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JPH0346985B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0346985B2
JPH0346985B2 JP60191243A JP19124385A JPH0346985B2 JP H0346985 B2 JPH0346985 B2 JP H0346985B2 JP 60191243 A JP60191243 A JP 60191243A JP 19124385 A JP19124385 A JP 19124385A JP H0346985 B2 JPH0346985 B2 JP H0346985B2
Authority
JP
Japan
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solar cell
light
antireflection film
side electrode
paste
Prior art date
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Application number
JP60191243A
Other languages
English (en)
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JPS6249676A (ja
Inventor
Yoshuki Nagahara
Akira Shibata
Masato Asai
Shinichi Nakajima
Nobuyuki Takamori
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp 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.)
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP60191243A priority Critical patent/JPS6249676A/ja
Priority to US06/839,198 priority patent/US4737197A/en
Priority to DE19863612085 priority patent/DE3612085A1/de
Priority to CN86102568A priority patent/CN86102568B/zh
Publication of JPS6249676A publication Critical patent/JPS6249676A/ja
Publication of JPH0346985B2 publication Critical patent/JPH0346985B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
    • H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/315—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、太陽電池に関し、特には、半導体基
板にPN接合を形成して成るPN接合型の太陽電
池に関する。
＜従来技術＞ 一般に、PN接合型の太陽電池は、半導体基
板、例えばSi（シリコン）単結晶の基板に活性不
純物を浅く拡散して、表面近くにPN接合を形成
し、その上に太陽光の反射を防ぐために、TiO2
またはSiO2等から成る反射防止膜を被着し、さ
らに、表面側には、ガラス粉末を含むAg等の金
属ペースト材料によつて受光面側電極を形成して
いる。この受光面側電極を形成する方式として、
反射防止膜上に直接、受光面側電極を印刷・焼成
することにより、受光面側電極が反射防止膜を貫
通するようにして、該受光面側電極とSi基板の拡
散層との間のオーミツク接触を得るという、いわ
ゆる、フアイアー・スルー方式がある。
ところで、このフアイアー・スルー方式で製造
された太陽電池では、受光面側電極と拡散層との
間の反射防止膜がTiO2等の不導体から構成され
ているために、受光面側電極と拡散層との前記オ
ーミツク接触が悪いという欠点がある。この欠点
をなくすため、従来では、受光面側電極を構成す
る金属ペースト材料中の金属粉末の大きさやガラ
ス粉末の組成を変えたりすることにより、域る程
度良好なオーミツク接触が得られるようにしてい
る。
しかしながら、太陽光照射時の太陽電池におけ
る電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性のF.F.（Fill
Factor）値の点やエネルギー変換効率の点から
みれば、前記従来のものは、未だ十分なオーミツ
ク接触を得るまでには至つていない。これは、ペ
ースト材料中の金属の表面が、酸化されて安定化
しており、また、ガラス粉末も酸化物であつて化
学的に安定化しており、このため、反応が進みに
くく、受光面側電極と拡散層との十分なオーミツ
ク接触が得られないためである。
＜発明の目的＞ 本発明は、上述の点に鑑みて成されたものであ
つて、受光面側電極と拡散層間で十分なオーミツ
ク接触が得られるようにしてエネルギー変換効率
の良好な太陽電池を提供することを目的とする。
＜発明の構成＞ 本発明では、上述の目的を達成するために、半
導体基板上に活性不純物を拡散してPN接合を形
成し、その上に反射防止膜を被着し、該反射防止
膜上に、ガラス粉末を含む金属ペースト材料を印
刷焼成して前記反射防止膜を貫通する受光面側電
極を形成してなる太陽電池において、前記金属ペ
ースト材料は、周期表第族に属する元素を含有
するように構成している。
＜実施例＞ 以下、図面によつて本発明の実施例について詳
細に説明する。第１図は本発明の一実施例の断面
図である。同図において、１はＰ型のSi（シリコ
ン）基板、２は活性不純物を拡散して形成された
N+型の拡散層、３は太陽光の反射を防ぐための
SiO2あるいはTiO2などから成る反射防止膜、４
は太陽光を受光するマイナス側の受光面側電極、
５は直列抵抗を減少させるとともに、太陽電池の
信頼性を向上させるために受光面側電極４上に形
成された半田層、６はAl（アルミニウム）ペース
トから成るプラス側の裏面側電極である。
この実施例の太陽電池では、受光面側電極４
を、周期表第族に属するＰ（リン）あるいはＰ
化合物を微量添加したAgペーストによつて形成
している。このAgペーストに対するＰの添加量
は、例えば、0.05〜0.3wt％である。また、この
Agペーストは、Ｐを含有するとともに、従来の
金属ペーストと同様に有機物バインダー、溶剤お
よび添加剤等から成る。
このようにAgペースト中にＰを少量添加する
ことによつて、後述のようにAgペーストを焼成
する際に、Ｐがガラス粉末およびAgペーストを
活性化してガラス粉末およびAgペーストの反射
防止膜３に対する酸化還元作用を促進し、さら
に、Ｐが反射防止膜３と反応することによつてフ
アイヤースルーを行い易くし、受光面側電極４が
反射防止膜３を貫通して拡散層２に接触し易くな
り、これによつて、十分にオーミツク接触が得ら
れ、F.F.値が改善されてエネルギー変換効率が向
上する。
この実施例の太陽電池は、反射防止膜３上に、
直接、受光面側電極４を印刷・焼成して該受光面
側電極４と拡散層２とのオーミツク接触を得るフ
アイアー・スルー方式で製造される。
先ず、厚さ約400μｍで比抵抗が0.5〜10.0Ω−
cmのＰ型のSi単結晶の基板１に、Ｎ型不純物であ
るＰを950℃で拡散し、0.3〜1.0μｍの拡散層２を
形成する。
次に、この拡散層２の表面に、反射防止膜とし
て厚さ700〜800オングストロームのTiO2膜をス
ピンオン、デイツプ、CVD（Chemical Vapor
Deposition）等の手法によつて形成する。Si基板
１の裏面には、Alペーストをスクリーン印刷し、
約800℃で焼成して裏面側電極６を形成する。
さらに、反射防止膜３上に、Agペーストをス
クリーン印刷し、約600〜700℃で焼成し、受光面
側電極４を形成する。そして、受光面側電極４上
に半田層５を形成するために半田デイツプを行な
い、第１図の太陽電池を得る。
この実施例では、受光面側電極４を、周期表第
族のＰ（リン）あるいはＰ化合物を微量添加し
たAgペーストによつて形成しているので、次の
ようにしてオーミツク接触が改善されることにな
る。
酸化物であるガラス粉末および金属ペースト
は、反射防止膜３に対して酸化環元作用によつ
て拡散していくのであるが、添加物である周期
表第族のＰが、焼成時にガラス粉末および金
属ペーストを活性化して前記酸化還元作用を促
進し、フアイヤースルーの効果を高めてオーミ
ツク接触の改善を図るのである。
添加物である周期表第族のＰが、焼成時に
反射防止膜３と反応することにより、フアイヤ
ースルーが行い易くなり、オーミツク接触の改
善を図ることができる。
さらに、拡散源と同じ不純物（この例では
Ｐ）、または周期表の同じ族の元素をペースト
に添加することにより、焼成時に、受光面側電
極４と拡散層２とが反応し易くなり、オーミツ
ク接触の改善を図ることができる。
つまり、上記のＰがガラス粉末および金属ペ
ーストを活性化させることによるオーミツク接触
の改善の効果と、上記のＰ自身によるオーミ
ツク接触の改善の効果という２つの相乗効果によ
つてオーミツク接触が改善されることになる。
また、受光面側電極４と拡散層２とのオーミツ
ク接触改善の効果は、受光面側の金属ペースト
が、反射防止膜３を貫通（フアイヤースルー）し
易くすることによる改善であるので、拡散層の導
電型、基板の種類、Ｖ族の元素の種類に拘わら
ず、得ることが可能である。
但し、拡散層がＰ型、基板がＮ型の太陽電池で
は、上記の効果が得られないために、拡散層が
Ｎ型、基板がＰ型である本実施例に比べてオーミ
ツク接触の改善の効果が少ないものの、従来列に
比べると、十分な効果がある。
第２図は本発明の太陽電池の電圧−電流特性を
従来例と比較して示す特性図であり、横軸は太陽
電池に光を照射したときの出力電圧を示し、縦軸
はそのときの電流を示している。同図において、
破線Ｂは、Ｐを添加していない従来例のAgペー
ストを使用した太陽電池の特性を示し、実線Ａ
は、Ｐを添加したAgペーストを使用した本発明
の太陽電池の特性をそれぞれ示している。従来例
の太陽電池では、接触抵抗が大きく、そのF.F.値
は0.50程度であるのに対して、本発明の太陽電池
では、接触抵抗が小さくなり、このため、最大出
力が従来例に比べて大きくなり、F.F.値は0.75程
度まで改善され、エネルギー変換効率が向上して
いる。
上述の実施例では、周期表第族の元素として
Ｐを使用した例について説明したけれども、本発
明はＰに限るものではなく、バナジウム、ビスマ
ス等の他の元素を使用することも可能である。
また、上述の実施例では、金属ペースト材料と
してAgペーストを使用した例について説明した
けれども、Cu、Niをベースとした金属ペースト
材料を使用することも可能である。
＜発明の効果＞ 以上のように本発明によれば、半導体基板に活
性不純物を拡散してPN接合を形成し、その上に
反射防止膜を被着し、該反射防止膜上に、ガラス
粉末を含む金属ペースト材料を印刷焼成して前記
反射防止膜を貫通する受光面側電極を形成してな
る太陽電池において、前記金属ペースト材料は、
周期表第族に属する元素を含有するようにした
ので、金属ペースト焼成時に、前記元素が、ガラ
ス粉末および金属ペーストを活性化して反応を促
進するとともに、前記元素が反射防止膜と反応
し、これによつて、金属ペースト材料が反射防止
膜を貫通（フアイヤースルー）し易くなつて受光
面側電極と拡散層との間で十分なオーミツク接触
が得られることになり、電圧−電流特性が向上
し、エネルギー変換効率が良好な太陽電池を得る
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
本発明の太陽電池と従来例とを比較して示す電圧
−電流特性図である。 １……Si基板、２……拡散層、３……反射防止
膜、４……受光面側電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に活性不純物を拡散してPN接
    合を形成し、その上に反射防止膜を被着し、該反
    射防止膜上に、ガラス粉末を含む金属ペースト材
    料を印刷焼成して前記反射防止膜を貫通する受光
    面側電極を形成してなる太陽電池において、 前記金属ペースト材料は、周期表第族に属す
    る元素を含有するものであることを特徴とする太
    陽電池。 ２ 前記元素が、Ｐ（リン）である特許請求の範
    囲第１項に記載の太陽電池。 ３ 前記金属ペースト材硫が、Ag（銀）ペースト
    である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
    太陽電池。
JP60191243A 1985-08-29 1985-08-29 太陽電池 Granted JPS6249676A (ja)

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DE19863612085 DE3612085A1 (de) 1985-08-29 1986-04-10 Solarzelle
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