JPH04348082A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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- JPH04348082A JPH04348082A JP3020090A JP2009091A JPH04348082A JP H04348082 A JPH04348082 A JP H04348082A JP 3020090 A JP3020090 A JP 3020090A JP 2009091 A JP2009091 A JP 2009091A JP H04348082 A JPH04348082 A JP H04348082A
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池の製造方法、特
に、堆積法によりＰ−Ｎ接合が形成された太陽電池にお
いて、そのＰ−Ｎ接合を形成する層内の不純物濃度分布
に特徴を有する太陽電池の製造方法である。
に、堆積法によりＰ−Ｎ接合が形成された太陽電池にお
いて、そのＰ−Ｎ接合を形成する層内の不純物濃度分布
に特徴を有する太陽電池の製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】従来のシリコン薄膜太陽電池のＰ−Ｎ接
合の形成は、たとえば基板の導電型がＰ型の場合には、
ＰＯＣｌ３ を不純物源とする熱拡散法を用いて、基板
の表面にＮ型拡散層を形成することによって行なわれて
いた。この熱拡散法では、９００℃程度の高温を必要と
するため、基板の半導体特性たとえば、ライフタイムの
値か低下し、太陽電池の特性が損なわれる欠点がある。
合の形成は、たとえば基板の導電型がＰ型の場合には、
ＰＯＣｌ３ を不純物源とする熱拡散法を用いて、基板
の表面にＮ型拡散層を形成することによって行なわれて
いた。この熱拡散法では、９００℃程度の高温を必要と
するため、基板の半導体特性たとえば、ライフタイムの
値か低下し、太陽電池の特性が損なわれる欠点がある。
【０００３】また、太陽電池の短波長側の感度向上を図
るには、受光面のＮ型拡散層内の不純物分布の最適化が
重要となるが、従来の熱拡散法では、このＮ型拡散層内
の不純物分布は、ガウス型に近い分布に限定されてしま
うため、不純物分布の最適化による太陽電池の特性改善
は極めて困難である。
るには、受光面のＮ型拡散層内の不純物分布の最適化が
重要となるが、従来の熱拡散法では、このＮ型拡散層内
の不純物分布は、ガウス型に近い分布に限定されてしま
うため、不純物分布の最適化による太陽電池の特性改善
は極めて困難である。
【０００４】これらの欠点を解決する目的で、プラズマ
ＣＶＤ（化学気相堆積）法等により、基板と反対の導電
型を示す高不純物濃度のアモルファスシリコン薄膜を、
低温で直接基板上に形成してＰ−Ｎ接合を形成する方法
が行なわれている。
ＣＶＤ（化学気相堆積）法等により、基板と反対の導電
型を示す高不純物濃度のアモルファスシリコン薄膜を、
低温で直接基板上に形成してＰ−Ｎ接合を形成する方法
が行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は、この薄膜による層内の不純物分布の最適化による太
陽電池特性の改善検討がなされていないため、少数キャ
リアの寿命が小さいこの層内で光生成されたキャリアに
よる電流は、ほとんど取り出されていない。
は、この薄膜による層内の不純物分布の最適化による太
陽電池特性の改善検討がなされていないため、少数キャ
リアの寿命が小さいこの層内で光生成されたキャリアに
よる電流は、ほとんど取り出されていない。
【０００６】本発明の目的は、接合形成の際の低温化に
よるバルクライフタイムの改善と、表面の接合を形成す
る層内の不純物分布の最適化を同時に図り、バルクおよ
び表面の接合を形成する層内で発生した少数キャリアの
収集効率を改善し、太陽電池の変換効率を向上させるこ
とである。
よるバルクライフタイムの改善と、表面の接合を形成す
る層内の不純物分布の最適化を同時に図り、バルクおよ
び表面の接合を形成する層内で発生した少数キャリアの
収集効率を改善し、太陽電池の変換効率を向上させるこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】たとえば、Ｐ型シリコン
基板上に、まず、低不純物濃度の薄膜のＰ− 型シリコ
ン堆積層を形成した後、その上に高不純物濃度の薄膜の
Ｎ型シリコン堆積層を形成しこのとき、この高不純物濃
度のＮ型シリコン堆積層の不純物濃度を直線的に変化さ
せる。
基板上に、まず、低不純物濃度の薄膜のＰ− 型シリコ
ン堆積層を形成した後、その上に高不純物濃度の薄膜の
Ｎ型シリコン堆積層を形成しこのとき、この高不純物濃
度のＮ型シリコン堆積層の不純物濃度を直線的に変化さ
せる。
【０００８】
【作用】本発明の方法によると、基板上にＰ−Ｎ接合を
形成する層を低温で堆積できるので、基板のライフタイ
ムを損なうことがない。その上、Ｎ型シリコン堆積層内
の不純物濃度を直線的となるように変化させ最適化する
ことで、その下方のＰ− 型シリコン堆積層とのＰ−Ｎ
接合近傍での電界効果の向上により、短絡電流を増加さ
せることができ、太陽電池の変換効率を大幅に改善する
ことができる。
形成する層を低温で堆積できるので、基板のライフタイ
ムを損なうことがない。その上、Ｎ型シリコン堆積層内
の不純物濃度を直線的となるように変化させ最適化する
ことで、その下方のＰ− 型シリコン堆積層とのＰ−Ｎ
接合近傍での電界効果の向上により、短絡電流を増加さ
せることができ、太陽電池の変換効率を大幅に改善する
ことができる。
【０００９】
【実施例】図１Ａ〜Ｄは、本発明の一実施例の各工程を
示す略断面図である。
示す略断面図である。
【００１０】同図Ａに示すようにＰ型で１Ω・ｃｍの比
抵抗値を有する１００ｍｍ角のＰ型シリコン多結晶基板
１を準備する。
抵抗値を有する１００ｍｍ角のＰ型シリコン多結晶基板
１を準備する。
【００１１】続いて同図Ｂに示すように、その裏面にＡ
ｌペーストの印刷焼成により背面電極２と、高濃度の不
純物を拡散したＰ＋ シリコン層３とを形成する。
ｌペーストの印刷焼成により背面電極２と、高濃度の不
純物を拡散したＰ＋ シリコン層３とを形成する。
【００１２】次に同図Ｃに示すように、たとえば分子線
エピタキシャル法で、Ｐ型多結晶シリコン基板１と同じ
導電型で基板より低濃度なＰ− 型シリコン堆積層４を
１μｍ形成した後、さらにその上に薄膜のＮ型シリコン
堆積層５を０．３μｍ形成して、これらの界面にＰ−Ｎ
接合を形成した。このＰ− 型シリコン堆積層４を形成
するとき、その原料ガスとしては、水素希釈Ｂ２ Ｈ６
，ＳｉＨ４ を用い、Ｎ型シリコン堆積層５について
は、水素希釈ＰＨ３ ，ＳｉＨ４ を用い、ＰＨ３ の
流量を制御して不純物濃度を変化させる。不純物濃度は
表面を濃く内側を薄く直線的に変化させる。堆積中の基
板温度は、通常３００〜６００℃であるが、この例では
５００℃とした。
エピタキシャル法で、Ｐ型多結晶シリコン基板１と同じ
導電型で基板より低濃度なＰ− 型シリコン堆積層４を
１μｍ形成した後、さらにその上に薄膜のＮ型シリコン
堆積層５を０．３μｍ形成して、これらの界面にＰ−Ｎ
接合を形成した。このＰ− 型シリコン堆積層４を形成
するとき、その原料ガスとしては、水素希釈Ｂ２ Ｈ６
，ＳｉＨ４ を用い、Ｎ型シリコン堆積層５について
は、水素希釈ＰＨ３ ，ＳｉＨ４ を用い、ＰＨ３ の
流量を制御して不純物濃度を変化させる。不純物濃度は
表面を濃く内側を薄く直線的に変化させる。堆積中の基
板温度は、通常３００〜６００℃であるが、この例では
５００℃とした。
【００１３】次に同図Ｄに示すように、Ｎ型シリコン堆
積層５の表面に、反射防止膜としてＴｉＯ２ 膜６を形
成して、最後に、その表面に適宜の形状の受光面電極７
を銀ペースト材料により形成して太陽電池が完成される
。
積層５の表面に、反射防止膜としてＴｉＯ２ 膜６を形
成して、最後に、その表面に適宜の形状の受光面電極７
を銀ペースト材料により形成して太陽電池が完成される
。
【００１４】このＮ型シリコン堆積層５内の不純物分布
については、ａ）一定、ｂ）直線的に変化する場合の２
種類について検討した。図２は、この２つの場合におけ
るＮ型シリコン堆積層５内の不純物濃度分布を示してい
る。曲線ａは不純物分布がほぼ一定の場合で、曲線ｂは
不純物分布が直線的に変化する場合のものである。
については、ａ）一定、ｂ）直線的に変化する場合の２
種類について検討した。図２は、この２つの場合におけ
るＮ型シリコン堆積層５内の不純物濃度分布を示してい
る。曲線ａは不純物分布がほぼ一定の場合で、曲線ｂは
不純物分布が直線的に変化する場合のものである。
【００１５】Ｎ型シリコン堆積層５におけるＮ層表面か
らの距離Ｘにおける濃度Ｎ（Ｘ）は、次の式で表現され
る。
らの距離Ｘにおける濃度Ｎ（Ｘ）は、次の式で表現され
る。
【００１６】
【数１】
【００１７】ここで、Ｘ：表面からの距離、Ｎｓｎ：Ｎ
型シリコン堆積層５の表面濃度、Ｎｊｎ：Ｘ＝Ｘｊ に
おける濃度である。
型シリコン堆積層５の表面濃度、Ｎｊｎ：Ｘ＝Ｘｊ に
おける濃度である。
【００１８】Ｎ型シリコン堆積層５の表面からＰ− 型
シリコン堆積層４との接合界面までほぼ直線的に減少す
る分布となる。
シリコン堆積層４との接合界面までほぼ直線的に減少す
る分布となる。
【００１９】下記の表１は、上述のようにして堆積法で
作製された太陽電池と従来の熱拡散法で作成された太陽
電池との電圧─電流特性の比較を示している。
作製された太陽電池と従来の熱拡散法で作成された太陽
電池との電圧─電流特性の比較を示している。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１からわかるように、Ｎ型シリコン堆積
層５内の不純物分布を直線分布とした場合、従来の熱拡
散法での太陽電池と比較して、短絡電流密度で４．３ｍ
Ａ／ｃｍ２ の向上であり、変換効率で１．９％改善さ
れている。
層５内の不純物分布を直線分布とした場合、従来の熱拡
散法での太陽電池と比較して、短絡電流密度で４．３ｍ
Ａ／ｃｍ２ の向上であり、変換効率で１．９％改善さ
れている。
【００２２】なお前述の実施例の堆積層の膜形成法とし
て、分子線エピタキシャル法を用いたが、プラズマＣＶ
Ｄ法や減圧ＣＶＤ法であってもよい。また、使用する基
板としては、単結晶シリコン基板であってもよい。
て、分子線エピタキシャル法を用いたが、プラズマＣＶ
Ｄ法や減圧ＣＶＤ法であってもよい。また、使用する基
板としては、単結晶シリコン基板であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、接合を形成する層が低
温で堆積されるから、基板のライフタイムが改善され、
また堆積法で形成するＮ型シリコン堆積層内の不純物分
布を直線的に変化させることにより、変換効率の高い太
陽電池を得ることができる。また、低温化による省エネ
ルギー化も同時に図れる。
温で堆積されるから、基板のライフタイムが改善され、
また堆積法で形成するＮ型シリコン堆積層内の不純物分
布を直線的に変化させることにより、変換効率の高い太
陽電池を得ることができる。また、低温化による省エネ
ルギー化も同時に図れる。
【００２４】
【００２５】
【図１】Ａ〜Ｄは本発明の一実施例の各工程を示す工程
図である。
図である。
【００２６】
【図２】Ｎ型シリコン堆積層内の不純物分布を示すグラ
フである。
フである。
【００２７】
１ Ｐ型シリコン多結晶基板
２ 背面電極
３ Ｐ＋ 型シリコン層
４ Ｐ− 型シリコン堆積層
５ Ｎ型シリコン堆積層
６ ＴｉＯ２ 膜
７ 受光面電極
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に、基板と同じ導電型で基板よ
り低い不純物濃度の薄膜の堆積層を形成した後、その上
に反対の導電型で不純物濃度分布がほぼ直線的に変化す
る薄膜の堆積層を形成してＰ−Ｎ接合を形成することを
特徴とする太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020090A JPH04348082A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020090A JPH04348082A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348082A true JPH04348082A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=12017411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3020090A Withdrawn JPH04348082A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04348082A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047567A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-24 | Kyocera Corporation | Solar cell device and method for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP3020090A patent/JPH04348082A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047567A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-24 | Kyocera Corporation | Solar cell device and method for manufacturing the same |
| JPWO2008047567A1 (ja) * | 2006-09-27 | 2010-02-25 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子とその製造方法 |
| JP5047186B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2012-10-10 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子とその製造方法 |
| US8975172B2 (en) | 2006-09-27 | 2015-03-10 | Kyocera Corporation | Solar cell element and method for manufacturing solar cell element |
| EP2077587A4 (en) * | 2006-09-27 | 2016-10-26 | Kyocera Corp | SOLAR CELL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |