Top > Search of International Patents > HETEROJUNCTION SOLAR CELL AND PROCESS FOR PRODUCING SAME

HETEROJUNCTION SOLAR CELL AND PROCESS FOR PRODUCING SAME

Foreign code F150008611
File No. (S2014-0689-N0)
Posted date Dec 16, 2015
Country WIPO
International application number 2015JP055772
International publication number WO 2015137152
Date of international filing Feb 27, 2015
Date of international publication Sep 17, 2015
Priority data
  • P2014-051160 (Mar 14, 2014) JP
Title HETEROJUNCTION SOLAR CELL AND PROCESS FOR PRODUCING SAME
Abstract [Problem] To provide a heterojunction solar cell of a structure in which carrier recombination on the upper surface of the crystalline silicon can be dramatically inhibited and which attains a heightened efficiency. [Solution] This heterojunction solar cell is a solar cell in which a thin film of intrinsic amorphous silicon has been bonded by heterojunction to a crystalline silicon substrate, wherein the crystalline silicon substrate has a doped layer formed by doping an extreme surface layer having a depth of 10 nanometers or less with phosphorus or boron. According to an electron photomicrograph obtained when a sample (900) was examined with a transmission electron microscope, the sample (900) having been produced by depositing a film of intrinsic amorphous silicon (902) right on an n-type crystal silicon substrate (901) by a catalytic-CVD method, the thickness of an interface transition layer (903) between the n-type crystal silicon (901) and the amorphous silicon (902) is 0.6 nanometers or less.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
真性アモルファス・シリコン薄膜が結晶系シリコン基板にヘテロ接合している太陽電池であって、前記結晶系シリコン基板には、深さ10ナノメートル以内の極表層にリンがドープされたリン・ドープ層、深さ10ナノメートル以内の極表層にボロンがドープされたボロン・ドープ層のいずれかないしは両方が形成されていることを特徴とするヘテロ接合太陽電池。
[請求項2]
前記結晶系シリコン基板と前記真性アモルファス・シリコン薄膜との界面には界面遷移層が形成されており、前記界面遷移層の厚みが0.6ナノメートル以下であることを特徴とする請求項1記載のヘテロ接合太陽電池。
[請求項3]
前記結晶系シリコン基板の上面側には前記リン・ドープ層が形成され、前記リン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層が積層され、前記真性アモルファス・シリコン層にn型アモルファス・シリコン層が積層されて電子収集電極が形成されており、また、前記結晶系シリコン基板の下面側には前記ボロン・ドープ層が形成され、前記ボロン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層が積層され、前記真性アモルファス・シリコン層にp型アモルファス・シリコン層が積層されてホール収集電極が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のヘテロ接合太陽電池。
[請求項4]
前記結晶系シリコン基板の上面側には前記リン・ドープ層が形成され、前記リン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層が積層され、前記真性アモルファス・シリコン層にn型アモルファス・シリコン層が積層され、前記n型アモルファス・シリコン層に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の上に窒化シリコン膜が形成され、前記窒化シリコン膜に所定間隔で細孔が開けられて、その細孔群位置に電子収集電極が形成されており、また、前記結晶系シリコン基板の下面側には前記ボロン・ドープ層が形成されており、前記ボロン・ドープ層に真性アモルファス・シリコン層が積層され、前記真性アモルファス・シリコン層にp型アモルファス・シリコン層が積層され、前記p型アモルファス・シリコン層に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の下に窒化シリコン膜が形成され、前記窒化シリコン膜に所定間隔で細孔が開けられて、その細孔群位置にホール収集電極が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のヘテロ接合太陽電池。
[請求項5]
前記結晶系シリコン基板の上面側には前記リン・ドープ層が形成されており、前記リン・ドープ層の上に窒化シリコン膜が形成されており、そして、前記結晶系シリコン基板の下面側には前記リン・ドープ層と前記ボロン・ドープ層とが所定間隔で形成されており、前記リン・ドープ層及び前記ボロン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層が積層され、前記リン・ドープ層の真下の位置にn型アモルファス・シリコン層が積層され、前記n型アモルファス・シリコン層に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の下に電子収集電極が形成されており、また、前記ボロン・ドープ層の真下の位置にp型アモルファス・シリコン層が積層され、前記p型アモルファス・シリコン層に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の下にホール収集電極が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のヘテロ接合太陽電池。
[請求項6]
前記結晶系シリコン基板の上面側には前記リン・ドープ層が形成されており、前記リン・ドープ層の上に窒化シリコン膜が形成されており、そして、前記結晶系シリコン基板の下面側には前記リン・ドープ層と前記ボロン・ドープ層とが所定間隔で形成されており、前記リン・ドープ層及び前記ボロン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層が積層され、前記真性アモルファス・シリコン層の下に窒化シリコン膜が形成され、前記窒化シリコン膜に所定間隔で細孔が開けられて、その細孔群位置における、前記リン・ドープ層の真下の位置にn型アモルファス・シリコン層が積層され、前記n型アモルファス・シリコン層に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の下に電子収集電極が形成されており、また、前記ボロン・ドープ層の真下の位置にp型アモルファス・シリコン層が積層され、前記p型アモルファス・シリコン層に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜の下にホール収集電極が形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のヘテロ接合太陽電池。
[請求項7]
前記リン・ドープ層と前記ボロン・ドープ層のいずれかないしは両方は350℃以下の低温でドープされた層であり、かつ、前記真性アモルファス・シリコン薄膜は触媒化学気相堆積法によって形成された薄膜であることを特徴とする請求項1または2記載のヘテロ接合太陽電池。
[請求項8]
真性アモルファス・シリコン薄膜が結晶系シリコン基板にヘテロ接合している太陽電池の製造方法であって、ホスフィン等のリンを含む原料ガスと加熱した金属触媒体線との接触により生成された種に350℃以下の低温で前記結晶系シリコン基板を曝すことによって深さ10ナノメートル以内の極表層にリンをドープしてリン・ドープ層を形成するか、ジボラン等のボロンを含む原料ガスが加熱された金属触媒体線との接触により生成された種に350℃以下の低温で前記結晶系シリコン基板を曝すことによって深さ10ナノメートル以内の極表層にボロンをドープしてボロン・ドープ層を形成するかのいずれかないしは両方の処理を行うことを特徴とするヘテロ接合太陽電池の製造方法。
[請求項9]
前記リン・ドープ層と前記ボロン・ドープ層のいずれかないしは両方の作用によって前記結晶系シリコ基板と前記真性アモルファス・シリコン薄膜との界面に界面遷移層を形成し、前記界面遷移層の厚みを0.6ナノメートル以下にすることを特徴とする請求項8記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。
[請求項10]
前記結晶系シリコン基板の上面側に前記リン・ドープ層を形成し、前記リン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層を触媒化学気相堆積法によって積層し、前記真性アモルファス・シリコン層にn型アモルファス・シリコン層を積層してから電子収集電極を形成し、また、前記結晶系シリコン基板の下面側に前記ボロン・ドープ層を形成し、前記ボロン・ドープ層に真性アモルファス・シリコン層を積層し、前記真性アモルファス・シリコン層にp型アモルファス・シリコン層を積層してからホール収集電極を形成することを特徴とする請求項8または9記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。
[請求項11]
前記結晶系シリコン基板の上面側に前記リン・ドープ層を形成し、前記リン・ドープ層に前記真性アモルファス・シリコン層を触媒化学気相堆積法によって積層し、前記真性アモルファス・シリコン層にn型アモルファス・シリコン層を積層し、前記n型アモルファス・シリコン層に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の上に窒化シリコン膜を形成し、前記窒化シリコン膜に所定間隔で細孔を開けて、その細孔群位置に電子収集電極を形成し、また、前記結晶系シリコン基板の下面側に前記ボロン・ドープ層を形成し、前記ボロン・ドープ層に真性アモルファス・シリコン層を積層し、前記真性アモルファス・シリコン層にp型アモルファス・シリコン層を積層し、前記p型アモルファス・シリコン層に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の下に窒化シリコン膜を形成し、前記窒化シリコン膜に所定間隔で細孔を開けて、その細孔群位置にホール収集電極を形成することを特徴とする請求項8または9記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。
[請求項12]
前記結晶系シリコン基板の上面側に前記リン・ドープ層を形成し、前記リン・ドープ層の上に窒化シリコン膜を触媒化学気相堆積法によって形成し、そして、前記結晶系シリコン基板の下面側に前記リン・ドープ層と前記ボロン・ドープ層とを所定間隔で形成し、前記リン・ドープ層及び前記ボロン・ドープ層に真性アモルファス・シリコン層を積層し、前記リン・ドープ層の真下の位置にn型アモルファス・シリコン層を積層し、前記n型アモルファス・シリコン層に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の下に電子収集電極を形成し、また、前記ボロン・ドープ層の真下の位置にp型アモルファス・シリコン層を積層し、前記p型アモルファス・シリコン層に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の下にホール収集電極を形成することを特徴とする請求項8または9記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。
[請求項13]
前記結晶系シリコン基板の上面側に前記リン・ドープ層を形成し、前記リン・ドープ層の上に窒化シリコン膜を触媒化学気相堆積法によって形成し、そして、前記結晶系シリコン基板の下面側に前記リン・ドープ層と前記ボロン・ドープ層とを所定間隔で形成し、前記リン・ドープ層及び前記ボロン・ドープ層に真性アモルファス・シリコン層を積層し、前記真性アモルファス・シリコン層の下に窒化シリコン膜を形成し、前記窒化シリコン膜に所定間隔で細孔を開けて、その細孔群位置における、前記リン・ドープ層の真下の位置にn型アモルファス・シリコン層を積層し、前記n型アモルファス・シリコン層に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の下に電子収集電極を形成し、また、前記ボロン・ドープ層の真下の位置にp型アモルファス・シリコン層を積層し、前記p型アモルファス・シリコン層に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜の下にホール収集電極を形成することを特徴とする請求項8または9記載のヘテロ接合太陽電池の製造方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • Inventor
  • MATSUMURA HIDEKI
  • OHDAIRA KEISUKE
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN TD TG
Please contact us by e-mail or facsimile if you have any interests on this patent. Thanks.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close