[发明专利]太阳能电池元件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池元件。

背景技术

在具备硅基板的太阳能电池元件中，为了减少少数载流子的复合，在硅基板的表面设置钝化膜。作为该钝化膜的材料，例如公开了采用氧化硅、氧化铝、氧化锌及氧化铟锡等技术(例如参照日本特开2009-164544号公报)。

发明内容

发明要解决的课题

然而，对太阳能电池元件要求进一步提高转换效率。例如，指向通过进一步提高钝化效果而增大在界面的少数载流子的复合所要的时间(有效寿命)，从而提高转换效率。

需要说明的是，一般若将有效寿命设为τ，则可知在块状基板的两个面形成有钝化膜的结构中，具有(1/τ)＝(1/τb)+(2S/W)的关系。其中，τb是块状基板的寿命，S是块状基板的表面的少数载流子的表面复合速度，W是块状基板的厚度。

在实际的太阳能电池元件中，例如pn结结构的p型块状基板的有效寿命τ成为寿命τb和表面复合速度S的函数，与寿命τb成正比，与表面复合速度S成反比。即，要提高有效寿命τ，减少表面复合速度S是重要的。

在此，为了减少表面复合速度S，作为提高钝化效果的技术的一种，基于氧化铝膜的钝化技术被注目，期望使用氧化铝膜而进一步提高转换效率的太阳能电池元件。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明涉及的太阳能电池元件具备：p型的第一半导体区域及n型的第二半导体区域以所述第一半导体区域位于最靠第一主面侧且所述第二半导体区域位于最靠第二主面侧的方式重叠的半导体基板；和配置于所述半导体基板的所述第一主面侧的第一钝化膜，该第一钝化膜含有氧化铝、氢以及碳。并且，在该太阳能电池元件的所述第一钝化膜的内部，铝的原子密度除以氧的原子密度所得的第一比率为0.613以上且不足0.667，并且铝的原子密度与氢的原子密度之和除以氧的原子密度所得的第二比率为0.667以上且不足0.786，所述第一钝化膜的厚度方向的中央部的、氢的原子密度除以碳的原子密度所得的第三比率不足1。

发明效果

根据上述结构的太阳能电池元件，延长少数载流子的复合所要的有效寿命。即，通过提高钝化效果而进一步提高转换效率。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的受光面的外观的俯视图。

图2是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池元件的非受光面的外观的俯视图。

图3是表示在图1及图2中用点划线III-III表示的位置的XZ截面的图。

图4是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池模块的截面的分解图。

图5是示意性地表示本发明的一方式涉及的太阳能电池模块的外观的俯视图。

图6是表示本发明的一实施方式涉及的太阳能电池元件的制造流程的流程图。

图7是表示在本发明的一实施方式涉及的太阳能电池元件中形成第三半导体区域的区域的俯视图。

图8是表示试料S1～S5、A1、A2涉及的第一比率与第二比率的关系的曲线图。

图9是表示试料S1～S3涉及的第一钝化层的与自表面的深度对应的第一比率的变化的曲线图。

图10是表示试料S4～S6涉及的第一钝化层的与自表面的深度对应的第一比率的变化的曲线图。

图11是表示试料S7涉及的第一钝化层的与自表面的深度对应的第一比率的变化的曲线图。

图12是表示试料S1～S7涉及的有效寿命的曲线图。

图13是表示对试料S9的使用SIMS的测定结果的曲线图。

图14是表示氢及碳的原子密度与有效寿命的关系的曲线图。

图15是表示氢及碳的原子密度与有效寿命的关系的曲线图。

图16是表示试料S2、S3、S8～S12涉及的第三比率的曲线图。

图17是表示试料S2、S3、S8～S12涉及的有效寿命的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式及各种变形例进行说明。需要说明的是，在图中，对具有相同的结构及功能的部分附以相同标记。在下述说明中省略重复说明。另外，附图为示意性地表示的图，各图的各种结构的尺寸及位置关系等可以适宜变更。需要说明的是，分别在图1～图5中，附以将与第一输出取出电极8a的延伸方向正交的方向(图1的图面向右观察方向)设为+X方向的右手系的XYZ坐标系。

<(1)-实施方式>