光電轉(zhuǎn)換元件、光電轉(zhuǎn)換模塊以及太陽光發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案

提供一種能夠抑制包含雜質(zhì)的非晶態(tài)半導(dǎo)體層與形成于該非晶態(tài)硅層上的電極的接觸電阻變高，從而提高元件特性的光電轉(zhuǎn)換元件。光電轉(zhuǎn)換元件(10)具備半導(dǎo)體基板(12)、第1半導(dǎo)體層(20n)、第2半導(dǎo)體層(20p)、第1電極(22n)和第2電極(22p)。第1半導(dǎo)體層(20n)具有第1導(dǎo)電類型。第2半導(dǎo)體層(20p)具有與第1導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型。第1電極(22n)形成于第1半導(dǎo)體層(20n)上。第2電極(22p)形成于第2半導(dǎo)體層(20p)上。第1電極(22n)以及第2電極(22p)中的至少一方的電極包括多個(gè)金屬晶粒。電極的面內(nèi)方向上的金屬晶粒的平均晶體粒徑大于電極的厚度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及光電轉(zhuǎn)換元件、光電轉(zhuǎn)換模塊以及太陽光發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
近年來，作為光電轉(zhuǎn)換元件的太陽能電池受到關(guān)注。作為太陽能電池的一例，有背面電極型的太陽能電池。例如在日本特開2007-281156號(hào)公報(bào)中公開了背面電極型的太陽能電池。在上述公報(bào)中，背面電極型的太陽能電池由晶體半導(dǎo)體、形成于上述晶體半導(dǎo)體的與太陽光的照射面成為相反側(cè)的背面的n型非晶態(tài)半導(dǎo)體層、形成于上述背面的p型非晶態(tài)半導(dǎo)體層以及形成于上述n型非晶態(tài)半導(dǎo)體層上和上述p型非晶態(tài)半導(dǎo)體層上的電極構(gòu)成。然而，在如上述公報(bào)那樣在非晶態(tài)半導(dǎo)體層上形成電極的情況下，存在非晶態(tài)半導(dǎo)體層與電極之間的接觸電阻變高這樣的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種能夠降低包含雜質(zhì)的非晶態(tài)半導(dǎo)體層與形成于該非晶態(tài)半導(dǎo)體層上的電極的接觸電阻，從而提高元件特性的光電轉(zhuǎn)換元件。本專利技術(shù)的實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件具備半導(dǎo)體基板、第1半導(dǎo)體層、第2半導(dǎo)體層、第1電極和第2電極。第1半導(dǎo)體層具有第1導(dǎo)電類型。第2半導(dǎo)體層具有與第1導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型。第1電極形成于第1半導(dǎo)體層上。第2電極形成于第2半導(dǎo)體層上。第1電極以及第2電極中的至少一方的電極包括多個(gè)金屬晶粒。電極的面內(nèi)方向上的金屬晶粒的平均晶體粒徑大于電極的厚度。本專利技術(shù)的實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件能夠降低包含雜質(zhì)的非晶態(tài)半導(dǎo)體層與形成于該非晶態(tài)硅層上的電極的接觸電阻，并且提高元件特性。附圖說明圖1是示出本專利技術(shù)的第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2A是用于說明圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出硅基板的剖視圖。圖2B是用于說明圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的背面形成了本征非晶態(tài)硅層并且在本征非晶態(tài)硅層上形成了n型非晶態(tài)硅層以及p型非晶態(tài)硅層的狀態(tài)的剖視圖。圖2C是用于說明圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的受光面形成了鈍化膜的狀態(tài)的剖視圖。圖2D是用于說明圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在鈍化膜上形成了防反射膜的狀態(tài)的剖視圖。圖2E是用于說明圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出形成了金屬膜的狀態(tài)的剖視圖。圖2F是用于說明圖1所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出形成了電極的狀態(tài)的剖視圖。圖3是示出平均晶體粒徑與退火溫度的關(guān)系的圖表。圖4是示出平均晶體粒徑與接觸電阻的關(guān)系的圖表。圖5是示出測(cè)定接觸電阻時(shí)的樣品的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖6是用于說明金屬晶粒的界面能級(jí)的概念圖。圖7是示出金屬晶粒小的情況下的電極與n型非晶態(tài)硅層的界面的能帶圖。圖8是示出金屬晶粒大的情況下的電極與n型非晶態(tài)硅層的界面的能帶圖。圖9是示出單電池電阻與平均晶體粒徑的平均值的關(guān)系的圖表。圖10是示出轉(zhuǎn)換效率η與平均晶體粒徑的平均值的關(guān)系的圖表。圖11是示出曲線因子FF與平均晶體粒徑的平均值的關(guān)系的圖表。圖12是示出本專利技術(shù)的第1實(shí)施方式的應(yīng)用例1的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的一例的剖視圖。圖13是示出本專利技術(shù)的第1實(shí)施方式的應(yīng)用例2的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的一例的剖視圖。圖14是示出本專利技術(shù)的第1實(shí)施方式的應(yīng)用例3的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的一例的剖視圖。圖15是示出本專利技術(shù)的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖16A是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的背面?zhèn)刃纬闪薾型擴(kuò)散層的狀態(tài)的剖視圖。圖16B是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的背面形成了絕緣膜的狀態(tài)的剖視圖。圖16C是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的正面?zhèn)刃纬闪藀型擴(kuò)散層的狀態(tài)的剖視圖。圖16D是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的受光面形成了非晶態(tài)膜的狀態(tài)的剖視圖。圖16E是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在鈍化膜上形成了非晶態(tài)膜的狀態(tài)的剖視圖。圖16F是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出形成了金屬膜的狀態(tài)的剖視圖。圖16G是用于說明圖15所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出形成了電極的狀態(tài)的剖視圖。圖17是示出本專利技術(shù)的第2實(shí)施方式的應(yīng)用例的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖18是示出本專利技術(shù)的第3實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖19A是用于說明圖18所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的背面?zhèn)刃纬闪薾型擴(kuò)散層的狀態(tài)的剖視圖。圖19B是用于說明圖18所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的正面?zhèn)刃纬闪藀型擴(kuò)散層的狀態(tài)的剖視圖。圖19C是用于說明圖18所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的正面形成了非晶態(tài)膜的狀態(tài)的剖視圖。圖19D是用于說明圖18所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出在硅基板的背面形成了非晶態(tài)膜的狀態(tài)的剖視圖。圖19E是用于說明圖18所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出形成了金屬膜的狀態(tài)的剖視圖。圖19F是用于說明圖18所示的光電轉(zhuǎn)換元件的制造方法的剖視圖，是示出形成了電極的狀態(tài)的剖視圖。圖20是示出本專利技術(shù)的第3實(shí)施方式的應(yīng)用例1的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖21是示出本專利技術(shù)的第3實(shí)施方式的應(yīng)用例2的光電轉(zhuǎn)換元件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖22是示出具備本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖23是示出具備本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖24是示出圖23所示的光電轉(zhuǎn)換模塊陣列的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖25是示出具備本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換元件的太陽光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概略圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的第1方式的光電轉(zhuǎn)換元件具備半導(dǎo)體基板、第1半導(dǎo)體層、第2半導(dǎo)體層、第1電極和第2電極。第1半導(dǎo)體層具有第1導(dǎo)電類型。第2半導(dǎo)體層具有與第1導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型。第1電極形成于第1半導(dǎo)體層上。第2電極形成于第2半導(dǎo)體層上。第1電極以及第2電極中的至少一方的電極包括多個(gè)金屬晶粒。電極的面內(nèi)方向上的金屬晶粒的平均晶體粒徑大于電極的厚度。在第1方式中，能夠降低電極與半導(dǎo)體層的接觸電阻。其結(jié)果是，能夠提高光電轉(zhuǎn)換元件本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，半導(dǎo)體基板；第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體層；與所述第1導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體層；形成于所述第1半導(dǎo)體層上的第1電極；以及形成于所述第2半導(dǎo)體層上的第2電極，所述第1電極與所述第2電極中的至少一方的電極包括多個(gè)金屬晶粒，所述電極的面內(nèi)方向上的所述金屬晶粒的平均晶體粒徑大于所述電極的厚度。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2013.10.25 JP 2013-2228161.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，
半導(dǎo)體基板；
第1導(dǎo)電類型的第1半導(dǎo)體層；
與所述第1導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型的第2半導(dǎo)體層；
形成于所述第1半導(dǎo)體層上的第1電極；以及
形成于所述第2半導(dǎo)體層上的第2電極，
所述第1電極與所述第2電極中的至少一方的電極包括多個(gè)金屬
晶粒，
所述電極的面內(nèi)方向上的所述金屬晶粒的平均晶體粒徑大于所述
電極的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，
所述電極由以銀作為主要成分的金屬膜構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，
所述第1半導(dǎo)體層以及所述第2半導(dǎo)體層設(shè)置于所述半導(dǎo)體基板
的與受光面相反一側(cè)的背面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征
在于，
所述金屬晶粒的與所述半導(dǎo)體基板的厚度方向平行的晶體軸優(yōu)先
取向于<111>方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征
在于，
所述電極是所述第1電極，
所述第1導(dǎo)電類型是n型，
所述平均晶體粒徑為所述第1電極的厚度的1.34倍以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征
在于，
所述電極是所述第1電極，
所述第1導(dǎo)電類型是n型，
所述平均晶體粒徑為所述第1電極的厚度的1.54倍以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征
在于，
所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：木本賢治，小出直城，稗田健，中村淳一，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：夏普株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP