[发明专利]硅带、球状硅、太阳能电池单元、太阳能电池组件、硅带的制造方法及球状硅的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅带、球状硅、太阳能电池单元、太阳能电池组件、硅带的制造方法和球状硅的制造方法。

背景技术

目前为止，对于全球范围的环境问题，可再生能源受到瞩目，这其中，太阳能电池备受关注。其中，晶体硅类太阳能电池是太阳能电池的主流。

晶体硅类太阳能电池中，通过在少量添加有B(硼)、Ga(镓)等III族元素的p型晶体硅基板的表面扩散P(磷)等V族元素等而形成了n型层的pn结型是最为普遍的。

此外，晶体硅类太阳能电池还包括在少量添加有P(磷)等V族元素的n型晶体硅基板的表面形成了p型层的电池、在p型或n型晶体硅基板上通过薄膜生长分别生长出n、p型层的电池(包括异质结、pin结构等)、和具有MIS(Metal-Insulator-Semiconductor(金属绝缘体半导体))结构的电池等。

作为晶体硅类太阳能电池的制作中使用的晶体硅基板的制作方法，包括例如以下的(1)～(4)的方法。

(1)使硅熔液凝固以制作大的硅晶锭，并将硅晶锭切片的方法(浇铸法)。

(2)不使生长用基板与硅熔液接触，而是使硅带直接生长成晶片的形状的方法。

(3)使生长用基板与硅熔液接触，在生长用基板上生长硅带的方法。

(4)将硅熔液滴加在非活泼气体中等以使其在下落过程中凝固、或将硅熔液投入到小的模具中使之凝固，由此生长球状硅的方法。

晶体硅的生长速度大体上满足(1)＜(2)＜(3)和(4)的大小关系。

此外，近年来，暗(dark)时的反向漏电流逐渐成为太阳能电池单元的重要评价项目。其理由是，为了高效地导出电力，太阳能电池组件内太阳能电池单元的串联数趋于增加。

若太阳能电池组件内的太阳能电池单元的串联数增加，则在仅仅其中的1个太阳能电池单元处于阴影的情况下，未处于阴影的余下的串联部分的太阳能电池单元的电动势反向地施加在处于阴影的太阳能电池单元上。此时，在处于阴影的太阳能电池单元的反向漏电流(漏泄电流)大的情况下，太阳能电池单元内发生电流泄漏的部分的温度上升。因此，从确保太阳能电池组件的可靠性的观点来看，太阳能电池组件内的各个太阳能电池单元的暗时的反向漏电流在近年来成为重要评价项目。

此外，如非专利文献1(J.Bauer et al.,“INVESTIGATIONS ON DIFFERENT TYPES OF FILAMENTS IN MULTI-CRYSTALLINE SILICON FOR SOLAR CELLS”,22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference,3-7September2007,Milan,Italy,pp.994-997)所述，已知在采用上述(1)的浇铸法制作的多晶硅中，作为反向漏电流增大的原因，作为杂质混入的氮成为问题(参照非专利文献1第994页左栏的2.1SiC filaments栏)。

在采用浇铸法制作多晶硅的情况下，碳和氮分别作为杂质混入原料中或晶体生长中的硅熔液。并且，混入硅熔液中的碳杂质以碳化硅(SiC)纤丝(filament)的形式析出，氮杂质则作为n型杂质掺入碳化硅纤丝中，从而表现出导电性(参照非专利文献1的第994页左栏的2.1SiC filaments栏)。具有导电性的多晶硅碳化硅纤丝使得太阳能电池单元的n+发射层与背场(BSF)层(p+层)之间短路(参照非专利文献1的第994页左栏的1INTRODUCTION栏)。

作为太阳能电池单元中产生反向漏电流的原因，以n+/p/p+结构的最为普通的太阳能电池单元为例，可以列举出以下的(a)～(d)等。

(a)太阳能电池单元侧面的不充分的结分离。

(b)太阳能电池单元的受光面的n电极穿透p层。

(c)磷或铝等掺杂剂渗出至或贯穿晶体硅基板的破裂部

(d)pn结部中的缺陷能级或杂质能级。

此外，太阳能电池作为清洁能源备受期待，其引入量正稳步增加，而为了今后更加普及、并对保护地球环境起到作用，需要进一步提高性价比。

现有技术文献

非专利文献