JPH02266574A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光電変換装置の受光面の電極占有率を少くし
、かつ直列抵抗を減少し、効率を向上させることに関す
るものである。

（従来の技術） 例えばシリコン太陽電池などの充電変換装置において、
受光面には電極が設けられているが、その材例、形成方
法は、その素子の特性に大きな影響を及はすので、種々
の検討が行なわれている。

従来の太陽電池の構造の一般的な一例は、第８図例示さ
れるように、例えばｐ型シリコン基板１の表面に熱拡散
法によってｎ＋型型数散層２形成し、その表面には通常
櫛形の受光面電極６、その裏面には全面に裏面電極５を
設け、さらに受光面の反射低減のため反射防止膜７によ
って表面が覆われている。

この電極形成技術としては、太１４！！池の場合、その
量産性と低価格化を考慮して、例えば辻高輝著「太陽電
池」（パワー社刊）９７５に示されているように、拡散
層を設けたシリコン基板表面に直接金属ペーストをスク
リーン印刷し、酸化性雰囲気中で熱処理することにより
行われてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の技術では、熱処理された金属ペー
ストと半導体基板との接触抵抗が６０ｍΩ・−度であり
、オーミンクな金属との接触抵抗、例えば、蒸着法によ
りＡｔを使用した場合は１０−２ｍΩ・−以下であるの
に比し、著しく大きい。この接触抵抗の高さに影響され
て、太陽電池の直列抵抗成分が大きくなり、その結果曲
線因子が低くなって、充分な太陽電池特性が得られなか
った。

また、この接触抵抗を低減させる手法として、半導体表
面の不純物濃度を上げる方法があるが、不純物濃度を上
げるには、拡散層表面の不純物の固溶限濃度を上げる必
要があり、このことは拡散温度を上げることを意味する
。従って、高温での熱処理となるために１基板自体の半
導体特性を低下させるのみならず、短波長感度を向上さ
せるための浅い接合を形成することが不可能になり、素
子全体の光発生電流を低下させることＫつながる。

さらに１太陽電池の特性向上には、光により発生した電
流を上げるために１直列抵抗の影響の少ない範囲で、で
きるだけ電極占有率を下げることが望ましい。しかしな
がら、スクリーン印刷による電極形成法では、細線形成
に限界がある上、細くすればする程、電極の直列抵抗が
大きくなる欠点がある。このため、電極面積は受光面全
体く対して、通常７％前後で、４〜５％が限界となって
いた。

本発明の目的は、受光面の電極占有率を低くし、かつ直
列抵抗成分を小さくすることによって、光により発生す
る電流を増加し、曲線因子を改善させ、高効率の光電変
換装置を得ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、受光面の拡散層形成前に、半導体基板の受光
面側表面に所望の形状の溝を設け、この溝を含む全表面
に拡散層を設け、酵の部分の拡散層の表面に電極を設け
た。前記の溝は機械的加工により形成することができる
。

（作用） 本発明によれば受光面における電極の占有面積は減少す
るが、受光面の拡散層との接触面積が増加するので、接
触抵抗が低くなり、直列抵抗も低くなり、しかも光によ
り発生した電流の収集効率も向上し、曲線因子も向上す
る。

また、溝を機械的加工により形成し、加工の際に生じた
加工歪みをその′１ま残存させると、この残留歪み部分
での不純物の高速拡散を利用して、溝に設けられた電極
周辺のみ接合深さを深くして接触抵抗を下げることがで
きる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構造を示す略断面図である
。同図においてｐ型シリコン基板１に表面洗浄およびエ
ツチングを施した後、チップ切断に用いられるダイシン
グ装置により、受光面側に幅約２６μｍ、深さ４０〜５
０μｍの機械加工による溝１０を設ける。その後再度表
面洗浄を行い、ＰＯＣｌ２の熱拡散法により全面Ｋｇさ
約０．８μｍのｎ＋型型数散層２形成する。この後表面
を清浄にし反射防止膜７としてＴｌ０ｉ膜をＣＶＤ法に
より、約７００Ｘの厚さに形成する。

溝１０は、機械加工以外によっても形成できるが、機械
加工によるときは、加工の際に＃１１０の川辺に、加工
歪層８が形成される。この歪みを残存させることによっ
て、この部分での不純物拡散が高速となり、埋込電極周
辺の接合深さを深くし、接触抵抗が低下される。

その後、機械加工による溝ＩＯと同−又は類似したパタ
ーンの電極を形成するため、ホトエツチングにより、反
射防止膜７を所望のパターンに抜き、＠１００中に金属
電極を形成する。金属電極の形成には例えば次のような
方法がある。

（１）　　電極パターンの形状にぬいたレジスト（ポジ
タイプ）をマスクとして、真空蒸着法により、溝部分の
シリコン拡散層の表面にＷあるいはＡｔ等を０．１μｍ
、その上にＡｇを５〜１０μｍの厚さに形成し、しかる
後、レジストはく離液に浸漬し、リフトオフ法により、
不要部分の金属を除去する。

（２）前記と同様にしたレジストをマスクとして、メツ
キ法により電極を形成する。まず、溝部分のシリコンの
拡散層の表面１ｃ、Ｎ＋Ｃ２２を主成分とする無電解メ
ツキ法により０．５μｍの厚さＫＮＩメツキを施し、そ
の上に電解メツキ法により、Ｃｕを５〜１０μｍの厚さ
にメツキする。

その後、不要のレジストを、はく離する。

いずれの場合においても、得られる素子の特性に大差は
なかったが、前述の（１）の真空蒸着による［［を用い
た場合の本発明による素子の特性と従来例との比較を下
記の表１に示す。

また、本発明による太陽電池のＩ−４特性を第２図に示
す。同図において、曲線人は本発明の一実施例による特
性を示し、ｆｂ線Ｂ及びＣは従来例の特性を示す。

（発明の効果） 紡述の表１及び第２図に示されるように、本発明によれ
ば、受光面の電極占有率を低下させるにも拘わらず電流
の収集効率を低下させず、しかも接触抵抗を低減できる
ため、光による発生電流が大きく、かつ曲線因子の良好
な効率の高い太陽電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の略断面図、第２図はそのＩ
−４特性を示すグラフ、第８図は従来例の略断面図であ
る。 ｌ・・・ｐ型シリコン基板、２・・・ｎ　型拡散層、５
・・・ＩＪ面電極、　　　　　６・・・受光面電極、７
・・・反射防止膜、　　　　訃・・加工歪層、１０・・
・溝 第３図 を斤（ｎＬＶ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体基板と、その表面に設けられた機械的加工溝
   と、溝を含む半導体基板の表面に形成された半導体基板
   の導電型と異なる導電型の半導体の拡散層と、溝に埋込
   まれた電極とを有する光電変換装置。