太阳能电池元件以及太阳能电池模块制造技术

本发明专利技术的太阳能电池元件(10)具备：半导体基板(1)，在一个主面具有p型半导体区域；钝化层(9)，配置在p型半导体区域上，且包含氧化铝；以及保护层(11)，配置在钝化层(9)上，且包含含有氢和碳的氧化硅。

【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元件及其制造方法以及太阳能电池模块。
技术介绍
一般的太阳能电池元件使用作为光电转换材料由硅构成的半导体基板。并且，为了减轻导致太阳能电池元件的光电转换效率降低的少数载流子的重组损失，在半导体基板的表面设置钝化层。该钝化层的材料例如使用氧化硅或者氧化铝等氧化物、或者氮化硅膜等氮化物。使用这些材料之中例如通过原子层沉积(ALD)法形成的氧化铝，能够减轻少数载流子的重组损失，实现良好的特性(例如，参照JP特开2004-193350号公报、JP特开2009-164544号公报以及JP特表2012-530361号公报)。但是，氧化铝会因水分的浸透而容易变性。因此，提出了在钝化层上通过等离子体激励CVD(PECVD)法等形成保护层(例如，参照JP特开2012-253356号公报以及国际公开第2011/033826号)的技术。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在形成保护层时，因热以及等离子体的影响，有时钝化层会劣化。在该情况下，钝化层的功能会降低，太阳能电池元件以及太阳能电池模块的光电转换效率会从初始状态起降低。本专利技术的目的之一是提供一种能够高效地维持光电转换效率的太阳能电池元件以及太阳能电池模块。用于解决课题的手段本专利技术的一方式的太阳能电池元件具备：半导体基板，在一个主面具有p型半导体区域；第1钝化层，配置在所述p型半导体区域上，且包含氧化铝；以及保护层，配置在该第1钝化层上，且包含含有氢和碳的氧化硅。此外，本专利技术的一方式的太阳能电池元件的制造方法是太阳能电池元件的制造方法，该太阳能电池元件具备在一个主面具有p型半导体区域的半导体基板，该制造方法包括：准备所述半导体基板的工序；在所述半导体基板的所述p型半导体区域上通过原子层沉积法配置包含氧化铝的第1钝化层的工序；以及在所述第1钝化层上通过原子层沉积法形成包含含有氢和碳的氧化硅的保护层的工序。此外，本专利技术的一方式的太阳能电池模块具备上述太阳能电池元件。专利技术效果根据上述的太阳能电池元件及其制造方法以及太阳能电池模块，能够提供一种可高效地维持光电转换效率的太阳能电池元件以及太阳能电池模块。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式涉及的太阳能电池元件的第1主面侧的外观的俯视图。图2是表示本专利技术的一实施方式涉及的太阳能电池元件的第2主面侧的外观的俯视图。图3是表示图1以及图2的A-A剖面的剖视图。图4(a)是示意性表示本专利技术的一实施方式涉及的太阳能电池元件的第1主面的钝化层和保护层的放大剖视图，图4(b)是示意性表示本专利技术的一实施方式涉及的太阳能电池元件的第2主面的钝化层和保护层的放大剖视图。图5(a)是示意性表示本专利技术的其他实施方式涉及的太阳能电池元件的第1主面的钝化层以及保护层的放大剖视图，图5(b)是示意性表示本专利技术的其他实施方式涉及的太阳能电池元件的第2主面的钝化层以及保护层的放大剖视图。图6是表示本专利技术的变形例涉及的太阳能电池元件的第2主面侧的外观的俯视图。图7是表示图6的B-B剖面的剖视图。图8是表示本专利技术的一实施方式涉及的太阳能电池模块的外观的俯视图。图9是表示本专利技术的一实施方式涉及的太阳能电池模块的剖面的剖视图。具体实施方式以下，参照附图，详细说明本专利技术涉及的太阳能电池元件及其制造方法以及太阳能电池模块的实施方式。另外，附图是示意性图。此外，为了易于观察构成要素，图3以及图7省略了表示构成要素的剖面的阴影。<<第1实施方式>><太阳能电池元件>图1～4示出本实施方式涉及的太阳能电池元件10。如图3所示，太阳能电池元件10具有：光主要入射的受光面、即第1主面10a；位于该第1主面10a的相反侧的一个主面(背面)、即第2主面10b；以及侧面10c。此外，太阳能电池元件10具备硅基板1作为半导体基板。硅基板1也具有第1主面1a、位于该第1主面1a的相反侧的第2主面1b和侧面1c。硅基板1具有：作为一导电型(例如p型)半导体区域的第1半导体层2；和设置于第1半导体层2的第1主面1a侧的作为逆导电型(例如n型)半导体区域的第2半导体层3。另外，太阳能电池元件10具备第3半导体层4、反射防止层5、第1电极6、第2电极7、第3电极8、钝化层9以及保护层11。硅基板1例如是单晶硅或者多晶硅基板。硅基板1具备第1半导体层2和设置于该第1半导体层2的第1主面1a侧的第2半导体层3。另外，半导体基板只要是上述那样具有第1半导体层2以及第2半导体层3的半导体基板即可，可以使用硅以外的材料。以下，说明将p型半导体用作第1半导体层2的例子。在将p型半导体用作第1半导体层2的情况下，使用p型硅基板作为硅基板1。硅基板1使用多晶或者单晶的基板，例如可使用厚度为250μm以下的基板，还能够使用150μm以下的薄的基板。硅基板1的形状并无特别限定，若俯视下是大致四边形状，则由于利用太阳能电池元件10制造太阳能电池模块20时能够减小元件间的间隙，所以是比较好的。在将由多晶硅基板1构成的第1半导体层2设为p型的情况下，含有硼、镓等杂质作为掺杂剂元素。第2半导体层3层叠于第1半导体层2。第2半导体层3具有与第1半导体层2相反的导电型(本实施方式中是n型)，且设置于第1半导体层2的第1主面1a侧。由此，硅基板1在第1半导体层2与第2半导体层3的界面处具有pn结。例如，可通过使磷等杂质作为掺杂剂扩散到硅基板1的第1主面1a侧，从而形成第2半导体层3。如图3所示，可以在硅基板1的第1主面1a侧设置用于降低所照射的光的反射率的微细的凹凸构造(纹理)。纹理的凸部的高度是0.1～10μm左右，相邻的凸部彼此的间隔为0.1～20μm左右。纹理例如可以是凹部为大致球面状且凸部为金字塔形状。另外，上述的“凸部的高度”例如是，图3中以经过凹部的底面的直线作为基准线，在与该基准线垂直的方向上，该基准线到所述凸部的顶面为止的距离。此外，“凸部彼此的间隔”是指，在与所述基准线平行的方向上，彼此相邻的凸部的顶面的中心彼此之间的距离。反射防止层5具有降低向太阳能电池元件10的第1主面10a照射的光的反射率的功能。反射防止层5例如由氧化硅、氧化铝或者氮化硅层等构成。反射防止层5的折射率以及厚度只要适当采用相对于太阳光之中被硅基板1吸收后可对发电有帮助的波长范围的光，能够实现低反射条件的折射率以及厚度即可。例如，能够将反射防止层5的折射率设为1.8～2.5左右，将厚度设为20～120nm左右。第3半导体层4配置于硅基板1的第2主面1b侧，只要是与第1半导体层2相同的导电型(本实施方式中为p型)即可。并且，第3半导体层4所含有的掺杂剂的浓度比第1半导体层2所含有的掺杂剂的浓度高。即，在第3半导体层4中，掺杂剂元素的浓度高于在第1半导体层2中为了一导电型而掺杂的掺杂剂元素的浓度。第3半导体层4在硅基板1的第2主面1b侧形成内部电场。由此，在硅基板1的第2主面1b的表面附近，具有如下作用，即很难发生因少数载流子的重组引起的光电转换效率的降低。例如，能够通过使硼或者铝等掺杂剂元素在硅基板1的第2主面1b侧扩散，从而形成第3半导体层4。第1半导体层2以及第3半导体层4所含有的掺杂剂元素的浓度可以分别是5×1015～1×1017atoms/cm3、1×1018～5×10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池元件，具备：半导体基板，在一个主面具有p型半导体区域；第1钝化层，配置在所述p型半导体区域上，且包含氧化铝；以及保护层，配置在该第1钝化层上，且包含含有氢和碳的氧化硅。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.29 JP 2014-111370;2014.06.27 JP 2014-132431.一种太阳能电池元件，具备：半导体基板，在一个主面具有p型半导体区域；第1钝化层，配置在所述p型半导体区域上，且包含氧化铝；以及保护层，配置在该第1钝化层上，且包含含有氢和碳的氧化硅。2.根据权利要求1所述的太阳能电池元件，其中，所述保护层还含有氮。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池元件，其中，在所述p型半导体区域与所述第1钝化层之间配置有包含氧化硅的第2钝化层。4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池元件，其中，所述保护层中，氢浓度为1～10原子％，且碳浓度为1～10原子％。5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池元件，其中，所述保护层的厚度为3～15nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤宪和，村尾彰了，楠原贤治，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP