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CN111834475A - 太阳能单电池和太阳能电池组件 - Google Patents

太阳能单电池和太阳能电池组件 Download PDF

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CN111834475A
CN111834475A CN202010222949.1A CN202010222949A CN111834475A CN 111834475 A CN111834475 A CN 111834475A CN 202010222949 A CN202010222949 A CN 202010222949A CN 111834475 A CN111834475 A CN 111834475A
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难波伸
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明能够提供具有提高了的发电特性的太阳能单电池和太阳能电池组件。太阳能单电池(10)包括：具有第1主面(21)和第2主面(22)的具有第1导电型的半导体基片(20)；配置在第2主面(22)上的第3非晶硅层(41a)；和配置在第3非晶硅层(41a)上的具有与第1导电型不同的第2导电型的第4非晶硅层(42p)，第3非晶硅层(41a)的第1导电型的杂质浓度比半导体基片(20)的第1导电型的杂质浓度高，比第4非晶硅层(42p)的第2导电型的杂质浓度低。

Description

太阳能单电池和太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及太阳能单电池和太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池由于将清洁且无穷无尽地供给的太阳光直接转换为电，因此作为新能源被期待。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]国际公开第2016/194301号
发明内容
[发明要解决的技术问题]
希望进一步提高太阳能电池的发电特性。本发明的目的在于提供具有提高了的发电特性的太阳能单电池和太阳能电池组件。
[用于解决技术问题的技术手段]
为了实现上述目的，本发明的一个方式的太阳能单电池包括：具有第1导电型的半导体基片；配置在所述半导体基片的主面上的由非晶硅类薄膜形成的第1硅层；和配置在所述第1硅层上的、由具有与所述第1导电型不同的第2导电型的硅类薄膜形成的第2硅层，所述第1硅层的所述第1导电型的杂质浓度，比所述半导体基片的所述第1导电型的杂质浓度高，比所述第2硅层的所述第2导电型的杂质浓度低。
此外，本发明的一个方式的太阳能电池组件包括：利用多个配线件将多个太阳能单电池电串联连接而形成的太阳能电池串，所述多个太阳能单电池各自是上述本发明的一个方式的太阳能单电池。
[发明的效果]
依照本发明，能够提供具有提高了的发电特性的太阳能单电池和太阳能电池组件。
附图说明
图1是表示实施方式1的太阳能单电池的结构的截面图。
图2是表示实施方式1的太阳能单电池的结构的受光面侧的俯视图。
图3是表示实施方式1的杂质浓度分布的图。
图4是在半导体基片的大致整个区域上形成了非晶硅层的主视图。
图5是表示实施方式2的太阳能单电池的结构的截面图。
图6是表示实施方式3的太阳能电池组件的结构的截面图。
图7是表示实施方式3的太阳能电池组件的结构的受光面侧的俯视图。
附图文字说明
10，10A 太阳能单电池
11 太阳能电池组件
20 半导体基片
21 第1主面
22 第2主面
41a 第3非晶硅层(第1硅层)
42p 第4非晶硅层(第2硅层)
43o 第3氧化硅层(第1硅层)
44p 第4晶体硅层(第2硅层)
60 第2电极
72 太阳能电池串
75 配线件
具体实施方式
下面，使用附图对本发明的实施方式进行详细的说明。下面说明的实施方式，都是用来说明本发明的一个具体例的。因此，下面的实施方式中展现的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置、连接方式、工序(步骤)和工序(步骤)的顺序等是一例，并不是对本发明的限定。因此，下面的实施方式中的构成要素中的、表示本发明的最上位概念的发明内容中未记载的构成要素，作为任意的构成要素被说明。
