太阳能单电池和太阳能单电池的制造方法技术

本发明专利技术提供在制造时无困难的、具有得到改善的光电转换效率的太阳能单电池。太阳能单电池(1)为背面接合型的太阳能单电池，包括：半导体衬底(10)，其具有光入射的受光面(20)和背对受光面(20)的背面(30)；n型半导体层(13n)，其配置于背面(30)的一部分之上；和p型半导体层(12p)，其配置于背面(30)的没有配置n型半导体层(13n)的部分之上。并且，受光面(20)具有包括多个凸部(22)的凹凸结构(21)，背面(30)具有包括多个凸部(32)的凹凸结构(31)，在将半导体衬底(10)沿着厚度方向截断的截面中，凹凸结构(31)的凸部(32)的倾斜角(θ2)比凹凸结构(31)的凸部(22)的倾斜角(θ1)小。

Manufacturing Method of Solar Single Cell and Solar Single Cell

【技术实现步骤摘要】
太阳能单电池和太阳能单电池的制造方法
本专利技术涉及背面接合型的太阳能单电池和该太阳能单电池的制造方法。
技术介绍
现有技术中，作为将光能转换为电能得光电转换装置，太阳能单电池的开发正在逐步发展。太阳能单电池能够将无尽的太阳光直接转换为电，且与通过化石燃料进行发电相比环境负担小且清洁，所以作为新的能源而备受期待。专利文献1中公开了作为光电转换效率得到改善的太阳能单电池的背面接合型的太阳能单电池。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-101151号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年，在背面接合型的太阳能单电池中，期待进一步改善光电转换效率。此外，期待能够容易地制作太阳能单电池。于是，本专利技术的目的在于提供在制造时无困难的、具有得到改善的光电转换效率的太阳能单电池和该太阳能单电池的制造方法。用于解决课题的方法为了达到上述目的，本专利技术的一个方式的太阳能单电池为背面接合型的太阳能单电池，包括：半导体，其具有光入射的受光面和背对上述受光面的背面；n型半导体层，其配置于上述背面的一部分之上；和p型半导体层，其配置于上述背面的没有配置上述n型半导体层的部分之上，上述受光面具有包括多个第一凸部的第一凹凸结构，上述背面具有包括多个第二凸部的第二凹凸结构，在将上述半导体衬底沿着厚度方向截断的截面中，上述第二凹凸结构的上述第二凸部的倾斜角比上述第一凹凸结构的上述第一凸部的倾斜角小。此外，本专利技术的一个方式的太阳能单电池的制造方法为背面接合型的太阳能单电池的制造方法，其包括：第一工序，在具有光入射的受光面和背对上述受光面的背面的半导体衬底的上述受光面上，通过进行包括各向异性蚀刻在内的处理来形成包括多个第一凸部的第一凹凸结构；和第二工序，在上述背面上通过进行包括各向同性蚀刻在内的处理来形成包括多个第二凸部的第二凹凸结构，在上述第二工序中，形成包括在将上述半导体衬底沿着厚度方向截断的截面中比第一凸部的倾斜角小的第二凸部的第二凹凸结构。专利技术效果根据本专利技术，能够实现在制造时无困难的、具有得到改善的光电转换效率的太阳能单电池和该太阳能单电池的制造方法。附图说明图1是表示实施方式的太阳能单电池的俯视图。图2是沿图1的II-II线的、本实施方式的太阳能单电池的放大截面图。图3是实施方式的半导体衬底的放大截面图。图4A是表示实施方式的配置于受光面的凹凸结构的曲率半径的图。图4B是表示实施方式的配置于背面的凹凸结构的曲率半径的图。图5是表示入射到实施方式的太阳能单电池的光由背面反射的样态的截面示意图。图6是表示实施方式的太阳能单电池的制造方法的流程图。图7是表示制作实施方式的太阳能单电池的样态的图。附图标记说明1太阳能单电池10半导体衬底20受光面21凹凸结构(第一凹凸结构)22凸部23、33顶部30背面31凹凸结构(第二凹凸结构)d1、d2距离θ1、θ2倾斜角R1、R2曲率半径具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行详细地说明。下文说明的实施方式均表示本专利技术的一个具体例。因此，在以下的实施方式中所表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置、连接方式、工序、和工序顺序等只是一个例子，并非用来限定本专利技术。因此，以下的实施方式的结构要素中，就未在表示本专利技术的最上位概念的独立权利要求中记载的结构要素，作为任意的结构要素进行说明。此外，各个附图只是示意图，并非严谨的图示。另外，在各个附图中，对于实质上相同的结构将标注相同的符号，有时省略或者简化重复性的说明。此外，“大致**”的表述的意图在于包含实质上被认为是**者，例如若以“大致正交”为例进行说明，其意图在于除了当然包含完全正交的情况之外，还包含实质上被认为是正交的情况。另外，所谓实质上是指包含制造误差、尺寸公差之意。即，“大致”的记载是指例如包含百分之几左右的差异的表达。此外，在各图中，Z轴方向是例如与太阳能单电池的受光面垂直的方向。X轴方向和Y轴方向是相互正交且均与Z轴方向正交的方向。例如，在以下的实施方式中，“俯视”是指从Z轴方向观察。此外，在以下的实施方式中，“剖视”是指从与下述截面大致正交的方向(例如，Y轴方向)观察在与太阳能单电池的受光面正交的面(例如，由Z轴和X轴规定的面)将该太阳能单电池截断的截面。(实施方式)以下，使用图1～图7对本实施方式的太阳能单电池进行说明。[1.太阳能单电池的结构]首先，使用图1和图2对本实施方式的太阳能单电池的概略结构进行说明。太阳能单电池是将太阳光等光转换为电力的光电转换元件(光伏元件)。图1是表示本实施方式的太阳能单电池1的俯视图。图1是从背面侧观察太阳能单电池1的俯视图。图2是沿图1的II-II线的、本实施方式的太阳能单电池1的放大截面图。另外，在图2中，以光入射的受光面在纸面位于上侧的方式进行了图示。此外，在图2中，省略了在半导体衬底10的受光面20和背面30形成的平台(参照图3(a)的平台10a)的图示。如图2所示，太阳能单电池1具有由半导体材料构成的半导体衬底10。半导体衬底10例如能够由晶体硅等构成。在本实施方式中，以半导体衬底10由n型晶体硅构成为例进行说明。另外，晶体硅是指包含单晶硅或多晶硅者。半导体衬底10也可以是p型晶体硅。此外，半导体衬底10的材料还可以是GaAs、InP等化合物半导体。半导体衬底10具有光入射的受光面20和背对受光面20的背面30。半导体衬底10在受光面20接收光。背面是光不直接入射的面。另外，在本实施方式中，特征在于半导体衬底10的背面30的表面形状。在半导体衬底10的受光面20之上依次设置有实质上为本征的i型半导体层17i、与半导体衬底10具有相同的导电型的n型半导体层17n、和兼具有作为保护膜的功能的反射抑制层16。i型半导体层17i例如能够由实质上为本征的i型非晶硅等构成。n型半导体层17n例如能够由n型非晶硅等构成。此外，形成n型半导体层17n和i型半导体层17i的至少一者即可。此外，n型半导体层17n和i型半导体层17i不限于非晶硅，例如也可以由含有微晶的硅、含有碳、氧和氮的至少一者的非晶硅类材料形成。反射抑制层16能够例如由氮化硅等构成。在半导体衬底10的背面30之上配置有n型半导体层13n和p型半导体层12p。n型半导体层13n配置于背面30的一部分之上。n型半导体层13n例如能够由n型非晶硅等构成。在n型半导体层13n与背面30之间配置有实质上为本征的i型半导体层13i。i型半导体层13i例如能够由实质上为本征的i型非晶硅等构成。i型半导体层13i也可以是低浓度的n型半导体层。此外，也可以不设置i型半导体层13i，但通过设置i型半导体层13i能够在一定程度上提高太阳能单电池1的输出。p型半导体层12p配置于背面30的没有配置n型半导体层13n的部分的至少一部分之上。由该p型半导体层12p和n型半导体层13n而覆盖背面30的实质上的整体。p型半导体层12p例如能够由含有硼酸等p型掺杂剂的p型非晶硅等构成。在p型半导体层12p与背面30之间配置有实质上为本征的i型半导体层12i。i型半导体层12i例如能够由实质上为本征的i型非晶硅等构成。i型半导体层12i也可以是低浓度的p型半导体层。此外，也可以不设置i型半导体层12i，但通过设置i型半导体层12i能够在一定程度上提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背面接合型的太阳能单电池，其特征在于，包括：半导体，其具有光入射的受光面和背对所述受光面的背面；n型半导体层，其配置于所述背面的一部分之上；和p型半导体层，其配置于所述背面的没有配置所述n型半导体层的部分之上，所述受光面具有包括多个第一凸部的第一凹凸结构，所述背面具有包括多个第二凸部的第二凹凸结构，在将所述半导体衬底沿着厚度方向截断的截面中，所述第二凹凸结构的所述第二凸部的倾斜角比所述第一凹凸结构的所述第一凸部的倾斜角小。

【技术特征摘要】
2018.02.27 JP 2018-0330441.一种背面接合型的太阳能单电池，其特征在于，包括：半导体，其具有光入射的受光面和背对所述受光面的背面；n型半导体层，其配置于所述背面的一部分之上；和p型半导体层，其配置于所述背面的没有配置所述n型半导体层的部分之上，所述受光面具有包括多个第一凸部的第一凹凸结构，所述背面具有包括多个第二凸部的第二凹凸结构，在将所述半导体衬底沿着厚度方向截断的截面中，所述第二凹凸结构的所述第二凸部的倾斜角比所述第一凹凸结构的所述第一凸部的倾斜角小。2.如权利要求1所述的太阳能单电池，其特征在于：所述第二凸部的所述倾斜角小于54.7°。3.如权利要求1或2所述的太阳能单电池，其特征在于：所述第二凸部的相邻的顶部间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高滨豪，井手大辅，吉村直记，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP