太阳能电池单元以及其制造方法_3

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模型)法。在作为第一电极层40而使用包含Ag和铝金属的导电性浆的情况 下,优选的是,该导电性浆的配合比做成相对于Ag的含有量而包含1. 0~5.Owt%的铝金属的 组成。
[0069] 另一方面,关于第二电极层42,与第一电极层40相比,例如硅基板体积电阻率低 并且导电性优越是优选的。具体地,优选的是,第二电极层42的体积电阻率(线电阻)为 5.0X1(T6D.cm以下。作为第二电极层42,优选的是,使用包含Ag的导电性浆。
[0070]在栅极电极44方面存在使在基板W产生的电高效率地集电于母线电极45这样的 目的。因此,优选做成用于使栅极电极44的高度变高并使截面积变大来降低电阻的结构、 使栅极电极44与基板W接触的界面的接触电阻变低、使栅极电极44的体积电阻率变低等。 因此,在本实施方式中,如上述了的那样,通过使栅极电极44的构造为由第一电极层40和 第二电极层42构成的二层构造,从而使栅极电极44的高度为充分的高度,进而,通过配置 在与基板W接触的位置的第一电极层40使与基板W的接触电阻变低,使第二电极层42的 体积电阻率与第一电极层40相比变低。
[0071] 再有,在本实施方式的太阳能电池单元A中,可以使在第一光接收面3上和第二光 接收面4上构成栅极电极44的电极层(第一电极层40和第二电极层42)的组成不同,作为 一个例子,如上述那样,在第一光接收面3上,作为第一电极层40而使用包含Ag和铝金属 的导电性浆并且作为第二电极层42而使用包含Ag的导电性浆是优选的。而且,在第二光 接收面4上,作为第一电极层40和第二电极层42而使用包含Ag的导电性浆是优选的。这 是因为:对于n型扩散层,当被掺杂铝金属时,形成p+层,存在降低太阳能电池单元A的变 换效率的可能性。
[0072] 然后,通过上述的方法,将栅极电极44形成在第一光接收面3的高浓度p型扩散 区域15上和第二光接收面4的高浓度n型扩散区域25上,并且,进行烧结,由此,制作太阳 能电池单元A。
[0073] 再有,在上述的工序中,也可以不进行利用等离子蚀刻机的PN结隔离工序而在电 极烧结之后进行使用了激光的PN结隔离。
[0074]在以下,参照图2~图4对参照图1通过上述的方法制作的太阳能电池单元A的详 细的构造进行说明。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3 (太阳 能电池单元A的表面),(b)示出了第二光接收面4 (太阳能电池单元A的背面)。如图2所 示,太阳能电池单元A在平面视中为大致正方形形状,大小为例如15. 6cm方形。
[0075] 如图2 (a)所示,3个母线电极45彼此平行且等间隔地在规定的方向(例如,与正 方形形状的1个边平行的方向)上形成于第一光接收面3。此外,多个(例如约70~80个)栅 极电极44在与母线电极45正交的方向上等间隔地形成于第一光接收面3。
[0076] 此外,如图2 (b)所示,与第一光接收面3同样地,在第二光接收面4, 3个母线电 极45也彼此平行且等间隔地在规定的方向上形成,并且,多个(例如约70~80个)栅极电极 44也在与母线电极45正交的方向上等间隔地形成。栅极电极44是指用于使在太阳能电池 单元A产生的电向母线电极45集电的电极,此外,母线电极45是用于从栅极电极44集电 的电极。即,如图2所示,各栅极电极44和母线电极45电导通。
[0077] 如图2所示,使作为太阳能电池单元的表面的第一光接收面3和作为背面的第二 光接收面4为同样的结构,在双方形成母线电极45和栅极电极44,由此,第一光接收面3和 第二光接收面4双方成为作为具有发电能力的光接收面而完成的构造。在此,母线电极45 的个数并不限于3个,只要是能够从栅极电极进行充分的集电的程度的个数即可,优选例 如3~5个。此外,栅极电极的个数也只要根据发电能力来适当确定即可。再有,对使母线电 极45的个数为3个是优选的理由在后面进行叙述。
[0078]再有,专利文献1所记载的太阳能电池元件是单面光接收型,背面被铝浆所覆盖, 与此相对地,本实施方式的太阳能电池单元A的构造为如图2所示那样在第一光接收面3 和第二光接收面4双方配置有栅极电极44的双面光接收型,是不被铝浆所覆盖的构造,因 此,是与专利文献1不同的构造,其特性也较大地不同。
[0079] 此外,图3是从倾斜上方看太阳能电池单元A的概略说明图。再有,图3扩大地示 出了太阳能电池单元A的一部分的形成有栅极电极44的部分,也图示了太阳能电池单元A 的概略截面。
[0080] 如图3所示,在本实施方式的太阳能电池单元A中,在半导体基板W的第一光接收 面3配置有高浓度p型扩散区域15,在其正上表面形成有由2层(第一电极层40、第二电极 层42)构成的栅极电极44。此外,在第二光接收面4配置有高浓度n型扩散区域25,在其 正下表面以上述的工序形成有由2层构成的栅极电极44。
[0081]在制造如图2、3所示那样的构造的太阳能电池单元A时,在本实施方式中,将例如 厚度100~250ym的n型的硅基板用作半导体基板W,此外,至少使形成在第一光接收面3的 栅极电极44为层叠第一电极层40和第二电极层42后的二层构造。通过做成这样的结构, 从而能够制造具备第一光接收面3中的变换效率为18. 5%以上并且第二光接收面4中的变 换效率为第一光接收面3中的变换效率的93%以上等期望的性能的太阳能电池单元A。
[0082]在以下,参照图4、图5对在制造本实施方式的太阳能电池单元A时使用的半导体 基板W(n型的硅基板)的厚度与变换效率或变换效率比(Bifaciality)的关系进行研宄。
[0083] 图4是将用于太阳能电池单元A的制造的基板W的基板厚度与所制造的太阳能电 池单元A的第一光接收面3的变换效率的关系图表化后的图。图4所示的数据是使用各种 厚度(100~280ym)的基板W来制造太阳能电池单元A而测定在每一种情况下的第一光接 收面3的变换效率而得到的。再有,测定图4所示的数据的太阳能电池单元A的基本的构 造为本实施方式的构造(在图1~3中示出的构造),但是,第一光接收面3和第二光接收面4 均使用作为均匀扩散构造而制造的光接收面。
[0084] 如图4所示,在基板W的厚度为100ym以上的情况下,第一光接收面3的变换效 率为约18. 5%以上。在此,根据在图4中得到的结果,可知基板W的厚度只要为100ym以 上即可,但是,关于基板W的厚度的上限值,并未具体地确定。
[0085]此外,图5是将基板W的基板厚度与所制造的太阳能电池单元A的变换效率比(Bifaciality:第一光接收面3与第二光接收面4的变换效率之比)的关系图表化后的图。 再有,图5所示的数据是使用各种厚度(100~280ym)的基板W来制造与在图4中作为测定 对象的太阳能电池单元A相同的构造的太阳能电池单元而测定在每一种情况下的变换效 率比而得到的。
[0086] 如图5所示,在基板W的厚度为250ym以下的情况下,变换效率比为约93%以上。 因此,根据在图5中得到的结果,可知为了使变换效率比为约93%以上而基板W的厚度只要 为250ym以下即可。这是因为:通过将基板W的厚度薄化,从而在太阳能电池单元A中的 基板内部产生的载体移动到PN结部的距离变短,由此,第二光接收面4的变换效率提高,能 够使第一光接收面3和第二光接收面4的变换效率比接近于100%。
[0087]进而,根据图5,在基板W的厚度为210ym以下的情况下,变换效率比为约98%以 上102%以下。因此,可知通过使基板W的厚度为210ym以下而能够使第一光接收面3的 变换效率和第二光接收面4的变换效率极其接近于相等。
[0088] 以上,根据参照图4和图5来说明了的见解,可知:在制造本实施方式的太阳能电 池单元A时,使基板W的厚度为100ym以上250ym以下,由此,能够使第一光接收面3的 变换效率为18. 5%以上并且使第二光接收面4的变换效率为第一光接收面3的变换效率的 93%以上。进而,使基板W的厚度为100ym以上210ym以下,由此,能够使变换效率比更接 近于100%(具体地为98%以上 1〇2%以下)。即,在双面光接收型的太阳能电池单元中,与以 往相比实现了变换效率的高效率化,另外,能够实现表面(第一光接收面3)和背面(第二光 接收面4)的变换效率为大致相等的那样的太阳能电池单元。
[0089] 接着,参照图6、7对在制造本实施方式的太阳能电池单元A时第一电极层40与高 浓度P型扩散区域15或低浓度p型扩散区域16 (S卩,硅基板W的第一光接收面侧的表面) 的接触电阻和太阳能电池单元A的变换效率的关系进行研宄。
[0090] 图6是示出第一电极层40与基板W之间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3的变换效率的关系的图表。图6所示的数据是测定对第一电极层40 与基板W表面(形成有高浓度p型扩散区域15或低浓度p型扩散区域16的面:第一光接收 面3)的接触电阻进行改变时的每一种情况(每一个太阳能电池单元)下的第一光接收面3 的变换效率而得到的。
[0091] 如图6所不,在第一电极层40与基板W表面的接触电阻为5. 0X10 3D?cm2以下 的情况下,可靠地,第一光接收面3的变换效率为18. 5%以上。另一方面,在第一电极层40 与基板W表面的接触电阻为超过5. 0X1(T3Q^!!!2的情况下,存在第一光接收面3的变换效 率为18. 5%以上的情况和18. 5%以下的情况,未必得到第一光接收面3的变换效率为18. 5% 以上的太阳能电池单元A。即,为了稳定地生产第一光接收面3的变换效率为18. 5%以上的 太阳能电池单元A,需要使第一电极层40与基板W表面的接触电阻为5. 0X1(T3Q?cm2以 下。
[0092] 此外,图7是示出构成在第一光接收面3形成的第一电极层40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。图7所示 的数据是测定对构成在第一光接收面3形成的第一电极层40的导电性浆所包含的铝金属 的添加量进行改变时的每一种情况(每一个太阳能电池单元)下的第一电极层40与基板W 之间的接触电阻而得到的。
[0093] 如图7所示,在构成在第一光接收面3形成的第一电极层40的导电性浆所包含的 铝金属的添加量为1. 〇wt%~5.Owt%的情况下,可靠地,第一电极层40与基板W之间的接触 电阻为5.0X1(T3D?cm2以下。另一方面,在错金属的添加量超过5.Owt%的情况下,第一 电极层40与基板W之间的接触电阻超
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