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公開番号2024121542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023028694
出願日2023-02-27
発明の名称バックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法
出願人株式会社カネカ
代理人個人,個人
主分類H01L 31/0747 20120101AFI20240830BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】FSF半導体膜によるキャリア取り出し効率の向上と、FSF半導体膜による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立するバックコンタクト型太陽電池を提供する。
【解決手段】バックコンタクト型太陽電池1は、受光面に凹凸構造を有する第1導電型または第2導電型の半導体基板11と、半導体基板11の裏面側の一部に配置された第1導電型半導体層と、半導体基板11の裏面側の他の一部に配置された第2導電型半導体層と、半導体基板11の受光面側の一部に配置されており、半導体基板11と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が半導体基板11よりも高いFSF半導体膜14と、半導体基板11の受光面側に配置された反射防止層とを備える。FSF半導体膜14は、半導体基板11と反射防止層15との間において、半導体基板11の凹凸構造の谷部に配置されており、半導体基板11の凹凸構造の頂部には配置されていない。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
受光面および裏面を有し、前記受光面は凹凸構造を有する、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の前記裏面側の一部に配置された第１導電型半導体層と、
前記半導体基板の前記裏面側の他の一部に配置された第２導電型半導体層と、
前記半導体基板の前記受光面側の一部に配置されており、前記半導体基板と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が前記半導体基板よりも高いＦＳＦ半導体膜と、
前記半導体基板の前記受光面側に配置された反射防止層と、
を備え、
前記ＦＳＦ半導体膜は、前記半導体基板と前記反射防止層との間において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に配置されており、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部には配置されていない、
バックコンタクト型太陽電池。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記半導体基板の導電型および前記ＦＳＦ半導体膜の導電型はｎ型である、請求項１に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項３】
請求項１に記載のバックコンタクト型太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の前記裏面側に、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体基板の前記受光面側の全面に、前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を形成するＦＳＦ半導体材料膜形成工程と、
エッチング溶液を用いて、前記半導体基板の前記受光面側の前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を除去し、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を残して、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に前記ＦＳＦ半導体膜を形成するＦＳＦ半導体膜形成工程と、
前記半導体基板の受光面側に、前記反射防止層を形成する反射防止層形成工程と、
を含む、バックコンタクト型太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記ＦＳＦ半導体膜は、ｎ型アモルファスシリコン膜であり、
前記エッチング溶液は、フッ化水素酸と酸化性液体との混合溶液である、
請求項３に記載のバックコンタクト型太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記酸化性液体は、オゾン水、過酸化水素水および硝酸のうちのいずれかである、請求項４に記載のバックコンタクト型太陽電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体基板を用いた太陽電池として、裏面側のみにｐｎ接合が形成されたバックコンタクト型太陽電池がある。このようなバックコンタクト型太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に形成（積層、堆積）された第１導電型半導体層と、半導体基板の裏面側の他の一部に形成（積層、堆積）された第２導電型半導体層とを備える。
【０００３】
また、バックコンタクト型太陽電池は、半導体基板の受光面側に形成（積層、堆積）された反射防止層を備える。また、バックコンタクト型太陽電池および半導体基板は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有する。これらにより、受光面側の入射光の反射を防止または抑制し、半導体基板への光の入射効率を向上することができる。
【０００４】
このようなバックコンタクト型太陽電池において、半導体基板の受光面側の全面にＦＳＦ（Front Surface Field）半導体膜を形成（積層、堆積）する技術がある（例えば、特許文献１および２を参照）。ＦＳＦ半導体膜は、半導体基板と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が前記半導体基板よりも高い。これにより、半導体基板の受光面側にキャリアが移動することを抑制し、半導体基板の裏面側からのキャリアの取り出し効率を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１１８１１２号公報
特開２０１７－１１２３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、バックコンタクト型太陽電池において、半導体基板の受光面側の全面にＦＳＦ半導体膜が形成されると、受光面側の膜厚増加およびＦＳＦ半導体膜の光吸収特性により、受光面側の寄生光吸収損失が増大することが考えられる。そのため、半導体基板への光の入射が低減してしまい、寧ろ光電変換性能が低下してしまうことが考えられる。
【０００７】
本発明は、ＦＳＦ半導体膜によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立するバックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るバックコンタクト型太陽電池は、受光面および裏面を有し、前記受光面は凹凸構造を有する、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、前記半導体基板の前記裏面側の一部に配置された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部に配置された第２導電型半導体層と、前記半導体基板の前記受光面側の一部に配置されており、前記半導体基板と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が前記半導体基板よりも高いＦＳＦ半導体膜と、前記半導体基板の前記受光面側に配置された反射防止層とを備える。前記ＦＳＦ半導体膜は、前記半導体基板と前記反射防止層との間において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に配置されており、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部には配置されていない。
【０００９】
本発明に係るバックコンタクト型太陽電池の製造方法は、上記のバックコンタクト型太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記裏面側に、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体基板の前記受光面側の全面に、前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を形成するＦＳＦ半導体材料膜形成工程と、エッチング溶液を用いて、前記半導体基板の前記受光面側の前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を除去し、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を残して、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に前記ＦＳＦ半導体膜を形成するＦＳＦ半導体膜形成工程と、前記半導体基板の受光面側に、前記反射防止層を形成する反射防止層形成工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バックコンタクト型太陽電池において、ＦＳＦ半導体膜によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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