JPH06188441A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH06188441A JPH06188441A JP43A JP33625792A JPH06188441A JP H06188441 A JPH06188441 A JP H06188441A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33625792 A JP33625792 A JP 33625792A JP H06188441 A JPH06188441 A JP H06188441A
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- JP
- Japan
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- semiconductor layer
- type
- crystalline semiconductor
- layer
- dope layer
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タブをハンダ付けする際にもｐｎ接合が破壊
されることがなく、歩留りよくモジュール化することが
できる光起電力素子を得る。 【構成】 集電極８のハンダ付け部分８ａの下方に位置
する結晶半導体層１の部分に他導電型のドープ層２を形
成する。
されることがなく、歩留りよくモジュール化することが
できる光起電力素子を得る。 【構成】 集電極８のハンダ付け部分８ａの下方に位置
する結晶半導体層１の部分に他導電型のドープ層２を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子に関する
ものであり、特に、結晶半導体と非晶質半導体とを組み
合わせて構成されるヘテロ接合を有する光起電力素子に
関するものである。
ものであり、特に、結晶半導体と非晶質半導体とを組み
合わせて構成されるヘテロ接合を有する光起電力素子に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光起電力素子として、多結晶シリ
コンを用いた太陽電池の研究が盛んに行われている。中
でも、非晶質シリコンと多結晶シリコンとを組み合わせ
ることにより構成されたヘテロ接合を有する太陽電池
が、安価であり、かつ変換効率が高いため注目されてい
る。
コンを用いた太陽電池の研究が盛んに行われている。中
でも、非晶質シリコンと多結晶シリコンとを組み合わせ
ることにより構成されたヘテロ接合を有する太陽電池
が、安価であり、かつ変換効率が高いため注目されてい
る。
【０００３】このような光起電力素子は、十分な電圧を
得るために、複数個の光起電力素子を直列に接続して用
いるのが一般的である。このような複数の光起電力素子
を直列に接続した構造は、一般にモジュールと称されて
おり、光起電力素子の集電極をハンダ付けによってタブ
で接続することにより一般的にモジュール化が図られて
いる。
得るために、複数個の光起電力素子を直列に接続して用
いるのが一般的である。このような複数の光起電力素子
を直列に接続した構造は、一般にモジュールと称されて
おり、光起電力素子の集電極をハンダ付けによってタブ
で接続することにより一般的にモジュール化が図られて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに複数の光起電力素子間をタブで電気的に接続する
際、ハンダ付けのための加熱により、光起電力素子の特
性が劣化するという問題があった。すなわち、非晶質半
導体層が加熱され結晶化等することにより、例えば半導
体層に亀裂が生じｐｎ接合が破壊されてしまうことがあ
った。
うに複数の光起電力素子間をタブで電気的に接続する
際、ハンダ付けのための加熱により、光起電力素子の特
性が劣化するという問題があった。すなわち、非晶質半
導体層が加熱され結晶化等することにより、例えば半導
体層に亀裂が生じｐｎ接合が破壊されてしまうことがあ
った。
【０００５】本発明の目的は、このようなタブのハンダ
付けによっても、ｐｎ接合が破壊されず、モジュール化
に際しての歩留りを向上させることのできる光起電力素
子を提供することにある。
付けによっても、ｐｎ接合が破壊されず、モジュール化
に際しての歩留りを向上させることのできる光起電力素
子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子
は、一導電型の結晶半導体層と、結晶半導体層上に直接
または間接に形成される他導電型の非晶質半導体層と、
非晶質半導体層の上方に形成されタブがハンダ付けされ
る集電極と、集電極のハンダ付け部分の下方に位置する
結晶半導体層の部分に少なくとも形成される他導電型の
ドープ層とを備えることを特徴としている。
は、一導電型の結晶半導体層と、結晶半導体層上に直接
