JPH1070296A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
太陽電池及びその製造方法Info
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- JPH1070296A JPH1070296A JP8224727A JP22472796A JPH1070296A JP H1070296 A JPH1070296 A JP H1070296A JP 8224727 A JP8224727 A JP 8224727A JP 22472796 A JP22472796 A JP 22472796A JP H1070296 A JPH1070296 A JP H1070296A
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- 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
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池及びその製造方法において、受光面
電極と不純物拡散層との接触抵抗を小さくする。モジュ
ール化に適した反射防止膜を有することにより、大きな
短絡電流が得られるようにする。 【解決手段】 基板１の受光面に不純物を含む酸化チタ
ン膜２、３が形成される。酸化チタン膜２に含まれる不
純物の濃度は酸化チタン膜３に含まれる不純物濃度より
も高濃度となっている。前記受光面で酸化チタン膜２が
設けられた部分に受光面電極８が設けられる。前記受光
面の裏面に裏面電極６が設けられる。これにより、シリ
コンの基板１の受光面に不純物を含む酸化チタン膜２、
３が設けられ、前記受光面の近傍に不純物拡散層４、５
が形成される。
電極と不純物拡散層との接触抵抗を小さくする。モジュ
ール化に適した反射防止膜を有することにより、大きな
短絡電流が得られるようにする。 【解決手段】 基板１の受光面に不純物を含む酸化チタ
ン膜２、３が形成される。酸化チタン膜２に含まれる不
純物の濃度は酸化チタン膜３に含まれる不純物濃度より
も高濃度となっている。前記受光面で酸化チタン膜２が
設けられた部分に受光面電極８が設けられる。前記受光
面の裏面に裏面電極６が設けられる。これにより、シリ
コンの基板１の受光面に不純物を含む酸化チタン膜２、
３が設けられ、前記受光面の近傍に不純物拡散層４、５
が形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池及びその製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽電池及びその製造方法は例え
ば特開平８−０８５８７４号公報に記載されている。こ
の従来の太陽電池及びその製造方法を図５を用いて説明
する。図５はこの従来の太陽電池の製造工程での結晶シ
リコン基板の断面図である。
ば特開平８−０８５８７４号公報に記載されている。こ
の従来の太陽電池及びその製造方法を図５を用いて説明
する。図５はこの従来の太陽電池の製造工程での結晶シ
リコン基板の断面図である。
【０００３】図５（ａ）に示すように、ｐ型結晶シリコ
ンの基板３１の表面に、受光面の表面反射を減らして短
絡電流を向上させるため、数μｍ〜数十μｍの高低差の
微小な凹凸又は溝（以下、単に「凹凸」という）を形成
する。
ンの基板３１の表面に、受光面の表面反射を減らして短
絡電流を向上させるため、数μｍ〜数十μｍの高低差の
微小な凹凸又は溝（以下、単に「凹凸」という）を形成
する。
【０００４】この凹凸の形成方法には、例えば、基板３
１を数パーセントの水酸化ナトリウム水溶液とアルコー
ルの混合液を使用してエッチングを行うテクスチャエッ
チングの方法がある。また、ダイシング装置或いはレー
ザを使用して溝を多数形成する方法やドライエッチング
等の方法がある。
１を数パーセントの水酸化ナトリウム水溶液とアルコー
ルの混合液を使用してエッチングを行うテクスチャエッ
チングの方法がある。また、ダイシング装置或いはレー
ザを使用して溝を多数形成する方法やドライエッチング
等の方法がある。
【０００５】凹凸を形成した後に、図５（ｂ）に示すよ
うにチタンアルコキシド及びリン酸エステルを用いたＣ
ＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、不純物
としてリンを含む均一な酸化チタン膜３２を形成する。
均一な膜厚とすることにより、酸化チタン膜３２の干渉
による反射防止の機能が向上する。
うにチタンアルコキシド及びリン酸エステルを用いたＣ
ＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、不純物
としてリンを含む均一な酸化チタン膜３２を形成する。
均一な膜厚とすることにより、酸化チタン膜３２の干渉
による反射防止の機能が向上する。
【０００６】次に、図５（ｃ）に示すように酸化チタン
膜３２が形成された基板３１を窒素雰囲気中で約９００
℃で熱処理する。これにより、酸化チタン膜３２に含ま
れる不純物の拡散が行われ、基板３１の凹凸の設けられ
た表面付近に不純物拡散層３３が形成される。そして、
ｐｎ接合が形成される。
膜３２が形成された基板３１を窒素雰囲気中で約９００
℃で熱処理する。これにより、酸化チタン膜３２に含ま
れる不純物の拡散が行われ、基板３１の凹凸の設けられ
た表面付近に不純物拡散層３３が形成される。そして、
ｐｎ接合が形成される。
【０００７】次に、図５（ｄ）に示すように基板３１の
裏面にアルミペースト３４を印刷し、約７００〜８００
℃で焼成して裏面電極とｐ+層３５を形成する。その
後、図５（ｅ）に示すように受光面に銀ペーストを印刷
して焼成し、受光面電極３６を形成する。尚、受光面電
極３６は銀ペーストに含まれるガラスフリット等の効果
により、不純物拡散層３３に接触する。
裏面にアルミペースト３４を印刷し、約７００〜８００
℃で焼成して裏面電極とｐ+層３５を形成する。その
後、図５（ｅ）に示すように受光面に銀ペーストを印刷
して焼成し、受光面電極３６を形成する。尚、受光面電
極３６は銀ペーストに含まれるガラスフリット等の効果
により、不純物拡散層３３に接触する。
【０００８】結晶シリコン系の太陽電池をモジュールと
して使用するときは、一般にスーパーストレート型が多
く使用される。このモジュールはガラス、充填材、太陽
電池、裏面材料、周辺シール材及び枠材から成り、充填
材にはエチレンビニルアセテート（以下、「ＥＶＡ」と
いう）が多く使用される。
して使用するときは、一般にスーパーストレート型が多
く使用される。このモジュールはガラス、充填材、太陽
電池、裏面材料、周辺シール材及び枠材から成り、充填
材にはエチレンビニルアセテート（以下、「ＥＶＡ」と
いう）が多く使用される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池の
表面反射率を小さくして短絡電流を大きくするため、反
射防止膜となる材料は最良の屈折率となるものを選択す
る必要がある。一般に、反射防止膜の屈折率をｎ、シリ
コンの屈折率をｎs、反射防止膜の上にある透過性の物
質の屈折率をｎOとすると、反射防止膜の最適屈折率ｎ
は、ｎ2＝ｎO・ｎsなる条件で与えられる。
表面反射率を小さくして短絡電流を大きくするため、反
射防止膜となる材料は最良の屈折率となるものを選択す
る必要がある。一般に、反射防止膜の屈折率をｎ、シリ
コンの屈折率をｎs、反射防止膜の上にある透過性の物
質の屈折率をｎOとすると、反射防止膜の最適屈折率ｎ
は、ｎ2＝ｎO・ｎsなる条件で与えられる。
【００１０】シリコンの屈折率ｎsは感度の高い６００
〜１１００ｎｍの波長領域では３．５〜４程度であり、
太陽電池のみの場合、ｎOは空気の屈折率で１であるの
で反射防止膜の最適屈折率ｎは１．８〜２．０となる。
また、太陽電池を上記モジュールとした場合、ガラスや
ＥＶＡの屈折率ｎOは１．４〜１．５であるので、最適
屈折率ｎは２．２〜２．５となる。このように、上記モ
ジュールとした場合、太陽電池のみの場合と異なった屈
折率ｎの反射防止膜が必要となる。
〜１１００ｎｍの波長領域では３．５〜４程度であり、
太陽電池のみの場合、ｎOは空気の屈折率で１であるの
で反射防止膜の最適屈折率ｎは１．８〜２．０となる。
また、太陽電池を上記モジュールとした場合、ガラスや
ＥＶＡの屈折率ｎOは１．４〜１．５であるので、最適
屈折率ｎは２．２〜２．５となる。このように、上記モ
ジュールとした場合、太陽電池のみの場合と異なった屈
折率ｎの反射防止膜が必要となる。
【００１１】また、低コスト結晶系のシリコン太陽電池
の製造プロセスにおいて、受光面電極は銀ペーストを使
用して設けられる。銀ペーストと不純物拡散層との接触
部分には接触抵抗が生じる。この接触抵抗は不純物拡散
層の不純物濃度が低くなるほど増加する。
の製造プロセスにおいて、受光面電極は銀ペーストを使
用して設けられる。銀ペーストと不純物拡散層との接触
部分には接触抵抗が生じる。この接触抵抗は不純物拡散
層の不純物濃度が低くなるほど増加する。
【００１２】そこで、銀ペーストを使用して受光面電極
を形成する場合、接触抵抗の増加により直列抵抗損失が
大きくなって曲線因子の低下を招かないように、約数十
Ω／□のシート抵抗値の不純物拡散層を形成する。上記
特開平８−０８５８７４号公報に記載の従来の太陽電池
では約数十Ω／□のシート抵抗値の不純物拡散層を得る
場合、反射防止膜の屈折率は約１．７〜１．８となる。
この屈折率では、太陽電池のみの場合、反射防止膜とし
ては問題ないが、モジュール化する場合、やや屈折率が
低いという欠点がある。
を形成する場合、接触抵抗の増加により直列抵抗損失が
大きくなって曲線因子の低下を招かないように、約数十
Ω／□のシート抵抗値の不純物拡散層を形成する。上記
特開平８−０８５８７４号公報に記載の従来の太陽電池
では約数十Ω／□のシート抵抗値の不純物拡散層を得る
場合、反射防止膜の屈折率は約１．７〜１．８となる。
この屈折率では、太陽電池のみの場合、反射防止膜とし
ては問題ないが、モジュール化する場合、やや屈折率が
低いという欠点がある。
【００１３】本発明は上記課題を解決し、太陽電池及び
その製造方法において、受光面電極と不純物拡散層との
接触抵抗が小さく、しかもモジュール化に適した反射防
止膜を有することにより、大きな短絡電流が得られる太
陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
その製造方法において、受光面電極と不純物拡散層との
接触抵抗が小さく、しかもモジュール化に適した反射防
止膜を有することにより、大きな短絡電流が得られる太
陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の構成では、シリコンの基板の受光面
に不純物を含む酸化チタン膜を設けることにより前記受
光面の近傍に不純物拡散層が形成される太陽電池におい
て、前記受光面に不純物を含む第１及び第２の酸化チタ
ン膜が設けられ、前記第１の酸化チタン膜に含まれる不
純物の濃度は前記第２の酸化チタン膜に含まれる不純物
の濃度よりも高濃度となっており、前記受光面で前記第
１の酸化チタン膜が設けられた部分に受光面電極が設け
られ、前記受光面の裏面に裏面電極が設けられる。
め、本発明の第１の構成では、シリコンの基板の受光面
に不純物を含む酸化チタン膜を設けることにより前記受
光面の近傍に不純物拡散層が形成される太陽電池におい
て、前記受光面に不純物を含む第１及び第２の酸化チタ
ン膜が設けられ、前記第１の酸化チタン膜に含まれる不
純物の濃度は前記第２の酸化チタン膜に含まれる不純物
の濃度よりも高濃度となっており、前記受光面で前記第
１の酸化チタン膜が設けられた部分に受光面電極が設け
られ、前記受光面の裏面に裏面電極が設けられる。
【００１５】このような構成では、第１の酸化チタン膜
の不純物の濃度を高くすることにより、基板では第１の
酸化チタン膜が設けられた近傍に不純物濃度の高い不純
物拡散層が形成される。第１の酸化チタン膜が設けられ
た基板上に受光面電極が設けられるので、受光面電極と
不純物拡散層との接触抵抗が増加せず、曲線因子が低下
しない。また、受光面となる部分には第２の酸化チタン
膜が設けられる。この酸化チタン膜には反射防止膜とし
ての作用がある。
の不純物の濃度を高くすることにより、基板では第１の
酸化チタン膜が設けられた近傍に不純物濃度の高い不純
物拡散層が形成される。第１の酸化チタン膜が設けられ
た基板上に受光面電極が設けられるので、受光面電極と
不純物拡散層との接触抵抗が増加せず、曲線因子が低下
しない。また、受光面となる部分には第２の酸化チタン
膜が設けられる。この酸化チタン膜には反射防止膜とし
ての作用がある。
【００１６】第２の酸化チタン膜に含まれる不純物の濃
度が低濃度であるので、太陽電池をモジュール化した場
合、反射防止膜として適当な屈折率となる。また、受光
面において受光面電極が形成された部分以外では不純物
拡散層の不純物濃度が低減する。そのため、不純物拡散
層中でのキャリアの再結合が低減し、接合の深さの低減
により短波長感度が向上する。
度が低濃度であるので、太陽電池をモジュール化した場
合、反射防止膜として適当な屈折率となる。また、受光
面において受光面電極が形成された部分以外では不純物
拡散層の不純物濃度が低減する。そのため、不純物拡散
層中でのキャリアの再結合が低減し、接合の深さの低減
により短波長感度が向上する。
【００１７】また、本発明の第２の構成では、上記第１
の構成において、前記受光面に所定の高低差の凹凸又は
溝が設けられ、前記凹凸又は溝が設けられた受光面に前
記第１及び第２の酸化チタン膜が設けられている。
の構成において、前記受光面に所定の高低差の凹凸又は
溝が設けられ、前記凹凸又は溝が設けられた受光面に前
記第１及び第２の酸化チタン膜が設けられている。
【００１８】このような構成では、基板の表面に所定の
高低差の凹凸又は溝が設けられる。この凹凸又は溝が設
けられた表面に前記第１及び第２の酸化チタン膜が形成
される。これにより、太陽電池の受光面では凹凸又は溝
が設けられることにより、表面反射が減少して短絡電流
が向上する。
高低差の凹凸又は溝が設けられる。この凹凸又は溝が設
けられた表面に前記第１及び第２の酸化チタン膜が形成
される。これにより、太陽電池の受光面では凹凸又は溝
が設けられることにより、表面反射が減少して短絡電流
が向上する。
【００１９】また、本発明の第３の構成では、ｐ型の結
晶シリコンの基板の表面の一部にリンを含む前記第１の
酸化チタン膜を設け、更に前記表面にリンを含む前記第
２の酸化チタン膜を設け、前記基板を所定の温度で熱処
理して前記第１及び第２の酸化チタン膜に含まれるリン
を拡散してｐｎ接合を形成し、前記第１の酸化チタン膜
が設けられた部分に受光面電極を設けるようにしてい
る。
晶シリコンの基板の表面の一部にリンを含む前記第１の
酸化チタン膜を設け、更に前記表面にリンを含む前記第
２の酸化チタン膜を設け、前記基板を所定の温度で熱処
理して前記第１及び第２の酸化チタン膜に含まれるリン
を拡散してｐｎ接合を形成し、前記第１の酸化チタン膜
が設けられた部分に受光面電極を設けるようにしてい
る。
【００２０】このような構成では、メタルマスク等を使
用してｐ型の結晶シリコン基板の表面の一部にリンを含
む第１の酸化チタン膜が設けられる。更に、基板の表面
に第２の酸化チタン膜が設けられる。第１及び第２の酸
化チタン膜が設けられた基板を所定の温度で熱処理をす
ることにより酸化チタン膜に含まれるリンが拡散して、
不純物拡散層が形成される。
用してｐ型の結晶シリコン基板の表面の一部にリンを含
む第１の酸化チタン膜が設けられる。更に、基板の表面
に第２の酸化チタン膜が設けられる。第１及び第２の酸
化チタン膜が設けられた基板を所定の温度で熱処理をす
ることにより酸化チタン膜に含まれるリンが拡散して、
不純物拡散層が形成される。
【００２１】これにより、ｐｎ接合が形成される。第１
の酸化チタン膜に含まれるリンの濃度が高くなってお
り、熱処理により生じる不純物拡散層の不純物濃度が高
濃度となっている。また、第２の酸化チタン膜に含まれ
るリンの濃度が低くなっており、熱処理により生じる不
純物拡散層の不純物濃度は低濃度となる。そして、第１
の酸化チタン膜の設けられた部分に受光面電極を設ける
ことにより、太陽電池が製造される。
の酸化チタン膜に含まれるリンの濃度が高くなってお
り、熱処理により生じる不純物拡散層の不純物濃度が高
濃度となっている。また、第２の酸化チタン膜に含まれ
るリンの濃度が低くなっており、熱処理により生じる不
純物拡散層の不純物濃度は低濃度となる。そして、第１
の酸化チタン膜の設けられた部分に受光面電極を設ける
ことにより、太陽電池が製造される。
【００２２】また、本発明の第４の構成では、上記第３
の構成において、チタン化合物を格納した容器及びリン
化合物を格納した容器にキャリアガスを送ることによっ
て前記キャリアガスに前記チタン化合物及び前記リン化
合物を含ませ、前記チタン化合物及び前記リン化合物を
含んだキャリアガスを第１の所定温度に加熱した前記基
板の表面に供給することにより、前記基板にリンを含む
前記第１の酸化チタン膜を設け、更に前記チタン化合物
及び前記リン化合物を含んだキャリアガスを第２の所定
