(57)【要約】【課題】  製造時の歩留まりを向上させるとともに、受光面から入射した光のエネルギーの変換効率を向上させることができる裏面接合型太陽電池を提供する。【解決手段】  ｐ型単結晶シリコン基板の非受光面の少なくとも一部にｎ型領域を有する裏面接合型太陽電池であって、前記ｐ型単結晶シリコン基板がガリウムドープされたものであり、前記ｐ型単結晶シリコン基板の厚さが２５０μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする裏面接合型太陽電池。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型単結晶シリコン基板の非受光面の少なくとも一部にｎ型領域を有する裏面接合型太陽電池であって、
前記ｐ型単結晶シリコン基板がガリウムドープされたものであり、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の厚さが２５０μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする裏面接合型太陽電池。
【請求項２】
前記ｐ型単結晶シリコン基板の受光面上にＣＶＤ酸化珪素膜からなるパッシベーション膜が設けられ、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上にパッシベーション膜が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項３】
前記ｐ型単結晶シリコン基板の酸素濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、
前記ｐ型単結晶シリコン基板のガリウム濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項４】
前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上に、複数の第１フィンガー電極と、複数の第２フィンガー電極とが設けられ、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上に、前記複数の第１フィンガー電極のそれぞれを電気的に接続する第１バスバー電極と、前記複数の第２フィンガー電極のそれぞれを電気的に接続する第２バスバー電極とがさらに設けられ、
前記第１バスバー電極と前記第２バスバー電極の対が、３対以上設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の裏面接合型太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面接合型太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
裏面接合型太陽電池は、受光面に電極がない構造であるため（例えば、特許文献１を参照）、入射光の損失が低減でき、変換効率の向上が期待されている。
【０００３】
このような裏面接合型太陽電池の光電変換特性は、バルク領域内での電子とホールの再結合の影響を受けやすいために、裏面接合型太陽電池では、一般的に、基板の厚さを薄くして変換効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、変換効率を向上させるために基板の厚さを薄くすると、基板が割れやすくなるために、製造時の歩留まりが低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、製造時の歩留まりを向上させるとともに、受光面から入射した光のエネルギーの変換効率を向上させることができる裏面接合型太陽電池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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、ｐ型単結晶シリコン基板の非受光面の少なくとも一部にｎ型領域を有する裏面接合型太陽電池であって、前記ｐ型単結晶シリコン基板がガリウムドープされたものであり、前記ｐ型単結晶シリコン基板の厚さが２５０μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする裏面接合型太陽電池を提供する。
【０００８】
ｐ型単結晶シリコン基板をガリウムドープされたものとすることで、基板のバルクライフタイムを高くすることができ、それによりバルク領域内での再結合の影響を受けにくくすることができる。そのため、基板を割れにくくするために基板を厚くしても変換効率の低下を抑制することができる。また、ｐ型単結晶シリコン基板の厚さを上記の範囲とすることで、基板の割れ等が発生し難くなり、製造時の歩留まりの低下を抑制しつつ、変換効率を向上させることができる。
【０００９】
このとき、前記ｐ型単結晶シリコン基板の受光面上にＣＶＤ酸化珪素膜からなるパッシベーション膜が設けられ、前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上にパッシベーション膜が設けられていないことがコスト面で好ましい。
【００１０】
このように、ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上にパッシベーション膜が設けられていないことで、製造コストを削減することができる。また、受光面上のパッシベーション膜に熱酸化膜を用いていないので、受光面近傍のガリウム濃度が薄くなることを防止することができ、変換効率の低下を防止することができる。
【００１１】
このとき、前記ｐ型単結晶シリコン基板の酸素濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、前記ｐ型単結晶シリコン基板のガリウム濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００１２】
ｐ型単結晶シリコン基板の酸素濃度が上記の範囲であれば、基板のバルクライフタイムをより高くすることができ、ｐ型単結晶シリコン基板を厚くしても変換効率の低下をより効果的に抑制することができる。また、ｐ型単結晶シリコン基板のガリウム濃度が上記の範囲であれば、基板のバルクライフタイムをより高くすることができ、ｐ型単結晶シリコン基板を厚くしても変換効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
このとき、前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上に、複数の第１フィンガー電極と、複数の第２フィンガー電極とが設けられ、前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上に、前記複数の第１フィンガー電極のそれぞれを電気的に接続する第１バスバー電極と、前記複数の第２フィンガー電極のそれぞれを電気的に接続する第２バスバー電極とがさらに設けられ、前記第１バスバー電極と前記第２バスバー電極の対が、３対以上設けられていることが好ましい。
【００１４】
このような電極構成であれば、フィンガー電極の抵抗による電力損失を減少させることができ、変換効率をより効率的に向上させることができる。また、ｐ型単結晶シリコン基板の厚さが上記の範囲にあるので、バスバー電極の対の数が増えても、製造時の歩留まりの低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の裏面接合型太陽電池であれば、製造時の歩留まりを向上させるとともに、変換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の裏面接合型太陽電池の実施態様の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の裏面接合型太陽電池のフィンガー電極の配置例を示す図である。
【図３】本発明の裏面接合型太陽電池のバスバー電極の配置例を示す図である。
【図４】基板の厚さと、変換効率及び歩留まりの関係を示す図である。
【図５】バスバー電極対の数と、変換効率及び歩留まりとの関係を示す図である。
【図６】実施例３及び実験例７における外部量子効率の波長特性を示す図である。
【図７】基板中のガリウム濃度と変換効率との関係を示す図である。
【図８】基板の両面に熱酸化膜を形成した場合について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
前述のように、従来の裏面接合型太陽電池においては、変換効率を向上させるために基板の厚さを薄くすると、割れやすくなるために、製造時の歩留まりが低下するという問題があった。
【００１９】
そこで、発明者らは、製造時の歩留まりの低下を抑制しつつ、受光面から入射した光のエネルギーの変換効率を向上させることができる裏面接合型太陽電池について鋭意検討を重ねた。その結果、ｐ型単結晶シリコン基板をガリウムドープされたものとすることにより、基板のバルクライフタイムを高くすることができること、それによりバルク領域内での再結合の影響を受けにくくすることができること、そのため、基板を厚くしても変換効率の低下を抑制することができること、また、ｐ型単結晶シリコン基板の厚さを上記の範囲とすることで、製造時の歩留まりを向上させるとともに、変換効率を向上させることができることを見出し、本発明をなすに至った。
【００２０】
以下、図１−３を参照しながら、本発明の裏面接合型太陽電池の一実施形態を説明する。
【００２１】
図１の裏面接合型太陽電池１０は、ガリウムがドーピングされたｐ型単結晶シリコン基板１１と、ｐ型単結晶シリコン基板１１の非受光面１１ｂに設けられたｎ型領域（エミッタ）１３とを有している。ｐ型単結晶シリコン基板１１の厚さは、２５０μｍ以上１０００μｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以上８００μｍ以下である。