または間接に形成される他導電型の非晶質半導体層と、
非晶質半導体層の上方に形成されタブがハンダ付けされ
る集電極と、集電極のハンダ付け部分の下方に位置する
結晶半導体層の部分に少なくとも形成される他導電型の
ドープ層とを備えることを特徴としている。
【０００７】一導電型の結晶半導体層の上には、直接他
導電型の非晶質半導体層が形成されてもよいし、一導電
型の結晶半導体層と他導電型の非晶質半導体層との間
に、真性の非晶質半導体層が形成されてもよい。本発明
において、結晶半導体層は、多結晶半導体でもよいし、
単結晶半導体でもよい。
導電型の非晶質半導体層が形成されてもよいし、一導電
型の結晶半導体層と他導電型の非晶質半導体層との間
に、真性の非晶質半導体層が形成されてもよい。本発明
において、結晶半導体層は、多結晶半導体でもよいし、
単結晶半導体でもよい。
【０００８】本発明においては、集電極のハンダ付け部
分の下方に位置する結晶半導体層の部分に他導電型のド
ープ層が形成される。この他導電型ドープ層は、高濃度
のドープ層であることが好ましい。このドープ層の形成
は、例えば、レーザードープによる方法や、Ａｌペース
トを印刷した後にアニールする方法等によって行うこと
ができる。レーザードープによる方法としては、例え
ば、高濃度の他導電型の非晶質半導体層を一旦結晶半導
体層上に形成した後にレーザー照射し、結晶半導体層中
にドーパントをドープする方法や、あるいはドーパント
を含むガス雰囲気中でレーザー照射して結晶半導体層中
にドープ層を形成する方法等が挙げられる。Ａｌペース
トを用いる方法では、ドープ層を形成する結晶半導体層
の上にＡｌペーストを塗布し、アニールすることによっ
て、Ａｌを結晶半導体層中に拡散させドープ層を形成す
る。場合によっては、ドープ層を形成した後、Ａｌペー
スト塗布層を除去するため表面をエッチングしてもよ
い。
分の下方に位置する結晶半導体層の部分に他導電型のド
ープ層が形成される。この他導電型ドープ層は、高濃度
のドープ層であることが好ましい。このドープ層の形成
は、例えば、レーザードープによる方法や、Ａｌペース
トを印刷した後にアニールする方法等によって行うこと
ができる。レーザードープによる方法としては、例え
ば、高濃度の他導電型の非晶質半導体層を一旦結晶半導
体層上に形成した後にレーザー照射し、結晶半導体層中
にドーパントをドープする方法や、あるいはドーパント
を含むガス雰囲気中でレーザー照射して結晶半導体層中
にドープ層を形成する方法等が挙げられる。Ａｌペース
トを用いる方法では、ドープ層を形成する結晶半導体層
の上にＡｌペーストを塗布し、アニールすることによっ
て、Ａｌを結晶半導体層中に拡散させドープ層を形成す
る。場合によっては、ドープ層を形成した後、Ａｌペー
スト塗布層を除去するため表面をエッチングしてもよ
い。
【０００９】本発明において、他導電型のドープ層は、
集電極のハンダ付け部分の下方に位置する結晶半導体層
部分に形成されておればよく、ハンダ付けされない集電
極部分の下方にはドープ層が形成されていなくともよ
い。当然のことながら、製造工程上ハンダ付けしない部
分にもドープ層を形成することが好ましい場合には、ハ
ンダ付けしない部分にドープ層が形成されていてもよい
ことはいうまでもない。
集電極のハンダ付け部分の下方に位置する結晶半導体層
部分に形成されておればよく、ハンダ付けされない集電
極部分の下方にはドープ層が形成されていなくともよ
い。当然のことながら、製造工程上ハンダ付けしない部
分にもドープ層を形成することが好ましい場合には、ハ
ンダ付けしない部分にドープ層が形成されていてもよい
ことはいうまでもない。
【００１０】
【作用】本発明においては、集電極のハンダ付け部分の
下方に位置する結晶半導体層の部分に他導電型のドープ
層が形成されている。このため、ハンダ付けによって非
晶質半導体層にクラック等が生じ、Ａｌ等の金属がこの
クラックを通り侵入してきても、他導電型のドープ層と
接触する。この他導電型のドープ層と結晶半導体層との
間でｐｎ接合が保たれるので、従来のようにｐｎ接合が
破壊されるのを防止することができる。
下方に位置する結晶半導体層の部分に他導電型のドープ
層が形成されている。このため、ハンダ付けによって非
晶質半導体層にクラック等が生じ、Ａｌ等の金属がこの
クラックを通り侵入してきても、他導電型のドープ層と
接触する。この他導電型のドープ層と結晶半導体層との
間でｐｎ接合が保たれるので、従来のようにｐｎ接合が
破壊されるのを防止することができる。
【００１１】また本発明では、集電極の下方の結晶半導
体層の部分に他導電型のドープ層を形成しているが、こ
の部分は集電極によって覆われており光の入射の少ない
部分であるので、このようなドープ層の形成によって光
電変換効率が大幅に低下することはない。
体層の部分に他導電型のドープ層を形成しているが、こ
の部分は集電極によって覆われており光の入射の少ない
部分であるので、このようなドープ層の形成によって光
電変換効率が大幅に低下することはない。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明に従う一実施例を示す斜視図
である。図１を参照して、ｎ型シリコン基板１の上に
は、真性の非晶質シリコン薄膜４、ｐ型非晶質シリコン
薄膜５、及び透明導電膜６が順次積層して形成されてい
る。透明導電膜６の上には、集電極８が設けられてい
る。集電極８は、バスバー８ａと、バスバー８ａと直交
する枝電極８ｂとから構成されている。シリコン基板１
の反対側の面上には、ｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３が形
成されており、このｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３の上に
裏面電極７が形成されている。
である。図１を参照して、ｎ型シリコン基板１の上に
は、真性の非晶質シリコン薄膜４、ｐ型非晶質シリコン
薄膜５、及び透明導電膜６が順次積層して形成されてい
る。透明導電膜６の上には、集電極８が設けられてい
る。集電極８は、バスバー８ａと、バスバー８ａと直交
する枝電極８ｂとから構成されている。シリコン基板１
の反対側の面上には、ｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３が形
成されており、このｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３の上に
裏面電極７が形成されている。
【００１３】図１に示すように、バスバー８ａのタブが
ハンダ付けされる部分の下方のシリコン基板１の表面近
傍には、ｐ+ 型のドープ層２が形成されている。このよ
うなドープ層２の形成により、ハンダ付けの熱で透明導
電膜６、ｐ型非晶質シリコン薄膜５、及び真性非晶質シ
リコン薄膜４にクラック等が生じ、このクラックを通り
Ａｌ等の金属が侵入していても、この金属が接触するの
はｐ+ 型のドープ層２となる。ｐ+ 型のドープ層２とｎ
型のシリコン基板１はｐｎ接合を形成するため、ｐｎ接
合が破壊されることはない。
ハンダ付けされる部分の下方のシリコン基板１の表面近
傍には、ｐ+ 型のドープ層２が形成されている。このよ
うなドープ層２の形成により、ハンダ付けの熱で透明導
電膜６、ｐ型非晶質シリコン薄膜５、及び真性非晶質シ
リコン薄膜４にクラック等が生じ、このクラックを通り
Ａｌ等の金属が侵入していても、この金属が接触するの
はｐ+ 型のドープ層２となる。ｐ+ 型のドープ層２とｎ
型のシリコン基板１はｐｎ接合を形成するため、ｐｎ接
合が破壊されることはない。
【００１４】図２は、図１に示す実施例の光起電力素子
を製造する工程を示す断面図である。まず図２（ａ）に
示すｎ型シリコン基板１の所定部分に、図２（ｂ）に示
すようなｐ+ 型のドープ層２を形成する。このドープ層
２は、上述のように、ｐ+ 型の非晶質シリコン薄膜をシ
リコン基板１上に形成し、所定部分にレーザーを照射し
てドープ層２を形成した後、ｐ+ 型非晶質シリコン薄膜
をエッチング等で除去する方法や、あるいはボロン
（Ｂ）等のドーパントを含むガス雰囲気中でレーザーを
照射してドープ層２を形成する方法や、あるいはＡｌペ
ーストを所定部分に塗布した後、例えば６００℃程度の
温度でアニールする方法等で形成させることができる。
この実施例では、５０００Å程度の深さとなるようにド
ープ層２を形成している。
を製造する工程を示す断面図である。まず図２（ａ）に
示すｎ型シリコン基板１の所定部分に、図２（ｂ）に示
すようなｐ+ 型のドープ層２を形成する。このドープ層
２は、上述のように、ｐ+ 型の非晶質シリコン薄膜をシ
リコン基板１上に形成し、所定部分にレーザーを照射し
てドープ層２を形成した後、ｐ+ 型非晶質シリコン薄膜
をエッチング等で除去する方法や、あるいはボロン
（Ｂ）等のドーパントを含むガス雰囲気中でレーザーを
照射してドープ層２を形成する方法や、あるいはＡｌペ
ーストを所定部分に塗布した後、例えば６００℃程度の
温度でアニールする方法等で形成させることができる。
この実施例では、５０００Å程度の深さとなるようにド
ープ層２を形成している。
【００１５】次に、図２（ｃ）に示すように、シリコン
基板１の裏面側にｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３を形成す
る。この実施例では、４００Åの厚みで形成している。
次に、図２（ｄ）に示すように、シリコン基板１の面上
に、真性の非晶質シリコン薄膜４及びｐ型非晶質シリコ
ン薄膜５を順次積層して形成する。この実施例では、そ
れぞれの厚みが５０Åとなるように、プラズマＣＶＤ法
により１３０℃の温度で形成している。
基板１の裏面側にｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３を形成す
る。この実施例では、４００Åの厚みで形成している。
次に、図２（ｄ）に示すように、シリコン基板１の面上
に、真性の非晶質シリコン薄膜４及びｐ型非晶質シリコ
ン薄膜５を順次積層して形成する。この実施例では、そ
れぞれの厚みが５０Åとなるように、プラズマＣＶＤ法
により１３０℃の温度で形成している。
【００１６】次に、図２（ｅ）に示すように、ｐ型非晶
質シリコン薄膜５の上に透明導電膜６を形成する。この
実施例では、スパッタ法により厚み７００Åとなるよう
にＩＴＯ薄膜を形成している。次に、図２（ｆ）に示す
ように、透明導電膜６の上に、図１に示すような集電極
８を形成する。この実施例では、Ａｌからなる集電極８
を形成している。
質シリコン薄膜５の上に透明導電膜６を形成する。この
実施例では、スパッタ法により厚み７００Åとなるよう
にＩＴＯ薄膜を形成している。次に、図２（ｆ）に示す
ように、透明導電膜６の上に、図１に示すような集電極
８を形成する。この実施例では、Ａｌからなる集電極８
を形成している。
【００１７】以上のようにして作製した本発明に従う光
起電力素子をモジュール化して太陽電池モジュールを作
製し、太陽電池モジュールの変換効率とその収率との関
係を求めた。図３はこの結果を示す図である。また比較
として、シリコン基板１にドープ層２を形成しない以外
は、本実施例と同様にして作製した光起電力素子を用い
て太陽電池モジュールを作製し、同様に太陽電池モジュ
ールの変換効率とその収率との関係を求めた。この結果
を図４に示す。
起電力素子をモジュール化して太陽電池モジュールを作
製し、太陽電池モジュールの変換効率とその収率との関
係を求めた。図３はこの結果を示す図である。また比較
として、シリコン基板１にドープ層２を形成しない以外
は、本実施例と同様にして作製した光起電力素子を用い
て太陽電池モジュールを作製し、同様に太陽電池モジュ
ールの変換効率とその収率との関係を求めた。この結果
を図４に示す。
【００１８】図３及び図４の比較から明らかなように、
本発明に従い集電極のハンダ付け部分の下方の位置にド
ープ層を形成した光起電力素子を用いた場合には、高い
変換効率の太陽電池モジュールが歩留りよく得られる。
上記実施例では、高濃度のドープ層としているが、必ず
しも高濃度にする必要はなく、結晶半導体層と逆の導電
型のドープ層であればよい。
本発明に従い集電極のハンダ付け部分の下方の位置にド
ープ層を形成した光起電力素子を用いた場合には、高い
変換効率の太陽電池モジュールが歩留りよく得られる。
上記実施例では、高濃度のドープ層としているが、必ず
しも高濃度にする必要はなく、結晶半導体層と逆の導電
型のドープ層であればよい。
【００１９】上記実施例では、結晶半導体層であるシリ
コン基板をｎ型としているが、これをｐ型とし、このシ
リコン基板の上方に形成する非晶質半導体層として、ｎ
型の半導体層を形成させてもよい。
コン基板をｎ型としているが、これをｐ型とし、このシ
リコン基板の上方に形成する非晶質半導体層として、ｎ
型の半導体層を形成させてもよい。
【００２０】また上記実施例では、シリコン基板１とｐ
型非晶質シリコン薄膜５との間に真性の非晶質シリコン
薄膜４を形成しているが、この真性のシリコン薄膜を形
成させずに、直接シリコン基板１上にｐ型非晶質シリコ
ン薄膜５を形成させてもよい。また、シリコン基板１の
裏側にｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３を形成させている
が、このｎ+ 型非晶質シリコン薄膜は必ずしも形成させ
なくともよい。
型非晶質シリコン薄膜５との間に真性の非晶質シリコン
薄膜４を形成しているが、この真性のシリコン薄膜を形
成させずに、直接シリコン基板１上にｐ型非晶質シリコ
ン薄膜５を形成させてもよい。また、シリコン基板１の
裏側にｎ+ 型非晶質シリコン薄膜３を形成させている
が、このｎ+ 型非晶質シリコン薄膜は必ずしも形成させ
なくともよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明の光起電力素子では、集電極のハ
ンダ付け部分の下方に位置する結晶半導体層の部分に他
導電型のドープ層が形成されている。このため、ハンダ
付けの際に非晶質半導体層が加熱され、非晶質半導体層
にクラック等が生じ、このクラックを通り結晶半導体層
に金属が侵入してきても、この金属が接するのは他導電
型のドープ層であるので、ｐｎ接合が破壊されるのを防
止することができる。
ンダ付け部分の下方に位置する結晶半導体層の部分に他
導電型のドープ層が形成されている。このため、ハンダ
付けの際に非晶質半導体層が加熱され、非晶質半導体層
にクラック等が生じ、このクラックを通り結晶半導体層
に金属が侵入してきても、この金属が接するのは他導電
型のドープ層であるので、ｐｎ接合が破壊されるのを防
止することができる。
【００２２】従って、本発明に従う光起電力素子を用い
てモジュール化した場合には、変換効率の高い太陽電池
