Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6525583B2 - Solar cell element and solar cell module - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6525583B2 - Solar cell element and solar cell module - Google Patents

Solar cell element and solar cell module Download PDF

Info

Publication number
JP6525583B2
JP6525583B2 JP2014262426A JP2014262426A JP6525583B2 JP 6525583 B2 JP6525583 B2 JP 6525583B2 JP 2014262426 A JP2014262426 A JP 2014262426A JP 2014262426 A JP2014262426 A JP 2014262426A JP 6525583 B2 JP6525583 B2 JP 6525583B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
region
semiconductor substrate
cell element
passivation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014262426A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016122749A (en
Inventor
信哉 石川
信哉 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2014262426A priority Critical patent/JP6525583B2/en
Publication of JP2016122749A publication Critical patent/JP2016122749A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6525583B2 publication Critical patent/JP6525583B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は太陽電池素子および該太陽電池素子を用いた太陽電池モジュールに関する。   The present invention relates to a solar cell element and a solar cell module using the solar cell element.

近年、高効率の結晶シリコン系太陽電池として、例えば、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)構造の太陽電池セルが研究されている。このような太陽電池素子では、受光面になる表主面と、その反対側に位置する裏主面とを有するシリコン基板とを備えている。また、シリコン基板の裏主面に、酸化膜、窒化膜などの絶縁膜またはそれらの積層膜からなるパッシベーション層と、パッシベーション層上のアルミニウム電極とを備えている。このパッシベーション層に、例えば、レーザー照射等の方法でコンタクトホールとなる非パッシベーション部が形成されている。そして、パッシベーション層上に、アルミニウムペーストを塗布し、焼成することによって、非パッシベーション部を通じてシリコン基板と部分的に接続するアルミニウム電極が形成される(例えば、下記の特許文献1、2を参照)。   In recent years, as a highly efficient crystalline silicon solar cell, for example, a solar cell with a PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) structure has been studied. Such a solar cell element includes a silicon substrate having a front main surface to be a light receiving surface and a back main surface located on the opposite side. In addition, on the back major surface of the silicon substrate, a passivation layer formed of an insulating film such as an oxide film or a nitride film or a laminated film of them is provided, and an aluminum electrode on the passivation layer. In this passivation layer, for example, a non-passivated portion to be a contact hole is formed by a method such as laser irradiation. Then, an aluminum paste is applied on the passivation layer and fired to form an aluminum electrode partially connected to the silicon substrate through the non-passivated portion (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below).

特開2005−150609号公報JP 2005-150609 A 特開2013−135155号公報JP, 2013-135155, A

しかし、このような太陽電池素子を複数用いて形成された太陽電池モジュールにおいて、太陽電池モジュール内に入射した光によって発生したキャリアを集電できず、再結合ロスが生じやすいという可能性がある。   However, in a solar cell module formed by using a plurality of such solar cell elements, carriers generated by light incident on the solar cell module can not be collected, and there is a possibility that recombination loss is likely to occur.

そこで、本発明の1つの目的は、再結合ロスを低減し、出力特性を向上させることができる太陽電池素子および太陽電池モジュールを提供することにある。   Therefore, one object of the present invention is to provide a solar cell element and a solar cell module capable of reducing recombination loss and improving output characteristics.

本発明の一実施形態に係る太陽電池素子は、表主面および該表主面の反対側に位置する裏主面を有する半導体基板と、該半導体基板の前記裏主面において、周縁部に位置する第1領域および該第1領域に囲まれた第2領域の双方に設けられたパッシベーション部と、を備えている。そして、前記半導体基板の前記裏主面において、前記第1領域および前記第2領域の双方に、前記パッシベーション部が無い多数の非パッシベーション部が設けられており、前記半導体基板の前記裏主面を平面視した場合に、前記第1領域の平面積に対して前記パッシベーション部が前記第1領域に占める平面積の比率は、前記第2領域の平面積に対して前記パッシベーション部が前記第2領域に占める平面積の比率よりも小さく、前記半導体基板は、前記裏主面側にp型の導電型を有する第1半導体領域を有し、前記裏主面側にn型の導電型を有する第2半導体領域を有さず、前記半導体基板は、前記表主面側にn型の導電型を有する前記第2半導体領域を有し、前記パッシベーション部が負の固定電荷密度を有している。 A solar cell element according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate having a front main surface and a back main surface located on the opposite side of the front main surface, and a peripheral portion on the back main surface of the semiconductor substrate. And a passivation portion provided on both of the first region and the second region surrounded by the first region. Then, on the back main surface of the semiconductor substrate, a large number of non-passivated portions without the passivation portion are provided in both the first region and the second region, and the back main surface of the semiconductor substrate is The ratio of the planar area occupied by the passivation portion in the first area to the planar area of the first area in plan view is the ratio of the planar area of the second area to the planar area of the second area. The semiconductor substrate has a first semiconductor region having a p-type conductivity type on the back major surface side, and an n-type conductivity type on the back major surface side. without a second semiconductor region, the semiconductor substrate has the second semiconductor region having n-type conductivity in the table main surface, wherein the passivation portion has a negative fixed charge density.

また、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールは、前記太陽電池素子を備えている。   Moreover, the solar cell module which concerns on one Embodiment of this invention is equipped with the said solar cell element.

上記の太陽電池素子および太陽電池モジュールによれば、再結合ロスを低減し、太陽電池モジュールの出力特性を向上させることができる。   According to the above solar cell element and solar cell module, it is possible to reduce the recombination loss and improve the output characteristics of the solar cell module.

本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の表主面の外観を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance of the surface main surface of the solar cell element which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の裏主面の外観を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance of the back main surface of the solar cell element which concerns on one Embodiment of this invention. 図1、2におけるIII−III断面を示す端面図である。It is an end elevation which shows the III-III cross section in FIG. 図2において裏面集電電極を省略した拡大平面図であり、(a)は(B)部における一実施形態を示す拡大平面図であり、(b)は(A)部における一実施形態を示す拡大平面図であり、(c)は(A)部における他の実施形態を示す拡大平面図である。It is the enlarged plan view which abbreviate | omitted the back surface current collection electrode in FIG. 2, (a) is an enlarged plan view which shows one Embodiment in (B) part, (b) shows one Embodiment in (A) part It is an enlarged plan view, and (c) is an enlarged plan view showing other embodiments in part (A). 図2において裏面集電電極を省略し(B)部の他の実施形態を示す拡大平面図である。It is an enlarged plan view which shows other embodiment of (B) part which abbreviate | omits a back surface current collection electrode in FIG. 本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの外観を示す平面図である。It is a top view which shows the external appearance of the solar cell module which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの断面を示す端面図である。It is an end elevation showing a section of a solar cell module concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの太陽電池素子間において、光路を示す端面図である。It is an end elevation which shows an optical path between the solar cell elements of the solar cell module which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の裏主面において裏面集電電極を省略した外観を示す拡大平面図である。It is an enlarged plan view which shows the external appearance which abbreviate | omitted the back surface current collection electrode in the back main surface of the solar cell element which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更し得る。なお、図8は、理解を容易にするために、断面を示すハッチングを省略している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The drawings are schematically illustrated, and the sizes and positional relationships of various structures in the drawings may be changed as appropriate. In FIG. 8, hatching indicating a cross section is omitted to facilitate understanding.

<太陽電池素子>
図1〜図3に示すように、本発明の実施形態に係る太陽電池素子10は、表主面1aおよび表主面1aの反対側に位置する裏主面1bを有する半導体基板1を有している。半導体基板1の裏主面1bにおいて、周縁部に位置する第1領域10cおよび第1領域10cに囲まれた第2領域10dの双方に設けられたパッシベーション部4aが設けられている。さらに、半導体基板1の裏主面1bにおいて、パッシベーション部4aが形成されていない多数の非パッシベーション部4bが設けられている。そして、半導体基板1の裏主面1bを平面視した場合に、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、第2領域10dの平面積に対してパッシベーション部4aが第2領域10dに占める平面積の比率よりも小さい構造を備えている。ここで、平面積とは、平面視した際の平面形状の面積をいう。
<Solar cell element>
As shown in FIGS. 1 to 3, a solar cell element 10 according to an embodiment of the present invention has a semiconductor substrate 1 having a front main surface 1a and a back main surface 1b located on the opposite side of the front main surface 1a. ing. In the back main surface 1b of the semiconductor substrate 1, a passivation portion 4a provided in both of a first region 10c located at the peripheral edge and a second region 10d surrounded by the first region 10c is provided. Furthermore, on the back main surface 1b of the semiconductor substrate 1, a large number of non-passivated portions 4b in which the passivation portion 4a is not formed are provided. When the back major surface 1b of the semiconductor substrate 1 is viewed in plan, the ratio of the planar area occupied by the passivation portion 4a to the first area 10c with respect to the planar area of the first area 10c is the planar area of the second area 10d. On the other hand, the structure is such that the ratio of the planar area occupied by the passivation portion 4a in the second region 10d is smaller. Here, the plane area refers to the area of the plane shape in plan view.

次に、太陽電池素子10の具体的構成について説明する。図1〜図4に示すように、太陽電池素子10は、表主面10a、裏主面10bを有している。表主面10aは、主に入射光を受光する面(受光面)である。また、裏主面10bは太陽電池素子10の表主面10aの反対側に位置する面(例えば非受光面)である。   Next, the specific configuration of the solar cell element 10 will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the solar cell element 10 has a front major surface 10 a and a back major surface 10 b. The front main surface 10a is a surface (light receiving surface) that mainly receives incident light. The back major surface 10 b is a surface (for example, a non-light receiving surface) located on the opposite side of the front major surface 10 a of the solar cell element 10.

また、太陽電池素子10は、半導体基板1、パッシベーション部4a、非パッシベーション部4b、反射防止層5、表面電極7および裏面電極8を備えている。   The solar cell element 10 further includes a semiconductor substrate 1, a passivation portion 4 a, a non-passivation portion 4 b, an antireflective layer 5, a front electrode 7 and a back electrode 8.

半導体基板1は、第1半導体領域2および第2半導体領域3を有し、第1半導体領域2と第2半導体領域3とがpn接合を形成している。このような半導体基板1には、例えばボロンあるいはガリウムなどの所定のドーパント元素を有して一導電型(例えば、p型)を有する単結晶または多結晶のシリコン基板が用いられる。また、半導体基板1の厚みは、例えば250μm以下であり、さらには150μm以下であってもよい。半導体基板1の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、平面視した状態で四角形状であれば、半導体基板1の製作が容易である。そして、半導体基板1が主として第1半導体領域2に該当する。   The semiconductor substrate 1 has a first semiconductor region 2 and a second semiconductor region 3, and the first semiconductor region 2 and the second semiconductor region 3 form a pn junction. As such a semiconductor substrate 1, for example, a single crystal or polycrystalline silicon substrate having a predetermined dopant element such as boron or gallium and having one conductivity type (for example, p-type) is used. The thickness of the semiconductor substrate 1 may be, for example, 250 μm or less, and may be 150 μm or less. The shape of the semiconductor substrate 1 is not particularly limited. For example, if the shape is a square in plan view, the semiconductor substrate 1 can be easily manufactured. The semiconductor substrate 1 mainly corresponds to the first semiconductor region 2.

第2半導体領域3は、半導体基板1の表主面1a側に設けられている。第1半導体領域
2がp型の導電型を有する場合であれば、第2半導体領域3はn型の導電型を有するように形成される。n型の導電型を有する第2半導体領域3を形成する場合は、半導体基板1の表主面1a側に、リン等のドーパント元素が拡散させることによって形成できる。このとき、半導体基板1における第2半導体領域3以外の部分が第1半導体領域2となり得る。
The second semiconductor region 3 is provided on the front main surface 1 a side of the semiconductor substrate 1. If the first semiconductor region 2 has a p-type conductivity type, the second semiconductor region 3 is formed to have an n-type conductivity type. In the case of forming the second semiconductor region 3 having n-type conductivity, it can be formed by diffusing a dopant element such as phosphorus on the front main surface 1 a side of the semiconductor substrate 1. At this time, a portion other than the second semiconductor region 3 in the semiconductor substrate 1 can be the first semiconductor region 2.

また、半導体基板1の表主面1aに、凹凸部6が配されている。ここで、凹凸部6における凸部の高さは、例えば、0.1〜10μm程度であればよく、凸部の幅は、例えば、1〜20μm程度であればよい。また、凹凸部6の凹部の面形状は、例えば、略球面状であればよい。   Further, the uneven portion 6 is disposed on the front main surface 1 a of the semiconductor substrate 1. Here, the height of the projections in the uneven portion 6 may be, for example, about 0.1 to 10 μm, and the width of the projections may be, for example, about 1 to 20 μm. Moreover, the surface shape of the recessed part of the uneven part 6 should just be substantially spherical shape, for example.

パッシベーション部4aは、少なくとも半導体基板1の裏主面1bに直接、接触して配されている。つまり、パッシベーション部4aは、第1半導体領域2の裏主面1b側に配されている。パッシベーション部4aの材料としては、例えば、酸化シリコンまたは酸化アルミニウム等が採用されればよい。パッシベーション部4aの効果としては、内蔵電界による電界パッシベーション効果(パッシベーション部4aの存在によって界面付近に電界が形成されること)と、界面のダングリングボンドを終端することによるパッシベーション効果(ケミカルパッシベーション)とがある。ここで、電界パッシベーション効果とは、パッシベーション部4aの固定電荷密度が大きいほど効果を奏することを意味する。例えば、p型シリコンに対しては、パッシベーション部4aは負の固定電荷密度が大きいほどよい。また、ケミカルパッシベーションとは、界面準位密度が小さいほど効果を奏することを意味する。パッシベーション部4aが存在している場合、上記効果によって、半導体基板1の裏主面1bにおける少数キャリアの再結合が低減される。これにより、太陽電池素子10の開放電圧および短絡電流が高まるため、太陽電池素子10の出力特性が向上する。なお、パッシベーション部4aの厚さの平均値は、例えば、3〜100nm程度であればよい。なお、パッシベーション部4aは、半導体基板1の表主面1a側に形成されていてもよい。   Passivation portion 4 a is disposed in direct contact with at least back main surface 1 b of semiconductor substrate 1. That is, the passivation portion 4 a is disposed on the back main surface 1 b side of the first semiconductor region 2. As a material of the passivation portion 4a, for example, silicon oxide or aluminum oxide may be employed. The effects of the passivation portion 4a include the electric field passivation effect by the built-in electric field (the formation of an electric field near the interface by the presence of the passivation portion 4a) and the passivation effect (chemical passivation) by terminating dangling bonds at the interface. There is. Here, the electric field passivation effect means that the larger the fixed charge density of the passivation portion 4a, the more effective the effect. For example, for p-type silicon, the passivation unit 4a preferably has a larger negative fixed charge density. Further, chemical passivation means that the smaller the interface state density, the more effective. When the passivation portion 4 a is present, recombination of minority carriers in the back major surface 1 b of the semiconductor substrate 1 is reduced by the above effect. Thereby, the open circuit voltage and the short circuit current of the solar cell element 10 are increased, and thus the output characteristics of the solar cell element 10 are improved. The average value of the thickness of the passivation portion 4a may be, for example, about 3 to 100 nm. The passivation portion 4 a may be formed on the front main surface 1 a side of the semiconductor substrate 1.

非パッシベーション部4bは、図3に示すように、半導体基板1の裏主面1bにおいて、パッシベーション部4aが形成されていない多数の領域である。非パッシベーション部4bは、パッシベーション部4a上に設けられる裏面集電電極8bと半導体基板1との間で電気的接触を得るためのコンタクトホールとして機能する。つまり、裏面集電電極8bの一部が、非パッシベーション部4bに存在している。非パッシベーション部4bの形状は、孔状(またはドット状)であってもよく、溝状(またはライン状)であってもよい。非パッシベーション部4bの径(または幅)は10〜150μm、ピッチは、0.05〜2.0mm程度であればよい。なお、非パッシベーション部4bの形状が孔状(またはドット状)に形成される場合、図4に示すように、非パッシベーション部4bが格子状に形成されてもよく、図9に示すように千鳥状に形成されてもよい。   As shown in FIG. 3, the non-passivation portion 4 b is a large number of regions where the passivation portion 4 a is not formed on the back major surface 1 b of the semiconductor substrate 1. The non-passivation portion 4 b functions as a contact hole for obtaining an electrical contact between the back surface current collecting electrode 8 b provided on the passivation portion 4 a and the semiconductor substrate 1. That is, a part of the back surface current collection electrode 8b exists in the non-passivation portion 4b. The shape of the non-passivated portion 4 b may be hole-like (or dot-like) or groove-like (or line-like). The diameter (or width) of the non-passivated portion 4b may be 10 to 150 μm, and the pitch may be about 0.05 to 2.0 mm. In the case where the non-passivated portion 4b is formed in a hole shape (or in a dot shape), as shown in FIG. 4, the non-passivated portion 4b may be formed in a lattice shape. It may be formed into a shape.

反射防止層5は、太陽電池素子10における光の反射を低減させる役割を有している。反射防止層5は、半導体基板1の表主面1a側に配されている。反射防止層5の材料は、例えば、窒化シリコンまたは酸化シリコン等であればよい。反射防止層5の厚さは、半導体基板1および反射防止層5の材料に応じて適宜設定されればよい。これにより、太陽電池素子10において、特定波長領域の光に対して反射し難い条件が実現される。上記の「特定波長領域の光」とは、太陽光の照射強度のピーク波長の前後における波長領域を指すものとする。なお、半導体基板1が結晶シリコン基板である場合には、反射防止層5の屈折率は、例えば、1.8〜2.3程度であればよく、反射防止層5の厚さの平均値は、例えば、20〜120nm程度であればよい。なお、反射防止層5は半導体基板1の側面1c側に設けられてもよい。   The antireflective layer 5 has a role of reducing the reflection of light in the solar cell element 10. The antireflection layer 5 is disposed on the front main surface 1 a side of the semiconductor substrate 1. The material of the antireflective layer 5 may be, for example, silicon nitride or silicon oxide. The thickness of the antireflective layer 5 may be appropriately set according to the materials of the semiconductor substrate 1 and the antireflective layer 5. Thereby, in the solar cell element 10, the conditions which are hard to reflect with respect to the light of a specific wavelength area are realized. The above-mentioned "light of a specific wavelength range" refers to a wavelength range before and after the peak wavelength of the irradiation intensity of sunlight. When the semiconductor substrate 1 is a crystalline silicon substrate, the refractive index of the antireflective layer 5 may be, for example, about 1.8 to 2.3, and the average value of the thickness of the antireflective layer 5 is For example, it may be about 20 to 120 nm. The antireflection layer 5 may be provided on the side surface 1 c side of the semiconductor substrate 1.

表面電極7は、半導体基板1の表主面1a側に配されている。図1に示すように、表面電極7には、例えば、複数の表面バスバー電極7aと、多数の線状の表面フィンガー電極7bとが含まれている。表面バスバー電極7aのうちの少なくとも一部は、複数の線状の表面フィンガー電極7bと交差することで、これら複数の表面フィンガー電極7bと電気的に接続されている。表面フィンガー電極7bの短手方向における幅は、例えば、50〜200μm程度であればよい。表面バスバー電極7aの短手方向における幅は、例えば、1.3〜2.5mm程度であればよい。つまり、表面フィンガー電極7bの短手方向の幅は、表面バスバー電極7aの短手方向の幅よりも小さければよい。また、複数の表面フィンガー電極7bのうちの隣り合う表面フィンガー電極7b同士の間隔は、1〜3mm程度であればよい。さらに、表面電極7の厚さは、例えば、10〜40μm程度であればよい。なお、表面フィンガー電極7bと同様の形状の表面補助電極7cが半導体基板1の周縁部に設けられ、表面フィンガー電極7b同士を電気的に接続するようにしてもよい。また、表面電極7の材料には、主に銀または銅等が使用される。   The front surface electrode 7 is disposed on the front main surface 1 a side of the semiconductor substrate 1. As shown in FIG. 1, the surface electrode 7 includes, for example, a plurality of surface bus bar electrodes 7a and a large number of linear surface finger electrodes 7b. At least a part of the surface bus bar electrodes 7a is electrically connected to the plurality of surface finger electrodes 7b by intersecting with the plurality of linear surface finger electrodes 7b. The width of the surface finger electrode 7b in the short direction may be, for example, about 50 to 200 μm. The width of the surface bus bar electrode 7a in the short direction may be, for example, about 1.3 to 2.5 mm. That is, the width in the lateral direction of the surface finger electrode 7b may be smaller than the width in the lateral direction of the surface bus bar electrode 7a. The distance between adjacent surface finger electrodes 7b among the plurality of surface finger electrodes 7b may be about 1 to 3 mm. Furthermore, the thickness of the surface electrode 7 may be, for example, about 10 to 40 μm. A surface auxiliary electrode 7c having the same shape as that of the surface finger electrode 7b may be provided on the peripheral portion of the semiconductor substrate 1 to electrically connect the surface finger electrodes 7b. In addition, silver, copper or the like is mainly used as the material of the surface electrode 7.

裏面電極8は、半導体基板1の裏主面1b側に配されている。図2で示されるように、裏面電極8は、例えば、複数の裏面バスバー電極8aと、裏面集電電極8bとが含まれている。裏面バスバー電極8aの短手方向における幅は、例えば、1.3〜3mm程度であればよい。さらに、裏面電極8の厚さは、例えば、10〜40μm程度であればよい。また、裏面バスバー電極8aの材料には、主に銀または銅等が使用され、裏面集電電極8bの材料には、主にアルミニウムが使用される。   The back electrode 8 is disposed on the back main surface 1 b side of the semiconductor substrate 1. As shown in FIG. 2, the back surface electrode 8 includes, for example, a plurality of back surface bus bar electrodes 8 a and a back surface current collecting electrode 8 b. The width in the short side direction of the back surface bus bar electrode 8a may be, for example, about 1.3 to 3 mm. Furthermore, the thickness of the back electrode 8 may be, for example, about 10 to 40 μm. In addition, silver, copper or the like is mainly used as a material of the back surface bus bar electrode 8a, and aluminum is mainly used as a material of the back surface current collection electrode 8b.

本発明の実施形態に係る太陽電池素子10の特徴部分について説明する。まず、太陽電池素子10は、図2に示めすように、半導体基板1の裏主面1bにおいて、周縁部に位置する領域を第1領域10cとし、該第1領域10cで囲まれた領域を第2領域10dとする。このとき、図3および図4に示すように、半導体基板1の裏主面1bを平面視した場合に、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、第2領域10dの平面積に対してパッシベーション部4aが第2領域10dに占める平面積の比率よりも小さい。   The characterizing portion of the solar cell element 10 according to the embodiment of the present invention will be described. First, as shown in FIG. 2, in the back major surface 1 b of the semiconductor substrate 1, the solar cell element 10 has a region located at the peripheral portion as a first region 10 c and a region surrounded by the first region 10 c. The second area 10d is used. At this time, as shown in FIGS. 3 and 4, when the back major surface 1b of the semiconductor substrate 1 is viewed in plan, the planar area occupied by the passivation portion 4a in the first area 10c with respect to the planar area of the first area 10c. The ratio of is smaller than the ratio of the plane area occupied by the passivation portion 4a in the second area 10d to the plane area of the second area 10d.

なお、各領域(第1領域10cおよび第2領域10d)の平面積に対して、パッシベーション部4aが各領域に占める平面積の比率は、太陽電池素子10の各々の領域におけるパッシベーション部4aと非パッシベーション部4bの合計の平面積に対するパッシベーション部4aの平面積の比率で算出される。例えば、5mm×5mm等の領域においてパッシベーション部4aが占める平面積を求めることによって、上記比率が算出される。   The ratio of the planar area occupied by the passivation part 4a in each area to the planar area of each area (the first area 10c and the second area 10d) is the same as that of the passivation part 4a in each area of the solar cell element 10. The ratio is calculated by the ratio of the planar area of the passivation portion 4a to the total planar area of the passivation portion 4b. For example, the ratio is calculated by obtaining a planar area occupied by the passivation portion 4a in a region of 5 mm × 5 mm or the like.

上記構造によって、第2領域10dに比べて第1領域10cでは、裏面集電電極8bと半導体基板1とのコンタクト抵抗が下がり、集電効率が向上する。後述する太陽電池モジュール20において、図8に示すように、太陽電池素子10間の入射光が、例えば、裏面充填材25の表面の凹凸(不図示)で乱反射され、その反射光の一部が透明部材23で再度反射して太陽電池素子10の周縁部である第1領域10cに入射する(以下、多重反射という)。このため、第2領域10dに比べて第1領域10cでは、多くのキャリアが発生する。そして、第1領域10cは集電効率が高いために、発生したキャリアが効率よく裏面集電電極8bに集電され、太陽電池素子10の出力特性が向上する。   With the above-described structure, the contact resistance between the back surface current collecting electrode 8b and the semiconductor substrate 1 is reduced in the first region 10c compared to the second region 10d, and the current collection efficiency is improved. In the solar cell module 20 described later, as shown in FIG. 8, incident light between the solar cell elements 10 is irregularly reflected, for example, by unevenness (not shown) on the surface of the back surface filler 25, and part of the reflected light is The light is reflected again by the transparent member 23 and is incident on the first area 10 c which is the peripheral portion of the solar cell element 10 (hereinafter referred to as multiple reflection). For this reason, more carriers are generated in the first area 10c than in the second area 10d. Then, since the first region 10c has a high current collection efficiency, generated carriers are efficiently collected to the back surface current collection electrode 8b, and the output characteristics of the solar cell element 10 are improved.

太陽電池素子10の端部から距離Wまでの範囲が第1領域10cであり、例えば、5〜15mm程度あればよい。なお、半導体基板1に角部が円弧状等の単結晶シリコン基板を用いた場合、端部から距離Wまでの範囲および角部の各々の端面から距離Wまでの範囲が
第1領域10cである。また、距離Wは、太陽電池モジュール20の透明部材23および表面充填材24の厚みによって決めてもよい。例えば、太陽電池素子10間に入射した光のうち、多重反射によって、太陽電池素子10に到達する光量が、太陽電池素子10間に入射した光の10%以上である場合には、太陽電池素子10間に入射した光の反射角度が約55〜60°の光となる。そのため、透明部材23と表面充填材24の厚みの合計が、例えば4mmである場合、距離Wは約13.8(=2×4×tan60°)mmとなる。また、透明部材23と表面充填材24の厚みの合計が、例えば1.5mmである場合、距離Wは約5.2(=2×1.5×tan60°)mmとなる。
The range from the end of the solar cell element 10 to the distance W is the first region 10c, and may be, for example, about 5 to 15 mm. When a single crystal silicon substrate whose corner is an arc or the like is used as the semiconductor substrate 1, the range from the end to the distance W and the range from each end face of the corner to the distance W are the first region 10c. . The distance W may be determined by the thickness of the transparent member 23 and the surface filler 24 of the solar cell module 20. For example, of the light incident between the solar cell elements 10, when the light amount reaching the solar cell element 10 by multiple reflection is 10% or more of the light incident between the solar cell elements 10, the solar cell element The reflection angle of light incident on 10 is light of about 55 to 60 °. Therefore, when the total thickness of the transparent member 23 and the surface filler 24 is, for example, 4 mm, the distance W is about 13.8 (= 2 × 4 × tan 60 °) mm. When the total thickness of the transparent member 23 and the surface filler 24 is, for example, 1.5 mm, the distance W is about 5.2 (= 2 × 1.5 × tan 60 °) mm.

多重反射により、太陽電池素子10に入射する光が10%以上となると、第1領域10cにおいて第2領域10dよりも再結合ロスが生じやすくなる。そのため、太陽電池モジュール20における出力特性が低減されてしまう。そこで、多重反射により、太陽電池素子10に入射する光が10%以上の範囲に第1領域10cを設けることが好適である。   Due to the multiple reflection, when the light incident on the solar cell element 10 is 10% or more, recombination loss is more likely to occur in the first region 10c than in the second region 10d. Therefore, the output characteristics of the solar cell module 20 are reduced. Therefore, it is preferable to provide the first region 10c in a range of 10% or more of light incident on the solar cell element 10 by multiple reflection.

また、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、第2領域10dの平面積に対してパッシベーション部4aが第2領域10dに占める平面積の比率の10〜50%程度小さければよい。第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、太陽電池モジュール20における太陽電池素子10の間の距離によって決めてもよい。太陽電池素子10間の距離が長い場合、第1領域10cに多重反射して入射する光が多くなり、キャリアの発生量が多くなるため、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率をより小さくすることが好適である。   Further, the ratio of the planar area occupied by the passivation portion 4a in the first region 10c to the planar area of the first region 10c is equivalent to the planar area occupied by the passivation portion 4a in the second region 10d with respect to the planar area of the second region 10d. 10 to 50% of the ratio of The ratio of the plane area occupied by the passivation portion 4a in the first area 10c to the plane area of the first area 10c may be determined by the distance between the solar cell elements 10 in the solar cell module 20. When the distance between the solar cell elements 10 is long, the amount of light incident upon multiple reflection in the first region 10c increases and the amount of carriers generated increases, so the passivation portion 4a is larger than the planar area of the first region 10c. It is preferable to reduce the ratio of the plane area occupied in the first region 10c.

また、互いに隣り合う非パッシベーション部4b同士の平均間隔は、図4(a)、(b)に示すように、第1領域10cの方が第2領域10dよりも小さいことが好適である。なお、上記平均間隔は、非パッシベーション部4bの形状が孔状の場合、各孔の中心間の距離であり、非パッシベーション部4bの形状が溝状の場合、各溝の中心線間の距離である。そして、平均間隔は、例えば、隣接する孔状の10箇所の非パッシベーション部4bにおける全ての間隔の長さを平均した値である。第1領域10cにおいて、互いに隣り合う非パッシベーション部4bの間隔を狭くすることによって、裏面集電電極8bと半導体基板1とのコンタクト抵抗を下げて、集電効率を向上させることができる。互いに隣り合う非パッシベーション部4b同士の平均間隔は、上記と同様な理由で第1領域10cが第2領域10dの10〜50%程度小さければよい。   Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, it is preferable that the average distance between the non-passivated portions 4b adjacent to each other is smaller in the first region 10c than in the second region 10d. The average distance is the distance between the centers of the respective holes when the non-passivated portion 4b is in the shape of a hole, and the distance between the center lines of the respective grooves when the non-passivated portion 4b is in the shape of a groove. is there. And an average space | interval is the value which averaged the length of all the space | intervals in the non-passivation part 4b of ten places of adjacent hole shape, for example. By narrowing the distance between the non-passivated portions 4b adjacent to each other in the first region 10c, the contact resistance between the back surface current collecting electrode 8b and the semiconductor substrate 1 can be lowered to improve the current collection efficiency. The average distance between the non-passivated portions 4b adjacent to each other may be smaller by about 10 to 50% of the second region 10d in the first region 10c for the same reason as described above.

多重反射により、太陽電池素子10に入射する光が10%以上となると、第1領域10cにおいて第2領域10dよりも再結合ロスが生じやすくなる。また、透明部材23と空気間での全反射角度が約40〜43°である。太陽電池素子10に入射する光よりもそれらの角度で多重反射する光のほうが入射量が多く、キャリアの発生量が多い。このため、10%以上小さければよい。また、パッシベーション部4aの平面積の比率が、第1領域10cのほうが第2領域10dよりも50%よりも小さい場合には、パッシベーション層4による電界パッシベーション効果が低下して、太陽電池モジュール20の出力特性が低下する。上記のことから、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、第2領域10dの平面積に対してパッシベーション部4aが第2領域10dに占める平面積の比率の10〜50%程度小さいことが好適である。   Due to the multiple reflection, when the light incident on the solar cell element 10 is 10% or more, recombination loss is more likely to occur in the first region 10c than in the second region 10d. Further, the total reflection angle between the transparent member 23 and the air is about 40 to 43 degrees. The light that is multi-reflected at these angles has a larger amount of incident light and a larger amount of carriers generated than the light incident on the solar cell element 10. Therefore, it should be smaller by 10% or more. In addition, when the ratio of the planar area of the passivation portion 4 a is smaller than 50% in the first region 10 c than in the second region 10 d, the electric field passivation effect by the passivation layer 4 is reduced, and the solar cell module 20 is Output characteristics are degraded. From the above, the ratio of the plane area occupied by the passivation portion 4a in the first area 10c to the plane area of the first area 10c is equal to the ratio of the plane area of the second area 10d to the second area 10d. It is preferable that the ratio of the area occupied by the plane area be as small as about 10 to 50%.

また、非パッシベーション部4bの平均平面積は、図4(a)、(c)に示すように、第1領域10cの方が第2領域10dよりも広いことが好適である。なお、平均平面積は、例えば、隣接する孔状の10箇所の非パッシベーション部4bにおける全非パッシベーション部4bの面積を非パッシベーション部4bの数で除した値である。第1領域10c
において、各非パッシベーション部4bの平面積を広くすることによって、第1領域10cにおける裏面集電電極8bと半導体基板1とのコンタクト抵抗を下げて、集電効率を向上させることができる。非パッシベーション部4bの平均平面積は、上記と同様な理由で第1領域10cが第2領域10dの10〜50%程度広ければよい。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4C, the average plane area of the non-passivated portion 4b is preferably such that the first region 10c is wider than the second region 10d. The average plane area is, for example, a value obtained by dividing the area of all non-passivated portions 4b in the adjacent ten hole-shaped non-passivated portions 4b by the number of non-passivated portions 4b. First area 10c
In the above, the contact resistance between the back surface current collecting electrode 8b and the semiconductor substrate 1 in the first region 10c can be lowered by widening the planar area of each non-passivation portion 4b, and the current collection efficiency can be improved. The average plane area of the non-passivated portion 4b may be about 10 to 50% wider than the second region 10d for the same reason as described above.

また、互いに隣り合う前記非パッシベーション部4b同士の平均間隔は、図5(a)に示すように、半導体基板1の裏主面1bの第2領域10dの中央(太陽電池素子10の中央)から第1領域10cの方向に向かって、徐々にまたは段階的に小さくなっていることが好適である。太陽電池素子10間に入射した光のうち、多重反射によって、第1領域10cに近い第2領域10dにおいても多くのキャリアが発生する。このため、発生したキャリアが効率よく裏面集電電極8bに集電され、太陽電池素子10の出力特性がさらに向上する。但し、第2領域10dにおける第1領域10c側の平均間隔は、第1領域10cの平均間隔よりも大きいことが好適である。   Moreover, as shown to Fig.5 (a), the average space | interval of said non-passivation part 4b to mutually adjacent | abut is from the center (center of solar cell element 10) of 2nd area | region 10d of back main surface 1b of semiconductor substrate 1. It is preferable for the direction of the first region 10c to be gradually or gradually reduced. Among the light incident between the solar cell elements 10, many carriers are generated also in the second area 10d near the first area 10c due to the multiple reflection. For this reason, the generated carriers are efficiently collected to the back surface current collection electrode 8b, and the output characteristics of the solar cell element 10 are further improved. However, it is preferable that the average interval on the first area 10 c side in the second area 10 d be larger than the average interval of the first area 10 c.

また、非パッシベーション部4bの平均平面積は、図5(b)に示すように、半導体基板1の裏主面1bの第2領域10dの中央から第1領域10cの方向に向かって、徐々にまたは段階的に広くなっていることが好適である。太陽電池素子10間に入射した光のうち、多重反射によって、第1領域10cに近い第2領域10dにおいても多くのキャリアが発生する。このため、発生したキャリアが効率よく裏面集電電極8bに集電され、太陽電池素子10の出力特性がさらに向上する。但し、第2領域10dにおける第1領域10c側の平均平面積は、第1領域10cの平均平面積よりも狭いことが好適である。   Further, as shown in FIG. 5B, the average plane area of the non-passivated portion 4b is gradually increased from the center of the second region 10d of the back main surface 1b of the semiconductor substrate 1 toward the first region 10c. Or, it is preferable that the width is gradually increased. Among the light incident between the solar cell elements 10, many carriers are generated also in the second area 10d near the first area 10c due to the multiple reflection. For this reason, the generated carriers are efficiently collected to the back surface current collection electrode 8b, and the output characteristics of the solar cell element 10 are further improved. However, it is preferable that the average plane area on the first area 10 c side in the second area 10 d be narrower than the average plane area of the first area 10 c.

<太陽電池素子の製造方法>
次に、太陽電池素子10の製造方法の一例について詳述する。
<Method of manufacturing solar cell element>
Next, an example of a method of manufacturing the solar cell element 10 will be described in detail.

まず、第1半導体領域(p型半導体領域)2を有する半導体基板1(p型多結晶シリコン基板)の基板準備工程について説明する。半導体基板1は、例えば既存の鋳造法等によって形成される。なお、以下では、半導体基板1として、p型を有する多結晶シリコン基板を用いた例について説明するが、半導体基板1はn型を有してもよいし、単結晶シリコン基板を用いもよい。   First, a substrate preparation process of the semiconductor substrate 1 (p-type polycrystalline silicon substrate) having the first semiconductor region (p-type semiconductor region) 2 will be described. The semiconductor substrate 1 is formed by, for example, an existing casting method. Although an example in which a p-type polycrystalline silicon substrate is used as the semiconductor substrate 1 will be described below, the semiconductor substrate 1 may have an n-type or a single crystal silicon substrate.

最初に、例えば鋳造法によって多結晶シリコンインゴットを作製する。次いで、そのインゴットを、例えば、250μm以下の厚みにスライスする。その後、半導体基板1の切断面の機械的なダメージ層および汚染層を洗浄するために、半導体基板1の表面をNaOH、KOH、フッ酸またはフッ硝酸などの溶液でごく微量エッチングしてもよい。   First, a polycrystalline silicon ingot is manufactured by, for example, a casting method. Then, the ingot is sliced to a thickness of, for example, 250 μm or less. Thereafter, the surface of the semiconductor substrate 1 may be slightly etched with a solution such as NaOH, KOH, hydrofluoric acid or hydrofluoric-nitric acid in order to clean the mechanical damage layer and the contamination layer of the cut surface of the semiconductor substrate 1.

次に、半導体基板1の表主面1aに凹凸部6を形成する。凹凸部6の形成方法としては、NaOH等のアルカリ溶液またはフッ硝酸等の酸溶液を使用したウエットエッチング方法またはRIE(Reactive Ion Etching)等を使用したドライエッチング方法を用いることができる。なお、ウエットエッチング法を用いて、半導体基板1の裏主面1b側に形成された凹凸部6は、必要に応じて除去してもよい。   Next, the uneven portion 6 is formed on the front major surface 1 a of the semiconductor substrate 1. As a method of forming the uneven portion 6, a wet etching method using an alkaline solution such as NaOH or an acid solution such as hydrofluoric-nitric acid, a dry etching method using RIE (Reactive Ion Etching) or the like can be used. The concave-convex portion 6 formed on the back major surface 1b side of the semiconductor substrate 1 may be removed as necessary, using a wet etching method.

次に、上記工程によって形成された凹凸部6を有する半導体基板1の表主面1aに対して、第2半導体領域3を形成する工程を行う。   Next, the step of forming the second semiconductor region 3 is performed on the front main surface 1 a of the semiconductor substrate 1 having the concavo-convex portion 6 formed by the above steps.

この第2半導体領域3は、ペースト状態にしたPを半導体基板1の表面に塗布して熱拡散させる塗布熱拡散法、または、ガス状態にしたオキシ塩化リン(POCl)を拡散源とした気相熱拡散法等によって形成される。この第2半導体領域3は0.2〜2μm程度の深さ、40〜200Ω/□程度のシート抵抗を有するように形成される。例えば、気相熱拡散法では、POCl等からなる拡散ガスを有する雰囲気の中で600〜800℃程度の温度で、半導体基板1を15〜30分程度熱処理して燐ガラスを半導体基板1の表面に形成する。その後、アルゴンまたは窒素等の不活性ガス雰囲気中で800〜900℃程度の高い温度において、半導体基板1を10〜40分程度熱処理することによって、燐ガラスから半導体基板1にリンが拡散して、半導体基板1の表主面1aに第2半導体領域3が形成される。 In the second semiconductor region 3, a coating thermal diffusion method in which P 2 O 5 in a paste state is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 for thermal diffusion, or a diffusion source of phosphorus oxychloride (POCl 3 ) in a gas state Formed by the vapor phase thermal diffusion method or the like. The second semiconductor region 3 is formed to have a depth of about 0.2 to 2 μm and a sheet resistance of about 40 to 200 Ω / □. For example, in the vapor phase thermal diffusion method, the semiconductor substrate 1 is heat treated for about 15 to 30 minutes at a temperature of about 600 to 800.degree. C. in an atmosphere having a diffusion gas of POCl 3 or the like to Form on the surface. Thereafter, the semiconductor substrate 1 is heat-treated for about 10 to 40 minutes at a high temperature of about 800 to 900 ° C. in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen, whereby phosphorus is diffused from the phosphorus glass to the semiconductor substrate 1 Second semiconductor region 3 is formed on front main surface 1 a of semiconductor substrate 1.

次に、上記第2半導体領域3の形成工程において、裏主面1b側にも第2半導体領域3が形成された場合には、裏主面1b側に形成された第2半導体領域3のみをエッチングして除去する。これにより、裏主面1b側にp型の導電型領域を露出させる。例えば、フッ硝酸溶液に半導体基板1における裏主面1b側のみを浸して裏主面1b側に形成された第2半導体領域3を除去する。その後に、第2半導体領域3を形成する際に半導体基板1の表面(表主面1a側)に付着した燐ガラスをエッチングして除去する。   Next, in the step of forming the second semiconductor region 3, when the second semiconductor region 3 is formed also on the back major surface 1b side, only the second semiconductor region 3 formed on the back major surface 1b side is Etch away. Thereby, the p-type conductivity type region is exposed on the back main surface 1b side. For example, only the back major surface 1b side of the semiconductor substrate 1 is immersed in a hydrofluoric-nitric acid solution to remove the second semiconductor region 3 formed on the back major surface 1b side. Thereafter, when forming the second semiconductor region 3, the phosphorus glass attached to the surface (the side of the front major surface 1a) of the semiconductor substrate 1 is etched away.

このように、表主面1a側に燐ガラスを残存させて裏主面1b側に形成された第2半導体領域3を除去することによって、燐ガラスによって表主面1a側の第2半導体領域3が除去されたり、ダメージが受けたりするのを低減することができる。   As described above, the phosphorus glass is left on the front main surface 1a side and the second semiconductor region 3 formed on the back main surface 1b side is removed, whereby the second semiconductor region 3 on the front main surface 1a side is formed by the phosphorus glass. Can be eliminated or damage is reduced.

また、第2半導体領域3の形成工程において、予め裏主面1b側に拡散マスクを形成しておき、気相熱拡散法等によって第2半導体領域3を形成して、続いて拡散マスクを除去してもよい。このようなプロセスによっても、同様の構造を形成することが可能である。この場合には、上記した裏主面1b側に第2半導体領域3は形成されないため、裏主面1b側の第2半導体領域3を除去する工程が不要である。   Further, in the step of forming the second semiconductor region 3, a diffusion mask is previously formed on the back major surface 1b side, the second semiconductor region 3 is formed by vapor phase thermal diffusion method or the like, and then the diffusion mask is removed. You may A similar structure can be formed by this process as well. In this case, since the second semiconductor region 3 is not formed on the above-described back major surface 1 b side, the step of removing the second semiconductor region 3 on the back major surface 1 b side is unnecessary.

なお、第2半導体領域3の形成方法は、上記方法に限定されるものでもなく、例えば薄膜技術を用いて、n型の水素化アモルファスシリコン膜または微結晶シリコン膜を含む結晶質シリコン膜等を形成してもよい。   The method of forming the second semiconductor region 3 is not limited to the above method, and a crystalline silicon film or the like including an n-type hydrogenated amorphous silicon film or a microcrystalline silicon film may be used, for example, using thin film technology. You may form.

以上により、表主面1a側にn型半導体領域である第2半導体領域3が配置され、且つ、表面に凹凸部6が形成された、p型半導体領域である第1半導体領域2を含む半導体基板1を準備することができる。   As described above, the semiconductor including the first semiconductor region 2 as the p-type semiconductor region, in which the second semiconductor region 3 as the n-type semiconductor region is disposed on the front main surface 1a side and the uneven portion 6 is formed on the surface The substrate 1 can be prepared.

次に、半導体基板1の裏主面1b側にパッシベーション部4aとなるパッシベーション層4を形成する。パッシベーション層4の形成方法としては、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)法、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法が用いられる。このとき、裏主面1b側だけでなく表主面1a側や側面1c側にパッシベーション層4が形成されてもよい。   Next, on the back main surface 1b side of the semiconductor substrate 1, the passivation layer 4 to be the passivation portion 4a is formed. As a method of forming the passivation layer 4, for example, an atomic layer deposition (ALD) method or a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method is used. At this time, the passivation layer 4 may be formed not only on the back major surface 1 b side but also on the front major surface 1 a side or the side surface 1 c side.

ALD法が採用された場合には、成膜装置のチャンバー内に第2半導体領域3が形成された半導体基板1が載置される。この半導体基板1が100〜250℃の温度域で加熱された状態で、アルミニウム原料の供給、アルミニウム原料の廃棄除去、酸化剤の供給、酸化剤の廃棄除去、の工程を複数回繰り返して、酸化アルミニウムからなる所望の厚さを有するパッシベーション層4が形成される。アルミニウム原料として、例えばトリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEA)等、酸化剤として、例えば、水、オゾンガス等を用いることができる。   When the ALD method is adopted, the semiconductor substrate 1 in which the second semiconductor region 3 is formed is placed in the chamber of the film forming apparatus. In a state where the semiconductor substrate 1 is heated in a temperature range of 100 to 250 ° C., the steps of supply of aluminum raw material, removal of aluminum raw material waste, supply of oxidant, supply of oxidant waste, are repeated several times to oxidize A passivation layer 4 having a desired thickness of aluminum is formed. As an aluminum raw material, for example, trimethylaluminum (TMA), triethylaluminum (TEA) or the like can be used, and as an oxidizing agent, for example, water, ozone gas or the like can be used.

また、裏主面1bに形成された酸化アルミニウムの上にさらに窒化シリコン、酸化シリコンなどの膜をPECVD等の方法で形成してもよい。これにより、酸化アルミニウムが有する界面パッシベーション機能と、窒化シリコン、酸化シリコン等が有する保護層としての機能を併せ持つパッシベーション層4を形成することができる。   Further, a film of silicon nitride, silicon oxide or the like may be further formed on the aluminum oxide formed on the back major surface 1b by a method such as PECVD. Thus, it is possible to form the passivation layer 4 having both the interface passivation function of aluminum oxide and the function as a protective layer of silicon nitride, silicon oxide or the like.

パッシベーション層4には、裏面集電電極8bとシリコン基板1との電気的接続を得るためのコンタクトホールである非パッシベーション部4bが設けられる。非パッシベーション部4bは、例えば、レーザービーム照射、パターン化されたエッチングマスクを形成した後のエッチング等の方法で形成される。レーザービーム照射によって非パッシベーション部4bを形成する場合、互いに隣り合う非パッシベーション部4b同士の平均間隔はレーザービームの位置を調整する。これにより、互いに隣り合う非パッシベーション部4b同士の平均間隔は所望の値にすることができる。また、非パッシベーション部4bの平均平面積は、レーザービームの照射径を調整することによって、所望の値にすることができる。パターン化されたエッチングマスクを用いて非パッシベーション部4bを形成する場合、互いに隣り合う非パッシベーション部4b同士の平均間隔および平均平面積は、エッチングマスクの開口部の形状を変更することによって、所望の値にすることができる。以上の方法によって、図4および図5に示す、非パッシベーション部4bを簡易に形成することができる。   The passivation layer 4 is provided with a non-passivation portion 4 b which is a contact hole for obtaining an electrical connection between the back surface current collecting electrode 8 b and the silicon substrate 1. The non-passivated portion 4 b is formed by, for example, laser beam irradiation, etching after forming a patterned etching mask, or the like. When the non-passivated portions 4 b are formed by laser beam irradiation, the average distance between adjacent non-passivated portions 4 b adjusts the position of the laser beam. Thereby, the average space | interval of the non-passivation parts 4b adjacent to each other can be made into a desired value. In addition, the average plane area of the non-passivated portion 4b can be set to a desired value by adjusting the irradiation diameter of the laser beam. When the non-passivated portions 4b are formed using a patterned etching mask, the average spacing and average plane area of the non-passivated portions 4b adjacent to each other can be changed by changing the shape of the opening of the etching mask. It can be a value. By the above method, the non-passivated portion 4b shown in FIGS. 4 and 5 can be easily formed.

次に、半導体基板1の表主面1a上に反射防止層5を形成する。反射防止層5の形成方法としては、例えば、PECVD法、ALD法、蒸着法またはスパッタリング法等が採用される。例えば、PECVD法が採用される場合には、成膜装置において、SiHガスとNHガスとの混合ガスが、Nガスで希釈され、チャンバー内におけるグロー放電分解によってプラズマ化されて、表主面1a上に窒化シリコンが堆積される。これにより、窒化シリコンを含む反射防止層5が形成される。なお、窒化シリコンの堆積時におけるチャンバー内の温度は、例えば、500℃程度であればよい。そして、反射防止層5がALD法以外のPECVD法、蒸着法またはスパッタリング法等によって形成されることで、所望の厚さの反射防止層5が短時間で形成される。これにより、太陽電池素子10の生産性が向上する。 Next, the antireflective layer 5 is formed on the front main surface 1 a of the semiconductor substrate 1. As a method of forming the antireflective layer 5, for example, a PECVD method, an ALD method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like is employed. For example, in the case where the PECVD method is employed, a mixed gas of SiH 4 gas and NH 3 gas is diluted with N 2 gas in a film forming apparatus, and is converted to plasma by glow discharge decomposition in a chamber. Silicon nitride is deposited on main surface 1a. Thereby, the antireflective layer 5 containing silicon nitride is formed. The temperature in the chamber at the time of deposition of silicon nitride may be, for example, about 500.degree. Then, the antireflective layer 5 is formed by a PECVD method other than the ALD method, a vapor deposition method, a sputtering method, or the like, whereby the antireflective layer 5 having a desired thickness is formed in a short time. Thereby, the productivity of the solar cell element 10 is improved.

次に、表面電極7(表面バスバー電極7aおよび表面フィンガー電極7b)および裏面電極8(裏面バスバー電極8aおよび裏面集電電極8b)とを以下のように形成する。   Next, the surface electrode 7 (surface bus bar electrode 7a and surface finger electrode 7b) and the back surface electrode 8 (back surface bus bar electrode 8a and back surface current collection electrode 8b) are formed as follows.

表面電極7は、例えば主成分として銀を含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有する金属ペースト(第1金属ペースト)を用いて作製される。まず、第1金属ペーストを、半導体基板1の表主面1a側に塗布する。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸発させて乾燥させてもよい。その後、最高温度600〜800℃で数十秒〜数十分程度、焼成することによって表面電極7が形成される。この塗布法としては、スクリーン印刷法等を用いることができる。なお、表面電極7は、表面バスバー電極7aおよび表面フィンガー電極7bを有するが、スクリーン印刷法を用いることで、表面バスバー電極7aおよび表面フィンガー電極7bを、1つの工程で形成することができる。   The surface electrode 7 is produced using, for example, a metal powder containing silver as a main component, an organic vehicle, and a metal paste (first metal paste) containing a glass frit. First, the first metal paste is applied to the front main surface 1 a side of the semiconductor substrate 1. After this application, the solvent may be evaporated and dried at a predetermined temperature. Thereafter, the surface electrode 7 is formed by baking at a maximum temperature of 600 to 800 ° C. for several tens of seconds to several tens of minutes. A screen printing method etc. can be used as this application method. In addition, although the surface electrode 7 has the surface bus-bar electrode 7a and the surface finger electrode 7b, the surface bus-bar electrode 7a and the surface finger electrode 7b can be formed in one process by using the screen printing method.

裏面バスバー電極8aは、主成分として銀を含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有する金属ペースト(第2金属ペースト)を用いて作製される。まず、第2金属ペーストを、半導体基板1の裏主面1b側に塗布する。その後、最高温度600〜800℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって裏面バスバー電極8aを形成する。この塗布法としては、スクリーン印刷法等を用いることができる。   The back surface bus bar electrode 8a is manufactured using a metal powder containing silver as a main component, an organic vehicle, and a metal paste (second metal paste) containing a glass frit. First, the second metal paste is applied to the back major surface 1 b side of the semiconductor substrate 1. Thereafter, the back surface bus bar electrode 8a is formed by baking at a maximum temperature of 600 to 800 ° C. for several tens of seconds to several tens of minutes. A screen printing method etc. can be used as this application method.

裏面集電電極8bは、主成分としてアルミニウムを含む金属粉末、有機ビヒクルおよびガラスフリットを含有する金属ペースト(第3金属ペースト)を用いて作製される。この第3金属ペーストを、予め塗布された第2金属ペーストの一部に接触するように裏主面1b上に塗布する。このとき、裏主面1b上の裏面バスバー電極8aが形成されていない部分のほぼ全面に塗布してもよい。第3金属ペーストを塗布することによって、非パッシベーション部4bに位置する半導体基板1の裏主面1b上にも第3金属ペーストが塗布される。この塗布法としては、スクリーン印刷法等を用いることができる。この塗布後、所定の温度で溶剤を蒸発させて乾燥させてもよい。第3金属ペーストが塗布された半導体基板1を最高温度600〜800℃で数十秒〜数十分程度焼成することによって裏面集電電極8bを形成することができる。   The back surface current collection electrode 8b is produced using a metal powder (a third metal paste) containing a metal powder containing aluminum as a main component, an organic vehicle and a glass frit. This third metal paste is applied onto the back major surface 1b so as to be in contact with a part of the previously applied second metal paste. At this time, coating may be performed on substantially the entire surface of the portion where the back surface bus bar electrode 8a is not formed on the back main surface 1b. By applying the third metal paste, the third metal paste is applied also on the back major surface 1b of the semiconductor substrate 1 located in the non-passivated portion 4b. A screen printing method etc. can be used as this application method. After this application, the solvent may be evaporated and dried at a predetermined temperature. The back surface current collection electrode 8b can be formed by baking the semiconductor substrate 1 to which the third metal paste is applied at a maximum temperature of 600 to 800 ° C. for several tens seconds to several tens minutes.

以上の工程によって太陽電池素子10を作製することができる。   The solar cell element 10 can be manufactured by the above steps.

<太陽電池モジュール>
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール20は、半導体基板1の裏主面1bを平面視した場合に、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、第2領域10dの平面積に対してパッシベーション部4aが第2領域10dに占める平面積の比率よりも小さい、1つ以上の太陽電池素子10を備えている。例えば、太陽電池モジュール20は、電気的に接続されている複数の太陽電池素子10を備えていればよい。このような太陽電池モジュール20は、単独の太陽電池素子10の電気出力が小さな場合に、複数の太陽電池素子10が例えば直列または並列に接続されることで形成される。そして、例えば、複数の太陽電池モジュール20が組み合わされることで、実用的な電気出力が取り出される。以下では、太陽電池モジュール20が、複数の太陽電池素子10を備えている一例を挙げて説明する。
<Solar cell module>
In the solar cell module 20 according to the embodiment of the present invention, when the back major surface 1b of the semiconductor substrate 1 is viewed in plan, the planar area occupied by the passivation portion 4a in the first area 10c with respect to the planar area of the first area 10c. The ratio of (1) is provided with one or more solar cell elements 10 smaller than the ratio of the plane area occupied by the passivation portion 4a in the second area 10d to the plane area of the second area 10d. For example, the solar cell module 20 may be provided with a plurality of solar cell elements 10 electrically connected. Such a solar cell module 20 is formed by connecting a plurality of solar cell elements 10 in series or in parallel, for example, when the electrical output of a single solar cell element 10 is small. And a practical electric output is taken out by combining a plurality of solar cell modules 20, for example. Below, an example in which the solar cell module 20 is equipped with the several solar cell element 10 is mentioned and demonstrated.

図6に示すように、太陽電池モジュール20は、例えば、透明部材23、表面充填材24、複数の太陽電池素子10、配線部材21、裏面充填材25および裏面保護材26が積層された積層体を備えている。太陽電池素子10は、1.5〜4.0mm程度の間隔で配置されることが望ましい。ここで、透明部材23は、太陽電池モジュール20において太陽光を受光する受光面を保護するための部材である。この透明部材23は、例えば、透明な平板状の部材であればよい。透明部材23の材料としては、例えばガラス等が採用される。表面充填材24は、例えば透明な充填材であればよい。また、裏面充填材25は、例えば、透明あるいは白色の充填材であればよい。なお、図8に示している太陽電池素子10間へ入射した光の反射は、白色の充填材を用いた場合である。表面充填材24および裏面充填材25の材料としては、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等が採用される。裏面保護材26は、太陽電池モジュール20を裏面から保護するための部材である。裏面保護材26の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等が採用される。なお、裏面保護材26は、単層構造を有していても積層構造を有していてもよい。このとき、裏面保護材26の色が白色であってもよい。   As shown in FIG. 6, the solar cell module 20 is, for example, a laminate in which the transparent member 23, the front surface filling material 24, the plurality of solar cell elements 10, the wiring members 21, the back surface filling material 25 and the back surface protective material 26 are stacked. Is equipped. It is desirable that the solar cell elements 10 be disposed at an interval of about 1.5 to 4.0 mm. Here, the transparent member 23 is a member for protecting the light receiving surface of the solar cell module 20 that receives sunlight. The transparent member 23 may be, for example, a transparent flat member. As a material of the transparent member 23, for example, glass or the like is adopted. The surface filler 24 may be, for example, a transparent filler. Also, the back surface filler 25 may be, for example, a transparent or white filler. In addition, reflection of the light which injected between the solar cell elements 10 shown in FIG. 8 is the case where a white filler is used. As a material of the front surface filler 24 and the back surface filler 25, for example, ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) is adopted. The back surface protection material 26 is a member for protecting the solar cell module 20 from the back surface. As a material of the back surface protective material 26, for example, polyethylene terephthalate (PET) or polyvinyl fluoride resin (PVF) is adopted. The back surface protective material 26 may have a single layer structure or a laminated structure. At this time, the color of the back surface protective material 26 may be white.

配線部材21は、複数の太陽電池素子10を電気的に接続する部材(接続部材)である。太陽電池モジュール20に含まれる複数の太陽電池素子10のうちの一方向に隣り合う太陽電池素子10同士は、一方の太陽電池素子10の表面電極7と他方の太陽電池素子10の裏面電極8とが配線部材21によって接続されている。つまり、図3に示す太陽電池素子10を用いた場合、図7に示されるように、太陽電池素子10の表面バスバー電極7aおよび裏面バスバー電極8aに配線部材21が接続されている。ここで、配線部材21の厚さは、例えば、0.1〜0.2mmであればよい。配線部材21の幅は、例えば、約1〜3mm程度であればよい。そして、配線部材21としては、例えば、銅箔の全面に半田が被覆された部材等が用いられる。   The wiring member 21 is a member (connection member) that electrically connects the plurality of solar cell elements 10. Among the plurality of solar cell elements 10 included in the solar cell module 20, the solar cell elements 10 adjacent to each other in one direction are the front surface electrode 7 of one solar cell element 10 and the back surface electrode 8 of the other solar cell element 10. Are connected by the wiring member 21. That is, when the solar cell element 10 shown in FIG. 3 is used, as shown in FIG. 7, the wiring member 21 is connected to the surface bus bar electrode 7 a and the back surface bus bar electrode 8 a of the solar cell element 10. Here, the thickness of the wiring member 21 may be, for example, 0.1 to 0.2 mm. The width of the wiring member 21 may be, for example, about 1 to 3 mm. Then, as the wiring member 21, for example, a member or the like in which the entire surface of the copper foil is covered with the solder is used.

また、電気的に直列に接続されている複数の太陽電池素子10のうち、最初の太陽電池素子10の電極の一端と最後の太陽電池素子10の電極の一端は、出力取出配線22によって、それぞれ出力取出部としての端子ボックス28に電気的に接続されている。また、図7では図示を省略しているが、図6に示すように、太陽電池モジュール20は、上記積層体を周囲から保持する枠体27を備えていてもよい。枠体27の材質としては、例えば、耐食性と強度を併せ持つアルミニウム等が採用される。   Further, among the plurality of solar cell elements 10 electrically connected in series, one end of the electrode of the first solar cell element 10 and one end of the electrode of the last solar cell element 10 are respectively output by the output extraction wiring 22 It is electrically connected to the terminal box 28 as an output extraction part. Although illustration is omitted in Drawing 7, as shown in Drawing 6, solar cell module 20 may be provided with frame 27 which holds the above-mentioned layered product from the circumference. As a material of the frame body 27, for example, aluminum or the like having both corrosion resistance and strength is adopted.

太陽電池モジュール20は、半導体基板1の裏主面1bを平面視した場合に、第1領域10cの平面積に対してパッシベーション部4aが第1領域10cに占める平面積の比率は、第2領域10dの平面積に対してパッシベーション部4aが第2領域10dに占める平面積の比率よりも小さい太陽電池素子10を備えている。図8に示すように、太陽電池素子10間に入射した光が裏面充填材25の表面の凹凸で乱反射する。これにより、透明部材23の表面で再度反射した光が、太陽電池素子10の第1領域10cに入射して、第2領域10dよりも第1領域10cの方が多くのキャリアが発生する。そして、第1領域10は集電効率が高いために、発生したキャリアが効率よく裏面集電電極8bに集電され、太陽電池モジュール20の出力特性が向上する。なお、裏面充填材25が透明の場合であっても、裏面保護材26の表面で乱反射させても、同様の結果を得ることができる。   In the solar cell module 20, when the back major surface 1b of the semiconductor substrate 1 is viewed in a plan view, the ratio of the planar area occupied by the passivation portion 4a to the first area 10c to the planar area of the first area 10c is the second area The solar cell element 10 has a smaller ratio of the planar area occupied by the passivation portion 4a in the second region 10d with respect to the planar area 10d. As shown in FIG. 8, light incident between the solar cell elements 10 is irregularly reflected by the unevenness of the surface of the back surface filling material 25. Thereby, the light reflected again on the surface of the transparent member 23 enters the first region 10c of the solar cell element 10, and more carriers are generated in the first region 10c than in the second region 10d. Then, since the first region 10 has a high current collection efficiency, the generated carriers are efficiently collected to the back surface current collection electrode 8 b, and the output characteristics of the solar cell module 20 are improved. In addition, even when the back surface filler 25 is transparent, the same result can be obtained by irregularly reflecting the surface of the back surface protective material 26.

また、表面充填材24および裏面充填材25の少なくとも一方の材料として、EVAが採用される場合には、このEVAに水酸化マグネシウムまたは水酸化カルシウム等を含む受酸剤が添加されていてもよい。これにより、EVAからの酢酸の発生が低減されるため、太陽電池モジュール20の耐久性が向上し、酢酸によってパッシベーション層4、表面電極7や裏面電極8に与えられるダメージがさらに低減される。その結果、太陽電池モジュール20の信頼性が長時間にわたって確保される。   Moreover, when EVA is employ | adopted as a material of at least one of the surface filler 24 and the back surface filler 25, the acid acceptor containing magnesium hydroxide or a calcium hydroxide etc. may be added to this EVA. . As a result, the generation of acetic acid from EVA is reduced, so that the durability of the solar cell module 20 is improved, and the damage of the acetic acid on the passivation layer 4, the front electrode 7 and the back electrode 8 is further reduced. As a result, the reliability of the solar cell module 20 is secured for a long time.

<太陽電池モジュールの製造方法>
次に、太陽電池モジュール20の製造方法について説明する。
<Method of manufacturing solar cell module>
Next, a method of manufacturing the solar cell module 20 will be described.

まず、複数の太陽電池素子10を直並列に1.5〜4mm程度の間隔で配置して、配線部材21によって隣り合った太陽電池素子10同士を電気的に接続する。配線部材21の接続方法としては、半田ごて、ホットエアー、レーザーまたはパルスヒート等の方法を用いることができる。このような方法によって、配線部材21は、表面バスバー電極7aおよび裏面バスバー電極8aに半田付けされる。また、直列に接続されている複数の太陽電池素子10のうち、最初の太陽電池素子10の電極の一端と最後の太陽電池素子10の電極の一端に、出力取出配線22を接続する。なお、出力取出配線22の接続方法は、配線部材21の接続方法と同様である。   First, the plurality of solar cell elements 10 are arranged in series and parallel at an interval of about 1.5 to 4 mm, and the solar cell elements 10 adjacent to each other are electrically connected by the wiring member 21. As a method of connecting the wiring members 21, a method such as soldering iron, hot air, laser, pulse heat or the like can be used. Wiring member 21 is soldered to surface bus bar electrode 7a and back surface bus bar electrode 8a by such a method. Further, among the plurality of solar cell elements 10 connected in series, an output extraction wiring 22 is connected to one end of the electrode of the first solar cell element 10 and one end of the electrode of the last solar cell element 10. The connection method of the output extraction wiring 22 is the same as the connection method of the wiring member 21.

次に、透明部材23、表面充填材24を配置した後、表面充填材24上に配線部材21で接続された太陽電池素子10を配置する。次に、太陽電池素子10上に裏面充填材25、裏面保護材26を順次積層して積層体を作製する。次いで、この積層体をラミネート装置にセットし、減圧した後、加圧しながら100〜200℃で例えば15分間〜1時間加熱することによって、太陽電池パネルが作製される。   Next, after disposing the transparent member 23 and the surface filler 24, the solar cell element 10 connected by the wiring member 21 is disposed on the surface filler 24. Next, the back surface filler 25 and the back surface protective material 26 are sequentially laminated on the solar cell element 10 to produce a laminate. Next, the laminate is set in a laminating apparatus, decompressed, and heated at 100 to 200 ° C. for 15 minutes to 1 hour, for example, under pressure, to produce a solar cell panel.

次に、太陽電池パネルに端子ボックス28を取り付ける。具体的には、出力取出配線22の導出された裏面保護材26上に、端子ボックス28をシリコン系等の接着剤を用いて取り付ける。そして、プラス側、マイナス側の出力取出配線22を端子ボックス28のターミナル(不図示)にはんだ付け等で固定する。その後、端子ボックス28に蓋を取り付ける。   Next, the terminal box 28 is attached to the solar cell panel. Specifically, the terminal box 28 is attached on the back surface protection material 26 from which the output extraction wiring 22 is derived using an adhesive such as silicon. Then, the positive and negative output takeout wirings 22 are fixed to terminals (not shown) of the terminal box 28 by soldering or the like. Thereafter, a lid is attached to the terminal box 28.

最後に、枠体27を取り付けて、太陽電池モジュール20を完成させる。具体的には、太陽電池パネルの外周部にアルミニウム等で作製された枠体27を取り付ける。枠体27は、例えば、その角部をビスなどで固定することによって、取り付けることができる。このようにして、太陽電池モジュール20が完成する。   Finally, the frame 27 is attached to complete the solar cell module 20. Specifically, a frame 27 made of aluminum or the like is attached to the outer peripheral portion of the solar cell panel. The frame 27 can be attached, for example, by fixing its corner with a screw or the like. Thus, the solar cell module 20 is completed.

なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、改良等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, and the like can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、裏面集電電極8bを形成した後に裏面バスバー電極8aを形成してもよい。また、裏面バスバー電極8aは半導体基板1と直接接触してもよく、裏面バスバー電極8aと半導体基板1との間にパッシベーション部4aが介在していてもよい。   For example, the back surface bus bar electrode 8a may be formed after the back surface current collection electrode 8b is formed. Further, back surface bus bar electrode 8 a may be in direct contact with semiconductor substrate 1, and passivation portion 4 a may be interposed between back surface bus bar electrode 8 a and semiconductor substrate 1.

また、表面電極7と裏面電極8は、各々の金属ペーストを塗布した後、同時に焼成して形成してもよい。これにより、生産性が向上するとともに、半導体基板1にかかる熱履歴を低減して、太陽電池素子10および太陽電池モジュール20の出力特性を向上させることができる。   Moreover, after apply | coating each metal paste, you may bake and form the surface electrode 7 and the back surface electrode 8 simultaneously. Thereby, the productivity is improved, and the heat history applied to the semiconductor substrate 1 can be reduced, and the output characteristics of the solar cell element 10 and the solar cell module 20 can be improved.

また、第3金属ペーストを焼成して裏面集電電極8bを形成したときに、半導体基板1の裏主面1bと第3金属ペーストとが接触している部分において、第1半導体領域2よりも高いドーパント濃度を有するp型の導電型を有するBSF(Back Surface Field)層が形成されてもよい。   In addition, when the back surface current collection electrode 8b is formed by firing the third metal paste, the portion where the back major surface 1b of the semiconductor substrate 1 is in contact with the third metal paste is more than the first semiconductor region 2 A BSF (Back Surface Field) layer having p-type conductivity having a high dopant concentration may be formed.

1 :半導体基板
1a :表主面
1b :裏主面
1c :側面
2 :第1半導体領域
3 :第2半導体領域
4 :パッシベーション層
4a :パッシベーション部
4b :非パッシベーション部
5 :反射防止層
6 :凹凸部
7 :表面電極
7a :表面バスバー電極
7b :表面フィンガー電極
7c :表面補助電極
8 :裏面電極
8a :裏面バスバー電極
8b :裏面集電電極
10 :太陽電池素子
10a:表主面
10b:裏主面
10c:第1領域
10d:第2領域
20 :太陽電池モジュール
21 :配線部材
22 :出力取出配線
23 :透明部材
24 :表面充填材
25 :裏面充填材
26 :裏面保護材
27 :枠体
28 :端子ボックス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Semiconductor substrate 1a: Front main surface 1b: Back main surface 1c: Side surface 2: First semiconductor region 3: Second semiconductor region 4: Passivation layer 4a: Passivation portion 4b: Non-passivation portion 5: Antireflection layer 6: Irregularities Part 7: Surface electrode 7a: Surface bus bar electrode 7b: Surface finger electrode 7c: Surface auxiliary electrode 8: Back surface electrode 8a: Back surface bus bar electrode 8b: Back surface current collecting electrode 10: Solar cell element 10a: Front surface 10b: Back surface 10c: first area 10d: second area 20: solar cell module 21: wiring member 22: output extraction wiring 23: transparent member 24: front surface filling material 25: back surface filling material 26: back surface protection material 27: frame 28: terminal box

Claims (7)

表主面および該表主面の反対側に位置する裏主面を有する半導体基板と、該半導体基板の前記裏主面において、周縁部に位置する第1領域および該第1領域に囲まれた第2領域の双方に設けられたパッシベーション部と、を備えている太陽電池素子であって、
前記半導体基板の前記裏主面において、前記第1領域および前記第2領域の双方に、前記パッシベーション部が無い多数の非パッシベーション部が設けられており、
前記半導体基板の前記裏主面を平面視した場合に、前記第1領域の平面積に対して前記パッシベーション部が前記第1領域に占める平面積の比率は、前記第2領域の平面積に対して前記パッシベーション部が前記第2領域に占める平面積の比率よりも小さく、
前記半導体基板は、前記裏主面側にp型の導電型を有する第1半導体領域を有し、前記裏主面側にn型の導電型を有する第2半導体領域を有さず、
前記半導体基板は、前記表主面側にn型の導電型を有する前記第2半導体領域を有し、
前記パッシベーション部が負の固定電荷密度を有している、太陽電池素子。
A semiconductor substrate having a front main surface and a back main surface located on the opposite side of the front main surface, and a first region located at a peripheral portion and the first region surrounded by the back main surface of the semiconductor substrate And a passivation portion provided on both sides of the second region,
In the back main surface of the semiconductor substrate, a large number of non-passivation portions without the passivation portion are provided in both the first region and the second region,
In a plan view of the back main surface of the semiconductor substrate, a ratio of a plane area occupied by the passivation portion in the first area to a plane area of the first area is a plane area of the second area. the passivation portion rather smaller than the ratio of the plane area occupied in the second region Te,
The semiconductor substrate has a first semiconductor region having a p-type conductivity type on the back major surface side, and does not have a second semiconductor region having an n-type conductivity type on the back major surface side.
The semiconductor substrate has a second semiconductor region having n-type conductivity in the table main surface,
The solar cell element whose said passivation part has a negative fixed charge density.
互いに隣り合う前記非パッシベーション部同士の平均間隔は、前記第1領域の方が前記第2領域よりも小さい、請求項1に記載の太陽電池素子。   The solar cell element according to claim 1, wherein an average distance between the non-passivated portions adjacent to each other is smaller in the first region than in the second region. 前記非パッシベーション部の平均平面積は、前記第1領域の方が前記第2領域よりも広い、請求項1に記載の太陽電池素子。   The solar cell element according to claim 1, wherein an average plane area of the non-passivated portion is larger in the first region than in the second region. 互いに隣り合う前記非パッシベーション部同士の平均間隔は、前記半導体基板の前記裏主面の前記第2領域の中央から前記第1領域の方向に向かって、徐々にまたは段階的に小さくなっている、請求項2または3に記載の太陽電池素子。   The average distance between the non-passivated portions adjacent to each other is gradually or stepwise decreased from the center of the second region of the back main surface of the semiconductor substrate toward the first region. The solar cell element according to claim 2 or 3. 前記非パッシベーション部の平均平面積は、前記半導体基板の前記裏主面の前記第2領域の中央から前記第1領域の方向に向かって、徐々にまたは段階的に広くなっている、請求項2または3に記載の太陽電池素子。   The average plane area of the non-passivated portion is gradually or stepwise increased in the direction from the center of the second region of the back main surface of the semiconductor substrate to the direction of the first region. Or the solar cell element as described in 3. 前記半導体基板がシリコンからなるとともに、前記パッシベーション部が酸化アルミニウムからなる、請求項1乃至5のいずれかに記載の太陽電池素子。   The solar cell element according to any one of claims 1 to 5, wherein the semiconductor substrate is made of silicon and the passivation portion is made of aluminum oxide. 請求項1乃至6のいずれかに記載の前記太陽電池素子を備えている、太陽電池モジュール。   A solar cell module comprising the solar cell element according to any one of claims 1 to 6.
JP2014262426A 2014-12-25 2014-12-25 Solar cell element and solar cell module Expired - Fee Related JP6525583B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014262426A JP6525583B2 (en) 2014-12-25 2014-12-25 Solar cell element and solar cell module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014262426A JP6525583B2 (en) 2014-12-25 2014-12-25 Solar cell element and solar cell module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016122749A JP2016122749A (en) 2016-07-07
JP6525583B2 true JP6525583B2 (en) 2019-06-05

Family

ID=56329215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014262426A Expired - Fee Related JP6525583B2 (en) 2014-12-25 2014-12-25 Solar cell element and solar cell module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6525583B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106981522B (en) * 2017-03-03 2018-07-10 浙江爱旭太阳能科技有限公司 PERC solar cells of photoelectric conversion efficiency and preparation method thereof can be improved
CN106898660B (en) * 2017-03-03 2018-05-18 浙江爱旭太阳能科技有限公司 Beneficial to p-type PERC double-sided solar batteries for absorbing sunlight and preparation method thereof
CN107256894B (en) * 2017-05-18 2018-08-10 广东爱旭科技股份有限公司 Tubular type PERC single side solar cells and preparation method thereof and special equipment
WO2020059053A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-26 株式会社 東芝 Solar cell, multi-junction solar cell, solar cell module, and solar power generation system
WO2021106417A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 株式会社カネカ Photovoltaic cell, photovoltaic cell module, and method for manufacturing photovoltaic cell
CN114597280B (en) * 2022-05-05 2022-07-12 晶科能源(海宁)有限公司 Solar cell and photovoltaic module
CN115498055B (en) 2022-09-28 2025-07-15 晶科能源(海宁)有限公司 Photovoltaic module and method for preparing photovoltaic module

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004071828A (en) * 2002-08-06 2004-03-04 Toyota Motor Corp Solar cell
JP2007281044A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Canon Inc Solar cell
JP5570654B2 (en) * 2011-03-31 2014-08-13 京セラ株式会社 Solar cell element and solar cell module
DE102011055143A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-08 Hanwha Q.CELLS GmbH Double-sided contacted semiconductor wafer solar cell with surface-passivated backside
WO2014014114A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 日立化成株式会社 Composition for forming passivation layer, semiconductor substrate with passivation layer, method for manufacturing semiconductor substrate with passivation layer, solar cell element, method for manufacturing solar cell element, and solar cell
DE102012107026A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Solarworld Innovations Gmbh Solar cell and method for producing a solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016122749A (en) 2016-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6525583B2 (en) Solar cell element and solar cell module
JP5025184B2 (en) Solar cell element, solar cell module using the same, and manufacturing method thereof
JP5289625B1 (en) Solar cell module
JP5302414B2 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
KR101719949B1 (en) Solar battery cell, method for producing same, and solar battery module
CN102959717B (en) Solar battery cell and manufacture method thereof
TWI597856B (en) Solar cell and manufacturing method thereof
WO2015182503A1 (en) Solar cell element, method for manufacturing same and solar cell module
KR20120140049A (en) Solar cell and method for manufacturing the same
JP6495649B2 (en) Solar cell element and solar cell module
US20170236964A1 (en) Solar cell module
JP2019204870A (en) Solar cell element and method for manufacturing solar cell element
KR101155890B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
JP6426486B2 (en) Method of manufacturing solar cell element
JPWO2018173125A1 (en) Solar cell and solar cell module
CN109041583B (en) Solar cell element and solar cell module
JP2011146678A (en) Method of manufacturing solar cell device
JP5375414B2 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JPWO2018021546A1 (en) Solar cell element and method of manufacturing the same
JP2005353836A (en) Solar cell element and solar cell module using the same
EP2634816A1 (en) Solar battery cell and method of manufacturing the same
WO2014054605A1 (en) Photoelectric conversion device, method for manufacturing photoelectric conversion device, and photoelectric conversion module
JP2015106585A (en) Method for manufacturing solar cell element and solar cell module
JP5501549B2 (en) Photoelectric conversion element and photoelectric conversion module composed thereof
JP6125042B2 (en) Method for manufacturing solar battery cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170725

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180529

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180918

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181018

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190507

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6525583

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees