權(quán)利要求書： 1.一種高效背面接觸型太陽能電池單元，其中在第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的作為非受光面的背面上形成有擴(kuò)散第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)的雜質(zhì)擴(kuò)散層，并設(shè)置有與所述雜質(zhì)擴(kuò)散層接觸的電極，其中，

17 3 19 3

所述雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的表面濃度為5×10 原子/cm以上且5×10 原子/cm以下，和所述雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的擴(kuò)散深度為從所述背面的表面起1μm以上且2.9μm以下，

17 3 19

其中，所述雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的濃度的最大值為7×10 原子/cm以上且7×10 原子/3

cm以下，

所述雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的濃度成為所述最大值的位置為從所述背面的表面起0.1μm以上且1μm以下的深度，所述電極為至少含有玻璃料、銀和鋁的燒結(jié)體，

2 2

所述電極的截面面積為350μm以上且1000μm以下，和所述電極部分地貫入所述雜質(zhì)擴(kuò)散層，貫入的深度為從所述背面的表面起0.1μm以上且1.9μm以下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效背面接觸型太陽能電池單元，其中所述雜質(zhì)擴(kuò)散層的薄層電阻為60Ω/□以上且150Ω/□以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效背面接觸型太陽能電池單元，其中所述第一導(dǎo)電型為n型，所述第二導(dǎo)電型為p型。

4.一種太陽能電池組件，其通過電連接多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的高效背面接觸型太陽能電池單元來形成。

5.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，其通過電連接多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池組件來形成。

說明書： 高效背面接觸型太陽能電池單元、太陽能電池組件和光伏發(fā)電系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及具有有利的轉(zhuǎn)換效率的高效背面接觸型太陽能電池單元、太陽能電池組件和光伏發(fā)電系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 太陽能電池單元典型地由尺寸為100～150mm2、厚度為0.1～0.3mm的板狀的多晶硅或單晶硅等制成，太陽能電池單元的主要材料為摻雜有硼等p型雜質(zhì)的p型半導(dǎo)體基板。在這種太陽能電池單元中，n型擴(kuò)散層(發(fā)射極層)和防反射膜形成于接受太陽光的受光面上，并形成貫通防反射膜以與發(fā)射極層接觸的電極。

[0003] 在太陽能電池單元中，電極對于取出光伏轉(zhuǎn)換而得的電流是必不可少的。然而，由于電極的遮蔽，太陽光不能射入受光面上的電極區(qū)域下方的部位，電極的面積越大，轉(zhuǎn)換效率下降得越多，電流越小。由受光面上形成的電極所造成的這樣的電流損失稱為陰影損失(shadowloss)。[0004] 相對的，背面接觸型太陽能電池單元不具有陰影損失，沒有形成于受光面上的電極，因而除了防反射膜無法防止反射的少量反射光以外能夠吸收其中幾乎100％的入射太陽光。因此原則上可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率。[0005] 典型地，背面接觸型太陽能電池單元100具有如圖1所示的截面結(jié)構(gòu)。背面接觸型太陽能電池單元100包括半導(dǎo)體基板101、發(fā)射極層104、BSF(BackSurfaceField，背面場)層106、防反射膜兼鈍化膜107及108、和電極109及110。[0006] 半導(dǎo)體基板101為背面接觸型太陽能電池單元100的主要材料，且由單晶硅或多晶硅等制成。雖然可使用p型基板或n型基板，但經(jīng)常使用摻雜有磷等n型雜質(zhì)的n型硅基板。下文中，將以使用n型硅基板的情況為例進(jìn)行說明。對于半導(dǎo)體基板101，優(yōu)選尺寸為100～2

150mm且厚度為0.1～0.3mm的板狀的基板，一個(gè)主表面用作受光面，另一主表面用作非受光面(背面)。

[0007] 用于光學(xué)限制的凹凸結(jié)構(gòu)形成于受光面上。通過將半導(dǎo)體基板101浸漬于酸性或堿性溶液一定時(shí)間來獲得凹凸結(jié)構(gòu)。典型地，該凹凸結(jié)構(gòu)稱為紋理(texture)。[0008] 背面以發(fā)射極層104為摻雜有硼等p型雜質(zhì)的p型擴(kuò)散層、BSF層106為摻雜有磷等n型雜質(zhì)的n型擴(kuò)散層來形成。發(fā)射極層104或BSF層106可首先形成。當(dāng)發(fā)射極層104首先形成時(shí)，例如，按以下方式形成。[0009] 首先，保護(hù)膜102如氧化硅膜形成于半導(dǎo)體基板101的整個(gè)表面上。具體而言，厚度約30～300nm的氧化硅膜通過例如熱氧化法形成，其中半導(dǎo)體基板101置于800～1100℃的高溫下的氧氣氣氛中。隨后，通過絲網(wǎng)印刷，將抗蝕糊劑涂布至覆蓋除了在半導(dǎo)體基板101的背面上形成發(fā)射極層104的區(qū)域以外的區(qū)域的保護(hù)膜102部分，接著將抗蝕糊劑固化。然后將半導(dǎo)體基板101浸漬于氫氟酸水溶液中，從而除去覆蓋用于形成發(fā)射極層104的區(qū)域的保護(hù)膜102，并進(jìn)一步浸漬于丙酮等來除去抗蝕糊劑103。然后，在已除去保護(hù)膜102的區(qū)域通過例如熱擴(kuò)散法擴(kuò)散p型雜質(zhì)，從而形成作為p型擴(kuò)散層的發(fā)射極層104和玻璃層105。具體地，例如通過將該半導(dǎo)體基板101置于含有BBr3的800～1100℃的高溫氣體中，硼在未形成有保護(hù)膜102的區(qū)域擴(kuò)散，從而形成玻璃層105和薄層電阻為約20～300Ω/□的發(fā)射極層104。接著將半導(dǎo)體基板101浸漬于稀釋的氫氟酸溶液等化學(xué)品中以除去殘留的保護(hù)膜102和玻璃層105，并通過去離子水清潔。這導(dǎo)致p型雜質(zhì)在其中擴(kuò)散的發(fā)射極層104在半導(dǎo)體基板101的背面的期望的區(qū)域中形成。

[0010] 接著，BSF層106以與發(fā)射極層104幾乎相似的過程在半導(dǎo)體基板101的背面上未形成有發(fā)射極層104的部分中形成。[0011] 由SiN(氮化硅)等制成的防反射膜兼鈍化膜107、108進(jìn)一步分別在形成有紋理的受光面以及形成有發(fā)射極層104和BSF層106的背面上形成。[0012] 形成電極109以與發(fā)射極層104接觸，形成電極110以與BSF層106接觸。這些電極可在通過使用蝕刻糊劑等打開觸點(diǎn)(contacts)之后通過濺射等來形成，或者可通過使用絲網(wǎng)印刷法來形成。在使用絲網(wǎng)印刷法的情況中，將含有玻璃料等的導(dǎo)電性銀糊劑印刷在防反射膜兼鈍化膜108上并干燥，從而在燒結(jié)后與發(fā)射極層104和BSF層106接觸。通過燒結(jié)導(dǎo)電性銀糊劑，分別形成與發(fā)射極層104接觸的電極109和與BSF層106接觸的電極110，貫通防反射膜兼鈍化膜107、108。電極109、110各自由用于外部取出在背面接觸型太陽能電池單元100中產(chǎn)生的光生電流的母線(busbar)電極、和與母線電極接觸的集電用柵線電極(fingerelectrode)構(gòu)成(圖示省略)。

[0013] 在具有圖1所示結(jié)構(gòu)的典型的背面接觸型太陽能電池單元中，尤其是發(fā)射極層的雜質(zhì)擴(kuò)散分布(impuritydiffusionprofile)對太陽能電池單元的轉(zhuǎn)換效率有很大影響。例如，減少雜質(zhì)向發(fā)射極層的擴(kuò)散量來降低反向飽和電流密度使得可以增加太陽能電池單元的開路電壓并提高其轉(zhuǎn)換效率。然而，當(dāng)雜質(zhì)的表面濃度由于雜質(zhì)向發(fā)射極層的擴(kuò)散量減少而降低時(shí)，典型地與發(fā)射極層接觸的電極的接觸電阻增大，從而引起轉(zhuǎn)換效率的劣化。

為此，已考慮優(yōu)先使用如下方法來改進(jìn)轉(zhuǎn)換效率：設(shè)定其中雜質(zhì)的表面濃度高且擴(kuò)散深度淺的擴(kuò)散分布，同時(shí)保持雜質(zhì)向發(fā)射極層的擴(kuò)散量小，從而使接觸電阻盡可能地小并在可能的范圍內(nèi)還防止反向飽和電流密度增加。在使用上述用于制造發(fā)射極層的示例方法的情況下，發(fā)射極層通常形成有雜質(zhì)的表面濃度高且其擴(kuò)散深度淺的擴(kuò)散分布。

[0014] 發(fā)射極層和電極之間的接觸電阻還受到發(fā)射極層和電極之間的接觸面積的大小的很大影響。在受光面上具有電極的常規(guī)太陽能電池單元的情況下，與發(fā)射極層接觸的柵線電極需要變薄來使電極面積最小化，從而使得由電極引起的陰影損失盡可能地小。這使得難以充分降低接觸電阻并使得電極形成的成本高。相反，在背面接觸型太陽能電池單元中，電極形成在非受光面上，從而消除了考慮由電極引起的陰影損失的需求。因此在背面接觸型太陽能電池單元的情況下，已考慮優(yōu)先使柵線電極的寬度大到一定程度從而使發(fā)射極層和電極之間的接觸面積寬且接觸電阻低，并優(yōu)先形成薄電極從而使截面面積(與接觸面正交的面的面積)小到橫流阻力不會變得過大的程度，以便將電極形成的成本保持在低水平。在前述示出的通過絲網(wǎng)印刷制造電極的方法的情況下，經(jīng)常形成寬度大和厚度薄的電極。[0015] 然而，為了以雜質(zhì)的表面濃度高且其擴(kuò)散深度淺的擴(kuò)散分布來擴(kuò)散雜質(zhì)，通常必須在高溫下進(jìn)行短時(shí)間的擴(kuò)散熱處理。在此情況下，尤其是在大量生產(chǎn)時(shí)，雜質(zhì)擴(kuò)散的非均一性容易發(fā)生，因而難以以預(yù)定的擴(kuò)散分布來擴(kuò)散雜質(zhì)。另外，寬度大且厚度薄的電極會偶然增大與發(fā)射極層的接觸電阻值，這已經(jīng)常引起產(chǎn)量降低。[0016] 作為解決這一問題的對策，例如，專利文獻(xiàn)1公開了太陽能電池單元的制造方法，其中含有擴(kuò)散源的膜在形成于半導(dǎo)體基板中的擴(kuò)散層的電極形成的部分中形成，并進(jìn)行蒸氣氣氛下的熱處理，從而只在電極正下方的位置形成高濃度擴(kuò)散層。然而，該方法的問題在于，由于熱處理需要進(jìn)行多次來形成擴(kuò)散層，成本變高，另外，如重金屬等損壽物(lifetimekiller)在半導(dǎo)體基板中擴(kuò)散，容易引起產(chǎn)量的降低。[0017] 專利文獻(xiàn)2公開了一種太陽能電池單元的制造方法，其中摻雜劑溶液通過噴墨印刷涂布至基板表面來進(jìn)行均勻擴(kuò)散。然而，在該方法的情況下，已存在的問題是在噴墨印刷時(shí)難以控制噴嘴和摻雜劑溶液，另外，擴(kuò)散源形成和熱處理以不同步驟進(jìn)行，引起成本的增加。[0018] 專利文獻(xiàn)3公開了一種太陽能電池單元的制造方法，其中導(dǎo)電性糊劑在替換掩模的同時(shí)進(jìn)行多次絲網(wǎng)印刷，從而減少電極的電阻。然而，該方法的問題在于，由于電極的位移，產(chǎn)量容易降低，且由于導(dǎo)電性糊劑的使用量增加，成本容易增加。[0019] 專利文獻(xiàn)4公開了一種太陽能電池單元的制造方法，其中電極通過所謂的輪轉(zhuǎn)凹版印刷形成，從而精確地形成電極。然而，該方法的問題在于難以控制輥和糊劑，且由于干燥容易發(fā)生輥的堵塞和產(chǎn)量的降低。[0020] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[0021] 專利文獻(xiàn)[0022] 專利文獻(xiàn)1：WO2015/151288[0023] 專利文獻(xiàn)2：JP2003?168807A[0024] 專利文獻(xiàn)3：WO2011/111192[0025] 專利文獻(xiàn)4：JP2011?049514A發(fā)明內(nèi)容[0026] 發(fā)明要解決的問題[0027] 本發(fā)明的目的為提供具有有利的轉(zhuǎn)換效率的高效背面接觸型太陽能電池單元、太陽能電池組件、和光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述電池單元的反向飽和電流密度小且發(fā)射極層和電極之間的接觸電阻低，且通過簡便方法以良好產(chǎn)量、低成本地制造。[0028] 用于解決問題的方案[0029] (1)本發(fā)明的高效背面接觸型太陽能電池單元為如下的高效背面接觸型太陽能電池單元：在第一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的作為非受光面的背面上形成有擴(kuò)散第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)的雜質(zhì)擴(kuò)散層，并設(shè)置有與所述雜質(zhì)擴(kuò)散層接觸的電極。在該太陽能電池單元中，雜質(zhì)擴(kuò)17 3 19 3

散層中雜質(zhì)的表面濃度為5×10 原子/cm以上且5×10 原子/cm以下，和雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的擴(kuò)散深度為從所述背面的表面起1μm以上且2.9μm以下。

[0030] 如上所述，通過形成與常規(guī)相比具有低表面濃度和深擴(kuò)散深度的發(fā)射極層，可以降低反向飽和電流密度和接觸電阻二者，從而通過簡便方法以低成本實(shí)現(xiàn)高效背面接觸型太陽能電池單元。[0031] (2)雜質(zhì)擴(kuò)散層的薄層電阻(sheetresistance)可以為60Ω/□以上且150Ω/□以下。[0032] (3)雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的濃度的最大值可以為7×1017原子/cm3以上且7×1019原3

子/cm以下。雜質(zhì)擴(kuò)散層中雜質(zhì)的濃度可成為所述最大值的位置為從所述背面的表面起

0.1μm以上且1μm以下的深度。電極可為至少含有玻璃料、銀和鋁的燒結(jié)體。電極的截面面積

2 2

可為350μm以上且1000μm以下。電極可部分地貫入雜質(zhì)擴(kuò)散層，貫入的深度可為從所述背面的表面起0.1μm以上且1.9μm以下。

[0033] 因此可以抑制接觸電阻降低以提高轉(zhuǎn)換效率，而且還抑制制造成本降低。[0034] (4)例如，第一導(dǎo)電型為n型，第二導(dǎo)電型為p型。[0035] (5)太陽能電池組件可通過電連接多個(gè)高效背面接觸型太陽能電池單元來構(gòu)成。[0036] (6)光伏發(fā)電系統(tǒng)可通過電連接多個(gè)太陽能電池組件來構(gòu)成。附圖說明[0037] 圖1為說明高效背面接觸型太陽能電池單元的構(gòu)成的一個(gè)實(shí)例的圖。[0038] 圖2為說明高效背面接觸型太陽能電池單元的制造方法的流程圖。[0039] 圖3為說明從基板表面起的深度和在該深度處的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系的一個(gè)實(shí)例的圖。[0040] 圖4為繪制各樣品的反向飽和電流密度分別相對于表面濃度和薄層電阻的圖。[0041] 圖5為繪制各樣品的接觸電阻分別相對于表面濃度和薄層電阻的圖。[0042] 圖6為說明各樣品的電極的截面面積與接觸電阻之間的關(guān)系的圖。[0043] 圖7為說明使用本發(fā)明的高效背面接觸型太陽能電池單元構(gòu)造的太陽能電池組件的構(gòu)造例的示意圖。[0044] 圖8為說明圖7中所示的太陽能電池組件的背面的構(gòu)造例的示意圖。[0045] 圖9為說明圖7中所示的太陽能電池組件的截面的構(gòu)造例的示意圖。[0046] 圖10為說明使用圖7中所示的太陽能電池組件構(gòu)造的光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造例的示意圖。具體實(shí)施方式[0047] 下文中，將描述本發(fā)明的實(shí)施方案。包括用于描述現(xiàn)有技術(shù)的圖在內(nèi)的各圖中共同的構(gòu)成要素以相同的附圖標(biāo)記提供。[0048] 本發(fā)明中的高效背面接觸型太陽能電池單元200具有與圖1所示的常規(guī)背面接觸型太陽能電池單元100相似的結(jié)構(gòu)，并包括半導(dǎo)體基板101，發(fā)射極層104，BSF層106，防反射膜兼鈍化膜107、108，和電極109、110。半導(dǎo)體基板101為高效背面接觸型太陽能電池單元200的主要材料，且由單晶硅或多晶硅等制成。雖然可以使用p型或n型，但在本文中，將以含有磷等雜質(zhì)且電阻率為0.1～4.0Ω·cm的n型硅基板的情況為例進(jìn)行描述。對于半導(dǎo)體基

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板101，優(yōu)選尺寸為100～150mm且厚度為0.05～0.30mm的板狀的基板，一個(gè)主表面用作受光面，另一主表面用作非受光面(背面)。

[0049] <制造程序>[0050] 圖2示出本發(fā)明的高效背面接觸型太陽能電池單元200的制造方法。在制造之前，將半導(dǎo)體基板101浸漬于酸性溶液等中用于損傷蝕刻，從而除去由切片(slicing)等引起的表面的損傷，然后清潔并干燥半導(dǎo)體基板101。[0051] 首先，在損傷蝕刻后的半導(dǎo)體基板101的背面上形成發(fā)射極層104(S1)。如氧化硅膜等保護(hù)膜102首先形成于半導(dǎo)體基板101的整個(gè)表面上(S1?1)。膜厚度約30～300nm的氧化硅膜通過例如熱氧化法形成，其中半導(dǎo)體基板101短時(shí)間置于800～1100℃的高溫下的氧氣氣氛中。隨后，通過絲網(wǎng)印刷，將抗蝕糊劑涂布至覆蓋除了在半導(dǎo)體基板101的背面上形成發(fā)射極層104的區(qū)域以外的區(qū)域的保護(hù)膜102部分，接著將抗蝕糊劑固化(S1?2)。然后將半導(dǎo)體基板101浸漬于氫氟酸水溶液中，從而除去覆蓋用于形成發(fā)射極層104的區(qū)域的保護(hù)膜102(S1?3)，并進(jìn)一步浸漬于丙酮等來除去抗蝕糊劑103(S1?4)。然后，在已除去保護(hù)膜102的區(qū)域通過例如熱擴(kuò)散法擴(kuò)散p型雜質(zhì)，從而形成作為p型擴(kuò)散層的發(fā)射極層104和玻璃層105(S1?5)。具體地，例如通過將該半導(dǎo)體基板101置于含有BBr3的800～1100℃的高溫氣體中，硼在未形成有保護(hù)膜102的區(qū)域擴(kuò)散，從而形成玻璃層105和薄層電阻為約20～300Ω/□的發(fā)射極層104。接著將半導(dǎo)體基板101浸漬于稀釋的氫氟酸溶液等化學(xué)品中以除去殘留的保護(hù)膜102和玻璃層105，并通過去離子水清潔(S1?6)。這導(dǎo)致p型雜質(zhì)在其中擴(kuò)散的發(fā)射極層104在半導(dǎo)體基板101的背面的期望的區(qū)域中形成。

[0052] 隨后，在半導(dǎo)體基板101的背面上未形成有發(fā)射極層104的部分中形成BSF層106(S2)。首先，如氧化硅膜等保護(hù)膜102形成于半導(dǎo)體基板101的整個(gè)表面上(S2?1)。氧化硅膜通過例如熱氧化法形成，其中半導(dǎo)體基板101置于800～1100℃的高溫下的氧氣氣氛中。此時(shí)，將高溫下的放置時(shí)間延長，從而形成氧化硅膜，同時(shí)使在形成發(fā)射極層104時(shí)在半導(dǎo)體基板101的表面附近擴(kuò)散的硼在半導(dǎo)體基板101中擴(kuò)散得更深，而且還在所形成的氧化硅膜中擴(kuò)散。結(jié)果，形成發(fā)射極層104的硼的表面濃度降低，薄層電阻相應(yīng)地變化。擴(kuò)散深度、表面濃度和薄層電阻可通過改變熱氧化條件來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。[0053] 隨后，通過絲網(wǎng)印刷，將抗蝕糊劑涂布至覆蓋半導(dǎo)體基板101的背面上形成有發(fā)射極層104的區(qū)域的保護(hù)膜102部分，接著將抗蝕糊劑固化(S2?2)。然后將半導(dǎo)體基板101浸漬于氫氟酸水溶液中，從而除去覆蓋未形成有發(fā)射極層104的區(qū)域的保護(hù)膜102(S2?3)，并進(jìn)一步浸漬于丙酮等來除去抗蝕糊劑103(S2?4)。然后，在已除去保護(hù)膜102的區(qū)域通過例如熱擴(kuò)散法擴(kuò)散n型雜質(zhì)元素，從而形成作為n型擴(kuò)散層的BSF層106和玻璃層105(S2?5)。具體地，例如通過將該半導(dǎo)體基板101置于含有POCl3的850～1100℃的高溫氣體中，磷在未形成有保護(hù)膜102的區(qū)域擴(kuò)散，從而形成玻璃層105和薄層電阻為約30～300Ω/□的BSF層106。接著將半導(dǎo)體基板101浸漬于稀釋的氫氟酸溶液等化學(xué)品中以除去殘留的保護(hù)膜102和玻璃層105，并通過去離子水清潔(S2?6)。這導(dǎo)致BSF層106的形成，其中n型雜質(zhì)在半導(dǎo)體基板

101的背面上的未形成有發(fā)射極層104的區(qū)域中擴(kuò)散。

[0054] 接下來，稱為紋理的凹凸結(jié)構(gòu)形成于半導(dǎo)體基板101的受光面上(S3)。紋理可通過將半導(dǎo)體基板101浸漬于酸性或堿性溶液一定時(shí)間來形成。例如，紋理可通過借助于絲網(wǎng)印刷將抗蝕糊劑涂布至半導(dǎo)體基板101的整個(gè)背面、固化抗蝕糊劑、然后通過使用氫氧化鉀水溶液等將背面化學(xué)蝕刻、接著清潔干燥來形成。通過形成紋理，經(jīng)受光面入射的光多重反射以將其限制在半導(dǎo)體基板101中，從而使得能夠有效地減少反射率并改進(jìn)轉(zhuǎn)換效率。之后，將半導(dǎo)體基板101浸漬于丙酮等來除去涂布至半導(dǎo)體基板101的整個(gè)背面的抗蝕糊劑。注意，紋理可以在發(fā)射極層104和BSF層106形成之前形成。紋理也可以形成于半導(dǎo)體基板101的背面上。另外，F(xiàn)SF(FrontSurfaceField，正面場)層可進(jìn)一步形成于半導(dǎo)體基板101的受光面上。[0055] 隨后，由SiN(氮化硅)等制成的防反射膜兼鈍化膜107、108分別形成于半導(dǎo)體基板101的兩面(S4)。在氮化硅膜的情況下，其通過例如SiH4和NH3的混合氣體被N2稀釋、并借由輝光放電分解來等離子體氣化的等離子體CD法或通過一些其他方法來形成?？紤]到與半導(dǎo)體基板101的折射率之差，防反射膜兼鈍化膜107、108各自形成為折射率為約1.8～2.3和厚度為約50～100nm。該膜起到防止半導(dǎo)體基板101的正面上的光反射并將光有效地吸收在半導(dǎo)體基板101中的功能，并且還起到對n型擴(kuò)散層具有鈍化作用的鈍化膜的功能，從而發(fā)揮改進(jìn)太陽能電池單元的電氣特性的效果。注意，防反射膜兼鈍化膜107、108可以為氧化硅、碳化硅、非晶硅、氧化鋁、或氧化鈦等的單層膜，或者通過將這些組合而形成的層疊膜。

半導(dǎo)體基板101的受光面和背面中可使用不同的膜。

[0056] 隨后，形成電極109、110(S5)。電極可通過例如借助于蝕刻糊劑等在防反射膜兼鈍化膜108中設(shè)置開口部并進(jìn)行濺射來形成，或者可通過絲網(wǎng)印刷法來形成。在使用絲網(wǎng)印刷法的情況下，首先，將含有例如銀粉、玻璃料、鋁粉或清漆的導(dǎo)電性糊劑絲網(wǎng)印刷在防反射膜兼鈍化膜108的、待形成與發(fā)射極層104接觸的電極109的部分以及其待形成與BSF層106接觸的電極110的部分上，然后干燥導(dǎo)電性糊劑。此時(shí)，改變用于絲網(wǎng)印刷的絲網(wǎng)掩模的篩網(wǎng)粗度(meshroughness)、乳劑厚度和開孔尺寸等，從而允許適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電極的寬度和截面面積。[0057] 如上所述印刷的導(dǎo)電性糊劑在約500℃～950℃下燒結(jié)約1～60秒，從而貫通防反射膜兼鈍化膜108(燒結(jié)貫通(firingthrough))。從而，將含有銀、玻璃料和鋁的燒結(jié)體與發(fā)射極層104或BSF層106電連接，從而形成電極109、110。注意，形成電極時(shí)的燒結(jié)可以一次進(jìn)行，或者可以多次單獨(dú)進(jìn)行。另外，待涂布至發(fā)射極層104上的導(dǎo)電性糊劑和待涂布至BSF層106上的導(dǎo)電性糊劑可以不同。[0058] <課題解決手段的考慮>[0059] 通過上述制造方法，生產(chǎn)用于測定發(fā)射極層的反向飽和電流密度的多個(gè)樣品，同時(shí)改變熱氧化條件。注意，由于電極在測定反向飽和電流密度時(shí)不是必需的，因而不形成電15 3

極。用于生產(chǎn)的n型半導(dǎo)體基板的電阻率為1Ω·cm，磷的摻雜濃度為約5×10 原子/cm ，防反射膜兼鈍化膜為厚度100nm且通過使用SiH4、NH3及N2的等離子體CD法形成的氮化硅膜。

[0060] 在各樣品中，硼向發(fā)射極層中的擴(kuò)散分布通過SIMS測定(所用設(shè)備為CAMECASAS.+制造的“ims?4f”，一次離子為O2 ，一次離子能為10.5ke，掃描區(qū)域?yàn)?00×200μm，檢測區(qū)域?yàn)?二次離子極性為正)。圖3為說明作為特定樣品的測定結(jié)果而得的、從基板表面起的深度與在該深度處的雜質(zhì)硼的濃度之間的關(guān)系的圖。如圖3所示，在最外表面附近的深度0～0.02μm的周圍識別到突然極端的濃度波動。該濃度波動被認(rèn)為是受基板表面上的異物或基板表面的凹凸等影響的測定值的變化，并包括許多誤差。因此，以下，將表面濃度定

17

義為0.03μm附近的濃度。如果做出這樣的定義，則制得的各樣品的表面濃度為1×10 ～1×

20 3

10 原子/cm。另外，擴(kuò)散深度在下文中定義為通過SIMS測定而得的擴(kuò)散硼濃度成為等于摻入n型半導(dǎo)體基板的磷的濃度時(shí)的深度。如果做出這樣的定義，則制得的各樣品的擴(kuò)散深度為0.7～3.5μm。

[0061] 在測定擴(kuò)散分布之后，反向飽和電流密度測定用的各樣品的反向飽和電流密度通過QSSPC法(所用設(shè)備為WCT?100，由SintonConsultingInc.制造)測定。圖4(a)和4(b)為繪制通過QSSPC而得的各樣品的反向飽和電流密度分別相對于表面濃度和薄層電阻的圖。圖4(a)為繪制電流密度相對于表面濃度的圖，圖4(b)為繪制電流密度相對于薄層電阻的圖。從圖4(a)和4(b)來看，確認(rèn)反向飽和電流密度隨著表面濃度的降低而趨于降低，而發(fā)現(xiàn)其與薄層電阻不相關(guān)。即，可以說降低表面濃度使開路電壓增加，從而使轉(zhuǎn)換效率提高。

[0062] 接下來，導(dǎo)電性糊劑基于TLM法以圖案的形式涂布至反向飽和電流密度測定用的各樣品，并在800℃下燒結(jié)10秒，從而生產(chǎn)多個(gè)接觸電阻測定用樣品。TLM法廣泛已知為以垂直進(jìn)入接觸表面上的電流在器件表面上轉(zhuǎn)向(turn)并水平流動的模式精確測定各觸點(diǎn)的接觸電阻的方法。圖5(a)和5(b)為繪制通過TLM法測定的各樣品的接觸電阻分別相對于薄層電阻和表面濃度的圖。從圖5(a)和5(b)來看，確認(rèn)接觸電阻與薄層電阻正相關(guān)，而發(fā)現(xiàn)其與表面濃度不相關(guān)。[0063] 從上文來看，為了實(shí)現(xiàn)反向飽和電流密度和接觸電阻均低的發(fā)射極層，只需形成低表面濃度和低薄層電阻的發(fā)射極層即可。該條件可通過形成具有低表面濃度和深擴(kuò)散深度的發(fā)射極層而容易地滿足。這是因?yàn)?，盡管薄層電阻典型地在表面濃度降低時(shí)增大，該增大也可通過加深擴(kuò)散深度來降低。[0064] 接下來，在接觸電阻測定用樣品中，薄層電阻為70Ω/□的樣品通過將與發(fā)射極層連接的柵線電極的寬度設(shè)定為固定值(60μm)并改變柵線電極的截面面積來形成，并測定接觸電阻。在此情況下，電極的截面面積使用KEYENCECORPORATION制的激光顯微鏡K?8500測定，接觸電阻使用TLM法測定。截面面積通過改變絲網(wǎng)印版的紗網(wǎng)厚度和乳劑厚度來改變。如此測定的電極的接觸電阻相對于截面面積進(jìn)行繪制(圖6)。從圖6發(fā)現(xiàn)，即使電極的接觸面積固定，當(dāng)截面面積減小時(shí)，接觸電阻也增大，轉(zhuǎn)換效率劣化。因此可以說電極的截面面積優(yōu)選在成本允許的范圍內(nèi)增大。[0065] 作為電極的截面面積變大時(shí)接觸電阻變小的原因之一，可以引用以下情況。[0066] 當(dāng)燒結(jié)導(dǎo)電性糊劑而形成電極時(shí)，確認(rèn)電極貫入基板的地方，最大深度約2μm。在此情況下，貫入深度通過以下來測定：將電極浸漬于氫氟酸和硝酸來從基板除去電極，并通過SEM觀察基板上留下的除去痕跡。在確認(rèn)關(guān)于多個(gè)樣品的電極的貫入深度和接觸電阻之間的關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)在與發(fā)射極層的接觸電阻大的電極中，幾乎沒有貫入和連接的地方，或者即使在極少數(shù)情況下有這樣的地方，貫入也淺，但在與發(fā)射極層的接觸電阻低的電極中，存在深貫入和連接大的地方，且貫入深。即，認(rèn)為電極貫入地越深，接觸電阻越低，還由此認(rèn)為接觸電阻不僅依賴于表面的摻雜劑濃度，而且還依賴于摻雜劑濃度的深度上的變化。具體而言，認(rèn)為可通過電極貫入的深度為大致覆蓋雜質(zhì)以高濃度擴(kuò)散的范圍而更進(jìn)一步降低接觸電阻。[0067] 然而，此時(shí)當(dāng)電極的截面面積小時(shí)，構(gòu)成電極并輔助與發(fā)射極層的電連接的如玻璃料和鋁等材料的絕對量變得不足，導(dǎo)致接觸電阻的增大。因此可以說為了避免接觸電阻的增大并得到穩(wěn)定的產(chǎn)量，電極的截面面積優(yōu)選在成本允許的范圍內(nèi)增大，同時(shí)使電極一定程度地貫入發(fā)射極層。[0068] 實(shí)施例[0069] 通過上述考慮指明的問題解決手段的正確性使用通過使雜質(zhì)擴(kuò)散分布和電極形狀不同而制造的多種制品來驗(yàn)證。各樣品的制造方法和驗(yàn)證結(jié)果示于下文。[0070] <第一共同步驟>[0071] 準(zhǔn)備摻雜有磷并通過切割成具有0.2mm厚度而生產(chǎn)、且由電阻率為約1Ω·cm和摻15 3

雜濃度為約5×10 原子/cm的n型單晶硅制成的n型硅基板，并對其進(jìn)行外徑加工，從而形成邊長為15cm的正方形的板狀。將該基板浸漬于硝氟酸溶液15秒，從而進(jìn)行損傷蝕刻，其后用去離子水清潔并干燥。

[0072] 損傷蝕刻后的n型硅基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化45分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度50nm的氧化硅膜。然后，將抗蝕糊劑絲網(wǎng)印刷在形成于基板背面的待由氧化硅膜形成BSF層的區(qū)域上，并在100℃的溫度下加熱干燥。在該情況下，在發(fā)射極層具有800μm寬度和BSF層具有200μm寬度下，絲網(wǎng)印版形成為具有指叉型背接觸電池(interdigitatedbackcontactcell)的結(jié)構(gòu)的圖案，其中發(fā)射極層和BSF層交替形成。作為抗蝕糊劑，使用LektrachemLtd.制造的糊劑185。將基板浸漬于2％氫氟酸水溶液來部分除去氧化硅膜，同時(shí)使該膜留在BSF層的待形成區(qū)域上，然后浸漬于丙酮以除去抗蝕糊劑，之后，將基板用去離子水清潔并干燥。接下來，在900℃的溫度下在BBr3氣體氣氛中對基板的背面進(jìn)行熱擴(kuò)散處理20分鐘，從而在基板的背面上形成作為發(fā)射極層的p型擴(kuò)散層及玻璃層。所形成的p型擴(kuò)散層具有約70Ω/□的薄層電阻和0.5μm的擴(kuò)散深度。其后，將該基板浸漬于25％氫氟酸水溶液，然后用去離子水清潔并干燥以除去氧化硅膜和玻璃層。[0073] <比較例1>[0074] 比較例1為采用常規(guī)制品的制造方法的情況，其中在發(fā)射極層形成后進(jìn)行的保護(hù)膜(氧化硅膜)的形成步驟中采用短時(shí)間(45分鐘)來進(jìn)行熱氧化。具體而言，在進(jìn)行以下步驟后，進(jìn)行后述的第二和第三共同步驟來制造背面接觸型太陽能電池單元。[0075] 將如上所述的形成有發(fā)射極層的基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化45分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度50nm的氧化硅膜。通過此時(shí)的熱處理，在發(fā)射極層中擴(kuò)散的硼再擴(kuò)散。再擴(kuò)散后發(fā)射極層中硼的擴(kuò)散分布通過SIMS測定(所用設(shè)備為CAMECA+SAS.制造的“ims?4f”，一次離子為O2 ，一次離子能為10.5ke，掃描區(qū)域?yàn)?00×200μm，檢測

20 3

區(qū)域?yàn)?二次離子極性為正)。結(jié)果，表面濃度為1.0×10 原子/cm ，最大濃度為

20 3

1.4×10 原子/cm ，得到最大濃度時(shí)的深度為0.07μm，擴(kuò)散深度為0.5μm。發(fā)射極層的薄層電阻為約50Ω/□。

[0076] <實(shí)施例1>[0077] 實(shí)施例1為將比較例1中的熱氧化時(shí)間延長至90分鐘的情況。[0078] 將如上所述的形成有發(fā)射極層的基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化90分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度80nm的氧化硅膜。通過此時(shí)的熱處理，在發(fā)射極層中擴(kuò)散的硼再擴(kuò)散。再擴(kuò)散后發(fā)射極層中硼的擴(kuò)散分布通過SIMS測定，結(jié)果表面濃度為5.019 3 19 3

×10 原子/cm ，最大濃度為7×10 原子/cm ，得到最大濃度時(shí)的深度為0.1μm，擴(kuò)散深度為

1.0μm。發(fā)射極層的薄層電阻為約60Ω/□。

[0079] <實(shí)施例2>[0080] 實(shí)施例2為將比較例1中的熱氧化時(shí)間延長至120分鐘的情況。[0081] 將如上所述的形成有發(fā)射極層的基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化120分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度100nm的氧化硅膜。通過此時(shí)的熱處理，在發(fā)射極層中擴(kuò)散的硼再擴(kuò)散。再擴(kuò)散后發(fā)射極層中硼的擴(kuò)散分布通過SIMS測定，結(jié)果表面濃度為19 3 19 3

1.0×10 原子/cm ，最大濃度為1.2×10 原子/cm ，得到最大濃度時(shí)的深度為0.4μm，擴(kuò)散深度為2.0μm。發(fā)射極層的薄層電阻為約70Ω/□。

[0082] <實(shí)施例3>[0083] 實(shí)施例3為將比較例1中的熱氧化時(shí)間延長至180分鐘的情況。[0084] 將如上所述的形成有發(fā)射極層的基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化180分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度130nm的氧化硅膜。通過此時(shí)的熱處理，在發(fā)射極層中擴(kuò)散的硼再擴(kuò)散。再擴(kuò)散后發(fā)射極層中硼的擴(kuò)散分布通過SIMS測定，結(jié)果表面濃度為18 3 18 3

5.0×10 原子/cm ，最大濃度為8.0×10 原子/cm ，得到最大濃度時(shí)的深度為0.7μm，擴(kuò)散深度為2.3μm。發(fā)射極層的薄層電阻為約90Ω/□。

[0085] <實(shí)施例4>[0086] 實(shí)施例4為將比較例1中的熱氧化時(shí)間延長至240分鐘的情況。[0087] 將如上所述的形成有發(fā)射極層的基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化240分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度150nm的氧化硅膜。通過此時(shí)的熱處理，在發(fā)射極層中擴(kuò)散的硼再擴(kuò)散。再擴(kuò)散后發(fā)射極層中硼的擴(kuò)散分布通過SIMS測定，結(jié)果表面濃度為17 3 17 3

5.0×10 原子/cm ，最大濃度為7.0×10 原子/cm ，得到最大濃度時(shí)的深度為1.0μm，擴(kuò)散深度為2.9μm。發(fā)射極層的薄層電阻為約280Ω/□。

[0088] <比較例2>[0089] 比較例2為將比較例1中的熱氧化時(shí)間延長至300分鐘的情況。[0090] 將如上所述的形成有發(fā)射極層的基板置于氧氣氣氛中并在1000℃的溫度下熱氧化300分鐘，從而在基板的兩面上形成厚度160nm的氧化硅膜。通過此時(shí)的熱處理，在發(fā)射極層中擴(kuò)散的硼再擴(kuò)散。再擴(kuò)散后發(fā)射極層中硼的擴(kuò)散分布通過SIMS測定，結(jié)果表面濃度為17 3 17 3

3.0×10 原子/cm ，最大濃度為5.0×10 原子/cm ，得到最大濃度時(shí)的深度為1.1μm，擴(kuò)散深度為3.3μm。發(fā)射極層的薄層電阻為約320Ω/□。

[0091] <第二共同步驟>[0092] 將抗蝕糊劑絲網(wǎng)印刷在比較例1或2、或?qū)嵤├?、2、3或4的步驟中形成的氧化硅膜的、發(fā)射極層形成的地方上，并在100℃的溫度下加熱干燥。在此情況下，作為抗蝕糊劑，使用LektrachemLtd.制造的糊劑185。將用抗蝕糊劑印刷的基板浸漬于2％氫氟酸水溶液來除去除發(fā)射極層形成的地方以外的部分(形成BSF層的地方)的氧化硅膜，其后浸漬于丙酮以除去抗蝕糊劑。[0093] 隨后，對于氧化硅膜已部分除去的各基板的背面，在POCl3氣體氣氛中，在930℃的溫度下進(jìn)行熱擴(kuò)散處理20分鐘，從而使磷在已除去氧化硅膜的地方擴(kuò)散并形成玻璃層和作為BSF層的n型擴(kuò)散層。所形成的n型擴(kuò)散層具有約30Ω/□的薄層電阻和0.5μm的擴(kuò)散深度。之后，將這些基板浸漬于25％氫氟酸水溶液，然后用去離子水清潔并干燥以除去氧化硅膜和玻璃層。

[0094] 然后，將抗蝕糊劑絲網(wǎng)印刷在基板的整個(gè)背面上，在100℃的溫度下加熱干燥。在此情況下，作為抗蝕糊劑，使用LektrachemLtd.制造的糊劑185。基板通過使用含有2％的氫氧化鉀和2％的IPA的70℃的溶液化學(xué)蝕刻5分鐘，然后用去離子水清潔并干燥，從而在基板的受光面上形成紋理結(jié)構(gòu)。其后，將基板浸漬于丙酮以除去抗蝕糊劑。[0095] 隨后，通過使用SiH4、NH3和N2的等離子體CD法，在基板的兩面形成厚度100nm的作為防反射膜兼鈍化膜的氮化硅膜。[0096] <第三共同步驟>[0097] 通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在目前為止已進(jìn)行了上述處理的基板的發(fā)射極層上然后在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9383M。另外，使用具有目數(shù)325、乳劑厚度20μm、寬度50μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。將印刷的導(dǎo)電性銀糊劑在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極，并制作根據(jù)各比較例和實(shí)施例的背面接觸型太陽能電池單元。

[0098] <實(shí)施結(jié)果1>[0099] 表1示出通過比較例1或2、或?qū)嵤├?、2、3或4的步驟制作的100個(gè)背面接觸型太陽能電池單元各自的平均轉(zhuǎn)換效率、平均短路電流密度、平均開路電壓和平均曲線因子(averagefillfactor)。[0100] [表1][0101][0102] 與具有高表面濃度的常規(guī)制品的情況(比較例1)相比，將發(fā)射極層中的雜質(zhì)的表19 3

面濃度設(shè)定為5×10 原子/cm以下(實(shí)施例1至4)使得能夠提高轉(zhuǎn)換效率。這被認(rèn)為是因?yàn)橛捎陔s質(zhì)的表面濃度降低而造成反向飽和電流密度降低且開路電壓增加。此時(shí)短路電流也增加，這被認(rèn)為是隨著由于氧化時(shí)間的延長使金屬雜質(zhì)被吸收至擴(kuò)散層的進(jìn)行而受到基板壽命增加的影響。然而，當(dāng)使表面濃度如比較例2中一樣過低時(shí)，發(fā)射極層的橫向流動阻力(lateralflowresistance)變大，不能使轉(zhuǎn)換效率充分提高。為此，表面濃度的上限優(yōu)選

19 3

設(shè)定為5×10 原子/cm，其低于比較例1中示出的常規(guī)制品的表面濃度，其下限優(yōu)選設(shè)定為

17 3

5×10 原子/cm。另外，從實(shí)施例1至4的結(jié)果來看，擴(kuò)散深度的下限優(yōu)選設(shè)定為1μm以上，其大于比較例1中示出的常規(guī)制品的擴(kuò)散深度，其上限優(yōu)選設(shè)定為2.9μm以下。此外，從實(shí)施例

1至4的結(jié)果來看，薄層電阻的下限優(yōu)選設(shè)定為60Ω/□，其上限優(yōu)選設(shè)定為280Ω/□。然而，當(dāng)上限設(shè)定為大于150Ω/□時(shí)，在批量生產(chǎn)時(shí)薄層電阻的變化變得非常大，從而使得控制困難，因此上限更優(yōu)選設(shè)定為150Ω/□。

[0103] 接下來，驗(yàn)證改變電極形狀用以使接觸電阻小而對轉(zhuǎn)換效率施加的影響。[0104] <比較例3>[0105] 將導(dǎo)電性銀糊劑通過絲網(wǎng)印刷法印刷在經(jīng)過實(shí)施例2和第二共同步驟中的處理的基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9412。SOL9412的主要固成分為銀和玻璃料，不向其中添加鋁粉。[0106] 另外，使用具有目數(shù)360、乳劑厚度10μm、寬度60μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的發(fā)射極層上，然后將糊劑在150℃下干燥。其后，將印刷有導(dǎo)電性銀糊劑的基板在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極。形成后的電極具2

有約70μm的寬度、約8μm的厚度和約250μm的截面面積。如此形成的半導(dǎo)體基板上的電極通過氫氟酸和硝酸除去，并通過SEM測定向擴(kuò)散層的貫入深度，確認(rèn)沒有貫入的地方。

[0107] <比較例4>[0108] 比較例4為應(yīng)用在比較例3中添加鋁粉作為導(dǎo)電性銀糊劑的情況。[0109] 將導(dǎo)電性銀糊劑通過絲網(wǎng)印刷法印刷在經(jīng)過實(shí)施例2和第二共同步驟中的處理的基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9383M。SOL9383M的主要固成分為銀、玻璃料和鋁粉。[0110] 另外，使用具有目數(shù)360、乳劑厚度10μm、寬度60μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的發(fā)射極層上，然后將糊劑在150℃下干燥。其后，將印刷有導(dǎo)電性銀糊劑的基板在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極。形成后的電極具2

有約70μm的寬度、約8μm的厚度和約250μm的截面面積。如此形成的半導(dǎo)體基板上的電極通過氫氟酸和硝酸除去，并通過SEM測定向發(fā)射極層的貫入深度，發(fā)現(xiàn)貫入深度的最大值為

0.05μm。

[0111] <實(shí)施例5>[0112] 實(shí)施例5為將應(yīng)用于比較例4中的絲網(wǎng)印刷的目數(shù)和乳劑厚度分別設(shè)定為目數(shù)325和20μm的情況。[0113] 將導(dǎo)電性銀糊劑通過絲網(wǎng)印刷法印刷在經(jīng)過實(shí)施例2和第二共同步驟中的處理的基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9383M。[0114] 另外，使用具有目數(shù)325、乳劑厚度20μm、寬度60μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的發(fā)射極層上，然后將糊劑在150℃下干燥。其后，將印刷有導(dǎo)電性銀糊劑的基板在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極。形成后的電極具2

有約70μm的寬度、約12μm的厚度和約350μm 的截面面積。如此形成的半導(dǎo)體基板上的電極通過氫氟酸和硝酸除去，并通過SEM測定向擴(kuò)散層的貫入深度，發(fā)現(xiàn)貫入深度的最大值為

0.1μm。

[0115] <實(shí)施例6>[0116] 實(shí)施例6為將應(yīng)用于比較例4中的絲網(wǎng)印刷的目數(shù)和乳劑厚度分別設(shè)定為目數(shù)290和30μm的情況。[0117] 將導(dǎo)電性銀糊劑通過絲網(wǎng)印刷法印刷在經(jīng)過實(shí)施例2和第二共同步驟中的處理的基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9383M。[0118] 另外，使用具有目數(shù)290、乳劑厚度30μm、寬度60μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的發(fā)射極層上，然后將糊劑在150℃下干燥。其后，將印刷有導(dǎo)電性銀糊劑的基板在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極。形成后的電極具2

有約70μm的寬度、約15μm的厚度和約600μm 的截面面積。如此形成的半導(dǎo)體基板上的電極通過氫氟酸和硝酸除去，并通過SEM測定向擴(kuò)散層的貫入深度，發(fā)現(xiàn)貫入深度的最大值為

0.9μm。

[0119] <實(shí)施例7>[0120] 實(shí)施例7為將應(yīng)用于比較例4中的絲網(wǎng)印刷的目數(shù)和乳劑厚度分別設(shè)定為目數(shù)250和30μm的情況。[0121] 將導(dǎo)電性銀糊劑通過絲網(wǎng)印刷法印刷在經(jīng)過實(shí)施例2和第二共同步驟中的處理的基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9383M。[0122] 另外，使用具有目數(shù)250、乳劑厚度30μm、寬度60μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的發(fā)射極層上，然后將糊劑在150℃下干燥。其后，將印刷有導(dǎo)電性銀糊劑的基板在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極。形成后的電極具2

有約70μm的寬度、約15μm的厚度和約950μm 的截面面積。如此形成的半導(dǎo)體基板上的電極通過氫氟酸和硝酸除去，并通過SEM測定向擴(kuò)散層的貫入深度，發(fā)現(xiàn)貫入深度的最大值為

1.5μm。

[0123] <實(shí)施例8>[0124] 實(shí)施例8為將應(yīng)用于比較例4中的絲網(wǎng)印刷的目數(shù)和乳劑厚度分別設(shè)定為目數(shù)250和40μm的情況。[0125] 將導(dǎo)電性銀糊劑通過絲網(wǎng)印刷法印刷在經(jīng)過實(shí)施例2和第二共同步驟中的處理的基板的BSF層上，然后將糊劑在150℃下干燥。作為導(dǎo)電性銀糊劑，使用HeraeusHolding制造的SOL9383M。[0126] 另外，使用具有目數(shù)250、乳劑厚度40μm、寬度60μm的直線狀的開口部的板通過絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電性銀糊劑印刷在基板的發(fā)射極層上，然后將糊劑在150℃下干燥。其后，將印刷有導(dǎo)電性銀糊劑的基板在800℃的最高溫度下燒結(jié)5秒從而形成電極。形成后的電極具2

有約70μm的寬度、約15μm的厚度和約1050μm的截面面積。如此形成的半導(dǎo)體基板上的電極通過氫氟酸和硝酸除去，并通過SEM測定向擴(kuò)散層的貫入深度，發(fā)現(xiàn)貫入深度的最大值為

1.9μm。

[0127] <實(shí)施結(jié)果2>[0128] 使用進(jìn)行比較例3或4、或?qū)嵤├?、6、7或8中示出的處理的基板，制作100個(gè)根據(jù)各比較例和實(shí)施例的各背面接觸型太陽能電池單元，測定平均轉(zhuǎn)換效率、平均短路電流密度、平均開路電壓和平均曲線因子。表2示出測定結(jié)果。[0129] [表2][0130][0131] 從比較例3和比較例4之間的比較發(fā)現(xiàn)，為了將電極貫入發(fā)射極層，除了銀和玻璃料以外，優(yōu)選將鋁粉添加至導(dǎo)電性糊劑，從而形成它們的燒結(jié)體。另外，發(fā)現(xiàn)電極向發(fā)射極層的甚至很少的貫入也使轉(zhuǎn)換效率大幅改進(jìn)。[0132] 從比較例4和實(shí)施例5～8之間的比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例中的轉(zhuǎn)換效率更好。特別是，實(shí)施例6～8中的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異。這是因?yàn)榫哂袑捊孛婷娣e的電極貫入得深，超過雜質(zhì)的最大濃度深度，從而使接觸電阻穩(wěn)定地低且?guī)缀醪话l(fā)生曲線因子的顯著劣化。[0133] 如在實(shí)施例8中的，即使當(dāng)電極的截面面積設(shè)定為1000μm2以上時(shí)，其與電極的截2

面面積為1000μm以下的情況相比也不導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的顯著增加。相反，考慮由于電極用量增加導(dǎo)致的成本增加，由于過深的貫入深度造成電極貫通發(fā)射極層引起并聯(lián)電阻降低的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)一步考慮由于電極的截面面積增加引起的銀粉燒結(jié)過度進(jìn)行而造成所形成的銀電

2

極從基板剝離的趨勢，可以說電極的截面面積的上限優(yōu)選設(shè)定為約1000μm。

[0134] 為此，從實(shí)施例5～8的結(jié)果來看，優(yōu)選將貫入深度設(shè)定為0.1μm以上且1.9μm以下，2 2

并將截面面積設(shè)定為350μm以上且1000μm以下。電極的截面面積和貫入深度可通過改變篩網(wǎng)粗度和乳劑厚度來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。

[0135] 比較例3或4、或?qū)嵤├?、6、7或8的上述實(shí)施結(jié)果為關(guān)于如下情況的結(jié)果：通過實(shí)施例2的方法在形成有發(fā)射極層的基板上形成電極，但優(yōu)選的貫入深度和優(yōu)選的截面面積即使在通過實(shí)施例1、3或4的方法在形成有發(fā)射極層的基板上形成電極的情況下也是類似17 3

的。為此，根據(jù)實(shí)施例1～4的結(jié)果，發(fā)射極層中雜質(zhì)的濃度的最大值優(yōu)選為7×10 原子/cm

19 3

以上且7×10 原子/cm以下，深度的最大值優(yōu)選設(shè)定為從基板背面的表面起0.1μm以上且1μm以下。

[0136] 利用上述這樣的構(gòu)造，可以提供具有有利的轉(zhuǎn)換效率并通過簡便方法以良好產(chǎn)量、低成本地制造的高效背面接觸型太陽能電池單元。[0137] 根據(jù)上述實(shí)施方案制作的高效背面接觸型太陽能電池單元200可用于太陽能電池組件。圖7為說明太陽能電池組件300的構(gòu)造例的示意圖。太陽能電池組件300具有多個(gè)高效背面接觸型太陽能電池單元200以磚片(tile)的形式平鋪的結(jié)構(gòu)。對于多個(gè)高效背面接觸型太陽能電池單元200，幾個(gè)至幾十個(gè)彼此相鄰的電池單元串聯(lián)電連接，從而構(gòu)成稱為串(string)的串聯(lián)電路。圖8說明串的概述。圖8對應(yīng)于通常不可見的太陽能電池組件300的內(nèi)部背面?zhèn)鹊氖疽鈭D。在圖8中，為了清楚描述起見而省略柵線和母線。為了構(gòu)成串聯(lián)電路，彼此相鄰的高效背面接觸型太陽能電池單元200的P母線和N母線通過引線320連接。圖9說明太陽能電池組件300的截面示意圖。如上所述，串通過將多個(gè)高效背面接觸型太陽能電池單元200借助于引線320與母線310的連接而成。串典型地由透光性填充劑330如EA(乙烯?乙酸乙烯酯)密封，非受光面(背面)側(cè)由耐候性樹脂膜340如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)覆蓋，受光面由具有透光性和高機(jī)械強(qiáng)度的受光面保護(hù)材料350如鈉鈣玻璃覆蓋。作為填充劑330，除了EA以外，還可使用聚烯烴或硅酮等。

[0138] 多個(gè)太陽能電池組件可連接構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)。圖10為說明通過將多個(gè)由本發(fā)明的多個(gè)高效背面接觸型太陽能電池單元200構(gòu)成的太陽能電池組件300耦合所形成的光伏發(fā)電系統(tǒng)400的構(gòu)造例的示意圖。光伏發(fā)電系統(tǒng)400通過布線410串聯(lián)耦合多個(gè)太陽能電池組件300來形成并通過逆變器420向外部負(fù)載電路430供給所產(chǎn)生的電力。盡管圖10中未示出，但光伏發(fā)電系統(tǒng)400可進(jìn)一步包括用于儲存所產(chǎn)生的電力的二次電池。[0139] 注意，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案和實(shí)施例，且具有與權(quán)利要求中所述的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成并發(fā)揮與之類似的功能效果的發(fā)明，即使已做出了任何改變也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。[0140] 附圖標(biāo)記說明[0141] 100背面接觸型太陽能電池單元[0142] 101半導(dǎo)體基板[0143] 102保護(hù)膜[0144] 103抗蝕糊劑[0145] 104發(fā)射極層[0146] 105玻璃層[0147] 106BSF層[0148] 107,108防反射膜兼鈍化膜[0149] 109,110電極[0150] 200高效背面接觸型太陽能電池單元[0151] 300太陽能電池組件[0152] 310母線[0153] 320引線[0154] 330填充劑[0155] 340耐候性樹脂膜[0156] 350受光面保護(hù)材料[0157] 400光伏發(fā)電系統(tǒng)[0158] 410布線[0159] 420逆變器[0160] 430外部負(fù)載電路