JPH1117202A - 太陽電池素子 - Google Patents
太陽電池素子Info
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- JPH1117202A JPH1117202A JP9170150A JP17015097A JPH1117202A JP H1117202 A JPH1117202 A JP H1117202A JP 9170150 A JP9170150 A JP 9170150A JP 17015097 A JP17015097 A JP 17015097A JP H1117202 A JPH1117202 A JP H1117202A
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- solar cell
- cell element
- conductivity type
- semiconductor impurity
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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
Landscapes
- Weting (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面反射率は低減できてもそれに見合った短
絡電流値の向上は得られないという問題点があった。 【解決手段】 一導電型半導体不純物を含有するシリコ
ン基板１の表面側に他の導電型半導体不純物を含有させ
ると共に、このシリコン基板１の表面側と裏面側に電極
３、４を形成した太陽電池素子において、前記シリコン
基板１の表面側に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下の微細
な突起１ｃを多数設け、このシリコン基板１の表面側の
シート抵抗が６０〜３００Ω／□となるように、逆導電
型半導体不純物を含有させる。
絡電流値の向上は得られないという問題点があった。 【解決手段】 一導電型半導体不純物を含有するシリコ
ン基板１の表面側に他の導電型半導体不純物を含有させ
ると共に、このシリコン基板１の表面側と裏面側に電極
３、４を形成した太陽電池素子において、前記シリコン
基板１の表面側に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下の微細
な突起１ｃを多数設け、このシリコン基板１の表面側の
シート抵抗が６０〜３００Ω／□となるように、逆導電
型半導体不純物を含有させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池素子に関
し、特にシリコン基板を用いた太陽電池素子に関する。
し、特にシリコン基板を用いた太陽電池素子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】通常、
多結晶シリコン基板を用いて太陽電池素子を形成する場
合、まず基板表面の切断面を清浄化するために１５μｍ
程度エッチングする。例えば濃度１５％程度の水酸化ナ
トリウム水溶液を８０℃に保持してエッチングを行う
と、約７分で１５μｍ程度エッチングできる。また、基
板表面での反射率をより低減するために、薄い濃度のア
ルカリ水溶液でエッチングする。例えば濃度が５％程度
の水酸化ナトリウム水溶液を７５℃に保持してエッチン
グを行うと、表面に微細な凹凸が形成され、基板表面で
の反射率をある程度低減することができる。
多結晶シリコン基板を用いて太陽電池素子を形成する場
合、まず基板表面の切断面を清浄化するために１５μｍ
程度エッチングする。例えば濃度１５％程度の水酸化ナ
トリウム水溶液を８０℃に保持してエッチングを行う
と、約７分で１５μｍ程度エッチングできる。また、基
板表面での反射率をより低減するために、薄い濃度のア
ルカリ水溶液でエッチングする。例えば濃度が５％程度
の水酸化ナトリウム水溶液を７５℃に保持してエッチン
グを行うと、表面に微細な凹凸が形成され、基板表面で
の反射率をある程度低減することができる。
【０００３】ところが、面方位が（１００）面の単結晶
シリコン基板を用いた場合は、このような方法でテクス
チャー構造と呼ばれるピラミッド構造を基板表面に均一
に形成することができるものの、多結晶シリコン基板で
太陽電池素子を形成する場合、アルカリ水溶液によるエ
ッチングは結晶の面方位に依存することから、ピラミッ
ド構造を均一には形成できず、そのため全体の反射率も
効果的には低減できないという問題があった。基板表面
での反射率を効果的に低減できなければ、太陽電池素子
の特性も効果的には向上させることができない。
シリコン基板を用いた場合は、このような方法でテクス
チャー構造と呼ばれるピラミッド構造を基板表面に均一
に形成することができるものの、多結晶シリコン基板で
太陽電池素子を形成する場合、アルカリ水溶液によるエ
ッチングは結晶の面方位に依存することから、ピラミッ
ド構造を均一には形成できず、そのため全体の反射率も
効果的には低減できないという問題があった。基板表面
での反射率を効果的に低減できなければ、太陽電池素子
の特性も効果的には向上させることができない。
【０００４】このような問題を解決するために、多結晶
シリコン基板で太陽電池素子を形成する場合に、反応性
イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）法で基
板表面に微細な突起を形成することが提案されている
（例えば特公昭６０−２７１９５号、特開平５−７５１
５２号、特開平９−１０２６２５号公報参照）。この方
法によると、多結晶シリコンにおける不規則な結晶の面
方位に左右されることなく、微細な突起を均一に形成す
ることができ、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池素
子においては、より効果的に反射率を低減することがで
きるようになる。
シリコン基板で太陽電池素子を形成する場合に、反応性
イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）法で基
板表面に微細な突起を形成することが提案されている
（例えば特公昭６０−２７１９５号、特開平５−７５１
５２号、特開平９−１０２６２５号公報参照）。この方
法によると、多結晶シリコンにおける不規則な結晶の面
方位に左右されることなく、微細な突起を均一に形成す
ることができ、特に多結晶シリコンを用いた太陽電池素
子においては、より効果的に反射率を低減することがで
きるようになる。
【０００５】ところが、基板表面に微細な突起を形成し
て太陽電池素子を形成した場合、基板表面での反射率が
大きく低減するにも拘らず、短絡電流値がそれほど向上
しないという問題あり、さらに改善が望まれていた。
て太陽電池素子を形成した場合、基板表面での反射率が
大きく低減するにも拘らず、短絡電流値がそれほど向上
しないという問題あり、さらに改善が望まれていた。
【０００６】本発明はこのような従来技術に鑑みてなさ
れたものであり、表面反射率は低減できてもそれに見合
った短絡電流値の向上が得られないという従来技術の問
題点を解消した太陽電池素子を提供することを目的とす
る。
れたものであり、表面反射率は低減できてもそれに見合
った短絡電流値の向上が得られないという従来技術の問
題点を解消した太陽電池素子を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る太陽電池素子では、一導電型半導体不
純物を含有するシリコン基板の表面側に逆導電型半導体
不純物を含有させると共に、このシリコン基板の表面側
と裏面側に電極を形成した太陽電池素子において、前記
シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下
の微細な突起を多数設け、このシリコン基板の表面側の
シート抵抗が６０〜３００Ω／□となるように前記逆導
電型半導体不純物を含有させる。
に、本発明に係る太陽電池素子では、一導電型半導体不
純物を含有するシリコン基板の表面側に逆導電型半導体
不純物を含有させると共に、このシリコン基板の表面側
と裏面側に電極を形成した太陽電池素子において、前記
シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下
の微細な突起を多数設け、このシリコン基板の表面側の
シート抵抗が６０〜３００Ω／□となるように前記逆導
電型半導体不純物を含有させる。
【０００８】また、本発明に係る太陽電池素子では、前
記微細な突起のアスペクト比が０．１〜２であることが
望ましい。
記微細な突起のアスペクト比が０．１〜２であることが
望ましい。
【０００９】さらに、本発明に係る太陽電池素子では、
単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板のいずれでも
用いることができるが、多結晶シリコン基板を用いた場
合に特に効果的である。
単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板のいずれでも
用いることができるが、多結晶シリコン基板を用いた場
合に特に効果的である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明に係る太陽電池素子の
一実施形態を示す断面図である。図１において、１はシ
リコン基板、２は反射防止膜、３は表面電極、４は裏面
電極である。
詳細に説明する。図１は、本発明に係る太陽電池素子の
一実施形態を示す断面図である。図１において、１はシ
リコン基板、２は反射防止膜、３は表面電極、４は裏面
電極である。
【００１１】前記シリコン基板１は、単結晶シリコン基
板又は多結晶シリコン基板などから成る。このシリコン
基板１は、一導電型半導体不純物を１×１０16ａｔｏｍ
／ｃｍ3 程度含有し、比抵抗１．５Ωｃｍ程度の基板で
ある。このシリコン基板１は、ｐ型、ｎ型のいずれでも
よい。単結晶シリコンの場合は引き上げ法などによって
形成され、多結晶シリコンの場合は鋳造法などによって
形成される。多結晶シリコンは、大量生産が可能で製造
