[发明专利]太阳能电池及太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池及太阳能电池的制造方法，特别是涉及通过分离半导体基板，能够实现轻量化且提高生产效率的太阳能电池及太阳能电池的制造方法。

背景技术

以往，由于作为半导体层而含有III-V族化合物半导体层等的化合物半导体太阳能电池具有高光电转换效率，因此，作为宇宙空间中的电源而使用。为了降低发射火箭费用等成本，作为在宇宙空间中采用的化合物半导体太阳能电池，要求具有高光电转换效率、轻量且低成本的化合物半导体太阳能电池。

为了实现在半导体基板上使III-V族化合物半导体层等半导体层外延生长而制成的化合物半导体太阳能电池的轻量化，提出有通过蚀刻半导体层从半导体基板分离半导体层来实现轻量化的方法。根据该方法，由于将分离的半导体基板反复用于外延生长，也能够实现化合物半导体太阳能电池的低成本化。

例如，在日本特开2004-319934号公报(专利文献1)中公开了如下方法：在半导体基板上隔着蚀刻层使半导体层外延生长之后，在半导体层上粘接蚀刻掩模和支承基板的状态下，对半导体层施加拉伸引力，从半导体基板分离半导体层。

另外，在日本特开平7-226528号公报(专利文献2)中公开了如下方法：经由通孔蚀刻形成于基板上的硅半导体层，使基板与半导体层分离。

专利文献1：日本特开2004-319934号公报

专利文献2：日本特开平7-226528号公报

但是，在上述日本特开2004-319934号公报(专利文献1)记载的现有方法中，随着半导体基板的大面积化，从半导体基板分离的半导体层的面积增大，因此，蚀刻时间变长，导致存在太阳能电池的生产效率差的问题。

另外，在日本特开平7-226528号公报(专利文献2)记载的现有方法中公开了如下方法：在从基板剥离半导体层之后，利用某种方法由基板支承半导体层以使之后的工序流动化。但是，由于上述剥离后的半导体层的厚度在半导体层由硅构成时为30μm左右、在半导体层由化合物半导体构成时为数μm至20μm左右，非常薄，而且，化合物半导体非常脆等理由，因此，剥离后的半导体层的处理非常困难，存在太阳能电池的生产效率非常差的问题。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种太阳能电池及太阳能电池的制造方法，通过分离半导体基板能够实现轻量化，并且，能够提高生产效率。

本发明提供的太阳能电池包括背面电极层、形成于背面电极层表面上的半导体层及形成于半导体层表面上的表面电极层，在背面电极层的与形成有半导体层的一侧相反的一侧的表面上具有支承层，半导体层包含至少一个pn结，所述太阳能电池具有多个将支承层开口部和半导体层开口部连接的作为空洞的通孔，该支承层开口部形成于支承层的与形成有背面电极层的一侧相反的一侧的表面，该半导体层开口部形成于半导体层的与形成有背面电极层的一侧相反的一侧的表面，表面电极层形成在未形成有半导体层开口部的区域内。

在此，在本发明的太阳能电池中，优选通孔的内壁面由支承层覆盖。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选半导体层开口部的最大孔径为15μm以下。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选相邻的半导体层开口部之间的最短距离为200μm以下。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选半导体层的厚度为20μm以下。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选半导体层含有GaAs类化合物半导体层和GaP类化合物半导体层中的至少一个。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选半导体层开口部的开口面积的总和为半导体层的形成有半导体层开口部的表面中的受光面积的1％以下。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选支承层由有机化合物构成。

另外，在本发明的太阳能电池中，优选有机化合物是聚酰亚胺。

另外，本发明的太阳能电池的制造方法，是用于制造上述任一太阳能电池的制造方法，包括：在半导体基板上形成蚀刻层的工序；在蚀刻层上形成半导体层的工序；在半导体层上形成背面电极层的工序，该背面电极层具有沿厚度方向贯通的第一蚀刻用孔；在背面电极层上形成支承层的工序，该支承层具有沿厚度方向贯通并与第一蚀刻用孔连接的第二蚀刻用孔；通过从第一蚀刻用孔和第二蚀刻用孔蚀刻半导体层使蚀刻层的表面露出，以形成通孔的工序；至少从通孔蚀刻蚀刻层以使半导体层和半导体基板分离的工序；在半导体层表面的未形成有半导体层开口部的区域形成表面电极层的工序。