[发明专利]光电动势元件及其制造方法、太阳能电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及在晶体硅基板的单面中配置了pn结和集电电极的、背接触型的光电动势元件及其制造方法、以及使用了该光电动势元件的太阳能电池模块。

背景技术

近年来，广泛地开发了使用了单晶硅基板、多晶硅基板的晶体硅系光电动势元件(以下，有时简称为光电动势元件)。特别地，在使用了单晶硅基板时，光电变换效率优良，伴随硅晶片的低价格化而得到普及。在设置面积被限制了的市区的住宅用途等中，要求进一步改善光电变换效率。

背接触型(背面接合型)单元是使晶体硅系光电动势元件的变换效率提高的方法之一，在受光面中不形成遮挡光的电极，而仅在背面中形成电极。光的利用效率高，所以光电变换效率优良，已经被广泛地实用化。

另外，异质结型单元是组合晶体硅基板和非晶硅薄膜而得到的，相比于一般的晶体硅系光电动势元件，开路电压高，具有高的光电变换效率。由于在晶体硅基板上形成了薄膜非晶硅，所以是被称为混合型的技术。

另外，提出了组合了这些技术的背接触型的异质结型光电动势元件(例如，参照专利文献1)。在具体的结构中，在单晶硅基板的背面形成i型非晶硅膜，在其上包括成为正极的p型非晶硅膜、背面电极以及集电极、成为负极的n型非晶硅膜、背面电极以及集电极。

专利文献1：日本特开2005-101427号公报

发明内容

在以往的背接触型的异质结型光电动势元件中，p型非晶硅膜正上的电极和n型非晶硅膜正上的电极使用欧姆接合了的透明导电性氧化物(TCO)层。在p型硅和n型硅中，离子化电势不同，所以与TCO的接合并不是始终为欧姆接合。因此，在p型硅膜上和n型硅膜上，电阻率有时显著不同。为了在p型以及n型的硅膜上确保电阻率小的接合，而制作对应于各自的适合的TCO层即可。但是，在该方法中，需要分2次进行TCO层的制膜，使制造工序变得复杂。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种光电动势元件，在一方的面具备p型半导体层的电极和n型半导体层的电极的背接触型光电动势元件中，将TCO层的制膜工序简化为1次，同时在p型半导体膜上和n型半导体膜上分别实现电阻率小的接合，导通损失小。

本发明的光电动势元件的制造方法，包括：在半导体晶体基板的一方的面的第1区域形成n型半导体层的工序；在所述一方的面的第2区域形成p型半导体层的工序；在包括n型半导体层以及p型半导体层的表面的所述一方的面，一并形成以氧化物为主成分的接触电极层的工序；调整第1区域上或者第2区域上的接触电极层的载流子浓度，以使第1区域上的接触电极层的载流子浓度大于第2区域上的接触电极层的载流子浓度的工序；以及断开第1区域上的接触电极层和第2区域上的接触电极层的工序。

根据本发明，p型以及n型的半导体层与接触电极层之间的界面以欧姆或者接近欧姆的状态接合，所以光电动势元件的串联电阻降低，其结果，光电动势元件的特性提高。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的背面的平面图。

图2是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的构造的部分剖面图。

图3是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图4是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图5是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图6是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图7是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图8是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图9是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图10是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图11是示出本发明的实施方式1的光电动势元件的制造工序的流程图。

图12是透明导电膜的载流子浓度与功函数的关系。

图13是示出本发明的实施方式2的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图14是示出本发明的实施方式2的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图15是示出本发明的实施方式3的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图16是示出本发明的实施方式3的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。

图17是示出本发明的实施方式4的光电动势元件的制造工序的剖面放大图。