(57)【要約】【課題】発電効率の優れたバックコンタクト型太陽電池素子を提供する。【解決手段】Ｎ型半導体基板１（注）のｎ＋拡散層２とｐ＋拡散層３を、受光面に対し、Ｖ字形に開いた形に相対するように傾斜させて形成することにより、ｎ＋拡散層２の平面上の占有面積を減らしてｐ＋拡散層３の平面上で占有できる面積を増やすとともに、さらに、ｐ＋拡散層３を傾斜させることによってｐ＋拡散層３の実面積を増やし、発電に最も関与するｐｎ接合部の受光面積も増やして発電効率を良くした高効率のバックコンタクト型太陽電池素子を提供する。（注）本発明では、バックコンタクト型太陽電池の基板としてＮ型半導体を使用しているが、基板としてＰ型半導体を使用した場合は、各書類の文中、Ｎ型半導体基板１はＰ型半導体基板１に、ｎ＋拡散層２はｐ＋拡散層２に、ｐ＋拡散層３はｎ＋拡散層３に変わり、電極もｎ型電極４はｐ型電極４に、ｐ型電極５はｎ型電極５に変わるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ型半導体基板１裏面のｎ＋拡散層２とｐ＋拡散層３が、受光面に対しＶ字形に開いた形で、ｎ＋拡散層２は基板底部の平面に対し１０°〜９０°傾斜または直立し、ｐ＋拡散層３は基板底部の平面に対し５°〜８０°傾斜して形成されたバックコンタクト型太陽電池素子。
【請求項２】
請求項１記載のｐ＋拡散層３は基板底部の平面に対し所定の角度に傾斜して入射光に向き合うように形成され、ｎ＋拡散層２は入射光に背を向けるように所定の角度に傾斜または直立して形成されたバックコンタクト型太陽電池素子。
【請求項３】
請求項１と請求項２のｎ＋拡散層２とｐ＋拡散層３で形成される一対の発電素子と、隣接する一対の発電素子との連結部７の厚さの薄くなった部分を、平坦にするか丸みをつけ、その部分の鋭角部分を無くした構造のバックコンタクト型太陽電池素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３の基板の受光面が、ｐ＋拡散層３およびｐｎ接合部の底辺に平行に連続してＶ字形のグルーブ（溝）加工されているバックコンタクト型太陽電池素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのバックコンタクト型太陽電池素子の製造方法に関するもので、Ｎ型半導体基板１の裏面を、裏面平面に対して両辺が所定の角度を持ったＶ字形に同じピッチで加工もしくは形成し、受光面に向けてＶ字形に開いた内面の太陽光の入射方向に背を向ける一方の辺をｎ＋拡散層２に形成してその裏面にｎ型電極４を設け、太陽光の入射方向に向ける他方の辺をｐ＋拡散層３に形成してその裏面にｐ型電極５を設けるバックコンタクト型太陽電池素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  バックコンタクト型太陽電池素子の構造および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来のバックコンタクト型太陽電池素子の標準的なものは、図２に示すように、Ｎ型半導体基板１の底部に平面的にｎ＋拡散層２とｐ＋拡散層３の対が、同じピッチで形成された構造である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】シャープ技報  第９３号  ２００５年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来のバックコンタクト型太陽電池素子では、Ｎ型半導体基板１の底部にｎ＋拡散層２とｐ＋拡散層３の対が平面的に一定のピッチで形成されていたので、ｐ＋拡散層３の占める面積がｎ＋拡散層２の占める面積により狭められ、最も発電に関与するｐｎ接合部の面積の縮小により発電効率が低減した。
尚、非特許文献１によれば、両拡散層を形成するピッチを一定にしたときの変換効率とｐｎ接合面積の関係が述べられており、それによれば、接合面積率の増加に伴って変換効率が増加すると述べられている。【０００５】  前記の太陽電池素子ではｐ＋拡散層３が平面上に形成されているため、太陽が上空に昇り日差しが強くなって太陽光が基板の平面に直角に入射するようになった時、ｐｎ接合部の入射方向に対する厚みが垂直方向なので薄く、太陽光の吸収が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  前記の課題を解決する方法として、図１に示すように、Ｎ型半導体基板１の裏面を、基板底部の平面に対し所定の角度（ｎ＋拡散層２にする方は１０°〜９０°、ｐ＋拡散層３にする方は５°〜８０°）に開いたＶ字形に同じピッチで加工もしくは形成し、受光面に向けてＶ字形に開いた内面の両辺のうち太陽光の入射方向に背を向ける一方の辺をｎ＋拡散層２に形成しその裏面にｎ型電極４を設け、太陽光の入射方向に向ける他方の辺をｐ＋拡散層３に形成しその裏面にｐ型電極５を設け、両層が受光面に向けてＶ字形に開いた相対する形に形成する。【０００７】  前記の両層により形成される一対の発電素子と隣接する発電素子との連結部７を、平坦にするか丸みをつけることによって、その部分の鋭角部分をなくす。【０００８】  また、ｎ＋拡散層２を傾斜または直立させることによる遮光の影響を無くすためにＮ型半導体基板１の受光面に、ｐ＋拡散層３の底辺に平行に形成されたＶ字形のグルーブ（溝）６かテクスチャ構造６を設けると共に、両層の傾斜角度を適正にする。
更に、基板内部に反射電極などの内面反射膜を設けると共に、両層を形成する基板の底面からの高さと、両層により形成される発電素子の配置のピッチを適正に選択する。
（但し、前項の構造の太陽電池素子で構成される太陽電池モジュールを、仮に２０°傾斜した屋根に平らに設置したとすると、図３を参照すれば解るように、ｎ＋拡散層２を基板の裏面の平面に対し仮に６０°傾斜させて形成した場合でも、太陽が上に昇り太陽光が地表に対し４０°の角度で入射するようになった時には、基板の平面には太陽光がその平面に対し６０°で入射することになり、前記の遮光の影響はなくなる。
また、このモジュールを屋根の傾斜よりもっと傾斜させて設置すれば、もっと早い時間帯に影響はなくなる）
【発明の効果】
【０００９】    Ｎ型半導体基板１裏面のｎ＋拡散層２を基板底部の平面に対し傾斜または直立させることで、ｎ＋拡散層２が基板底部の平面に占める面積が減少（例えば、基板底部の平面に対し６０°傾斜させて形成した場合、基板底部の平面に形成した時の面積より５０％  減少）することにより、ｐ＋拡散層３の基板底部の平面に占める面積が増加し、さらにｐ＋拡散層３を傾斜させることによりｐ＋拡散層３の実面積が増加（例えば、基板底部の平面に対し４５°傾斜して形成した場合、基板底部の平面に形成した時より約４０％  増加）する。
つまり、発電に最も関与するｐｎ接合部の面積も増えることになりキャリアの発生が増すと共に、面積の広くなった内部電界によって正孔と電子の分離が促進され発電効率が良くなる。【００１０】    前記のようにｐｎ接合部を入射光に向け傾斜して形成するることにより、太陽が上空に昇り日差しが強くなって太陽光が基板の平面に垂直に入射するようになった時、ｐｎ接合部では光が斜めに通過するので、光が垂直に通過する時より通過距離が長くなり（例えば、ｐｎ接合部を基板底部の平面に対し４５°傾斜させて形成した場合、底部平面に形成した時の約４０％増）、日差しが強くなる時間帯のｐｎ接合部での光の吸収率が良くなって発電効率も良くなる。【００１１】    Ｎ型半導体基板１の受光面に、ｐ＋拡散層３の底辺に平行に形成されたＶ字形のグルーブ（溝）６を設けることにより入射光を手前に屈折させたり、またはテクスチャ構造６を設けることにより入射光を乱反射させ、さらに、反射電極などの内面反射膜によって内面反射させると共に、両層の傾斜角度を適正にしたり、両層を形成する基板の底面からの高さと、両層により形成される発電素子の配置のピッチを適正に選択し、また、この太陽電池モジュールの設置角度を大きくすることにより、ｎ＋拡散層２の傾斜または直立による遮光の影響を無くすことができる。【００１２】    Ｎ型半導体基板１の裏面に、ｎ＋拡散層２とｐ＋拡散層３で形成される一対の発電素子と隣接する発電素子との連結部７を、平坦にするか丸みをつけることによりその部分の鋭角部を無くし、曲げに対する耐久性を増すことができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一つの実施形態を示す太陽電池素子の模式的部分断面図である。
【図２】従来の標準的なバックコンタクト型太陽電池素子の模式的部分断面図である。
【図３】課題を解決するための手段（０００７）項の補助的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  この発明の実施形態を図１に示す。
このバックコンタクト型太陽電池素子は、Ｎ型半導体基板１を使用し、その裏面を同じピッチで受光面に向いてＶ字形に所定の角度で両辺が開いた形に連続して形成し、そのＶ字形の内面の太陽光に背を向ける一方の辺をｎ＋拡散層２に、太陽光に向き合う他方の辺をｐ＋拡散層３に形成し、その各層の裏面にパッシペーション層を形成する。
そのパッシペーション層に各拡散層まで通じるコンタクトホールを形成し、それぞれに各電極（反射電極）を設ける。
さらに、受光面にはｐ＋拡散層３の底辺に平行してＶ字形の連続したグルーブ（溝）６を設けるか、またはテクスチャ構造６を設ける。
尚、受光面にＶ字形のグルーブ（溝）６を設けた場合は、Ｖ字形のグルーブ（溝）６の斜辺が太陽光に向くように太陽電池モジュールを設置する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  太陽電池モジュール。
【符号の説明】
【００１６】  １  Ｎ型半導体基板
２  ｎ＋拡散層
３  ｐ＋拡散層
４  ｎ型電極（ｎ型反射電極）
５  ｐ型電極（ｐ型反射電極）
６  グルーブ（溝）またはテクスチャ
７  連結部
８  パッシペーション層
９  仮想の屋根の表面
１０  仮想の地表面
１１  太陽光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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