JP2001168356A - 太陽電池セルの製造方法 - Google Patents
太陽電池セルの製造方法Info
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- JP2001168356A JP2001168356A JP34854799A JP34854799A JP2001168356A JP 2001168356 A JP2001168356 A JP 2001168356A JP 34854799 A JP34854799 A JP 34854799A JP 34854799 A JP34854799 A JP 34854799A JP 2001168356 A JP2001168356 A JP 2001168356A
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- polycrystalline silicon
- silicon layer
- solar cell
- oxide film
- receiving surface
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光面にテクスチャ構造を有し、ｐｎ接合面
が平坦であるような太陽電池セルは高価であった。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明は、
第１導電型の半導体基板の受光面側に、第２導電型の不
純物をドーピングして多結晶シリコン層を生成する工程
と、前記多結晶シリコン層を酸化してシリコン酸化膜を
生成する工程と、前記多結晶シリコン層上の前記シリコ
ン酸化膜を除去する工程と、を有することを特徴とする
太陽電池セルの製造方法を提供する。
が平坦であるような太陽電池セルは高価であった。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明は、
第１導電型の半導体基板の受光面側に、第２導電型の不
純物をドーピングして多結晶シリコン層を生成する工程
と、前記多結晶シリコン層を酸化してシリコン酸化膜を
生成する工程と、前記多結晶シリコン層上の前記シリコ
ン酸化膜を除去する工程と、を有することを特徴とする
太陽電池セルの製造方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光エネルギーを電
気エネルギーに変換する太陽電池セルの製造方法に関す
る。
気エネルギーに変換する太陽電池セルの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する素子として太陽電池が知られている。
ーに変換する素子として太陽電池が知られている。
【０００３】図４は太陽電池の一般的なセル構造を示し
ており、これによれば太陽電池セルは、単結晶シリコン
基板４０１と、ｎ型拡散層４０２と、受光面電極４０４
と、裏面電極４０３と、反射防止膜４０５とから構成さ
れている。
ており、これによれば太陽電池セルは、単結晶シリコン
基板４０１と、ｎ型拡散層４０２と、受光面電極４０４
と、裏面電極４０３と、反射防止膜４０５とから構成さ
れている。
【０００４】しかしながら上記の太陽電池セル構造は、
ｐ型の単結晶シリコン基板４０１とｎ型拡散層４０２と
の接合部が凹凸形状（以下、テクスチャ構造という）に
なっているため、接合部の面積、いわゆるｐｎ接合部面
積は該構造を用いない場合と比較して１．５〜２．０倍
程度大きくなっている。これにより、飽和電流密度をｐ
ｎ接合部面積で積分して得られる飽和電流は、該構造を
用いない場合と比較して大きくなり、延いては開放電圧
が低下するという問題があった。
ｐ型の単結晶シリコン基板４０１とｎ型拡散層４０２と
の接合部が凹凸形状（以下、テクスチャ構造という）に
なっているため、接合部の面積、いわゆるｐｎ接合部面
積は該構造を用いない場合と比較して１．５〜２．０倍
程度大きくなっている。これにより、飽和電流密度をｐ
ｎ接合部面積で積分して得られる飽和電流は、該構造を
用いない場合と比較して大きくなり、延いては開放電圧
が低下するという問題があった。
【０００５】上記問題を解決するために、結晶シリコン
基板４０１とｎ型拡散層４０２との接合部は平坦であり
ｎ型拡散層４０２の受光面側はテクスチャ構造を有する
光電変換素子（太陽電池セル）が、特開平５−９５１２
４号公報に開示されている。
基板４０１とｎ型拡散層４０２との接合部は平坦であり
ｎ型拡散層４０２の受光面側はテクスチャ構造を有する
光電変換素子（太陽電池セル）が、特開平５−９５１２
４号公報に開示されている。
【０００６】図３は上記光電変換素子の構造を示す断面
図であり、上記光電変換素子は、単結晶のｐ型半導体基