【００２２】
裏面接合型太陽電池１０はまた、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面１１ａに設けられた第１ｐ型領域（ＦＳＦ）１２と、ｐ型単結晶シリコン基板１１の非受光面１１ｂに設けられた第２ｐ型領域（ＢＳＦ）１４と、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面１１ａ上に設けられたパッシベーション膜１５と、パッシベーション膜１５上に設けられた反射防止膜１６とを有することができる。ここで、パッシベーション膜１５は、例えば、酸化珪素膜とすることができ、反射防止膜１６は、例えば、窒化珪素膜とすることができる。第１ｐ型領域１２及び第２ｐ型領域１４は、ｐ型単結晶シリコン基板１１よりもドーパント濃度が高く、すなわち、低抵抗である。そのため、図１中に示したように、ｐ型単結晶シリコン基板１１はｐ−と表され、第１ｐ型領域１２はｐ＋と表され、第２ｐ型領域１４はｐ＋＋と表されることがある。同様に、ｎ型領域１３はｎ＋と表されることがある。
【００２３】
ｐ型単結晶シリコン基板１１をガリウムドープされたものとすることで、基板のバルクライフタイムを高くすることができる。それにより基板のバルク領域内での再結合の影響を受けにくくすることができるので、基板を厚くしても変換効率の低下を抑制することができる。また、ｐ型単結晶シリコン基板１１の厚さを上記の範囲とすることで、製造時の歩留まりを向上させるとともに、変換効率を向上させることができる。すなわち、２５０μｍ以上とすることで、基板強度が向上し、製造時に割れの発生が抑制される。一方、１０００μｍ以下とすることで必要以上に厚くすることによるコスト高を回避することができるとともに、バルク再結合が増加して変換効率が下がることを抑制できる。本発明において、ｐ型単結晶シリコン基板１１をガリウムドープ基板とするが、第１ｐ型領域１２及び第２ｐ型領域１４はボロンを拡散させたものでもよい。この場合、第１ｐ型領域１２及び第２ｐ型領域１４はガリウムとボロンの両ドーパントを含むことになる。
【００２４】
この場合、ｐ型単結晶シリコン基板１１の受光面１１ａ上にＣＶＤ酸化珪素膜からなるパッシベーション膜１５が設けられ、ｐ型単結晶シリコン基板１１の非受光面１１ｂ上にパッシベーション膜が設けられていないことが好ましい。
【００２５】
このように、ｐ型単結晶シリコン基板１１の非受光面１１ｂ上にパッシベーション膜が設けられていないことで、太陽電池の製造工程を簡略化できる。特に、電極とｎ型領域（エミッタ）１３又は第２ｐ型領域（ＢＳＦ）１４との電気的接続のための開孔を行う必要がなくなるので、非受光面１１ｂ上の電極形成工程を簡略化できる場合がある。また、受光面１１ａ上のパッシベーション膜にＣＶＤ酸化膜を用いれば熱酸化膜を用いていないので、受光面１１ａ近傍のガリウム濃度が薄くなることを防止することができ、変換効率の低下を防止することができる。なお、パッシベーション膜に熱酸化膜を用いた場合には、図８に示すように、熱酸化工程において、ガリウムの偏析係数が小さいために熱酸化膜１０４、１０４’側にガリウムが移動してしまい、ｐ型単結晶シリコン基板１０１表面近傍のガリウム濃度が低下すること（ガリウムのデプレッション）が知られている。ここで、図８において、裏面接合型太陽電池１００は、ｐ型単結晶シリコン基板１０１と、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の受光面１０１ａ上に設けられた熱酸化膜（パッシベーション膜）１０４と、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の非受光面１０１ｂ上に設けられた熱酸化膜（パッシベーション膜）１０４’と、ｐ型単結晶シリコン基板１０１の非受光面１０１ｂに設けられたｎ型領域（エミッタ）１０２及びｐ型領域（ＢＳＦ）１０３とを有している。
【００２６】
本発明において、ｐ型単結晶シリコン基板１１の酸素濃度は１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、ｐ型単結晶シリコン基板１１のガリウム濃度は１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００２７】
ｐ型単結晶シリコン基板１１の酸素濃度が上記の範囲であれば、基板のバルクライフタイムをより高くすることができ、ｐ型単結晶シリコン基板１１を厚くしても変換効率の低下をより効果的に抑制することができる。また、ｐ型単結晶シリコン基板１１のガリウム濃度が上記の範囲であれば、基板のバルクライフタイムをより高くすることができ、ｐ型単結晶シリコン基板を厚くしても変換効率の低下をより効果的に抑制することができる。図７に基板中のガリウム濃度と変換効率の関係について、基板の厚さを２５０μｍ、５００μｍ、１０００μｍに変化させたときのグラフを示した。ここで、測定に用いたサンプルは、ガリウム濃度、基板の厚さ以外は、後述する実施例１と同じ条件で作製されたものである。
【００２８】
裏面接合型太陽電池１０はまた、ｐ型単結晶シリコン基板１１の非受光面１１ｂ上に設けられたｎ型領域１３と電気的に接続された第１フィンガー電極１７、及び、第２ｐ型領域１４と電気的に接続された第２フィンガー電極１８を有することができる。図２は、第１フィンガー電極１７及び第２フィンガー電極１８の配置例を示したものである。図２は、裏面接合型太陽電池１０を非受光面１１ｂ側から見た平面図であり、後述するバスバー電極を省略したものである。図２において、第１フィンガー電極１７及び第２フィンガー電極１８はそれぞれ、一方向に延在するように設けられ、第１フィンガー電極１７と第２フィンガー電極１８とが交互に配列されるように配置されている。第１フィンガー電極１７及び第２フィンガー電極１８上にはそれぞれ、後述するバスバー電極とバスバー電極と反対の極性のフィンガー電極とが電気的に接続されないように、部分的に絶縁膜１９が設けられている。絶縁膜１９は、例えば、ポリイミド膜とすることができる。
【００２９】
図３に示すように、裏面接合型太陽電池１０はまた、ｐ型単結晶シリコン基板１１の非受光面１１ｂ上に設けられた複数の第１フィンガー電極１７のそれぞれを電気的に接続する第１バスバー電極２０、及び、複数の第２フィンガー電極１８のそれぞれを電気的に接続する第２バスバー電極２１を有することができる。図３は、第１バスバー電極２０及び第２バスバー電極２１の配置例を示したものである。図３は、裏面接合型太陽電池１０を非受光面１１ｂ側から見た平面図である。図３において、第１バスバー電極２０及び第２バスバー電極２１はそれぞれ、第１フィンガー電極１７及び第２フィンガー電極１８が延在する方向と垂直な方向に延在するように設けられ、第１バスバー電極２０と第２バスバー電極２１とが交互に配列されるように配置されている。第１フィンガー電極１７及び第２フィンガー電極１８上には、第１フィンガー電極１７と第２バスバー電極２１、及び、第２フィンガー電極１８と第１バスバー電極２０が電気的に絶縁されるように部分的に絶縁膜１９が設けられている。第１バスバー電極２０と第２バスバー電極２１の対が３対以上設けられていることが好ましい。
【００３０】
第１バスバー電極２０と前記第２バスバー電極２１の対が３対以上であれば、フィンガー電極の抵抗による電力損失を減少することができ、変換効率を向上させることができる。また、バスバー電極の対の数を増やすと、基板と電極の接触面が増加し、基板と電極の熱収縮の違いによる応力が増加するために、製造時の歩留まりが低下するが、ｐ型単結晶シリコン基板１１の厚さが上記の範囲にあれば、バスバー電極の対の数が増えても、製造時の歩留まりの低下を抑制することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例、比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
以下に示す製造方法を用いて、図１に示す裏面接合型太陽電池１０を作製した。
【００３３】
まず、半導体基板として、縦横の長さ１５６ｍｍ×１５６ｍｍ、厚さ２５０μｍ、酸素濃度５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、比抵抗３Ω・ｃｍ（ガリウム濃度５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）のガリウムドープ｛１００｝ｐ型アズカット単結晶シリコン基板１００枚を準備し、加熱した水酸化カリウム水溶液によりこの基板のダメージ層を除去した。次に、水酸化カリウム・２−プロパノール水溶液中に浸漬し、テクスチャと呼ばれる微細な凹凸の形成を行った。その後、８０℃に保った１％の塩酸と１％の過酸化水素の水溶液中に５分浸漬し、純水で５分リンス後、クリーンオーブンにて乾燥させた。
【００３４】
次に、乾燥させた基板の非受光面１１ｂに、ｎ型領域（エミッタ）１３と、基板よりもドーパント濃度が高濃度の第２ｐ型領域（ＢＳＦ）１４を形成した。ｎ型領域１３及び第２ｐ型領域１４は交互に帯状に形成し、ｎ型領域１３の幅は３ｍｍ、第２ｐ型領域１４の幅は０．６ｍｍとした。
【００３５】
ｎ型領域（エミッタ）１３の形成は以下のようにして行った。
まず、プラズマＣＶＤにより、基板の両面に拡散マスクとして酸化珪素膜を１５０ｎｍ形成し、基板の非受光面１１ｂにリン酸を含有するエッチングペーストを用いて長さ１５０ｍｍ、幅３ｍｍの線を３．６μｍおきに平行に４１本印刷し、加熱処理を行ないエッチングした。その後、加熱処理を施した基板を、洗剤を含んだ超音波水洗で５分間、純水のみの超音波洗浄で５分間、流水洗浄で５分間の順に洗浄し、エッチングペーストの増粘剤などの残渣を除去し、拡散マスクの窓開けを行なった。次に、基板の非受光面１１ｂにリン酸、シリカゲルおよび有機溶媒等を含む拡散ペーストを印刷によって塗布し、基板２枚を受光面１１ａ同士で重ねあわせ状態で、窒素中に酸素を１体積％混合させたガス雰囲気の中に配置し、９００℃で３０分熱処理を行った。続いて、基板の表面に形成されたリンガラスおよび酸化珪素膜をふっ酸で除去した。
【００３６】
第２ｐ型領域（ＢＳＦ）１４の形成は以下のようにして行った。
まず、プラズマＣＶＤにより、ｎ型領域（エミッタ）１３の形成を行った基板の両面に拡散マスクとして酸化珪素膜を１５０ｎｍ形成し、基板の非受光面１１ｂにリン酸を含有するエッチングペーストを用いて長さ１５０ｍｍ、幅０．６ｍｍの線を３．６μｍおきに平行に４２本印刷し、加熱処理を行ないエッチングした。その後、加熱処理を施した基板を、洗剤を含んだ超音波水洗で５分間、純水のみの超音波洗浄で５分間、流水洗浄で５分間の順に洗浄し、エッチングペーストの増粘剤などの残渣を除去し、拡散マスクの窓開けを行なった。次に、基板の非受光面１１ｂにホウ酸、シリカゲルおよび有機溶媒等を含む拡散ペーストを印刷によって塗布し、基板２枚を受光面１１ａ同士で重ねあわせ状態で、窒素中に酸素を１体積％混合させたガス雰囲気の中に配置し、９５０℃で３０分熱処理を行った。続いて、基板の表面に形成されたボロンガラスおよび酸化珪素膜をふっ酸で除去した。
【００３７】
次に、基板の受光面１１ａに、基板よりも高濃度の第１ｐ型領域（ＦＳＦ）１２を形成した。第１ｐ型領域（ＦＳＦ）１２は基板の受光面１１ａの全面に形成した。
【００３８】
第１ｐ型領域（ＦＳＦ）１２の形成は以下のようにして行った。
まず、プラズマＣＶＤにより、ｎ型領域（エミッタ）１３と、第２ｐ型領域（ＢＳＦ）１４とを形成した基板の非受光面１１ｂに全面拡散マスクとして酸化珪素膜を１５０ｎｍ形成した。次に、ホウ酸、シリカゲルおよび有機溶媒等を含む拡散ペーストを基板の受光面１１ａに印刷によって塗布し、基板２枚を非受光面同士で重ねあわせた状態で窒素中に酸素を１体積％混合させたガス雰囲気の中に配置し、９００℃で５分熱処理を行った。続いて、基板の表面に形成されたボロンガラスおよび酸化珪素膜をふっ酸で除去した。その後、８０℃に保った１％の塩酸と１％の過酸化水素の水溶液中に５分浸漬し、純水で５分リンス後、クリーンオーブンにて乾燥させた。
【００３９】
次に、プラズマＣＶＤにより、乾燥させた基板の受光面１１ａ上にパッシベーション膜１５として酸化珪素膜を２０ｎｍ形成した。引き続き、酸化珪素膜上に、反射防止膜１６として膜厚８０ｎｍ、屈折率２．０の窒化珪素膜を成膜した。窒化珪素膜の成膜にもプラズマＣＶＤを用い、反応ガスとしてはモノシランとアンモニアとの混合ガスを用いた。
【００４０】
次に、基板の非受光面１１ｂにライン状の平行なパターンで銀ペーストをスクリーン印刷し、乾燥した。この銀ペーストは、粒径が数ｎｍ〜数十ｎｍの銀微粒子を有機溶媒中に分散させたものである。引き続き、８００℃の空気雰囲気下で１０秒程度熱処理し、銀を焼結させ、ｎ型領域（エミッタ）１３に電気的に接続される第１フィンガー電極１７、及び、第２ｐ型領域（ＢＳＦ）１４に電気的に接続される第２フィンガー電極１８を形成した。
【００４１】
第１バスバー電極２０及び第２バスバー電極２１の対（バスバー電極対）を形成するために、図２に示すようにバスバー電極と反対極性のフィンガー電極とが交差する箇所に、絶縁膜１９としてポリイミドをスクリーン印刷により形成し、３００℃の空気雰囲気下で５分程度熱処理し、乾燥させた。その後、図３に示すように絶縁膜１９が形成された第１フィンガー電極１７及び第２フィンガー電極１８上に３対のバスバー電極を銀ペーストを用いてライン状にスクリーン印刷し、３００℃の空気雰囲気下で１０分程度熱処理し、乾燥させ、１００枚の太陽電池セルを完成させた。
【００４２】
（実施例２）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは５００μｍとした。
【００４３】
（実施例３）  
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは８００μｍとした。
【００４４】
（実施例４）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは１０００μｍとした。
【００４５】
（実施例５）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、バスバー電極は４対とした。
【００４６】
（比較例１）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは２００μｍとした。
【００４７】
（比較例２）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは１２００μｍとした。
