單晶硅太陽能電池的制造方法及單晶硅太陽能電池的制作方法

專利名稱：單晶硅太陽能電池的制造方法及單晶硅太陽能電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種單晶硅太陽能電池的制造方法及單晶硅太陽能電池，特 別是涉及一種在透明絕緣性基板上形成單晶硅層的單晶硅太陽能電池的制 造方法及單晶硅太陽能電池。
背景技術：
以硅為主要原料的太陽能電池，根據其結晶性可區分為單晶硅太陽能電 池、多晶硅太陽能電池、以及非晶硅太陽能電池。其中，單晶硅太陽能電池
是將拉晶而成的單晶錠以線鋸切割成晶片狀，加工成100 200um厚的晶 片，然后于此形成pn結、電極、保護膜等而成為太陽能電池單體。
多晶硅的情況時，不是以拉晶的方式，而是利用鑄模來使溶融金屬硅結 晶來制造多晶錠，與單晶硅太陽能電池相同地，將此以線鋸切割成晶片狀， 相同地成為100 200um厚的晶片，與單晶硅基板相同地形成pn結、電極、 保護膜而成為太陽能電池單體。
非晶硅太陽能電池中，例如通過等離子體化學氣相沉積(CVD)法，以 硅垸氣體于氣相中放電、分解，于基板上形成非晶質的氫化硅膜，并添加作 為摻雜氣體的乙硼烷、膦等于此，同時堆積，由此同時進行pn結與成膜工 序，形成電極、保護膜，來制成太陽能電池單體。非晶硅太陽能電池中，因 非晶硅為直接轉換型而吸收入射光，其光吸收系數與單晶以及多晶硅相比， 大約高出一位數(高橋清、浜川圭弘、后川昭雄編著，「太陽光發電」，森 北出版，1980年，233頁)，因此，與結晶系的太陽能電池相較，具有如下 優點，艮卩，非晶硅層的厚度，其膜厚只要1/100的約lum即可。近年來， 世界上的太陽能電池的生產量，年內超過十億瓦特，預期今后生產量將進一 步增加，對于可有效利用資源的薄膜非晶硅太陽能電池有極大的期待。
但是，非晶硅太陽能電池的制造中，原料是使用硅烷、乙硅垸等的高純 度氣體原料，而且由于在等離子體CVD裝置內，也有堆積在基板以外的地 方，因此，其氣體原料的有效利用率，并無法利用與結晶系太陽能電池所必
須的膜厚進行的單純的比較，來決定資源的有效利用率。另外，相對于結晶 系太陽能電池的變換效率約15%左右，非晶硅太陽能電池約10%左右，再 者，光照射下的輸出特性劣化的問題依然存在。
對此，進行了利用結晶系硅材料來開發薄膜太陽能電池的各種嘗試(高
橋清、浜川圭弘、后川昭雄編著，「太陽光發電」，森北出版，1980年，217 頁)。例如于氧化鋁基板、石墨基板等，利用三氯硅垸氣體、四氯硅烷氣體 等堆積多晶薄膜。此堆積膜中的結晶缺陷多，僅由此則變換效率低，為提高 變換效率，有必要進行區域熔融以改善結晶性(例如參照日本專利公開公報 特開2004-342909號)。但是，即使進行如此的區域熔融方法，也有結晶界 面中的漏電流以及因壽命降低造成的長波長域中的光電流響應特性降低等 的問題。

發明內容
本發明是鑒于上述問題而開發出來，其目的是提供一種單晶硅太陽能電 池，是針對硅太陽能電池，為了有效地活用其原料(硅)而將光變換層制成薄 膜，且變換特性優異，并且因光照射所造成的劣化少；因而提供一種可使用 作為住宅等的采光窗材料，受光的可見光中的一部分可透過的透視型太陽能 電池及其制造方法。
為了達成上述目的，本發明提供一種單晶硅太陽能電池的制造方法，是 用以制造出在透明絕緣性基板上配置有作為光變換層的單晶硅層的單晶硅 太陽能電池的方法，其特征為至少包含準備透明絕緣性基板與第一導電型 的單晶硅基板的工序；將氫離子或稀有氣體離子中的至少一種，注入該單晶 硅基板，來形成離子注入層的工序；以該離子注入面作為貼合面，經由透明 導電性粘結劑，粘合該單晶硅基板與該透明絕緣性基板的工序；固化該透明 導電性粘結劑成為透明導電性膜，并貼合該單晶硅基板與該透明絕緣性基板 的工序；對該離子注入層施予沖擊，機械性剝離該單晶硅基板，來形成單晶 硅層的工序；在該單晶硅層，形成與該第一導電型相異的導電型也就是第二 導電型的擴散層，來形成pn結的工序；以及形成電極于該單晶硅層上的工 序。
通過包含如此工序的單晶硅太陽能電池的制造方法，即可制造出在透明
絕緣性基板上配置單晶硅層來作為光變換層的單晶硅太陽能電池。
又，因單晶硅基板與透明絕緣性基板是利用透明導電性粘結劑貼合，所 以可牢固地貼合兩者。因此，即使不施以提高結合力的高溫熱處理，也可充 分地牢固接合。另外，因接合面如此地牢固接合，可于之后對離子注入層施 以沖擊，機械性剝離單晶硅基板，而在透明絕緣性基板上形成薄的單晶硅層。 因此，即使不進行剝離的熱處理，也可將單晶硅層薄膜化。
而且，若通過包含如此工序的單晶硅太陽能電池的制造方法，通過進行 從單晶硅基板剝離以形成作為光變換層的單晶硅層，可提高該單晶硅層的結 晶性。其結果，可提高太陽能電池的變換效率。
又，不通過加熱而通過機械性剝離來進行用以形成單晶硅層的單晶硅基 板的剝離，因此，可抑制于光變換層發生因熱膨脹率相異所造成的龜裂、缺 陷等。
又，由于作成薄硅層的薄膜太陽能電池，可節約、有效利用硅原料。
此時，上述透明絕緣性基板可為石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、 以及堿石灰玻璃中的任一種。
如此，透明絕緣性基板若為石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、以及 堿石灰玻璃中的任一種，這些玻璃為光學特性良好的透明絕緣性基板，可容 易制造出透視型單晶硅太陽能電池。又，所制造的單晶硅太陽能電池容易與 既存的窗玻璃等置換。
又，優選上述透明導電性粘結劑含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧 化銦中的至少一種，并含有施體形成用添加材料。
如此，透明導電性粘結劑若含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦 中的至少一種，并含有施體形成用添加材料，則面電阻低，可制成單晶硅太 陽能電池的變換光也就是可見光附近的透過率高的透明導電性膜。
又，優選上述透明導電性粘結劑含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯 酸樹脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
如此，若透明導電性粘結劑含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹 脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種，這 些物質具有粘結劑的功能，由于可見光的透過性優異，因此可形成良好的透 明導電性膜。 再者，優選上述離子注入的深度為距離子注入面O.lPm以上、5um以下。
如此，離子注入的深度為距離子注入面0.1ym以上、5um以下，由此， 作為所制造的單晶硅太陽能電池的光變換層的單晶硅層的厚度，約可為0.1 um以上、5um以下。而且，若為具有如此厚度的單晶硅層的單晶硅太陽 能電池，薄膜單晶硅太陽能電池可獲得實用的效率，且可節約硅原料的使用 量。又，若為具有如此厚度的單晶硅層的單晶硅太陽能電池，則可確實地透 過一部分的可見光。
又，本發明提供一種單晶硅太陽能電池，是上述任一種單晶硅太陽能電 池的制造方法制造出來的單晶硅太陽能電池。
如此，若是根據上述任一單晶硅太陽能電池的制造方法制造出來的單晶 硅太陽能電池，則通過進行從單晶硅基板剝離以形成作為光變換層的單晶硅 層，不通過加熱而是通過機械性剝離來進行形成單晶硅層的單晶硅基板的剝 離，所以可作出結晶性高的單晶硅層。因此，與膜厚相較，可作出變換效率 高的太陽能電池。又，因為是單晶硅層的厚度薄的薄膜太陽能電池，故可有 效利用硅原料。
又，本發明提供一種單晶硅太陽能電池，是至少依次積層透明絕緣性基 板、透明導電性膜、形成pn結的單晶硅層、以及電極而成。
如此，若為至少依次積層透明絕緣性基板、透明導電性膜、形成pn結 的單晶硅層、以及電極而成的單晶硅太陽能電池，則成為在透明絕緣性基板 上配置有光變換層的硅太陽能電池，由于是以單晶硅層作為光變換層的單晶 硅太陽能電池，因此，與膜厚相較，可作成為變換效率高的太陽能電池。
此時，優選上述透明絕緣性基板為石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、 以及堿石灰玻璃中的任一種。
如此，透明絕緣性基板如為石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、以及 堿石灰玻璃中的任一種，因這些玻璃為光學特性良好的透明絕緣性基板，所 以可制造出透明度高的透視型單晶硅太陽能電池。又，所制造的單晶硅太陽 能電池容易與既存的窗玻璃等置換。
又，優選上述透明導電性膜含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦 中的至少一種，并含有施體形成用添加材料。
如此，透明導電性膜若是含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦中 的至少一種，并含有施體形成用添加材料，則面電阻低，可制成單晶硅太陽 能電池的變換光也就是可見光附近的透過率高的透明導電性膜。
又，優選上述透明導電性膜含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹 脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
如此，若透明導電性膜含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、 液晶聚合物、聚碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種，因這些 物質的可見光透過性優異，因此可作出良好的透明導電性膜。
又，優選上述單晶硅層的膜厚為0.1um以上、5um以下。 如此，若單晶硅層的膜厚為O.lPm以上、5nm以下，則薄膜單晶硅太 陽能電池可獲得實用的效率，且可節約硅原料的使用量。又，若為具有如此 厚度的單晶硅層的單晶硅太陽能電池，則可確實地透過一部分的可見光。 再者，上述任一單晶硅太陽能電池，優選從一側面來看時可透視另一側面。
如此，若為從一側面來看時可透視另一側面的透明太陽能電池，則可與 既存的窗玻璃等置換，可適應各種各樣的情形。
若根據本發明的單晶硅太陽能電池的制造方法，則可制造出一種透視型 薄膜太陽能電池，其將結晶性良好、變換效率高的單晶硅層作為光變換層。
又，若根據本發明的單晶硅太陽能電池，則為于透明絕緣性基板上配置 光變換層的硅太陽能電池中，以單晶硅層作為光變換層的太陽能電池，因此， 與膜厚相較，可作成變換效率高的太陽能電池。
圖1是表示本發明的單晶硅太陽能電池的制造方法的一例的工序圖。 其中，附圖標記說明如下


11:單晶硅基板 13:離子注入面
12:透明絕緣性基板 14:離子注入層
15:透明導電性粘結劑
17:單晶硅層
22:第二導電型硅層
16:透明導電性膜 21:第一導電型硅層 23:電極
31:太陽能電池
具體實施例方式
如上所述，即使是可節約硅原料的薄膜太陽能電池中，也更追求高的變 換效率，因此，不但采用結晶系太陽能電池，且再進一步追求結晶性的改善。
對此，本發明人發現，將單晶硅基板貼合于透明絕緣性基板后，通過將 該單晶硅基板薄膜化，可提高作為光變換層的硅層的結晶性。再者，也考慮 到單晶硅基板與透明絕緣性基板貼合時，利用透明導電性粘結劑，使其固化， 則無須熱處理也可提高接合強度，另外，剝離時進行機械性的剝離，因未經 高溫熱處理而剝離，故可保持單晶硅層的良好結晶性。另外想到若為如此的 薄膜太陽能電池，即可使用作為住宅的窗材料，從一表面側來看時可透視另 一表面側，即，可作成透視型太陽能電池，進而完成本發明。
以下具體說明本發明的實施方式，但本發明并非限定于這些實施方式。
圖1是表示本發明的單晶硅太陽能電池的制造方法的一例的工序圖。
首先，準備單晶硅基板11與透明絕緣性基板12 (工序a)。 對于單晶硅基板并無特別限制，例如可采用將切克勞斯基(CZ)法生長
的單晶切片而獲得，直徑為100 300mm，導電型為p型或n型，電阻率為
0.1 20Q. cm。
另外，透明絕緣性基板可選擇石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、堿 石灰玻璃等。并非限定于這些，但考慮到透明性、可代替窗玻璃材料的情況， 以如上所述的玻璃材料為較佳。另外，透明絕緣性基板為玻璃材料中的廣泛 使用的堿石灰玻璃時，也可于其表面通過浸涂法形成氧化硅皮膜或氧化錫皮 膜(奈塞(nesa)膜)等。這些皮膜具有防止堿石灰玻璃中的堿金屬成分向表 面溶解析出與擴散的緩沖膜的功能，所以是優選的。
接著，將氫離子或稀有氣體離子中的至少其中一種，注入單晶硅基板11， 形成離子注入層14 (工序b)。
例如，將單晶硅基板的溫度設為200 450°C，從其表面13，對應預定 單晶硅層厚度的深度，例如0.1 5um以下的深度，以可形成離子注入層14 的注入能量，注入預定劑量的氫離子或稀有氣體離子中的至少一種。此時， 因氫離子輕，在相同的加速能量中，可從離子注入面13較深地注入而特別
優異。氫離子的電荷極性正負皆可，除了原子的離子之外，也可為氫氣離子。 稀有氣體的情況時，電荷極性也可為正或負電荷的任一種。
另外，如在單晶硅基板的表面預先形成薄硅氧化膜等的絕緣膜，由此進
行離子注入，可以得到一種可抑制注入離子的穿隧效應(channding)的效果。
接著，以離子注入面13作為貼合面，經由導電性粘結劑15，粘結單晶 硅基板11與透明絕緣性基板12 (工序c)。
作為透明導電性粘結劑，可舉例如含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化 銦等，并含有提高這些材料的導電性的施體形成用添加材料的透明導電性材 料。作為施體形成用添加材料，除了在氧化銦中添加錫而作成所謂的氧化銦 錫(于氧化銦添加錫；ITO)以外， 一般是于氧化錫中添加氟、銻，于氧化 鋅中添加鎵、鋁，但可適當的設定而非限定于這些種類。而且，此透明導電 性粘結劑，優選為在丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、硅樹脂、液晶聚合 物、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的可見光透過性佳的樹脂中，含有 上述的透明導電性材料粒子的填料。另外，也可選擇采用聚二氧乙基噻吩/ 聚對苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等的有機導電性聚合物。并且，透明導電性 材料的填料，除了上述的透明導電性材料粒子以外，也可選擇碳或者銀的納 米粒子，但此時透明度將較低。所使用的透明導電性粘結劑并未限定于這些， 但是優選為其面電阻為100Q/口以下、可見光的透過率為80%以上。
而且，經由如此的透明導電性粘結劑，粘結單晶硅基板與透明絕緣性基 板。此時，單晶硅基板以離子注入面13為貼合面。
具體來說，例如，首先，于單晶硅基板與透明絕緣性基板中的至少其中 一方的貼合面，形成透明導電性粘結劑層。此透明導電性粘結劑層的形成， 能夠選擇狹縫模涂布法、浸漬涂布法等的涂布法。接著，經由此透明導電性 粘結劑，使單晶硅基板與透明絕緣性基板粘結。
接著，使透明導電性粘結劑15固化而作成透明導電性膜16，并使單晶 硅基板11與透明絕緣性基板12貼合(工序d)。
此透明導電性粘結劑的固化方法并無特別限定，可以配合材料的性質而 做適當地選擇，例如，利用先暫時加熱至約250'C左右來使透明導電性粘結 劑軟化然后再度冷卻的方法、或是使溶劑揮發的方法等，使透明導電性粘結 劑固化，而將單晶硅基板與透明絕緣性基板牢固地貼合。但是，此固化處理，
是在從室溫至約25CTC前后的溫度條件下進行，并不進行300。C以上的熱處 理。這是因為在單晶硅基板11與透明絕緣性基板12貼合的狀態下，若進行 30(TC以上的高溫熱處理，由于兩者的熱膨脹系數不同，有可能發生熱歪曲、 裂痕、剝離等的情況。如此，相同地，直到下述工序e的單晶硅基板11的 剝離轉印結束為止，不進行30(TC以上的高溫熱處理。
接著，對離子注入層14施予沖擊，機械性剝離上述單晶硅基板11，作 成單晶硅層17 (工序e)。
在本發明中，由于是對離子注入層施予沖擊來進行機械性剝離，所以沒 有伴隨加熱產生熱歪曲、裂痕、剝離等的可能性。為了要對離子注入層施予 沖擊的方法，例如只要是從接合的晶片的側面，連續或間歇地噴吹氣體或液 體等的流體，利用沖擊而產生機械性剝離的方法便可以，并無特別限定。
又，單晶硅基板的機械性剝離時，優選以于透明絕緣性基板的背面粘結 第一輔助基板，并于上述單晶硅基板的背面粘結第二輔助基板，來進行單晶 硅基板的剝離。若如此地利用輔助基板來進行機械性剝離，可防止剝離轉印 的硅單晶層17發生因彎曲造成微小的龜裂以及因此造成的結晶缺陷，防止 太陽能電池的變換效率降低。兩者的基板厚度薄，為約lmm以下時，此方 法的效果顯著。例如，透明絕緣性基板為堿石灰玻璃，厚0.7mm時，以同樣 的堿石灰玻璃作為輔助基板，其總計設為厚度lmm以上，來進行剝離。
另外，進行單晶硅基板的剝離轉印之后，也可進行用以恢復單晶硅層17 表面附近的離子注入損傷的熱處理。此時，因單晶硅基板11已剝離轉印， 成為薄膜的單晶硅層17，因此，即使表面附近局部進行30(TC以上的熱處理， 也幾乎未發生新的龜裂或伴隨此的缺陷。另外，此之后的工序也相同。
接著，于單晶硅層17，形成與工序a中準備的單晶硅基板的導電型也就 是第一導電型相異的導電型也就是第二導電型的擴散層，而作成由第一導電 型硅層21、第二導電型硅層22所構成，已形成pn結的單晶硅層(工序f)。
