[发明专利]晶体硅型太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在半导体层与背面电极层之间具有钝化膜的晶体硅型太阳能电池及其制造方法。

背景技术

太阳能电池领域的主要技术主题之一包括效率（光电转换效率）的改善。为了提高太阳能电池的效率，将通过光生成的载流子（空穴和电子）中的大多数导入各自所对应的电极中是有效的。这相当于降低空穴与电子的再结合速度，作为实现此目的技术，以前就已知有形成背面势垒（背面电场（BSF：Back Surface Field））的方法。

这样的背面势垒的形成，通过在p型硅基板的背面侧形成掺杂了高浓度的p型杂质的p+型半导体层来进行。然后，利用在p型半导体层（p型硅基板）与上述p+型半导体层之间产生的电场，防止p型半导体层中产生的载流子中的电子到达背面电极，由此使空穴与电子的再结合速度降低。但是，在所涉及的构成中，由于在p型硅基板的背面侧残留再结合中心，所以难以使再结合速度充分降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－33757号公报

专利文献2：日本特开平9－45945号公报

发明内容

作为用于使再结合速度进一步降低的技术，专利文献1和专利文献2中采用下述技术：在p型硅基板与背面电极之间形成背面钝化膜（例如以氮化硅作为主要要素的膜），通过该背面钝化膜，将成为再结合中心的硅原子的悬空键终端的技术。

但是，在该技术中，由于上述背面钝化膜是绝缘膜，所以为了使p型硅基板与背面电极导通，需要利用光刻法所代表的方法将背面电极图案化，太阳能电池的制造成本增加。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，提供一种使再结合速度充分降低同时可以廉价地制造的晶体硅型太阳能电池及其制造方法。

为了解决上述课题，技术方案1的发明是一种晶体硅型太阳能电池，

其具备：将背面电极层、第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层、第1钝化膜和表面电极从受光侧的第1主面的相反侧的第2主面侧起依次层叠而形成的单元结构，

其特征在于，

在所述背面电极层与所述第1半导体层之间形成具有5～30nm的膜厚的第2钝化膜，

所述背面电极层的电极材料通过所述第2钝化膜扩散至所述第1半导体层，由此使所述第1半导体层和所述背面电极层导通，并且在所述第2钝化膜和所述第1半导体层之间形成具有高于所述第1半导体层的第1导电型杂质浓度的第1导电型的高浓度半导体层。

技术方案2的发明涉及技术方案1所述的晶体硅型太阳能电池，其特征在于，所述第1钝化膜具有防止光反射性。

技术方案3的发明涉及技术方案1或2所述的晶体硅型太阳能电池，其特征在于，所述第2钝化膜以氮化硅作为主要要素。

技术方案4的发明涉及技术方案3所述的晶体硅型太阳能电池，其特征在于，所述第2钝化膜的折射率是2.4以上。

技术方案5的发明是一种晶体硅型太阳能电池的制造方法，其具备下述工序：

（a）pn结形成工序，该工序在第1导电型的半导体硅基板的两主面中，从受光面侧的第1主面侧导入第2导电型的杂质，由此在所述基板内形成第1导电型的第1半导体层与存在于该第1半导体层上的第2导电型的第2半导体层的pn结；

（b）钝化膜形成工序，该工序在所述第1主面上形成第1钝化膜，并且在所述基板的第2主面上形成第2钝化膜；

（c）电极形成工序，该工序在所述第1钝化膜上形成表面电极层，并且在所述第2钝化膜上形成背面电极层；以及

（d）烧成工序，该工序烧成所述表面电极层和所述背面电极层，

其特征在于，

在所述（b）工序中成膜的所述第2钝化膜的膜厚是在5～30nm的范围内，

所述（d）工序具备：

d－1）导通工序，该工序加热所述表面电极层，使该表面电极层的电极材料贯穿所述第1钝化膜的一部分而到达所述第2半导体层，通过该到达使所形成的表面电极与所述第2半导体层导通；以及

d－2）扩散工序，该工序加热所述背面电极层，使该背面电极层的电极材料通过所述第2钝化膜扩散至所述第1半导体层，由此使所述第1半导体层与所述背面电极层导通，并且在所述第2钝化膜与所述第1半导体层之间形成具有高于所述第1半导体层的第1导电型杂质浓度的第1导电型的高浓度半导体层。

技术方案6的发明涉及技术方案5所述的晶体硅型太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述第1钝化膜具有防止光反射性。