各图是示意图，严密地说并不一定是图示的结构。此外，在各图中，对于实质上相同的结构赋予相同的附图标记。进而，重复的说明有时被省略或简化。
在本说明书中，太阳能单电池的“受光面”的意思是，与其相反侧的面即“背面”相比，光可较多地入射至内部的面。这里，还存在完全没有光从“背面”入射至内部的情况。此外，半导体基片的“受光面”的意思是太阳能单电池的受光面侧的面，半导体基片的“背面”的意思是“受光面”的相反侧的面。太阳能电池组件的“受光面”的意思是，太阳能单电池的“受光面”侧的光可入射的面，太阳能电池组件的“背面”的意思是“受光面”的相反侧的面。此外，“在第1部件上设置第2部件”等记载，只要没有特别限定，并不仅指第1部件和第2部件直接接触地设置的情况。即，该记载的意思包括：在第1部件和第2部件之间存在其他部件的情况。
此外，关于“大致**”之记载的意思，以“大致相同”为例进行说明，不仅包括完全相同的意思，还包括实质上被认为相同的意思。
(实施方式1)
[1.1实施方式1的太阳能单电池的结构]
参照图1～图3，对实施方式1的太阳能单电池10的概略结构进行说明。图1是表示实施方式1的太阳能单电池10的结构的截面图。图2是表示实施方式1的太阳能单电池10的结构的受光面侧的俯视图。图1是沿图2的太阳能单电池10的A-A′线的截面图。图3是表示实施方式1的杂质浓度分布的图。
如图1所示，太阳能单电池10包括第1导电型的半导体基片20、第1导电型的第1半导体层30、第2导电型的第2半导体层40、第1电极50和第2电极60。这里，第2导电型是与第1导电型不同的导电型。
半导体基片20具有n型或p型的第1导电型。此外，半导体基片20具有彼此背对的第1主面21和第2主面22。第1主面21是太阳能单电池10的受光面侧或背面侧的面。第2主面22是与第1主面背对的面。
半导体基片20通过受光而能够生成载流子。这里，所谓载流子，是指光被半导体基片20吸收而生成的电子和空穴。
作为半导体基片20，例如能够使用单晶硅基片或多晶硅基片等结晶性硅基片。此外，作为半导体基片20，还能够使用结晶性硅基片以外的基片。例如能够使用以锗(Ge)半导体基片、碳化硅(SiC)和硅锗(SiGe)为代表的IVA族-IVA族化合物半导体基片，或以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)和磷化铟(InP)为代表的IIIA族-VA族化合物半导体基片等通常的半导体基片。
在本实施方式中，对第1主面21是太阳能单电池10的受光面侧的面、第2主面22是背面侧的面的情况下的例子进行说明。
半导体基片20，为了提高入射光的利用效率，优选在作为太阳能单电池10的受光面侧的面的第1主面21具有纹理结构，该纹理结构具有多个凹凸。另一方面，半导体基片20的第2主面22可有具有纹理结构，也可以不具有纹理结构而是平坦面，其中，该纹理结构具有多个凹凸。纹理结构的高度例如是1μm以上20μm以下，优选为2μm以上8μm以下。
在本实施方式中，对作为半导体基片20使用单晶硅基片，第1导电型为n型，与第1导电型不同的第2导电型为p型的情况的例子进行说明。
半导体基片20的厚度例如为10μm以上400μm以下，优选为50μm以上150μm以下。此外，在半导体基片20中，作为第1导电型的杂质，例如添加磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等掺杂剂。
半导体基片20的纹理结构，例如是二维地排列了四面锥体的凹凸结构，该四面锥体以与半导体基片20的特定的面方位相当的面为斜面。通过在半导体基片20的第1主面21和第2主面22设置纹理结构，能够使入射至太阳能单电池10的光复杂地反射、衍射，能够提高入射光的利用效率。
太阳能单电池10，在半导体基片20的第1主面21上，具有导电型与半导体基片20相同的第1导电型的第1半导体层30。此外，太阳能单电池10，在半导体基片20的第2主面22上，具有导电型与半导体基片20不同的第2导电型的第2半导体层40。
第1半导体层30，利用表面电场效应，能够抑制半导体基片20的第1主面21及其附近的载流子复合。第2半导体层40与半导体基片20形成pn结，能够利用载流子分离而产生电动势。
半导体基片20具有第1导电型的第1杂质区域23。第1杂质区域23的第1导电型的杂质浓度例如为5×1013cm-3以上1×1017cm-3以下，优选为5×1014cm-3以上2×1016cm-3以下。
此外，半导体基片20在第1杂质区域23与第1半导体层30之间具有第1导电型的第2杂质区域24。第2杂质区域24的厚度例如为5nm以上1μm以下，优选为10nm以上500nm以下，进一步优选为20nm以上200nm以下。第2杂质区域24的第1导电型的杂质浓度，比第1杂质区域23的第1导电型的杂质浓度高。第2杂质区域24的第1导电型的杂质浓度的平均例如为1×1017cm-3以上1×1020cm-3以下，优选为5×1017cm-3以上1×1019cm-3以下。这里，第2杂质区域24的厚度是，沿着半导体基片20的厚度方向，从半导体基片20的第1主面21起，至第2杂质区域24的第1导电型的杂质浓度下降到第2杂质区域24的第1导电型的杂质浓度的最大值的1/10的部位为止的距离。
此外，半导体基片20在第1杂质区域23与第2半导体层40之间具有第1导电型的第3杂质区域25。第3杂质区域25的厚度例如为5nm以上1μm以下，优选为10nm以上500nm以下，进一步优选为20nm以上200nm以下。第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度比第1杂质区域23的第1导电型的杂质浓度高。第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度的平均优选比第2杂质区域24的第1导电型的杂质浓度的平均低。第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度的平均例如为1×1017cm-3以上1×1020cm-3以下，优选为5×1017cm-3以上1×1019cm-3以下。这里，第3杂质区域25的厚度是，沿着半导体基片20的厚度方向，从半导体基片20的第2主面22起，至第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度下降到第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度的最大值的1/10的部位为止的距离。
在第1导电型的半导体基片20的第1主面21上设置第1导电型的第1半导体层30时，利用表面电场效应，能够抑制半导体基片20与第1半导体层30之间的接合界面及其附近的载流子复合。但是，即使采用该方法，也不能完全抑制载流子复合，希望进一步抑制载流子复合。在半导体基片20的第1主面21侧，通过设置第2杂质区域24，能够增大表面电场效应，进一步抑制半导体基片20与第1半导体层30的接合界面及其附近的载流子复合，能够提高发电特性。
另一方面，半导体基片20的第2主面22侧，因在制造过程等中混入的作为第2导电型的杂质的硼(B)等，可能产生半导体基片20的第2主面22附近的导电性下降这样的技术问题。即，作为第2导电型的杂质的硼(B)等混入至原来添加在半导体基片20中的作为第1导电型的杂质的磷(P)等，有时会明显增大半导体基片20的第2主面22附近的电阻性，使发电特性下降。此外，作为这样成为使发电特性下降的原因的、在制造过程中混入的杂质，不仅能够设想作为第2导电型的杂质的硼(B)，还能够设想氢、氧、氮、氟等。通过在半导体基片20的第2主面22侧设置第3杂质区域25，能够抑制这样在半导体基片20的第2主面22附近产生的导电性的下降，提高发电特性。
在本实施方式中，如图1所示，在半导体基片20的第1主面21的整个区域或大致整个区域上，设置具有与半导体基片20相同的第1导电型的第1半导体层30。半导体基片20的第1主面21的大致整个区域是指，半导体基片20的第1主面21的90％以上的区域。第1半导体层30具有抑制其与半导体基片20的接合界面或其附近的载流子的复合的功能。
在本实施方式中，作为具有第1导电型的第1半导体层30，使用具有第1导电型的非晶硅层30a。此外，非晶硅层30a具有从半导体基片20的第1主面21起依次层叠了第1导电型的第1非晶硅层31n、和第1导电型的第2非晶硅层32n的层叠结构。第1非晶硅层31n设置在半导体基片20的第1主面21上。第2非晶硅层32n设置在第1非晶硅层31n上。第2非晶硅层32n的第1导电型的杂质浓度的平均比第1非晶硅层31n的第1导电型的杂质浓度的平均高。在本实施方式中，半导体基片20与第1半导体层30的接合，构成异质结。
第1非晶硅层31n和第2非晶硅层32n，含有与半导体基片20相同的第1导电型的杂质。在本实施方式中，在第1非晶硅层31n和第2非晶硅层32n中，作为第1导电型的杂质，例如添加磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等掺杂剂。第1非晶硅层31n和第2非晶硅层32n的第1导电型的杂质浓度例如为5×1019cm-3以上，优选为5×1020cm-3以上5×1021cm-3以下。
第1半导体层30的厚度优选形成为能够充分地抑制半导体基片20的第1主面21处的载流子的复合的程度，另一方面，薄至能够将第1半导体层30对入射光的吸收尽量抑制得较低的程度。第1半导体层30的厚度例如为2nm以上75nm以下。进一步具体而言，第1非晶硅层31n的厚度例如为1nm以上25nm以下，优选为2nm以上5nm以下。此外，第2非晶硅层32n的厚度例如为1nm以上50nm以下，优选为2nm以上10nm以下。
在本实施方式中，如图1所示，在半导体基片20的第2主面22的整个区域或大致整个区域上，设置具有与半导体基片20不同的第2导电型的第2半导体层40。半导体基片20的第2主面22的大致整个区域是指半导体基片20的第2主面22的90％以上的区域。第2半导体层40具有抑制其与半导体基片20的接合界面处的载流子的复合的功能、和与半导体基片形成pn结而将载流子分离的功能。
在本实施方式中，作为第2半导体层40，使用非晶硅层40a。此外，非晶硅层40a具有从半导体基片20的第2主面22起依次层叠了第3非晶硅层41a和第2导电型的第4非晶硅层42p的层叠结构。第3非晶硅层41a设置在半导体基片20的第2主面22上。第4非晶硅层42p设置在第3非晶硅层41a上。在本实施方式中，半导体基片20与第2半导体层40的接合，构成异质结。
第3非晶硅层41a含有第1导电型的杂质。第3非晶硅层41a添加了例如磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等掺杂剂作为第1导电型的杂质。第3非晶硅层41a的第1导电型的杂质浓度例如为1×1017cm-3以上，优选为1×1018cm-3以上1×1021cm-3以下。第3非晶硅层41a的第1导电型的杂质浓度，比半导体基片20的第1杂质区域23和第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度高。第3非晶硅层41a的第1导电型的杂质浓度优选为比第1非晶硅层31n和第2非晶硅层32n的第1导电型的杂质浓度低。其中，第3非晶硅层41a是由非晶硅类薄膜形成的第1硅层的一例。所谓非晶硅类，不仅包含非晶体，还可以包含微晶体、氧或碳杂质。
第4非晶硅层42p含有与半导体基片20不同的第2导电型的杂质。第4非晶硅层42p中，作为第2导电型的杂质，例如被添加硼(B)等掺杂剂。第4非晶硅层42p的第2导电型的杂质浓度例如为1×1019cm-3以上，优选为5×1020cm-3以上5×1021cm-3以下。第4非晶硅层42p的第2导电型的杂质浓度，比第3非晶硅层41a的第1导电型的杂质浓度高。其中，第4非晶硅层42p是由硅类薄膜形成的第2硅层的一例。
第2半导体层40的厚度优选形成为能够充分地抑制半导体基片20的第2主面22处的光载流子的复合的程度。第2半导体层40的厚度，例如为2nm以上75nm以下。进一步具体而言，第3非晶硅层41a的厚度例如为1nm以上25nm以下，优选为4nm以上15nm以下。此外，第4非晶硅层42p的厚度，例如为1nm以上50nm以下，优选为2nm以上10nm以下。
为了提高抑制光载流子的复合的效果，优选非晶硅层(30a，40a)含有氢(H)。此外，除了含有氢(H)之外，还可以含有氧(O)、碳(C)或锗(Ge)。此外，在半导体基片20与非晶硅层(30a，40a)之间，也可以具有氧化硅层。在此情况下，氧化硅层的厚度例如为0.5nm以上5nm以下。
图3表示沿半导体基片20的厚度方向的、半导体基片20的第1杂质区域23、半导体基片20的第3杂质区域25、第3非晶硅层41a、和第4非晶硅层42p的磷(P)和硼(B)的浓度分布。图3中，实线表示硼(B)的浓度分布，虚线表示磷(P)的浓度分布。
在本实施方式中，第3杂质区域25具有越离开第2主面22，第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度。此外，第3非晶硅层41a具有越离开第2主面22侧，第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度。
第3非晶硅层41a因在制造过程等中混入的杂质、即氧(O)、氮(N)等，可能产生第3非晶硅层41a的导电性下降这样的技术问题。其结果是，太阳能单电池10的电阻性显著增大，可能产生发电特性的下降。此时，当在第3非晶硅层41a添加第2导电型的掺杂剂时，能够改善第3非晶硅层41a的导电性，但是在由第1导电型的半导体基片20与第2导电型的第2半导体层40形成的pn结中，一边抑制载流子复合一边将载流子分离的功能下降。
