[发明专利]光电动势装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电动势装置及其制造方法。

背景技术

在近年来的光电动势装置中，以高输出化为目标，原材料、制造工艺得到了改善。因此，为了实现进一步的高输出化，实现通过向光电动势装置内的光封闭、表面、背面中的载流子的复合速度的抑制而使以往无法充分有效利用的波长域的光对发电作出贡献的构造、制造方法变得重要。因此，承担其部分作用的基板的背面构造的改善非常重要。

因此，以基板的背面侧中的反射、基板的背面中的复合速度的抑制为目标，例如提出了在对背面电极局部地进行印刷、烧成之后进行抑制复合速度的膜的成膜的技术(例如，参照专利文献1)。另外，例如提出了在基板的背面进行了抑制复合速度的膜的成膜之后，在其一部分设置开口部，进而在整个面进行印刷、烧成背面电极膏的技术(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开平6-169096号公报

专利文献2：日本特开2002-246625号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1的方法中，在进行了背面电极的印刷、烧成之后，进行抑制复合速度的膜的成膜。在该情况下，特别在烧成时，针对基板的背面，发生污染物质的附着、固定，所以存在如下问题：将基板的背面中的载流子的复合速度有意地抑制得低是极其困难这样的问题。

另外，在上述专利文献2的方法中，按照覆盖抑制复合速度的膜的大致整个面的形式印刷电极膏来形成兼具光反射功能的背面电极，该背面电极和基板的背面部分性地接触。但是，在例如由包含作为代表性的材料的铝(Al)的膏构成了背面电极的情况下，存在如下问题：无法提高背面中的光反射率，无法得到充分的向光电动势装置内的光封闭效果。另外，在例如由包含作为代表性的材料的银(Ag)的膏构成了背面电极的情况下，存在如下问题：在电极的烧成处理时，在本来的接触部分以外的区域中，抑制复合速度的膜也由于射穿(fire through)而被侵蚀，而无法得到充分的载流子的复合速度的抑制效果。

另一方面，在从太阳能电池单元向太阳能电池模块加工时，多个单元经由金属片而串联或者串联、并联并用地连接。一般，单元侧中的连接用电极通过使用了包含银的金属膏的射穿而形成。通过使用射穿，在硅基板与电极之间得到电连接以及物理上的粘接强度这两者。

但是，在银电极与硅的界面中，复合速度非常大，所以在硅太阳能电池的背面中，通过该射穿进行的电极形成成为问题。即，在硅太阳能电池的背面构造中，背面银电极和硅基板的硅晶体电连接，从而开路电压(Voc)以及光电转换效率有时降低。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种具备低的复合速度和高的背面反射率、光电转换效率优良的光电动势装置及其制造方法。

为了解决上述课题并达成目的，本发明的光电动势装置的特征在于，具备：第1导电类型的半导体基板，在一面侧具有扩散了第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；反射防止膜，形成于所述杂质扩散层上；第1电极，贯通所述反射防止膜而与所述杂质扩散层电连接；背面绝缘膜，具有到达所述半导体基板的另一面侧的多个开口部而形成于所述半导体基板的另一面侧；第2电极，形成于所述半导体基板的另一面侧；以及背面反射膜，由通过气相生长法形成的金属膜构成、或者包括金属箔而构成，至少在所述背面绝缘膜上覆盖地形成，所述第2电极包括：铝类电极，由包含铝的材料构成，在所述半导体基板的另一面侧至少被埋入到所述开口部而与所述半导体基板的另一面侧连接；以及银类电极，由包含银的材料构成，在所述半导体基板的另一面侧设置于所述开口部之间的区域，至少一部分贯通所述背面绝缘膜而与所述半导体基板的另一面侧电连接，并且经由所述背面反射膜而与所述铝类电极电连接，所述半导体基板的面内的所述银类电极的面积、和使所述银类电极的图案在所述半导体基板的面内向外侧扩张了与所述半导体基板内的载流子的扩散长度相应大小的周边区域的面积之和是所述半导体基板的另一面侧的面积的10％以下。

根据本发明，起到如下效果：能够得到具有低的复合速度和高的背面反射率这两者的背面的构造、实现了光电转换效率的高效化的太阳能电池单元。另外，根据本发明，起到如下效果：能够防止背面银电极与半导体基板的电连接所引起的开路电压(Voc)以及光电转换效率的降低。

附图说明

图1-1是用于说明本发明的实施方式1的太阳能电池单元的剖面构造的主要部分剖面图。

图1-2是从受光面侧观察本发明的实施方式1的太阳能电池单元的俯视图。

图1-3是从背面侧观察本发明的实施方式1的太阳能电池单元的仰视图。