太阳能电池单元以及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池单元以及其制造方法。
[0002] 本申请基于在2012年12月18日向日本申请的特愿2012 - 275839号要求优先权， 并将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]太阳能电池单元（以下，也仅称为单元）是将入射的光能变换为电力的半导体元 件，有P-n结型、pin型、schottky型等，特别地，p-n结型被广泛地使用。此外，当对太阳 能电池基于其基板材料进行分类时，较大地分为硅晶体类太阳能电池、非晶形(非晶质）硅 类太阳能电池、化合物半导体类太阳能电池这三种。硅晶体类太阳能电池进一步被分类为 单晶体类太阳能电池和多晶体类太阳能电池。由于能够比较容易地制造太阳能电池用硅晶 体基板，所以，硅晶体类太阳能电池最为普及。
[0004]太阳能电池作为绿色的能源而近年来需求提高，与此伴随地，太阳能电池单元的 需求也提高。此外，从能量效率的观点出发，期望太阳能电池单元的从光能向电力的变换效 率（以下，也仅记载为变换效率）尽可能高的太阳能电池单元。
[0005]作为提高太阳能电池单元的变换效率的技术，例如在专利文献1中公开了使母线(bus - bar)电极的个数增加并且使指状电极的长度变短等结构的太阳能电池元件(太阳能 电池单元）以及使用了其的太阳能电池模块。专利文献1所记载的太阳能电池模块的结构 是在半导体基板的表面(光接收面）设置有3个表面母线电极和多个指状电极并且在背面 (非光接收面）设置有3个背面母线电极的结构。
[0006] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特许第4953562号。
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题 如上述那样，上述专利文献1所记载的太阳能电池模块使用单面光接收型的单元，其 单元变换效率的上限值约超过17%。然而，近年来，要求太阳能电池单元的进一步的高效率 化而存在在专利文献1所记载的发明中不会得到充分的变换效率等的情况。
[0008]此外，在太阳能电池单元的高效率化中，近年来，也开发了双面光接收型的太阳能 电池单元，但是，存在关于使表面和背面双方的变换效率为充分的效率并且使表面和背面 的变换效率为大致相等的那样的技术而开发还未进展等的情况。
[0009]因此，鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种与以往相比实现变换效率的高 效率化的那样的太阳能电池单元。另外，目的在于提供一种在双面光接收型的太阳能电池 单元中表面和背面的交换效率为大致相等的那样的太阳能电池单元。
[0010] 用于解决课题的方案 为了达成上述的目的，根据本发明，提供一种太阳能电池单元，具备：厚度为100ym以 上250 y m以下的n型的硅基板；形成在作为所述硅基板的表面的第一光接收面的p型扩散 层；形成在作为所述硅基板的背面的第二光接收面的n型扩散层；形成在所述p型扩散层 上和所述n型扩散层上的防反射膜；部分地形成在所述p型扩散层的多个栅极电极和母线 电极；以及部分地形成在所述n型扩散层的多个栅极电极和母线电极，其中，从所述硅基板 侧依次重叠第一电极层和第二电极层这2层来形成所述第一光接收面所具备的所述栅极 电极，所述第一光接收面的发电能力为变换效率18. 5%以上，在所述第二光接收面的变换 效率为在所述第一光接收面的变换效率的93%以上。
[0011] 在上述太阳能电池单元中，所述娃基板的厚度为100ym以上210ym以下，分别从 所述硅基板侧依次重叠第一电极层和第二电极层这2层来形成所述第一光接收面和所述 第二光接收面所具备的所述栅极电极，在所述第二光接收面的变换效率为在所述第一光接 收面的变换效率的98%以上102%以下也可。
[0012] 所述第一光接收面和所述第二光接收面所分别具备的所述母线电极为3个以上6 个以下也可。
[0013] 所述第一电极层与所述硅基板的接触电阻为5. 0X1(T3D?cm2以下也可。
[0014] 所述第二电极层的体积电阻率为5.OX1(T6D?cm以下也可。
[0015] 在所述p型扩散层形成有多个高浓度p型扩散区域和邻接地位于这些高浓度p型 扩散区域间的低浓度P型扩散区域，在所述n型扩散层形成有多个高浓度n型扩散区域和 邻接地位于这些高浓度n型扩散区域间的低浓度n型扩散区域，所述栅极电极分别形成在 所述多个高浓度P型扩散区域上和所述多个高浓度n型扩散区域上也可。
[0016] 在所述p型扩散层形成有整个表面均匀的p型扩散区域，在所述n型扩散层形成 有整个表面均匀的n型扩散区域也可。
[0017] 在所述p型扩散层形成有整个表面均匀的p型扩散区域，在所述n型扩散层形成 有多个高浓度n型扩散区域和邻接地位于这些高浓度n型扩散区域间的低浓度n型扩散区 域，所述栅极电极形成在所述多个高浓度n型扩散区域上也可。
[0018] 所述栅极电极和所述母线电极由Ag和错金属或Ag的任一个形成也可。
[0019] 在所述p型扩散层与所述防反射膜之间形成有钝化用绝缘膜，该钝化用绝缘膜由 A1203或热氧化膜形成也可。此外，在所述n型扩散层与所述防反射膜之间形成有钝化用绝 缘膜，该钝化用绝缘膜由SiN或热氧化膜形成也可。
[0020] 所述第一光接收面和所述第二光接收面所具备的所述栅极电极的线宽度为50 ym 以上90 y m以下，并且，所述栅极电极的高度为15 y m以上50 y m以下也可。再有，在所述第 二光接收面所具备的栅极电极是单层的情况下，该栅极电极的线宽度为50 ym以上120 ym 以下，并且，高度为10 um以上40 ym以下也可。
[0021] 所述第一光接收面所具备的所述栅极电极的线宽度为50 ym以上90 ym以下，并 且，所述栅极电极的高度为15 y m以上50 y m以下，并且，所述第二光接收面所具备的所述 栅极电极的线宽度为50 ym以上120 ym以下，并且，所述栅极电极的高度为10 ym以上 40 y m以下也可。
[0022] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，所述P型扩散层通过在作为原料气体的三溴 化硼气体环境中对单晶体硅基板进行热处理来形成。
[0023] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，所述P型扩散层通过使包含硼元素的液体或 固体预先涂敷或附着于单晶体硅基板而之后进行热处理来形成。
[0024] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，所述P型扩散层通过在单晶体硅基板上对包 含硼元素的气体进行离子注入来形成。
[0025] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，所述n型扩散层通过在作为原料气体的三氯 氧磷气体环境中对单晶体硅基板进行热处理来形成。
[0026] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，所述n型扩散层通过使包含磷元素的液体或 固体预先涂敷或附着于单晶体硅基板而之后进行热处理来形成。
[0027] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，所述n型扩散层通过在单晶体硅基板上对包 含磷元素的气体进行离子注入来形成。
[0028] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，形成在所述P型扩散层上的所述第一电极层 通过对包含Ag和铝金属并且相对于Ag而含有1.Owt%以上5.Owt%以下的铝金属的组成的 导电性浆进行丝网印刷、进行烧结来形成。
[0029] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，形成在所述n型扩散层上的所述第一电极层 通过对包含Ag的导电性浆进行丝网印刷、进行烧结来形成。
[0030] 此外，根据本发明，提供一种太阳能电池单元的制造方法，所述制造方法是制造上 述记载的太阳能电池单元的制造方法，其中，形成在所述第一电极层上的第二电极层通过 对包含Ag的导电性浆进行丝网印刷、进行烧结来形成。
[0031] 发明效果 根据本发明，能够提供一种与以往相比实现了变换效率的高效率化的那样的太阳能电 池单元。另外，提供一种在双面光接收型的太阳能电池单元中表面和背面的变换效率为大 致相等的那样的太阳能电池单元。具体地，通过使用与以往相比薄的硅基板来制造双面光 接收型的太阳能电池单元，从而能够与以往相比变换效率高并且使第一光接收面和第二光 接收面的变换效率接近于相等。
【附图说明】
[0032] 图1是制造太阳能电池单元的工序的说明图。
[0033] 图2是太阳能电池单元A的平面图，（a)示出了第一光接收面，（b)示出了第二光 接收面。
[0034] 图3是从倾斜上方看太阳能电池单元的概略说明图。
[0035]图4是将在太阳能电池单元的制造中使用的基板的基板厚度与所制造的太阳能 电池单元的变换效率的关系图表化后的图。
[0036] 图5是将基板的基板厚度与所制造的太阳能电池单元的变换效率比 (Bifaciality)的关系图表化后的图。
[0037] 图6是示出第一电极层与基板的接触电阻发生变化的情况下的接触电阻与第一 光接收面的变换效率的关系的图表。
[0038] 图7是示出构成p型扩散层上的第一电极层的导电性浆所包含的铝金属的添加量 发生变化的情况下的铝金属添加量与接触电阻的关系的图表。
[0039]图8是针对使用布线材料来连结2个太阳能电池单元的结构的说明图，（a)是平 面概略图，（b)是侧面概略图。
[0040] 图9是示出使栅极电极的线宽度变化到约40ym~120ym的情况下的线宽度与单 元的短路电流的关系的图表。
[0041] 图10是示出使栅极电极的线宽度变化到约40ym~120ym的情况下的线宽度与单 元的填充因子的关系的图表。
[0042]图11是将栅极电极的线宽度与变换效率的关系图表化后的图。
[0043] 图12是示出使栅极电极的高度变化到约9ym~50ym的情