專利名稱：太陽能電池和太陽能電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)具備貫通孔電極的太陽能電池和太陽能電池的制造方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池因?yàn)槟軌驅(qū)⑶鍧嵡胰≈槐M的太陽光直接轉(zhuǎn)化為電， 所以作為新的能源受到期待。
以往，以擴(kuò)大太陽能電池的受光面積為目的，提出了將P側(cè)電極
和n側(cè)電極雙方設(shè)置在基板的背面一側(cè)的背接觸型太陽能電池(例如， 曰本特開平1-82570號(hào)公報(bào))。
這樣的太陽能電池具有從基板的受光面一直貫通到背面的多個(gè)貫 通孔(through hole)。在基板的受光面一側(cè)收集的光生載流子，通過貫 通孔內(nèi)設(shè)置的貫通孔電極被引導(dǎo)至太陽能電池的背面一側(cè)。為了防止 貫通孔的內(nèi)壁面與貫通孔電極之間發(fā)生短路，而在貫通孔的內(nèi)壁面上 形成絕緣層。
因?yàn)樨炌资怯杉す饧庸せ驒C(jī)械加工而形成的，所以貫通孔的內(nèi) 壁面會(huì)受到損傷。為了提高太陽能電池的輸出特性，優(yōu)選通過蝕刻處 理除去貫通孔的內(nèi)壁面上的損傷。
并且，以提高太陽能電池的輸出特性為目的，通常在太陽能電池 的受光面上形成凹凸結(jié)構(gòu)，即所謂紋理結(jié)構(gòu)。 一般而言，通過蝕刻處 理形成這種紋理結(jié)構(gòu)。
可以考慮通過在形成貫通孔之后實(shí)施用于形成紋理結(jié)構(gòu)的蝕刻處 理，同時(shí)除去貫通孔內(nèi)壁面上的損傷。
但是，如果在貫通孔內(nèi)壁面上實(shí)施用于形成紋理結(jié)構(gòu)的蝕刻處理，則 在貫通孔內(nèi)壁面上也會(huì)形成凹凸結(jié)構(gòu)。如果在這樣的貫通孔內(nèi)壁面
上形成絕緣層，則絕緣層的厚度會(huì)不均勻地形成。因此，在絕緣 層厚度較薄的部分，不能夠充分的實(shí)現(xiàn)貫通孔內(nèi)壁面與貫通孔電極之間的絕緣性，所以容易發(fā)生基板與貫通孔電極之間的短路。結(jié)果，存 在太陽能電池的輸出特性降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供一種太陽 能電池和太陽能電池的制造方法，其能夠抑制在基板與貫通孔電極之 間發(fā)生短路。
本發(fā)明的特征的太陽能電池的宗旨在于，包括具有第一主面和 第二主面的第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板；設(shè)置在上述半導(dǎo)體基板的上述 第一主面上的、具有第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域；設(shè)置在上述半導(dǎo)體基 板的多處的、從上述第一主面一直貫通到上述第二主面的貫通孔；設(shè) 置在上述貫通孔內(nèi)、將上述半導(dǎo)體區(qū)域上收集的載流子導(dǎo)向上述第二 主面一側(cè)的貫通孔電極；以及在上述貫通孔的內(nèi)壁面和上述貫通孔電 極之間設(shè)置的絕緣層。上述貫通孔的上述內(nèi)壁面的至少一部分，比上 述第一主面更加平坦地形成。
本發(fā)明的特征中，上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面和上述貫通孔 的上述內(nèi)壁面，可以是蝕刻面。另外，半導(dǎo)體基板的第一主面，可以 是紋理面。
本發(fā)明的特征中，上述貫通孔的上述內(nèi)壁面的至少一部分，可以 具有比上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面的算術(shù)平均粗糙度更小的算術(shù) 平均粗糙度。另外，也可以是上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面是紋理 面，上述貫通孔的上述內(nèi)壁面是蝕刻面。
本發(fā)明的特征中，上述半導(dǎo)體基板可以是單晶硅基板，上述第一 主面具有(100)的面方位，上述貫通孔的上述內(nèi)壁面具有(110)的面方位。
本發(fā)明的特征中，可以具有在上述半導(dǎo)體區(qū)域的表面上形成的、 用于收集上述半導(dǎo)體區(qū)域中收集的載流子的集電極，上述貫通孔電極 電連接到上述集電極。該情況下，上述貫通孔電極可以和上述集電極 一體地形成。另外，也可以具有在上述半導(dǎo)體基板的上述第二主面上 形成的、電連接到上述貫通孔電極的集電極。
本發(fā)明的特征中，上述半導(dǎo)體區(qū)域可以由非晶態(tài)半導(dǎo)體形成。
本發(fā)明的特征中，可以將上述第一主面設(shè)為受光面，將第二主面
6設(shè)為背面。
本發(fā)明的特征的太陽能電池的制造方法，主旨在于，包括在具 有第一主面和第二主面的第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板上，形成從上述第 一主面一直貫通到上述第二主面的貫通孔的貫通孔形成工序；對(duì)上述 貫通孔的內(nèi)壁面進(jìn)行蝕刻的第一蝕刻工序；對(duì)上述半導(dǎo)體基板的上述 第一主面進(jìn)行蝕刻的第二蝕刻工序；在上述半導(dǎo)體基板的上述第一主 面上形成半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體區(qū)域形成工序；在上述貫通孔的內(nèi)壁面 上形成絕緣層的絕緣層形成工序；在上述貫通孔內(nèi)形成貫通孔電極的 工序；上述第一蝕刻工序中，將上述貫通孔的上述內(nèi)壁面蝕刻得比上 述半導(dǎo)體基板的上述第一主面平坦。
本發(fā)明的特征中，可以是上述第一蝕刻工序通過第一蝕刻液進(jìn)行， 上述第二蝕刻工序通過第二蝕刻液進(jìn)行，上述第一蝕刻液具有比上述 第二蝕刻液更高的蝕刻性。
本發(fā)明的特征中，上述第二蝕刻工序中，可以用掩模覆蓋上述貫 通孔。
本發(fā)明的特征中，可以使用上述第一主面上具有(100)面的單晶硅 作為上述半導(dǎo)體基板，在上述貫通孔形成工序中，在上述貫通孔的上 述內(nèi)壁面的至少一部分上使具有(110)面方位的面露出。另外，可以用 非晶態(tài)半導(dǎo)體形成上述半導(dǎo)體區(qū)域。
本發(fā)明的特征的太陽能電池的的宗旨在于，包括具有第一主面 和第二主面的第一導(dǎo)電型的單晶硅基板；設(shè)置在上述單晶硅基板的上 述第一主面上的、具有第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體區(qū)域；設(shè)置在上述單晶硅 基板的多處的、從上述第一主面一直貫通到上述第二主面的貫通孔； 設(shè)置在上述貫通孔內(nèi)、將上述半導(dǎo)體區(qū)域上收集的載流子導(dǎo)向上述第 二主面一側(cè)的貫通孔電極；在上述貫通孔的內(nèi)壁面和上述貫通孔電極 之間設(shè)置的絕緣層；上述單晶硅基板是具有(100)面方位的基板，上述 貫通孔的上述內(nèi)壁面具有(110)面方位。