コスト面で単結晶シリコンよりも極めて有利である。引
き上げ法や鋳造法によって形成されたインゴットを３０
０μｍ程度の厚みにスライスして、１０ｃｍ×１０ｃｍ
もしくは１５ｃｍ×１５ｃｍ程度の大きさに切断してシ
リコン基板となる。
板又は多結晶シリコン基板などから成る。このシリコン
基板１は、一導電型半導体不純物を１×１０16ａｔｏｍ
／ｃｍ3 程度含有し、比抵抗１．５Ωｃｍ程度の基板で
ある。このシリコン基板１は、ｐ型、ｎ型のいずれでも
よい。単結晶シリコンの場合は引き上げ法などによって
形成され、多結晶シリコンの場合は鋳造法などによって
形成される。多結晶シリコンは、大量生産が可能で製造
コスト面で単結晶シリコンよりも極めて有利である。引
き上げ法や鋳造法によって形成されたインゴットを３０
０μｍ程度の厚みにスライスして、１０ｃｍ×１０ｃｍ
もしくは１５ｃｍ×１５ｃｍ程度の大きさに切断してシ
リコン基板となる。
【００１２】シリコン基板１の表面側には、逆導電型半
導体不純物が拡散された層１ａが形成されている。この
逆導電型半導体不純物が拡散された層１ａは、シリコン
基板１内に半導体接合部を形成するために設けるものあ
り、例えばｎ型の不純物を拡散させる場合、ＰＯＣｌ3
を用いた気相拡散法、Ｐ2 Ｏ5 を用いた塗布拡散法、及
びＰ+ イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法などに
よって形成される。この逆導電型半導体不純物を含有す
る層１は、０．３〜０．５μｍ程度の深さに形成され
る。
導体不純物が拡散された層１ａが形成されている。この
逆導電型半導体不純物が拡散された層１ａは、シリコン
基板１内に半導体接合部を形成するために設けるものあ
り、例えばｎ型の不純物を拡散させる場合、ＰＯＣｌ3
を用いた気相拡散法、Ｐ2 Ｏ5 を用いた塗布拡散法、及
びＰ+ イオンを直接拡散させるイオン打ち込み法などに
よって形成される。この逆導電型半導体不純物を含有す
る層１は、０．３〜０．５μｍ程度の深さに形成され
る。
【００１３】このシリコン基板１の表面側には、反射防
止膜２が形成されている。この反射防止膜２は、シリコ
ン基板１の表面で光が反射するのを防止して、シリコン
基板１内に光を有効に取り込むために設ける。この反射
防止膜は、シリコン基板１との屈折率差などを考慮し
て、屈折率が２程度の材料で構成され、厚み５００〜２
０００Å程度の窒化シリコン（ＳｉＮx ）膜や酸化シリ
コン（ＳｉＯ2 ）膜などで構成される。
止膜２が形成されている。この反射防止膜２は、シリコ
ン基板１の表面で光が反射するのを防止して、シリコン
基板１内に光を有効に取り込むために設ける。この反射
防止膜は、シリコン基板１との屈折率差などを考慮し
て、屈折率が２程度の材料で構成され、厚み５００〜２
０００Å程度の窒化シリコン（ＳｉＮx ）膜や酸化シリ
コン（ＳｉＯ2 ）膜などで構成される。
【００１４】シリコン基板１の裏面側には、一導電型半
導体不純物が高濃度に拡散された層１ｂを形成すること
が望ましい。この一導電型半導体不純物が高濃度に拡散
された層１ｂは、シリコン基板１の裏面近くでキャリア
の再結合による効率の低下を防ぐために、シリコン基板
１の裏面側に内部電界を形成するものである。つまり、
シリコン基板１の裏面近くで発生したキャリアがこの電
界によって加速される結果、電力が有効に取り出される
こととなり、特に長波長の光感度が増大すると共に、高
温における太陽電池特性の低下を軽減できる。このよう
に一導電型半導体不純物が高濃度に拡散された層１ｂが
形成されたシリコン基板１の裏面側のシート抵抗は、１
５Ω／□程度になる。
導体不純物が高濃度に拡散された層１ｂを形成すること
が望ましい。この一導電型半導体不純物が高濃度に拡散
された層１ｂは、シリコン基板１の裏面近くでキャリア
の再結合による効率の低下を防ぐために、シリコン基板
１の裏面側に内部電界を形成するものである。つまり、
シリコン基板１の裏面近くで発生したキャリアがこの電
界によって加速される結果、電力が有効に取り出される
こととなり、特に長波長の光感度が増大すると共に、高
温における太陽電池特性の低下を軽減できる。このよう
に一導電型半導体不純物が高濃度に拡散された層１ｂが
形成されたシリコン基板１の裏面側のシート抵抗は、１
５Ω／□程度になる。
【００１５】シリコン基板１の表面側には、表面電極３
が形成されている。この表面電極３は、銀（Ａｇ）と銅
（Ｃｕ）の二層構造のものなどから成る。この表面電極
３は、例えば幅８０μｍ程度に、またピッチ１．６ｍｍ
程度に形成される多数のフィンガー電極と、この多数の
フィンガー電極を相互に接続する２本のバスバー電極で
構成される。この表面電極３の表面部には、複数の太陽
電池素子同志をリード線で接続するための半田層などが
被着形成される。
が形成されている。この表面電極３は、銀（Ａｇ）と銅
（Ｃｕ）の二層構造のものなどから成る。この表面電極
３は、例えば幅８０μｍ程度に、またピッチ１．６ｍｍ
程度に形成される多数のフィンガー電極と、この多数の
フィンガー電極を相互に接続する２本のバスバー電極で
構成される。この表面電極３の表面部には、複数の太陽
電池素子同志をリード線で接続するための半田層などが
被着形成される。
【００１６】シリコン基板１の裏面側には、裏面電極４
が形成されている。この裏面電極４も、銀（Ａｇ）と銅
（Ｃｕ）の二層構造のものなどから成り、さらに半田層
が被着形成される。
が形成されている。この裏面電極４も、銀（Ａｇ）と銅
（Ｃｕ）の二層構造のものなどから成り、さらに半田層
が被着形成される。
【００１７】本発明に係る太陽電池素子では、シリコン
基板１の表面側に微細な突起１ｃが多数形成されてい
る。この微細な突起１ｃは、シリコン基板１の表面側に
照射される光を多重反射させて、表面反射を減少させる
ために設ける。この微細な突起１ｃは、円錐形もしくは
それが連なったような形状を呈し、ＲＩＥ法によるガス
濃度若しくはエッチング時間を制御することにより、そ
の大きさを変化させることができる。この微細な突起１
ｃの幅と高さはがそれぞれ２μｍ以下に形成される。こ
の突起１ｃの幅と高さが２μｍ以上になると、エッチン
グの処理時間が長くなる反面、基板１表面での反射率は
さほど低減されない。この微細な突起１ｃをシリコン基
板１の表面側の全面にわたって均一且つ正確に制御性を
もたせて形成するためには、１μｍ以下が好適である。
また、この微細な突起は極めて微小なものでも反射率低
減の効果はあるが、面内に均一かつ正確に形成するため
には、製造工程上１ｎｍ以上であることが望まれる。
基板１の表面側に微細な突起１ｃが多数形成されてい
る。この微細な突起１ｃは、シリコン基板１の表面側に
照射される光を多重反射させて、表面反射を減少させる
ために設ける。この微細な突起１ｃは、円錐形もしくは
それが連なったような形状を呈し、ＲＩＥ法によるガス
濃度若しくはエッチング時間を制御することにより、そ
の大きさを変化させることができる。この微細な突起１
ｃの幅と高さはがそれぞれ２μｍ以下に形成される。こ
の突起１ｃの幅と高さが２μｍ以上になると、エッチン
グの処理時間が長くなる反面、基板１表面での反射率は
さほど低減されない。この微細な突起１ｃをシリコン基
板１の表面側の全面にわたって均一且つ正確に制御性を
もたせて形成するためには、１μｍ以下が好適である。
また、この微細な突起は極めて微小なものでも反射率低
減の効果はあるが、面内に均一かつ正確に形成するため
には、製造工程上１ｎｍ以上であることが望まれる。
【００１８】この微細な突起１ｃのアスペクト比（突起
１ｃの幅／高さ）は、０．１〜２であることが望まし
い。このアスペクト比が０．１以下の場合は、例えば波
長５００〜１０００ｎｍの光の平均反射率が２５％程度
であり、基板１表面での反射率が大きくなる。また、こ
のアスペクト比が２以上の場合、製造過程で微細な突起
１ｃが破損し、太陽電池素子を形成した場合にリーク電
流が多くなって良好な出力特性が得られない。
１ｃの幅／高さ）は、０．１〜２であることが望まし
い。このアスペクト比が０．１以下の場合は、例えば波
長５００〜１０００ｎｍの光の平均反射率が２５％程度
であり、基板１表面での反射率が大きくなる。また、こ
のアスペクト比が２以上の場合、製造過程で微細な突起
１ｃが破損し、太陽電池素子を形成した場合にリーク電
流が多くなって良好な出力特性が得られない。
【００１９】本発明に係る太陽電池素子では、微細な突
起１ｃが多数形成されたシリコン基板１の表面部のシー
ト抵抗を６０〜３００Ω／□とする。この値は四探針法
により測定される値である。すなわち、シリコン基板１
の表面に一直線上に並んだ４本の金属針を加圧しながら
接触させ、外側の２本の針に電流を流したときに、内側
の２本の針の間に発生した電圧を測定し、この電圧と流
した電流からオームの法則によって抵抗値を求める。こ
のように微細な突起１ｃが多数形成されたシリコン基板
１の表面部のシート抵抗を６０〜３００Ω／□とする
と、太陽電池を形成たときの短絡電流を大幅に増大させ
ることができる。すなわち、シリコン基板１の表面に上
述のような微細な突起１ｃを形成する場合、このような
微細な突起１ｃを形成しない場合に比較して、逆導電型
半導体不純物がシリコン基板１の表面側に拡散されやす
くなり、逆導電型半導体不純物が深く且つ大量に拡散さ
れる。したがって、半導体接合部がシリコン基板１の表
面から離れた深いところに形成され、この半導体接合部
に光が到達しにくくなって短絡電流が向上しないものと
考えられる。そこで、本発明では、シリコン基板１の表
面に微細な突起１ｃを多数形成した場合に、シリコン基
板１の表面部のシート抵抗値を従来品よりも高くなるよ
うに設定して、半導体接合部がシリコン基板１の比較的
浅いところで形成されるようにして短絡電流値の向上を
図る。１５ｃｍ×１５ｃｍの太陽電池素子では、基板表
面のシート抵抗値が６０Ω／□以下の場合、後述するよ
うに短絡電流Ｉｓｃは７．６Ａしか得られないが、シリ
コン基板１表面部のシート抵抗が６０Ω／□以上になる
と、短絡電流Ｉｓｃも７．９Ａ以上になり、短絡電流値
が急激に向上する。なお、このウェハ表面のシート抵抗
値が、３００Ω／以上になると、基板１の表面側の全面
にわたって逆導電型半導体不純物を均一に拡散させるこ
とが困難になって不適である。
起１ｃが多数形成されたシリコン基板１の表面部のシー
ト抵抗を６０〜３００Ω／□とする。この値は四探針法
により測定される値である。すなわち、シリコン基板１
の表面に一直線上に並んだ４本の金属針を加圧しながら
接触させ、外側の２本の針に電流を流したときに、内側
の２本の針の間に発生した電圧を測定し、この電圧と流
した電流からオームの法則によって抵抗値を求める。こ
のように微細な突起１ｃが多数形成されたシリコン基板
１の表面部のシート抵抗を６０〜３００Ω／□とする
と、太陽電池を形成たときの短絡電流を大幅に増大させ
ることができる。すなわち、シリコン基板１の表面に上
述のような微細な突起１ｃを形成する場合、このような
微細な突起１ｃを形成しない場合に比較して、逆導電型
半導体不純物がシリコン基板１の表面側に拡散されやす
くなり、逆導電型半導体不純物が深く且つ大量に拡散さ
れる。したがって、半導体接合部がシリコン基板１の表
面から離れた深いところに形成され、この半導体接合部
に光が到達しにくくなって短絡電流が向上しないものと
考えられる。そこで、本発明では、シリコン基板１の表
面に微細な突起１ｃを多数形成した場合に、シリコン基
板１の表面部のシート抵抗値を従来品よりも高くなるよ
うに設定して、半導体接合部がシリコン基板１の比較的
浅いところで形成されるようにして短絡電流値の向上を
図る。１５ｃｍ×１５ｃｍの太陽電池素子では、基板表
面のシート抵抗値が６０Ω／□以下の場合、後述するよ
うに短絡電流Ｉｓｃは７．６Ａしか得られないが、シリ
コン基板１表面部のシート抵抗が６０Ω／□以上になる
と、短絡電流Ｉｓｃも７．９Ａ以上になり、短絡電流値
が急激に向上する。なお、このウェハ表面のシート抵抗
値が、３００Ω／以上になると、基板１の表面側の全面
にわたって逆導電型半導体不純物を均一に拡散させるこ
とが困難になって不適である。
【００２０】次に、本発明に係る太陽電池素子の製造方
法を図２に基づいて詳細に説明する。まず、一導電型半
導体不純物を含有するシリコン基板１を用意する。この
シリコン基板１は、インゴットから所定寸法に切り出さ
れたものである（同図（ａ）参照）。
法を図２に基づいて詳細に説明する。まず、一導電型半
導体不純物を含有するシリコン基板１を用意する。この
シリコン基板１は、インゴットから所定寸法に切り出さ
れたものである（同図（ａ）参照）。
【００２１】このシリコン基板１の表面部のスライスダ
メージを除去するために、ＨＮＯ3：ＨＦ＝７：１の水
溶液に浸漬して、１５μｍ程度エッチングした後、ＲＩ
Ｅ法で微細な突起１ｃを多数形成する。このＲＩＥ法で
は、例えば三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）を１２．０ｓｃ
ｃｍ程度、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ程度、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ程度、および六フッ化硫黄（ＳＦ
6 ）を６５ｓｃｃｍ程度流しながら、反応圧力５０ｍＴ
ｏｒｒ程度、プラズマをかけるＲＦパワー５００Ｗ程度
で、１０秒〜１５分間程度行う。
メージを除去するために、ＨＮＯ3：ＨＦ＝７：１の水
溶液に浸漬して、１５μｍ程度エッチングした後、ＲＩ
Ｅ法で微細な突起１ｃを多数形成する。このＲＩＥ法で
は、例えば三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）を１２．０ｓｃ
ｃｍ程度、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ程度、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ程度、および六フッ化硫黄（ＳＦ
6 ）を６５ｓｃｃｍ程度流しながら、反応圧力５０ｍＴ
ｏｒｒ程度、プラズマをかけるＲＦパワー５００Ｗ程度
で、１０秒〜１５分間程度行う。
【００２２】次に、シリコン基板１の表面部に逆導電型
半導体不純物を気相成長法、塗布拡散法、或いはイオン
打ち込み法などで拡散して逆導電型半導体不純物を含有
する層１ａを形成すると共に、この層１ａが基板１の表
面側のみに残るように、他の部分をエッチング除去する
（同図（ｃ）参照）。
半導体不純物を気相成長法、塗布拡散法、或いはイオン
打ち込み法などで拡散して逆導電型半導体不純物を含有
する層１ａを形成すると共に、この層１ａが基板１の表
面側のみに残るように、他の部分をエッチング除去する
（同図（ｃ）参照）。
【００２３】次に、シリコン基板１の裏面側に例えばア
ルミニウム（Ａｌ）などを主成分とする金属ペーストを
塗布して焼き付けることにより、シリコン基板１の裏面
側に一導電型半導体不純物を多量に拡散させた層１ｂを
形成する（同図（ｄ）参照）。
ルミニウム（Ａｌ）などを主成分とする金属ペーストを
塗布して焼き付けることにより、シリコン基板１の裏面
側に一導電型半導体不純物を多量に拡散させた層１ｂを
形成する（同図（ｄ）参照）。
【００２４】次に、シリコン基板１の表面側に例えば窒
化シリコン膜などから成る反射防止膜２をプラズマＣＶ
Ｄ法などで厚み５００〜２０００Å程度の厚みに形成す
る（同図（ｅ）参照）。
化シリコン膜などから成る反射防止膜２をプラズマＣＶ
Ｄ法などで厚み５００〜２０００Å程度の厚みに形成す
る（同図（ｅ）参照）。
【００２５】最後に、シリコン基板１の表裏両面に銀
（Ａｇ）をスパッタリングして蒸着し、銅（Ｃｕ）をメ
ッキし、フィンガー電極バスバー電極を形成した後、半
田ディップ法で半田をコーティングした表面電極3 裏面
電極４を形成して完成する（図１参照）。
（Ａｇ）をスパッタリングして蒸着し、銅（Ｃｕ）をメ
ッキし、フィンガー電極バスバー電極を形成した後、半
田ディップ法で半田をコーティングした表面電極3 裏面
電極４を形成して完成する（図１参照）。
【００２６】
【実施例】厚みが３００μｍで、比抵抗が１．５Ωｃｍ
の１５ｃｍ×１５ｃｍ角の多結晶シリコンから成る基板
をＨＮＯ3 ：ＨＦ＝７：１の溶液に浸漬して、片面１５
μｍエッチングした後、三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）を
１２ｓｃｃｍ、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ、および六フッ化硫黄（ＳＦ6）
を６５ｓｃｃｍ流しながら、反応圧力５０ｍＴｏｒｒ、
ＲＦパワー５００ＷでＲＩＥ法により基板表面に微細な
突起を形成した。次に、シリコン基板の表面部のシート
抵抗が４０Ω／□、５０Ω／□、６０Ω／□、７０Ω／
□、８０Ω／□、９０Ω／□、１００Ω／□、１２０Ω
／□となるようにリン（Ｐ）を拡散した。次に、シリコ
ン基板の裏面側にアルミニウム（Ａｌ）ペーストをスク
リーン印刷して７５０℃の温度で焼成した。このシリコ
ン基板の裏面側のシート抵抗は１５Ω／□であった。シ
リコン基板の表面側に、屈折率２．１、膜厚８００Åの
ＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で形成して反射防止膜とし
た。シリコン基板の表裏両面にスパッタリング法で銀
（Ａｇ）を蒸着し、銅（Ｃｕ）メッキを行って、幅８０
μｍ、ピッチ１．６ｍｍのフィンガー電極と、幅２ｍｍ
のバスバー電極を２本形成し、半田ディップ法で電極表
面に半田層を形成して太陽電池素子を形成した。
の１５ｃｍ×１５ｃｍ角の多結晶シリコンから成る基板
をＨＮＯ3 ：ＨＦ＝７：１の溶液に浸漬して、片面１５
μｍエッチングした後、三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）を
１２ｓｃｃｍ、塩素（Ｃｌ2 ）を７２ｓｃｃｍ、酸素
（Ｏ2 ）を９ｓｃｃｍ、および六フッ化硫黄（ＳＦ6）
を６５ｓｃｃｍ流しながら、反応圧力５０ｍＴｏｒｒ、
ＲＦパワー５００ＷでＲＩＥ法により基板表面に微細な
突起を形成した。次に、シリコン基板の表面部のシート
抵抗が４０Ω／□、５０Ω／□、６０Ω／□、７０Ω／
□、８０Ω／□、９０Ω／□、１００Ω／□、１２０Ω
／□となるようにリン（Ｐ）を拡散した。次に、シリコ
ン基板の裏面側にアルミニウム（Ａｌ）ペーストをスク
リーン印刷して７５０℃の温度で焼成した。このシリコ
ン基板の裏面側のシート抵抗は１５Ω／□であった。シ
リコン基板の表面側に、屈折率２．１、膜厚８００Åの
ＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で形成して反射防止膜とし
た。シリコン基板の表裏両面にスパッタリング法で銀
（Ａｇ）を蒸着し、銅（Ｃｕ）メッキを行って、幅８０
μｍ、ピッチ１．６ｍｍのフィンガー電極と、幅２ｍｍ
のバスバー電極を２本形成し、半田ディップ法で電極表
面に半田層を形成して太陽電池素子を形成した。
【００２７】それぞれの試料について、短絡電流Ｉｓｃ
を図った。その結果を図３の黒菱印の線で示す。なお、
図３中の黒四角の線（Ｂ）はＲＩＥ法によって微細な突
起を形成する代わりに、濃度１５％の水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）の水溶液を用いて８５℃で７分間エッチン
グした従来の太陽電池素子の短絡電流値である。
を図った。その結果を図３の黒菱印の線で示す。なお、
図３中の黒四角の線（Ｂ）はＲＩＥ法によって微細な突
起を形成する代わりに、濃度１５％の水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）の水溶液を用いて８５℃で７分間エッチン
グした従来の太陽電池素子の短絡電流値である。
【００２８】図３から明らかなように、微細な突起を形
成しない従来の太陽電池素子では、シリコン基板の表面
部のシート抵抗が５０Ω／□のときの短絡電流が７．５
１Ａで、６０Ω／□のときの短絡電流が７．６０Ａであ
ったのに対して、ＲＩＥ法で微細な突起を形成した太陽
電池素子では、基板表面のシート抵抗が５０Ω／□のと
きの短絡電流が７．６２Ａで、微細な突起を形成しない
太陽電池素子とさほど変わらないが、６０Ω／□のとき
の短絡電流は７．９４Ａであり、微細な突起を形成しな
かった太陽電池素子に比較して大きく向上していること
がわかった。さらに、ＲＩＥエッチング法で微細な突起
を形成した太陽電池素子では、基板表面のシート抵抗が
７０Ω／□、８０Ω／□、９０Ω／□となるにしたがっ
て短絡電流が大きくなり、従来の太陽電池素子よりもは
るかに大きな短絡電流値が得られることが判明した。
成しない従来の太陽電池素子では、シリコン基板の表面
部のシート抵抗が５０Ω／□のときの短絡電流が７．５
１Ａで、６０Ω／□のときの短絡電流が７．６０Ａであ
ったのに対して、ＲＩＥ法で微細な突起を形成した太陽
電池素子では、基板表面のシート抵抗が５０Ω／□のと
きの短絡電流が７．６２Ａで、微細な突起を形成しない
太陽電池素子とさほど変わらないが、６０Ω／□のとき
の短絡電流は７．９４Ａであり、微細な突起を形成しな
かった太陽電池素子に比較して大きく向上していること
がわかった。さらに、ＲＩＥエッチング法で微細な突起
を形成した太陽電池素子では、基板表面のシート抵抗が
７０Ω／□、８０Ω／□、９０Ω／□となるにしたがっ
て短絡電流が大きくなり、従来の太陽電池素子よりもは
るかに大きな短絡電流値が得られることが判明した。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池素
子によれば、シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞ
れ２μｍ以下の微細な突起を多数設け、このシリコン基
板の表面側のシート抵抗が６０〜３００Ω／□となるよ
うに、逆導電型半導体不純物を含有させることから、太
陽電池素子の表面側の反射率を極力低減して光を有効に
利用できると共に、光の反射率の低減に相応して短絡電
流値の向上が得られ、高効率な出力が得られる太陽電池
素子となる。特に、面方位が一定でない多結晶シリコン
を用いた太陽電池素子において極めて有効である。
子によれば、シリコン基板の表面側に幅と高さがそれぞ
れ２μｍ以下の微細な突起を多数設け、このシリコン基
板の表面側のシート抵抗が６０〜３００Ω／□となるよ
うに、逆導電型半導体不純物を含有させることから、太
陽電池素子の表面側の反射率を極力低減して光を有効に
利用できると共に、光の反射率の低減に相応して短絡電
流値の向上が得られ、高効率な出力が得られる太陽電池
素子となる。特に、面方位が一定でない多結晶シリコン
を用いた太陽電池素子において極めて有効である。
【図１】本発明に係る太陽電池素子の一実施形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の製造工程を示す図
である。
である。
【図３】本発明に係る太陽電池素子の表面部のシート抵
抗と短絡電流との関係を示す図である。
抗と短絡電流との関係を示す図である。
１………シリコン基板、１ｃ………微細な突起、２……
…反射防止膜、３………表面電極、４………裏面電極
…反射防止膜、３………表面電極、４………裏面電極
Claims (3)
- 【請求項１】 一導電型半導体不純物を含有するシリコ
ン基板の表面側に逆導電型半導体不純物を含有させると
共に、このシリコン基板の表面側と裏面側に電極を形成
した太陽電池素子において、前記シリコン基板の表面側
に幅と高さがそれぞれ２μｍ以下の微細な突起を多数設
け、このシリコン基板の表面側のシート抵抗が６０〜３
００Ω／□となるように前記逆導電型半導体不純物を含
有させたことを特徴とする太陽電池素子。 - 【請求項２】 前記微細な突起のアスペクト比が０．１
〜２であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池
素子。 - 【請求項３】 前記シリコン基板が多結晶シリコン基板
であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17015097A JP3377931B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 太陽電池素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17015097A JP3377931B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 太陽電池素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117202A true JPH1117202A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3377931B2 JP3377931B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=15899614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17015097A Expired - Lifetime JP3377931B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 太陽電池素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377931B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002289889A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池モジュール |
| JP2005353851A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Kyocera Corp | 太陽電池モジュール |
| JP2008109164A (ja) * | 2008-01-17 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池及び太陽電池モジュール |
| JP2010267990A (ja) * | 2010-07-20 | 2010-11-25 | Kyocera Corp | 太陽電池素子および太陽電池モジュール |
| US8148194B2 (en) | 2001-10-24 | 2012-04-03 | Kyocera Corporation | Solar cell, manufacturing method thereof and electrode material |
| JP2012160768A (ja) * | 2012-05-29 | 2012-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池セル |
| CN102738298A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-10-17 | 华中科技大学 | 一种太阳能电池光阳极的微纳复合结构及其制备方法 |
| WO2012165288A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| JP2013143404A (ja) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | シリコン基板のエッチング方法 |
| JP2013539230A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-10-17 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 半導体素子及びその製造方法 |
| US8975506B2 (en) | 2004-03-29 | 2015-03-10 | Kyocera Corporation | Solar cell module and photovoltaic power generator using the same |
| JP2015057863A (ja) * | 2014-12-12 | 2015-03-26 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池セル |
| JP5987127B1 (ja) * | 2015-07-27 | 2016-09-07 | 長州産業株式会社 | 光発電素子及びその製造方法 |
| JP6053082B1 (ja) * | 2015-07-27 | 2016-12-27 | 長州産業株式会社 | 光発電素子及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP17015097A patent/JP3377931B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9356165B2 (en) | 2010-09-27 | 2016-05-31 | Lg Electronics Inc. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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| CN103597604B (zh) * | 2011-06-03 | 2016-01-20 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池的制造方法 |
| CN103597604A (zh) * | 2011-06-03 | 2014-02-19 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池的制造方法 |
| JPWO2012165288A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-02-23 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
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|---|---|
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