【００４８】
（比較例３）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは２００μｍとし、半導体基板としてボロンドープ基板を用いた。
【００４９】
（比較例４）
比較例３と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは２５０μｍとした。
【００５０】
（比較例５）
比較例３と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは５００μｍとした。
【００５１】
（比較例６）
比較例３と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは８００μｍとした。
【００５２】
（比較例７）
比較例３と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは１０００μｍとした。
【００５３】
（実施例６）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、バスバー電極は２対とした。
【００５４】
（比較例８）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは２００μｍとし、バスバー電極は２対とした。
【００５５】
（比較例９）
実施例１と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の厚さは２００μｍとし、バスバー電極は４対とした。
【００５６】
（実施例７）
実施例３と同様にして、１００枚の太陽電池セルを作製した。ただし、基板の両面にパッシベーション膜として熱酸化により酸化珪素膜を２０ｎｍ形成した。
【００５７】
（太陽電池特性の評価）
以上のようにして作製した実施例１−７、比較例１−９の太陽電池セルについて、山下電装社製ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５スペクトル、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２、２５℃の条件下で、太陽電池特性（短絡電流、開放電圧、形状因子変換効率）を測定した。ここで、短絡電流は、太陽電池に接続される抵抗器の抵抗が０Ωの時の電流値であり、開放電圧は、太陽電池に接続される抵抗器の抵抗が非常に大きい時の電圧値であり、形状因子（フィルファクター）は、最大発電電力／（短絡電流×開放電圧）×１００であり、変換効率は、（太陽電池からの出力／太陽電池に入った太陽エネルギー）×１００である。
【００５８】
（歩留まりの評価）
また、実施例１−７、比較例１−９の太陽電池セルについて、割れずにセル化された基板枚数をセル作製工程に投入したアズスライス基板枚数（１００枚）で除した数を歩留まり（％）とした。
【００５９】
上記のようにして得られた太陽電池特性の平均値と歩留まりを表１に示す。また、図４に変換効率及び歩留まりと基板の厚さとの関係を示し、図５に変換効率及び歩留まりとバスバー電極対の数との関係を示す。なお、図５において、基板はガリウムドープ基板である。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
図４は、実施例１−４、比較例１−７における基板の厚さと変換効率の関係、及び、基板の厚さと歩留まりの関係をプロットしたものである。比較例１のようにガリウムドープ基板の厚さが２００μｍであると、歩留まりが大きく低下してしまうが（図４を参照）、ガリウムドープ基板の厚さを２５０μｍ以上とすることで大幅に改善することができた（実施例１−４、比較例２、図４を参照）。このとき、比較例３−７のようにボロンドープ基板を用いると、基板の厚さの増加による変換効率の低下が顕著であるが（図４を参照）、実施例１−４のようにガリウムドープ基板を用いると高い変換効率を維持できる（図４を参照）。しかしながら、比較例２のように基板の厚さが１２００μｍとなると、変換効率の低下を抑制することができない（図４を参照）。
【００６２】
図５は、実施例１、５−６、比較例１、８−９におけるバスバー電極対の数と変換効率の関係、及び、バスバー電極対の数と歩留まりの関係をプロットしたものである。図５からわかるように、バスバー電極の対の数が３対以上であれば、ガリウムドープ基板の厚さが２５０μｍである場合に、製造時の歩留まり低下を抑制しつつ、変換効率を向上させることができる。
【００６３】
実施例７のように基板の両面に熱酸化によりパッシベーションを形成した場合（図８を参照）と比べ、実施例３では基板の受光面のみにプラズマＣＶＤによりパッシベーションを形成しているため、ガリウムのデプレッションを抑制することができ、図６に示すように長波長光（波長が９００ｎｍ〜１１００ｎｍ程度の光）の電流ロスを少なくすることができ、変換効率を改善することができる。図６は、実施例３、７において、太陽電池の受光面に入射する光の波長と、外部量子効率との関係を測定することにより得られたものである。ここで、図６において、外部量子効率は、「毎秒発生した電子数／毎秒吸収された光子数」で定義されるものである。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６５】
１０…裏面接合型太陽電池、  １１…ｐ型単結晶シリコン基板、  １１ａ…受光面、
１１ｂ…非受光面、  １２…第１ｐ型領域（ＦＳＦ）、
１３…ｎ型領域（エミッタ）、  １４…第２ｐ型領域（ＢＳＦ）、
１５…パッシベーション膜、  １６…反射防止膜、  １７…第１フィンガー電極、
１８…第２フィンガー電極、  １９…絶縁膜、  ２０…第１バスバー電極、
２１…第２バスバー電極、
１００…裏面接合型太陽電池、  １０１…ｐ型単結晶シリコン基板、
１０１ａ…受光面、  １０１ｂ…非受光面、  １０２…ｎ型領域（エミッタ）、
１０３…ｐ型領域（ＢＳＦ）、
１０４、１０４’…熱酸化膜（パッシベーション膜）。
【図１】
2016143868.tif 000004
【図２】
2016143868.tif 000005
【図３】
2016143868.tif 000006
【図４】
2016143868.tif 000007
【図５】
2016143868.tif 000008
【図６】
2016143868.tif 000009
【図７】
2016143868.tif 000010
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年1月8日(2016.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型単結晶シリコン基板の非受光面の少なくとも一部にｎ型領域を有する裏面接合型太陽電池であって、
前記ｐ型単結晶シリコン基板がガリウムドープされたものであり、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の厚さが２５０μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の平坦な非受光面上に前記ｎ型領域に電気的に接続された電極が設けられていることを特徴とする裏面接合型太陽電池。
【請求項２】
前記ｐ型単結晶シリコン基板の受光面上にＣＶＤ酸化珪素膜からなるパッシベーション膜が設けられ、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上にパッシベーション膜が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項３】
前記ｐ型単結晶シリコン基板の酸素濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、
前記ｐ型単結晶シリコン基板のガリウム濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の裏面接合型太陽電池。
【請求項４】
前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上に、複数の第１フィンガー電極と、複数の第２フィンガー電極とが設けられ、
前記ｐ型単結晶シリコン基板の前記非受光面上に、前記複数の第１フィンガー電極のそれぞれを電気的に接続する第１バスバー電極と、前記複数の第２フィンガー電極のそれぞれを電気的に接続する第２バスバー電極とがさらに設けられ、
前記第１バスバー電極と前記第２バスバー電極の対が、３対以上設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の裏面接合型太陽電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【図１】本発明の裏面接合型太陽電池の実施態様の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の裏面接合型太陽電池のフィンガー電極の配置例を示す図である。
【図３】本発明の裏面接合型太陽電池のバスバー電極の配置例を示す図である。
【図４】基板の厚さと、変換効率及び歩留まりの関係を示す図である。
【図５】バスバー電極対の数と、変換効率及び歩留まりとの関係を示す図である。
【図６】実施例３及び実施例７における外部量子効率の波長特性を示す図である。
【図７】基板中のガリウム濃度と変換効率との関係を示す図である。
【図８】基板の両面に熱酸化膜を形成した場合について説明するための図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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