[发明专利]单晶硅太阳能电池的制造方法及单晶硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶硅太阳能电池的制造方法及单晶硅太阳能电池，特别是涉及一种在透明绝缘性基板上形成单晶硅层的单晶硅太阳能电池的制造方法及单晶硅太阳能电池。

背景技术

以硅作为主要原料的太阳能电池，根据其结晶性，分类成单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池。其中，单晶硅太阳能电池，是利用线锯将由结晶提拉而形成的单晶晶锭切成晶片状，加工成100～200μm厚度的晶片，然后在此晶片上形成pn结、电极、保护膜等，制成太阳能电池板(电池单体)。

多晶硅，并不是利用结晶提拉，而是利用铸模使熔融金属硅结晶化而制造多晶晶锭，将此晶锭与单晶硅太阳能电池同样地利用线锯切成晶片状，同样地作成100～200μm厚度的晶片，然后与单晶硅基板同样形成pn结、电极、保护膜等，制成太阳能电池板。

非晶硅太阳能电池，例如是利用等离子体CVD法，将硅烷气体在气相中利用放电而分解，由此，在基板上形成非晶质的氢化硅膜，在此添加乙硼烷、膦等，作为掺杂气体，同时堆积，而同时进行pn结和成膜工序，形成电极、保护膜而作成太阳能电池。非晶硅太阳能电池，其非晶硅作为直接变换型，由于会吸收入射光，其光吸收系数比单晶与多晶硅的光吸收系数相比，大约高出一位数(高桥清、浜川圭弘、后川昭雄编着、「太阳光发电」、森北出版、1980、第233页)，因而与结晶硅的太阳能电池相比，具有下述优点，即，非晶硅层的厚度只要大约百分之一的膜厚也就是1μm左右便足够。近年来，太阳能电池的全球生产量，一年已超过十亿瓦特，预期今后生产量将进一步增加，对于可有效利用资源的薄膜非晶硅太阳能电池有极大的期待。

但是，非晶硅太阳能电池的制造中，原料是使用硅烷、乙硅烷等的高纯度气体原料，而且由于在等离子体CVD装置内，也有堆积在基板以外的地方，因此，其气体原料的有效利用率，并无法利用与结晶系太阳能电池所必须的膜厚的单纯的比较，来决定资源的有效利用率。另外，相对于结晶系太阳能电池的变换效率约15％左右，非晶硅太阳能电池约10％左右，再者，光照射下的输出特性劣化的问题依然存在。

对此，进行了利用结晶系硅材料来开发薄膜太阳能电池的各种尝试(高桥清、浜川圭弘、后川昭雄编着，「太阳光发电」，森北出版，1980年，217页)。例如于氧化铝基板、石墨基板等，利用三氯硅烷气体、四氯硅烷气体等堆积多晶薄膜。此堆积膜中的结晶缺陷多，仅依此则变换效率低，为提高变换效率，必然进行区域熔融以改善结晶性(例如参照日本专利公开公报特开2004-342909号)。但是，即使进行如此的区域熔融方法，也有结晶界面中的漏电流以及因寿命降低造成的长波长域中的光电流响应特性降低等的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而开发出来，其目的是提供一种单晶硅太阳能电池，是针对硅太阳能电池，为了有效地活用其原料(硅)而将光变换层制成薄膜，且变换特性优异，并且因光照射所造成的劣化少；因而提供一种可使用作为住宅等的采光窗材料，受光的可见光中的一部分可透过的透视型太阳能电池及其制造方法。

为了达成上述目的，本发明提供一种单晶硅太阳能电池的制造方法，是用以制造出在透明绝缘性基板上配置有作为光变换层的单晶硅层的单晶硅太阳能电池的方法，其特征为至少包含：准备透明绝缘性基板与第一导电型的单晶硅基板的工序；将氢离子或稀有气体离子中的至少一种，注入该单晶硅基板，来形成离子注入层的工序；对该单晶硅基板的离子注入面与该透明绝缘性基板的至少其中一方的表面之中的至少一方，进行表面活化处理的工序；以该进行表面活化处理后的面作为贴合面，来贴合该单晶硅基板的离子注入面与该透明绝缘性基板的工序；对该离子注入层施予冲击，机械性剥离该单晶硅基板，来形成单晶硅层的工序；在该单晶硅层的该剥离面侧，形成多个与该第一导电型相异的导电型也就是第二导电型的扩散区域，至少在面方向形成多个pn结，并制成在该单晶硅层的该剥离面，存在多个第一导电型区域和多个第二导电型区域的工序；在该单晶硅层的该多个第一导电型区域上，分别形成多个第一个别电极，而在该多个第二导电型区域上，分别形成多个第二个别电极的工序；以及形成用以连结该多个第一个别电极的第一集电电极与用以连结该多个第二个别电极的第二集电电极的工序。

通过包含如此工序的单晶硅太阳能电池的制造方法，即可制造出在透明绝缘性基板上配置单晶硅层来作为光变换层的单晶硅太阳能电池。