太阳能单电池及其制造方法技术

技术编号:20883936 阅读:16 留言:0更新日期:2019-04-17 13:27
本发明专利技术提供太阳能单电池(100)的制造方法,其包括通过对半导体衬底(10)照射激光使表面非晶化来形成本征非晶层(12i)、第1导电型层(12n)和第2导电型层(12p)的工序;和将氢导入到本征非晶层(12i)、第1导电型层(12n)和第2导电型层(12p)的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能单电池及其制造方法
本专利技术涉及太阳能单电池及其制造方法。
技术介绍
作为发电效率高的太阳能电池,已知一种具有在晶体硅上层叠非晶硅层的结构的太阳能电池。这种太阳能电池中,采用在清洗后的晶体硅的表面上通过使用硅烷气体等含硅气体的化学气相沉积(CVD)形成非晶硅层的方法。另一方面,公开了一种通过向晶体硅的表面照射激光而使晶体硅的表面非晶化的技术。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是,在使用CVD的非晶硅层的形成方法中,需要使用真空装置。在使用CVD而在晶体硅上形成非晶硅层的情况下,在晶体硅与非晶硅层的界面会残留杂质。该杂质会影响形成于有杂质残留的晶体硅的表面的非晶硅的结晶性和太阳能单电池完成后的电特性。为此,优选该界面杂质少,更优选不存在杂质。但是,难以防止在将晶体硅的衬底搬入真空装置的工序中杂质的附着。本专利技术鉴于该状况,目的在于提供一种减少晶体硅与非晶硅层的界面上的杂质的太阳能单电池的制造方法和太阳能单电池。用于解决课题的方法本专利技术的太阳能单电池的制造方法包括:通过对晶体硅衬底照射激光使上述晶体硅衬底的表面非晶化来形成非晶硅层的第1工序;和向上述非晶硅层导入氢的第2工序。本专利技术的太阳能单电池是一种在晶体硅衬底的表面具有非晶硅层的太阳能单电池,上述晶体硅衬底与上述非晶硅层的界面的氧浓度与上述晶体硅衬底的主体内的氧浓度相同。专利技术效果根据本专利技术,能够通过不使用CVD地形成非晶硅层来提供太阳能单电池。附图说明图1是表示本专利技术实施方式的太阳能单电池的结构的图。图2是表示本专利技术实施方式的太阳能单电池的结构的图。图3是表示本专利技术实施方式的太阳能单电池的制造方法图。图4是表示本专利技术实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。图5是表示本专利技术实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。图6是表示本专利技术实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。图7是表示本专利技术变形例1的太阳能单电池的制造方法的图。图8是表示本专利技术变形例1的太阳能单电池的制造方法的图。图9是表示本专利技术变形例1的太阳能单电池的制造方法的图。图10是表示本专利技术变形例1的太阳能单电池的制造方法的图。图11是表示本专利技术变形例2的太阳能单电池的结构的图。图12是表示本专利技术其他实施方式的太阳能单电池的结构的图。图13是表示本专利技术其他实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。图14是表示本专利技术其他实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。图15是表示本专利技术其他实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。图16是表示本专利技术其他实施方式的太阳能单电池的制造方法的图。具体实施方式以下,参照附图,对本专利技术实施方式进行详细地说明。此外,附图说明中相同元素附有相同符号,适宜省略重复说明。图1是表示实施方式的太阳能单电池100的结构的截面图。太阳能单电池100包括:半导体衬底10、本征非晶层12i、第1导电型层12n、第2导电型层12p、绝缘层14和电极层16。电极层16构成n侧电极16n或者p侧电极16p。太阳能单电池100是在背面侧设置有n侧电极16n和p侧电极16p,在受光面侧不设置电极层16的、背面接合型太阳能单电池。半导体衬底10具有设置于受光面侧的第1主面A和设置于背面侧的第2主面B。半导体衬底10主要吸收入射到第1主面A的光,且作为载流子生成电子和空穴。半导体衬底10由具有n型或者p型的导电型晶体硅晶片等晶体硅衬底构成。半导体衬底10具有n型或者p型的导电型的掺杂浓度低的主体(bulk)部10a、掺杂浓度高的表面部10b和后述的非晶硅层。主体部10a和表面部10b构成晶体半导体层。另外,也可以是,将半导体衬底10的第1主面A设计为用于使入射光散射的纹理结构。另一方面,优选半导体衬底10的第2主面B不形成纹理结构,以使后述第1导电型层12n与第2导电型层12p相互间插合。本实施方式中的半导体衬底10具有n型单晶硅主体部10a、n+型表面部10b和后述的非晶硅层。此处,受光面是指太阳能单电池100上主要指光(太阳光)入射的主面,具体而言,是指大部分的入射到太阳能单电池100的光入射的面。另一方面,背面是指与受光面相对设置的另一个主面。具体而言,当太阳能单电池100的受光面侧成为太阳能电池组件时,其以朝向玻璃衬底等透光性的基材(未示出)的方式配置。在半导体衬底10的第2主面B设置有非晶硅层(本征非晶层12i、第1导电型层12n、第2导电型层12p)。在本实施方式中,第1导电型层12n和第2导电型层12p分别为n型的导电型和p型的导电型,与n侧电极16n和p侧电极16p相对应地形成。如图2所示,n侧电极16n和p侧电极16p分别形成梳齿状,以相互间插合的方式形成。第1导电型层12n和第2导电型层12p在X方向上交替排列。在本实施方式中,第2主面B的整面被第1导电型层12n和第2导电型层12p实质上覆盖。此外,在本实施方式中,第1导电型层12n和第2导电型层12p也可以包含微晶硅。微晶硅是指非晶硅中有晶体硅析出的半导体。本征非晶层12i由含氢(H)的i型非晶硅构成。第1导电型层12n由添加有例如磷(P)、砷(As)等掺杂剂的含氢(H)的n型非晶硅构成。第2导电型层12p由添加有例如硼(B)等掺杂剂的含氢(H)的p型非晶硅构成。本征非晶层12i、第1导电型层12n和第2导电型层12p是例如厚度在数nm~100nm程度的层。i型非晶硅是包含与半导体衬底10的掺杂剂浓度相同的掺杂剂的非晶硅膜,掺杂剂浓度在1×1017cm-3以下。另一方面,n型非晶硅和p型非晶硅作为典型的例子,掺杂剂浓度在5×1021cm-3以下。在本征非晶层12i、第1导电型层12n和第2导电型层12p上,形成有绝缘层14。绝缘层14设置成从本征非晶层12i跨第1导电型层12n和第2导电型层12p,且没有设置于第1导电型层12n和第2导电型层12p的X方向上的中央部。在未设置绝缘层14的区域,设置有n侧电极16n和p侧电极16p。绝缘层14由例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧氮化硅(SiON)等形成。期望绝缘层14由氮化硅形成,优选含氢。在第1导电型层12n上,形成有收集电子的n侧电极16n。在第2导电型层12p上,形成有收集空穴的p侧电极16p。在n侧电极16n与p侧电极16p之间配置有绝缘层14,n侧电极16n和p侧电极16p在X方向上由绝缘层14电绝缘。n侧电极16n和p侧电极16p能够做成金属层或透明导电层。优选例如在n侧电极16n和p侧电极16p中的、与第1导电型层12n或者第2导电型层12p接触的区域设置氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、铟锡氧化物(ITO)等透明导电性氧化物(TCO)。另外,优选例如n侧电极16n和p侧电极16p在透明导电性氧化物上包含铜(Cu)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)等金属。优选n侧电极16n和p侧电极16p由导电层的层叠体构成。在本实施方式中,设计为铝(Al)层、阻挡金属层和铜(Cu)层的层叠结构。n侧电极16n和p侧电极16p的形成方法没有特别限定,能够通过例如溅射法或化学气相沉积法(CVD)等薄膜形成方法、镀敷法或者其组合等形成。此外,也可以在半导体衬底10的第1主面A上设置钝化层。钝化层由例如含氢的i型非晶硅形成,厚度在数nm~25nm程度即可。另外,也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能单电池的制造方法,其特征在于,包括:通过对晶体硅衬底照射激光使所述晶体硅衬底的表面非晶化来形成非晶硅层的第1工序;和向所述非晶硅层导入氢的第2工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.25 JP 2016-1649651.一种太阳能单电池的制造方法,其特征在于,包括:通过对晶体硅衬底照射激光使所述晶体硅衬底的表面非晶化来形成非晶硅层的第1工序;和向所述非晶硅层导入氢的第2工序。2.如权利要求1所述的太阳能单电池的制造方法,其特征在于:还包括在所述非晶硅层上形成电极层的第3工序。3.如权利要求2所述的太阳能单电池的制造方法,其特征在于:所述第1工序包括:在所述晶体硅衬底的表面形成包含n型或者p型掺杂剂的掺杂剂扩散层的工序;和对所述掺杂剂扩散层和所述晶体硅衬底照射激光的工序。4.如权利要求2所述的太阳能单电池的制造方法,其特征在于:所述太阳能单电池是所述电极层没有设置于受光面侧而设置于与所述受光面侧相反的背面的背面接合型太阳能单电池,所述第1工序包括:在所述晶体硅衬底的所述受光面侧形成纹理结构的工序;和在所述晶体硅衬底的所述背面形成n型和p型所述非晶硅层的工序。5.如权利要求1所述的太阳能单电池的制造方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:高滨豪筱原亘市桥由成吉村直记
申请(专利权)人:松下知识产权经营株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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