JPH03228379A - 太陽電池用基板 - Google Patents

太陽電池用基板

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JPH03228379A
JPH03228379A JP2024607A JP2460790A JPH03228379A JP H03228379 A JPH03228379 A JP H03228379A JP 2024607 A JP2024607 A JP 2024607A JP 2460790 A JP2460790 A JP 2460790A JP H03228379 A JPH03228379 A JP H03228379A
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JP
Japan
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substrate
particles
solar cell
silicon
oxide film
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Pending
Application number
JP2024607A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Morikawa
浩昭 森川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2024607A priority Critical patent/JPH03228379A/ja
Publication of JPH03228379A publication Critical patent/JPH03228379A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10—Semiconductor bodies
    • H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
    • H10F77/147—Shapes of bodies
    • 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

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

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〕 この発明は、太陽電池用基板に関するものである。
〔従来の技術〕
ポリシリコン(poly−Si)を基板材料に用いた従
来の太陽電池基板の構造およびその製造方法を以下に説
明する。
第5図、第6図は、例えば第1回PVSEC(Inte
rnational Photovoltaic 5c
ience and En−gineering Co
nference)のTechnical Diges
tに示されt二それぞれρoly−Siのインゴットお
よび基板状態を示したものである。第5図はシリコン粒
(べし・ツ1−)を溶融し、徐冷して形成したpoly
Si(ノボ・ソトの斜視図、第6図は、第5図のpol
ySl インゴットをスライスして形成し/:poly
−Si基板の斜視図である。これらの図において、30
はpoly−Si  インゴット、12は前記poly
−Siインゴット30をスライスして形成されたpol
y−Si基板である。
次にρoly−Si基板12の製造方法について説明す
る。
第5図のpoly−Siインゴ:y l・30は、電気
炉によ−)でシリコンペレ・ソトを溶融し、鋳型に流し
込み徐冷することにより形成される。乙のpoly−S
iインゴット30を第6図に示すように、スライスして
厚い数百μmのpoly−Si基板12を形成するが、
この場き最低でも200μm程度の切り代が必要となる
。このとき徐冷のスピードのコノトローノ1および鋳型
の温度分布の制御によってpo l y−5i基板12
の特性が決定されてしまうので高精度の制御が必要とさ
れるが、pony−Si インテ?、 I−30の不純
物の分布の存在は避けられず、太陽M池基板として使用
できない部分が形成されてしまう。
第7図は、第6図のpoly−Si基板を用いて形成し
た太陽電池の断面図を示したものである。この図で、1
0は前記ρo I y−5i基板12のJII向に形成
されたpoly−Si基板12と同りィブの高濃度ドピ
ング層、5はこの高濃度ドーピング1f110」二に形
成された金属電極、6は的記poly−Si基板12表