モジュールを得ることができ、歩留り良くモジュール化
することができる。
てモジュール化した場合には、変換効率の高い太陽電池
モジュールを得ることができ、歩留り良くモジュール化
することができる。
【図１】本発明に従う一実施例を示す斜視図。
【図２】図１に示す実施例を製造する工程を示す断面
図。
図。
【図３】本発明に従う実施例をモジュール化した際のモ
ジュール変換効率とその収率との関係を示す図。
ジュール変換効率とその収率との関係を示す図。
【図４】比較例の光起電力素子をモジュール化した際の
変換効率とその収率との関係を示す図。
変換効率とその収率との関係を示す図。
１…シリコン基板 ２…ｐ+ 型ドープ層 ３…ｎ+ 型非晶質シリコン薄膜 ４…真性の非晶質シリコン薄膜 ５…ｐ型非晶質シリコン薄膜 ６…透明導電膜 ７…裏面電極 ８…集電極 ８ａ…バスバー ８ｂ…枝電極
Claims (2)
- 【請求項１】 モジュール化のためタブがハンダ付けさ
れる光起電力素子であって；一導電型の結晶半導体層
と；前記結晶半導体層上に直接または間接に形成される
他導電型の非晶質半導体層と；前記非晶質半導体層の上
方に形成され、前記タブがハンダ付けされる集電極と；
前記集電極のハンダ付け部分の下方に位置する前記結晶
半導体層の部分に少なくとも形成される他導電型のドー
プ層とを備える、光起電力素子。 - 【請求項２】 前記結晶半導体層と前記非晶質半導体層
との間に、真性非晶質半導体層が形成されている、請求
項１に記載の光起電力素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06188441A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 光起電力素子 |
| US08/153,351 US5395457A (en) | 1992-12-16 | 1993-11-12 | Photovoltaic device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06188441A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188441A true JPH06188441A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18297258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06188441A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06188441A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010538492A (ja) * | 2008-02-25 | 2010-12-09 | サニーバ，インコーポレイテッド | 結晶シリコンｐ−ｎホモ接合と表面安定化のためのアモルファスシリコンヘテロ接合とを有する太陽電池 |
| CN102064211A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-18 | 友达光电股份有限公司 | 太阳能电池及其制作方法 |
| US8945976B2 (en) | 2008-02-25 | 2015-02-03 | Suniva, Inc. | Method for making solar cell having crystalline silicon P—N homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP43A patent/JPH06188441A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010538492A (ja) * | 2008-02-25 | 2010-12-09 | サニーバ，インコーポレイテッド | 結晶シリコンｐ−ｎホモ接合と表面安定化のためのアモルファスシリコンヘテロ接合とを有する太陽電池 |
| US8945976B2 (en) | 2008-02-25 | 2015-02-03 | Suniva, Inc. | Method for making solar cell having crystalline silicon P—N homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation |
| CN102064211A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-18 | 友达光电股份有限公司 | 太阳能电池及其制作方法 |
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