(57)【要約】  本発明は、光入射用の表側と、前記表側とは反対にある裏側とを有する太陽電池セルであって、前記太陽電池セルは、第１導電型又は前記第１導電型とは反対の第２導電型の結晶性半導体基板と、少なくとも１つのパッシベーション層と、前記第１導電型の少なくとも１つの導電層とによって形成された表側パッシベーション領域と、少なくとも１つのパッシベーション層と、前記第２導電型の少なくとも１つの導電層とによって形成された裏側パッシベーション領域と、単一の表側導電性材料と、前記表側導電性材料の上面に形成された複数の表側電気コンタクトとによって形成された表側コンタクトと、前記太陽電池セルの前記表側に設けられた少なくとも１つの表側光結合層と、前記表側コンタクトの反対側に位置しており、裏側導電性材料と、前記裏側導電性材料の上に形成された少なくとも１つの裏側電気コンタクトとによって形成された裏側コンタクトと、を有する太陽電池セルに関する。本発明の課題は、光吸収量がより少なく、表側の反射防止特性がより良好な、上述した形式の太陽電池セルを提供することである。上記の課題は、冒頭に述べた形式の太陽電池セルにおいて、前記表側導電性材料を、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域において、前記複数の表側電気コンタクトの下方の領域よりも薄くしたことによって解決される。
2017520928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射用の表側（１１）と、前記表側（１１）とは反対に位置する裏側（１２）とを有する太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）であって、
前記太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）は、
第１導電型又は前記第１導電型とは反対の第２導電型の結晶性半導体基板（１０）と、
少なくとも１つのパッシベーション層（２）と、前記第１導電型の少なくとも１つの導電層（３）とによって形成された表側パッシベーション領域（２０）と、
少なくとも１つのパッシベーション層（７）と、前記第２導電型の少なくとも１つの導電層（８）とによって形成された裏側パッシベーション領域（３０）と、
単一の表側導電性材料（４）と、前記表側導電性材料（４）の上面に形成された複数の表側電気コンタクト（６）のパターンとによって形成された表側コンタクトと、
前記太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）の前記表側（１１）に設けられた少なくとも１つの表側光結合層（５）と、
前記表側コンタクトの反対側に位置しており、裏側導電性材料（９）と、前記裏側導電性材料（９）の上に形成された少なくとも１つの裏側電気コンタクト（１４，１４ａ，１４ｂ）とによって形成された裏側コンタクトと、
を有する太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）において、
前記表側導電性材料（４）は、前記複数の表側電気コンタクト（６）同士間の領域（４ｂ）及び／又は前記複数の表側電気コンタクト（６）以外の領域（４ｂ）において、前記表側電気コンタクト（６）の下方の領域（４ａ）よりも薄くなっている、
ことを特徴とする太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項２】
前記表側導電性材料（４）は、前記複数の表側電気コンタクト（６）同士間の領域（４ｂ）及び／又は前記複数の表側電気コンタクト（６）以外の領域（４ｂ）には存在しておらず、前記複数の表側電気コンタクト（６）の下方の領域（４ａ）にのみ配置されている、
請求項１記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）のエミッタは、前記太陽電池セル（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）の前記裏側（１２）に位置する、
請求項１又は２記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記裏側導電性材料（９）は、単一の材料であり、所定の領域（９ａ）において局所的に増加された厚さを有しており、
少なくとも１つの裏側光結合層（１３）は、増加された厚さを有する前記領域（９ａ）同士間にのみ設けられている、
請求項１から３の少なくとも１項記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記裏側導電性材料（９）は、前記少なくとも１つの裏側光結合層（１３）の下方には設けられていない、
請求項４記載の太陽電池セル。
【請求項６】
前記少なくとも１つの裏側電気コンタクトは、裏側電気コンタクト（１４ａ）のパターンを含み、
前記裏側電気コンタクト（１４ａ）は、前記裏側導電性材料（９）の、局所的に増加された厚さを有する前記領域（９ａ）にのみ設けられている、
請求項４又は５記載の太陽電池セル。
【請求項７】
前記少なくとも１つの裏側電気コンタクトは、前記少なくとも１つの裏側光結合層（１３）を少なくとも部分的に覆うように延在する裏側電気コンタクト層（１４ｂ）を含む、
請求項４又は５記載の太陽電池セル。
【請求項８】
前記少なくとも１つの導電層（３）は、前記複数の表側電気コンタクト（６）同士間の領域（３ｂ）及び／又は前記複数の表側電気コンタクト（６）以外の領域（３ｂ）において、前記複数の表側電気コンタクト（６）の下方の領域（３ａ）よりも薄くなっており、
及び／又は、
前記少なくとも１つの導電層（８）は、前記裏側電気コンタクト（１４ａ）同士間の領域（８ｂ）及び／又は前記裏側電気コンタクト（１４ａ）以外の領域（８ｂ）において、前記裏側電気コンタクト（１４ａ）の下方の領域（８ａ）よりも薄くなっており、
及び／又は、
前記少なくとも１つの導電層（８）は、前記裏側導電性材料（９）の局所的に厚さが増加された領域（９ａ）同士間の領域（８ｂ）及び／又は前記局所的に厚さが増加された領域（９ａ）以外の領域（８ｂ）において、前記局所的に厚さが増加された領域（９ａ）の下方の領域（８ａ）よりも薄くなっている、
請求項１から７の少なくとも１項記載の太陽電池セル。
【請求項９】
前記複数の表側電気コンタクト（６）の材料及び／又は前記裏側電気コンタクト（１４，１４ａ）の材料は、少なくとも１つの導電性酸化物、少なくとも１つの金属、少なくとも１つの金属合金、少なくとも１つの導電性化合物、又は、これらの導電性材料のうちの少なくとも２つの材料の組み合わせを含む、
請求項１から８の少なくとも１項記載の太陽電池セル。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの表側光結合層（５）の材料及び／又は前記少なくとも１つの裏側光結合層（１３）の材料は、SiNx、SiOx、SiOxNy、AlOx、AlNx、TiOx、MgFx、導電性酸化物、ナノ粒子含有層、又は、これらの材料のうちの少なくとも２つの材料の組み合わせ、を含む材料群のうちの少なくとも１つの材料から選択されている、
請求項１から９の少なくとも１項記載の太陽電池セル。
【請求項１１】
前記表側導電性材料（４）及び／又は前記裏側導電性材料（９）は、透明導電性酸化物、金属、金属合金、又は、導電性酸化物を含む材料群のうちの１つの材料から選択されている、
請求項１から１０の少なくとも１項記載の太陽電池セル。
【請求項１２】
前記表側導電性材料（４，４ｂ）及び／又は前記裏側導電性材料（９，９ｂ）は、前記複数の表側電気コンタクト（６）同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト（６）以外の領域において、及び／又は、前記裏側電気コンタクト（１４ａ）同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト（１４ａ）以外の領域において、０〜１５０ｎｍの間の厚さを有する、
請求項１から１１の少なくとも１項記載の太陽電池セル。
【請求項１３】
前記表側導電性材料（４，４ｂ）及び／又は前記裏側導電性材料（９，９ｂ）は、前記複数の表側電気コンタクト（６）同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト（６）以外の領域において、及び／又は、前記裏側電気コンタクト（１４ａ）同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト（１４ａ）以外の領域において、０〜７０ｎｍの間の厚さを有する、
請求項１２記載の太陽電池セル。
【請求項１４】
前記表側導電性材料（４，４ｂ）及び／又は前記裏側導電性材料（９，９ｂ）は、前記複数の表側電気コンタクト（６）同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト（６）以外の領域において、及び／又は、前記裏側電気コンタクト（１４ａ）同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト（１４ａ）以外の領域において、０〜３０ｎｍの間の厚さを有する、
請求項１２又は１３記載の太陽電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光入射用の表側又は太陽側と、前記表側とは反対にある裏側とを有する太陽電池セルであって、前記太陽電池セルは、第１導電型又は前記第１導電型とは反対の第２導電型の結晶性半導体基板と、少なくとも１つのパッシベーション層と、前記第１導電型の少なくとも１つの導電層とによって形成された表側パッシベーション領域と、少なくとも１つのパッシベーション層と、前記第２導電型の少なくとも１つの導電層とによって形成された裏側パッシベーション領域と、単一の表側導電性材料と、前記表側導電性材料の上面に形成された表側電気コンタクトとによって形成された表側コンタクトと、前記太陽電池セルの前記表側に設けられた少なくとも１つの表側光結合層と、前記表側コンタクトの反対側に位置しており、裏側導電性材料と、前記裏側導電性材料の上に形成された少なくとも１つの裏側電気コンタクトとによって形成された裏側コンタクトと、を有する太陽電池セルに関する。
【０００２】
冒頭に述べた形式の太陽電池セルは、例えば欧州特許出願公開第２６６２９００号明細書から公知である。このような太陽電池セルは、一般的にシリコンヘテロ接合型太陽電池セルと呼ばれている。欧州特許出願公開第２６６２９００号明細書に記載された太陽電池セルは、その表側に、すなわちｎ型の単結晶シリコン基板上に、ｉ型のアモルファスシリコンからなる真性薄膜の積層体と、導電性のｐ型のシリコンからなるアモルファス薄膜と、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる１つの薄い透明導電性酸化物層（ＴＣＯ）と、例えば窒化シリコンからなる絶縁層と、絶縁層を通して形成される電気経路によって敷設されたＴＣＯ層に電気的に接続されている集電電極構造と、を有する。公知の太陽電池セルの透明導電性酸化物層により、シリコン基板とアモルファス導電性シリコン薄膜との間の空間電荷領域で発生した電荷担体が集電され、太陽電池セルの集電電極構造に伝送される。従って、透明酸化物層の導電性は不可欠である。しかしながら、公知の太陽電池セルの表側に設けられるＴＣＯ層の主な欠点は、このＴＣＯ層が入射光の一部を吸収し、ＴＣＯ層の上面に設けられる絶縁層のように太陽電池セルのための完全な反射防止コーティングとしては機能しないことである。
【０００３】
欧州特許出願公開第２６６９９５２号明細書は、結晶性ヘテロ接合型太陽電池セルを開示しており、この結晶性ヘテロ接合型太陽電池セルは、表側エミッタと、この表側エミッタの上に形成された少なくとも２つの透明導電層（ＴＣＯ層）の積層体とを有しており、単一の表側ＴＣＯ層しか有さない太陽電池セルに比べて太陽電池セルの効率を改善している。ＴＣＯ層の積層体は、高透明度の材料と高導電性の材料との組み合わせから構成されており、これによって一方では、ある１つの種類のＴＣＯ材料によって電流密度を増加させ、他方では、別の種類のＴＣＯ材料によって表側金属被覆との接触抵抗を低減させている。
【０００４】
従って、本発明の課題は、光吸収量がより少なく、表側又は太陽側の反射防止特性がより良好な、冒頭に述べた形式の太陽電池セルを提供することである。
【０００５】
上記の課題は、冒頭に述べた形式の太陽電池セルにおいて、前記表側導電性材料を、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域において、前記複数の表側電気コンタクトの下方の領域よりも薄くしたことによって解決される。欧州特許出願公開第２６６９９５２号明細書の太陽電池セルと比較すると、本発明の太陽電池セルの表側導電性材料は、単一の層から形成されていて、且つ、単一の材料から構成されている。
【０００６】
本発明は、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は複数の表側電気コンタクト以外の領域において、すなわち表側導電性材料が、表側パッシベーション領域の導電層と太陽電池セルの複数の表側電気コンタクトとの間の直接的な電気的な“ブリッジ”として機能していない領域において、表側導電性材料を少なくとも部分的に省略又は除去することを提案するものである。この構造は、表側パッシベーション領域と複数の表側電気コンタクトとの間では、これらの間に形成された導電性材料を介して良好な電気的接続が設けられるが、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は複数の表側電気コンタクト以外の領域では、導電性材料を省略したことによって光吸収量がより少なくなっているという利点を有する。さらには、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は複数の表側電気コンタクト以外の領域における導電性材料の厚さが薄くなればなるほど、これらの領域における太陽電池セルの反射防止特性は、少なくとも１つの光結合層の材料特性によってより優勢的に決定される。例えば、この少なくとも１つの光結合層を、窒化ケイ素層のような電気絶縁層とすることができ、その結果、光反射が非常に少なくなる。光入射側では、光結合層を反射防止層と呼んでも差し支えない。
【０００７】
本発明の太陽電池セルによって吸収損失及び光子反射が低減されることにより、光生成される電流が大幅に増加し、ひいては、太陽電池セルと、本発明の太陽電池セルに基づいて製造される太陽電池セルモジュールとの最終的な出力電力が大幅に増加する。本発明によればさらに、インジウム系透明導電性酸化物のような高価な透明導電性材料の代わりに、窒化シリコン（SiNx）のような低コストの誘電体を使用することが可能となる。従って、本発明によれば、電池の製造コストを削減することが可能となる。
【０００８】
表側導電性材料の厚さが低減されている本発明の太陽電池セルの新しい電池構造においては、光生成された担体の横方向の輸送を、集電損失なしに、表側導電性材料にではなく、結晶性半導体基板のバルク材料に押し付けることが可能となる。現在標準で製造される結晶性半導体基板の表面再結合速度は、非常に遅いからである。従って、本発明の太陽電池セルは、ｎ型半導体基板を使用する場合に、ホウ素がドープされたアモルファスシリコン層のようなエミッタがシリコンヘテロ接合型電池の裏側に配置されているような電池に、特によく適合する。
【０００９】
本発明の好ましい１つの実施形態では、前記表側導電性材料は、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域には存在しておらず、前記複数の表側電気コンタクトの下方の領域にのみ配置されている。この実施形態では、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は複数の表側電気コンタクト以外の領域における太陽電池セルの反射防止特性は、少なくとも１つの光結合層の材料特性のみによって決定される。これらの領域では導電性材料が完全に省略されているからである。導電性材料は、直接的には表側パッシベーション領域の導電層と複数の表側電気コンタクトとの間に存在するだけであり、これらの領域の面積は、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は複数の表側電気コンタクト以外の領域の面積よりも格段に小さい。これにより、太陽電池セルに対してほぼ完全な反射防止特性を付与することが可能となるという効果が得られる。これに加えて、この実施形態では、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は複数の表側電気コンタクト以外の領域において、光吸収量を最小限に抑えることも可能である。
【００１０】
本発明の好ましい１つの実施形態では、前記太陽電池セルのエミッタは、前記太陽電池セルの前記裏側、すなわち前記太陽電池セルの影側に位置する。
【００１１】
本発明の有利な１つの実施形態では、前記裏側導電性材料は、単一の材料であり、所定の領域において局所的に増加された厚さを有しており、少なくとも１つの裏側光結合層は、増加された厚さを有する前記領域同士間にのみ設けられている。すなわち、少なくとも１つの裏側電気コンタクトが裏側電気コンタクトのパターンを含んでいる本発明の実施形態の場合には、裏側導電性材料は、裏側電気コンタクト同士間の領域及び／又は裏側電気コンタクト以外の領域において、裏側電気コンタクトの下方の領域よりも薄くなっている。本発明のこの実施形態では、裏側導電性材料が太陽電池セルの反射防止特性に与える悪影響は、裏側導電性材料の少なくとも一部を少なくとも１つの裏側光結合層に置き換えることによって低減される。この実施形態では、太陽電池セルの表側に関連して上述した効果が、太陽電池セルの裏側にも適用されている。
【００１２】
本発明の上述した実施形態の特定の１つの変形形態において、前記裏側導電性材料が、前記少なくとも１つの裏側光結合層の下方には設けられていない場合には、本発明の太陽電池セルの反射防止特性をさらに増加させることができる。すなわち、少なくとも１つの裏側電気コンタクトが裏側電気コンタクトのパターンを含んでいて、且つ、太陽電池セルの裏側に少なくとも１つの裏側光結合層が形成される本発明の実施形態の場合には、裏側導電性材料は、裏側電気コンタクト同士間の領域には存在しておらず、裏側電気コンタクトの下方の領域にのみ配置されている。
【００１３】
本発明の別の実施形態において、前記少なくとも１つの導電層が、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域において、前記複数の表側電気コンタクトの下方の領域よりも薄くなっている場合、及び／又は、前記少なくとも１つの導電層が、前記裏側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト以外の領域において、前記裏側電気コンタクトの下方の領域よりも薄くなっている場合、及び／又は、前記少なくとも１つの導電層が、前記裏側導電性材料の厚さが局所的に増加された領域同士間の領域及び／又は前記厚さが局所的に増加された領域以外の領域において、前記厚さが局所的に増加された領域の下方の領域よりも薄くなっている場合には、本発明の太陽電池セルの電流利得をさらに改善することが可能である。
【００１４】
無条件にではないが好ましくは、前記少なくとも１つの表側光結合層の材料及び／又は前記少なくとも１つの裏側光結合層の材料は、SiNx、SiOx、SiOxNy, AlOx, AlNx, TiOx、MgFx、導電性酸化物、ナノ粒子含有層、又は、前記材料のうちの少なくとも２つの組み合わせ、を含む材料群のうちの少なくとも１つの材料から選択されている。
【００１５】
無条件にではないがさらに好ましくは、前記複数の表側電気コンタクトの材料及び／又は前記裏側電気コンタクトの材料は、少なくとも１つの導電性酸化物、少なくとも１つの金属、少なくとも１つの金属合金、少なくとも１つの導電性化合物、又は、これらの導電性材料のうちの少なくとも２つの材料の組み合わせを含むことができる。
【００１６】
本発明は、上述した利点に加えて、パッシベーション領域の導電層と表側コンタクト又は裏側コンタクトとの間の導電性材料、すなわち太陽電池セルの金属被覆を形成するために、より適切な材料を選択する可能性を提供する。表側導電性材料及び／又は裏側導電性材料は、例えば金属、金属合金、又は、透明導電性酸化物とすることができる。表側導電性材料及び／又は裏側導電性材料は、物理蒸着法、化学蒸着法、インクジェット技術、又は、スクリーン印刷技術によって、又は、別の適切な方法によって被着させることができる。
【００１７】
本発明の任意選択の１つの実施形態では、前記表側導電性材料及び／又は前記裏側導電性材料は、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域において、及び／又は、前記裏側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト以外の領域において、０〜１５０ｎｍの厚さを有する。
【００１８】
本発明の特定の１つの実施形態によれば、前記表側導電性材料及び／又は前記裏側導電性材料は、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域において、及び／又は、前記裏側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト以外の領域において、０〜７０ｎｍの厚さを有する。
【００１９】
本発明の特別な１つの実施形態では、前記表側導電性材料及び／又は前記裏側導電性材料は、前記複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記複数の表側電気コンタクト以外の領域において、及び／又は、前記裏側電気コンタクト同士間の領域及び／又は前記裏側電気コンタクト以外の領域において、０〜３０ｎｍの厚さを有する。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態、その構造、及び、その利点は、図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】太陽電池セルの表側導電性材料の厚さが局所的に低減されている、本発明の太陽電池セルの１つの実施形態を概略的に示す図である。
【図２】本発明の太陽電池セルの別の１つの実施形態を概略的に示す図であり、表側導電性材料は、複数の表側電気コンタクトの下方にのみ位置し、裏側導電性材料は、局所的に低減された厚さを有し、裏側電気コンタクトのパターンは、裏側導電性材料の、厚さが低減されていない領域にのみ設けられている。
【図３】本発明の太陽電池セルの次の実施形態を概略的に示す図であり、当該太陽電池セルは、図２の太陽電池セルに類似しているが、太陽電池セルの裏面全体を覆うように延在する裏側電気コンタクト層を有する。
【図４】本発明の太陽電池セルのさらなる別の１つの実施形態を概略的に示す図であり、表側導電性材料は、複数の表側電気コンタクトの下方にのみ位置し、裏側導電性材料は、裏側電気コンタクトの下方にのみ位置している。
【図５】本発明の太陽電池セルの別の実施形態を概略的に示す図であり、表側パッシベーション領域の導電層の厚さ及び裏側パッシベーション領域の導電層の厚さは、それぞれ、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び複数の表側電気コンタクト以外の領域において、及び、裏側電気コンタクト同士間の領域及び裏側電気コンタクト以外の領域において、表側電気コンタクト及び裏側電気コンタクトの下方の領域に比べて低減されている。
【００２２】
図１は、本発明の１つの実施形態による太陽電池セル１を概略的に示す。太陽電池セル１は、光入射用の表側１１と、表側１１とは反対にある裏側１２とを有する。
【００２３】
太陽電池セル１は、第１導電型の半導体基板１０を含む。図示された実施形態では、半導体基板１０は、ｎ型の結晶性シリコンである。図示されていない本発明の別の実施形態では、半導体基板１０は、第１導電型とは反対の第２導電型であってもよい。
【００２４】
半導体基板１０の、表側１１に面した側には、表側パッシベーション領域２０が形成されている。表側パッシベーション領域２０は、図示された実施例ではパッシベーション層２と、第１導電型の導電層３とを含む。図示されていない本発明の別の実施形態では、表側パッシベーション領域２０を、２つ以上のパッシベーション層２及び／又は２つ以上の導電層３のように３つ以上の層から構成することができる。図示された実施形態では、パッシベーション層２は真性シリコン層であり、導電層３はｎ型のアモルファスシリコン層である。
【００２５】
導電層３の表側の表面には、太陽電池セル１の表側コンタクトが形成されている。表側コンタクトは、図示された実施形態では、単一の層から形成された表側導電性材料４と、表側導電性材料４の上面に形成された複数の表側電気コンタクト６のパターンとを含む。これらの表側電気コンタクト６は、光生成された電流を、図示されていない太陽電池セル相互接続部まで導出するように設計されている。表側電気コンタクト６は、図示された実施形態では銀から形成されている。本発明の別の実施形態では、表側電気コンタクト６は、電気めっき銅のように非常に良好な導電性を有する別の材料であってもよい。
【００２６】
図１の太陽電池セル１では、表側導電性材料４は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層のような透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層である。図示されていない本発明の別の実施形態では、表側導電性材料４を、金属又は低コストＴＣＯのような、ＩＴＯ層の透明度よりも格段に低い透明度を有する別の導電性材料から構成してもよい。表側導電性材料４は、例えば物理蒸着法、化学蒸着法、インクジェット法、スクリーン印刷技術などの種々の方法によって被着させることができる。このことは、本発明では、複数の表側電気コンタクト６同士間の領域４ｂ及び／又は複数の表側電気コンタクト６以外の領域４ｂにおける表側導電性材料４の厚さが、複数の表側電気コンタクト６の真下の領域４ａに比べて低減されていることに基づいて可能である。すなわち、表側導電性材料４は、複数の表側電気コンタクト６の下方に位置する領域４ａでは、この領域４ａ以外の領域４ｂよりも厚くなっている。この文脈において「以外の」とは、同一の表側導電性材料４の領域であって、太陽電池セル１の構造を図１に概略的に示された構造として見なした場合に、太陽電池セル１の水平方向の拡がりにおける、対応する別の領域の左側及び／又は右側に位置する領域を意味している。
【００２７】
これらの領域４ａ，４ｂはそれぞれ異なる厚さを有しているが、それにも拘わらず、表側導電性材料４の材料は、領域４ａ，４ｂにおいて同じ１つの材料である。これらの領域４ａ，４ｂの材料は１つの層形成工程において形成され、この場合には、層４を、構造化されるように形成することも、又は、層形成後に構造化することも可能である。特に、表側導電性材料４のそれぞれ異なる厚さは、表側導電性材料４を均一に堆積させた後、複数の表側電気コンタクト６の上方において、ワックス又はホットメルトのようなマスク材料を使用して、湿式化学エッチングプロセスのようなエッチングプロセスを実施することによって結果的に形成することができる。表側導電性材料４の領域４ａ，４ｂをインクジェット法によって形成する場合には、層形成後のエッチング工程を回避することができる。これに代えて、マスクを通して表側導電性材料４を堆積させることも可能である。
【００２８】
表側導電性材料４の表面は、複数の表側電気コンタクト同士間の領域及び複数の表側電気コンタクト以外の領域において、表側光結合層５によって覆われている。図示されていない本発明の別の実施形態では、２つ以上の表側光結合層５を使用してもよい。図示された例では、表側光結合層５は窒化シリコンからなる。本発明の別の実施形態では、表側光結合層５を、SiOx、SiOxNy、AlOx、AlNx、TiOx、MgFx、導電性酸化物、ナノ粒子含有層から構成することも、又は、SiNxを含む上述した材料のうちの少なくとも２つの材料の組み合わせから構成することも可能である。
【００２９】
半導体基板１０の、太陽電池セル１の裏側１２に面した側には、裏側パッシベーション領域３０が形成されている。裏側パッシベーション領域３０は、図示された実施形態ではパッシベーション層７と、第２導電型の導電層８とを含む。従って、図１の太陽電池セル１のエミッタ、すなわちｐｎ接合部は、太陽電池セル１の裏側１２に位置する。図示されていない本発明の別の実施形態では、表側パッシベーション領域３０を、２つ以上のパッシベーション層７及び／又は２つ以上の導電層８のように３つ以上の層から構成することができる。図示された実施形態では、パッシベーション層７は真性シリコン層であり、導電層８はｐ型のアモルファスシリコン層である。
【００３０】
導電層８の裏側の表面には、太陽電池セル１の裏側コンタクトが形成されている。裏側コンタクトは、図示された実施形態では裏側導電性材料９と、図示された実施形態では裏側導電性材料９の上面に途切れのない層として形成されている裏側電気コンタクト１４とを含む。裏側導電性材料９は、ＩＴＯ層のような透明導電性材料とすることができるが、金属又は低コストＴＣＯのような、ＩＴＯ層の透明度よりも低い透明度を有する別の導電性材料から構成してもよい。裏側導電性材料９は、例えば物理蒸着法、インクジェット法、スクリーン印刷技術などの種々の方法によって被着させることができる。
【００３１】
図２は、本発明の別の実施形態による太陽電池セル１ａを概略的に示す。図２及びそれ以降の図面では、本発明の同一又は類似の細部を指示するために同一の参照符号が使用される。図１の実施形態を参照して既になされたこれらの細部の説明は、以降の図面で示される本発明の別の実施形態における本発明の対応する細部にも適用することができる。
【００３２】
図１の太陽電池セル１と比較すると、図２の太陽電池セル１ａでは、表側導電性材料４は、複数の表側電気コンタクト６同士間の領域４ｂ及び複数の表側電気コンタクト６以外の領域４ｂには存在しておらず、複数の表側電気コンタクト６の下方の領域４ａにのみ配置されている。
【００３３】
さらには、太陽電池セル１ａの裏側１２は、太陽電池セル１の途切れのない裏側電気コンタクト層１４の代わりに裏側電気コンタクト１４ａのパターンを含む。
【００３４】
太陽電池セル１ａの裏側導電性材料９は、裏側電気コンタクト１４ａ同士間の領域９ｂ及び裏側電気コンタクト１４ａ以外の領域９ｂにおいて、裏側電気コンタクト１４ａの下方の領域９ａよりも薄くなっている。
【００３５】
太陽電池セル１ａの裏側導電性材料９の裏側の表面は、裏側電気コンタクト１４ａ同士間において、裏側光結合層１３によって覆われている。図示されていない本発明の別の実施形態では、複数の裏側光結合層１３を使用してもよい。図示された例では、裏側光結合層１３は窒化シリコンからなる。本発明の別の実施形態では、裏側光結合層１３を、SiOx、SiOxNy、AlOx、AlNx、TiOx、MgFx、導電性酸化物、ナノ粒子含有層から構成することも、又は、SiNxを含む上述した材料のうちの少なくとも２つの材料の組み合わせから構成することも可能である。
【００３６】
図３には、本発明の別の１つの変形形態が示されており、図２の太陽電池セル１ａに類似した太陽電池セル１ｂが示されている。太陽電池セル１ａとは対照的に、図３の太陽電池セル１ｂは、太陽電池セル１ｂの裏面を少なくとも部分的に覆うように延在する裏側コンタクト層１４ｂを含む。すなわち、裏側電気コンタクト１４ｂは、裏側導電性材料９の局所的により厚くなっている領域９ａ同士間にも被着されていて、且つ、裏側光結合層１３を覆うようにも延在している。このことによって、本発明のこの変形形態では、太陽電池セル１ｂの裏側１２における反射率が改善され、従って、太陽電池セル１ｂの効率が向上する。
【００３７】
図４は、本発明の別の１つの実施形態による太陽電池セル１ｃを概略的に示す。
【００３８】
太陽電池セル１ｃでは、表側導電性材料４は、複数の表側電気コンタクト６同士間の領域４ｂ及び複数の表側電気コンタクト６以外の領域４ｂには存在しておらず、複数の表側電気コンタクト６の下方の領域４ａにのみ配置されている。同様にして、裏側導電性材料９は、裏側電気コンタクト１４ａ同士間の領域９ｂ及び裏側電気コンタクト１４ａ以外の領域９ｂには存在しておらず、裏側電気コンタクト１４ａの下方の領域９ａにのみ配置されている。
【００３９】
図５は、本発明のさらなる別の実施形態による太陽電池セル１ｄを概略的に示す。
【００４０】
図４の太陽電池セル１ｃのように、太陽電池セル１ｄでは、表側導電性材料４は、複数の表側電気コンタクト６同士間の領域４ｂ及び複数の表側電気コンタクト６以外の領域４ｂには存在しておらず、複数の表側電気コンタクト６の下方の領域４ａにのみ配置されている。同様にして、裏側導電性材料９は、裏側電気コンタクト１４ａ同士間の領域９ｂ及び裏側電気コンタクト１４ａ以外の領域９ｂには存在しておらず、裏側電気コンタクト１４ａの下方の領域９ａにのみ配置されている。
【００４１】
さらには、太陽電池セル１ｄの表側１１に設けられた導電層３は、複数の表側電気コンタクト６同士間の領域３ｂ及び複数の表側電気コンタクト６以外の領域３ｂにおいて、複数の表側電気コンタクト６の下方の領域３ａよりも薄くなっている。これに加えて、太陽電池セル１ｄの裏側１２に設けられた少なくとも１つの導電層８は、裏側電気コンタクト１４ａ同士間の領域８ｂ及び裏側電気コンタクト１４ａ以外の領域８ｂにおいて、裏側電気コンタクト１４ａの下方の領域８ａよりも薄くなっている。
【図１】
2017520928.tif 000003
【図２】
2017520928.tif 000004
【図３】
2017520928.tif 000005
【図４】
2017520928.tif 000006
【図５】
2017520928.tif 000007
【国際調査報告】
2017520928.tif 000008
2017520928.tif 000009
2017520928.tif 000010