温度に加熱した前記基板の表面に供給することにより、
リンを含む前記第２の酸化チタン膜を設けるようにして
いる。
の構成において、チタン化合物を格納した容器及びリン
化合物を格納した容器にキャリアガスを送ることによっ
て前記キャリアガスに前記チタン化合物及び前記リン化
合物を含ませ、前記チタン化合物及び前記リン化合物を
含んだキャリアガスを第１の所定温度に加熱した前記基
板の表面に供給することにより、前記基板にリンを含む
前記第１の酸化チタン膜を設け、更に前記チタン化合物
及び前記リン化合物を含んだキャリアガスを第２の所定
温度に加熱した前記基板の表面に供給することにより、
リンを含む前記第２の酸化チタン膜を設けるようにして
いる。
【００２３】このような構成では、チタン化合物を格納
した容器とリン化合物を格納した容器にキャリアガスが
送られる。これにより、キャリアガスにチタン化合物と
リン化合物が含まれるようになる。そして、そのキャリ
アガスを第１の所定温度に加熱した前記基板に供給する
ことにより、前記基板にリンを含む第１の酸化チタン膜
が設けられる。更にその基板を第２の所定温度に加熱
し、その基板にチタン化合物とリン化合物を含むキャリ
アガスを供給することにより、第２の酸化チタン膜が設
けられるようになる。
した容器とリン化合物を格納した容器にキャリアガスが
送られる。これにより、キャリアガスにチタン化合物と
リン化合物が含まれるようになる。そして、そのキャリ
アガスを第１の所定温度に加熱した前記基板に供給する
ことにより、前記基板にリンを含む第１の酸化チタン膜
が設けられる。更にその基板を第２の所定温度に加熱
し、その基板にチタン化合物とリン化合物を含むキャリ
アガスを供給することにより、第２の酸化チタン膜が設
けられるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図４
を用いて説明する。図２は本実施形態の太陽電池の製造
の工程図であり、図１はその工程での結晶シリコンの基
板の断面図である。
を用いて説明する。図２は本実施形態の太陽電池の製造
の工程図であり、図１はその工程での結晶シリコンの基
板の断面図である。
【００２５】図２において、まずステップＳ１０でｐ型
の結晶シリコンの基板１の表面に、前述したように、受
光面の表面反射を減らして短絡電流を向上させるため、
数μｍ〜数十μｍの高低差の凹凸が形成される。これに
より、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１の受光
面となる表面に微小な凹凸が形成される。
の結晶シリコンの基板１の表面に、前述したように、受
光面の表面反射を減らして短絡電流を向上させるため、
数μｍ〜数十μｍの高低差の凹凸が形成される。これに
より、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１の受光
面となる表面に微小な凹凸が形成される。
【００２６】本実施形態では、水酸化ナトリウム（Ｎａ
ＯＨ）水溶液とイソプロピルアルコールの混合液を使用
して、液温が約９０℃でテクスチャエッチングを行うこ
とにより凹凸を形成する。尚、凹凸の形成方法には、前
述したように、ダイシング装置或いはレーザを使用して
溝を多数形成する方法やドライエッチング等の方法もあ
る。
ＯＨ）水溶液とイソプロピルアルコールの混合液を使用
して、液温が約９０℃でテクスチャエッチングを行うこ
とにより凹凸を形成する。尚、凹凸の形成方法には、前
述したように、ダイシング装置或いはレーザを使用して
溝を多数形成する方法やドライエッチング等の方法もあ
る。
【００２７】凹凸を形成した後に、ステップＳ１１でリ
ンを含む第１の酸化チタン膜の形成を行う。リンを含む
酸化チタン膜の製膜に使用する常圧ＣＶＤ装置を図３に
示す。シリコン基板１がヒータ１３により製膜温度（後
述する）まで加熱されながらベルト１１によって製膜部
１８まで搬送される。製膜部１８ではチタン化合物とリ
ン化合物がインジェクタ１４より基板１の表面に供給さ
れ、供給されたチタン化合物とリン化合物が基板１の表
面で熱分解して、リンを含む酸化チタン膜が形成され
る。
ンを含む第１の酸化チタン膜の形成を行う。リンを含む
酸化チタン膜の製膜に使用する常圧ＣＶＤ装置を図３に
示す。シリコン基板１がヒータ１３により製膜温度（後
述する）まで加熱されながらベルト１１によって製膜部
１８まで搬送される。製膜部１８ではチタン化合物とリ
ン化合物がインジェクタ１４より基板１の表面に供給さ
れ、供給されたチタン化合物とリン化合物が基板１の表
面で熱分解して、リンを含む酸化チタン膜が形成され
る。
【００２８】原料となるチタン化合物とリン化合物はそ
れぞれバブラー容器１６、１７に格納されている。本実
施形態では、バブラー容器１６にチタン化合物としてテ
トラ−ｉ−プロポキシチタンが格納されている。一方、
バブラー容器１７にリン化合物としてトリエトキシリン
が格納されている。バブラー容器１６、１７に窒素（Ｎ
2）等のキャリアガスを導入することにより、各原料が
蒸気圧に応じた分圧までキャリアガスに含まれて希釈ガ
スと共に基板１に供給される。
れぞれバブラー容器１６、１７に格納されている。本実
施形態では、バブラー容器１６にチタン化合物としてテ
トラ−ｉ−プロポキシチタンが格納されている。一方、
バブラー容器１７にリン化合物としてトリエトキシリン
が格納されている。バブラー容器１６、１７に窒素（Ｎ
2）等のキャリアガスを導入することにより、各原料が
蒸気圧に応じた分圧までキャリアガスに含まれて希釈ガ
スと共に基板１に供給される。
【００２９】製膜部１８において、キャリアガス、希釈
ガス、未分解の原料及び分解生成物より成る排気ガス１
５はインジェクタ１４の両側から排気される。尚、１
９、２０はベルト１１の移動を行うローラーである。
尚、キャリアガス、希釈ガスには窒素（Ｎ2）だけでな
く、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガ
スを使用することができる。
ガス、未分解の原料及び分解生成物より成る排気ガス１
５はインジェクタ１４の両側から排気される。尚、１
９、２０はベルト１１の移動を行うローラーである。
尚、キャリアガス、希釈ガスには窒素（Ｎ2）だけでな
く、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガ
スを使用することができる。
【００３０】図２においてステップＳ１１での第１の酸
化チタン膜の形成には、基板１の受光面電極形成部（後
述する）以外をメタルマスクで覆い、図３に示す常圧Ｃ
ＶＤ装置を使用して、図１（ｂ）に示すように高濃度の
リンを含む酸化チタン膜２を受光面電極形成部に形成す
る。このとき、ヒータ１３の加熱により基板１の温度は
４５０℃とする。テトラ−ｉ−プロポキシチタンを格納
したバブラー容器１６の温度は８５℃で、バブラー容器
１６へのキャリアガスの窒素（Ｎ2）の流量が１リット
ル／minである。
化チタン膜の形成には、基板１の受光面電極形成部（後
述する）以外をメタルマスクで覆い、図３に示す常圧Ｃ
ＶＤ装置を使用して、図１（ｂ）に示すように高濃度の
リンを含む酸化チタン膜２を受光面電極形成部に形成す
る。このとき、ヒータ１３の加熱により基板１の温度は
４５０℃とする。テトラ−ｉ−プロポキシチタンを格納
したバブラー容器１６の温度は８５℃で、バブラー容器
１６へのキャリアガスの窒素（Ｎ2）の流量が１リット
ル／minである。
【００３１】トリエトキシリンを格納したバブラー容器
１７の温度は４５℃でキャリアガスの流量が０．５リッ
トル／minである。また、希釈ガスである窒素（Ｎ2）の
流量が５リットル／min、酸素（Ｏ2）の流量が７リット
ル／minである。この条件で、約５０ｎｍの膜厚となる
ように、図１（ｂ）に示すように酸化チタン膜２を形成
する。
１７の温度は４５℃でキャリアガスの流量が０．５リッ
トル／minである。また、希釈ガスである窒素（Ｎ2）の
流量が５リットル／min、酸素（Ｏ2）の流量が７リット
ル／minである。この条件で、約５０ｎｍの膜厚となる
ように、図１（ｂ）に示すように酸化チタン膜２を形成
する。
【００３２】第１の酸化チタン膜形成後、ステップＳ１
２で第２の酸化チタン膜の形成を行う。基板１からメタ
ルマスクを取り除き、再度図３に示す常圧ＣＶＤ装置を
使用して、基板１の温度を３５０℃に加熱して上記条件
と同じにして酸化チタン膜３を膜厚が約１００ｎｍとな
るように形成する。このとき、図１（ｃ）に示すよう
に、低濃度のリンを含む酸化チタン膜３が受光面の全面
に形成される。尚、基板１の加熱温度と酸化チタン膜
２、３に含まれるリンの濃度の関係については後述す
る。
２で第２の酸化チタン膜の形成を行う。基板１からメタ
ルマスクを取り除き、再度図３に示す常圧ＣＶＤ装置を
使用して、基板１の温度を３５０℃に加熱して上記条件
と同じにして酸化チタン膜３を膜厚が約１００ｎｍとな
るように形成する。このとき、図１（ｃ）に示すよう
に、低濃度のリンを含む酸化チタン膜３が受光面の全面
に形成される。尚、基板１の加熱温度と酸化チタン膜
２、３に含まれるリンの濃度の関係については後述す
る。
【００３３】次に、ステップＳ１３で、酸化チタン膜
２、３の形成された基板１を石英チューブ炉（図示せ
ず）に移し、窒素雰囲気中で約９００℃で３０分間熱処
理を行う。酸化チタン膜２、３に含まれるリンの拡散に
より、図１（ｄ）に示すように、酸化チタン膜２の近傍
では高濃度の不純物拡散層５が形成され、受光面のほぼ
全面に覆われている酸化チタン膜３に接している部分で
は低濃度の不純物拡散層４が形成される。
２、３の形成された基板１を石英チューブ炉（図示せ
ず）に移し、窒素雰囲気中で約９００℃で３０分間熱処
理を行う。酸化チタン膜２、３に含まれるリンの拡散に
より、図１（ｄ）に示すように、酸化チタン膜２の近傍
では高濃度の不純物拡散層５が形成され、受光面のほぼ
全面に覆われている酸化チタン膜３に接している部分で
は低濃度の不純物拡散層４が形成される。
【００３４】図３に示す常圧ＣＶＤ装置を使用して、基
板１の温度を３００〜４５０℃に変化させてリンを含む
酸化チタン膜を膜製し、その後熱処理を行うことにより
形成された不純物拡散層の屈折率とシート抵抗値の関係
を図４に示す。ただし、屈折率はエリプソメータで測定
し、不純物拡散層のシート抵抗値は、リンを含む酸化チ
タン膜を熱濃硫酸で溶解した後、四探針法で測定してい
る。
板１の温度を３００〜４５０℃に変化させてリンを含む
酸化チタン膜を膜製し、その後熱処理を行うことにより
形成された不純物拡散層の屈折率とシート抵抗値の関係
を図４に示す。ただし、屈折率はエリプソメータで測定
し、不純物拡散層のシート抵抗値は、リンを含む酸化チ
タン膜を熱濃硫酸で溶解した後、四探針法で測定してい
る。
【００３５】図４に示すように、製膜時に基板１の温度
が高温となるにつれて熱処理後の不純物拡散層のシート
抵抗値は低下し、リンを含む酸化チタン膜の屈折率も低
下する。つまり、図２においてステップＳ１１で基板１
を高温で酸化チタン膜を形成したときは、シート抵抗が
小さくなり高濃度のリンを含むことを意味し、次にステ
ップＳ１２で基板１を低温で酸化チタン膜を形成したと
きは、シート抵抗が大きくなり低濃度のリンを含むこと
を意味する。
が高温となるにつれて熱処理後の不純物拡散層のシート
抵抗値は低下し、リンを含む酸化チタン膜の屈折率も低
下する。つまり、図２においてステップＳ１１で基板１
を高温で酸化チタン膜を形成したときは、シート抵抗が
小さくなり高濃度のリンを含むことを意味し、次にステ
ップＳ１２で基板１を低温で酸化チタン膜を形成したと
きは、シート抵抗が大きくなり低濃度のリンを含むこと
を意味する。
【００３６】ダミーの基板１を使用して、上記高濃度の
リンを含む第１の酸化チタン膜を基板１の全面に形成
し、その後熱処理をして不純物拡散層のシート抵抗値を
測定すると、約５０〜７０Ω／□であった。同様に、低
濃度のリンを含む第２の酸化チタン膜を形成し、熱処理
した後の不純物拡散層のシート抵抗値は約１００〜１５
０Ω／□で、膜の屈折率は約２．０であった。従来の太
陽電池では、前述したように膜の屈折率が１．７〜１．
８であるので、それよりも第２の酸化チタン膜は太陽電
池をモジュール化したときに適した屈折率となる。
リンを含む第１の酸化チタン膜を基板１の全面に形成
し、その後熱処理をして不純物拡散層のシート抵抗値を
測定すると、約５０〜７０Ω／□であった。同様に、低
濃度のリンを含む第２の酸化チタン膜を形成し、熱処理
した後の不純物拡散層のシート抵抗値は約１００〜１５
０Ω／□で、膜の屈折率は約２．０であった。従来の太
陽電池では、前述したように膜の屈折率が１．７〜１．
８であるので、それよりも第２の酸化チタン膜は太陽電
池をモジュール化したときに適した屈折率となる。
【００３７】図２において、ステップＳ１３で熱処理を
行った後に、ステップＳ１４で基板１の裏面にアルミペ
ーストをスクリーン印刷法により印刷し、約７００℃で
焼成して裏面電極を形成する。これにより、図１（ｅ）
に示すように、裏面電極６とｐ+層７が形成される。
行った後に、ステップＳ１４で基板１の裏面にアルミペ
ーストをスクリーン印刷法により印刷し、約７００℃で
焼成して裏面電極を形成する。これにより、図１（ｅ）
に示すように、裏面電極６とｐ+層７が形成される。
【００３８】次に、ステップＳ１５で受光面電極形成部
にマスクの位置合わせを行った後に、銀ペーストをスク
リーン印刷法により印刷し、約７００℃で焼成して受光
面電極を形成する。これにより、図１（ｆ）に示すよう
に受光面電極８が設けられる。このとき、銀ペースト中
のガラスフリット等の作用により、リンを含む酸化チタ
ン膜２、３を貫通して不純物拡散層５に接触する。ま
た、スクリーン印刷のマスクの位置合わせは、本実施形
態では基板１で高濃度のリンを含む酸化チタン膜２があ
るため膜厚が厚くなっており、また色が異なっているの
で、目視で容易に行うことができる。
にマスクの位置合わせを行った後に、銀ペーストをスク
リーン印刷法により印刷し、約７００℃で焼成して受光
面電極を形成する。これにより、図１（ｆ）に示すよう
に受光面電極８が設けられる。このとき、銀ペースト中
のガラスフリット等の作用により、リンを含む酸化チタ
ン膜２、３を貫通して不純物拡散層５に接触する。ま
た、スクリーン印刷のマスクの位置合わせは、本実施形
態では基板１で高濃度のリンを含む酸化チタン膜２があ
るため膜厚が厚くなっており、また色が異なっているの
で、目視で容易に行うことができる。
【００３９】最後に、図２においてステップＳ１６で、
ハンダコートを行い、太陽電池をリード線（図示せず）
でストリングする。そして、この太陽電池を保護樹脂の
ＥＶＡで挟み、上下よりガラスと裏面保護シートで熱圧
着してモジュールを作製する。
ハンダコートを行い、太陽電池をリード線（図示せず）
でストリングする。そして、この太陽電池を保護樹脂の
ＥＶＡで挟み、上下よりガラスと裏面保護シートで熱圧
着してモジュールを作製する。
【００４０】モジュール化した本実施形態の太陽電池
と、従来の技術による太陽電池との光電変換効率の比較
を表１に示す。尚、従来の技術による太陽電池の製造方
法は図３に示す常圧ＣＶＤ装置を使用して受光面の全面
に高濃度のリンを含む第１の酸化チタン膜を形成し、そ
の後熱処理して受光面全体に一様に不純物拡散層を形成
したものである。その拡散層のシート抵抗値は約５０〜
７０Ω／□、屈折率は約１．８である。
と、従来の技術による太陽電池との光電変換効率の比較
を表１に示す。尚、従来の技術による太陽電池の製造方
法は図３に示す常圧ＣＶＤ装置を使用して受光面の全面
に高濃度のリンを含む第１の酸化チタン膜を形成し、そ
の後熱処理して受光面全体に一様に不純物拡散層を形成
したものである。その拡散層のシート抵抗値は約５０〜
７０Ω／□、屈折率は約１．８である。
【００４１】
【表１】
【００４２】表１に示すように、本実施形態の太陽電池
モジュールは従来の技術による太陽電池と比較しても、
接触抵抗が増加せず、曲線因子を低下させない。受光面
では不純物濃度が低くなっているため、屈折率が大きく
なって表面反射率が低減され、かつ短波長感度が向上す
る。その結果変換効率が向上し、短絡電流密度も向上し
ている。このように、均一な膜厚で形成される反射防止
膜を最適な屈折率に近づけることができる。また、電極
を形成する位置に反射防止膜の色が異なって見えるた
め、電極と高濃度不純物拡散層との位置合わせを容易に
行うことができる。
モジュールは従来の技術による太陽電池と比較しても、
接触抵抗が増加せず、曲線因子を低下させない。受光面
では不純物濃度が低くなっているため、屈折率が大きく
なって表面反射率が低減され、かつ短波長感度が向上す
る。その結果変換効率が向上し、短絡電流密度も向上し
ている。このように、均一な膜厚で形成される反射防止
膜を最適な屈折率に近づけることができる。また、電極
を形成する位置に反射防止膜の色が異なって見えるた
め、電極と高濃度不純物拡散層との位置合わせを容易に
行うことができる。
【００４３】また、ステップＳ１３（図２参照）で熱処
理を行うとき、不純物の拡散と反射防止膜形成が同時に
行うようになっている。更に図３に示す常圧ＣＶＤ装置
を使用することにより、凹凸が設けられた基板１の表面
上に均一に酸化チタン膜が設けられる。受光面において
受光面電極が形成された部分以外では不純物拡散層の不
純物濃度が低減する。そのため、不純物拡散層中でのキ
ャリアの再結合が低減し、接合の深さの低減により短波
長感度が向上する。
理を行うとき、不純物の拡散と反射防止膜形成が同時に
行うようになっている。更に図３に示す常圧ＣＶＤ装置
を使用することにより、凹凸が設けられた基板１の表面
上に均一に酸化チタン膜が設けられる。受光面において
受光面電極が形成された部分以外では不純物拡散層の不
純物濃度が低減する。そのため、不純物拡散層中でのキ
ャリアの再結合が低減し、接合の深さの低減により短波
長感度が向上する。
【００４４】
＜請求項１の効果＞第１の酸化チタン膜に含まれる不純
物濃度が高濃度となっているため、受光面電極とそれに
接する不純物拡散層との接触抵抗が小さくなっている。
そのため、曲線因子が低下しない。一方、第２の酸化チ
タン膜が受光面の反射防止膜となる。その不純物の濃度
が低濃度となっているため、太陽電池をモジュール化し
たときに最適な酸化チタン膜の屈折率となる。また、受
光面において受光面電極が形成された部分以外では不純
物拡散層の不純物濃度が低減する。そのため、不純物拡
散層中でのキャリアの再結合が低減し、接合の深さの低
減により短波長感度が向上する。
物濃度が高濃度となっているため、受光面電極とそれに
接する不純物拡散層との接触抵抗が小さくなっている。
そのため、曲線因子が低下しない。一方、第２の酸化チ
タン膜が受光面の反射防止膜となる。その不純物の濃度
が低濃度となっているため、太陽電池をモジュール化し
たときに最適な酸化チタン膜の屈折率となる。また、受
光面において受光面電極が形成された部分以外では不純
物拡散層の不純物濃度が低減する。そのため、不純物拡
散層中でのキャリアの再結合が低減し、接合の深さの低
減により短波長感度が向上する。
【００４５】＜請求項２の効果＞受光面に所定の高低差
の凹凸又は溝が設けられることにより、受光面の表面反
射が減少して、短絡電流が向上する。
の凹凸又は溝が設けられることにより、受光面の表面反
射が減少して、短絡電流が向上する。
【００４６】＜請求項３の効果＞本請求項の太陽電池の
製造方法により、リンを含む第１及び第２の酸化チタン
膜が設けられた太陽電池が製造される。
製造方法により、リンを含む第１及び第２の酸化チタン
膜が設けられた太陽電池が製造される。
【００４７】＜請求項４の効果＞チタン化合物とリン化
合物を含むキャリアガスを第１の所定温度に加熱された
基板の表面に供給することにより、リンを含む第１の酸
化チタン膜が設けられる。また、第２の所定温度に基板
を加熱して、前記キャリアガスを供給することにより、
リンを含む第２の酸化チタン膜が設けられる。前述した
ように、基板の加熱温度によって酸化チタン膜に含まれ
るリンの濃度が異なる。
合物を含むキャリアガスを第１の所定温度に加熱された
基板の表面に供給することにより、リンを含む第１の酸
化チタン膜が設けられる。また、第２の所定温度に基板
を加熱して、前記キャリアガスを供給することにより、
リンを含む第２の酸化チタン膜が設けられる。前述した
ように、基板の加熱温度によって酸化チタン膜に含まれ
るリンの濃度が異なる。
【図１】 本発明の一実施形態の太陽電池の製造工程で
の基板の断面図。
の基板の断面図。
【図２】 その工程図。
【図３】 その常圧ＣＶＤ装置の断面図。
【図４】 その太陽電池の屈折率とシート抵抗値の関係
図。
図。
【図５】 従来の太陽電池の製造工程の基板の断面図。
１ ｐ型の結晶シリコンの基板 ２ 高濃度のリンを含む酸化チタン膜 ３ 低濃度のリンを含む酸化チタン膜 ４ 低濃度の不純物拡散層 ５ 高濃度の不純物拡散層 ６ 裏面電極 ７ ｐ+層 ８ 受光面電極 １１ ベルト １３ ヒータ １４ インジェクタ １５ 排気ガス １６ バブラー容器 １７ バブラー容器
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコンの基板の受光面に不純物を含む
酸化チタン膜を設けることにより前記受光面の近傍に不
純物拡散層が形成される太陽電池において、 前記受光面に不純物を含む第１及び第２の酸化チタン膜
が設けられ、前記第１の酸化チタン膜に含まれる不純物
の濃度は前記第２の酸化チタン膜に含まれる不純物の濃
度よりも高濃度となっており、前記受光面で前記第１の
酸化チタン膜が設けられた部分に受光面電極が設けら
れ、前記受光面の裏面に裏面電極が設けられることを特
徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記受光面に所定の高低差の凹凸又は溝
が設けられ、前記凹凸又は溝が設けられた受光面に前記
第１及び第２の酸化チタン膜が設けられていることを特
徴とする請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 ｐ型の結晶シリコンの基板の表面の一部
にリンを含む前記第１の酸化チタン膜を設け、更に前記
表面にリンを含む前記第２の酸化チタン膜を設け、前記
基板を所定の温度で熱処理して前記第１及び第２の酸化
チタン膜に含まれるリンを拡散してｐｎ接合を形成し、
前記第１の酸化チタン膜が設けられた部分に受光面電極
を設けることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 チタン化合物を格納した容器及びリン化
合物を格納した容器にキャリアガスを送ることによって
前記キャリアガスに前記チタン化合物及び前記リン化合
物を含ませ、前記チタン化合物及び前記リン化合物を含
んだキャリアガスを第１の所定温度に加熱した前記基板
の表面に供給することにより、前記基板にリンを含む前
記第１の酸化チタン膜を設け、更に前記チタン化合物及
び前記リン化合物を含んだキャリアガスを第２の所定温
度に加熱した前記基板の表面に供給することにより、リ
ンを含む前記第２の酸化チタン膜を設けることを特徴と
する請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224727A JPH1070296A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 太陽電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224727A JPH1070296A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 太陽電池及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070296A true JPH1070296A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16818305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8224727A Pending JPH1070296A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070296A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310373A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法 |
| WO2009118861A1 (ja) | 2008-03-27 | 2009-10-01 | 三菱電機株式会社 | 光起電力装置およびその製造方法 |
| WO2009133607A1 (ja) | 2008-04-30 | 2009-11-05 | 三菱電機株式会社 | 光起電力装置およびその製造方法 |
| WO2011132340A1 (ja) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | 三菱電機株式会社 | 低反射基板の製造方法、光起電力装置の製造方法、および光起電力装置 |
| WO2012077597A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | シャープ株式会社 | 裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池 |
| JP2012514851A (ja) * | 2008-12-10 | 2012-06-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | スクリーン印刷パターンの位置合せのための強化された視覚システム |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP8224727A patent/JPH1070296A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310373A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法 |
| WO2006117980A1 (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法 |
| WO2009118861A1 (ja) | 2008-03-27 | 2009-10-01 | 三菱電機株式会社 | 光起電力装置およびその製造方法 |
| WO2009133607A1 (ja) | 2008-04-30 | 2009-11-05 | 三菱電機株式会社 | 光起電力装置およびその製造方法 |
| US8012787B2 (en) | 2008-04-30 | 2011-09-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Photovoltaic device and manufacturing method thereof |
| JP2012514851A (ja) * | 2008-12-10 | 2012-06-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | スクリーン印刷パターンの位置合せのための強化された視覚システム |
| US8673679B2 (en) | 2008-12-10 | 2014-03-18 | Applied Materials Italia S.R.L. | Enhanced vision system for screen printing pattern alignment |
| WO2011132340A1 (ja) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | 三菱電機株式会社 | 低反射基板の製造方法、光起電力装置の製造方法、および光起電力装置 |
| JP5430751B2 (ja) * | 2010-04-21 | 2014-03-05 | 三菱電機株式会社 | 低反射基板の製造方法、および光起電力装置の製造方法 |
| WO2012077597A1 (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | シャープ株式会社 | 裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池 |
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