[发明专利]电极、使用该电极的光电转换器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微小电极、包括该微小电极的光电转换器件及其制造方法。

背景技术

近年来，作为应对全球变暖的一种手段，光电转换器件吸引了人们的注意，光电转换器件产生电能而不排放二氧化碳。使用结晶硅基板(比如单晶硅基板或多晶硅基板)的太阳能电池作为光电转换器件的一个典型示例而广为人知。

通常，在太阳能电池的光接收表面上设置有栅格电极，该栅格电极用于电流收集且还用作布线。该栅格电极由金属膜或导电树脂膜构成，并且该栅格电极的阴影区域是对发电不作直接贡献的区域。由此，预期该栅格电极的宽度是很小的，使得该栅格电极的面积减小。

较佳地，沿栅格电极的短轴的横截面的形状具有高长宽比从而不使电阻增大，并且当使栅格电极的宽度很小时会使该横截面的面积增大。作为形成这种栅格电极的手段，正尝试形成内建的电极(参见专利文献1和非专利文献1)。

专利文献1中所揭示的技术是这样一种方法：在结晶硅基板上执行切割处理以形成沟槽部分，并且在减压情况下通过丝网印刷方法用导电树脂来填充该沟槽部分。此外，非专利文献1中所揭示的技术是这样一种方法：在结晶硅基板上执行激光工艺以形成沟槽部分，并且通过化学镀方法用导电膜来填充该沟槽部分。

[参考文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本公开专利申请No.2006-54374

[非专利文献]

N.B.Mason，D.Jordan，J.G.Summers，第十届欧洲光伏太阳能会议的会议论文集(1991)280。

发明内容

在化学镀方法中，半导体基板被镀覆溶液等沾污是个问题。此外，化学镀方法是液相方法；由此，沟槽部分中留有的气泡很容易影响用于形成导电层的工艺，并且很容易导致像断开连接这样的工艺故障。

另一方面，丝网印刷方法具有如下优点：使用简单的处理就可把丝网印刷方法应用于很大的面积。然而，在如上所述的减压情况下的丝网印刷方法中，装置结构和工艺是复杂的，问题在于印刷板的开口部分有可能变得堵塞，因为在减压情况下附接至印刷板的导电树脂很快就变干了。

相应地，本发明的一个实施例的目的是提供具有低电阻和窄线宽的电极及其制造方法。此外，本发明的一个实施例的目的是提供包括该电极的光电转换器件及其制造方法。

本说明书中所揭示的本发明的一个实施例涉及在多个平行沟槽部分以及夹在这些平行沟槽部分之间的区域中形成的电极，以及包括该电极的光电转换器件。

本说明书中所揭示的本发明的一个实施例是用于制造电极的方法，该方法包括如下步骤：形成多个平行沟槽部分；向这些沟槽部分以及夹在这些沟槽部分之间的区域提供导电材料；以及固定该导电材料。

在多个沟槽部分中，导电材料可以只固定到最外围沟槽部分中的一部分。注意，最外围沟槽部分是指n个沟槽部分中的第1个沟槽部分和第n个沟槽部分，这n个沟槽部分按从1到n的顺序排列在形成电极的区域中。

上述导电材料可以是通过丝网印刷方法来提供的。此处，丝网印刷方法中所使用的印刷板的开口部分在短轴方向上的宽度优选小于这些沟槽部分以及夹在这些沟槽部分之间的区域的总宽度。丝网印刷板的开口部分具有这样一种形状；由此，容易用导电材料来填充这些沟槽部分。

本说明书中所揭示的本发明的一个实施例是用于制造光电转换器件的方法，该方法包括以下步骤：在具有一种导电类型的结晶硅基板的一个表面上形成第一区域和第二区域，该第一区域包括多个第一平行沟槽部分以及夹在这些第一平行沟槽部分之间的区域，该第二区域横跨第一区域且包括多个第二平行沟槽部分以及夹在这些第二平行沟槽部分之间的区域；使第一杂质热扩散至结晶硅基板的包括第一和第二区域的一个表面中以形成第一杂质层，该第一杂质给予与结晶硅基板相反的导电类型；在结晶硅基板的另一表面上形成包括第二杂质的导电层，该第二杂质给予与结晶硅基板相同的导电类型；使第二杂质热扩散至结晶硅基板的上述另一表面中以形成第二杂质层，该第二杂质层具有与结晶硅基板相同的导电类型且具有比结晶硅基板更高的载流子浓度，还使第二杂质热扩散至该导电层所形成的后电极；在形成第一杂质层的第一区域和第二区域中，向沟槽部分以及夹在沟槽部分之间的区域提供导电材料；以及固定该导电材料，使得形成栅格电极。

在本说明书中，为了避免各组件之间的混淆，使用了诸如“第一”、“第二”和“第三”这样的序数，这些术语并不限制这些组件的顺序和数量。