板３０１と、ｎ型半導体層３０２と、シリコン酸化膜か
らなる反射防止膜３０３と、高濃度ｐ＋型不純物領域３
０４と、裏面側電極３０５と、受光面電極３０６とから
構成されていることがわかる。
図であり、上記光電変換素子は、単結晶のｐ型半導体基
板３０１と、ｎ型半導体層３０２と、シリコン酸化膜か
らなる反射防止膜３０３と、高濃度ｐ＋型不純物領域３
０４と、裏面側電極３０５と、受光面電極３０６とから
構成されていることがわかる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記光電
変換素子において、エピタキシャル成長によりｎ型半導
体層３０２を形成するためには、ｐ型半導体基板３０１
を単結晶シリコンにする必要があり、低コスト化に不適
当であるという問題があった。
変換素子において、エピタキシャル成長によりｎ型半導
体層３０２を形成するためには、ｐ型半導体基板３０１
を単結晶シリコンにする必要があり、低コスト化に不適
当であるという問題があった。
【０００８】さらに、ｐ型半導体基板３０１とｎ型半導
体層３０２とは浅いｐｎ接合面が必要であり、ｎ型半導
体層３０２の表面を選択性エッチングによりテクスチャ
構造を形成する場合において、均一なｐｎ接合深さを得
るにはエッチング量の制御が困難であるという問題があ
った。これは熱拡散法を用いてｎ型半導体層３０２を形
成した場合においても同様である。
体層３０２とは浅いｐｎ接合面が必要であり、ｎ型半導
体層３０２の表面を選択性エッチングによりテクスチャ
構造を形成する場合において、均一なｐｎ接合深さを得
るにはエッチング量の制御が困難であるという問題があ
った。これは熱拡散法を用いてｎ型半導体層３０２を形
成した場合においても同様である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、第１導電型の半導体基板の受光面側に、第
２導電型の不純物をドーピングして多結晶シリコン層を
成膜する工程と、前記多結晶シリコン層を酸化してシリ
コン酸化膜を生成する工程と、前記多結晶シリコン層上
の前記シリコン酸化膜を除去する工程からなる製造方法
を提供する。
するために、第１導電型の半導体基板の受光面側に、第
２導電型の不純物をドーピングして多結晶シリコン層を
成膜する工程と、前記多結晶シリコン層を酸化してシリ
コン酸化膜を生成する工程と、前記多結晶シリコン層上
の前記シリコン酸化膜を除去する工程からなる製造方法
を提供する。
【００１０】この方法により製造される太陽電池セル
は、半導体基板に多結晶シリコンを使用することができ
るので安価に製造できる。
は、半導体基板に多結晶シリコンを使用することができ
るので安価に製造できる。
【００１１】また本発明は、前記多結晶シリコン層を形
成する工程において、非晶質シリコン層を形成後、多結
晶シリコン層を形成することを特徴とする太陽電池セル
の製造方法を提供する。この方法により製造される太陽
電池セルは、結晶粒が大きくなり、電気特性が良好であ
る。
成する工程において、非晶質シリコン層を形成後、多結
晶シリコン層を形成することを特徴とする太陽電池セル
の製造方法を提供する。この方法により製造される太陽
電池セルは、結晶粒が大きくなり、電気特性が良好であ
る。
【００１２】また本発明は、前記多結晶シリコン層を酸
化してシリコン酸化膜を形成する工程において、酸化時
間を調節することにより、多結晶シリコン層上の凹凸形
状の高さの制御が容易になる。
化してシリコン酸化膜を形成する工程において、酸化時
間を調節することにより、多結晶シリコン層上の凹凸形
状の高さの制御が容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を使って本発明の実施
の形態を説明する。
の形態を説明する。
【００１４】図１は、本発明による太陽電池セルの断面
図であり、その構造を示している。図１に示す通り、本
発明による太陽電池セルは、多結晶のｐ型シリコン基板
１０１と、多結晶シリコン層１０２と、ｐ電極１０４
と、ｎ電極１０５と、反射防止膜１０６とから構成され
ている。
図であり、その構造を示している。図１に示す通り、本
発明による太陽電池セルは、多結晶のｐ型シリコン基板
１０１と、多結晶シリコン層１０２と、ｐ電極１０４
と、ｎ電極１０５と、反射防止膜１０６とから構成され
ている。
【００１５】図２は上記太陽電池セルの製造工程を示し
ている。以下、図２を使ってその製造工程を説明する。
ている。以下、図２を使ってその製造工程を説明する。
【００１６】まず、図２（ａ）に示す通り、ｐ型シリコ
ン基板１０１を１％程度のフッ酸で表面を洗浄し、減圧
ＣＶＤ装置において、成膜温度が６００〜６５０℃程度
でシランガス又はジシランガスを熱分解する。その後、
受光面側に三酸化リン等を混入し、リン等の不純物をド
ーピングすることにより、結晶粒からなる多結晶シリコ
ン層１０２が形成される。なお、この結晶粒は、実際
は、ランダムな位置にランダムな大きさで発生するもの
であるが、図２（ａ）では、この結晶粒を模式的に示す
ために、同じ大きさの柱状の結晶粒を同じ間隔で配置し
て示している。また、図２（ａ）の工程において、成膜
温度を５００℃以下で行うと非晶質シリコン層が形成さ
れ、さらにその後、非晶質シリコン層を窒素雰囲気中で
６２０℃前後で固層成長させると多結晶シリコン層１０
２が形成される。この場合、前者の方法よりも結晶粒の
大きい多結晶シリコン層を形成することができる。
ン基板１０１を１％程度のフッ酸で表面を洗浄し、減圧
ＣＶＤ装置において、成膜温度が６００〜６５０℃程度
でシランガス又はジシランガスを熱分解する。その後、
受光面側に三酸化リン等を混入し、リン等の不純物をド
ーピングすることにより、結晶粒からなる多結晶シリコ
ン層１０２が形成される。なお、この結晶粒は、実際
は、ランダムな位置にランダムな大きさで発生するもの
であるが、図２（ａ）では、この結晶粒を模式的に示す
ために、同じ大きさの柱状の結晶粒を同じ間隔で配置し
て示している。また、図２（ａ）の工程において、成膜
温度を５００℃以下で行うと非晶質シリコン層が形成さ
れ、さらにその後、非晶質シリコン層を窒素雰囲気中で
６２０℃前後で固層成長させると多結晶シリコン層１０
２が形成される。この場合、前者の方法よりも結晶粒の
大きい多結晶シリコン層を形成することができる。
【００１７】その後、図２（ｂ）に示す通り、スチーム
酸化により、シリコン酸化膜１０３を形成する。
酸化により、シリコン酸化膜１０３を形成する。
【００１８】次に、図２（ｃ）に示す通り、上記基板を
１０％程度のフッ酸に浸すことにより、ｐ型シリコン基
板１０１表面及び多結晶シリコン層１０２表面のシリコ
ン酸化膜１０３を除去する。その後、受光面側にある多
結晶シリコン表面の結晶界が露出し直径０．０３〜１．
０μｍ程度の凹凸表面が形成される。ここで、多結晶シ
リコン表面の凹凸の高さは、酸化時間により制御するこ
とができる。なお、所望の高さの凹凸表面を形成するた
めの酸化時間は、テクスチャ構造を形成する場合に使用
されていた従来の選択性エッチングによる成膜時間に比
べて遅いため、その調節が容易である。
１０％程度のフッ酸に浸すことにより、ｐ型シリコン基
板１０１表面及び多結晶シリコン層１０２表面のシリコ
ン酸化膜１０３を除去する。その後、受光面側にある多
結晶シリコン表面の結晶界が露出し直径０．０３〜１．
０μｍ程度の凹凸表面が形成される。ここで、多結晶シ
リコン表面の凹凸の高さは、酸化時間により制御するこ
とができる。なお、所望の高さの凹凸表面を形成するた
めの酸化時間は、テクスチャ構造を形成する場合に使用
されていた従来の選択性エッチングによる成膜時間に比
べて遅いため、その調節が容易である。
【００１９】さらに次に、図２（ｄ）に示す通り、受光
面に櫛の歯状のｎ電極１０５を形成し、その上に反射防
止膜１０６を形成し、また裏面にｐ電極１０４を真空蒸
着法等により形成することにより、本発明による太陽電
池セルが完成する。
面に櫛の歯状のｎ電極１０５を形成し、その上に反射防
止膜１０６を形成し、また裏面にｐ電極１０４を真空蒸
着法等により形成することにより、本発明による太陽電
池セルが完成する。
【００２０】本発明は、宇宙用太陽電池に使用して有効
なＢＳＲ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｆｒｅｃｔ
ｏｒ）構造の太陽電池セル以外にも、基板裏面側に高濃
度のｐ型拡散層を形成したＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆ
ａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）構造や、部分的にｐ型拡散層を形
成した部分ＢＳＦ構造の太陽電池セルにも適応可能であ
る。また、地上用太陽電池にも適用することができる。
なＢＳＲ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｆｒｅｃｔ
ｏｒ）構造の太陽電池セル以外にも、基板裏面側に高濃
度のｐ型拡散層を形成したＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆ
ａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）構造や、部分的にｐ型拡散層を形
成した部分ＢＳＦ構造の太陽電池セルにも適応可能であ
る。また、地上用太陽電池にも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｐ
ｎ接合面は平坦で、かつ、受光面にテクスチャ構造を有
する太陽電池セルを、多結晶シリコン基板により製造す
ることができるため、コストを低減することができる。
さらに、酸化時間によりテクスチャ構造の凹凸の高さを
調節することができるため、その制御が容易である。
ｎ接合面は平坦で、かつ、受光面にテクスチャ構造を有
する太陽電池セルを、多結晶シリコン基板により製造す
ることができるため、コストを低減することができる。
さらに、酸化時間によりテクスチャ構造の凹凸の高さを
調節することができるため、その制御が容易である。
【図１】本発明による太陽電池セルの断面図である。
【図２】本発明による太陽電池セルの製造工程を示すた
めの図である。
めの図である。
【図３】従来の光電変換素子の断面図である。
【図４】従来の太陽電池セルの製造工程を示すための図
である。
である。
１０１ ｐ型シリコン基板 １０２ 多結晶シリコン層 １０３ シリコン酸化膜 １０４ ｐ電極 １０５ ｎ電極 １０６ 反射防止膜
Claims (2)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板の受光面側に、
第２導電型の不純物をドーピングして多結晶シリコン層
を形成する工程と、前記多結晶シリコン層を酸化してシ
リコン酸化膜を形成する工程と、前記多結晶シリコン層
上の前記シリコン酸化膜を除去する工程と、を有するこ
とを特徴とする太陽電池セルの製造方法。 - 【請求項２】 前記多結晶シリコン層を形成する工程に
おいて、非晶質シリコン層を形成後、多結晶シリコン層
を形成することを特徴とする請求項１記載の太陽電池セ
ルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34854799A JP2001168356A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 太陽電池セルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34854799A JP2001168356A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 太陽電池セルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001168356A true JP2001168356A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18397757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34854799A Pending JP2001168356A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 太陽電池セルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001168356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101203007B1 (ko) | 2005-12-14 | 2012-11-20 | 주성엔지니어링(주) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2026051865A1 (zh) * | 2024-09-09 | 2026-03-12 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 电池、组件及光伏系统 |
-
1999
- 1999-12-08 JP JP34854799A patent/JP2001168356A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101203007B1 (ko) | 2005-12-14 | 2012-11-20 | 주성엔지니어링(주) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2026051865A1 (zh) * | 2024-09-09 | 2026-03-12 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 电池、组件及光伏系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041118 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050106 |
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