另一方面，当在第3非晶硅层41a中适当地添加第1导电型的掺杂剂时，能够改善第3非晶硅层41a的导电性，并且能够较高地维持在由第1导电型的半导体基片20和第2导电型的第2半导体层40形成的pn结中，一边抑制载流子复合一边将载流子分离的功能。之所以获得这样的功能，认为是因为：与在第3非晶硅层41a中添加第2导电型的掺杂剂的情况相比较，能够将分离载流子的区域从缺陷尤其多的半导体基片20与第2半导体层40的接合界面转移。由此，能够提高太阳能单电池10的发电特性。
此外，在制造过程等中混入的杂质，在第3非晶硅层41a的第2主面22侧的附近尤其多，能够设想在第3非晶硅层41a的第2主面22侧的附近尤其是可能产生导电性的下降。因此，在第3非晶硅层41a具有越离开第2主面22侧，第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度的情况下，能够将第1导电型的杂质浓度抑制得较低，即，能够抑制因第1导电型的杂质而引起的缺陷的生成，同时改善第3非晶硅层41a的导电性，适合于提高太阳能单电池10的发电特性。
此外，在本实施方式中，在作为第1导电型的杂质使用了磷(P)，作为第2导电型的杂质使用了硼(B)的情况下，与硼(B)相比，磷(P)的掺杂剂浓度更低，能够大幅度地改善非晶硅的导电性，因此能够实现具有高的导电性，并且缺陷少的非晶硅，适合于提高太阳能单电池10的发电特性。
其结果是，能够提供具有提高了的发电特性的太阳能单电池和太阳能电池组件。
如图1所示，太阳能单电池10具有第1电极50和第2电极60。第1电极50与第2电极60彼此分开。第1电极50设置在第1半导体层30上，与第1半导体层30电连接。另一方面，第2电极60设置在第2半导体层40上，与第2半导体层40电连接。
在本实施方式中，对第1电极50是n侧电极，第2电极60是p侧电极的情况下的例子进行说明。n侧电极收集在半导体基片20生成的电子，p侧电极收集在半导体基片20生成的空穴。
在本实施方式中，第1电极50具有从第1半导体层30上起依次层叠了第1透明导电膜50t和不透明的第1金属电极50m的结构。第1透明导电膜50t设置在第1半导体层30上。第1金属电极50m设置在第1透明导电膜50t上。第1金属电极50m，如图2所示，由第1主栅线电极51m和多个第1副栅线电极52m构成。
另一方面，第2电极60具有从第2半导体层40上起依次层叠了第2透明导电膜60t和不透明的第2金属电极60m的结构。第2透明导电膜60t设置在第2半导体层40上。第2金属电极60m设置在第2透明导电膜60t上。第2金属电极60m由第2主栅线电极61m(未图示)和多个第2副栅线电极62m(未图示)构成。
如图1所示，第1透明导电膜50t设置在第1半导体层30的整个区域或大致整个区域上。第1半导体层30的大致整个区域是指第1半导体层30的受光面侧的面的90％以上的区域。第1透明导电膜50t优选设置在第1半导体层30的整个区域上。进一步优选，第1半导体层30设置在半导体基片20的第1主面21的整个区域上，并且第1透明导电膜50t在半导体基片20的第1主面21上设置在第1半导体层30的整个区域上。
此外，第2透明导电膜60t设置在第2半导体层40的整个区域或大致整个区域上。第2半导体层40的大致整个区域是指，第2半导体层40的背面侧的面的90％以上的区域。第2透明导电膜60t优选设置在第2半导体层40的大致整个区域上。进一步优选，第2半导体层40设置在半导体基片20的第2主面22的整个区域上，并且第2透明导电膜60t在半导体基片20的第2主面22上设置在第2半导体层40的大致整个区域上。在此情况下，优选第2半导体层40的大致整个区域是指，第2半导体层40的背面侧的面的除了外缘部以外的97％以上99.5％以下的区域。
第1透明导电膜50t和第2透明导电膜60t例如包含氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)和氧化钛(TiO2)等金属氧化物中的至少一者。此外，也可以在这些金属氧化物中添加锡(Sn)、锌(Zn)、钨(W)、锑(Sb)、钛(Ti)、铈(Ce)或镓(Ga)等元素。透明导电膜(50t，60t)的厚度例如为30μm以上200μm以下，优选为40μm以上90μm以下。
如图2所示，第1主栅线电极51m与多个第1副栅线电极52m电连接，与多个第1副栅线电极52m交叉地配置。另一方面，第2主栅线电极61m与多个第2副栅线电极62m电连接，与多个第2副栅线电极62m交叉地配置。
第1主栅线电极51m和第2主栅线电极61m例如是多根线状电极。多个第1副栅线电极52m和多个第2副栅线电极62m，例如是彼此并排且平行地配置的多根细线状电极。其中，也可以构成为，第1金属电极50m和第2金属电极60m各自不具有第1主栅线电极51m和第2主栅线电极61m，仅由多个第1副栅线电极52m和第2副栅线电极62m构成。
第1主栅线电极51m、第2主栅线电极61m、第1副栅线电极52m和第2副栅线电极62m的厚度，例如为5μm以上50μm以下。第1主栅线电极51m和第2主栅线电极61m的宽度例如为100μm以上2mm以下，第1副栅线电极52m和第2副栅线电极62m的宽度例如为20μm以上300μm以下。多个第1副栅线电极52m和多个第2副栅线电极62m的间距例如为500μm以上3mm以下。
第1金属电极50m和第2金属电极60m各自，例如由银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)或铬(Cr)等金属，或包含这些金属中的至少一种的合金构成。第1金属电极50m和第2金属电极60m各自可以由单层构成，也可以由多层构成。
优选在俯视太阳能单电池10的情况下，第1金属电极50m的面积比第2金属电极60m的面积小。此外，优选第1副栅线电极52m的根数比第2副栅线电极62m的根数少。
其中，第1电极50和び第2电极60也可以构成为，各自不具有第1透明导电膜50t和第2透明导电膜60t，第1金属电极50m和第2金属电极60m各自与第1半导体层30和第2半导体层40直接连接。
如上所述，本发明的一个方式的太阳能单电池10包括：具有第1主面21和第2主面22的具有第1导电型的半导体基片20；配置在第2主面22上的第3非晶硅层41a；和配置在第3非晶硅层41a上的具有与第1导电型不同的第2导电型的第4非晶硅层42p，第3非晶硅层41a的第1导电型的杂质浓度，比半导体基片20的第1导电型的杂质浓度高，比第4非晶硅层42p的第2导电型的杂质浓度低。
此外，第3非晶硅层41a具有越离开第2主面22侧，第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度。
此外，还包括配置在半导体基片20与第3非晶硅层41a之间的氧化硅层。
此外，还包括配置在第4非晶硅层42p之上的第2电极60。
此外，第1导电型是n型，第2导电型是p型。
[1.2太阳能单电池的制造方法]
对实施方式1的太阳能单电池10的制造方法进行说明。
在本实施方式中，首先，作为半导体基片20，准备第1导电型的结晶性硅基片。半导体基片20的第1导电型的杂质浓度，例如为5×1013cm-3以上1×1017cm-3以下，优选为5×1014cm-3以上2×1016cm-3以下。此外，结晶性硅基片的第1主面和第2主面是(100)面。
接着，对半导体基片20进行各向异性蚀刻。由此，在半导体基片20的第1主面21和第2主面22形成凹凸结构，该凹凸结构呈二维地排列了以(111)面为斜面的四面锥体。
具体而言，首先，将半导体基片20浸渍在各向异性蚀刻液中。各向异性蚀刻液例如是氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)和四甲基氢氧化铵(TMAH)中的至少一种的碱性水溶液。接着，将半导体基片20浸渍在各向同性蚀刻液中。由此，纹理结构的顶点和谷部被加工成弧(R)形状。各向同性蚀刻液例如是氟酸(HF)和硝酸(HNO3)的混合溶液，或氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和醋酸(CH3COOH)的混合溶液。通过将纹理结构的顶点和谷部加工成弧形状，能够抑制太阳能单电池10的接触裂纹。
接着，在半导体基片20的第1主面侧21形成第2杂质区域24，在第2主面侧22形成第3杂质区域25。作为第2杂质区域24和第3杂质区域25的第1导电型的杂质，能够使用磷(P)、砷(As)或Sb(锑)等。第2杂质区域24和第3杂质区域25，例如能够利用热扩散法、等离子体掺杂法、外延生长法或离子注入法等形成。
作为第2杂质区域24和第3杂质区域25的形成法，在使用热扩散法的情况下，尤其是当使用POCl3气体时，能够在抑制半导体基片20的第1主面21侧和第2主面22侧产生缺陷的状态下，适当地添加作为第1导电型的杂质的磷(P)。此外，也能够代替POCl3气体，将通过湿工艺在半导体基片20的第1主面21和第2主面22上形成的含有作为第1导电型的杂质的磷(P)的氧化膜，用作作为第1导电型的杂质的磷(P)掺杂剂的扩散源。
此外，在作为第2杂质区域24和第3杂质区域25的形成法，使用等离子体掺杂法的情况下，能够使用用氢(H2)将膦(PH3)稀释了的原料气体，在通过等离子体CVD法等化学气相成膜法形成第1半导体层30和第2半导体层40的制造方法，实现制造成本的降低。
此外，在作为第2杂质区域24和第3杂质区域25的形成法，使用外延生长法的情况下，例如与使用热扩散法的情况相比较，能够使第2杂质区域24和第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度在半导体基片20与第1半导体层30及第2半导体层40的界面急剧上升，能够在整个第2杂质区域24和整个第3杂质区域25容易地使第1导电型的杂质浓度均匀。
此外，在作为第2杂质区域24和第3杂质区域25的形成法，使用离子注入法的情况下，因为能够减少因离子注入而产生的缺陷并且使注入了的离子电活性化，所以优选一起使用高温退火。
此外，在作为第2杂质区域24和第3杂质区域25的形成法，使用热扩散法或等离子体掺杂法的情况下，形成在半导体基片20的第1主面21和第2主面22第1导电型的杂质浓度最高，越离开第1主面21和第2主面22，第1导电型的杂质浓度逐渐变低的浓度梯度。换言之，第2杂质区域24具有越离开第1主面21，第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度。此外，第3杂质浓度区域25具有越离开第2主面22，第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度。
接着，在半导体基片20的第1主面21和第2主面22上，形成非晶硅层(30a，40a)。非晶硅层(30a，40a)例如能够通过等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition)法等CVD法等形成。
第1非晶硅层31n和第2非晶硅层32n能够使用在硅烷(SiH4)中除了加入膦(PH3)之外，还加入氢(H2)进行稀释而得到的原料气体形成。第3非晶硅层41a能够使用在硅烷(SiH4)中除了加入膦(PH3)之外，还加入氢(H2)进行稀释而得到的原料气体形成。此外，第2非晶硅层32n和第3非晶硅层41a还能够通过来自制造装置等的磷(P)的混入而形成。即，当使用利用氢(H2)稀释硅烷(SiH4)而得到的原料气体，利用CVD法形成时，能够通过附着在制造装置等上的磷(P)的混入而适当地掺杂磷(P)。第4非晶硅层42p能够使用在硅烷(SiH4)中除了加入乙硼烷(B2H6)之外，还加入氢(H2)进行稀释而得到的原料气体形成。
图4是在半导体基片20的大致整个区域上形成了非晶硅层的主视图。如图4所示，还能够不是在半导体基片20的第1主面21和第2主面22的整个区域而是在大致整个区域上形成非晶硅层(30a，40a)。通过使用了掩膜的CVD法，能够形成成膜区域26和未成膜区域27，其中，在成膜区域26形成非晶硅层，在未成膜区域27没有形成非晶硅层。如图4(a)所示，能够仅在半导体基片20的4个角形成未成膜区域27。图4(b)是图4(a)的变形的一例。
接着，在第1半导体层30和第2半导体层40上，形成透明导电膜(50t，60t)。透明导电膜(50t，60t)例如能够通过溅射法、真空蒸镀法或CVD法等形成。
接着，在透明导电膜(50t，60t)上，形成第1金属电极50m和第2金属电极60m。第1金属电极50m和第2金属电极60m例如能够使用Ag膏等导电性膏通过丝网印刷法形成。在通过丝网印刷法配置导电性膏后，能够通过干燥或烧结使其硬化。此外，还能够通过电解电镀法或真空蒸镀法等形成。
(实施方式2)
[2.1实施方式2的太阳能单电池的结构]
图5是表示实施方式2的太阳能单电池10A的结构的截面图。下面，对于与实施方式1同样的构成要素使用相同的附图标记，省略重复的说明。如图5所示，本实施方式的太阳能单电池10A在如下所述的方面与实施方式1的太阳能单电池10不同，即，太阳能单电池10A的第1半导体层30具有第1氧化硅层33o和第1导电型的第2晶体硅层34n，第2半导体层40具有第3氧化硅层43o和第2导电型的第4晶体硅层44p。太阳能单电池10A从半导体基片20的第1主面21起，依次具有第1氧化硅层33o和第2晶体硅层34n。此外，太阳能单电池10A从半导体基片20的第2主面22起，依次具有第3氧化硅层43o和第4晶体硅层44p。
第1氧化硅层33o和第3氧化硅层43o的膜厚例如为1nm以上5nm以下。
