」とは、ガラスまたは他の被覆材料によって保護
された相互接続されたセルのグループであり、これは照
射時にかなりの量の電力、一般に１０ワット〜１００ワ
ットの電力を発生する。このｐ+ｎ+設計では、逆バイア
スからの保護が得られ、逆バイアスがかからないように
する通常「バイパス・ダイオード」と呼ばれる保護ダイ
オードを設ける必要がない。このｐ+ｎ+接合は、適度の
逆バイアスのもとでごくわずかな電圧によって降伏し、
したがってごくわずかな電力がセル内で消散し、したが
ってセルが保護されるツェナー・ダイオードの役目をす
る。
０）を裏面層（図１の裏面層２０）のｎ+ 領域のすぐ近
くに設けると、例えばモジュール内のシャドーイングに
よって太陽電池に逆バイアスがかかった場合に太陽電池
が過熱から保護される予想外の利点が得られる。「モジ
ュール」とは、ガラスまたは他の被覆材料によって保護
された相互接続されたセルのグループであり、これは照
射時にかなりの量の電力、一般に１０ワット〜１００ワ
ットの電力を発生する。このｐ+ｎ+設計では、逆バイア
スからの保護が得られ、逆バイアスがかからないように
する通常「バイパス・ダイオード」と呼ばれる保護ダイ
オードを設ける必要がない。このｐ+ｎ+接合は、適度の
逆バイアスのもとでごくわずかな電圧によって降伏し、
したがってごくわずかな電力がセル内で消散し、したが
ってセルが保護されるツェナー・ダイオードの役目をす
る。
【００２６】次に、図４Ａおよび図４Ｂに注意を向ける
と、本発明の好ましい実施形態の他のステップが示され
ている。このステップは、（ｎ型領域への）負電極を
（ｐ型領域への）正電極に対して整合させる独特の「自
己整合」特徴を与える。ｐ型層電極（正電極）をｎ型電
極（負電極）から絶縁するために、本発明では、過去に
おいて使用されていた複雑なマスキング技法は不要であ
る。第１の（正の）組のアルミニウム電極を被覆し、こ
の組を第２の（負の）組の電極から電気的に絶縁する酸
化層を形成することによって絶縁を施す。これは、図４
Ａおよび図４Ｂに示すように、酸素が存在する場合に、
露出したシリコン材料、シリコンアルミニウム材料およ
びアルミニウム材料の上にＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2 またはそ
の変形の形で自然に形成される酸化物層８０（絶縁材）
によって、アルミニウムシリコンｐ+ 層混合物と、ウェ
ブ・ブランク１０の外側にある露出したアルミニウム・
ストライプ７０とを絶縁することによって行う。酸化物
層は、アルミニウム・ストライプ７０を約０．１μｍ〜
１μｍの厚さまで覆うように成長する必要がある。図４
Ａおよび図４Ｂに示すように、この段階では、酸化物層
８０はアルミニウム・ストライプ７０の間のｎ型層表面
領域９０をも覆う。以下により完全に説明するように、
次いで、太陽電池ダイオードのカソード（ｎ型シリコ
ン）とのオーミック接触が可能となるように、表面領域
９０上の酸化物層を除去する（下の図５Ｂに示されるス
テップを参照せよ）。
と、本発明の好ましい実施形態の他のステップが示され
ている。このステップは、（ｎ型領域への）負電極を
（ｐ型領域への）正電極に対して整合させる独特の「自
己整合」特徴を与える。ｐ型層電極（正電極）をｎ型電
極（負電極）から絶縁するために、本発明では、過去に
おいて使用されていた複雑なマスキング技法は不要であ
る。第１の（正の）組のアルミニウム電極を被覆し、こ
の組を第２の（負の）組の電極から電気的に絶縁する酸
化層を形成することによって絶縁を施す。これは、図４
Ａおよび図４Ｂに示すように、酸素が存在する場合に、
露出したシリコン材料、シリコンアルミニウム材料およ
びアルミニウム材料の上にＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2 またはそ
の変形の形で自然に形成される酸化物層８０（絶縁材）
によって、アルミニウムシリコンｐ+ 層混合物と、ウェ
ブ・ブランク１０の外側にある露出したアルミニウム・
ストライプ７０とを絶縁することによって行う。酸化物
層は、アルミニウム・ストライプ７０を約０．１μｍ〜
１μｍの厚さまで覆うように成長する必要がある。図４
Ａおよび図４Ｂに示すように、この段階では、酸化物層
８０はアルミニウム・ストライプ７０の間のｎ型層表面
領域９０をも覆う。以下により完全に説明するように、
次いで、太陽電池ダイオードのカソード（ｎ型シリコ
ン）とのオーミック接触が可能となるように、表面領域
９０上の酸化物層を除去する（下の図５Ｂに示されるス
テップを参照せよ）。
【００２７】図４Ａ及び図４Ｂの酸化物層を形成する好
ましい方法はアノード酸化である。アノード酸化では、
セルの層表面を弱電解質（ホウ酸塩、リン酸塩または炭
酸塩など）に浸し、印加電圧にあてる。不活性電極と電
極金属（アルミニウムシリコン共融混合物）の間に電圧
を印加した結果として電流が流れる。アノード酸化物の
厚さは、陽極処理電流を駆動する電圧が７００Ｖ（１４
Å／Ｖまたは１．４ｎｍ／Ｖ）に達する場合、１ミクロ
ンに達する。そのような酸化物は、コンパクトであり、
ピンホールがないことが必要である。太陽電池が完成し
た場合に露出したアルミニウム・ストライプ７０と接触
するように、（図７に示される領域１１０における）正
電極母線へオーミック接触する必要があるので、母線領
域でアノード酸化物の成長を抑止する必要がある（ま
た、プロセスを通じてこの母線領域を遮蔽する必要があ
る）。これを行う１つの方法は、母線によって占有され
る面積に接触する、含炭素独立気泡スポンジなど圧縮性
だが導電性の媒体を使用することである。独立気泡スポ
ンジは、電解質を吸収しないので好ましい。
ましい方法はアノード酸化である。アノード酸化では、
セルの層表面を弱電解質（ホウ酸塩、リン酸塩または炭
酸塩など）に浸し、印加電圧にあてる。不活性電極と電
極金属（アルミニウムシリコン共融混合物）の間に電圧
を印加した結果として電流が流れる。アノード酸化物の
厚さは、陽極処理電流を駆動する電圧が７００Ｖ（１４
Å／Ｖまたは１．４ｎｍ／Ｖ）に達する場合、１ミクロ
ンに達する。そのような酸化物は、コンパクトであり、
ピンホールがないことが必要である。太陽電池が完成し
た場合に露出したアルミニウム・ストライプ７０と接触
するように、（図７に示される領域１１０における）正
電極母線へオーミック接触する必要があるので、母線領
域でアノード酸化物の成長を抑止する必要がある（ま
た、プロセスを通じてこの母線領域を遮蔽する必要があ
る）。これを行う１つの方法は、母線によって占有され
る面積に接触する、含炭素独立気泡スポンジなど圧縮性
だが導電性の媒体を使用することである。独立気泡スポ
ンジは、電解質を吸収しないので好ましい。
【００２８】アノード酸化以外に、本発明では、酸素含
有プラズマ中でアルミニウムを酸化させるなど、アルミ
ニウム層またはアルミニウムシリコン共融混合物層を絶
縁する他の方法も考えられる。
有プラズマ中でアルミニウムを酸化させるなど、アルミ
ニウム層またはアルミニウムシリコン共融混合物層を絶
縁する他の方法も考えられる。
【００２９】アノード酸化または他の任意の適切な方法
によって酸化層８０を付加した後、アルミニウムの負電
極金属層がその上に付着できるように、格子間表面領域
９０内の酸化層によって覆われたｎ型シリコン表面を露
出させる必要がある。したがって、図５Ａおよび図５Ｂ
を参照すると、どのようにして裏面上のシリコン層から
酸化層を除去するかが示されている。ただし、アルミニ
ウム・ストライプ７０を覆う酸化層は除去されない。こ
れを行う好ましい方法では、フッ酸はＡｌ2Ｏ3（酸化ア
ルミニウム）と反応せず、それを除去しないので、フッ
酸を使用して格子間ＳｉＯ2 （二酸化ケイ素）２０を選
択的にエッチングし除去する。したがって、格子間Ｓｉ
Ｏ2 は除去され、Ａｌ2Ｏ3絶縁層はストライプ電極７０
を覆ったままである（図５Ｂ参照）。同じ効果を有する
他の化学薬品も使用でき、または二酸化ケイ素層を軽い
サンドブラストにあてるなど、他の酸化物除去技術も使
用できる。軽いサンドブラストの場合にも、露出したシ
リコン表面がわずかに損傷し、ｎ型ベースへのオーミッ
ク接触が促進される有利な効果が得られる。サンドブラ
ストを使用した場合、通常主としてオーミック接触を促
進するために設けられるセルの裏面上のｎ+ 拡散層は不
要となる。また、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）
を使用してＳｉＯ2 を除去し、Ａｌ2Ｏ3をそのまま残す
こともできる。また、イオン・ミリングを使用してサン
ドブラストと同様の方法で表面をわずかに損傷させ、オ
ーミック接触を促進することもできる。
によって酸化層８０を付加した後、アルミニウムの負電
極金属層がその上に付着できるように、格子間表面領域
９０内の酸化層によって覆われたｎ型シリコン表面を露
出させる必要がある。したがって、図５Ａおよび図５Ｂ
を参照すると、どのようにして裏面上のシリコン層から
