太阳能单电池制造技术

太阳能单电池(10)包括具有受光面及背面的第1导电型的半导体衬底(20)、设置于背面上的第1导电型的第1半导体层(50)、和设置于背面上的第2导电型的第2半导体层(51)，半导体衬底(20)具有：具有第1导电型的杂质的第1杂质区域(40)；和设置于第1杂质区域(40)与第1半导体层(50)之间的、具有第1导电型的杂质的第3杂质区域(42)，第3杂质区域(42)的第1导电型的杂质浓度高于第1杂质区域(40)的第1导电型的杂质浓度，半导体衬底(20)与第1半导体层(50)的接合是异质结。

Solar cell

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能单电池
本专利技术涉及太阳能单电池。
技术介绍
作为光电转换特性高的太阳能单电池，公开有一种所谓的背面接合型的太阳能单电池，在背向半导体衬底的受光面的背面形成有n型半导体层和p型半导体层。例如专利文献1中公开有一种背面接合型的太阳能单电池，在结晶性的半导体衬底的背面设置有n型非晶半导体层和p型非晶半导体层，在结晶性的半导体衬底与n型非晶半导体层及p型非晶半导体层之间设置有本征非晶半导体层。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第WO2015/114903号
技术实现思路
专利技术要解决的课题使用半导体衬底的太阳能单电池中，半导体衬底表面的光载流子复合对光电转换特性产生大的影响。因此，在半导体衬底的表面设置钝化膜，来抑制光载流子复合。但是，即使在设置有钝化膜的情况下，也不能完全抑制半导体衬底的表面的光载流子复合，需要进一步抑制复合。用于解决课题的方法作为本专利技术的一个方式的太阳能单电池，其包括：具有受光面和背面的第1导电型的半导体衬底；设置于背面上的第1导电型的第1半导体层；与设置于背面上的第1导电型为相反导电型的第2导电型的第2半导体层；与第1半导体层电连接的第1电极；和与第2半导体层电连接的第2电极，半导体衬底具有：具有第1导电型的杂质的第1杂质区域；第3杂质区域，其设置于第1杂质区域与第1半导体层之间，具有第1导电型的杂质；和第4杂质区域，其设置于第1杂质区域与第2半导体层之间，具有第1导电型的杂质，第3杂质区域的第1导电型的杂质浓度高于第1杂质区域和第4杂质区域的第1导电型的杂质浓度，半导体衬底与第1半导体层的接合是异质结。专利技术的效果根据本专利技术，能够实现太阳能单电池的光电转换特性的提高。附图说明图1是表示实施方式的太阳能单电池的结构的截面图。图2是表示图1的实施方式的太阳能单电池的结构的背面侧的俯视图。图3是表示其他实施方式的太阳能单电池的结构的截面图。图4是表示变形例的太阳能单电池的结构的截面图。图5是示意表示太阳能单电池的制造工序的图。图6是示意表示太阳能单电池的制造工序的图。图7是示意表示太阳能单电池的制造工序的图。图8是示意表示太阳能单电池的制造工序的图。图9是示意表示太阳能单电池的制造工序的图。图10是示意表示太阳能单电池的制造工序的图。具体实施方式以下参照附图说明实施方式。但是，下述的实施方式是简单的示例，本专利技术不受下述实施方式的限定。各图是示意图，未必严密地图示从来。例如，附图描绘的构成要素的尺寸比例等有时与实际物体不同。具体的尺寸比例等应该参照下述的说明来判断。附图说明中，对相同的要素添加相同的符号，适当省略重复的说明。图1是本实施方式的背面接合型的太阳能单电池10的截面图，图2是从背面侧观察该太阳能单电池10的俯视图。而且，图1是沿着图2的A-A′线的截面图。如图1所示，太阳能单电池10具有半导体衬底20。半导体衬底20具有受光面21和背面22。半导体衬底20的受光面21是指太阳光主要入射的面，背面22是指背向受光面21的面。半导体衬底20通过接收光而生成光载流子。此处，光载流子是通过半导体衬底20吸收光而生成的电子和空穴。半导体衬底20具有n型或者p型的第1导电型。为了提高入射光的利用效率，优选在半导体衬底20的受光面21设置凹凸结构的纹理结构。另一方面，在半导体衬底20的背面22可以设置凹凸结构的纹理结构，也可以不设置纹理结构。上述凹凸结构例如是从1μm至10μm的大小。作为半导体衬底20，例如能够使用单晶硅衬底或者多晶硅衬底的晶体硅衬底。再者，作为半导体衬底20，也能够使用晶体硅衬底以外的衬底。例如，能够使用锗(Ge)半导体衬底、以碳化硅(SiC)及硅锗(SiGe)为代表的4族-4族化合物半导体衬底、或者、以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)及磷化铟(InP)为代表的3族-5族化合物半导体衬底等一般的半导体衬底。本实施方式中，作为第1导电型的半导体衬底20使用n型的单晶硅衬底，对第1导电型是n型、与第1导电型为相反导电型的第2导电型是p型的情况的例子进行说明。半导体衬底20的厚度例如是50μm至300μm程度。此外，在半导体衬底20例如添加由磷(P)、砷(As)或者锑(Sb)等掺杂物，作为在硅中掺杂的第1导电型的杂质。第1导电型的半导体衬底20，其大致整体由第1导电型的第1杂质区域40构成。第1杂质区域40的第1导电型的杂质浓度例如是1×1014cm-3至5×1016cm-3程度，优选为5×1014cm-3至5×1015cm-3程度。再者，第1导电型可以是p型，第2导电型可以是n型，此外，半导体衬底20也可以是多晶硅衬底。如图1所示，在半导体衬底20的受光面21的整个区域或者大致整个区域上设置钝化层30。钝化层30具有抑制与半导体衬底20的接合界面处的光载流子复合的功能。本实施方式中，作为钝化层30，使用非晶半导体层。作为钝化层30的非晶半导体层可以是非晶硅层。本实施方式中，具有从半导体衬底20的受光面21起依次层叠本征非晶硅层30i和第1导电型的第1导电型非晶硅层30n的层叠结构。本征非晶硅层30i在半导体衬底20的受光面21上与受光面21接触地设置。第1导电型非晶硅层30n设置于本征非晶硅层30i之上。半导体衬底20与钝化层30的接合构成异质结。本说明书中的“本征”，不限定于不含有导电型杂质的完全本征的半导体，包括特意没有混入导电型杂质的半导体、或者存在制造过程等中混入的导电型杂质的半导体。另外，在特意或者无意添加微量的导电型杂质的情况下，也包括以其浓度例如为5×1018cm-3以下的方式形成的半导体。此外，本说明书中的“非晶”也可以包括非晶部分和结晶部分两者。第1导电型非晶硅层30n例如添加磷(P)、砷(As)或者锑(Sb)等掺杂物，作为形成与半导体衬底20相同的第1导电型的杂质。第1导电型非晶硅层30n的第1导电型的杂质的掺杂物浓度例如为1×1019cm-3以上，优选为1×1020cm-3以上且5×1021cm-3以下。钝化层30的厚度形成为能够充分抑制半导体衬底20的受光面21处的光载流子复合的程度的厚度，另一方面，优选其足够薄以尽可能将钝化层30对入射光的吸收抑制得低。钝化层30的厚度例如为4nm至100nm程度。进而具体而言，本征非晶硅层30i的厚度例如是2nm至50nm程度，此外第1导电型非晶硅层30n的厚度例如是2nm至50nm程度。此外，作为钝化层30，能够使用非晶半导体层以外的层。例如，能够使用绝缘层，绝缘层包含至少含有氧(O)及氮(N)一者的硅化合物、或者、至少含有氧(O)及氮(N)一者的铝化合物。该绝缘层的厚度例如是1nm至100nm程度。也能够使在作为钝化层30的非晶半导体层与半导体衬底20之间设置上述非晶半导体层以外的层的结构。在钝化层30之上，设置与钝化层30接触、而兼具作为反射防止膜及保护膜的功能的透明膜31。作为透明膜31，能够使用透明绝缘膜或者透明导电膜。透明绝缘膜例如能够由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝或者氧氮化铝等构成。这些化合物中也可以含有氢(H)。透明导电膜例如能够构成为至少含有氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)或者氧化钛(TiO2)等金属氧化物的一者。在这些金属氧化物中也可以添加锡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：具有受光面和背面的第1导电型的半导体衬底；形成在所述背面上的第1导电型的第1半导体层；与形成在所述背面上的第1导电型为相反导电型的第2导电型的第2半导体层；与所述第1半导体层电连接的第1电极；和与所述第2半导体层电连接的第2电极，所述半导体衬底具有：具有第1导电型的杂质的第1杂质区域；和第3杂质区域，其形成于所述第1杂质区域与所述第1半导体层之间，具有第1导电型的杂质，所述第3杂质区域的第1导电型的杂质浓度高于所述第1杂质区域的第1导电型的杂质浓度，所述半导体衬底与所述第1半导体层的接合是异质结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.31 JP 2017-0695531.一种太阳能电池，其特征在于，包括：具有受光面和背面的第1导电型的半导体衬底；形成在所述背面上的第1导电型的第1半导体层；与形成在所述背面上的第1导电型为相反导电型的第2导电型的第2半导体层；与所述第1半导体层电连接的第1电极；和与所述第2半导体层电连接的第2电极，所述半导体衬底具有：具有第1导电型的杂质的第1杂质区域；和第3杂质区域，其形成于所述第1杂质区域与所述第1半导体层之间，具有第1导电型的杂质，所述第3杂质区域的第1导电型的杂质浓度高于所述第1杂质区域的第1导电型的杂质浓度，所述半导体衬底与所述第1半导体层的接合是异质结。2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：还包括第4杂质区域，其形成于所述第1杂质区域与所述第2半导体层之间，具有第1导电型的杂质，所述第4杂质区域的第1导电型的杂质浓度低于所述第3杂质区域的第1导电型的杂质浓度。3.如权利要求1或者2所述的太阳能电池，其特征在于：所述半导体衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：瀬能未奈都，难波伸，
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