太阳能电池的制造方法及太阳能电池技术

本发明专利技术的目的在于提供一种太阳能电池的制造方法及太阳能电池，该太阳能电池能够谋求光电转换效率的提高。作为本发明专利技术的太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池具备透明基板、表面电极层、光吸收层及背面电极层，所述方法在于透明基板的一个主面侧形成表面电极层的表面电极形成工序中，包括：IXO层形成工序，在主面侧形成将掺杂元素X掺杂于铟氧化物中而成的IXO层；ZnO层形成工序，在IXO层上形成ZnO层；及纹理结构形成工序，在ZnO层的光吸收层侧形成纹理结构。

Method for manufacturing solar cell and solar cell

The object of the invention is to provide a method for manufacturing a solar cell and a solar cell, which can improve the photoelectric conversion efficiency. As the solar cell manufacturing method of the invention, the solar cell has a transparent substrate, the surface electrode layer, light absorbing layer and a back electrode layer, the method is a main surface of the transparent substrate is formed on the surface of the electrode surface of the electrode layer forming step, including: IXO layer forming step in the main side the formation of the IXO layer doping element X doped indium oxide in a ZnO layer; forming process, forming a ZnO layer on the IXO layer; and the texture formation process, absorption layer is formed on the side of texture in the ZnO layer of the light.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够谋求光电转换效率提高的太阳能电池及太阳能电池的制造方法。
技术介绍
以往，作为关于此领域的技术文献公知有日本特公平7-105166号公报等。该公报中记载的薄膜硅太阳能电池由形成于玻璃基板上的碱性阻挡涂布层和形成于其上的 TCO(Transparency Conductive Oxide，透明导电氧化物)膜构成，在此由基于氟掺杂的氧化锡膜的表面电极、形成于其上的氢氧化非晶硅构成的光电转换层及形成于其上的第2导电膜(也称为光反射膜、背面电极)构成。并且，作为氧化锡膜的形成方法公知有利用四氯化锡与水的反应，通过常压CVD法形成氧化锡膜的方法。在该薄膜硅太阳能电池中，重要的是，如何通过氧化锡膜将从玻璃基板侧入射的光的大部分光吸进光电转换层，并且由于氧化锡膜作为电极发挥作用，所以具有小的方块电阻也重要。为了吸进光而将氧化锡膜表面设为具有凹凸的形状(纹理结构)来使光散射， 由此使光倾斜行进从而加长光电转换层内的光的路径。就氧化锡膜而言，期待方块电阻小、 透射率高、且将表面设为纹理结构、雾度高且均勻的膜。其中，雾度是散射光通量除以总光通量的值(参照专利文献2)。专利文献1 日本特公平7-105166号公报专利文献2 日本特开2001-59175号公报为了改善作为上述太阳能电池的光电转换层的转换效率，正在开发设为非晶硅和微晶硅的2层的串联结构。在非晶硅和微晶硅中，因能带间隙的差异所吸收的光的波长区域也不同，与只有非晶硅的光电转换层的情况相比，还能吸收长波长(900 1200nm)的光并改善转换效率。对于该串联式太阳能电池用TCO膜，逐渐要求350 1200nm波长区域中的透射率高，方块电阻更小，雾度高至30 70%的膜，以基于以往CVD法的TCO膜(氧化锡膜)已无法应对。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种太阳能电池及太阳能电池的制造方法，该太阳能电池能够提供该串联式太阳能电池中所要求的TCO膜。本专利技术的太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池具备透明基板、表面电极层、光吸收层及背面电极层，其特征在于，在于透明基板的一个主面侧形成表面电极层的表面电极形成工序中，包括IM)层形成工序，在主面侧形成将掺杂元素X掺杂于铟氧化物中而成的D(0层；ZnO层形成工序，在D(0层上形成ZnO层；及纹理结构形成工序，在ZnO层的光吸收层侧形成纹理结构。另外，MO层是由将掺杂元素X掺杂于铟氧化物中的化合物构成的层。作为掺杂元素X，使用Sn(锡)、W(钨)、Mo(钼)、Si (硅)等各种成分。作为这种IXO 层，例如有 ITOdndium TinOxide)层。根据本专利技术所涉及的太阳能电池的制造方法，通过纹理结构使从透明基板侧入射的光散射，由此能够使光倾斜行进从而加长光吸收层内的光的路径。另外，倾斜行进的光由光吸收层与背面电极层的边界反射，其反射光由纹理结构，即光吸收层与表面电极层的边界再次反射而禁闭于光吸收层内，所以能够有效地进行光电转换。而且，通过采用电阻低于氧化锡(SnO2)层的DCO层作为表面电极层，能够提供更为薄且低电阻的膜，因此由成膜装置成膜的部分较少即可，从而能够降低成膜装置的价格。并且，也能够缩小成膜装置的装置空间。另外，在MO层上形成ZnO层，并通过在该ZnO层上进行蚀刻形成纹理结构，由此与由以往CVD法形成时相比，也容易调整雾度，且也能够形成高雾度的纹理结构。因此，根据该太阳能电池的制造方法，能够提供将光吸收层设为由非晶硅和微晶硅构成的串联结构的串联式太阳能电池中所要求的TCOCTransparent ConductiveOxide)膜。在本专利技术所涉及的太阳能电池的制造方法中，优选在纹理结构形成工序中，通过蚀刻处理在ZnO层形成纹理结构。通过基于蚀刻处理来形成纹理结构，与通过纹理化颗粒(texturingparticles) 或喷射处理形成时相比，容易实现纹理结构形成工序的简化及短时间化。并且，在本专利技术所涉及的太阳能电池的制造方法中，优选蚀刻处理通过酸性蚀刻液进行湿式蚀刻。此时，通过调整蚀刻液的浓度或蚀刻时间，能够容易地实现纹理结构中的雾度调整，所以能够得到符合光吸收层的特性等的所希望的雾度。这有助于提高太阳能电池的光电转换效率。另外，在本专利技术所涉及的太阳能电池的制造方法中，优选在蚀刻处理中，通过使蚀刻液的浓度、蚀刻时间及ZnO层中的掺杂元素量中的至少一个发生变化来调整ZnO层的纹理结构中的雾度。另外，作为ZnO层中的掺杂成分有( (镓)等。并且，由掺杂元素向太阳能电池组件侧的扩散引起的污染成问题时，也有为无掺杂的SiO层的情况。本专利技术所涉及的太阳能电池，其特征在于，具有透明基板；表面电极层，形成于透明基板的一个主面侧；ITO层，在形成于表面电极层上的光吸收层中，将掺杂元素X掺杂于铟氧化物中而成；及ZnO层，形成于ITO层上，其中，在SiO层的光吸收层侧形成有纹理结构。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种上述串联式太阳能电池中所要求的TCO膜。 附图说明图1是表示本专利技术所涉及的太阳能电池的一实施方式的结构图。图2是表示非晶硅层及微晶硅层的光谱灵敏度特性的图表。图3是用于说明纹理结构形成工序的图。图4(a)是表示基于浓度0. 的盐酸的蚀刻时间与纹理结构的凹凸粗糙度的关系的图，图4(b)是表示基于浓度0. 5%的盐酸的蚀刻时间与纹理结构的凹凸粗糙度的关系的图。图5是表示对应于图4(a)的蚀刻时间、雾度及ZnO层厚度的关系的图表。图中1-太阳能电池，2-白板玻璃基板(透明基板)，3_表面电极层，4-IT0层，5-ZnO层，6-光吸收层，7-非晶硅层，8-微晶硅层，9-背面电极层，IO-ZnO层，Il-Ag层， 12-碱性阻挡层(SW2层)，τ-纹理结构。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的太阳能电池的制造方法及太阳能电池的优选实施方式进行详细说明。如图1所示，本实施方式所涉及的太阳能电池1在白板玻璃基板(透明基板)2上按碱性阻挡层12、表面电极层3、光吸收层6及背面电极层9的顺序层叠这些层而构成。在该太阳能电池1中，若从白板玻璃基板2侧入射的光透射表面电极层3而进入光吸收层6 内，则通过光生伏打效应而在光吸收层6内转换成电力，该电力经过表面电极层3及背面电极层9输出到外部。表面电极层3由ITOandium Tin Oxide)层4及ZnO层5构成。ITO层4形成于白板玻璃基板2上。ITO层4由在M2O3 (氧化铟)中添加有SnA (氧化锡)的化合物构成， 具有与SnA等其他透明导电性材料相比较低的电阻和作为表面电极层3的足够的透射率。 并且，ITO层4与用于向外部输出电力的外部电极连接。虽然该ITO层4的厚度越薄，在透射率及成本方面越有利，但要兼顾作为表面电极层3所需的方块电阻来决定该ITO层4 的厚度。具体而言，作为表面电极层3需要10Ω/口 (ohm/square)的方块电阻时，形成为 150nm左右的厚度。ZnO层5由添加有Ga (镓)或Al (铝)的SiO (氧化锌)及无掺杂元素的ZnO形成。ZnO层5以与光吸收层6相接触的方式配置，在ZnO层5的光吸收层6侧的表面形成有纹理结构T。纹理结构T是为了将从白板玻璃基板2侧入射的光禁闭于光吸收层6而形成的微细凹凸结构，按照太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池的制造方法，所述太阳能电池具备透明基板、表面电极层、光吸收层及背面电极层，其特征在于，在于所述透明基板的一个主面侧形成所述表面电极层的表面电极形成工序中，包括：ＩＸＯ层形成工序，在所述主面侧形成将掺杂元素Ｘ掺杂于铟氧化物中而成的ＩＸＯ层；ＺｎＯ层形成工序，在所述ＩＸＯ层上形成ＺｎＯ层；及纹理结构形成工序，在所述ＺｎＯ层的所述光吸收层侧形成纹理结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊丹哲，窪田薰，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP