太阳能电池元件及其制造方法、以及太阳能电池模块技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池元件、具备该太阳能电池元件的太阳能电池模块、以及太阳能电池元件的制造方法。所述太阳能电池元件具备具有p型半导体区域的半导体基体，所述p型半导体区域在其表层部设有具有Si-O键的一个以上的表层内部区域，在该表层内部区域上设有钝化层。所述太阳能电池元件的制造方法包括：基板准备工序，准备具有p型半导体区域的半导体基体；表面处理工序，将所述p型半导体区域的表面暴露于使用含有氧的气体而形成的等离子体中，而在所述p型半导体区域的表层部形成具有Si-O键的表层内部区域；层形成工序，在所述表层内部区域上形成钝化层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳能电池元件、太阳能电池元件的制造方法以及具备一个以上的太阳能电池元件的太阳能电池模块。
技术介绍
在具备硅基板的太阳能电池元件中，为了减少载体的再结合，而将钝化膜设置在硅基板的表面上。作为该钝化膜的材料，研究了使用氮化硅膜(例如，参照日本特开2009-21358 号公报)。然而，根据钝化膜与硅基板的界面状态而存在无法充分地获得钝化效果的可能 性。另外，在导电型为P型的硅基板上形成有氮化硅膜的情况下，由于通常的氮化硅膜具有正的固定电荷，因此在硅基板与氮化硅膜的界面上产生能带向少数载体增大的方向弯曲的现象(能带弯曲)。因此，存在无法充分地减少载体的再结合而使太阳能电池元件的短路电流及开路电压降低、进而太阳能电池元件的光电转换效率降低的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种减少载体的再结合来提高光电转换效率的太阳能电池元件及其制造方法、以及太阳能电池模块。本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件是具备具有P型半导体区域的半导体基体的太阳能电池元件，其中，所述P型半导体区域在其表层部设有具有Si-O键的表层内部区域，在该表层内部区域上设有钝化层。另外，本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件的制造方法包括基板准备工序，准备具有P型半导体区域的半导体基体；表面处理工序，将所述P型半导体区域的表面暴露于使用含有氧的气体而形成的等离子体中，而在所述P型半导体区域的表层部形成具有Si-O键的表层内部区域；层形成工序，在所述表层内部区域上形成钝化层。进而，本专利技术的一方式涉及的太阳能电池模块具备上述太阳能电池元件。根据上述的太阳能电池元件、该太阳能电池元件的制造方法以及太阳能电池模块，能够使P型半导体区域与钝化层的界面状态良好，从而充分地减少载体的再结合。由此，能够提供提闻太阳能电池兀件的短路电流及开路电压而提闻光电转换效率的太阳能电池元件及太阳能电池模块。附图说明图I是从受光面侧观察本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件的一例而得到的俯视不意图。图2是从非受光面侧观察本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件的一例而得到的俯视不意图。图3是表示本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的图，是沿图I中的A-A线方向剖开而得到的剖视示意图。图4是表示本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件的一例的图，是在沿图I中的A-A线方向剖开的剖面中将第二面侧的一部分放大而得到的剖视示意图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的一方式涉及的太阳能电池元件、太阳能电池元件的制造方法以及太阳能电池模块详细地进行说明。<太阳能电池元件的基本结构>如图I 3所示，太阳能电池元件10具有供光入射的受光面(以下称作第一面)10a、相当于该第一面IOa的背面的非受光面(以下称作第二面)10b。另外，太阳能电池元件10具备例如板状的半导体基体9 (例如，由作为-导电型的半导体区域的半导体基板I和设置在该半导体基板I的第一面IOa侧的作为逆导电型的半导体区域的逆导电型层 2构成)；设置在半导体基体9的第一面IOa侧(在本实施方式中设置在逆导电型层2上)的反射防止层3 ;设置在第二面IOb侧的具有例如正的固定电荷的钝化层7。另外，太阳能电池元件10具有设置在半导体基体9的第一面IOa侧的第一电极4 ;设置在半导体基体9的第二面IOb侧的第二电极5。进而，太阳能电池元件10中，在半导体基板I具有P型的导电型的情况下，在半导体基板I的第二面IOb侧的表层部设置具有Si-O键的一个以上的表层内部区域8。这里，表层部是指距半导体基板I的表面的深度为2 IOnm左右的部分。在该表层内部区域8上设有钝化层7。需要说明的是，Si-O键至少存在于与半导体基板I的表面相距IOnm左右为止的深度的内部为好。作为半导体基板1，优选使用例如具有规定的掺杂元素(导电型制御用的杂质)而呈现-导电型(例如P型)的单晶硅基板或多晶硅基板等结晶硅基板。半导体基板I的厚度例如优选为250 μ m以下，更优选为150 μ m以下。半导体基板I的形状并没有特别限定，但若如图示那样在俯视观察下形成为四方形状，则从制造方法及将多个太阳能电池元件排列来构成太阳能电池模块时等观点出发是优选的。需要说明的是，作为半导体基体9，可以使用晶体硅系以外的半导体，例如可以使用薄膜硅(含有无定形硅及微结晶硅中的至少一方)或硅锗等半导体材料。其中，若使用晶体硅作为半导体基体9，则制作容易，在制造成本及光电转换效率等方面优选。另外，钝化层7是由I层以上构成的层，可以使用至少从氮化硅、氧化硅及氧化铝中选择出的一种以上的材料。尤其在使用氮化硅作为钝化层7时，从利用形成氮化硅时产生的氢来使半导体基板氢钝化这一点来说优选。<太阳能电池元件的具体例>以下，对太阳能电池元件的更具体的例子进行说明。对使用呈现P型的导电型的结晶硅基板的例子进行说明。在构成半导体基体9的由结晶硅基板构成的半导体基板I呈现P型的情况下，作为掺杂元素，优选使用例如硼或镓。构成半导体基体9的逆导电型层2为呈现与半导体基板I相反的导电型的层，设置在半导体基板I的第一面IOa侧。即，逆导电型层2形成在半导体基体9的表层内。在使用呈现P型的导电型的硅基板作为半导体基板I的情况下，逆导电型层2形成为呈现η型的导电型。另一方面，在使用呈现η型的导电型的硅基板作为半导体基板I的情况下，逆导电型层2形成为呈现P型的导电型。另外，在P型的导电型的区域与η型的导电型的区域之间形成有Pn接 合部。在半导体基板I为呈现P型的导电型的硅基板时，这样的逆导电型层2例如可以通过在该硅基板I的第一面IOa侧扩散磷等杂质来形成。反射防止层3起到降低所期望的波长区域的光的反射率来增大光生成载体量的作用，因此能够提高太阳能电池元件10的光电流密度Jsc。反射防止层3例如含有氮化硅膜、氧化钛膜、氧化硅膜、氧化镁膜、氧化铟膜、氧化锡膜或氧化锌膜等。反射防止层3的厚度根据所使用的材料来适当选择，只要形成为能够对适当的入射光实现无反射条件这样的厚度即可。在例如由硅构成的半导体基板I中，优选折射率为I. 8 2. 3左右，厚度为500 1200A左右。另外，在使用氮化硅膜作为反射防止层3的情况下，由于反射防止层3还具有钝化效果，因此优选。钝化层7为I层以上，可以使用例如从氮化硅、氧化硅及氧化铝中选择出的一种以上的材料，形成在半导体基板I的第二面IOb侧，具有减少载体的再结合的作用。钝化层7形成为100 2000A左右的厚度即可。BSF(Back Surface Field)区域6具有减少在基板I的第二面IOb的附近载体的再结合所引起的效率的降低的作用，且在半导体基板I的第二面IOb侧形成内部电场。BSF区域6呈现与半导体基板I相同的导电型，但BSF区域6的掺杂元素具有比半导体基板I所含有的多个载体的浓度高的浓度。这里，“具有高的浓度”意味着以比在半导体基板I中为了呈现-导电型而掺杂进去的掺杂元素的载体浓度高的浓度存在。即，在半导体基板I呈现P型时，BSF区域6成为杂质浓度更高的p+半导体区域。BSF区域6可以通过例如在第二面IOb侧扩散硼或招等掺杂元素而使这些掺杂元素的浓度成为I X IO18 5X 1021atoms/cm3左右来形成。优选BSF区域6形成在至少为钝化层7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：古茂田学，岩目地和明，藤本和良，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：