[发明专利]高光电变换效率太阳能电池及高光电变换效率太阳能电池的制造方法

说明书

本发明是一种太阳能电池，在结晶硅基板的第1主表面，配置具有p型导电型的p型区域、与具有n型导电型且赋予n型导电型的添加不纯物的基板深度方向的最大浓度为5×10¹⁸atoms/cm³以上的n型区域，以覆盖p型区域与n型区域的方式配置第1保护膜，在第1主表面的相反侧的表面即第2主表面，以覆盖第2主表面的方式配置第2保护膜的背面电极型太阳能电池，其特征是第1保护膜与第2保护膜是由包含氧化铝的化合物所构成的太阳能电池。由此，提供便宜且光电变换效率高的太阳能电池。

技术领域

本发明有关高光电变换效率太阳能电池及高光电变换效率太阳能电池的制造方法。

背景技术

作为使结晶硅太阳能电池的光电变换效率提高的手法，近年，废除受光面的电极而免除由于电极的影子所造成的光学上损失的所谓的背面电极型太阳能电池受到广泛探讨研究。

图10是显示背面电极型太阳能电池的基本构造的剖面模式图。在图10，受光面于该图中向下表示。在背面电极型太阳能电池1000，在基板1001的非受光面，形成被高浓度扩散赋予p型导电性的添加物的p型区域1002，以邻接此的方式形成被高浓度扩散赋予n型导电性的添加物的n型区域1003。

p型区域1002与n型区域1003之上及其相反侧的面(受光面)，分别由供减低因被光激发的载体再结合所造成的损失用的保护膜1004、1005覆盖着。接着，正电极1006与负电极1007是贯通保护膜1004而形成的。此外，图10未显示，但在基板1001的受光面，被形成具有数微米凹凸的供把光封入用的纹理。

在背面电极型太阳能电池因为在受光面没有电极，所以有必要使主要利用短波长光被激发的电荷载体、不会再结合而到达背面。由于实际上在基板表面成为电荷载体再结合中心的悬键(硅的未键结电子对)为高密度存在，所以，对保护膜1005要求非常高的保护性能。

可是，电荷载体的再结合比例，是在结晶块体的块体再结合比例、与在结晶表面的表面再结晶比例的和。一般而言，在结晶硅使添加不纯物浓度(室温下的电荷载体浓度)提高时，块体再结合会增加。这是起因于添加不纯物的结晶缺陷、或随着载体浓度提高而使欧杰程序(Auger process)的直接再结合显著化的缘故。因此，一般上，在p型区域1002及n型区域1003之类的高浓度区域，是通过将基板深度方向的最大添加不纯物浓度控制在例如10¹⁸atoms/cm³程度的前半、将其表面以有效的保护膜覆盖，来抑制背面的载体再结合损失。

此外，在表面保护层具有化学终端与场效应2个要素。场效应，是一种利用被内藏在保护膜的固定电荷而在基板表面产生电场，减少表面附近的电荷载体浓度、减低在表面的再结合的效果。在太阳能电池，一般常以具正电荷的氮化硅或具负电荷的氧化铝用作场效应型保护层。

场效应型保护层的保护效果，原理上无关于适用的基板表面的导电型皆可获得。但是，适用具有与基板表面的多数载体相同极性的固定电荷的膜、且往同面形成电极时，少数载体会朝与本来应被收集的电极的相反极性的电极流入，降低太阳能电池的输出属已知。

对于这问题，在专利文献1，记载着在背面电极型太阳能电池的p型区域表面形成氧化铝膜、在n型区域表面适用氧化硅，还在受光面适用氮化硅的示例。

另一方面，在化学终端型保护层，列举氧化硅作为代表例。氧化硅具有正电荷，虽也随制法不同而异，但从与一般的氮化硅比起来固定电荷密度会低1～2位数、与结晶硅的边界面的缺陷密度会比较低的特征而言，被认为是在p型表面与n型表面皆可使用的素材。在非专利文献1(Mulligan)的示例，在使用n型基板的太阳能电池的受光面与背面的双方适用氧化硅。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-010746号公报

非专利文献