太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池（１０），其中，在该太阳能电池（１０）中形成的钝化膜（３）对于太阳能电池（１０）中的硅基板表面（１）上的ｐ区及ｎ区中的任一区域均可发挥高度钝化效果。在该太阳能电池（１０）中，在硅基板（１）上与受光面相反的面上形成了由氮化硅膜构成的第１钝化膜，该第１钝化膜的折射率在２．６以上。在该太阳能电池（１０）中，优选在硅基板（１）和第１钝化膜之间形成含有氧化硅膜和／或氧化铝膜的第２钝化膜。并且，该太阳能电池（１０）优选为下述的背结型太阳能电池－－在硅基板（１）上与受光面相反的面上形成了ｐｎ结的太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体而言，本专利技术涉及在硅基板上与受光面相反的面上采用了.高折射率钝化膜(passivation film)的太 阳能电池及其制造方法。
技术介绍
在传统的太阳能电池中，通常采用下述结构通过使导电型与基板导 电类型相反的杂质发生相对于受光面的扩散，从而在受光面附近形成pn结， 同时，在该受光面上设置一个电极，并在与受光面相反的面上形成另一个 电极。另外，通常，还可以通过使导电型与基板导电类型相同的杂质在所 述与受光面相反的面上发生高浓度地扩散，来达到内电场效果，从而期待 高输出效率。另一方面，在上述结构的太阳能电池中，在受光面上形成的电极会阻 碍入射光，成为抑制太阳能电池输出的原因。因此，近年来，为了解决这 一弊端，开发了将一种导电型的电极和另一种导电型的电极(即p电极和n 电极)同时设置在背面上的所谓背结型(裏面接合型，back surface junction)太阳能电池。在如上所述的背结型太阳能电池中，由于pn结存在于背面上，因而为 了有效地收集少数载流子，要点在于增加基板本体层("A夕層)中少数载 流子的寿命，和抑制基板表面上少数载流子发生再结合。即，为了在这类 太阳能电池中获得优异的光电转换效率，须使受光后在基板上产生的少数 载流子的寿命增加。作为抑制基板表面上少数载流子发生再结合的方法，可采用形成钝化 膜的方法。可是，在背结型太阳能电池中，由于p区和n区在同一个面上 形成，因此强烈期待能够开发出对p区和n区均有效的钝化膜。另外，在专利文献l(日本特开平10-229211号公报)中公开了下述技术 在硅基板上形成由氮化硅构成的钝化膜。进一步，还公开了下述技术通过将该钝化膜设置为多层结构，使归因于钝化膜与硅基板外露端表面之间 界面中的固定电荷的钝化效果得以有效发挥。专利文献1:日本特开平10-229211号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题通常，太阳能电池中的硅基板背面的钝化膜所采用的是氧化硅膜。氧 化硅膜、尤其是通过热氧化法形成的氧化硅膜(以下，也称其为热氧化膜)， 因具有高度的钝化效果而被广泛用作太阳能电池的钝化膜。可是，由于热 氧化膜的成膜速度因硅基板上的杂质浓度而异，因此，根据硅基板的状态 不同，容易产生膜厚不均。另一方面，当在太阳能电池中的硅基板的背面形成氮化硅膜作为钝化 膜时，虽然无法获得像热氧化膜那样高的钝化效果，但得到的钝化效果较 高。另外，氮化硅膜与热氧化膜不同，可以不依赖于硅基板的状态而以均 一膜厚成膜。并且，氮化硅膜对于在太阳能电池的制造工序中使用的氟化 氢具有高度耐受性。可是，由于氮化硅膜具有正的固定电荷，因而被认为不适合被用作太 阳能电池中p区的钝化膜。由于上述问题的存在，本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池，在该 太阳能电池中形成的钝化膜对于太P曰能电池中硅基板表面的p区及n区中 的任一 区域均可发挥高度效果。 解决问题的方法
本专利技术涉及一种太阳能电池，其特征在于，在硅基板的与受光面相反 的面上形成有由氮化硅膜制成的第l钝化膜，该第l钝化膜的折射率在2.6 以上。另外，优选本专利技术的太阳能电池为在硅基板的与受光面相反的面上形 成有pn结的背结型太阳能电池。此外，优选在本专利技术的太阳能电池中，在硅基板和第1钝化膜之间形 成包含氧化硅膜和/或氧化铝膜的第2钝化膜。另外，本专利技术涉及制造太阳能电池的工序，其中，所述的太阳能电池 是在硅基板上与受光面相反的面上形成有由氮化硅膜构成的第1钝化膜的太阳能电池，且所述第l钝化膜的折射率在2.6以上。另外，优选在本专利技术的制造方法中包含利用等离子CVD法形成第l钝 化膜的工序，所述等离子CVD法中使用了含有第1气体和第2气体的混合 气体，其中，所述混合气体中的第2气体与第1气体的混合比(第2气体/ 第1气体)在1.4以下，且所述混合气体中含有氮气，所述第1气体中含有 硅烷气，所述第2气体中含有氨气。另外，优选本专利技术的制造方法包含在硅基板的与受光面相反的面上形 成pn结的工序。另外，优选本专利技术的制造方法包含在硅基板和第1钝化膜之间形成包 含氧化硅膜的第2钝化膜的工序，且所述氧化硅膜采用热氧化法形成。此外，在本专利技术的制造方法中，优选在形成第1钝化膜的工序之后包 含对硅基板进行退火处理的工序。另外，在本专利技术的制造方法中，退火处理工序优选在含有氢气和非活泼气体的气体氛围中进行。 另外，在本专利技术的制造方法中，退火处理工序优选在含有0.1~4.0%氢 气的气体氛围中进行。另外，在本专利技术的制造方法中，退火处理工序优选在350 60(TC进行5 分钟~1小时。 专利技术的效果根据本专利技术，可获得下述太阳能电池在该太阳能电池中，形成了对 其中硅基板表面的p区及n区中的任一区域均可发挥高度钝化效果的钝化膜。附图说明图1是在本专利技术的太阳能电池的一个优选实施方式中从非太阳光入射 侧观察的正视图。图2是沿图1中的II-II线的截面图。图3中(a)是表示在n型硅基板上形成的氮化硅膜的折射率和该硅基 板上的少数载流子的寿命之间的关系圓；(b)是表示在表面上形成有p区的n型硅基板上形成的氮化硅膜的4;f射率和该硅基板上的少数载流子的寿命之间的关系图。圓4是表示在利用含有第1气体和第2气体的混合气体、通过等离子CVD法形成氮化硅膜时，第2气体/第1气体的混合比和形成的氮化硅膜的折射率之间的关系图。图5是示出了在本专利技术的太阳能电池的制造方法的一个实施方式中的 各工序的截面图。 符号说明1硅基板、2防反射膜、3钝化月莫、4绒面结构(texture structure)、 5p + 层、6n+层、7绒面掩膜、8扩散掩膜、10太阳能电池、llp电极、12 n电极。专利技术的具体实施例方式在本说明书中，将太阳光照射太阳能电池的太阳光入射侧的硅基板表 面称为受光面，将与受光面相反的面、即非太阳光入射侧的硅基板表面称 为反面或背面。此外，在以下的本专利技术的附图中，同一符号代表相同的部分或相应的 部分。另外，为了使附图明确化及简略化，对附图中的长度、大小、宽度 等尺寸关系进行了适当变更，并木代表实际尺寸。 <太阳能电池的结构>本专利技术的太阳能电池可以采取任意形态，但优选的是在与基板的受光 面相反的面上形成了 pn结的背结型太阳能电池。因此，以下以背结型太阳 能电池为例对本专利技术的太阳能电池进行说明。图1是在本专利技术的太阳能电池的一个优选实施方式中自非太阳光入射侧观察的正视图。图2是沿图i中n-n线的截面图。本专利技术的优选实施方式之一的太阳能电池IO是背结型太阳能电池，如 图2所示，该太阳能电池以硅基板1作为材料，在硅基板1的背面上，分 别相间隔地交替形成了多个p+层5和p+层6。在p+层5和p+层6上，形 成了 p电极11和n电极12。并且，在硅基板1的背面上除了形成有p电极 11和n电极12的部位以外的部分，被覆有钝化膜3。其中，在本专利技术中， 所述的钝化膜3包括下述两种情况仅由第1钝化膜形成的钝化膜，和由 第1钝化膜和第2钝化膜的层压体形成的钝化膜(无图示)。另外，在硅基板 1的受光面上形成有绒面结构4，并被防反射膜2所包覆。如图l所示，优选使p电极11和n电极12互不重合地形成为梳状。另外，并非一定要在 硅基板1的整个背面上都形成钝化膜3 。如图2所示，钝化膜3形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池（１０），其包括形成在硅基板（１）中与受光面相反的面上的由氮化硅膜制成的第１钝化膜，该第１钝化膜的折射率在２．６以上。

【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：伊坂隆行，舩越康志，小平真继，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]