本發(fā)明的特征中，上述半導(dǎo)體區(qū)域可以由非晶態(tài)半導(dǎo)體形成。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖2是從受光面一側(cè)觀看本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的俯視圖。
圖3是從背面一側(cè)觀看本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽能電池的俯視圖。 圖4是圖2的A-A截面的放大截面圖。
圖5是從受光面一側(cè)觀看本發(fā)明的第一實(shí)施方式的n型單晶硅基 板11的立體圖。
圖6是從受光面一側(cè)觀看本發(fā)明的第二實(shí)施方式的n型單晶硅基 板11的立體圖。
圖7是圖2的A-A截面的放大截面圖。
圖8是從受光面一側(cè)觀看本發(fā)明的第三實(shí)施方式的ii型多晶硅基 板51的立體圖。
圖9是表示貫通孔內(nèi)壁面的Ra/受光面的Ra的值與太陽能電池特 性(F.F)的值的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式
下面，利用

本發(fā)明的實(shí)施方式。以下的附圖記載中，對(duì) 于相同或類似的部分，附加相同或類似的符號(hào)。但是，需要注意附圖 是示意性的，各尺寸的比率等與實(shí)際有所不同。從而，需要參考以下 說明來判斷具體的尺寸等。另外，在附圖相互之間也包括相互的尺寸 關(guān)系和比率不同的部分。
l.第一實(shí)施方式 (太陽能電池模塊的概略結(jié)構(gòu))
關(guān)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的太陽能電池模塊100的概略結(jié)構(gòu)， 參照圖1進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的太陽能電池模塊100的 結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
如圖1所示，本實(shí)施方式的太陽能電池模塊100，包括多個(gè)太陽能 電池1、受光面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件2、背面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件3、密封部件4、配線 部件5。太陽能電池模塊100通過在受光面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件2和背面?zhèn)缺Ｗo(hù) 部件3之間用密封部件4密封多個(gè)太陽能高能電池1而構(gòu)成。
多個(gè)太陽能電池1沿著排列方向排列。多個(gè)太陽能電池1通過配 線部件5相互電連接。各太陽能電池1具有太陽光射入的受光面(附圖中的上面)和設(shè)置在受光面的相反一側(cè)的背面(附圖中的下面)。受 光面和背面是太陽能電池1的主面。關(guān)于太陽能電池1的結(jié)構(gòu)，將在 后文中敘述。
配線部件5配設(shè)在太陽能電池1的背面上，將一個(gè)太陽能電池1 和與一個(gè)太陽能電池1鄰接的另一個(gè)太陽能電池1電連接。如此，本
實(shí)施方式的太陽能電池模塊IOO，是所謂背接觸型太陽能電池模塊。作 為配線部件5，能夠使用成形為薄板狀、線狀或絞線狀的銅等導(dǎo)電材料。 其中，配線部件5的表面可以鍍焊錫。
受光面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件2配置在密封部件4的受光面一側(cè)，保護(hù)太陽 能電池模塊100的表面。作為受光面?zhèn)缺Ｗo(hù)材料2，能夠使用具有透光 性和防水性的玻璃、透光性塑料等。
背面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件3配置在密封部件4的背面一側(cè)，保護(hù)太陽能電 池模塊100的背面。作為背面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件3，能夠使用PET(Polyethylene Terephthalate:聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)等樹脂膜、具有用樹脂膜包夾鋁 箔的結(jié)構(gòu)的疊層膜等。
密封部件4在受光面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件2和背面?zhèn)缺Ｗo(hù)部件3之間密封 多個(gè)太陽能電池l。作為密封部件4，能夠使用EVA、 EEA、 PVB、硅 酮、氨脂、丙烯酸酯、環(huán)氧等具有透光性的樹脂。
另外，在具有以上結(jié)構(gòu)的太陽能電池模塊100的周圍，能夠安裝 Al框架(未圖示)。
(太陽能電池的結(jié)構(gòu))
接著，關(guān)于太陽能電池l的結(jié)構(gòu)，參照圖2和圖3進(jìn)行說明。圖2 是從受光面一側(cè)觀看太陽能電池1的俯視圖。圖3是從背面一側(cè)觀看 太陽能電池l的俯視圖。
如圖2所示，太陽能電池1包括光電變換部10、受光面?zhèn)燃姌O 24、貫通孔電極20。
光電變換部10具有使光射入的受光面和設(shè)置在受光面的相反一側(cè) 的背面。光電變換部10因光射入到受光面而生成光生載流子。光生載 流子指的是因太陽光被光電變換部10吸收而生成的電子空穴和電子。
本實(shí)施方式的光電變換部10，如后所述，具有在單晶硅基板(半 導(dǎo)體基板)和非晶態(tài)硅層(半導(dǎo)體區(qū)域)之間包夾實(shí)質(zhì)上真正的非晶態(tài)硅層的結(jié)構(gòu)，即所謂HIT結(jié)構(gòu)。
受光面?zhèn)燃姌O24，是收集光電變換部10生成的光生載流子的電 極。如圖2所示，受光面?zhèn)燃姌O24在光電變換部10的受光面上的 大致整個(gè)區(qū)域上形成多個(gè)。受光面?zhèn)燃姌O24，例如能夠用熱硬化型 的導(dǎo)電性涂膏通過印刷法等來形成。其中，受光面?zhèn)燃姌O24的個(gè)數(shù) 和形狀，考慮光電變換部10的大小等進(jìn)行設(shè)定。