工序a中準備的單晶硅基板11如為p型單晶硅時，則形成n型的擴散 層，如為n型的單晶硅時，則形成p型的擴散層。第二導電型的擴散層的形 成方法，例如可采用下述方法。工序a中準備的單晶硅基板11為p型時， 于單晶硅層17的表面，將磷的元素離子，通過離子注入法注入，對此進行 閃光燈退火、或是照射在單晶硅層表面中的吸收系數高的紫外線、深紫外線
的激光等，通過進行施體的活性化處理，能夠形成pn結。如此的pn結，也 可先作成包含用以形成施體的磷的等離子體組合物，將此涂布于單晶硅層17 表面，以閃光燈退火、或是照射在單晶硅層表面中的吸收系數高的紫外線、 深紫外線的激光、或是利用紅外線加熱爐等，進行擴散處理。
又，如此地形成pn結后，可進行例如接觸研磨(Touch polish)的研磨 量極少的約5 400nrn的研磨。
接著，于單晶硅層17的第二導電型硅層22側的表面，形成電極23 (工 序g)。
于經擴散處理的表面，利用金屬或透明導電性材料，通過真空蒸鍍法或 化學合成濺鍍法等形成線狀等的電極，來形成電極23(成為透明導電性膜16 的相對極)。再者，也可利用包含金屬的導電性漿料，通過印刷法形成集電電 極。此集電電極形成用組合物的固化可根據上述的閃光燈退火、紅外線加熱 法來進行。本發明的單晶硅太陽能電池為了作成可確實地從一側面來看時可 透視另一側面的結構，因此，形成金屬的電極時，優選電極面積為光受光面 整體的80%以下，更優選為50%以下。形成透明導電性膜時，也可整個表 面地形成。另外，集電電極也可形成于透明絕緣基板的端部。
另外，電極23形成后，更可形成氮化硅等的保護膜。
根據工序a g制造出來的單晶硅太陽能電池，在制造時無熱歪曲、剝 離、裂痕等的發生，薄且具有良好的膜厚均勻性，結晶性優異，是一種在透 明絕緣性基板上具有單晶硅層的單晶硅太陽能電池31。
又，工序e中，單晶硅層17剝離轉印后剩下的單晶硅基板，通過研磨 剝離后的粗面與離子注入層，進行平滑化與除去處理，并進行反復的離子注 入處理，由此可再度利用作為單晶硅基板11來使用。本發明的單晶硅太陽 能電池的制造方法，在從離子注入工序至剝離工序，由于不需要將單晶硅基 板加熱至30(TC以上，所以氧誘導缺陷不會有被導入單晶硅基板中的可能性。 因此，在最初使用厚度比lmm小單晶硅基板的情況，將單晶硅層17的膜厚 設為5um時，可以剝離轉印100次以上。
如圖1 (g)所示，根據如此的制造方法制造出來的單晶硅太陽能電池 31，是依次積層透明絕緣性基板12、透明導電性膜16、形成pn結的單晶硅 層17、以及電極23而形成。單晶硅層17如為0.1 ]im以上5um以下時，薄膜單晶硅太陽能電池可 獲得實用的效率，且可節約硅原料的使用量。另外，若是具有如此厚度的單 晶硅層的單晶硅太陽能電池，則能夠確實地使一部分的可見光透過而成為透 明。
另外，本發明的單晶硅太陽能電池31，能夠作成當從一側面來看時可透 視另一側面。此時，受光面可為透明絕緣性基板12側與電極23側的任一方。
實施例
準備一單晶硅基板作為單晶硅基板ll,其一側面經過鏡面研磨、直徑為 200mm (8英寸)、結晶面(100) 、 p型、電阻率為15 Q. cm。又，準備 直徑200mm (8英寸)、厚2.5mm的石英玻璃基板來作為透明絕緣性基板 12 (工序a)。
接著，以加速電壓350keV、劑量為1.0X10Wci^的條件，將氫陽離子 注入單晶硅基板11 (工序b)。離子注入層14的深度距離子注入面13約3 ym。接著，于石英玻璃基板12，通過噴霧法形成摻雜銻的氧化錫皮膜，并 以氧化銦錫所形成平均粒徑1.0um的導電性粒子作為填料，于烷氧基硅烷 與四烷氧基硅垸的加水分解縮合聚合物中包含上述導電性粒子80wt7。的導 電性材料，將此溶解于異丙醇的溶劑中，作為透明導電性粘結劑。經由此透 明導電性粘結劑15，粘結單晶硅基板11與石英玻璃基板12 (工序c)。
此貼合基板經25(TC二小時加熱處理后，恢復至室溫，由此使透明導電 性粘結劑15固化成透明導電性膜16，并牢固地貼合單晶硅基板11與石英玻 璃基板12 (工序d)。
接著，于接合界面附近，以高壓氮氣噴吹后，從該噴吹面開始剝離，進 行剝起單晶硅基板的機械性剝離(工序e)。此時，使輔助基板從背面吸住 單晶硅基板與石英玻璃后，進行剝離。又，通過閃光燈退火法，以表面瞬間 成為70(TC以上的條件照射剝離轉印后的單晶硅基板，來修復氫注入損傷。
通過網版印刷法，將以包含磷玻璃的乙二醇乙醚作為增粘劑的擴散用漿 料，整個表面地涂布于單晶硅層17的表面。將此以閃光燈進行照射使其表 面瞬間成為600。C以上，形成約lum接合深度的pn結界面(工序f)。
以氫氟酸以及丙酮、異丙醇除去、洗凈此擴散漿料后，通過真空蒸鍍法
與圖案成形法，形成銀電極23 (工序g)。之后，再利用金屬屏蔽，通過真 空蒸鍍法形成銀的集電電極圖樣。之后，在除了取出電極部分的表面上，通 過反應性濺鍍法形成氮化硅的保護皮膜。
如此，制造出一種依次積層透明絕緣性基板、透明導電性膜、形成pn 結的單晶硅層、以及電極而成的薄膜單晶體硅太陽能電池31。
對如此地制造出來的單晶硅太陽能電池，以太陽光模擬儀照射光譜 AM1.5、 100mW/cr^的光，求取變換效率。變換效率為7%，未隨時間發生 變化。
另外，透過此太陽能電池，晴天時的白天中，可將室外的光線引入，目 視室外時，可看見室外的情況。
又，本發明不限定于上述實施方式。上述實施方式僅為例示。與本發明 的權利要求中所記載的技術思想，實質上具有相同的構成、產生相同的效果 的實施方式，不論為如何的方式，皆應包含于本發明的技術思想范圍內。
權利要求
1.一種單晶硅太陽能電池的制造方法，是用以制造出在透明絕緣性基板上配置有作為光變換層的單晶硅層的單晶硅太陽能電池的方法，其特征為至少包含準備透明絕緣性基板與第一導電型的單晶硅基板的工序；將氫離子或稀有氣體離子的至少一種，注入該單晶硅基板，來形成離子注入層的工序；以該離子注入面作為貼合面，經由透明導電性粘結劑，粘結該單晶硅基板與該透明絕緣性基板的工序；固化該透明導電性粘結劑成為透明導電性膜，并貼合該單晶硅基板與該透明絕緣性基板的工序；對該離子注入層施予沖擊，機械地剝離該單晶硅基板，來形成單晶硅層的工序；在該單晶硅層，形成與該第一導電型相異的導電型即第二導電型的擴散層，來形成pn結的工序；以及于該單晶硅層上形成電極的工序。
2. 如權利要求1所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明絕 緣性基板為石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、以及堿石灰玻璃中的任一 種。
3. 如權利要求1所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明導 電性粘結劑含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦中的至少一種，并含 有施體形成用添加材料。
4. 如權利要求2所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明導 電性粘結劑含有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦中的至少一種，并含 有施體形成用添加材料。
5. 如權利要求1所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明導 電性粘結劑含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚 碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
6. 如權利要求2所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明導 電性粘結劑含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚 碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
7. 如權利要求3所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明導 電性粘結劑含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚 碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
8. 如權利要求4所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其中，該透明導電性粘結劑含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚 碳酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
9. 如權利要求1 8中任一項所述的單晶硅太陽能電池的制造方法，其 中，該離子注入的深度為距離子注入面0.1um以上、5ym以下。
10. —種單晶硅太陽能電池，是根據權利要求1 8中任一項所述的單晶 硅太陽能電池的制造方法制造而成。
11. 一種單晶硅太陽能電池，是根據權利要求9所述的單晶硅太陽能電池 的制造方法制造而成。
12. 如權利要求IO所述的單晶硅太陽能電池，其中，該單晶硅太陽能電 池可從一側面透視另一側面。
13. 如權利要求11所述的單晶硅太陽能電池，其中，該單晶硅太陽能電 池可從一側面透視另 一側面。
14. 一種單晶硅太陽能電池，是至少依次積層透明絕緣性基板、透明導電 性膜、形成pn結的單晶硅層、以及電極而成。
15. 如權利要求14所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明絕緣性基板 為石英玻璃、結晶化玻璃、硼硅酸玻璃、以及堿石灰玻璃中的任一種。
16. 如權利要求14所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明導電性膜含 有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦中的至少一種，并含有施體形成用 添加材料。
17. 如權利要求15所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明導電性膜含 有氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、以及氧化銦中的至少一種，并含有施體形成用 添加材料。
18. 如權利要求14所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明導電性膜含 有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及 聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
19. 如權利要求15所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明導電性膜含 有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及 聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
20. 如權利要求16所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明導電性膜含有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及 聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
21. 如權利要求17所述的單晶硅太陽能電池，其中，該透明導電性膜含 有硅樹脂、丙烯酸樹脂、脂環式丙烯酸樹脂、液晶聚合物、聚碳酸酯、以及 聚對苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。
22. 如權利要求14 21中任一項所述的單晶硅太陽能電池，其中，該單 晶硅層的膜厚為O.lPm以上、5iim以下。
23. 如權利要求14 21中任一項所述的單晶硅太陽能電池，其中，該單 晶硅太陽能電池可從一側面透視另 一側面。
24. 如權利要求22所述的單晶硅太陽能電池，其中，該單晶硅太陽能電 池可從一側面透視另一側面。
全文摘要
一種單晶硅太陽能電池的制造方法，包含將氫離子或稀有氣體離子中的至少一種注入單晶硅基板的工序；以該離子注入面作為貼合面，經由透明導電性粘結劑，粘結該單晶硅基板與該透明絕緣性基板的工序；固化該透明導電性粘結劑成為透明導電性膜，并貼合該單晶硅基板與該透明絕緣性基板的工序；對該離子注入層施予沖擊，機械性剝離該單晶硅基板，來形成單晶硅層的工序；以及在該單晶硅層形成pn結的工序。由此提供一種單晶硅太陽能電池，于硅太陽能電池中，為了有效活用其原料(硅)而將光變換層制成薄膜，且變換特性優異，并且因光照射產生的劣化少，所以可使用作為住宅等的采光窗材料的透視型太陽能電池。
文檔編號H01L31/18GK101174658SQ20071018512
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優先權日2006年10月30日
發明者久保田芳宏, 伊藤厚雄, 川合信, 田中好一, 秋山昌次, 飛坂優二 申請人:信越化學工業株式會社