酸化層を除去するかが示されている。ただし、アルミニ
ウム・ストライプ７０を覆う酸化層は除去されない。こ
れを行う好ましい方法では、フッ酸はＡｌ2Ｏ3（酸化ア
ルミニウム）と反応せず、それを除去しないので、フッ
酸を使用して格子間ＳｉＯ2 （二酸化ケイ素）２０を選
択的にエッチングし除去する。したがって、格子間Ｓｉ
Ｏ2 は除去され、Ａｌ2Ｏ3絶縁層はストライプ電極７０
を覆ったままである（図５Ｂ参照）。同じ効果を有する
他の化学薬品も使用でき、または二酸化ケイ素層を軽い
サンドブラストにあてるなど、他の酸化物除去技術も使
用できる。軽いサンドブラストの場合にも、露出したシ
リコン表面がわずかに損傷し、ｎ型ベースへのオーミッ
ク接触が促進される有利な効果が得られる。サンドブラ
ストを使用した場合、通常主としてオーミック接触を促
進するために設けられるセルの裏面上のｎ+ 拡散層は不
要となる。また、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）
を使用してＳｉＯ2 を除去し、Ａｌ2Ｏ3をそのまま残す
こともできる。また、イオン・ミリングを使用してサン
ドブラストと同様の方法で表面をわずかに損傷させ、オ
ーミック接触を促進することもできる。
【００３０】図６Ａおよび図６Ｂに、本発明の太陽電池
を製造するプロセスの次のステップ、すなわち、第２の
金属層を加えて自己整合負オーミック電極金属（ｎ型シ
リコン層電極の場合）を形成するステップを示す。この
第２の金属は、アルミニウムや銀を含む、適切な電極金
属でよい。さらに、スクリーン・プリンティングはこの
第２の金属を付着する好ましい方法であるが、電子ビー
ム蒸発やスパッタリングなど他の方法も容認できる。金
属層１００として示されるこの第２の金属層はセルの裏
面のほぼ全体を覆う。この層は、アノード酸化物８０に
よって第１の金属電極ストライプ７０から絶縁される
が、付着した第１のアルミニウム層から形成された金属
ストライプ７０の間にあるｎ+ 領域９０にオーミック接
触する。また、第２の金属層は、シリコン材料中へ戻る
第１のパスの際にシリコン材料によって吸収されない光
を反射するのを助ける裏面光反射器を形成するのに役立
つ。
を製造するプロセスの次のステップ、すなわち、第２の
金属層を加えて自己整合負オーミック電極金属（ｎ型シ
リコン層電極の場合）を形成するステップを示す。この
第２の金属は、アルミニウムや銀を含む、適切な電極金
属でよい。さらに、スクリーン・プリンティングはこの
第２の金属を付着する好ましい方法であるが、電子ビー
ム蒸発やスパッタリングなど他の方法も容認できる。金
属層１００として示されるこの第２の金属層はセルの裏
面のほぼ全体を覆う。この層は、アノード酸化物８０に
よって第１の金属電極ストライプ７０から絶縁される
が、付着した第１のアルミニウム層から形成された金属
ストライプ７０の間にあるｎ+ 領域９０にオーミック接
触する。また、第２の金属層は、シリコン材料中へ戻る
第１のパスの際にシリコン材料によって吸収されない光
を反射するのを助ける裏面光反射器を形成するのに役立
つ。
【００３１】図７に裏面から見た完成した太陽電池を示
す。太陽電池は、第２の金属（アルミニウムまたは他の
オーミック金属）またはアルミニウムシリコン共融混合
物によって覆われている。本発明の太陽電池は、従来の
太陽電池に勝る大きな利点である無妨害表面を有する。
裏面において、両方の金属電極（オーミック金属電極７
０および１００）は、オーミック電極であることの他に
部分光反射器の役目をする。さらに、本発明の設計で
は、面倒な外部表裏セル間電極を製造する必要がない
が、そのような電極を必要としない「面実装」技術設計
をより多く使用するので、母線設計によって本発明の設
計の太陽電池を簡単に直列に相互接続できるようにして
いる。
す。太陽電池は、第２の金属（アルミニウムまたは他の
オーミック金属）またはアルミニウムシリコン共融混合
物によって覆われている。本発明の太陽電池は、従来の
太陽電池に勝る大きな利点である無妨害表面を有する。
裏面において、両方の金属電極（オーミック金属電極７
０および１００）は、オーミック電極であることの他に
部分光反射器の役目をする。さらに、本発明の設計で
は、面倒な外部表裏セル間電極を製造する必要がない
が、そのような電極を必要としない「面実装」技術設計
をより多く使用するので、母線設計によって本発明の設
計の太陽電池を簡単に直列に相互接続できるようにして
いる。
【００３２】したがって、図７を参照すると、上述のよ
