[发明专利]太阳能电池单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池单元，更详细而言，本发明涉及一种技术，所述技术降低由在作为半导体基板的多晶硅内部存在的结晶缺陷或晶界中的电子-空穴再结合引起的光电转换损失、以及多晶硅太阳能电池单元的内部应力、由此引起的单元的翘曲并提高单元-模块制造工序中的成品率。

背景技术

使用图4对以往的多晶硅太阳能电池单元的制造工序进行说明。在图4(1)中，在硼掺杂的p型硅基板10中，用20％苛性钠除去在从铸锭上切片时产生的硅表面的损伤层。接着，利用1％苛性钠和10％异丙醇的混合液进行蚀刻来形成绒面结构。太阳能电池单元通过在受光面(表面)侧形成绒面结构，可以促进陷光效果、以谋求高效率化。在图4(2)中，接下来，涂布包含P₂O₅的液体，在800～900℃下处理数十分钟或在三氯氧化磷(POCl₃)、氮、氧的混合气体气氛中，在800～900℃下处理数十分钟，同样地形成n型层22。此时，在使用三氯氧化磷气氛的方法中，磷的扩散还涉及到侧面及背面，不仅在表面、而且在侧面、背面也形成n型层。因此，在图4(3)中，为了除去侧面的n型层，实施侧蚀。进而，在图4(4)中，在n型层表面形成同样厚度的由氮化硅膜构成的防反射膜。

例如，氮化硅膜可以通过以SiH₄和NH₃的混合气体为原料的等离子体CVD法来形成。此时，氢扩散到结晶中，未参与硅原子的键的轨道、即悬空键和氢进行键合，使结晶缺陷失活。将这样用于修正结晶缺陷的操作称为氢钝化，例如在专利文献1中有其的记载。另外，关于缺陷的失活，也提出有使用了氢化非晶硅的方法，在专利文献2中有其的记载。

接着，在图4(5)中，用丝网印刷法涂布表面电极用银糊剂并使其干燥，形成表面电极18。此时，表面电极18形成在防反射膜上。接着，在背面侧也与表面侧同样地印刷涂布背面用铝糊剂并使其干燥，形成背面电极20。此时，为了模块工序中的单元间的联接，背面中一部份也设置银电极形成用银糊剂。进而，在图4(6)中，对电极进行烧成来完成太阳能电池单元。在600～900℃的温度范围烧成数分钟时，在表面侧，由银糊剂中所含的玻璃材料使作为绝缘膜的防反射膜和一部分硅熔融，银与硅可以欧姆接触。将该情况称为烧穿。另一方面，在背面侧，如上所述在背面也为n型层处，铝糊剂中的铝与背面侧的硅进行反应而形成p型层，形成改善发电能力的B SF(Back Surface Field)层。

如上所述，在形成n型层时，特别是在使用了三氯氧化磷的气相反应中，不仅在原本需要n型层的单面(通常受光面＝表面)，而且在另一面(非受光面＝背面)或侧面也形成有n型层。因此，为了作为元件具有pn结的结构，必须进行侧蚀、以及在非受光面上将n型层再转化为p型层。在上述以往的多晶硅太阳能电池单元的制造工序中，在背面涂布作为IIIA族元素的铝的糊剂并进行烧成，将n型层再次转化为p型层。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59-136926号公报

专利文献2：日本特开2008-251726号公报

发明内容

发明要解决的课题

在所述多晶硅太阳能电池单元的制造工序中，成为基板的多晶硅包含许多来自晶界的结晶缺陷。这些结晶缺陷成为由于太阳光等的光照射而产生的电子及空穴的载体的再结合中心，成为电力损失的原因。特别是在多晶硅太阳能电池单元的制造工序中，在背面印刷铝糊剂，将其烧成，将n型层制成p+层，同时得到欧姆接触。但是，由于铝糊剂的导电率低，必须降低片电阻，通常在对背面整面对铝层进行烧成后必须形成10～20μm左右的厚度。进而，由于硅和铝的热膨胀率大不相同，在烧成及冷却的过程中，在硅基板中产生大的内部应力，成为翘曲的原因。

该内部应力及翘曲在单元本身的特性中或在之后的模块制造工序中均不理想。即，由于该应力对多结晶的晶界造成损伤、使所述再结合中心增长，增大电力损失。另外，在模块工序中的单元的搬运及与被称为极耳线的铜线的连接中，翘曲容易使单元破损。最近，由于切片技术的提高，多晶硅基板的厚度薄达170μm，进而在不远的将来会变得更薄型化，因此，有比目前更容易破裂的趋势。

为了减少这样的内部应力，一般认为可在背面避免使用铝糊剂，但在以往的制造工序中，如上所述为了将n型层再转化为p型层，保持单元的特性，不适用铝糊剂是困难的。