一种太阳能电池单元，具备：第1导电类型的半导体基板，在作为受光面侧的一面侧具有扩散了第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；受光面侧电极，由栅电极和与所述栅电极导通且比所述栅电极更宽幅的汇流电极构成，该受光面侧电极在所述一面侧形成而与所述杂质扩散层电连接；以及背面侧电极，在所述半导体基板的与所述一面侧相反的一侧的背面中形成而与所述杂质扩散层电连接，其中，所述受光面侧电极具备第1金属电极层，该第1金属电极层是与所述半导体基板的一面侧直接接合了的金属膏电极层；第2金属电极层，由与所述第1金属电极层不同并且具有与所述第1金属电极层大致等同的电阻率的金属材料构成，是覆盖在所述第1金属电极层上而形成了的镀覆电极层，所述栅电极的剖面积是300μm2以上，所述栅电极的电极宽度是60μm以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳能电池单元及其制造方法、太阳能电池模块。
技术介绍
当前在地球上使用的电力用太阳能电池的主流是使用了硅基板的衬底型(bulktype)的硅太阳能电池。另外，关于硅太阳能电池的量产级下的工艺流程，为了尽量实施简化来降低制造成本，进行了各种研究。一般，通过以下那样的方法，制作了以往的衬底型硅太阳能电池单元(以下有时称为太阳能电池单元)。首先，作为例如第I导电类型的基板，准备P型硅基板。然后，将在硅基板中从铸造铸锭进行切片时发生的硅表面的损伤层用例如几Wt%? 20wt%的氢氧化钠、氢氧化钾那样的碱溶液除去10 μ m?20 μ m厚。接下来，在除去了损伤层的表面制作被称为纹理的表面凸凹构造。在太阳能电池单元的表面侧(受光面侧)，通常，为了抑制光反射而将阳光尽可能多地取入到P型硅基板上，形成这样的纹理。作为纹理的制作方法，有被称为例如碱纹理法的方法。在碱纹理法中，用在几wt%的氢氧化钠、氢氧化钾那样的低浓度碱液中添加了 IPA(异丙醇)等促进各向异性蚀刻的添加剂的溶液进行各向异性蚀刻，以使硅(111)面露出的方式形成纹理。接下来，作为扩散处理，针对P型硅基板在例如三氯氧磷(POCl3)、氮、氧的混合气体气氛下，在例如800°C?900°C下，处理几十分钟，在整个表面中，作为第2导电类型的杂质层均匀地形成η型杂质扩散层。在无特别处理的情况下，η型杂质扩散层形成于P型硅基板的整个面。均匀地形成在硅表面的η型杂质扩散层的薄层电阻是几十Ω/ □左右，η型杂质扩散层的深度被设为0.3μηι?0.5μηι左右。此处，η型杂质扩散层被均匀地形成在硅表面，所以表面和背面是被电连接了的状态。为了切断该电连接，通过例如干蚀刻来蚀刻P型硅基板的端面区域。另外，作为其他方法，还有时通过激光进行P型硅基板的端面分离。之后，将P型硅基板浸渍到氢氟酸水溶液，将在扩散处理中在表面上堆积了的玻璃质(PSG)蚀刻除去。接下来，作为以防止反射为目的的绝缘膜(防反射膜)，在η型杂质扩散层的表面，以均匀的厚度形成氧化硅膜、氮化硅膜、氧化钛膜等绝缘膜。在作为防反射膜而形成氮化硅膜的情况下，通过例如等离子体CVD法，将硅烷(SiH4)气体以及氨(NH3)气作为原材料，在300°C以上、减压下的条件下，进行成膜形成。防反射膜的折射率是2.0?2.2左右，最佳的膜厚是70nm?90nm左右。另外，应注意这样形成的防反射膜是绝缘体，仅通过在其上简单地形成受光面侧电极，不会作为太阳能电池起作用。接下来，在防反射膜上，按照栅电极以及汇流电极的形状，通过丝网印刷法，涂覆成为受光面侧电极的银膏并使其干燥。此处，受光面侧电极用的银膏形成于以防止反射为目的的绝缘膜上。接下来，在基板的背面，分别按照背面铝电极的形状以及背面银汇流电极的形状，通过丝网印刷法，涂覆成为背面铝电极的背面铝电极膏、以及成为背面银汇流电极的背面银膏并使其干燥。接下来，通过数秒钟的峰值温度成为700°C?900°C的几分至十几分钟的烧结温度分布图对在硅基板的表背面涂覆了的电极膏同时进行烧成。由此，在硅基板的表面侧作为受光面侧电极形成栅电极以及汇流电极，在硅基板的背面侧作为背面侧电极形成背面铝电极以及背面银汇流电极。此处，在硅基板的受光面侧，在由于银膏中包含的玻璃材料而防反射膜熔融的期间，银材料与硅接触并再凝固。由此，确保受光面侧电极和硅基板(η型杂质扩散层)的导通。这样的工艺被称为烧成贯通法(fire through method)。关于被用作电极的金属膏，使用使作为主成分的金属粉和玻璃粉末分散到有机赋形剂而得到的厚膜膏组成物。通过在金属膏中包含的玻璃粉与硅面反应粘着，确保电极的机械性的强度。另外，在烧成中铝从背面铝电极膏中作为杂质扩散到硅基板的背面侧，以比硅基板更高的浓度包含招了作为杂质的P+层(BSF(Back Surface Field:背场))形成于背面铝电极的正下。通过实施这样的工序，形成衬底型硅太阳能电池单元。作为这样的太阳能电池单元中的低成本化的努力，自以往以来持续研究着降低太阳能电池的构成材料成本的尝试。在太阳能电池单元的构成材料中最昂贵的构成材料是硅基板。因此，针对硅基板，自以往以来持续努力薄壁化。关于硅基板的厚度，在开始了太阳能电池的量产的当初，厚为350 μπι左右是主要的厚度，但当前，生产厚为160μπι左右的硅基板。另外，意图低成本化涉及构成太阳能电池的所有材料。在太阳能电池单元的构成材料中，仅次于硅基板昂贵的材料是银(Ag)电极，开始了银(Ag)电极的替代品的研究。例如，在非专利文献1中，示出了在用作防反射膜的氮化硅膜中，利用激光除去形成梳状电极的部分从而设置开口部，之后，针对该开口部，按照镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)的顺序进行镀覆。即，在非专利文献1中，公开了有作为银(Ag)的替代而能够使用铜(Cu)的可能性。另一方面，在非专利文献2中，示出了在通过以往的丝网印刷形成了银(Ag)膏电极之后，再次镀覆银(Ag)，公开了镀覆作为电极形成方法的一个手法是有效的。另外，在非专利文献2所示的银(Ag)的镀覆的替代中，提出了在通过丝网印刷进行了印刷、烧成的Ag膏电极上进一步依次涂覆镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)从而实现低成本化的方法，例如从作为Besi公司的子公司的荷兰的Meco公司开始设备的销售(参照例如非专利文献3)。非专利文献1:L.Tous，et al.“Large area copper plated silicon solarcell exceeding 19.5% efficiency，，，3rd Workshop on Metallizat1n for CrystallineSilicon Solar cells 25-26 October 2011，Chaleroi，Belgium非专利文献2:E.Wefringhaus，et al.〃ELECTR0LESS SILVER PLATING OF SCREENPRINTED GRIFD FINGERS AS A TOOL FOR ENHANCEMENT OF SOLAR EFFICIENCY “，22ndEuropean Photovoltaic Solar Energy Conference，3_7 September 2007，Milan， Italy非专利文献3:、因特网〈URL:http://www.bes1.com/products-and-technology/plating/solar-plating-equi pment/meco-cpl-more-power-out-of-your-cell-at-a-lower-cost-38>
技术实现思路
但是，在非专利文献1的情况下，将氮化硅膜用激光除去时的加工的再现性、均匀性作为课题被举出。在利用激光进行的氮化硅膜的加工中，在激光的功率高的情况下，设想在η型杂质扩散层中产生热性的损伤的可能性，在激光的功率低的情况下，设想无法充分进行氮化硅膜的加工的可能性。另外，在非专利文献1的情况下，除了上述那样的激光加工的工业上的稳定性的课题以外，还有晶片的厚度变动、纹理表面的硅构造的凹凸、激光扫描梳形形状时的机械性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能电池单元，具备：第1导电类型的半导体基板，在作为受光面侧的一面侧具有扩散了第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；受光面侧电极，由栅电极和与所述栅电极导通且比所述栅电极更宽幅的汇流电极构成，该受光面侧电极被形成在所述一面侧并与所述杂质扩散层电连接；以及背面侧电极，被形成在所述半导体基板的与所述一面侧相反侧的背面并与所述杂质扩散层电连接，所述太阳能电池单元的特征在于，所述受光面侧电极具备第1金属电极层和第2金属电极层，该第1金属电极层是与所述半导体基板的一面侧直接接合了的金属膏电极层，该第2金属电极层由与所述第1金属电极层不同并且具有与所述第1金属电极层大致等同的电阻率的金属材料构成，是覆盖在所述第1金属电极层上而形成了的镀覆电极层，所述栅电极的剖面积是300μm2以上，所述栅电极的电极宽度是60μm以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：森川浩昭，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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