うに、第１の正金属ストライプ７０に到る母線電極があ
る未酸化領域である母線領域１１０が示されている。図
から分かるように、母線領域１１０は、負電極金属によ
って覆われた領域、層１００よりも面積が小さいが、正
金属電極も負金属電極もモジュール面実装設計にうまく
適合する。アルミニウム・シリコン共融フィンガ７０
は、図７の母線１１０から垂直方向上向きに出ている
が、上を覆っている第２の金属層１００のためにフィン
ガ内では見えない。
うに、第１の正金属ストライプ７０に到る母線電極があ
る未酸化領域である母線領域１１０が示されている。図
から分かるように、母線領域１１０は、負電極金属によ
って覆われた領域、層１００よりも面積が小さいが、正
金属電極も負金属電極もモジュール面実装設計にうまく
適合する。アルミニウム・シリコン共融フィンガ７０
は、図７の母線１１０から垂直方向上向きに出ている
が、上を覆っている第２の金属層１００のためにフィン
ガ内では見えない。
【００３３】必要であれば、アルミニウムや銀以外の他
のオーミック電極金属を付着して、例として、チタン／
パラジウム／銅のサンドイッチ構造またはスクリーン・
プリンティングした銀を電極として使用して、本願で説
明した正オーミック電極および負オーミック電極を形成
することもできる。
のオーミック電極金属を付着して、例として、チタン／
パラジウム／銅のサンドイッチ構造またはスクリーン・
プリンティングした銀を電極として使用して、本願で説
明した正オーミック電極および負オーミック電極を形成
することもできる。
【００３４】反射防止（ＡＲ）コーティングの使用に関
して、コーティング層または複数のコーティング層は、
通常最も外側の照射面上にあるが、図が見やすいように
図１ないし図７から省いてある。上述のように、テクス
チャリングあるいは不動態化酸化物と組み合せたテクス
チャリングは、ＡＲコーティングが不要なほど十分効果
的であるので、ＡＲコーティングは本発明の設計では任
意選択にすることができる。しかしながら、プラズマ増
速気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって形成した窒化シリ
コン、または常圧気相成長法（ＡＰＣＶＤ）によって形
成した二酸化チタンなどのＡＲコーティングも使用でき
る。また、表面酸化物がないあるいは非常に薄い場合、
ＡＲコーティング付着の前に（少数キャリヤ拡散長を改
善する）水素イオン注入を導入することもできる。
して、コーティング層または複数のコーティング層は、
通常最も外側の照射面上にあるが、図が見やすいように
図１ないし図７から省いてある。上述のように、テクス
チャリングあるいは不動態化酸化物と組み合せたテクス
チャリングは、ＡＲコーティングが不要なほど十分効果
的であるので、ＡＲコーティングは本発明の設計では任
意選択にすることができる。しかしながら、プラズマ増
速気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって形成した窒化シリ
コン、または常圧気相成長法（ＡＰＣＶＤ）によって形
成した二酸化チタンなどのＡＲコーティングも使用でき
る。また、表面酸化物がないあるいは非常に薄い場合、
ＡＲコーティング付着の前に（少数キャリヤ拡散長を改
善する）水素イオン注入を導入することもできる。
【００３５】実施すべき還元 図８を参照しながら、チョクラルスキー・シリコン・ウ
エハを開始基板として使用して、完全なアルミニウム合
金接合相互嵌合裏面電極（ＩＢＣ）太陽電池１２０を製
造した。これらの太陽電池は、裏面電極構成でのアルミ
ニウム合金接合の使用を説明するのに役立つ。アルミニ
ウムは、スクリーン・プリンティングではなく、電子ビ
ーム蒸発を使用して付着した。負電極は、アノード酸化
技法または他の何らかの技法を使用して自己整合するの
ではなく、集積回路の製造に使用されるような電極アラ
イナを使用してアルミニウムシリコン共融混合物正電極
に対して手動で整合させた。
エハを開始基板として使用して、完全なアルミニウム合
金接合相互嵌合裏面電極（ＩＢＣ）太陽電池１２０を製
造した。これらの太陽電池は、裏面電極構成でのアルミ
ニウム合金接合の使用を説明するのに役立つ。アルミニ
ウムは、スクリーン・プリンティングではなく、電子ビ
ーム蒸発を使用して付着した。負電極は、アノード酸化
技法または他の何らかの技法を使用して自己整合するの
ではなく、集積回路の製造に使用されるような電極アラ
イナを使用してアルミニウムシリコン共融混合物正電極
に対して手動で整合させた。
【００３６】シリコン基板ウエハは、片面が研磨され、
直径３インチ、厚さ１３〜１７ミル、３〜２０Ω−ｃ
ｍまでリンがドープされ、（１１１）面を有する。研磨
面上にテスト構造および太陽電池を有する２つのウエハ
（指定されたＣＺ−７およびＣＺ−８）を加工した。図
８に１つのそのようなウエハの裏面を示す。ラッピング
された面（図８では隠れて見えない）は、リン拡散層お
よび反射防止（ＡＲ）コーティング９５を有する（図１
０および図１２参照）。８つの太陽電池はそれぞれ１．
００ｃｍ平方であり、負電極用の幅２ｍｍの母線１１２
は無視する。以下、表２および表３では、負電極を形成
するｎ+ フィンガの数（４、８、１６および２５）およ
びそれらの位置（内部（Ｉ）か周囲（Ｐ））によってそ
れらの太陽電池を参照する。４つの内部セルはｐ+ 領域
に接触する共融合金のみを有するが、周囲セルは共融混
合物上にさらに付着した第２の金属を有する。ウエハＣ
Ｚ−８に関してよりよい結果が得られたので、このウエ
ハのプロセスおよびテスト結果のみについて説明する。
直径３インチ、厚さ１３〜１７ミル、３〜２０Ω−ｃ
ｍまでリンがドープされ、（１１１）面を有する。研磨
面上にテスト構造および太陽電池を有する２つのウエハ
（指定されたＣＺ−７およびＣＺ−８）を加工した。図
８に１つのそのようなウエハの裏面を示す。ラッピング
された面（図８では隠れて見えない）は、リン拡散層お
よび反射防止（ＡＲ）コーティング９５を有する（図１
０および図１２参照）。８つの太陽電池はそれぞれ１．
００ｃｍ平方であり、負電極用の幅２ｍｍの母線１１２
は無視する。以下、表２および表３では、負電極を形成
するｎ+ フィンガの数（４、８、１６および２５）およ
びそれらの位置（内部（Ｉ）か周囲（Ｐ））によってそ
れらの太陽電池を参照する。４つの内部セルはｐ+ 領域
に接触する共融合金のみを有するが、周囲セルは共融混
合物上にさらに付着した第２の金属を有する。ウエハＣ
Ｚ−８に関してよりよい結果が得られたので、このウエ
ハのプロセスおよびテスト結果のみについて説明する。
【００３７】ウエハＣＺ−８に関してＩＢＣセルを製造
する際に使用するプロセスを以下の表にまとめる。この
プロセスの注目すべき特徴は、表面上およびアルミニウ
ム電極間の露出した裏面に形成した裏面アルミニウム合
金接合およびリンをドープしたｎ+ 層を単一の高温ステ
ップにおいて生成したことである。フォトリソグラフィ
を使用して蒸発したアルミニウムをパターニングし、負
電極の役目をする第２の金属を画定した。アルミニウム
合金接合ＩＢＣ太陽電池の背面図を図９に示し、断面図
を図１０ないし図１２に示す。頭の数字はステップを示
す。
する際に使用するプロセスを以下の表にまとめる。この
プロセスの注目すべき特徴は、表面上およびアルミニウ
ム電極間の露出した裏面に形成した裏面アルミニウム合
金接合およびリンをドープしたｎ+ 層を単一の高温ステ
ップにおいて生成したことである。フォトリソグラフィ
を使用して蒸発したアルミニウムをパターニングし、負
電極の役目をする第２の金属を画定した。アルミニウム
合金接合ＩＢＣ太陽電池の背面図を図９に示し、断面図
を図１０ないし図１２に示す。頭の数字はステップを示
す。
【００３８】 表１ ウエハＣＺ−８に関するプロセス 説明 材料 厚さ プロセス 1 アルミニウムを付着する（研磨面） Ａｌ 3μｍ 蒸発 2 パターンを画定する（マスク1） ＡＺ1350Ｊ 1.5μｍ スプレイ ベルト・ ベーク 3 アルミニウムを除去する Ａｌ 3μｍ アルミニウム のエッチング 4 リン液体ドーパントを表面および裏 液体ドーパン 面に塗布する（アルミニウム上） Ｐ−507 0.3μｍ トのペイント 5 裏面にｐ+ 領域（合金）を、表面及 びよび裏面にｎ+領域を生成する Ａｌ 3μｍ ＲＴＰ（100 Ｐ−507 0.3μｍ 0℃、30秒） 6 パターンを画定する（マスク3） ＡＺ1350Ｊ 1.5μｍ スピン、ホ ッ ト・プレ ート ・ベー ク7 金属を堆積する（研磨面） Ｔｉ／Ａｌ 500Å／0.5μｍ 蒸発 8 電極を画定する ｎ／ａ ｎ／ａ リフト・オフ 9 表面拡散を保護する Ｗａｘ 未定 高温プレート を使用した 溶融 10 電極間のシリコンをエッチング ｎ+シリコン 1.5μｍ 50:1ＨＮＯ3 する ：ＨＦ、2分 11 反射防止コーティングを塗布する ＴｉＯ2 750Å スピン（2500 ｒｐｍ、30秒 ） 12 反射防止コーティングを焼く ＴｉＯ2 750Å 450℃、空気
【００３９】ＣＺ−８プロセスに関するいくつかの注釈 合金／ｎ+拡散プロセスは、急速熱処理（ＲＴＰ）ユニ
ット内での段階的低速冷却（１０００℃から８２５℃ま
で約５０℃／分）を含む。
ット内での段階的低速冷却（１０００℃から８２５℃ま
で約５０℃／分）を含む。
【００４０】ｎ+ 領域とｐ+ 領域を同時に形成した１０
００℃ＲＴＰプロセスの前に、アルミニウム上に液体リ
ンドーパントをペイントする際に目立った損傷はなかっ
た。
００℃ＲＴＰプロセスの前に、アルミニウム上に液体リ
ンドーパントをペイントする際に目立った損傷はなかっ
た。
【００４１】ｐ+ 領域の深さは、断面走査電子顕微鏡検
査法によって１０００℃、３０秒ＲＴＰプロセスに関し
て５μｍであることが分かった。
査法によって１０００℃、３０秒ＲＴＰプロセスに関し
て５μｍであることが分かった。
【００４２】表面ｎ+ 層の層抵抗は、１０００℃、３０
秒ＲＴＰ拡散の後、２５Ω／□と測定された。
秒ＲＴＰ拡散の後、２５Ω／□と測定された。
【００４３】マスク２は、いくつかのテスト・パターン
にのみ必要であり、ＩＢＣセルには不要であるので飛ば
した。
にのみ必要であり、ＩＢＣセルには不要であるので飛ば
した。
【００４４】ｎ+ 面へのチタン／アルミニウムの接触
は、リフトオフ・プロセスによって厚さ０．５５μｍに
制限される。
は、リフトオフ・プロセスによって厚さ０．５５μｍに
制限される。
【００４５】正電極（共融混合物）と負電極（チタン／
アルミニウム）の間のｎ+ シリコンをエッチングしない
場合は、ｐｎ接合に大きく分路した。
アルミニウム）の間のｎ+ シリコンをエッチングしない
場合は、ｐｎ接合に大きく分路した。
【００４６】 表２ ＡＲコーティングの前の照射時（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、表面照射） の電流−電圧データ ウエハ セル Ｊsc Ｖoc ＦＦ（曲線因子） 効率 （ｍＡ／ｃｍ2） （Ｖ） （％） ＣＺ−8 4Ｉ 22.4 0.516 0.611 7.07 ＣＺ−8 8Ｉ 19.9 0.522 0.621 6.45 ＣＺ−8 16Ｉ 19.9 0.518 0.581 5.90 ＣＺ−8 25Ｉ 20.6 0.510 0.580 6.08
【００４７】 表３ ＡＲコーティングの前の照射時（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、表面照射） の電流−電圧データ ウエハ セル Ｊsc Ｖoc ＦＦ 効率 （ｍＡ／ｃｍ2） （Ｖ） （％） ＣＺ−8 4Ｉ 27.6 0.515 0.635 9.01 ＣＺ−8 8Ｉ 24.2 0.515 0.691 8.61 ＣＺ−8 16Ｉ 23.6 0.510 0.695 8.35 ＣＺ−8 25Ｉ 23.5 0.505 0.716 8.50
【００４８】機能ブロック裏面電極型太陽電池が得ら
れ、したがって開示した構造の実施可能性が実証された
ことに留意されたい。最大９．０％の光電気エネルギー
変換効率が測定された。現在まで実証されている効率の
２倍まで効率が上がる基板材料および処理技法の改良が
期待される。
れ、したがって開示した構造の実施可能性が実証された
ことに留意されたい。最大９．０％の光電気エネルギー
変換効率が測定された。現在まで実証されている効率の
２倍まで効率が上がる基板材料および処理技法の改良が
期待される。
【００４９】上記に本発明の好ましい実施形態を完全に
開示したが、様々な修正、他の構造および同等物も使用
できる。例えば、好ましい実施形態について、ｐ型拡散
層およびオーミック電極を形成するアルミニウムに関連
して説明したが、ガリウムやインジウムなど他のＩＩＩ
族金属もこの用途に使用できる。適切なＩＩＩ族元素
は、シリコンを溶解でき、シリコンが固化した際にドー
パントの役目をする少量が後に残るものである。さら
に、好ましい実施形態について、ｎ型バルク・シリコン
層１０に関連して説明したが、ｐ型バルク・シリコンを
使用して裏面電極型太陽電池を製造することもできる。
ｐ型バルク・シリコンを使用した場合、薄いｐ+層は上
面上に層２０として形成されるが、ｎ+層はバルク層１
０の底面に形成される。当業者なら理解できるように、
ｐ型実施形態では、少数キャリヤは電子である。したが
って、上記の説明および図面は、添付の請求の範囲によ
って画定される本発明の範囲を限定するものと解釈すべ
きではない。
開示したが、様々な修正、他の構造および同等物も使用
できる。例えば、好ましい実施形態について、ｐ型拡散
層およびオーミック電極を形成するアルミニウムに関連
して説明したが、ガリウムやインジウムなど他のＩＩＩ
族金属もこの用途に使用できる。適切なＩＩＩ族元素
は、シリコンを溶解でき、シリコンが固化した際にドー
パントの役目をする少量が後に残るものである。さら
に、好ましい実施形態について、ｎ型バルク・シリコン
層１０に関連して説明したが、ｐ型バルク・シリコンを
使用して裏面電極型太陽電池を製造することもできる。
ｐ型バルク・シリコンを使用した場合、薄いｐ+層は上
面上に層２０として形成されるが、ｎ+層はバルク層１
０の底面に形成される。当業者なら理解できるように、
ｐ型実施形態では、少数キャリヤは電子である。したが
って、上記の説明および図面は、添付の請求の範囲によ
って画定される本発明の範囲を限定するものと解釈すべ
きではない。
【図１】 本発明の好ましい実施形態のデンドライト・
ウェブ・シリコン・ブランクの断面図である。
ウェブ・シリコン・ブランクの断面図である。
【図２】 正電極用のアルミニウム堆積段階の断面図で
ある。
ある。
【図３】 熱処理段階におけるウェブの断面図である。
【図４】 第１の金属ステージを絶縁して酸化アルミニ
ウムを形成する際のウェブの断面図である。
ウムを形成する際のウェブの断面図である。
【図５】 裏面から酸化ケイ素を除去する際のウェブの
断面図である。
断面図である。
【図６】 負電極用の金属を付着する際のウェブの断面
図である。
図である。
【図７】 完成したセルの底面図である。
【図８】 ８つのセルを有する基板の裏面の平面図であ
る。
る。
【図９】 図８の基板上のセルのうちの１つの裏面の拡
大図である。
大図である。
【図１０】 図９の線１０−１０に沿った断面図であ
る。
る。
【図１１】 一対の正電極の一部および電極間の領域を
示す拡大詳細図である。
示す拡大詳細図である。
【図１２】 図９のセルの上面の角部分を示す拡大詳細
図である。
図である。
１０ バルク層 ２０ ｎ+ 層 ３０ 鋸歯パターン ４０ 間隔 ５０ ストライプ ６０ ｐ+ 層混合物 ７０ アルミニウム・ストライプ ８０ 酸化物層 ９０ ｎ型層表面領域 ９５ 反射防止（ＡＲ）コーティング １００ 金属層 １１０ 母線領域 １１２ 母線 １２０ アルミニウム合金接合相互嵌合裏面電極（ＩＢ
Ｃ）太陽電池
Ｃ）太陽電池
Claims (10)
- 【請求項１】 表面と裏面を有する第１の導電型の半導
体バルク層と、 前記バルク層内の前記裏面の近くに形成され、それと共
に複数の半導体接合を形成する、反対の導電型の複数の
離間ドープ半導体領域と、 前記複数の離間ドープ半導体領域に接続されかつ前記裏
面に沿って配置された第１の組の離間オーミック電極
と、 前記第１の組の離間オーミック電極間の空間内で前記バ
ルク層の前記裏面に接続された第２の組のオーミック電
極と、 前記第１の組の離間オーミック電極を第２の組のオーミ
ック電極から電気的に絶縁する絶縁手段とを含む裏面電
極型太陽電池。 - 【請求項２】 前記第１の組のオーミック電極が実質上
相互に平行な導電ストライプの形をしていることを特徴
とする請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 前記導電ストライプが一端で結合して母
線電極を形成することを特徴とする請求項２に記載の太
陽電池。 - 【請求項４】 前記半導体バルク層が、前記第１の導電
型の少数キャリヤの拡散長よりも大きい厚さを有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項５】 前記バルク層がｎ型シリコンから形成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項６】 前記ｎ型シリコンがデンドライト・ウェ
ブ・シリコンであることを特徴とする請求項５に記載の
太陽電池。 - 【請求項７】 前記第１の組の離間オーミック電極が、
前記バルク層半導体材料と、前記複数の離間ドープ半導
体領域用のアクセプタ・ドーパントを含むＩＩＩ族金属
との合金を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽
電池。 - 【請求項８】 前記ＩＩＩ族金属が、アルミニウム、ガ
リウムおよびインジウムからなるグループから選択され
ることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。 - 【請求項９】 前記絶縁手段が、前記第１の組のオーミ
ック電極を覆う絶縁層を含むことを特徴とする請求項１
に記載の太陽電池。 - 【請求項１０】 前記第２の組のオーミック電極が、
銀、アルミニウム、銅、チタンおよびパラジウムからな
るグループから選択したオーミック金属からなることを
特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/561,761 US5641362A (en) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | Structure and fabrication process for an aluminum alloy junction self-aligned back contact silicon solar cell |
| US08/561761 | 1995-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172196A true JPH09172196A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=24243342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8318487A Pending JPH09172196A (ja) | 1995-11-22 | 1996-11-15 | アルミニウム合金接合自己整合裏面電極型シリコン太陽電池の構造および製造 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5641362A (ja) |
| EP (1) | EP0776051B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09172196A (ja) |
| KR (1) | KR970030942A (ja) |
| CN (1) | CN1155106C (ja) |
| AU (1) | AU717476B2 (ja) |
| BR (1) | BR9605346A (ja) |
| CA (1) | CA2181281C (ja) |
| DE (1) | DE69631815T2 (ja) |
| ES (1) | ES2216041T3 (ja) |
| TW (1) | TW318286B (ja) |
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| JP2015506582A (ja) * | 2011-12-26 | 2015-03-02 | ソレクセル、インコーポレイテッド | 太陽電池の光捕獲性を改善するシステム及び方法 |
| US9231132B2 (en) | 2009-03-18 | 2016-01-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Process for manufacturing solar cell equipped with electrode having mesh structure |
| JP2016006841A (ja) * | 2014-05-30 | 2016-01-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池 |
| JPWO2018168785A1 (ja) * | 2017-03-13 | 2019-11-07 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | ヘテロ接合型太陽電池の製造方法、ヘテロ接合型太陽電池およびヘテロ接合型結晶シリコン電子デバイス |
| US11107935B2 (en) | 2006-07-24 | 2021-08-31 | Sunpower Corporation | Solar cell with reduced base diffusion area |
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| JPH10117004A (ja) * | 1996-10-09 | 1998-05-06 | Toyota Motor Corp | 集光型太陽電池素子 |
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