太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池，在背面接合型太阳能电池中，能够减少电流密度并抑制随时间经过而产生的劣化。本发明专利技术的太阳能电池(1A)，包括：具有接收光的受光面(11)和设置在受光面(11)的相反侧的背面(12)的半导体基板(10n)；具有第一导电型的第一半导体层(20n)；和具有第二导电型的第二半导体层(30p)，第一半导体层(20n)和第二半导体层(30p)在背面(12)上形成，在背面(12)形成有槽(13)，在没有形成槽(13)的背面(12)形成有第一半导体层(20n)，在第一半导体层(20n)和第二半导体层(30p)交替排列的排列方向x上的槽(13)的侧面(17)和槽(13)的底面(19)形成有第二半导体层(30p)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在半导体基板的背面上形成有η型半导体层和P型半导体层的背面接合(结)型太阳能电池。
技术介绍
由于太阳能电池能够将清洁且取之不尽的太阳能直接变换成电能，所以作为新能源而被期待。现在，已知在半导体基板的背面上形成有η型半导体层和P型半导体层的太阳能电池即所谓的背面接合型太阳能电池(例如专利文献I)。背面接合型太阳能电池中，从受光面接收光，生成载流子。 图1(a)是现有的背面接合型太阳能电池100的截面图。如图1(a)所示，太阳能电池100中，在半导体基板110的背面112上，形成有作为非晶态半导体层的η型半导体层120和P型半导体层130。η型半导体层120和ρ型半导体层130交替排列。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特表2009-524916号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题背面接合型太阳能电池中，由于只从背面取出载流子，与从半导体基板的受光面和背面取出载流子的太阳能电池相比，电流密度变大。用于解决课题的手段本专利技术的太阳能电池，包括具有受光面和背面的半导体基板；具有第一导电型的第一半导体层；和具有第二导电型的第二半导体层，上述第一半导体层和上述第二半导体层在上述背面上形成，上述太阳能电池的特征在于在上述背面形成有槽，在没有形成上述槽的上述背面形成有上述第一半导体层，在上述第一半导体层和上述第二半导体层交替排列的排列方向上的上述槽的侧面和上述槽的底面形成有上述第二半导体层。此外，本专利技术的太阳能电池，包括半导体基板；形成在上述半导体基板上的第一半导体层；绝缘层，形成在上述第一半导体层上，并且包括使上述第一半导体层露出的开口部；第二半导体层，在上述半导体基板上与上述第一半导体层交替排列，并且覆盖上述绝缘层；基底电极，形成在上述第一半导体层上和上述第二半导体层上，并且包括在上述绝缘层上将上述第一半导体层和上述第二半导体层电分离的分离槽；和形成在上述基底电极上的集电极。此外，本专利技术的太阳能电池的制造方法，包括准备形成有第一半导体层和与上述第一半导体层交替排列的第二半导体层的半导体基板；以覆盖上述第一半导体层和上述第二半导体层的方式形成基底电极的工序；形成将上述基底电极分离成与上述第一半导体层连接的第一部分和与上述第二半导体层连接的第二部分的分离槽的工序；和使用电镀法在上述基底电极的上述第一部分上和上述第二部分上分别形成集电极的工序。专利技术效果本专利技术的背面接合型太阳能电池，能够减少电流密度并抑制随时间经过的劣化。附图说明图1(a)是现有的背面接合型太阳能电池100的截面图，图1(b)是表示太阳能电池100的电流密度的曲线图。图2是从本专利技术实施方式的太阳能电池IA的背面12侧来看的俯视图。 图3是图2的A-A’线的截面图。 图4是本专利技术实施方式的太阳能电池IB的沿着与排列方向X和长度方向y垂直的垂直方向z及排列方向X的截面图。图5是本专利技术实施方式的太阳能电池IC的沿着与排列方向X和长度方向y垂直的垂直方向z及排列方向X的截面图。图6是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的流程图。图7是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图8是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图9是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图10是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图11是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图12是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图13是用于说明本专利技术实施方式的太阳能电池IA的制造方法的图。图14(a)是计算模型中实施例的太阳能电池的沿着与排列方向x和长度方向y垂直的垂直方向z及排列方向X的截面图，图14(b)是计算模型中比较例的太阳能电池的沿着与排列方向X和长度方向y垂直的垂直方向z及排列方向X的截面图。图15表示相对电流密度和到原点O的距离之间的关系的图表。具体实施例方式首先，为了算出图1(a)所示的现有的背面接合型太阳能电池100的电流密度的大小，使用设备模拟器计算电流密度。具体来说，测量太阳能电池100中的η型半导体层120和P型半导体层130的电流密度、以及从半导体基板110的背面112到O. 05 μ m的深度的区域r的电流密度。纵轴为电流密度，横轴为沿着η型半导体层120和ρ型半导体层130交替排列的排列方向X的长度。如图I (a)所示，设定排列方向X上的P型半导体层130的端部位于500nm的位置。设定与ρ型半导体层130的端部相邻的排列方向χ上的η型半导体层120的端部位于550nm的位置。结果在图I (b)中表不。如图1(b)所示，可知在η型半导体层120的端部区域120a和ρ型半导体层130的端部区域130a中，电流密度变大。作为载流子的空穴向P型半导体层130移动。在半导体基板110内，η型半导体层120附近产生的空穴向位于背面112上的ρ型半导体层130的端部集中。由此能够认为电流密度变大了。通过发电，电流密度大的半导体层的端部与其他部分相比温度上升。由于该温度上升，产生半导体层的劣化和半导体层的端部从半导体基板剥落这一随时间经过而产生的劣化现象。接着，对本专利技术实施方式的太阳能电池I的一例，参照附图进行说明。在以下附图的记载中，对相同或者类似的部分标上相同或者类似的附图标记。附图是示意图，需要注意各自尺寸的比率等与现实的不同。因此，具体的尺寸等要参考以下的说明进行判断。当然，在附图之间相互的尺寸的关系和比率也有不同的部分。(I)太阳能电池IA的概略结构对本专利技术实施方式的太阳能电池IA的概略结构，参照图2和图3进行说明。图2是从本专利技术实施方式的太阳能电池IA的背面12侧来看的俯视图。图3是图2的A-A’线的截面图。 如图2和图3所示，太阳能电池IA包括半导体基板10η、第一半导体层20η、第二半导体层30ρ、绝缘层40、第一电极50η、第二电极50ρ、连接电极60η和连接电极60ρ。半导体基板IOn具有接收光的受光面11和设置在受光面11的相反侧的背面12。半导体基板IOn通过在受光面11接收光生成载流子。载流子是光被半导体基板IOn吸收而生成的空穴和电子。如图3所示，在半导体基板IOn的背面12，形成有槽13。槽13具有侧面17和底面19。太阳能电池IA中，侧面17和底面19以圆弧状相连。半导体基板IOn是能够利用具有η型或ρ型的导电型的单晶Si、多晶Si等结晶类半导体材料、包含GaAs、InP等化合物半导体材料的一般的半导体材料构成的晶片状的基板。在半导体基板IOn的受光面11和背面12，也可以形成微小的凹凸。虽然没有图示，但在半导体基板IOn的受光面11没有形成遮挡光的入射的结构体(例如电极等)。因此，半导体基板IOn能够在整个受光面11接收光。受光面11也可以被钝化层覆盖。钝化层具有抑制载流子的再结合的钝化性。钝化层例如是不添加掺杂剂或添加微量的掺杂剂而形成的实质上的本征非晶态半导体。不限于此，也能够使用氧化膜和氮化膜。对太阳能电池IA中半导体基板IOn为η型单晶硅基板的情况进行说明。因此，半导体基板IOn的导电型是η型。因此，少数载流子成为空穴。如图3所示，第一半导体层20η形成在半导体基板IOn的背面12上。具体来说，第一半导体层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.26 JP 2010-0145971.一种太阳能电池，包括具有受光面和背面的半导体基板；具有第一导电型的第一半导体层；和具有第二导电型的第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层在所述背面上形成，所述太阳能电池的特征在于 在所述背面形成有槽， 在没有形成所述槽的所述背面形成有所述第一半导体层， 在所述第一半导体层和所述第二半导体层交替排列的排列方向上的所述槽的侧面和所述槽的底面形成有所述第二半导体层。2.根据权利要求I所述的太阳能电池，其特征在于 所述侧面倾斜地与所述底面连接。3.根据权利要求I或2所述的太阳能电池，其特征在于 所述侧面与所述底面呈圆弧状地连接。4.根据权利要求I至3中任一项所述的太阳能电池，其特征在于 所述第二半导体层与所述侧面的结以及所述第二半导体层与所述底面的结是异质结。5.根据权利要求I至4中任一项所述的太阳能电池，其特征在于 所述半导体基板是第一导电型。6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于 在所述背面上形成的所述第二半导体层在所述排列方向上的宽度比在所述背面上形成的所述第一半导体层在所述排列方向上的宽度宽。7.根据权利要求I至4中任一项所述的太阳能电池，其特征在于 所述半导体基板是第二导电型， 在所述背面上形成的所述第二半导体层在所述排列方向上的宽度比在所述背面上形成的所述第一半导体层在所述排列方向上的宽度窄。8.根据权利要求I至7中任一项所述的太阳能电池，其特征在于 在背面上，所述第一半导体层与所述第二半导体层接触。9.根据权利要求I至8中任一项所述的太阳能电池，其特征在于 在没有形成所述槽的所述背面与所述槽的边界上，所述第一半导体层与所述第二半导体层接触。10.一种太阳能电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：井手大辅，三岛孝博，重松正人，马场俊明，森博幸，森上光章，菱田有二，坂田仁，后藤良，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：