貫通孔電極20在光電變換部10的受光面上與受光面?zhèn)燃姌O24 電連接。通過受光面?zhèn)燃姌O24從光電變換部10收集的光生載流子， 被貫通孔電極20收集。貫通孔電極20設(shè)置在具有光電變換部10的單 晶硅基板的多處，并設(shè)置在從受光面一直貫通到背面的貫通孔(圖2 中未表示，參照圖4)內(nèi)。從而，通過受光面?zhèn)燃姌O24收集的光生 載流子經(jīng)由貫通孔電極20被引導(dǎo)至光電變換部10的背面一側(cè)。其中， 本實(shí)施方式中，光電變換部10具有10個(gè)貫通孔電極20。貫通孔電極 20沿排列方向5個(gè)一組地排列設(shè)置。貫通孔電極20能夠用與受光面?zhèn)?集電極24同樣的導(dǎo)電性材料形成。另外，貫通孔20的數(shù)量，考慮貫 通孔電極20上連接的受光面?zhèn)燃姌O24的個(gè)數(shù)和所使用的導(dǎo)電性材 料的電阻率等進(jìn)行設(shè)定。
如圖3所示，太陽能電池1還包括受光面?zhèn)瓤偩€電極25和背面?zhèn)?集電極30。
受光面?zhèn)瓤偩€電極25，是在光電變換部10的背面上從沿排列方向 排列的5個(gè)貫通孔電極20收集光生載流子的電極。如圖3所示，受光 面?zhèn)瓤偩€電極25沿排列方向形成為線狀。受光面?zhèn)瓤偩€電極25通過 如后所述的絕緣層17與光電變換部10的背面一側(cè)和背面?zhèn)燃姌O30 絕緣。受光面?zhèn)瓤偩€電極25能夠用與受光面?zhèn)燃姌O24同樣的材料 形成。
背面?zhèn)燃姌O30從光電變換部10收集與受光面?zhèn)瓤偩€電極25收 集的光生載流子極性不同的光生載流子。背面?zhèn)燃姌O30形成在光電 變換部10的背面中的形成有受光面?zhèn)瓤偩€電極25的區(qū)域以外的區(qū)域 上。但是，本發(fā)明對(duì)于光電變換部10的背面上形成的集電極的形狀等 沒有限定。
此處，如圖3所示，配線部件5電連接到一個(gè)太陽能電池1的受光面?zhèn)瓤偩€電極25、和與一個(gè)太陽能電池1鄰接的另一個(gè)太陽能電池
1的背面?zhèn)燃姌O30。具體而言，配線部件5的一端部在受光面?zhèn)瓤?線電極25上沿排列方向配設(shè)。配線部件5的另一端部在背面?zhèn)燃姌O 30的排列方向上的端部上配設(shè)。由此，太陽能電池l之間被電連接。 (光電變換部的結(jié)構(gòu))
接著，關(guān)于太陽能電池1的光電變換部10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，參照圖4 進(jìn)行說明。圖4是圖2的A-A截面上的放大截面圖。
光電變換部10，包括n型單晶硅基板11、 i型非晶態(tài)硅層12、 n 型非晶態(tài)硅層13、 i型非晶態(tài)硅層14、 p型非晶態(tài)硅層15、背面?zhèn)韧?明導(dǎo)電膜16、絕緣層17和受光面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜18。
n型單晶硅基板11以單晶硅為主要成分而構(gòu)成，具有約200um 的厚度。n型單晶硅基板11具有受光面、設(shè)置在受光面相反面的背面、 和從受光面一直貫通到背面的貫通孔。如圖4所示，貫通孔內(nèi)設(shè)置有 貫通孔電極20。貫通孔的內(nèi)壁面是經(jīng)過蝕刻加工的蝕刻面。另外，n 型單晶硅基板ll的受光面和背面，是形成了微細(xì)的紋理結(jié)構(gòu)(金字塔 狀的凹凸結(jié)構(gòu))的紋理面。紋理具有數(shù)um 數(shù)十um的高度。
i型非晶態(tài)硅層12形成在n型單晶硅基板11的背面。i型非晶態(tài) 硅層12具有約5nm的厚度，實(shí)質(zhì)上是天然的。
n型非晶態(tài)硅層13通過CVD法形成在i型非晶態(tài)硅層12的背面 上。n型非晶態(tài)硅13具有約5nm的厚度。通過n型單晶硅基板11、 i 型非晶態(tài)硅層12和n型非晶態(tài)硅層13形成所謂BSF結(jié)構(gòu)。
i型非晶態(tài)硅層14形成在n型單晶硅基板11的受光面。i型非晶 態(tài)硅層14具有約5nm的厚度，實(shí)質(zhì)上為天然的。
p型非晶態(tài)硅層15通過CVD法形成在i型非晶態(tài)硅層14的受光 面上。p型非晶態(tài)硅層15具有約5nm的厚度。通過n型單晶硅基板11、 i型非晶態(tài)硅層14和p型非晶態(tài)硅層15形成生成電場的半導(dǎo)體結(jié)合。
背面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜16通過濺射法或蒸鍍法等PVD法形成在n型 非晶態(tài)硅層13的背面上。背面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜16能夠由In、 Zn、 Sn、 Ti、 W等的氧化物形成。
絕緣層17設(shè)置在n型單晶硅基板11上形成的貫通孔的內(nèi)壁面與 貫通孔電極20之間，且從貫通孔的內(nèi)壁面上一直跨至背面上設(shè)置。絕緣層17使n型單晶硅基板11、 i型非晶態(tài)硅層12、 n型非晶態(tài)硅層13 和背面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜16與貫通孔電極20絕緣。另外，絕緣層17將受 光面?zhèn)瓤偩€電極25與背面?zhèn)燃姌O30絕緣。絕緣層17能夠由例如SiN 形成。
受光面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜18通過濺射法或蒸鍍法等PVD法形成在p 型非晶態(tài)硅層15的受光面上。受光面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜18能夠由與背面 側(cè)透明導(dǎo)電膜16同樣的材料形成。 (半導(dǎo)體基板的結(jié)構(gòu))
接著，關(guān)于n型單晶硅基板11的結(jié)構(gòu)，參照圖5進(jìn)行說明。圖5 是從受光面一側(cè)觀看本實(shí)施方式的n型單晶硅基板11的立體圖。
n性單晶硅基板11的受光面和背面上，形成紋理結(jié)構(gòu)(僅圖示受 光面)。紋理結(jié)構(gòu)在與受光面垂直的方向上具有數(shù)um 數(shù)十um的高 度。
另外，n型單晶硅基板11上形成從受光面一直貫通到背面的貫通 孔。貫通孔在n型單晶硅基板ll的俯視圖上形成為圓形狀。
此處，貫通孔的內(nèi)壁面由同樣平坦的平坦面A形成。其中，平坦 面A上，形成比受光面上形成的紋理構(gòu)造小且坡度小的凹凸結(jié)構(gòu)(未 圖示)。這樣的凹凸結(jié)構(gòu)具有受光面的紋理結(jié)構(gòu)的1/10左右的高度(0. 數(shù)U m 數(shù)ti m)。
此處，貫通孔的內(nèi)壁面比受光面更加平坦地形成。換言之，形成 貫通孔的內(nèi)壁面的平坦面A的算術(shù)平均粗糙度(Ra)小于受光面的算 術(shù)平均粗糙度(Ra)。其中，算出平均粗糙度(Ra)由日本工業(yè)規(guī)格(JIS B 0601-1994)規(guī)定。
(太陽能電池的制造方法)
對(duì)于本實(shí)施方法的太陽能電池1的制造方法進(jìn)行說明。
(l)貫通孔形成工序
首先，通過激光加工或利用鉆頭或噴砂等的機(jī)械加工，形成從n 型單晶硅基板ll的受光面一直貫通到背面的圓形的貫通孔。激光加工 時(shí)可以使用例如YAG激光。
(2灘蝕刻處理工序(第一蝕刻工序)
接著，在n型單晶硅基板11的表面(包括受光面和背面)和貫通孔的內(nèi)壁面實(shí)施粗蝕刻處理。本實(shí)施方式的粗蝕刻處理，是各向異性
蝕刻處理。這種各向異性蝕刻處理，通過將n型單晶硅基板ll浸入例 如約85"C的高濃度NaOH水溶液(約5重量°/。)中約10分鐘而進(jìn)行。 通過粗蝕刻處理，將n型單晶硅基板ll的表面和貫通孔的內(nèi)壁面 上形成的加工變形除去。另外，在貫通孔的內(nèi)壁面上，形成具有坡度 小的凹凸結(jié)構(gòu)的平坦面A。這種凹凸結(jié)構(gòu)具有0.數(shù)um 數(shù)um的高 度。
(3) 紋理處理工序(第二蝕刻工序)
接著，用具有耐蝕刻性的光致抗蝕掩模覆蓋貫通孔。接下來，對(duì)n 型單晶硅基板11的表面實(shí)施紋理處理。紋理處理是通過將n型單晶硅 基板U浸入例如約85"C的低濃度NaOH水溶液(約1.5重量％)中約 30分鐘而進(jìn)行的各向異性蝕刻處理。g口，上述第一蝕刻工序中使用的 蝕刻液，具有比第二蝕刻工序中使用的蝕刻液更高的蝕刻性。由此， 貫通孔的內(nèi)壁面比受光面更加平坦地形成。
通過這樣的各向異性蝕刻處理，在n型單晶硅基板ll的表面形成 紋理結(jié)構(gòu)。紋理結(jié)構(gòu)在與受光面垂直的方向上具有數(shù)u m 數(shù)十ix m的 高度。
(4) 半導(dǎo)體區(qū)域形成工序
接著，在除去覆蓋貫通孔的內(nèi)壁面的光致抗蝕掩模之后，在n型 單晶硅基板11的背面，通過使用CVD (Chemical Vapor Deposition: 化學(xué)氣相沉積)法，順序形成i型非晶態(tài)硅層12和n型非晶態(tài)硅層13。 接著，在n型單晶硅基板11的受光面上，通過使用CVD法，順序形 成i形非晶態(tài)硅層14和p型非晶態(tài)硅層15。
(5) 透明導(dǎo)電膜和絕緣層形成工序
接著，施加覆蓋貫通孔的背面?zhèn)乳_口部和其周圍的掩模，并在n 型非晶態(tài)硅層13上形成背面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜16。作為透明導(dǎo)電膜的制膜 方法，一般能夠使用蒸鍍法、濺射法、離子鍍膜法等PVD(Physical Vapor Deposition:物理氣相沉積)法。
接著，在貫通孔的背面?zhèn)乳_口部的周圍施加掩模。接下來，通過 CVD法用SiO、 SiN等在貫通孔內(nèi)形成絕緣層17。與此同時(shí)，在背面 上以沿排列方向延伸的方式形成絕緣層17。接著，在p型非晶態(tài)硅層15上形成受光面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜18。
(6)電極形成工序
接著，在受光面透明導(dǎo)電膜18上形成受光面?zhèn)燃姌O24，在背面 側(cè)透明導(dǎo)電膜16上形成背面?zhèn)燃姌O30。接下來，在貫通孔內(nèi)填充貫 通孔電極20。受光面?zhèn)燃姌O24、背面?zhèn)燃姌O30和貫通孔電極20， 例如能夠通過使用熱硬化型的導(dǎo)電性涂膏的絲網(wǎng)印刷法、蒸鍍法、濺 射法等真空蒸鍍形成。其中，貫通孔電極20通過絕緣層17與貫通孔 的內(nèi)壁面絕緣。
接著，在絕緣層17和貫通孔電極20上形成受光面?zhèn)瓤偩€電極25。 受光面?zhèn)瓤偩€電極25，能夠用與上述受光面?zhèn)燃姌O24相同的方法形 成。其中，受光面?zhèn)瓤偩€電極25通過絕緣層17與背面?zhèn)冉^緣。 (作用和效果)
本實(shí)施方式的太陽能電池1的制造方法，包括對(duì)貫通孔的內(nèi)壁面 進(jìn)行各向異性蝕刻的第一蝕刻工序，和對(duì)受光面進(jìn)行各向異性蝕刻的 第二蝕刻工序，在第一蝕刻工序中，比受光面更加平坦地形成貫通孔 的內(nèi)壁面。具體而言，在第一蝕刻工序中，使用高濃度NaOH液(5 重量％)，在第二蝕刻工序中，使用低濃度NaOH液(1.5重量％)。
如此，根據(jù)本實(shí)施方式的太陽能電池1的制造方法，對(duì)于貫通孔 的內(nèi)壁面和受光面，能夠分別按照不同的條件實(shí)施蝕刻處理。因此， 能夠進(jìn)行分別適合于貫通孔的內(nèi)壁面和受光面的蝕刻處理。
具體而言，第一蝕刻工序中，因?yàn)槲g刻液的濃度比較高而加快蝕 刻速度，所以會(huì)生成過蝕刻狀態(tài)。結(jié)果，貫通孔的內(nèi)壁面上，形成具 有0.數(shù)"m 數(shù)lim的高度的坡度小的凹凸結(jié)構(gòu)。另一方面，第二蝕刻 工序中，形成具有數(shù)P m 數(shù)十U m的高度的適合太陽能電池的紋理結(jié) 構(gòu)。
特別是，本實(shí)施方式中，在第二蝕刻工序中，用具有耐蝕刻性的 掩模覆蓋貫通孔。從而，在第二蝕刻工序中，能夠避免在貫通孔的內(nèi) 壁面上形成凹凸結(jié)構(gòu)。
根據(jù)以上所述，在貫通孔的內(nèi)壁上形成具有比受光面更小的算術(shù) 粗糙度的平坦面A。這樣的平坦面A能夠以與絕緣層17同樣的厚度形 成。從而，在平坦面A上抑制n型單晶硅基板11與貫通孔電極20之間的短路。結(jié)果，能夠提高太陽能電池l的輸出特性。 2.第二實(shí)施方式
接著，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。本實(shí)施方式與上述第一實(shí)施 方式之間的不同點(diǎn)，在于在貫通孔的內(nèi)壁面使具有(110)的面方位的平 坦面露出。
本實(shí)施方式中，太陽能電池模塊和太陽能電池的概略結(jié)構(gòu)與上述 實(shí)施方式1相同，所以以下主要說明與上述第一實(shí)施方式之間的不同 點(diǎn)。
(半導(dǎo)體基板的結(jié)構(gòu))
關(guān)于n型單晶硅基板11的結(jié)構(gòu)，參照圖6進(jìn)行說明。圖6是從受 光面一側(cè)觀看本實(shí)施方式的n型單晶硅基板11的立體圖。
n型單晶硅基板11的受光面具有(100)的面方位。如圖6所示，在 n型單晶硅基板11的受光面上形成紋理結(jié)構(gòu)。紋理結(jié)構(gòu)在與受光面垂 直的方向上規(guī)則地具有數(shù)Um 數(shù)十"m的高度。
另外，n型單晶硅基板ll上，在多處形成從受光面一直貫通至背 面的貫通孔。貫通孔在n型單晶硅基板11的俯視圖上形成為四邊形狀。
此處，如圖6所示，貫通孔的內(nèi)壁面由4個(gè)平坦面B (圖中僅表 示1個(gè)平坦面B)形成。平坦面B上形成比受光面上形成的紋理結(jié)構(gòu) 小且坡度小的凹凸結(jié)構(gòu)(未圖示)。這樣的凹凸結(jié)構(gòu)具有受光面的紋理 結(jié)構(gòu)的1/10左右的高度(0.數(shù)um 數(shù)um)。從而，貫通孔的內(nèi)壁面 比受光面更加平坦地形成。換言之，形成貫通孔的內(nèi)壁面的平坦面B 的算術(shù)平均粗糙度(Ra)小于受光面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)。 (太陽能電池的制造方法)
對(duì)于本實(shí)施方式的太陽能電池1的制造方法進(jìn)行說明。
(l)貫通孔形成工序
首先，準(zhǔn)備受光面的面方位為(100)的n型單晶硅基板11。接著， 通過激光加工或利用鉆頭或噴砂等的機(jī)械加工，形成從n型單晶硅基 板ll的受光面一直貫通到背面的大致四邊形狀的貫通孔。此時(shí)，在貫 通孔的內(nèi)壁面上使具有(110)的面方位的4個(gè)平坦面B露出。其中，激 光加工中能夠使用例如YAG激光。
另外，貫通孔優(yōu)選在俯視圖中形成為正方形狀。這樣的正方形狀的貫通孔，能夠通過收攏了照射范圍的激光加工，或者通過使用能夠 微細(xì)加工的UV激光來形成。
(2) 粗蝕刻處理工序(第一蝕刻工序)
接著，在n型單晶硅基板11的表面(包括受光面和背面)和貫通 孔的內(nèi)壁面實(shí)施粗蝕刻處理。本實(shí)施方式的粗蝕刻處理，是各向異性 蝕刻處理。這種各向異性蝕刻處理，通過將n型單晶硅基板ll浸入例 如約85"C的高濃度NaOH水溶液(約5重量％)中約10分鐘而進(jìn)行。
通過粗蝕刻處理，將n型單晶硅基板ll的表面和貫通孔的內(nèi)壁面 上形成的加工變形除去。另外，在具有(110)的面方位的4個(gè)平坦面B 上，形成坡度小的凹凸結(jié)構(gòu)。這種凹凸結(jié)構(gòu)具有0.數(shù)um 數(shù)um的高 度。
(3) 紋理處理工序(第二蝕刻工序)
接著，對(duì)n型單晶硅基板ll的表面實(shí)施紋理處理。紋理處理是通 過將n型單晶硅基板11浸入例如約85'C的低濃度NaOH水溶液(約 1.5重量％)中約30分鐘而進(jìn)行的各向異性蝕刻處理。
通過這樣的各向異性蝕刻處理，在n型單晶硅基板ll的表面形成 紋理結(jié)構(gòu)。紋理結(jié)構(gòu)在與受光面垂直的方向上具有數(shù)U m 數(shù)十u m的咼度。
此處，本實(shí)施方式中，雖然不用光致抗蝕掩模覆蓋貫通孔的內(nèi)壁 面，但是平坦面B具有(110)的面方位。具有(110)的面方位的平坦面B， 比具有(100)的面方位的受光面蝕刻速度慢，所以在平坦面B上難以形 成凹凸結(jié)構(gòu)。從而，貫通孔的內(nèi)壁面比受光面更加平坦地形成。
(4) 半導(dǎo)體區(qū)域形成工序
接著，在n型單晶硅基板11的背面，通過使用CVD( Chemical Vapor Deposition)法，順序形成i型非晶態(tài)硅層12和n型非晶態(tài)硅層13。 接著，在n型單晶硅基板11的受光面上，通過使用CVD法，順序形 成i形非晶態(tài)硅層14和p型非晶態(tài)硅層15。
(5) 透明導(dǎo)電膜和絕緣層形成工序
接著，施加覆蓋貫通孔的背面?zhèn)乳_口部和其周圍的掩模，并在n 型非晶態(tài)硅層13上形成背面?zhèn)韧该鲗?dǎo)電膜16。作為透明導(dǎo)電膜的制膜 方法， 一般能夠使用蒸鍍法、濺射法、離子鍍膜法等PVD(Physical VaporDeposition)法。
接著，在貫通孔的背面?zhèn)乳_口部的周圍施加掩模。以沿著排列方 向眼神的方式在貫通孔內(nèi)形成絕緣膜17。絕緣膜17可以通過CVD法 用SiO、 SiN等形成。接著，在p型非晶態(tài)硅層15上形成受光面?zhèn)韧?明導(dǎo)電膜18。
(6)電極形成工序
接著，在受光面透明導(dǎo)電膜18上形成受光面?zhèn)燃姌O24，在背面 側(cè)透明導(dǎo)電膜16上形成背面?zhèn)燃姌O30。接下來，在貫通孔內(nèi)填充貫 通孔電極20。受光面?zhèn)燃姌O24、背面?zhèn)燃姌O30和貫通孔電極20， 例如能夠通過使用熱硬化型的導(dǎo)電性涂膏的絲網(wǎng)印刷法、蒸鍍法、濺 射法等真空蒸鍍形成。其中，貫通孔電極20通過絕緣層17與貫通孔 的內(nèi)壁面絕緣。
接著，在絕緣層17和貫通孔電極20上形成受光面?zhèn)瓤偩€電極25。 受光面?zhèn)瓤偩€電極25，能夠用與上述受光面?zhèn)燃姌O24相同的方法形 成。
(作用和效果)
本實(shí)施方式的太陽能電池1的制造方法，包括對(duì)貫通孔的內(nèi)壁面 進(jìn)行各向異性蝕刻的第一蝕刻工序，和對(duì)受光面進(jìn)行各向異性蝕刻的 第二蝕刻工序，在第一蝕刻工序中，比受光面更加平坦地形成貫通孔 的內(nèi)壁面。
具體而言，受光面具有(100)的面方位，在貫通孔的內(nèi)壁面上，使 具有(110)的面方位的4個(gè)平坦面B露出。具有(110)的面方位的平坦面 B，比具有(100)的面方位的受光面蝕刻速度慢。從而，在第二蝕刻工序 中，能夠抑制在貫通孔的內(nèi)壁面上形成凹凸結(jié)構(gòu)。
根據(jù)以上所述，在貫通孔的內(nèi)壁上形成具有比受光面更小的算術(shù) 粗糙度的平坦面B。這樣的平坦面B能夠以與絕緣層17同樣的厚度形 成。從而，在平坦面B上抑制n型單晶硅基板ll與貫通孔電極20之 間的短路。結(jié)果，能夠提高太陽能電池l的輸出特性。
3.第三實(shí)施方式
接著，說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。本實(shí)施方式與上述第一實(shí)施 方式的不同點(diǎn)，在于使用以多晶硅為主要成分而構(gòu)成的半導(dǎo)體基板。本實(shí)施方式中，太陽能電池模塊和太陽能電池的概略結(jié)構(gòu)與上述 實(shí)施方式1相同。因此，以下主要說明與上述第一實(shí)施方式之間的不 同點(diǎn)。
(光電變換部的結(jié)構(gòu))
關(guān)于本實(shí)施方式的太陽能電池la具有的光電變換部50的詳細(xì)結(jié) 構(gòu)，參照圖7進(jìn)行說明。圖7是本實(shí)施方式的太陽能電池la的放大截 面圖。
光電變換部50包括n型多晶硅基板51、 p型多晶硅層52、反射防 止膜53和n型多晶硅層54。
n型多晶硅基板51以多晶硅為主要成分而構(gòu)成，具有約300ix m 的厚度。n型多晶硅基板51具有從受光面一直貫通至背面的貫通孔。
如圖6所示，在貫通孔內(nèi)，設(shè)置有貫通孔電極20。另外，在n型 多晶硅基板51的受光面上，形成微細(xì)的紋理結(jié)構(gòu)。紋理具有數(shù)um 數(shù)十um的高度。
p型多晶硅層52，是在n型多晶硅基板51的受光面上通過摻入p 型雜質(zhì)而形成的半導(dǎo)體層。p型多晶硅層52與n型多晶硅基板51形成 半導(dǎo)體p/n結(jié)合。
反射防止膜53形成在p型多晶硅層52上。反射防止膜53能夠用 SiN、 Si02等形成。
n型多晶硅層54是在n型多晶硅基板51的背面通過摻入n型雜質(zhì) 形成的半導(dǎo)體層。由此形成BSF結(jié)構(gòu)。
絕緣層17從n型多晶硅基板51上形成的貫通孔的內(nèi)壁面上跨至 背面上地設(shè)置。絕緣層17使n型多晶硅基板51與貫通孔電極20絕緣。 絕緣層17例如能夠由SiN形成。 (半導(dǎo)體基板的結(jié)構(gòu))
接著，關(guān)于n型多晶硅基板51的結(jié)構(gòu)，參照圖7進(jìn)行說明。圖7 是從受光面一側(cè)觀看本實(shí)施方式的n型多晶硅基板51的立體圖。
在n型多晶硅基板51的受光面上，形成微細(xì)的紋理。紋理結(jié)構(gòu)在 與受光面垂直的方向上具有數(shù)y m 數(shù)十u m的高度。
另外，在n型多晶硅基板51上，形成從受光面一直貫通至背面的 貫通孔。貫通孔在n型多晶硅基板51的俯視圖上形成為圓形狀。此處，如圖8所示，貫通孔的內(nèi)壁面由同樣平坦的平坦面C形成。 其中，平坦面c上，形成比受光面上形成的紋理構(gòu)造小且坡度小的凹 凸結(jié)構(gòu)(未圖示)。這樣的凹凸結(jié)構(gòu)具有受光面的紋理結(jié)構(gòu)的1/10左右 的高度(0.數(shù)pm 數(shù)tim)。
從而，貫通孔的內(nèi)壁面比受光面更加平坦地形成。換言之，形成 貫通孔的內(nèi)壁面的平坦面C的算術(shù)平均粗糙度(Ra)小于受光面的算 術(shù)平均粗糙度(Ra)。
(太陽能電池的制造方法)
對(duì)于本實(shí)施方法的太陽能電池la的制造方法進(jìn)行說明。
O)貫通孔形成工序
首先，通過激光加工或者利用鉆頭或噴砂等的機(jī)械加工，形成從n 型多晶硅基板51的受光面一直貫通到背面的圓形的貫通孔。激光加工 中能夠使用例如YAG激光。
(2) 粗蝕刻處理工序(第一蝕刻工序)
接著，在n型多晶硅基板51的表面(包括受光面和背面)和貫通 孔的內(nèi)壁面實(shí)施粗蝕刻處理。本實(shí)施方式的粗蝕刻處理，是各向同性 蝕刻處理。這種各向同性蝕刻處理，通過將n型多晶硅基板51浸入例 如將69.5%硝酸(HN03)和49%氫氟酸(HF)以10比1的比例混合 而得的氟硝酸溶液中約10分鐘而進(jìn)行。
通過粗蝕刻處理，將n型單晶硅基板51的表面和貫通孔的內(nèi)壁面 上形成的加工變形除去。另外，在貫通孔的內(nèi)壁面上，形成具有坡度 小的凹凸結(jié)構(gòu)的平坦面C。這種凹凸結(jié)構(gòu)具有0.數(shù)ym 數(shù)pm的高度。
(3) 紋理處理工序(第二蝕刻工序)
接著，用具有耐蝕刻性的光致抗蝕掩模覆蓋貫通孔。接下來，對(duì)n 型多晶硅基板51的表面實(shí)施紋理處理。本實(shí)施方式的紋理處理，是各 向同性蝕刻處理。這樣的各向同性蝕刻處理，通過將n型多晶硅基板 51浸入例如將69.5%硝酸(HN03)和49%氫氟酸(HF)以1比5 15 的比例混合而得的氟硝酸溶液中約30分鐘而進(jìn)行。
通過紋理處理，在n型多晶硅基板51的表面形成紋理結(jié)構(gòu)。紋理 結(jié)構(gòu)在與受光面垂直的方向上具有數(shù)u m 數(shù)十u m的高度。
(4) 半導(dǎo)體層區(qū)域形成工序和反射防止膜形成工序接著，在除去覆蓋貫通孔的內(nèi)壁面的光致抗蝕掩模之后，在n型
多晶硅基板51的受光面上，通過用氣相擴(kuò)散法、涂敷擴(kuò)散法等使p型
雜質(zhì)擴(kuò)散，形成p型多晶硅層52。
接著，在p型多晶硅層52上，用SiN、 Si02等形成反射防止膜53。 接著，用氣相擴(kuò)散法、涂敷擴(kuò)散法等在n型多晶硅基板51的背面
使n型雜質(zhì)擴(kuò)散。由此，形成n型多晶硅層54。
(5) 絕緣層的形成
接著，在貫通孔的背面?zhèn)乳_口部的周圍施加掩模。接下來，通過 CVD法用SiO、 SiN等在貫通孔內(nèi)形成絕緣層17。與此同時(shí)，在背面 上以沿排列方向延伸的方式形成絕緣層17 。
(6) 形成電極
接著，在反射防止膜53上形成受光面?zhèn)燃姌O24，在n型多晶硅 層54上形成背面?zhèn)燃姌O30。接下來，在貫通孔內(nèi)填充貫通孔電極 20。受光面?zhèn)燃姌O24、背面?zhèn)燃姌O30和貫通孔電極20，例如能 夠通過將含Ag、粘合劑、玻璃料等的銀涂膏絲網(wǎng)印刷之后進(jìn)行烘干而 形成。其中，貫通孔電極20通過絕緣層17與貫通孔的內(nèi)壁面絕緣。
接著，在絕緣層17和貫通孔電極20上形成受光面?zhèn)瓤偩€電極25。 受光面?zhèn)瓤偩€電極25，能夠與上述受光面?zhèn)燃姌O24同樣地形成。其 中，受光面?zhèn)瓤偩€電極25通過絕緣層17與背面?zhèn)冉^緣。 (作用 效果)
本實(shí)施方式的太陽能電池la的制造方法，包括對(duì)貫通孔的內(nèi)壁面 進(jìn)行各向同性蝕刻的第一蝕刻工序，和對(duì)受光面進(jìn)行各向同性蝕刻的 第二蝕刻工序，在第一蝕刻工序中，比受光面更加平坦地形成貫通孔 的內(nèi)壁面。具體而言，在第一蝕刻工序中，使用將69.5%HNO 3和49%HF以10比1的比例混合而得的氟硝酸溶液，在第二蝕刻工序 中，使用將69.5%HN03和49%HF以1比5 15的比例混合而得的氟 硝酸溶液。
如此，根據(jù)本實(shí)施方式的太陽能電池la的制造方法，對(duì)于貫通孔 的內(nèi)壁面和受光面，能夠分別按照不同的條件實(shí)施蝕刻處理。因此， 能夠進(jìn)行分別適合于貫通孔的內(nèi)壁面和受光面的蝕刻處理。
具體而言，第一蝕刻工序中，因?yàn)槲g刻液的濃度比較高而加快蝕刻速度，所以會(huì)生成過蝕刻狀態(tài)。結(jié)果，貫通孔的內(nèi)壁面上，形成具
有0.數(shù)um 數(shù)um的高度的坡度小的凹凸結(jié)構(gòu)。另一方面，第二蝕刻 工序中，形成具有數(shù)P m 數(shù)十u m的高度的適合太陽能電池的紋理結(jié) 構(gòu)。
特別是，本實(shí)施方式中，在第二蝕刻工序中，用具有耐蝕刻性的 掩模覆蓋貫通孔。從而，在第二蝕刻工序中，能夠避免在貫通孔的內(nèi) 壁面上形成凹凸結(jié)構(gòu)，由此貫通孔的內(nèi)壁面比受光面更加平坦地形成。
根據(jù)以上所述，在貫通孔的內(nèi)壁上形成具有比受光面更小的算術(shù) 粗糙度的平坦面C。這樣的平坦面C能夠以與絕緣層17同樣的厚度形 成。從而，可以抑制在平坦面C上n型多晶硅基板51與貫通孔電極 20之間的短路。結(jié)果，能夠提高太陽能電池la的輸出特性。 (其他實(shí)施方式)
本發(fā)明能夠在不脫離以上所述的本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種 變更，作為本公開的一部分的論述和附圖并不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。
例如，上述實(shí)施方式中，使用了具有n型導(dǎo)電型的硅基板(n型單 晶硅基板11、 n型多晶硅基板51)，但是也可以使用具有p型導(dǎo)電型的 硅基板。
另外，上述實(shí)施方式中，在第一蝕刻工序和第二蝕刻工序中，使 用了同種類的蝕刻液，但是也可以在各工序中使用不同種類的蝕刻液。 另外，本發(fā)明并不限定在第一、第二蝕刻工序中使用的蝕刻液。艮P， 在第一蝕刻工序中使用的蝕刻液，只要具有比在第二蝕刻工序中使用 的蝕刻液更高的蝕刻性即可。
另外，上述第三實(shí)施方式中，在第一、第二蝕刻工序中進(jìn)行了各 向同性蝕刻，但是也可以進(jìn)行各向異性蝕刻。
另外，上述實(shí)施方式中，對(duì)使貫通孔的內(nèi)壁面的整個(gè)面成為平坦 面的情況進(jìn)行了說明，但是只要在貫通孔的內(nèi)壁面中的至少一部分上 形成平坦面，就能夠得到本發(fā)明的效果。
另外，上述實(shí)施方式中，舉出了 HIT型太陽能電池等作為例子進(jìn) 行了說明，但是能夠適用于形成p/n、 p/i/n、 i/n、 i/p半導(dǎo)體結(jié)合的一般 的太陽能電池基板。以下關(guān)于本發(fā)明的太陽能電池舉出實(shí)施例進(jìn)行具體說明，但是本 發(fā)明并不限定于以下所述的實(shí)施例，在不變更其宗旨的范圍內(nèi)，能夠 進(jìn)行適當(dāng)變更并實(shí)施。 (實(shí)施例1)
首先，準(zhǔn)備n型單晶硅基板。接著，用YAG激光在n型單晶硅基 板上形成多個(gè)貫通孔。
接著，用約85'C的高濃度NaOH水溶液(約5重量％)，對(duì)n型單 晶硅基板的表面和貫通孔的內(nèi)壁面實(shí)施10分鐘的各向異性蝕刻處理。
接著，用具有耐蝕刻性的光致抗蝕掩模覆蓋貫通孔。接下來，用 約85'C的低濃度NaOH水溶液(約1.5重量％)，對(duì)n型單晶硅基板的 表面實(shí)施30分鐘的各向異性蝕刻處理。
接著，除去覆蓋貫通孔的內(nèi)壁面的光致抗蝕掩模。接下來，在n 型單晶硅基板的背面，通過使用CVD (Chemical Vapor Deposition)法， 形成i型非晶態(tài)硅層、n型非晶態(tài)硅層、ITO層。同樣地，在n型單晶 硅基板的受光面上，形成i型非晶態(tài)硅層、p型非晶態(tài)硅層、ITO層。
接著，在貫通孔的背面?zhèn)乳_口部的周圍施加掩模，并通過CVD法 用SiO、 SiN等在貫通孔內(nèi)形成絕緣層。此時(shí)，在背面上以沿排列方向 延伸的方式形成絕緣層。
接著，用絲網(wǎng)印刷法，在受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊腎TO層上以規(guī)定的 圖案形成熱硬化型的導(dǎo)電性涂膏。另外，在背面?zhèn)鹊慕^緣層上以規(guī)定 的圖案形成熱硬化型的導(dǎo)電性涂膏。 (實(shí)施例2)
首先，準(zhǔn)備受光面的面方位為(100)面的n型單晶硅基板。接著， 用YAG激光在n型單晶硅基板上形成多個(gè)貫通孔。通過以俯視圖上大 致四邊形狀地形成貫通孔，在貫通孔的內(nèi)壁上使具有(110)的面方位的 面露出。
接著，用約85t的高濃度NaOH水溶液(約5重量％)，對(duì)n型單 晶硅基板的表面和貫通孔的內(nèi)壁面實(shí)施10分鐘的各向異性蝕刻處理。
接著，用約85"C的低濃度NaOH水溶液(約1.5重量％)，對(duì)n型 單晶硅基板的表面實(shí)施40分鐘的各向異性蝕刻處理(紋理處理)。
接著，在n型單晶硅基板的背面，通過使用CVD (Chemical VaporDeposition)法，形成i型非晶態(tài)硅層、n型非晶態(tài)硅層、ITO層。同樣 地，在n型單晶硅基板的受光面上，形成i型非晶態(tài)硅層、p型非晶態(tài) 硅層、ITO層。
接著，在貫通孔的背面?zhèn)乳_口部的周圍施加掩模，并通過CVD法 用SiO、 SiN等在貫通孔內(nèi)形成絕緣層。此時(shí)，在背面上以沿排列方向 延伸的方式形成絕緣層。
接著，用絲網(wǎng)印刷法，在受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊腎TO層上以規(guī)定的 圖案形成熱硬化型的導(dǎo)電性涂膏。另外，在背面?zhèn)鹊慕^緣層上形成總 線電極。
(現(xiàn)有例)
現(xiàn)有例中，在n型單晶硅基板上不預(yù)先形成貫通孔，而在形成太 陽能電池基板之后，用YAG激光形成多個(gè)貫通孔。對(duì)貫通孔的內(nèi)壁面 不進(jìn)行蝕刻處理。其他工序與上述實(shí)施例相同。 (算術(shù)平均粗糙度和太陽能電池特性) 對(duì)于實(shí)施例1、實(shí)施例2和現(xiàn)有例，測定受光面的算術(shù)平均粗糙度 (Ra)和貫通孔的內(nèi)壁面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)。在算術(shù)平均粗糙度 (Ra)的測定中，使用基恩士 (KEYENCE)公司制造的激光顯微鏡 VK-9700，算出各面內(nèi)的IO處的平均值。其中，通過對(duì)基準(zhǔn)長度上的 凹凸的高度的絕對(duì)值求平均算出Ra。
另外，對(duì)于實(shí)施例l、實(shí)施例2和現(xiàn)有例，測定各太陽能電池的各 種特性。
將以上結(jié)果表示在表1中。另外，在圖9中表示內(nèi)壁面的Ra/受光 面的Ra的值與太陽能電池憐性(F.F)的值之間的關(guān)系。
表l
Voc(V)Isc(mA/cm2)FFEff(%)受光面Ra( n m)內(nèi)壁面Ra(Pm)內(nèi)壁面Ra/受光面Ra
實(shí)施例10.6837.20.7719.53.12.50.80
實(shí)施例20.6837.10.7819.73.22.00.63
現(xiàn)有例0.6837.00.7318.43.14.51.45
如上表所示，實(shí)施例1和2的內(nèi)壁面的Ra/受光面的Ra的值，小 于現(xiàn)有例的內(nèi)壁面的Ra/受光面的Ra的值，并且小于1.00。這表示實(shí) 施例1和2中貫通孔的內(nèi)壁面被平坦化。如此，貫通孔的內(nèi)壁面被平坦化的實(shí)施例1和2中，能夠在貫通孔的內(nèi)壁面上同樣地形成絕緣層。 因此，通過同樣形成的絕緣層，能夠抑制貫通孔電極與基板之間的漏
電流的發(fā)生。結(jié)果，如上表所示，實(shí)施例1和2的F.F的值，大于現(xiàn)有 例的F.F的值。
另夕卜，如圖9所示，可知在內(nèi)壁面的Ra/受光面的Ra的值小于1.0 的情況下，能夠得到上述的效果。即，在貫通孔的內(nèi)壁面的算術(shù)平均 粗糙度小于基板的受光面的算術(shù)平均粗糙度的情況下，特別能夠得到 上述效果。
根據(jù)以上結(jié)果，確認(rèn)了通過貫通孔的內(nèi)壁面具有比n型單晶硅基 板的受光面更小的算術(shù)平均粗糙度，能夠提高太陽能電池特性。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能電池，其特征在于，包括半導(dǎo)體基板，其具有第一主面和第二主面的第一導(dǎo)電型；半導(dǎo)體區(qū)域，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面上，并具有第二導(dǎo)電型；貫通孔，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體基板的多處，并從所述第一主面貫通至第二主面；貫通孔電極，其設(shè)置在所述貫通孔，并將所述半導(dǎo)體區(qū)域上收集的載流子導(dǎo)向所述第二主面一側(cè)；絕緣層，其在所述貫通孔的內(nèi)壁面和所述貫通孔電極之間設(shè)置，所述貫通孔的所述內(nèi)壁面的至少一部分，形成得比所述第一主面更加平坦。
2. 如權(quán)利要求l所述的太陽能電池，其特征在于 所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面和所述貫通孔的所述內(nèi)壁面是蝕刻面。
3. 如權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其特征在于 所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面是紋理面。
4. 如權(quán)利要求l所述的太陽能電池，其特征在于 所述貫通孔的所述內(nèi)壁面的至少一部分，具有比所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面的算術(shù)平均粗糙度小的算術(shù)平均粗糙度。
5. 如權(quán)利要求4所述的太陽能電池，其特征在于-所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面是紋理面， 所述貫通孔的所述內(nèi)壁面是蝕刻面。
6. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于: 所述半導(dǎo)體基板是單晶硅基板，所述第一主面具有(100)的面方位， 所述貫通孔的所述內(nèi)壁面具有(110)的面方位。
7. 如權(quán)利要求l所述的太陽能電池，其特征在于具有在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面上形成的、用于收集在所述半導(dǎo)體區(qū)域收集的載流子的集電極；所述貫通孔電極與所述集電極電連接。
8. 如權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其特征在于 所述貫通孔電極與所述集電極一體地形成。
9. 如權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其特征在于 具有在所述半導(dǎo)體基板的所述第二主面上形成的、與所述貫通孔電極電連接的集電極。
10. 如權(quán)利要求l所述的太陽能電池，其特征在于所述半導(dǎo)體區(qū)域由非晶態(tài)半導(dǎo)體形成。
11. 如權(quán)利要求l所述的太陽能電池，其特征在于 將所述第一主面設(shè)為受光面， 將所述第二主面設(shè)為背面。
12. —種太陽能電池的制造方法，其特征在于，包括 在具有第一主面和第二主面的第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板上，形成從所述第一主面貫通至所述第二主面的貫通孔的貫通孔形成工序； 對(duì)所述貫通孔的內(nèi)壁面進(jìn)行蝕刻的第一蝕刻工序； 對(duì)所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面進(jìn)行蝕刻的第二蝕刻工序； 在所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面上形成半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體區(qū)域形成工序；在所述貫通孔的內(nèi)壁面上形成絕緣層的絕緣層形成工序； 在所述貫通孔內(nèi)形成貫通孔電極的工序，所述第一蝕刻工序中，將所述貫通孔的所述內(nèi)壁面蝕刻得比所述半導(dǎo)體基板的所述第一主面平坦。
13. 如權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于 所述第一蝕刻工序通過第一蝕刻液進(jìn)行， 所述第二蝕刻工序通過第二蝕刻液進(jìn)行， 所述第一蝕刻液具有比所述第二蝕刻液高的蝕刻性。
14. 如權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于 所述第二蝕刻工序中，通過掩模覆蓋所述貫通孔。
15. 如權(quán)利要求12所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于 使用所述第一主面上具有(100)面的單晶硅作為所述半導(dǎo)體基板， 在所述貫通孔形成工序中，使在所述貫通孔的所述內(nèi)壁面的至少一部分上具有(110)面方位的面露出。
16. 如權(quán)利要求15所述的太陽能電池的制造方法，其特征在于用非晶態(tài)半導(dǎo)體形成所述半導(dǎo)體區(qū)域。
17. —種太陽能電池，其特征在于，包括 單晶硅基板，其具有第一主面和第二主面的第一導(dǎo)電型； 半導(dǎo)體區(qū)域。其設(shè)置在所述單晶硅基板的所述第一主面上，并具有第二導(dǎo)電型；貫通孔，其設(shè)置在所述單晶硅基板的多處，并從所述第一主面一 直貫通到所述第二主面；貫通孔電極，其設(shè)置在所述貫通孔內(nèi)，并將所述半導(dǎo)體區(qū)域上收 集的載流子導(dǎo)向所述第二主面一側(cè)，在所述貫通孔的內(nèi)壁面和所述貫通孔電極之間設(shè)置的絕緣層，所述單晶硅基板是具有(100)面方位的基板，所述貫通孔的所述內(nèi) 壁面具有(110)的面方位。
18. 如權(quán)利要求17所述的太陽能電池，其特征在于 所述半導(dǎo)體區(qū)域由非晶態(tài)半導(dǎo)體形成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種抑制貫通孔的內(nèi)壁面與貫通孔電極之間短路的發(fā)生的太陽能電池和太陽能電池的制造方法。包括對(duì)貫通孔的內(nèi)壁面進(jìn)行各向異性蝕刻的第一蝕刻工序、和對(duì)受光面進(jìn)行各向異性蝕刻的第二蝕刻工序，在第一蝕刻工序中使用高濃度NaOH液(約5重量％)，在第二蝕刻工序中使用低濃度NaOH液(約1.5重量％)。
文檔編號(hào)H01L31/042GK101447516SQ200810178488
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者木下敏宏 申請人:三洋電機(jī)株式會(huì)社