面に形成されたこのpoly−Si基板12と逆タイプ
のドーピング層(poly−Si基板12と逆タイーノ
。
のドーピング層6でpn接合が形成されろ)、8は前記
逆タイプのドーピング層6上に形成された集電極層、1
1は前記逆タイプのドーピングJl!!j6および集電
極層8上に形成された反射防止膜である。
次に、第6図のpoly−Si基板12を用いた第7図
の太陽電池の形成工程について説明する。
まず、poly−S−基板12の裏面に、poly−S
i基板12が11型であるならば、高濃度n型ドーピン
グ層10、p型であるならば高濃度p型ドーピノゲ層1
0h(熱拡散もしくはイオン注入によって形成され、高
濃度ドーピング層10上には、スクリッ印刷もしくは蒸
着などによって金属電極5が形成されろ。次に、ρol
y−Si基板12の表面に、乙のpoly−S−基板1
2と逆タイプのドーピング層6が熱拡散などによって形
成されpn接合となる。
さらに、集電極NI8がスクリーン印刷などによって形
成され、逆タイプのドーピング層6および集電極層8上
に反射防止yA11がスパッタなどで形成され太陽電池
が完成する。
〔発明が解決し上うとする課題〕
上記のように、太陽電池に用いる基板としてインテ・ソ
トから形成する従来の単結晶シリコン(CSi)も(7
くはρoly−Si基板12はこれを形成する工程で、
基板材料であるシリコン粒(ベレット)を溶融させ、c
−Siの場合は結晶引き上げ法などによってインテ・ソ
トを形成する。また、poly−Siの場合は鋳型に溶
融シリコンを流し込み、インゴットを形成する工程が必
要であり、しかも、不純物が不均一に分布してしまうの
でインゴット全体を使うことは不可能である。また、基
板を板状にするためにはインゴットをスライスずろ工程
が必要であり、1枚の板状e−Siもしくはpoly−
Si基板12を得るには少なくとも200μ111以上
の切り代が必要であるなどの問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、太陽電池の基板として用いる基板材料であ
るシリコン粒(イし・ツト)ヲ、ソのまま用いることが
できるようにしたものである。。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る太陽電池用基板は、平面方向に並び上下
に重ならないよう最密充填された粒径のそろったシリコ
ン粒と、これらのシリコン粒の底部から粒径の273程
度までの部分の空隙を埋めシリコン粒を結合せしめる塗
布型酸化膜と、シリコン粒の塗布型酸化膜が形成されて
いない露出しに部分の空隙を埋め焼成された1ルミペー
ストからなろものである。
〔作用〕
乙の発明においては、シリコン粒をそのまま塗布型酸化
膜)3」、びAlベーストに、よって板状にして太陽電
池用基板を形成するので、基板中に不純物が不均一に分
布することもなく、投入したシリコン粒のほと/しどが
基板として利用される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第1図はこの発明の一実施例による太陽電池用基板を示
す断面図である。
以下、その形成工程について説明する。
まず、第1図(a)に示すように、グラファイト製支持
台1上に均一に塗布型酸化M2、例えばシリコンポリ?
 (P P S Q : Po1y−Phenyl S
i Is。
quioχO他)を塗布する。この状態でその塗布膜厚
は、第1図(b)に示ずように、シリコン粒(べし・ツ
ト)3を2次元方向へ*W充填にならべたときに、数十
μmから数ntmのシリコン粒(ベレット)3の粒径が
およそ2/3埋まる程度である。
次いで、シリコン粒(ベレット)3を塗Itj型酸化膜
2上にばらまき焼成させる。焼成後、余分に投入したシ
リコン較(ベレ・ソト)3を取り除くと、第1 図(e
 )に示すように、はぼシリコン較(・ぐし1・)3が
最密充填されろ71次いで、第1図(d )に示す、L
うに、シリコン粒(ぺL・ツト)3が露出している部分
にアルミペースト4を塗’lfi t、 、さらに金属
電極5(アルミなどの板状金属)をのせ、焼成させる。
最後に、第1図(0)に示ずtうに、グラファイト製支
持7M1を取り除き、塗布型酸化膜2およびシリコン較
(べし・ソト)3をラッピングし、シリコン較(べし・
ソト)3の端部を露出させることによって太陽電池用基
板が形成されろ1゜第2図は、第1図の太陽電池用基板
を用いて形成した太陽i4池の断面図である1、この太
陽電池は、第1図(e)の状態のラッピングを行った面
に熱拡散もしくはイオン注入によってシリコJ粒(ベレ
ット)3と逆タイプの不純物をドーピングし、逆タイプ
ドーピング層6を形成する。これにより、pn接合が形
成されろ。次に、逆タイプドピング層6上に、スパッタ
もしくは蒸着によって透明電極層7を形成し、さらに蒸
着もしくはスクリーン印刷によって集電極層8を形成し
、太陽電池(セル)が完成する。
第3図は、第1図の太陽Wi池川用板を用いて形成した
太陽電池の他の実施例を示す断面図である。
この太陽電池は、第1図(e)の状態のう・ソビングを
行った面にプラズマCVI)により、シリコン粒(ベレ
ット)3と逆タイプの微結晶層9を形成することにより
pn接aが形成される。次に逆タイプの微結晶層9上に
スパッタもしくは蒸着によって透明電極層7を形成し、
さらにf/A着もしくはスクリーン印刷によって集電極
層8を形成し、太陽tS池(セル)が完成ずろ。
なお、上記実施例では、第1図(e)の基板状態にずろ
のにグラファイト製支持台1上で形成したが、グラファ
イト基板を用いずに、基板状態を得る方法を第4図につ
いて説明する。
まず、第4図に(a)に示すように、金属電極5上に均
一にアルミペースト4を塗4jする。このとき塗布膜厚
は、第4図(b)でシリコン粒(べL・ツト)3を2次
元方向へ最密充填にならべtコときに、数十μmから数
mmのシリコン粒径のおよそ1/3が埋まる程度である
。その後、シリコン較(ベレット)3をアルミペースト
4にばらまき焼成させろ。焼成後、余分に投入したシリ
コン粒(べしツト)3を取り除くと、第4図(e)に示
すように、はぼシリコン較(ベレット)3が最密充填さ
れる。次いで、第4図((量)に示ず1うに、シリコン
粒(べL・ツト)3が露出している部分に塗布型酸化膜
2を塗布し焼成させる。最後に塗布型酸化膜2およびシ
リコン粒(ベレット)3をう・ソピンゲし、シリコン粒
(ベレット)3の端部を露出させることによって太陽電
池用基板が形成される。
なお、n型のシリコン粒3を用い、塗布型酸化膜2とし
て、リンガドープされたアルミペーストを用いることが
できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、平面方向に並び上下に重ならない
よう最密充填された粒径のそろったシリコン較と、これ
らのシリコン較の底部から粒径の2/3程度までの部分
の空隙を埋めシリコン粒を結合せしめる塗布型酸化膜と
、シリコン粒の塗布型酸化膜が形成されていない露出し
た部分の空隙を埋め焼成されたアルミベース)・からな
ろので、これまで必要であったシリコン較の溶融からイ
ンゴ・ソトの形成およびスライスの工程を全て省くこと
ができる。したがって、安価に、かつ短時間に高性能な
太陽電池基板を得る乙とが可能になるばかりでなく、従
来の方法では投入したシリコン粒の半分程度しか基板に
する乙とができなかっkものを、この発明によれば、投
入したシリコン粒(ベレ・フト)のほとんどの材料を有
効に用いることかijJ能となり、材料面からもコスト
をドげろことができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は乙の発明の太陽電池用基板の一実施例を示す図
で、その形成、[程を示す断面図、第2図。 第3図は、第1図の太陽電池用基板を用いた太陽電池を
示す断面図、第4図はこの発明の太陽電池用基板の他の
実施例を示す図で、その形成工程を示す断面図、第5図
は従来の基板を形成する途中の工程で形成されろpol
y−Si (ンゴットの斜視図、第6図はpoly−S
i イノゴ・ントをスライスし、板状cl)poly−
Si基板にしtコ状態の斜視図、第7図は、第6図のρ
oly−S−基板を用いて形成した従来の太陽電池の断
面図である。 図にわいて、1はグラファイト製支持台、2は塗布型酸
化膜、3はn型またはp型のシリコン粒(ベレット) 
4はアルミペースト、5は金属電極、6は逆タイゴドー
ビノグ層、7は透明電極層、8は集電極層、9は逆タイ
プ微結晶層、10は^能動ドーピング層、11は反射防
止膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平面方向に並び上下に重ならないよう最密充填された粒
    径のそろったシリコン粒と、これらのシリコン粒の底部
    から粒径の2/3程度までの部分の空隙を埋め前記シリ
    コン粒を結合せしめる塗布型酸化膜と、前記シリコン粒
    の前記塗布型酸化膜が形成されていない露出した部分の
    空隙を埋め焼成されたアルミペーストからなることを特
    徴とする太陽電池用基板。
JP2024607A 1990-02-02 1990-02-02 太陽電池用基板 Pending JPH03228379A (ja)

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