太阳能电池制造技术

本发明专利技术的实施方式的一例的太阳能电池(10)包括：n型晶体硅衬底(11)；和在该衬底的受光面上形成的、具有载流子生成功能的钝化层(20)。n型晶体硅衬底(11)在与钝化层(20)的界面附近具有掺杂成与该衬底相同导电型的、掺杂剂浓度为1×10

Solar cell

One example of the embodiment of the invention is solar cell (10), including n type crystalline silicon substrate (11), and passivation layer (20) with carrier generation function formed on the surface of the substrate. The N crystal silicon substrate (11) is doped with the same conductive type as the substrate near the interface of the passivation layer (20), and the concentration of the dopant is 1 * 10.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池
本专利技术涉及太阳能电池。
技术介绍
在具有晶体硅衬底的太阳能电池中，该衬底的受光面侧表面(受光面)的光生载流子的复合对输出造成很大影响。因此，在晶体硅衬底的受光面上形成钝化层。例如，在专利文献1中公开了一种太阳能电池，在n型单晶硅衬底的背面侧形成有p侧电极和n侧电极，作为在硅衬底的受光面上形成的钝化层具有非晶硅层。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2012/132615号
技术实现思路
专利技术要解决的课题即使在设置有钝化层的情况下，也不能够实现对在与晶体硅衬底的界面发生的光生载流子的复合的完全抑制，要求进一步抑制复合。用于解决课题的方法本专利技术的一个方式的太阳能电池包括：晶体硅衬底；和在晶体硅衬底的受光面上形成的、具有载流子生成功能的钝化层，晶体硅衬底在与钝化层的界面附近具有掺杂成与该衬底相同的导电型的、掺杂剂浓度为1×1017cm-3以上的掺杂层，掺杂层的掺杂剂浓度的平均值为1×1017cm-3～1×1020cm-3，掺杂层的厚度为200nm以下。专利技术的效果根据本专利技术的一个方式的太阳能电池，能够抑制晶体硅衬底的受光面中的光生载流子的复合，提高输出。附图说明图1是实施方式的一例的太阳能电池的截面图。图2是表示在实施方式的一例的太阳能电池中，n+层的掺杂剂浓度与输出相对值的关系的图。图3是表示在实施方式的一例的太阳能电池中，n+层的厚度与输出相对值的关系的图。图4是实施方式的另一例的太阳能电池的截面图。具体实施方式本专利技术的一个方式的太阳能电池中，晶体硅衬底在与钝化层的界面附近具有掺杂成与该衬底相同的导电型的特定的掺杂层。如上所述，在设置有钝化层时，在与晶体硅衬底的界面也会由于各种原因而产生成为复合能级的缺陷，产生的光生载流子在该界面复合。本专利技术的专利技术者们关注钝化层具有载流子生成功能的点。发现通过在晶体硅衬底的与钝化层的界面附近设置上述掺杂层，能够抑制由钝化层生成的光生载流子的复合，提高太阳能电池的输出。以下，参照附图详细说明实施方式的一个例子。实施方式的说明中参照的附图是示意性记载的，附图中描绘的构成要素的尺寸比率等有时与实物不同。应该参照以下的说明判断具体的尺寸比例等。关于本说明书中“大致**”的记载，举出大致整个区域为例进行说明的话，整个区域当然也包括认为是实质上的整个区域的情况。在实施方式的说明中，作为晶体硅衬底例示n型晶体硅衬底。在使用n型晶体硅衬底时，掺杂层应用掺杂成n型的n+层。另外，晶体硅衬底也可以是p型晶体硅衬底。此时，掺杂层应用掺杂成p型的p+层。图1是表示实施方式的一例的太阳能电池10的截面图。如图1所示，太阳能电池10包括n型晶体硅衬底11和在该衬底的受光面上形成的钝化层20。钝化层20是除了抑制n型晶体硅衬底11的受光面中的光生载流子的复合的钝化功能之外，还具有载流子生成功能的光发电层。太阳能电池10包括在n型晶体硅衬底11的背面上形成的p型半导体层12和n型半导体层13。p型半导体层12和n型半导体层13的一部分彼此重叠，在各层之间设置有绝缘层14，详情后述。n型晶体硅衬底11(太阳能电池10)的“受光面”是指光主要入射(超过50％～100％)的面，“背面”是指与受光面相反侧的面。本实施方式中，入射至n型晶体硅衬底11的光的大致全部从受光面入射。太阳能电池10包括：在p型半导体层12上形成的透明导电层15和集电极16(以下称为“p侧电极”)；和在n型半导体层13上形成的透明导电层17和集电极18(以下称为“n侧电极”)。p侧电极和n侧电极彼此不接触而电分离。即，太阳能电池10包括仅在n型晶体硅衬底11的背面侧形成的一对电极。在n型晶体硅衬底11、钝化层20产生的空穴被p侧电极收集，电子被n侧电极收集。太阳能电池10也可以在钝化层20上具有保护层(未图示)。保护层例如抑制钝化层20的损伤，且抑制光的反射。保护层优选由光透过性高的材料构成，由氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、或氮氧化硅(SiON)等构成是合适的。n型晶体硅衬底11可以是n型多晶硅衬底，但优选是n型单晶硅衬底。n型晶体硅衬底11在与钝化层20的界面附近具有被掺杂成n型的、掺杂剂浓度为1×1017cm-3以上的n+层21。n+层21中的掺杂剂浓度的平均值为1×1017cm-3～1×1020cm-3，n+层21的厚度为200nm以下，详情后述。n型晶体硅衬底11的n+层21以外的区域中的掺杂剂浓度的平均值例如为1×1014cm-3～5×1016cm-3。n型晶体硅衬底11的厚度例如为50μm～300μm。在n型晶体硅衬底11的表面，优选形成有纹理结构(未图示)。纹理结构是用于抑制表面反射而增大n型晶体硅衬底11的光吸收量的表面凹凸结构，例如仅形成于受光面，或者形成于受光面和背面这两者。纹理结构能够通过使用碱性溶液对单晶硅衬底的(100)面进行各向异性蚀刻而形成，在单晶硅衬底的表面形成使(111)面为斜面的金字塔形状的凹凸结构。纹理结构的凹凸的高度例如为1μm～15μm。p型半导体层12和n型半导体层13均层叠在n型晶体硅衬底11的背面上，在该背面上分别形成p型区域和n型区域。p型区域的面积优选形成得比n型区域的面积大。p型区域和n型区域例如在一个方向上交替配置，以彼此啮合的俯视梳齿状图案形成。图1所示的例子中，p型半导体层12的一部分重叠在n型半导体层13的一部分之上，在n型晶体硅衬底11的背面上没有间隙地形成有各半导体层(p型区域、n型区域)。在p型半导体层12和n型半导体层13重叠的部分设置有绝缘层14。绝缘层14例如由氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等构成。p型半导体层12优选至少包括p型氢化非晶硅层(p型a-Si:H)，特别优选具有i型氢化非晶硅层(i型a-Si:H)和p型氢化非晶硅层的层叠结构。p型半导体层12的优选的一个例子是，在n型晶体硅衬底11的背面层叠i型氢化非晶硅层，在i型氢化非晶硅层上层叠p型氢化非晶硅层。n型半导体层13优选至少包括n型氢化非晶硅层(n型a-Si:H)，特别优选具有i型氢化非晶硅层(i型a-Si:H)和n型氢化非晶硅层的层叠结构。n型半导体层13的优选的一个例子是，在n型晶体硅衬底11的背面层叠i型氢化非晶硅层，在i型氢化非晶硅层上层叠n型氢化非晶硅层。i型a-Si:H层能够使用将硅烷气体(SiH4)以氢气(H2)稀释了的原料气体由化学气相沉积法(CVD)成膜。在p型a-Si:H层的成膜中，使用在硅烷中添加乙硼烷(B2H6)进行了氢气稀释的原料气体。在n型a-Si:H层的成膜中，使用代替乙硼烷而含有磷化氢(PH3)的原料气体。另外，各半导体层的成膜法没有特别限定。透明导电层15、17在与绝缘层14对应的位置彼此分离。透明导电层15、17例如由在氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)等金属氧化物中掺杂有锡(Sn)、锑(Sb)等的透明导电性氧化物构成。透明导电层15、17的厚度优选为30nm～500nm，特别优选为50nm～200nm。集电极16、18分别形成在透明导电层15、17上。集电极16、18可以使用导电性膏形成，但优选由电解镀形成。集电极16、18例如由镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)等金属构成，可以是Ni层和Cu层的层叠结构，为了提高耐蚀性也可以在最靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其特征在于，包括：晶体硅衬底；和形成在所述晶体硅衬底的受光面上的、具有载流子生成功能的钝化层，所述晶体硅衬底在与所述钝化层的界面附近具有掺杂成与该衬底相同导电型的、掺杂剂浓度为1×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 JP 2015-1098391.一种太阳能电池，其特征在于，包括：晶体硅衬底；和形成在所述晶体硅衬底的受光面上的、具有载流子生成功能的钝化层，所述晶体硅衬底在与所述钝化层的界面附近具有掺杂成与该衬底相同导电型的、掺杂剂浓度为1×1017cm-3以上的掺杂层，所述掺杂层中的掺杂剂浓度的平均值为1×1017cm-3～1×1020cm-3，所述掺杂层的厚度为200nm以下。2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述掺杂层中的掺杂剂浓度的平均值为1×1018cm-3～2×1019cm-3。3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述掺杂层的厚度为5nm～100nm。4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述掺杂层中的掺杂剂浓度的平均值为1×1018cm-3～2×1019cm-3，掺杂剂浓度为1×1018cm-3～2×1019cm-3的区域的厚度为5nm～100nm。5.如权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池，其特征在于：所述晶体硅衬底是n型晶体硅衬底，所述掺杂层是所述n型晶体硅衬底的表面掺杂成n型的n+层。6.如权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池，其特征在于：具有形成在所述晶体硅衬底的背面侧的一对电极。7.如权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：马场俊明，
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