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(fā)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，依其結晶性可區(qū)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 200Pm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 晶化來制造多結晶錠，與單晶硅太陽能電池相同地，將此以線鋸切割成晶片 狀，相同地作成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(shù)與單晶以及多晶硅的情形 相較比，大約高出一位數(shù)(高橋清、浜川圭弘、后川昭雄編著，「太陽光發(fā) 電」，森北出版，1980年，233頁)，因此，與結晶系的太陽能電池相較， 具有以下優(yōu)點，即，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(chǎn)量，年超過十億瓦特，預期今后生產(chǎn)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(fā)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(fā)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，僅依此則變換效率低，為提高 變換效率，必要進行區(qū)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(qū)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(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題點而開發(fā)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(yōu)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(fā)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其中一種注入該單 晶硅基板，來形成離子注入層的工序；形成透明導電性膜于該透明絕緣性基 板的至少其中一側的表面的工序；于該單晶硅基板的離子注入面及/或該透明 絕緣性基板上的該透明導電性膜的表面，進行表面活化處理的工序；貼合該 單晶硅基板的離子注入面與該透明絕緣性基板上的該透明導電性膜的表面 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；于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。
另外，單晶硅基板與形成透明導電性膜的透明絕緣性基板，因表面活化 處理后貼合，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，于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(fā)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(jié)約、有效利用硅原料。 此時，上述表面活化處理為等離子體處理或臭氧處理的至少其中一種。 如此，若表面活化處理為等離子體處理或臭氧處理的至少其中一種，則
可容易地進行表面活化，牢固地貼合單晶硅基板與透明絕緣性基板上的透明
導電性膜。
又，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 已有的窗玻璃等置換。
又，優(yōu)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視光附近的透過率高的透明導電性膜。
又，優(yōu)選上述形成透明導電性膜的形成，是進行化學合成濺鍍法、化學
合成蒸鍍法、化學氣相沉積法(CVD法)、以及浸涂法中的至少一種。
如此，透明導電性膜的形成，若是通過進行化學合成濺鍍法、化學合成
蒸鍍法、化學氣相沉積法(CVD法)、以及浸涂法中的至少一種，則可確實 且容易地形成透明導電性膜。
再者，優(yōu)選上述離子注入的深度為距離子注入面0.1 u m以上、5 y m以下。
如此，離子注入的深度為距離子注入面0.1 u m以上、5 u m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、5Pm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(jié)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(fā)明提供一種單晶硅太陽能電池，是根據(jù)上述任一種單晶硅太陽 能電池的制造方法制造出來，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，若是根據(jù)上述任一種單晶硅太陽能電池的制造方法制造出來，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。
此時，優(yōu)選上述單晶硅太陽能電池從一側面來看時可透視另一側面。
如此，如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 已有的窗玻璃等置換，可適應各種各樣的情形。
若根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(fā)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12:透明絕緣性基板
13:離子注入面14:離子注入層
16:透明導電性膜17:單晶硅層
21:第一導電型硅層22:第二導電型硅層
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(jié)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(fā)明人發(fā)現(xiàn)，預先形成作為電極功能的透明導電性膜于透明絕 緣性基板的表面，將該透明絕緣性基板上的透明導電性膜與單晶硅基板貼合 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上的透明導電性膜貼合前，通過 使兩者的表面活化，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(jīng)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?zhèn)葋砜磿r可透視另一表面?zhèn)?，也即，可作成透視型太陽能電池，進而完成 本發(fā)明。
以下具體說明本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并非限定于這些實施方式。 圖1是表示本發(fā)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優(yōu)選。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機能，所以是優(yōu)選的。
接著，將氫離子或稀有氣體離子的至少其中一種，注入單晶硅基板ll， 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深入地注入而特別 優(yōu)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。 又，形成厚的絕緣膜時，必須于工序d的表面活化工序之前，通過蝕刻等， 加以除去。
另一方面，至少于透明絕緣性基板12 —側的表面形成透明導電性膜16 (工序c)。
此透明導電性膜的材料可舉出例如含有氧化鈦、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?shù)脑O定而非限定于這些種類。所使用的透明導電 性膜并未限定這些，但優(yōu)選面電阻于100Q/口以下，可見光的透過率于80 %以上。
這些透明導電性膜的形成，可通過化學合成濺鍍法、化學合成沉積法等， 于真空成膜裝置進行，但也可選擇化學氣相沉積法(Chemical Vapor Depostion; CVD)、浸涂法等。形成此透明導電性膜時，為提高下述工序e 的貼合工序時的接合強度，優(yōu)選表面經(jīng)充分地平坦化。如此的高平坦度的表 面，例如，在沉積透明導電性膜后，可通過研磨等，實現(xiàn)表面平坦化。
又，工序b的對單晶硅基板的離子注入工序，與工序C的于透明絕緣性 基板表面形成透明導電性膜工序的順序，何者為先皆可。
接著，于單晶硅基板11的離子注入面13及/或透明絕緣性基板12上的 透明導電性膜16的表面，進行表面活性處理(工序d)。
此表面活化處理，如可于次一工序e的貼合工序中，牢固貼合單晶硅基 板11與透明絕緣基板12上的透明導電性膜16，則無特別限定，但可通過等 離子體處理或臭氧處理的至少其中一種，適當?shù)剡M行為優(yōu)選。
以等離子體處理時，于真空氣室中載置以RCA洗凈法(美國RCA公司 開發(fā)的洗凈法)等洗凈后的單晶硅基板11及/或已形成透明導電性膜16的透 明絕緣性基板12，導入等離子體用氣體后，于約100W的高頻等離子體中曝 露約5 10秒，至少，將表面活化處理的表面，也即，單晶硅基板ll的離 子注入面13，透明絕緣性基板12的透明導電性膜16的表面，進行等離子體 處理。等離子體用氣體并無特別限定，可采用氫氣、氬氣、或這些的混合氣 體，或是氫氣與氦氣的混合氣體等。
以臭氧處理時，于導入大氣的氣室中載置以RCA洗凈法等洗凈后的單 晶硅基板11及/或已形成透明導電性膜16的透明絕緣性基板12，導入氮氣、 氬氣等的等離子體用氣體后，產(chǎn)生高頻等離子體，將大氣中的氧變換為臭氧， 至少將上述要進行表面活化處理的表面，進行臭氧處理。等離子體處理與臭 氧處理可進行任一種或兩種皆進行。
通過此等離子體處理、臭氧處理等的表面活化處理，氧化除去單晶硅基 板11及/或透明絕緣性基板12上的透明導電性膜16的表面的有機物，并增 加表面的氫氧基而活化。單晶硅基板11、透明絕緣性基板12上的透明導電 性膜16的表面的兩者，皆進行此表面活化處理則更為優(yōu)選，也可以僅其中 一方進行。
接著，貼合單晶硅基板11的離子注入面13與透明絕緣性基板12上的 透明導電性膜16的表面(工序e)。
工序d中，單晶硅基板的離子注入面13或透明絕緣性基板12上的透明 導電性膜16的表面中，至少一方經(jīng)表面活化處理，因此，兩者例如于減壓 或常壓下，從室溫至約25(TC，優(yōu)選是以約為室溫的溫度下，僅使其粘結， 便能以可承受其后的工序中的機械性剝離的強度，牢固地接合。
此貼合工序是于室溫至約25(TC左右為止的溫度條件下進行，不進行300 'C以上的熱處理。如單晶硅基板11與透明絕緣性基板12于貼合狀態(tài)下，進 行300。C以上的高溫熱處理，則因兩者的熱膨脹系數(shù)相異，可能會發(fā)生熱歪 曲、裂痕、剝離等。如此，相同地，直到下述工序f的單晶硅基板ll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f)。
在本發(fā)明中，由于是對離子注入層施予沖擊來進行機械性剝離，因此沒 有伴隨加熱發(fā)生熱歪曲、裂痕、剝離的可能性。對離子注入層施予沖擊的方 法，例如，可連續(xù)或間歇地對接合的晶片的側面，以氣體、液體等的流體噴 吹，但是對于通過沖擊產(chǎn)生機械性剝離的方法并無特別限定。
又，單晶硅基板的機械性剝離時，優(yōu)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(fā)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，其總計厚度設成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(fā)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g)。
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(shù)高的紫外線、深紫外線
的激光等，通過進行施體的活化處理，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漿狀組合物，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(shù)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 400nm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h)。此電極23為透明導電性膜16的相對極。
于經(jīng)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(jù)上述的閃光燈退火、紅外線加熱 法來進行。本發(fā)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 透視另一側面的構造，因此，形成金屬的電極時，優(yōu)選電極面積為光受光面 整體的80%以下，更優(yōu)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(jù)工序a h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(fā)生，薄且具有良好的膜厚均勻性，結晶性佳，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f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，并進行重復的離子注入 處理，由此可以再度作為單晶硅基板11來使用。本發(fā)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小的單晶硅基板的情況，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 (h)所示，根據(jù)如此的制造方法制造出來的單晶硅太陽能電池 31，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而成。單晶硅太陽能電池31，以形成pn結的單晶硅層17
(光變換層)，將入射光變換為電能，然后分別以透明導電性膜16與電極
23作為正極或負極中之其中一方，將電能取出。
單晶硅層17如為0.1 li m以上5 U m以下時，薄膜單晶硅太陽能電池可 獲得實用的效率，且可節(jié)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(fā)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
準備一單晶硅基板來作為單晶硅基板11，其一側面經(jīng)鏡面研磨、直徑 200mm (8英寸)、結晶面(100) 、 p型、電阻率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1.0X10"/ci^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 u m。
另一方面，在石英玻璃基板12的一側表面，通過化學蒸鍍法，形成厚 約0.5 um的添加氟的氧化錫皮膜，作為透明導電性膜16 (工序c)。此透 明導電性膜表面通過化學機械研磨(Chemical mechanical Polishing; CMP) 法，于原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope; AFM) 10umX10um的 掃描下進行研磨以獲得平均粗度0.3nm以下的鏡面。該研磨后的添加氟的氧 化錫膜的膜厚為0.4ixm，其面電阻為15Q/口。
接著，單晶硅基板11的離子注入面13與石英玻璃基板12上的添加氟 的氧化錫皮膜16的表面，通過減壓等離子體法，曝露于氮等離子體中15秒， 進行表面活化處理(工序d)。
接著，以進行上述表面活化處理后的表面作為互相貼合的面，牢固地貼 合單晶硅基板11與石英玻璃基板12上的添加氟的錫皮膜16 (工序e)。
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f)。此時，使輔助基板從背面吸住
單晶硅基板與石英玻璃基板后，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。
接著，通過網(wǎng)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1 u m接合深度的pn結界面(工序g)。
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h)。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案。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、形成有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/cn^的光，求取變換效率。其變換效率為9%，未隨時間發(fā) 生變化。
另夕卜，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(fā)明不限定于上述實施方式。上述實施方式僅為例示。與本發(fā)明 的權利要求中記載的技術思想，實質上具有相同的構成，產(chǎn)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(fā)明的技術思想的范圍內。
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；于該透明絕緣性基板的至少一側的表面形成透明導電性膜的工序；于該單晶硅基板的離子注入面及/或該透明絕緣性基板上的該透明導電性膜的表面，進行表面活化處理的工序；貼合該單晶硅基板的離子注入面與該透明絕緣性基板上的該透明導電性膜的表面的工序；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，該表面活 化處理為等離子體處理或臭氧處理中的至少一種。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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，該形成透明導電性膜的工序，是進行化學合成濺鍍法、化學合成蒸鍍法、 CVD法、以及浸涂法中的至少一種。
10. 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O.lPm以上、5um以下。
11. 如權利要求9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、5um以下。
12. —種單晶硅太陽能電池，是根據(jù)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，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。
13. —種單晶硅太陽能電池，是根據(jù)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，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。
14. 一種單晶硅太陽能電池，是根據(jù)權利要求IO所述的單晶硅太陽能電 池的制造方法制造而成，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。
15. —種單晶硅太陽能電池，是根據(jù)權利要求11所述的單晶硅太陽能電 池的制造方法制造而成，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。
16. 如權利要求12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。
17. 如權利要求13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。
18. 如權利要求14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。
19. 如權利要求15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注入單晶硅基板的工序；形成透明導電性膜于透明絕緣性基板的表面的工序；于該單晶硅基板的離子注入面及/或該透明絕緣性基板上的該透明導電性膜的表面，進行表面活化處理的工序；貼合該單晶硅基板的離子注入面與該透明絕緣性基板上的該透明導電性膜表面的工序；對該離子注入層施予沖擊，機械性剝離該單晶硅基板，形成單晶硅層的工序；以及于該單晶硅層形成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(yōu)異，并且因光照射產(chǎn)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H01L31/18GK101174659SQ20071018512
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權日2006年10月30日
發(fā)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(yōu)二 申請人:信越化學工業(yè)株式會社