第2晶体硅层34n和第4晶体硅层44p由单晶硅、多晶硅或微晶硅构成。第2晶体硅层34n和第4晶体硅层44p的膜厚例如为4nm以上400nm以下。第2晶体硅层34n的第1导电型的杂质浓度例如为1×1017cm-3以上2×1020cm-3以下，优选为5×1018cm-3以上1×1020cm-3以下。第4晶体硅层44p的第2导电型的杂质浓度例如为1×1017cm-3以上2×1020cm-3以下，优选为5×1018cm-3以上1×1020cm-3以下。
第3氧化硅层43o含有第1导电型的杂质。第3氧化硅层43o，例如被添加磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等的掺杂剂作为第1导电型的杂质。第3氧化硅层43o的第1导电型的杂质浓度例如为1×1016cm-3以上，优选为1×1017cm-3以上1×1020cm-3以下。第3氧化硅层43o的第1导电型的杂质浓度，比半导体基片20的第1杂质区域23和第3杂质区域25的第1导电型的杂质浓度高。第3氧化硅层43o的第1导电型的杂质浓度，优选比第1氧化硅层33o和第2晶体硅层34n的第1导电型的杂质浓度低。其中，第3氧化硅层43o是由非晶硅类薄膜形成的第1硅层的一例。
第4晶体硅层44p的第2导电型的杂质浓度，比第3氧化硅层43o的第1导电型的杂质浓度高。其中，第4晶体硅层44p是由硅类薄膜形成的第2硅层的一例。
当在第3氧化硅层43o中适当地添加第1导电型的掺杂剂时，能够改善第3氧化硅层43o的导电性，并且能够较高地维持在由第1导电型的半导体基片20和第2导电型的第2半导体层40形成的pn结中，一边抑制载流子复合一边将载流子分离的功能。由此，能够提高太阳能单电池10A的发电特性。
(实施方式3)
[3.1实施方式3的太阳能电池组件的结构]
参照图6和图7，对实施方式3的太阳能电池组件11的概略结构进行说明。图6是表示实施方式3的太阳能电池组件11的结构的截面图。图7是表示实施方式3的太阳能电池组件11的结构的受光面侧的俯视图。下面，对太阳能电池组件11包括多个太阳能单电池10的例子进行说明，但是也可以代替太阳能单电池10而包括多个太阳能单电池10A。
如图6和图7所示，太阳能电池组件11具有依次层叠有受光面保护件70、受光面密封件71、太阳能电池串72、背面密封件73和背面保护件74的层叠结构。太阳能电池串72，利用多个配线件75将多个太阳能单电池10电串联连接而形成。太阳能电池组件11在其周围设置有框76。
受光面保护件70例如是玻璃。背面保护件74例如是铝片或玻璃。受光面密封件71和背面密封件73例如是EVA。配线件75例如是铜制。框76例如是铝制。
(其他的变形例等)
上面，基于实施方式1～3对本发明的太阳能单电池和太阳能电池组件进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式。对各实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、以及在不超过本发明的趣旨的范围内将各实施方式中的构成要素和功能任意组合而实现的方式都包括在本发明中。
在实施方式1～2中，也可以构成为，半导体基片20的第1主面21为背面，第2主面22为受光面。此外，也可以构成为，第1导电型为p型，第2导电型为n型。

Claims (6)

1.一种太阳能单电池，其特征在于，包括：
具有第1导电型的半导体基片；
配置在所述半导体基片的主面上的、由非晶硅类薄膜形成的第1硅层；和
配置在所述第1硅层上的、由具有与所述第1导电型不同的第2导电型的硅类薄膜形成的第2硅层，
所述第1硅层的所述第1导电型的杂质浓度比所述半导体基片的所述第1导电型的杂质浓度高，比所述第2硅层的所述第2导电型的杂质浓度低。
2.如权利要求1所述的太阳能单电池，其特征在于：
所述第1硅层具有越离开所述主面、所述第1导电型的杂质浓度越下降的浓度梯度。
3.如权利要求1或2所述的太阳能单电池，其特征在于：
还包括配置在所述半导体基片与所述第1硅层之间的氧化硅层。
4.如权利要求1或2所述的太阳能单电池，其特征在于：
还包括配置在所述第2硅层上的电极。
5.如权利要求1或2所述的太阳能单电池，其特征在于：
所述第1导电型为n型，所述第2导电型为p型。
6.一种太阳能电池组件，其包括利用多个配线件将多个太阳能单电池电串联连接而成的太阳能电池串，所述太阳能电池组件的特征在于：
所述多个太阳能单电池各自是权利要求1～5中任一项所述的太阳能单电池。
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