太阳能电池及其制造方法技术

一种在单晶硅基板表面具有纹理构造的太阳能电池，涉及以在该基板的表面近旁具有基于单晶硅基板制作时的切割加工历史的破损层的太阳能电池，根据本发明专利技术，基于单晶硅基板表面近旁存在的基板制作时的切割加工历史的破损层作为吸附站实现功能，对基板的少数载流子的寿命提高有贡献。根据该效果，太阳能电池特性飞跃性地提高。此外，不是重新附加破损，而是利用切割所带来的破损，所以不增加工时。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
太阳能电池是将光能变换为电力的半导体元件，其中，单晶硅类太阳能电池由于变换效率高、能比较容易地制造，所以成为了一般普及的太阳能电池中的主力。在单晶硅类太阳能电池中，例如日本特开平9-129907号公报(专利文献I)以及日本特开平10-7493号公报(专利文献2)所公开的那样，为了防止反射损失的目的常在表面形成被称为纹理的微细的突起。在太阳能电池的表面为平坦的情况下，入射的光的一部分被反射而不能变换为电流。而由于该纹理构造，提供将反射光的一部分多次阻截而再入射到太阳能电池的机会。其结果，太阳能电池的受光面的反射率下降，所以短路电流提高，太阳能电池的性能大大提闻。上述这样的纹理构造，如专利文献I以及专利文献2所公开的那样，通过对单晶硅基板的各向异性蚀刻而形成。各向异性蚀刻是指利用基于硅的面方位的蚀刻速度的差的蚀亥IJ。具体而言，对基于由单晶硅基板制作之时的切割时的线锯等产生的切割加工历史的破损层进行蚀刻之后，再次浸溃到加热了的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等的碱性水溶液中而实施。另外，也多使预定量的2-丙醇在上述碱性水溶液中溶解，而促进反应。现在，对太阳能电池有强烈要求的是，伴随光电变换效率的高效化以及太阳能电池制造工序的简化的低成本化。上述破损蚀刻后的基板表面有时微量残存了切割时的研磨液、线锯的砥粒等，即使用界面活性剂等对这些污染物质进行洗净去除，也极难排除微量的混入。此外，除此以外，p-n结形成工序、反射防止膜形成工序、表面背面电极形成工序等中的重金属等污染物质对基板的附着，即使例如实施利用使盐酸和双氧水混合后的水溶液的洗净，也很难完全去除，这些将使本体寿命(bulk lifetime)下降,并妨碍太阳能电池的闻效化。另外，以往如在日本特开2005-209726号公报(专利文献3)中记载的那样，公知有如下的太阳能电池的制造方法:通过机械或者化学的方式去除在由单晶硅锭的切割而得到的单晶娃基板的第一主表面侧形成的切割时的一次破损层，另一方面通过引入基于与上述切割不同的机械性的加工历史的新的破损，形成比一次破损层薄的二次破损层，通过对该二次破损层实施各向异性蚀刻而形成纹理构造，在该纹理构造上形成受光面侧电极。现有技术文献专利文献1:日本特开平9-129907号公报专利文献2:日本特开平10-7493号公报专利文献3:日本特开2005-209726号公报
技术实现思路
因此，本专利技术的技术问题在于提供一种不增加工时就能极尽效能地以具有良好的本体寿命的闻品质对变换效率进行进一步提闻的。本专利技术的专利技术人们为了达成上述目的，不断进行锐意研究讨论，结果发现:不对在基于单晶硅锭的切割而得到单晶硅基板表面上形成的切割时的破损层进行化学性的完全去除，而在纹理形成后使基板优选地包含0.2 5 μ m的该破损层是有效的。即，以往，基于该单晶硅基板制作时的切割加工历史的破损层被认为:如果不对其完全去除，则产生表面再结合速度增大，太阳能电池特性下降这样的缺点，因此，纹理形成是在将切割时产生的破损层用碱性水溶液去除之后进行的。这种情况下的切割时所产生的加工破损层，厚度大于等于10 μ m，直到该破损层几乎完全被去除为止施加深的化学性蚀刻。根据本专利技术的专利技术人们的锐意研究的结果，意外的是判明了:不将基于切割加工历史的破损层完全去除，通过在基板上有意地残留0.2 5 μ m的破损层，吸附效果增大，本体寿命改善，太阳能电池的电池特性提闻。另外，在上述专利文献3中也公开了在纹理形成前形成破损层的方案，但这是通过引入与切割所形成的破损不同的基于其它机械性加工历史的新的破损，形成比一次破损层薄的二次破损层，通过对该二次破损层实施各向异性蚀刻形成纹理构造，在该纹理构造上形成受光面侧电极的方案，是在对基于切割加工历史的破损层完全蚀刻去除后新设置其它破损层的方案，所以需要花费相当的时间，并且还要注意二次破损层的厚度控制。相对于此，本专利技术的纹理形成后所残留的破损层是原来的切割加工时破损层，所以也不需要另行形成破损层，如上所述，以往，通过仅将为了使表面再结合速度下降而应该去除的切割加工时的破损层残留一点，能得到本体寿命的改善。因此，本专利技术提供下述的。技术方案1:一种在单晶硅基板表面具有纹理构造的太阳能电池，其特征在于在该基板的表面近旁具有基于单晶硅基板制作时的切割加工历史的破损层。技术方案2:根据技术方案I记载的太阳能电池，其特征在于，上述破损层的深度为0.2 5 μ m0技术方案3:根据技术方案I或者2记载的太阳能电池，其特征在于，上述单晶硅基板的{100}面是主表面。技术方案4:一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，具备:对于在表面具有基于单晶硅基板制作时的切割加工历史的破损层的单晶硅基板，通过化学性蚀刻形成纹理的工序；形成p-n结的工序；形成电极的工序，其中，以使基于上述单晶硅基板制作时的切割加工历史的破损层残存而在纹理形成后的基板表面近旁存在该破损层的方式进行纹理形成。技术方案5:根据技术方案4记载的太阳能电池的制造方法，其特征在于，形成纹理，以使上述纹理形成后的破损深度为0.2 5 μ m。技术方案6:根据技术方案4或5记载的太阳能电池的制造方法，其特征在于，上述单晶硅基板的主表面是{100}面，通过使用碱性水溶液对上述化学性蚀刻进行各向异性蚀刻，将上述纹理构造形成为被4个{111}面包围的正角锥状的突起的集合体。技术方案7:根据技术方案4至6中任意一项所记载的太阳能电池的制造方法，其特征在于，对上述单晶硅基板的表面进行化学性蚀刻的碱性水溶液是包含氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的某一种的水溶液。根据本专利技术的太阳能电池的制造方法，引入到了纹理上残留的破损层中的结晶缺陷作为杂质原子的吸附站而实现功能，所以少数载流子寿命(本体寿命)变长，对变换效率的提闻有贡献。另外，所形成的破损层的深度优选为0.2 5 μ m。如超过5 μ m,则破损层变为表面再结合速度增大的原因，将导致太阳能电池的特性下降。此外，破损层的深度不足0.2μπι时，有时吸附效果变得不充分。单晶硅基板能将主表面设为{100}面。并且，通过使用碱性水溶液进行各向异性蚀刻，能够将纹理构造作为被4个{111}面围成的正角锥状的突起的集合体而高效率地形成，此外，反射防止效果也良好。破损层能够采用基于切割加工历史的破损层。在这种情况下，没有必要附加新的破损，所以不增加工时。另外，作为破损层，硅结晶是理论上正规的硅原子的排列，但其是由于切割加工的线锯等产生的多含有转位缺陷或裂缝、破裂的层。根据本专利技术，存在于单晶硅基板表面近旁的由来于基板制作时的切割加工历史的破损层作为吸附站而实现功能，对基板的少数载流子的寿命提高有贡献。基于该效果，太阳能电池特性飞跃性地提高。此外，不附加新的破损，而是利用切割带来的破损，所以不增加工时。附图说明图1是示意性地示出作为本专利技术的制造方法对象的太阳能电池的一实施例的截面图。图2是形成于基板表面的纹理构造的斜视图。图3是顺序说明本专利技术的太阳能电池的制作方法的概略的说明图。符号说明1:基板；2:破损层；3:纹理构造；4:背面电极；5:受:光面侧电极；42:发射极层；43:受光面侧绝缘膜；46:背面侧绝缘膜；47:反本文档来自技高网...

【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：森山隼，渡部武纪，村上贵志，月形信太郎，高桥光人，大塚宽之，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：
国别省市：