[发明专利]太阳能电池的制造方法、太阳能电池的制造装置以及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池、太阳能电池的制造方法以及太阳能电池的制造装置，具体而言，涉及可在最小限度的范围内修复结构缺陷的太阳能电池，以及能够以低成本检测并修复结构缺陷的太阳能电池的制造方法和制造装置。

本申请基于2008年3月31日申请的特愿2008-090570号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

从有效利用能量的观点来看，近年来，太阳能电池正越来越被广泛而普遍地利用。特别是利用硅单晶的太阳能电池，其每单位面积的能量转换效率优异。但是，另一方面，由于利用硅单晶的太阳能电池使用将硅单晶结晶块切割后的硅片，而结晶块的制造需要耗费大量能量，制造成本高。特别是实现在室外等设置的大面积的太阳能电池时，如果利用硅单晶制造太阳能电池，目前来说是相当花费成本的。因此，利用可更廉价制造的非晶(非晶质)硅薄膜的太阳能电池，作为低成本的太阳能电池正在普及。

非晶硅太阳能电池使用被称为pin结的层结构的半导体膜，该半导体膜是通过p型和n型的硅膜将接收光时产生电子和空穴的非晶硅膜(i型)夹住的层结构。在该半导体膜的两面上，分别形成有电极。由太阳光产生的电子和空穴，因p型与n型半导体的电位差而活跃地移动，通过这样连续地反复，在两面的电极上产生电位差。

作为这种非晶硅太阳能电池的具体结构，例如采用如下结构，即在玻璃基板上将透明导电氧化物(TCO，Transparent Conductive Oxide)等透明电极作为下部电极来进行成膜，在其上形成由非晶硅构成的半导体膜和作为上部电极的Ag薄膜等。

在这种包括由上下电极和半导体膜构成的光电转换体的非晶硅太阳能电池中，存在如下问题，即如果只是在基板上以大面积均匀地对各层进行成膜，就会电位差减小、电阻值增大。因此，例如，按照各规定尺寸，对光电转换体在电气上进行分区而形成分区单元，电连接彼此相邻的分区单元，从而构成非晶硅太阳能电池。

具体而言，采用如下结构，即对在基板上以大面积均匀形成的光电转换体，使用激光等，形成被称为划痕线(スクライブライン)的槽，得到多个薄长方形状的分区单元，并以串联方式电连接这些分区单元。

可是，已知在这种结构的非晶硅太阳能电池中，在制造阶段会产生一些结构缺陷。例如，在形成非晶硅膜时，由于混入微粒或产生气孔，有时会造成上部电极与下部电极局部短路。另外，在基板上形成光电转换体之后，当通过划痕线将其分割为多个分区单元时，也会出现沿着该划痕线形成上部电极的金属膜熔化并到达下部电极、上部电极与下部电极局部短路的情况。

如此，在光电转换体中，当夹着半导体膜而在上部电极与下部电极之间产生局部短路的结构缺陷时，会引起发电电压下降和光电转换效率降低这样的问题。因此，在现有的非晶硅太阳能电池的制造工序中，通过检测这种短路等结构缺陷，去除产生结构缺陷的部位，从而修复问题。

例如，在专利文献1、2中公开了一种方法，即对由划痕线分割的各个分区单元的整体施加偏置电压，通过红外线传感器检测出在短路部位产生的焦耳热，从而确定出存在结构缺陷的分区单元。另外，还已知如下方法，即通过CCD相机等放大观察所有分区单元的表面，或者通过照射光来测量并比较每个分区单元的曲线因子(FF，fill factor)，从而确定出存在结构缺陷的分区单元。

专利文献1：日本特开平9-266322号公报

专利文献2：日本特开2002-203978号公报

但是，在如上所述对分区单元的整体施加偏置电压来检测缺陷的方法中，可以确定出分区单元内大致的缺陷位置，但是难以确定其详细位置，另外还需要红外线传感器的扫描等，存在着检测精度的问题，以及用于检测的装置成本高的问题。

另外，由于施加偏置电压到缺陷部位发热的程度，因此也有可能会对半导体膜造成损坏。

在通过CCD相机等放大观察来检测缺陷的方法中，需要使相机扫描太阳能电池的整个区域，特别是当太阳能电池为大面积时，存在着在结构缺陷的检测上花费工夫和时间的问题。另外，还有可能检测不出未出现在表层的缺陷。

在通过照射光来测量每个分区单元的FF的方法中，能够检测出存在缺陷的分区单元自身，但是难以确定出在分区单元内何处存在有缺陷。

而且，在上述这些缺陷检测方法中，由于只能确定出大致的缺陷位置，因此在利用激光等修复缺陷部位时，存在如下问题，即会在大范围内去除半导体膜，不仅作为太阳能电池的特性不理想，而且在外观上也不理想。