太阳能单电池和太阳能电池组件的制作方法

本发明涉及太阳能单电池和太阳能电池组件。

背景技术：

现有技术中，作为将光能转换为电能的光电转换装置，太阳能单电池的开发不断进步。太阳能单电池能够将取之不尽的太阳光直接转换为电，此外，与采用化石燃料发电相比对环境的负担小而清洁，所以作为新型能源而备受关注。

专利文献1公开了如下太阳能单电池，包括：n型晶体类半导体基片和形成于晶体类半导体基片的主面上的非晶半导体层，非晶半导体层具有从晶体类半导体基片与非晶半导体层的界面附近沿着膜厚方向逐渐减小的p型掺杂剂密度分布，该p型掺杂剂密度分布在峰部与底部之间具有两处变化点。根据该结构，由于能够改善填充因数(ff)，所以光电转换特性升高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-219854号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，在太阳能单电池中，希望进一步改善光电转换特性。

因此，本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种具有改善了光电转换特性的异质结结构的太阳能单电池和太阳能电池组件。

用于解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明的一个方式的太阳能单电池包括：晶体类的硅基片；形成在上述硅基片的主面上的、含有磷作为杂质的磷掺杂层；和非晶硅层，其具有形成在上述磷掺杂层上的本征非晶硅层、和形成在上述本征非晶硅层上的含有p型掺杂剂的p型非晶硅层，上述本征非晶硅层含有上述p型掺杂剂，上述本征非晶硅层的厚度方向上的上述p型掺杂剂的浓度，具有比上述磷掺杂层与上述本征非晶硅层的界面上的上述p型掺杂剂的浓度高的分布。

为了实现上述目的，本发明的一个方式的太阳能电池组件包括：配置成二维状的、权利要求1～5中任一项上述的多个太阳能单电池；配置于上述多个太阳能单电池的正面侧的正面保护部件；配置于上述多个太阳能单电池的背面侧的背面保护部件；配置在上述多个太阳能单电池与上述正面保护部件之间的正面填充部件；和配置在上述多个太阳能单电池与上述背面保护部件之间的背面填充部件。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种具有改善了光电转换特性的异质结结构的太阳能单电池和太阳能电池组件。

附图说明

图1是实施方式的太阳能电池组件的概略俯视图。

图2是实施方式的太阳能电池组件的列方向上的结构截面图。

图3是实施方式的太阳能单电池的俯视图。

图4是表示实施方式的太阳能单电池的层叠结构的示意截面图。

图5是表示本征非晶硅层的厚度方向上的硼浓度分布的一例的曲线图。

图6是表示实施方式的太阳能单电池的制造方法的一例的流程图。

图7是用于对实施方式的太阳能单电池的制造方法的一例进行说明的示意图。

图8是表示实施方式的太阳能单电池的制造方法的另一例的流程图。

图9是用于对实施方式的太阳能单电池的制造方法的另一例进行说明的示意图。

图10是表示本征非晶硅层的厚度方向上的硼浓度分布的另一例的曲线图。

附图标记说明

1太阳能单电池

10硅基片

60非晶硅层

61、161本征非晶硅层

50p掺杂硅氧化物层(磷掺杂层)

62p型非晶硅层

100太阳能电池组件

170a正面填充部件

170b背面填充部件

180a正面保护部件

180b背面保护部件

具体实施方式

下面，利用附图对本发明的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式均表示本发明的一个具体例。因此，以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置、连接方式、工序(步骤)、和工序(步骤)的顺序等为一例，并非旨在限定本发明。因而，关于以下实施方式的构成要素中的、未记载于独立权项的构成要素，都作为任意构成要素进行说明。

另外，各图都是示意图，不一定被严密地图示。此外，在各图中，有对实质上相同的结构标注相同的符号，并省略或简化重复的说明的情况。

在本说明书中，太阳能单电池的“正面”是指与其相反侧的面即“背面”相比光能够更多地向内部入射的面(50％～100％的光从正面入射到内部)，也包含光从“背面”侧完全进入不到内部的情况。另外，太阳能电池组件的“正面”是指能够使与太阳能单电池的“正面”相对的一侧的光入射的面，“背面”是指其相反侧的面。另外，“在第1部件上设置第2部件”等记载只要没有特别限定，就不仅仅是指第1和第2部件直接接触地设置的情况。即，该记载包含在第1和第2部件之间存在其它部件的情况。

另外，在本说明书中，平行等表示要素间的关系性的术语、和正方形等表示要素的形状的术语、以及数值和数值范围都不是仅表示严格意义上的意思的表达，而是也包含实质上同等的范围例如几％左右的差异的意思的表达。

此外，在各图中，z轴方向是例如与太阳能单电池的受光面垂直的方向。x轴方向和y轴方向是相互正交，且都与z轴方向正交的方向。例如，在以下实施方式中，“俯视”是指从z轴方向观察的意思。

(实施方式)

下面，参照图1～图9对本实施方式的太阳能单电池和太阳能电池组件进行说明。

[1.太阳能电池组件的结构]

首先，参照图1对太阳能电池组件的结构进行说明。图1是本实施方式的太阳能电池组件100的概略俯视图。另外，图2是本实施方式的太阳能电池组件100的列方向的结构截面图。具体地说，图2是图1的太阳能电池组件100的ii-ii截面图。

如图1所示，太阳能电池组件100包括多个太阳能单电池1、引片配线120、跨接配线130和框体150。另外，如图2所示，太阳能电池组件100还包括：正面填充部件170a、背面填充部件170b、正面保护部件180a和背面保护部件180b。

太阳能单电池1是二维状地配置于受光面，通过光照射而产生电力的平板状的光伏单电池。

引片配线120是将在列方向上相邻的太阳能单电池1电连接的配线部件。引片配线120例如是带状的金属箔。引片配线120例如可通过将用焊锡或银等包覆了铜箔、银箔等金属箔的整个表面的箔切成规定长度的长条状来制作。

跨接配线130是连接太阳能电池串彼此的配线部件。另外，太阳能电池串是配置于列方向且通过引片配线120而连接的多个太阳能单电池1的集合体。

框体150是覆盖二维排列有多个太阳能单电池1的面板的外周部的外框部件。

另外，也可以在相邻的太阳能单电池1之间配置光扩散部件。由此，能够将入射到太阳能单电池1之间的间隙区域中的光再次分配给太阳能单电池1，所以太阳能单电池1的聚光效率提高。因而，能够提高太阳能电池组件100整体的光电转换效率。

如图2所示，在列方向上相邻的两个太阳能单电池1中，配置于一个太阳能单电池1的正面的引片配线120也配置于另一个太阳能单电池1的背面。更具体地说，引片配线120的一端部的下表面与一个太阳能单电池1的正面侧的主栅线电极接合，引片配线120的另一端部的上表面与另一个太阳能单电池1的背面侧的主栅线电极接合。

引片配线120和主栅线电极例如用导电性粘接剂接合。作为导电性粘接剂，例如可使用导电性粘接膏、导电性粘接膜或各向异性导电膜。导电性粘接膏是例如在环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂等热固化型的粘接性树脂材料中分散有导电性颗粒的膏状粘接剂。导电性粘接膜和各向异性导电膜是在热固化型的粘接性树脂材料中分散有导电性颗粒并形成为膜状的粘接膜。

另外，上述导电性粘接剂也可以是焊锡材料。另外，也可以使用不含导电性颗粒的树脂粘接剂来代替导电性粘接剂。在这种情况下，通过适当设计树脂粘接剂的涂敷厚度，在热压接时的加压时，树脂粘接剂软化，能够使主栅线电极与引片配线120直接接触而电连接。

另外，如图2所示，在太阳能单电池1的正面侧配设有正面保护部件180a，在背面侧配设有背面保护部件180b。而且，在包含太阳能单电池1的面与正面保护部件180a之间配置有正面填充部件170a，在包含太阳能单电池1的面与背面保护部件180b之间配置有背面填充部件170b。正面保护部件180a和背面保护部件180b分别通过正面填充部件170a和背面填充部件170b固定。

正面保护部件180a是保护太阳能电池组件100的正面侧的透光性基片，保护太阳能电池组件100的内部(太阳能单电池1等)不使其受风雨或外部冲击、火灾等外部环境伤害。正面保护部件180a是具有透光性的透光部件，是例如由透明玻璃材料构成的玻璃基片(透明玻璃基片)、或者由膜状或板状的具有透光性和阻水性的硬质树脂材料构成的树脂基片。

背面保护部件180b是保护太阳能电池组件100的背面使其不受外部环境伤害的部件，例如可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等树脂膜、或者具有由树脂膜夹着al箔的结构的层叠膜等。

正面填充部件170a和背面填充部件170b具有用于将太阳能单电池1从外部环境中隔断的密封功能。通过正面填充部件170a和背面填充部件170b的配置，能够确保预想设置于屋外时的太阳能电池组件100的高耐热性和高耐湿性。

正面填充部件170a和背面填充部件170b由具有密封功能的透光性的高分子材料构成。作为正面填充部件170a的高分子材料，例如可举出乙烯乙酸乙烯酯(eva)等透光性树脂材料。

另外，从制造工序的简化和正面填充部件170a与背面填充部件170b的界面的紧贴性之类的观点来看，正面填充部件170a和背面填充部件170b也可以为同一材料系。

[2.太阳能单电池的结构]

下面，参照图3～图5对太阳能电池组件100的主要构成要素即太阳能单电池1进行说明。图3是本实施方式的太阳能单电池1的俯视图。图4是表示本实施方式的太阳能单电池1的层叠结构的示意截面图。另外，图4是图3的太阳能单电池1的iv-iv截面图。

如图3所示，太阳能单电池1在俯视时为正方形。太阳能单电池1的大小是例如长125mm×宽125mm×厚200μm。另外，在太阳能单电池1的正面上，相互平行地形成有条纹状的多个主栅线电极42，以与主栅线电极42正交的方式相互平行地形成有条纹状的多个副栅线电极41。主栅线电极42和副栅线电极41构成集电极43。集电极43由例如包含银(ag)等导电性颗粒的导电性膏形成。另外，主栅线电极42的线宽例如为1.5mm，副栅线电极41的线宽例如为100μm，副栅线电极41的间距例如为2mm。另外，在主栅线电极42上接合有引片配线120。

如图4所示，太阳能单电池1以半导体pn结为基本结构，包括硅基片10、p掺杂硅氧化物层50、非晶硅层30和60、透明电极40和70、副栅线电极41和71。另外，在图4中，仅示出了集电极43中的副栅线电极41。

硅基片10是具有相互背对的第1主面和第2主面的晶体类的硅基片。在本实施方式中，硅基片10是n型的单晶硅基片。另外，硅基片10也可以由多晶硅构成。另外，第1主面和第2主面也可以具有由多个棱锥配置成二维状的纹理结构。另外，p掺杂硅氧化物层50配置于硅基片10的第2主面上。

非晶硅层30是配置于硅基片10的第1主面的实质上为非晶状态的第1非晶硅层。非晶硅层30具有本征非晶硅层31和n型非晶硅层32。

本征非晶硅层31形成于硅基片10的第1主面，是例如含有氢的非晶状态。这里，所谓本征非晶硅层，是指所含有的p型或n型掺杂剂的浓度比n型非晶硅层32或p型非晶硅层62中所含的p型或n型掺杂剂的浓度低的非晶半导体层。本征非晶硅层在例如所含有的p型或n型掺杂剂的浓度的平均值为5×10¹⁸/cm³以下、或者包含p型和n型掺杂剂两者的情况下，是指p型和n型的掺杂剂浓度之和为5×10¹⁸/cm³以下的非晶半导体层。本征非晶硅层31优选一方面以尽量抑制光的吸收的方式减薄，另一方面加厚到硅基片10的正面被充分钝化的程度。本征非晶硅层31的膜厚例如为1nm以上25nm以下，优选为5nm以上10nm以下。

n型非晶硅层32是形成于本征非晶硅层31上且含有与硅基片10的导电型相同的n型掺杂剂的实质上为非晶状态的第1导电型非晶硅层。n型非晶硅层32例如由含有氢的非晶的硅半导体薄膜形成。n型非晶硅层32与本征非晶硅层31相比，膜中的n型掺杂剂的浓度较高，n型掺杂剂浓度优选设为1×10²⁰/cm³以上。n型掺杂剂例如是磷(p)。

n型非晶硅层32优选一方面以尽量抑制光的吸收的方式减薄，另一方面加厚到在硅基片10内产生的载流子被有效地被分离，且所产生的载流子被透明电极40高效地收集的程度。n型非晶硅层32的膜厚例如为2nm以上50nm以下。在本实施方式中，n型非晶硅层32的膜厚为10nm。另外，n型非晶硅层32也可以构成为n型掺杂剂浓度从本征非晶硅层31侧向透明电极40侧分阶段地变化。

p掺杂硅氧化物层50是形成于硅基片10的第2主面上且含有磷作为杂质的硅层。p掺杂硅氧化物层50例如是配置于硅基片10的第2主面的硅氧化物层，由含有磷作为杂质的硅氧化膜形成。p掺杂硅氧化物层50例如是掺杂成与硅基片10相同的导电型的区域。p掺杂硅氧化物层50的厚度为1μm以下，例如200nm。另外，p掺杂硅氧化物层50也可以岛状地形成于硅基片10与非晶硅层60的界面。另外，p掺杂硅氧化物层50是磷掺杂层的一例。另外，p掺杂硅氧化物层50不限定于含有磷，只要是掺杂有n型导电性杂质的n型导电性杂质掺杂层即可。

p掺杂硅氧化物层50的磷浓度(磷原子浓度)比硅基片10的磷浓度高，例如为1×10¹⁷/cm³以上且1×10²⁰/cm³以下，更优选为1×10¹⁸/cm³以上且1×10¹⁹/cm³以下。另外，p掺杂硅氧化物层50含有氧，例如氧浓度(氧原子浓度)为1×10²⁰/cm³以上且1×10²²/cm³以下，更优选为1×10²⁰/cm³以上且1×10²¹/cm³以下。另外，p掺杂硅氧化物层50也可以为非晶层。通过将p掺杂硅氧化物层50设为非晶层，能够实现例如200℃以下的低温下的形成。另外，p掺杂硅氧化物层50通过形成于硅基片10的不具有纹理结构的主面，与形成于具有纹理结构的主面的情况相比，能够将磷浓度提高几倍。

为了提高开路电压(voc)，除了抑制由杂质掺杂引起的载流子的复合以外，重要的是较高地确保非晶硅层60的非晶度。从该观点来看，通过使硅氧化物层介于非晶硅层60与硅基片10之间，在非晶硅层60中，能够抑制反映了硅基片10的结晶性的外延生长。另外，由于使p掺杂硅氧化物层50代替杂质而介于接合界面，所以能够抑制硅基片10的正面的缺陷的增加。即，钝化性提高。由此，能够提高开路电压。另外，通过具有p掺杂硅氧化物层50，能够降低击穿电压，能够抑制在太阳能单电池1被影子遮到时的光电转换特性的降低。

非晶硅层60是配置于硅基片10的第2主面的实质上为非晶状态的第2非晶硅层。非晶硅层60具有形成于p掺杂硅氧化物层50上的本征非晶硅层61和形成于该本征非晶硅层61上的含有p型掺杂剂的p型非晶硅层62。

本征非晶硅层61形成于硅基片10的第2主面，是例如含有氢的非晶状态。本征非晶硅层61的膜厚例如与本征非晶硅层31的膜厚同样，为1nm以上25nm以下，优选为5nm以上10nm以下。在本实施方式中，本征非晶硅层61的膜厚为10nm。

另外，本征非晶硅层61是层叠第1本征非晶硅层61a、硼导入层61b和第2本征非晶硅层61c而构成的。第1本征非晶硅层61a层叠形成于p掺杂硅氧化物层50的正面。在第2本征非晶硅层61c的正面层叠形成有p型非晶硅层62。而且，硼导入层61b以被第1本征非晶硅层61a和第2本征非晶硅层61c夹着的方式配置。

第1本征非晶硅层61a和第2本征非晶硅层61c是不掺杂硼(b)而形成的本征非晶半导体层。另外，硼导入层61b是掺杂硼而形成的非晶半导体层。这样，本征非晶硅层61含有硼。另外，这里的含有硼是本征非晶硅层61有意地含有硼而制作的意思。另外，硼是p型掺杂剂的一例，但p型掺杂剂不限定于硼。

在本征非晶硅层61的膜厚为10nm的情况下，例如第1本征非晶硅层61a的膜厚为2nm，硼导入层61b的膜厚为4nm，第2本征非晶硅层61c的膜厚为4nm。

p型非晶硅层62是形成于本征非晶硅层61上且含有与硅基片10的导电型相反的p型掺杂剂的实质上为非晶状态的第2导电型非晶硅层。p型非晶硅层62例如由含有氢的非晶硅半导体薄膜形成。p型非晶硅层62与本征非晶硅层61相比，膜中的p型掺杂剂的浓度较高，p型掺杂剂浓度优选设为1×10²⁰/cm³以上。p型掺杂剂例如为硼(b)。p型非晶硅层62优选一方面以尽量抑制光的吸收的方式减薄，另一方面加厚到在硅基片10内产生的载流子被有效地分离，且所产生的载流子被透明电极70高效地收集的程度。另外，p型非晶硅层62也可以构成为p型掺杂剂浓度从硅基片10侧向透明电极70侧分阶段地变化。

另外，本征非晶硅层31、本征非晶硅层61、n型非晶硅层32和p型非晶硅层62也可以包含微晶。

透明电极40形成于非晶硅层30的正面，汇集n型非晶硅层32内的载流子。另外，透明电极70形成于非晶硅层60的背面，汇集p型非晶硅层62内的载流子。透明电极40和70是由透明的导电性材料构成的透明导电膜(tco膜)。透明电极40和70例如由铟锡氧化物(ito)等透明导电性氧化物等形成。另外，透明电极40和70例如优选包含具有多晶结构的氧化铟(in2o3)、氧化锌(zno)、氧化锡(sno2)、和氧化钛(tio2)等金属氧化物中的至少一种而构成。也可以在这些金属氧化物中掺杂锡(sn)、锌(zn)、钨(w)、锑(sb)、钛(ti)、铝(al)、铈(ce)、镓(ga)等掺杂剂，例如特别优选为在in2o3中掺杂有sn的ito。掺杂物的浓度能够设为0～20质量％。

另外，是以硅基片10的第1主面侧为受光面(主要从外部导入光的面)还是以第2主面侧为受光面是任意的。

另外，在本实施方式中，硅基片10的导电型为n型，但也可以为p型。在这种情况下，由于非晶硅层60的p型非晶硅层62成为与硅基片10的导电型相同的导电型，所以非晶硅层60成为第1非晶硅层。另外，由于非晶硅层30的n型非晶硅层32成为与硅基片10的导电型相反的导电型，所以非晶硅层30成为第2非晶硅层。

另外，本实施方式的太阳能单电池1采用在第2主面侧也配置有透明电极70的两面受光型的太阳能单电池，但也可以采用透明电极70为不透明的金属电极的单面受光型的太阳能单电池。另外，太阳能单电池1也可以采用在硅基片10中的与光入射的受光面背对的面即背面上形成有n型非晶硅层和p型非晶硅层两者的背面接合型的太阳能单电池。

图5是表示本征非晶硅层61的厚度方向上的硼的浓度分布的一例的曲线图。在图5的曲线图中，硼的浓度例如通过sims(secondaryionmassspectroscopy)分析，沿着从p型非晶硅层62向p掺杂硅氧化物层50的方向进行测量。另外，将从p掺杂硅氧化物层50向p型非晶硅层62去的方向设为第1方向。

如图5所示，本征非晶硅层61的厚度方向上的硼浓度(硼原子浓度)具有比p掺杂硅氧化物层50与本征非晶硅层61(具体地说，第1本征非晶硅层61a)的界面上的硼浓度高的分布。即，本征非晶硅层61的硼浓度在厚度方向的至少局部具有比该界面的硼浓度高的分布。另外，本征非晶硅层61也能够说具有硼浓度比该界面高的区域。例如，本征非晶硅层61的厚度方向上的硼浓度，具有相对于p掺杂硅氧化物层50与本征非晶硅层61的界面上的硼浓度增加的分布。具体地说，在第1本征非晶硅层61a、硼导入层61b和第2本征非晶硅层61c中的至少硼导入层61b中，在以该界面上的硼浓度为基准时，在比该硼浓度高的浓度的区域中具有硼浓度增加的分布。另外，本征非晶硅层61的厚度方向是从该界面向p型非晶硅层62去的方向，是与图中的z轴平行的方向。

在本实施方式中，在厚度方向上存在硼浓度的极大点。具体地说，在硼导入层61b中存在硼浓度的极大点。极大点上的硼浓度例如为1×10¹⁷/cm³以上且1×10²⁰/cm³以下。通过硼浓度为1×10¹⁷/cm³以上，能够减少由本征非晶硅层61引起的串联电阻成分。即，能够得到较高的填充因数(ff)。另外，通过硼浓度为1×10²⁰/cm³以下，能够抑制p掺杂硅氧化物层50和p型非晶硅层62的接合部的钝化性降低。即，能够得到较高的开路电压(voc)。因而，由于通过极大点上的硼浓度为1×10¹⁷/cm³以上且1×10²⁰/cm³以下，能够兼得较高的填充因数和开路电压两者，所以能够提高太阳能单电池1的光电转换效率。另外，当极大点上的硼浓度为1×10¹⁸/cm³以上且1×10¹⁹/cm³以下时，能够进一步提高太阳能单电池1的光电转换效率。

另外，p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面上的硼浓度比极大点上的硼浓度低。另外，该界面上的硼浓度也可以比硼导入层61b中的硼浓度低。另外，进而，该界面上的硼浓度也可以比第1本征非晶硅层61a和第2本征非晶硅层61c中的至少一者的硼浓度低。p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面上的硼浓度例如低于1×10¹⁷/cm³。由此，由于通过降低界面的硼浓度，钝化性提高，所以界面上的载流子损失。例如，在界面上存在氧的情况下，该氧和硼会形成复合缺陷，能够减轻载流子的寿命缩短。

硼的浓度分布在从p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面起的第1方向上在2nm以上且10nm以下的范围具有极大点。另外，硼的浓度分布可以更优选在从p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面起的第1方向上在2nm以上且6nm以下的范围具有极大点。

另外，硼的浓度分布也可以在从p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面起的第1方向上在非晶硅层60的厚度的20％以上且50％以下的范围具有极大点。本征非晶硅层61的硼浓度只要在以界面的硼浓度为基点时具有浓度增加的分布即可。

另外，在第1本征非晶硅层61a和第2本征非晶硅层61c中的硼的浓度分布上不存在硼浓度的极大点。

另外，虽然未图示，但氧浓度在例如p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面附近是最大的。即，氧浓度在p掺杂硅氧化物层50与第1本征非晶硅层61a的界面附近具有极大点。本实施方式的太阳能单电池1在厚度方向上存在氧浓度和硼浓度的极大点，但氧浓度的极大点和硼浓度的极大点所在的位置不一致。硼浓度的极大点存在于比氧浓度的极大点靠p型非晶硅层62侧(第1方向侧)。硼浓度的极大点和氧浓度的极大点的间隔例如为2nm以上。另外，硼的浓度分布和氧的浓度分布也可以交叉。例如，在浓度分布中，硼浓度增加的部分的曲线与氧浓度减少的部分的曲线可以交叉。

[3.太阳能单电池的制造方法]

接着，参照图6～图9对上述的太阳能单电池1的制造方法进行说明。首先，参照图6和图7对上述的太阳能单电池1的制造方法的一例进行说明。图6是表示本实施方式的太阳能单电池1的制造方法的一例的流程图。图7是用于对本实施方式的太阳能单电池1的制造方法的一例进行说明的示意图。另外，在图6中，从生产率的观点出发，对各非晶硅层通过催化化学气相沉积法(cat-cvd：catalyticchemicalvapordeposition)而形成的例子进行说明，但不限定于此。

另外，cat-cvd是使材料气体流入在内部配置有由钨等构成的金属线(催化体)的成膜室内，然后利用通过电源而通电加热后的金属线，使材料气体进行接触分解反应，且使所生成的反应物(分解物)沉积于对象物(例如，硅基片10)的方法。

如图6所示，首先准备硅基片10(s10)。另外，在硅基片10上形成p掺杂硅氧化物层50。p掺杂硅氧化物层50通过向成膜装置的成膜室(真空腔室)内导入例如硅烷(sih4)等含硅气体、膦(ph3)等含n型掺杂剂气体、和o2、h2o、co2等含氧气体而形成。p掺杂硅氧化物层50在p掺杂硅氧化物层50的成膜用的托盘中配置有多个硅基片10的状态下形成。

另外，也可以在形成p掺杂硅氧化物层50之前，将硅基片10洗净，放入真空腔室内，加热到200℃以下，在尽力去除了附着于硅基片10正面的水分之后形成p掺杂硅氧化物层50。接着，也可以将氢气导入，进行氢自由基处理，进行基片表面的清洗。该工艺(氢处理)在降低基片表面的碳量上很有效。

然后，在硅基片10的没有形成p掺杂硅氧化物层50的第1主面上形成n侧本征非晶硅层(本征非晶硅层31)和n型非晶硅层32(s20和s30)。硅基片10在形成了本征非晶硅层31之后，接着形成n型非晶硅层32。即，步骤s20和s30在同一成膜装置中连续地进行。如图7所示，在本实施方式中，步骤s20和s30使用同一托盘t1和成膜装置m1来进行。另外，在托盘t1中，硅基片10以第1主面露出的方式配置。

在步骤s20中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体后的气体作为材料气体供给到成膜室内，在配置于该成膜室内且进行了通电加热的金属线表面中，使该气体进行分解。通过将该分解后的气体供给到被加热后的硅基片10的第1主面上，形成本征非晶硅层31。

在步骤s30中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和膦(ph3)等含n型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内，在配置于该成膜室内且进行了通电加热的金属线表面中，使该气体进行分解。通过将该分解后的气体供给到被加热后的硅基片10的本征非晶硅层31中，形成n型非晶硅层32。

另外，硅基片10在由成膜装置m1形成了非晶硅层30之后，被从成膜装置m1中取出，在将成膜用托盘从托盘t1转移到了托盘t2之后，进行步骤s40。硅基片10在从托盘t1转移到托盘t2时，以硅基片10的第2主面露出的方式配置于托盘t2。即，硅基片10在被翻转后配置于托盘t2。

再次参照图6，接着，在硅基片10的形成有p掺杂硅氧化物层50的第2主面上形成p侧本征非晶硅层(本征非晶硅层61)和p型非晶硅层62(s40和s50)。步骤s40和s50在相互不同的成膜装置中分别进行。如图7所示，在本实施方式中，步骤s40和s50使用相互不同的托盘t2和t3、以及成膜装置m2和m3来进行。具体地说，硅基片10在由成膜装置m2形成了本征非晶硅层61之后，被从成膜装置m2中取出，在将成膜用托盘从托盘t2转移到了托盘t3之后，使用与成膜装置m1和m2不同的成膜装置m3，形成p型非晶硅层膜62。

在步骤s40中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内，在配置于该成膜室内且进行了通电加热的金属线表面中，使该气体进行分解。通过将该分解后的气体供给到被加热后的硅基片10的第2主面上(p掺杂硅氧化物层50上)，形成本征非晶硅层61。在步骤s40中，有意地供给由氢稀释了乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体。

另外，在步骤s40中，形成具有第1本征非晶硅层61a、硼导入层61b和第2本征非晶硅层61c的本征非晶硅层61。因此，乙硼烷(b2h6)的供给仅在步骤s40中的一定期间实施。具体地说，步骤s40包含：用于形成第1本征非晶硅层61a的第1步骤、用于形成硼导入层61b的第2步骤、和用于形成第2本征非晶硅层61c的第3步骤。一定期间例如是进行用于形成硼导入层61b的第2步骤的期间。

在第1步骤中，通过将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体之后的气体作为材料气体供给到成膜室，在硅基片10的第2主面上形成第1本征非晶硅层61a。

在第2步骤中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和乙硼烷(b2h6)等含有微量p型掺杂剂的含p型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内，在配置于该成膜室内且进行了通电加热的金属线表面中，使该气体进行分解。通过将该分解后的气体供给到被加热后的硅基片10的第1本征非晶硅层61a上，形成硼导入层61b。

在第3步骤中，通过将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体之后的气体作为材料气体供给到成膜室内，在硅基片10的硼导入层61b上形成第2本征非晶硅层61c。第3步骤例如也可以在与第1步骤相同的条件下进行。

在第1步骤和第3步骤中，例如，由氢稀释了乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体没有被供给到成膜室内。

在步骤s50中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内，在配置于该成膜室内且进行了通电加热的金属线表面中，使该气体进行分解。通过将该分解后的气体供给到被加热后的硅基片10的本征非晶硅层61上，形成p型非晶硅层62。

在图6所示的制造方法中，由于在步骤s30和步骤s40之间进行一次使硅基片10翻转的作业，所以能够实现制造工序的简化。另外，在供给乙硼烷(b2h6)的步骤s40和s50中，在硅基片10的第1主面上已经形成有本征非晶硅层31和n型非晶硅层32。因此，在步骤s40和s50中，能够抑制含有乙硼烷(b2h6)的材料气体被分解后的气体蔓延到第1主面侧且沉积于硅基片10的第1主面上。

接下来，参照图8和图9对上述太阳能单电池1的制造方法的另一例进行说明。图8是表示本实施方式的太阳能单电池1的制造方法的另一例的流程图。图9是用于对本实施方式的太阳能单电池1的制造方法的另一例进行说明的示意图。另外，在图8中，从抑制界面缺陷形成和控制界面氧浓度的观点出发，对各非晶硅层通过等离子体化学气相沉积法(pe-cvd：plasmaenhancedchemicalvapordeposition)而形成的例子进行说明，但不限定于此。

另外，pe-cvd是使材料气体流入装载有等离子体源的成膜室(真空腔室)内，通过从电源向等离子体源供给电力，在成膜室内产生放电等离子体，然后利用等离子体使材料气体发生分解反应，且使所生成的反应物沉积于对象物(例如，硅基片10)上的方法。作为pe-cvd，也可以使用rf等离子体cvd法、频率较高的vhf等离子体cvd法、和微波等离子体cvd法等中的任一种方法。下面，对使用rf等离子体cvd法的情况进行说明。

如图8所示，首先，准备硅基片10(s110)。步骤s110与图6所示的步骤s10同样，省略说明。

然后，在硅基片10的形成有p掺杂硅氧化物层50的第2主面上形成p侧本征非晶硅层(本征非晶硅层61)(s120)。如图9所示，在本实施方式中，步骤s120使用托盘t4和成膜装置m4来进行。例如，在以第2主面(p掺杂硅氧化物层50)露出的方式配置于托盘t4的硅基片10的该第2主面上形成本征非晶硅层61。

在步骤s120中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内，对配置于该成膜室的平行平板电极施加rf频率的电力，使该气体等离子体化。通过将该等离子体化后的气体供给到被加热至150℃以上250℃以下的硅基片10的第2主面上，形成本征非晶硅层61。在步骤s120中，有意地供给由氢稀释了乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体。

另外，在步骤s120中，与步骤s40同样，形成具有第1本征非晶硅层61a、硼导入层61b和第2本征非晶硅层61c的本征非晶硅层61。因此，乙硼烷(b2h6)的供给仅在步骤s120的一定期间实施。具体地说，步骤s120包含用于形成第1本征非晶硅层61a的第1步骤、用于形成硼导入层61b的第2步骤、和用于形成第2本征非晶硅层61c的第3步骤。一定期间例如是进行用于形成硼导入层61b的第2步骤的期间。

再次参照图8，接着在硅基片10的没有形成p掺杂硅氧化物层50的第1主面上形成n侧本征非晶硅层(本征非晶硅层31)和n型非晶硅层32(s130和s140)。步骤s130和s140与步骤s20和s30同样，在同一成膜装置m5中连续进行。如图9所示，在本实施方式中，步骤s130和s140使用同一托盘t5和成膜装置m5来进行。

另外，步骤s120、步骤s130和s140使用相互不同的托盘t4和t5、以及成膜装置m4和m5来进行。具体地说，硅基片10在由成膜装置m4形成了本征非晶硅层61之后，被从成膜装置m4中取出，在将成膜用托盘从托盘t4转移到了托盘t5之后，使用与成膜装置m4不同的成膜装置m5，形成本征非晶硅层膜31和n型非晶硅层膜32。另外，硅基片10在从托盘t4转移至托盘t5时，以硅基片10的第1主面露出的方式配置于托盘t5。即，硅基片10在被翻转后配置于托盘t5。

在步骤s130中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体之后的气体作为材料气体供给到成膜室内。在步骤s140中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和膦(ph3)等含n型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内。

再次参照图8，接着在硅基片10的本征非晶硅层61上形成p型非晶硅层62(s150)。如图9所示，在本实施方式中，步骤s150使用托盘t6和成膜装置m6来进行。例如，在以本征非晶硅层61露出的方式配置于托盘t6的硅基片10的该本征非晶硅层61上形成p型非晶硅层62。具体地说，硅基片10在由成膜装置m5形成了本征非晶硅层31和n型非晶硅层32之后，被从成膜装置m5中取出，在将成膜用托盘从托盘t5转移到了托盘t6之后，使用与成膜装置m4和m5不同的成膜装置m6，形成p型非晶硅层膜62。另外，硅基片10在从托盘t5转移至托盘t6时，以硅基片10的本征非晶硅层61露出的方式配置于托盘t6。即，硅基片10在被翻转后配置于托盘t6。

在步骤s150中，将由氢稀释了硅烷(sih4)等含硅气体和乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体作为材料气体供给到成膜室内。

在图8所示的制造方法中，能够先在硅基片10上形成本征非晶硅层61。由此，能够抑制在本征非晶硅层61和p掺杂硅氧化物层50之间介有杂质，所以能够抑制光电转换效率因该杂质的介有而降低。另外，通过在成膜方法中使用pe-cvd，能够降低介于各层间的氧的浓度。例如，由于能够减少对光电转换效率的影响较大的介于本征非晶硅层61与p掺杂硅氧化物层50的界面上的氧，所以与使用cat-cvd的情况相比，光电转换效率提高。从有效地提高光电转换效率的观点来看，至少本征非晶硅层61可以通过pe-cvd来形成。

另外，将上述太阳能单电池1的制造方法的制作条件的一例表示在表1中。

【表1】

如上所述，太阳能单电池1的制造方法包含形成非晶硅层30的步骤、形成本征非晶硅层61的步骤、和形成p型非晶硅层62的步骤。而且，三个步骤使用相互不同的成膜装置和托盘来实施。另外，在形成本征非晶硅层61的步骤中，使向成膜室供给由氢稀释了乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体的供给量发生变化。具体地说，形成本征非晶硅层61的步骤包含不供给混合气体就形成第1本征非晶硅层61a的第1步骤、供给混合气体而形成硼导入层61b的第2步骤、和不供给混合气体就形成第2本征非晶硅层61c的第3步骤。

[4.效果等]

如上所述，本实施方式的太阳能单电池1包括：晶体类的硅基片10；形成于硅基片10的第2主面上的、含有磷作为杂质p的掺杂硅氧化物层50(磷掺杂层的一例)；和非晶硅层60，其具有形成于p掺杂硅氧化物层50上的本征非晶硅层61、和形成于本征非晶硅层61上的含有硼(p型掺杂剂的一例)的p型非晶硅层62。而且，本征非晶硅层61含有硼，本征非晶硅层61的厚度方向上的硼的浓度具有比p掺杂硅氧化物层50与本征非晶硅层61的界面上的硼的浓度高的分布。

在现有的太阳能单电池中，由于在晶体类硅基片与非晶硅层的异质结中，例如通过在硅基片的主面上设置钝化层(例如，实质上是本征硅层)，能够抑制接合界面上的载流子的复合，所以开路电压得到改善。但是，即使在设置了钝化层的情况下，也会因硅基片的表面的缺陷等，而不能完全抑制由该缺陷引起的非晶硅层中的载流子的复合。另外，当为进一步改善光电转换特性，而提高硅基片中的杂质(例如，磷)的浓度时，非晶硅层的电场强度就会变小，导致非晶硅层中的载流子的复合增加。即，仅通过硅基片表面中的杂质的介有，不能完全抑制非晶硅层中的载流子的复合。进而，因为通过硅基片表面的过剩的杂质浓度，硅基片表面的缺陷会增加，所以光电转换特性降低。

与此相对，在本实施方式的太阳能单电池1中，p掺杂硅氧化物层50介于非晶硅层60与硅基片10之间，在该p掺杂硅氧化物层50中掺杂有磷。由于使p掺杂硅氧化物层50来代替杂质而介于接合界面上，所以能够抑制硅基片10的表面的缺陷的增加。由此，能够提高开路电压。

另外，在本实施方式的太阳能单电池1中，本征非晶硅层61含有硼，就该硼的浓度分布而言，本征非晶硅层61内的浓度比本征非晶硅层61与硅基片10的界面的浓度高い。换句话说，本征非晶硅层61与硅基片10的界面上的硼浓度，比本征非晶硅层61内的硼浓度低。当磷和硼两者介于本征非晶硅层61与硅基片10的界面时，容易发生载流子的复合，但在本实施方式的太阳能单电池1中，由于该界面上的硼的浓度较低，所以能够抑制由磷和硼两者的介入引起的载流子的复合。由此，能够提高开路电压。另外，进而，通过本征非晶硅层61内的硼浓度相对于界面上的硼浓度而增加，能够减少由本征非晶硅层61引起的串联电阻成分。由此，能够得到较高的填充因数(ff)。

即，根据本实施方式的太阳能单电池1，通过使含有磷作为杂质的p掺杂硅氧化物层50介于非晶硅层60与硅基片10之间、和使该界面上的硼浓度比本征非晶硅层61内的硼浓度低，能够抑制该界面中的载流子的复合。另外，通过本征非晶硅层61内的硼浓度相对于界面中的硼浓度而增加，能够减少由本征非晶硅层61引起的串联电阻成分。因而，根据本实施方式的太阳能单电池1，能够改善光电转换特性。另外，该太阳能单电池1具有异质结结构。

另外，硼的浓度分布也可以在从该界面起的非晶硅层60的厚度的20％以上且50％以下的范围具有极大点。另外，硼的浓度分布也可以在从该界面起的2nm以上且10nm以下的范围具有极大点。

由此，与在本征非晶硅层61与硅基片10的界面附近存在硼的浓度分布的极大点的情况相比，能够不使由本征非晶硅层61引起的串联电阻成分增加地抑制本征非晶硅层61与硅基片10的界面上的载流子的复合。因而，根据太阳能单电池1，与在本征非晶硅层61与硅基片10的界面附近存在硼浓度分布的极大点的情况相比，能够进一步改善光电转换特性。

另外，极大点上的硼的浓度为1×10¹⁷/cm³以上且1×10²⁰/cm³以下。

由此，由于能够兼得较高的填充因数和开路电压两者，所以能够进一步提高太阳能单电池1的光电转换效率。

另外，如上所述，本实施方式的太阳能电池组件100包括：配置成二维状的多个太阳能单电池1；配置于多个太阳能单电池1的正面侧的正面保护部件180a；配置于多个太阳能单电池1的背面侧的背面保护部件180b；配置于多个太阳能单电池1与正面保护部件180a之间的正面填充部件170a；和配置于多个太阳能单电池1与背面保护部件180b之间的背面填充部件170b。

由此，能够抑制晶体类的硅基片10与非晶硅层60的半导体接合界面上的载流子的复合，并且能够减少本征非晶硅层61的串联电阻成分。由此，能够提高太阳能单电池1的开路电压和填充因数，所以能够提高太阳能电池组件100的发电效率。

(实施方式的变形例)

下面，参照图10本变形例的太阳能单电池进行说明。本变形例的太阳能单电池包括本征非晶硅层161来代替实施方式的本征非晶硅层61。本征非晶硅层161在硼的浓度分布方面与实施方式的本征非晶硅层61不同，下面，以这一点为中心进行说明。图10是表示本征非晶硅层161的厚度方向上的硼的浓度分布的另一例的曲线图。

如图10所示，本征非晶硅层161的硼的浓度分布具有随着从与p掺杂硅氧化物层50的界面向p型非晶硅层62去单调增加的梯度。另外，所谓单调增加，是指在本征非晶硅层161的厚度方向上，随着向p型非晶硅层62侧去硼浓度不减小。除了如图10所示硼浓度连续地增加以外，例如，硼浓度分阶段地增加也包含在单调增加中。另外，该浓度分布不具有极大点。

本征非晶硅层161中的硼浓度比p型非晶硅层62中的硼浓度低。本征非晶硅层161的硼浓度，在与p掺杂硅氧化物层50的界面的硼浓度和p型非晶硅层62的硼浓度之间的浓度中单调增加。

另外，本征非晶硅层161可通过在图6所示的步骤s40或图8所示的步骤s120中，使由氢稀释了乙硼烷(b2h6)等含p型掺杂剂气体之后的混合气体向成膜室的供给量分阶段地增加来形成。

如上所述，本变形例的太阳能单电池的本征非晶硅层161的厚度方向上的硼的浓度分布，随着从p掺杂硅氧化物层50与本征非晶硅层161的界面向p型非晶硅层62去单调增加。

由此，与在本征非晶硅层161与硅基片10的界面附近存在硼浓度分布的极大点的情况相比，能够不使由本征非晶硅层161引起的串联电阻成分增加地抑制本征非晶硅层161与硅基片10的界面上的载流子的复合。由此，根据太阳能单电池，与在本征非晶硅层161与硅基片10的界面附近存在硼浓度分布的极大点的情况相比，能够进一步改善光电转换特性。

(其他实施方式)

以上，基于上述实施方式和变形例(以后，也记载为实施方式等)对本发明的太阳能单电池和太阳能电池组件进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。

例如，在上述实施方式的太阳能电池组件中，表示了在面上矩阵状地配置有多个太阳能单电池的结构，但不限于矩阵状配置。例如，也可以为圆环状配置、或配置为一维的直线状或曲线状的结构。

另外，在上述实施方式中，对在太阳能单电池的受光面侧的面上形成n型半导体层的例子进行了说明，但不限定于此。也可以在太阳能单电池的受光面侧的面上形成p型半导体层。

另外，在上述实施方式等中，本征非晶硅层为第1本征非晶硅层、硼导入层和第2本征非晶硅层这三层结构的例子进行了说明，但不限定于此。本征非晶硅层也可以不具有第1本征非晶硅层和第2本征非晶硅层中的至少一者。

另外，在上述实施方式等中，对本征非晶硅层的硼的浓度分布具有一个极大点的例子进行了说明，但不限定于此。本征非晶硅层的硼的浓度分布也可以具有两个以上的极大点。

另外，在上述实施方式等的图5和图10中，对本征非晶硅层的硼浓度分布在该本征非晶硅层的厚度方向的整个区域中都比该本征非晶硅层与p掺杂硅氧化物层的界面的硼浓度高的例子进行了说明，但不限定于此。本征非晶硅层的硼浓度分布也可以在本征非晶硅层的厚度方向的一部分中比该界面的硼浓度低。

另外，在上述实施方式等中，对使用托盘来制造太阳能单电池的方法进行了说明，但不限定于此。太阳能单电池例如也可以在至少一个非晶硅层的形成中不使用托盘地来制造。在这种情况下，p型非晶硅层和p侧的非晶硅层在相互不同的成膜装置中进行成膜。通过不使用托盘，能够减少带入成膜装置内的氧量。由此，例如能够降低对光电转换效率的影响较大的p掺杂硅氧化物层与p侧的本征非晶硅层的界面上的氧浓度。

另外，在上述实施方式等中，对p掺杂硅氧化物层形成于硅基片的第2主面的例子进行了说明，但p掺杂硅氧化物层也可以也形成于硅基片的第1主面。

此外，在上述实施方式等中说明的太阳能单电池的制造方法的各工序的顺序为一例，不限于此。各工序的顺序也可以互换，还可以不进行各工序的一部分。

另外，上述实施方式等中已说明的太阳能单电池的制造方法不限定于上述的图6和图8。例如，在图6中，步骤s20～s50的至少一个工序也可以使用pe-cvd来进行。另外，例如，在图8中，步骤s120～s150的至少一个工序也可以使用cat-cvd来进行。即，太阳能单电池也可以组合不同的成膜方法来制造。另外，也可以通过cat-cvd或pe-cvd以外的成膜方法来形成各半导体层。例如，各半导体层的至少一个也可以通过溅射法等来形成。

此外，在上述实施方式等中说明的太阳能单电池的制造方法的各工序既可以通过1个工序实施，也可以通过分别的工序实施。另外，所谓在一个工序中实施，是指包含使用一个装置来实施各工序、连续实施各工序、或在同一场所实施各工序的意思。此外，分别的工序是指包括使用分别的装置实施各工序、各工序在不同的时间(例如，不同日)实施、或各工序在不同的场所实施。

其他，本领域技术人员发挥聪明才智对各实施方式实施各种变形而得到的形态、通过在不脱离本发明精神的范围内任意组合各实施方式等中的构成要素和功能来实现的形态也都包含在本发明中。