本發(fā)明涉及太陽能單電池和太陽能電池組件。

背景技術(shù)：

太陽能單電池具有形成有pn結(jié)的半導(dǎo)體基片，是將由入射光在半導(dǎo)體基片內(nèi)生成的載流子通過pn結(jié)分離為空穴和電子從而輸出光電動勢的器件。在半導(dǎo)體基片的表面和內(nèi)部存在再結(jié)合中心。由此，通過入射光生成的載流子再結(jié)合而消滅，太陽能單電池的輸出特性降低。

專利文獻1記載有：關(guān)于在n型單晶硅基片和n型單晶硅基片與受光面電極之間依次設(shè)置i型非晶硅層(i型a-si層)和n型非晶硅層(n型a-si層)，在n型單晶硅基片與背面電極之間依次設(shè)置i型非晶硅層(i型a-si層)和p型非晶硅層(p型a-si層)的光電動勢元件(光伏元件)，在將p型a-si層設(shè)置在背面?zhèn)鹊那闆r下，即使在增厚p型a-si層的情況下受光量也不被限制，由此光電動勢元件的輸出特性提高。另外，通過增厚與背面?zhèn)萷型a-si層相接的i型a-si層的厚度，能夠防止晶體基片的表面能級導(dǎo)致的載流子再結(jié)合。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-237452號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在太陽能電池組件中，要求抑制因載流子的再結(jié)合導(dǎo)致的輸出特性的降低。

用于解決課題的方法

本發(fā)明的太陽能單電池包括：n型晶體半導(dǎo)體基片；配置在n型晶體半導(dǎo)體基片的第1主面上的n型非晶半導(dǎo)體層；配置在n型非晶半導(dǎo)體層上的受光面電極；配置在n型晶體半導(dǎo)體基片的第2主面上的p型非晶半導(dǎo)體層；和配置在p型非晶半導(dǎo)體層上的背面電極，n型晶體半導(dǎo)體基片具有3.5～13ωcm的范圍的電阻率。

本發(fā)明的太陽能電池組件通過將本發(fā)明的太陽能單電池以規(guī)定的數(shù)量相互串聯(lián)連接而構(gòu)成。

發(fā)明的效果

在晶體半導(dǎo)體基片中，電阻率越高，晶體內(nèi)部的雜質(zhì)能級導(dǎo)致的載流子的再結(jié)合越少。根據(jù)實驗，短路電流值，在n型晶體半導(dǎo)體基片的電阻率低于3.5ωcm時不均，在3.5～13ωcm的范圍內(nèi)為穩(wěn)定且高的值。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，n型晶體半導(dǎo)體基片具有3.5～13ωcm的范圍的電阻率，所以能夠減少太陽能單電池中的輸出特性的偏差，因此，在太陽能電池組件中，能夠抑制輸出特性的降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式的太陽能單電池的截面圖。

圖3是圖1的a部中的截面圖。圖3的(a)是整體圖，(b)是部分放大圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式的太陽能單電池中的載流子的再結(jié)合的示意圖。

圖5是表示在本發(fā)明的實施方式的太陽能單電池中，標準化的短路電流值isc與n型單晶硅基片的電阻率的關(guān)系的圖。

圖6是表示在本發(fā)明的實施方式的太陽能單電池中，標準化的開路電壓值voc與n型單晶硅基片的電阻率的關(guān)系的圖。

圖7是表示使用圖6和圖7、標準化的(短路電流值isc×開路電壓值voc)與n型單晶硅基片的電阻率的關(guān)系的圖。

具體實施方式

以下，使用附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。以下所述的材質(zhì)、厚度、尺寸、太陽能單電池的數(shù)量、單電池間配線件的數(shù)量、太陽能電池串的數(shù)量等是用于說明的例示，能夠根據(jù)太陽能單電池、太陽能電池組件的規(guī)格適當(dāng)變更。以下，在全部的附圖中對對應(yīng)的要素標注相同的附圖標記，省略重復(fù)的說明。

圖1是表示太陽能電池組件10的結(jié)構(gòu)的平面圖。太陽能電池組件10包括層疊體14和用于保持層疊體14的端部的框架12。層疊體14是將由多個太陽能單電池16串聯(lián)連接而成的太陽能電池串組利用受光面?zhèn)鹊某涮畈考捅Ｗo部件、背面?zhèn)鹊某涮畈考捅Ｗo部件夾著而層疊的部件。太陽能電池串組是將多個太陽能電池串利用連接配線件20a～20g相互串聯(lián)連接而成的，太陽能電池串是將多個太陽能單電池16利用單電池間配線件相互串聯(lián)連接而成。在此，單電池間配線件18的延伸方向是x方向，連接配線件20a～20g的延伸方向是y方向。圖1～圖3中，表示了x方向、y方向。

在圖1的例子中，沿x方向?qū)?2個太陽能單電池16用單電池間配線件18相互串聯(lián)連接而形成1個太陽能電池串。而且，將太陽能電池串沿y方向排列6個，將該6個太陽能電池串用連接配線件20a～20g相互串聯(lián)連接而形成太陽能電池串組。太陽能電池串組是將72個(12×6)的太陽能單電池16串聯(lián)連接而成的。

太陽能單電池16包括：通過接收太陽光而生成載流子的光電轉(zhuǎn)換部；和收集所生成的載流子的電極。光電轉(zhuǎn)換部包括單晶硅(c-si)、砷化鎵(gaas)、磷化銦(inp)等的晶體半導(dǎo)體基片和形成在晶體半導(dǎo)體基片上的非晶半導(dǎo)體層。非晶半導(dǎo)體層是沒有結(jié)晶化的非晶半導(dǎo)體層。以下，作為晶體半導(dǎo)體基片使用n型單晶硅基片，作為非晶半導(dǎo)體層使用非晶硅層。電極包含配置在非晶硅層上的透明導(dǎo)電層。透明導(dǎo)電層使用在氧化銦(in2o3)、氧化鋅(zno)等的金屬氧化膜摻雜有錫(sn)、銻(sb)的透明導(dǎo)電性氧化物。

圖2是太陽能單電池16的截面圖。太陽能單電池16具有n型單晶硅基片22(n型c-si層)。n型單晶硅基片22的厚度是約50～300μm。表示一個例子，能夠使用約150μm的厚度的n型單晶硅基片22。

n型單晶硅基片22在單晶硅基片中以規(guī)定的濃度含有作為n型摻雜劑的磷(p)。n型單晶硅基片的電阻率例如能夠根據(jù)美國工業(yè)標準astm723-99等使作為摻雜劑的磷(p)的濃度的關(guān)系1:1對應(yīng)。當(dāng)以電阻率表示時，n型單晶硅基片22使用3.5～13ωcm的范圍的基片。電阻率為3.5～13ωcm的范圍，以磷(p)濃度表示相當(dāng)于約3.4×10¹⁴/cm³～約1.3×10¹⁵/cm³。電阻率優(yōu)選使用5～13ωcm的范圍的n型單晶硅基片22。電阻率為5ωcm，用磷(p)濃度表示相當(dāng)于9×10¹⁴/cm³。另外，n型單晶硅基片22，利用氧供體的影響抑制電阻率不均，所以使用進行了約600℃以上的除供體退火(donorkillanneal)處理的基片。在該情況下，對電子釋放有貢獻的氧濃度在全晶格間氧的0.1％以下。其詳細情況使用圖5～圖7在后文述說。

如圖2所示，太陽能單電池16在n型單晶硅基片22的受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)确謩e形成有非晶硅層。即，在作為n型單晶硅基片22的受光面的第1主面?zhèn)葘盈B有n型非晶硅層26和配置在n型非晶硅層26上的受光面電極28。優(yōu)選在n型單晶硅基片22與n型非晶硅層26之間配置i型非晶硅層24。另外，在作為n型單晶硅基片22的背面的第2主面?zhèn)葘盈B有p型非晶硅層32和配置在p型非晶硅層32上的背面電極34。優(yōu)選在n型單晶硅基片22與p型非晶硅層32之間配置i型非晶硅層30。另外，優(yōu)選在n型單晶硅基片22的表面形成有未圖示的紋理，能夠利用n型單晶硅基片22的表面的凹凸提高入射光的利用效率。

使用圖2和圖3說明受光面電極28和背面電極34的結(jié)構(gòu)。圖3是說明單電池間配線件18的配置的圖，圖3的(a)是整體圖，作為部分放大圖的(b)表示受光面電極28和背面電極34的詳細結(jié)構(gòu)。

受光面電極28由形成在n型非晶硅層26上的透明導(dǎo)電層28a和形成在透明導(dǎo)電層28a上的受光面集電件28b、28c構(gòu)成。受光面集電件28b是與單電池間配線件18連接的主柵線電極，受光面集電件28c是與主柵線電極正交地延伸且具有比主柵線電極細的電極寬度的副柵線電極。同樣，背面電極34由形成在p型非晶硅層32上的透明導(dǎo)電層34a和形成在透明導(dǎo)電層34a上的背面集電件34b、34c構(gòu)成。背面集電件34b是與單電池間配線件18連接的主柵線電極，背面集電件34c是與主柵線電極正交地延伸且具有比主柵線電極細的電極寬度的副柵線電極。

由于光入射到受光面?zhèn)?，所以要減少受光面集電件28b、28c覆蓋n型非晶硅層26的面積。因此，使受光面?zhèn)鹊母睎啪€電極的間隔變大。由于背面?zhèn)炔皇枪馊肷涞囊粋?cè)，所以沒有那樣的制約，背面?zhèn)鹊母睎啪€電極的間隔可以狹窄，可以以覆蓋背面?zhèn)鹊拇笾抡麄€面的方式形成背面集電件34b、34c。該受光面集電件28b、28c、背面集電件34b、34c能夠使用導(dǎo)電膏等印刷為規(guī)定的圖案而獲得。

非晶硅層的厚度需要是使n型單晶硅基片22的表面能級消失的程度的厚度。舉一個例子，n型非晶硅層26的厚度能夠為約3～約10nm，p型非晶硅層32的厚度能夠為約5nm～約30nm，i型非晶硅層24、30的厚度能夠為約3nm～約80nm。

在使用電阻率為3.5～13ωcm的范圍的n型單晶硅基片22的情況下，為了在n型單晶硅基片22的平面方向(圖1的x-y平面的方向)上容易使載流子移動，優(yōu)選設(shè)置透明導(dǎo)電層28a、34a，包含n型單晶硅基片22的電阻在內(nèi)的透明導(dǎo)電層28a、34a的薄膜電阻優(yōu)選為50～90ωcm。此時，形成有紋理的n型單晶硅基片22上的透明導(dǎo)電層28a、34a的厚度為55nm～85nm。

并且，受光面集電件28c的間距優(yōu)選為1.5mm～2.5mm。另外，在背面集電件包括主柵線電極和副柵線電極的結(jié)構(gòu)的情況下，背面集電件34c的間距優(yōu)選為0.1～2.5mm。此時，受光面集電件28c、背面集電件34c優(yōu)選每長度1mm的電阻為25～100mω。由此，能夠進一步降低載流子的損失，能夠抑制短路電流值isc的偏差。

此外，作為太陽能單電池16的構(gòu)造不限定于此，例如根據(jù)情況可以省略i型非晶硅層24、30。另外，背面電極34可以形成為比受光面電極28的面積大。

單電池間配線件18分別配置在受光面電極28和背面電極34，是將相鄰的太陽能單電池16沿x方向相互串聯(lián)連接的導(dǎo)電體。使用圖3說明使用單電池間配線件18將相鄰的太陽能單電池16相互串聯(lián)連接的方法。圖3是關(guān)于圖1的a部的2個太陽能單電池16的沿x方向的截面圖。

單電池間配線件18由2種配線件構(gòu)成。對構(gòu)成太陽能電池串在x方向上排列的12個太陽能單電池16中的、相鄰的第1太陽能單電池、第2太陽能單電池和第3太陽能單電池的連續(xù)的情況進行說明，2種配線件中的1種將第2太陽能單電池的受光面電極和第1太陽能單電池的背面電極連接。另一種將第2太陽能單電池的背面電極和第3太陽能單電池的受光面電極連接。將上述情況反復(fù)進行，形成由12個太陽能單電池16串聯(lián)連接而成的太陽能電池串。1個太陽能單電池16被與受光面電極連接的單電池間配線件18和與背面電極連接的單電池間配線件18這二者夾著。

在圖3中，沿x方向左側(cè)所示的太陽能單電池16為上述的第1太陽能單電池16，右側(cè)所示的太陽能單電池16為上述的的第2太陽能單電池16。上述的第3太陽能單電池16省略圖示，但是配置在第2太陽能單電池16的右側(cè)。3個單電池間配線件18分別與太陽能單電池16的受光面、背面連接。

單電池間配線件18能夠使用由銅等金屬導(dǎo)電性材料構(gòu)成的薄板。替代薄板也能夠使用絞線狀的部件。作為導(dǎo)電性材料能除了銅之外，還能夠使用銀、鋁、鎳、錫、金或者它們的合金。

單電池間配線件18與太陽能單電池16的受光面電極28、背面電極34之間的連接能夠使用焊錫或者粘接劑。作為粘接劑，能夠使用丙烯酸樹脂類、柔軟性高的聚氨酯類、或者環(huán)氧樹脂類等熱固化性樹脂粘接劑。粘接劑含有導(dǎo)電性顆粒。作為導(dǎo)電性顆粒，能夠使用鎳、銀、帶金涂層的鎳、鍍錫的銅等。作為粘接劑，也能夠使用絕緣性的樹脂粘接劑。例如在太陽能單電池16的受光面的情況下，形成單電池間配線件18和受光面電極28直接接觸的區(qū)域，取得電連接。

返回圖1，連接配線件20a～20g，對于由單電池間配線件18形成的6個太陽能電池串，將相互相鄰的太陽能電池串之間連接。作為連接配線件20a～20g的材料能夠使用在單電池間配線件18中述說的材料的任意者。連接配線件20a～20g在6個的太陽能電池串的配置區(qū)域的外側(cè)分別配置在x方向的兩端側(cè)。

在圖1的例子中，以連接配線件20a-(沿y方向配置在最上側(cè)的太陽能電池串)-連接配線件20b-(從上側(cè)開始數(shù)配置在第2個的太陽能電池串)-連接配線件20c-(從上側(cè)開始數(shù)配置在第3個的太陽能電池串)-連接配線件20d-(從上側(cè)開始數(shù)配置在第4個的太陽能電池串)-連接配線件20e-(從上側(cè)開始數(shù)配置在第5個的太陽能電池串)-連接配線件20f-(從上側(cè)開始數(shù)為第6個沿y方向配置在最下側(cè)的太陽能電池串)-連接配線件20g的順序?qū)?個的太陽能電池串串聯(lián)連接而形成有合計72個的太陽能單電池16串聯(lián)連接而成的太陽能電池串組。

層疊體14通過將受光面?zhèn)鹊牡?保護部件40、受光面?zhèn)鹊牡?充填部件42、太陽能電池串組、背面?zhèn)鹊牡?充填部件44、背面?zhèn)鹊牡?保護部件46依次層疊而形成。使用圖3說明層疊體14的要素。圖3中作為太陽能電池串組的一部分表示2個太陽能單電池16。

第1保護部件40是太陽能電池組件10中的受光面?zhèn)鹊谋Ｗo部件，為了使光入射太陽能單電池16，由透明的部件構(gòu)成。作為透明的部件，具有玻璃基片、樹脂基片、樹脂膜等，但是考慮耐火性、耐久性等，優(yōu)選使用玻璃基片。玻璃基片的厚度能夠為約1～6mm程度。

第1充填部件42填埋太陽能電池串組與第1保護部件40的間隙，密封太陽能電池串組。作為該第1充填部件42，能夠使用聚氨酯類的烯烴樹脂、乙烯醋酸乙烯酯(eva)等透明充填材料。eva以外能夠使用eea、pvb、硅酮類樹脂、聚氨酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧類樹脂等。

第2充填部件44填埋太陽能電池串組與第1保護部件40的間隙，密封太陽能電池串組。第2充填部件44與第1充填部件42同樣能夠使用透明充填材料。在該情況下，能夠使用與第1充填部件42相同的材質(zhì)的樹脂等。根據(jù)太陽能電池組件10的規(guī)格，可以使用有色充填材料。作為有色充填材料，在上述的具有無色透明性的充填材料中，作為用于對白色著色的添加材料，能夠使用添加了氧化鈦、氧化鋅等無機顏料的材料。

第2保護部件46能夠使用不透明的板體和膜，以使通過第2充填部件44的光不漏出到外部。例如能夠使用在內(nèi)部具有鋁箔的樹脂膜的層疊膜。根據(jù)太陽能電池組件10的規(guī)格，使第2保護部件46為透明片，能夠使通過第2充填部件44的光透射到背面?zhèn)鹊耐獠俊?/p>

太陽能電池組件10的輸出兩端子是連接配線件20a和連接配線件20g。使光入射到太陽能電池組件10的受光面，在將太陽能電池組件10的輸出兩端子開放時的輸出兩端子間的電壓值是太陽能電池組件10的開路電壓值voc，在使太陽能電池組件10的輸出兩端子短路時的從輸出兩端子間輸出的電流值是太陽能電池組件10的短路電流值isc。

太陽能單電池16各自的輸出特性多少存在偏差。太陽能電池組件10將72個太陽能單電池16串聯(lián)連接而構(gòu)成。太陽能電池組件10的開路電壓值voc是72個太陽能單電池16的各自的開路電壓值的總和，所以沒有輸出特性的偏差導(dǎo)致的輸出降低的問題。另一方面，太陽能電池組件10的短路電流值isc被限制為短路電流值isc的最小的太陽能單電池16的短路電流值isc，所以因太陽能單電池16的短路電流值isc的偏差，有可能太陽能電池組件10的短路電流值isc和輸出電力值(pmax)會降低。

短路電流值isc當(dāng)載流子的再結(jié)合較多時而成為較小的值。在太陽能單電池16中產(chǎn)生的載流子在n型單晶硅基片22的表面和基片內(nèi)部再結(jié)合。如在專利文獻1中述說的那樣，在使用n型單晶硅基片22的太陽能單電池16中，通過在n型單晶硅基片22與受光面電極28之間和在n型單晶硅基片22與背面電極34之間設(shè)置非晶硅層，能夠防止n型單晶硅基片22的表面的表面能級導(dǎo)致的載流子的再結(jié)合。另外，在n型單晶硅基片22的內(nèi)部，能夠通過雜質(zhì)能級等的降低防止再結(jié)合。

n型單晶硅基片22的晶體內(nèi)部的雜質(zhì)能級50，由于鐵(fe)、銅(cu)、鎳(ni)等存在于n型單晶硅基片22的晶體內(nèi)部，它們成為作為載流子的電子或空穴的再結(jié)合中心。如圖4所示，通過入射到太陽能單電池16的受光面?zhèn)鹊娜肷涔?2，生成在n型單晶硅基片22的受光面?zhèn)冉缑娓浇傻妮d流子。

作為載流子的電子54和空穴56在n型單晶硅基片22的受光面?zhèn)冉缑娓浇桑娮?4向受光面電極28移動，空穴56向背面電極34移動。

由于n型單晶硅基片22的大量載流子是電子，所以電子54能夠容易由受光面電極28收集。

在n型單晶硅基片22產(chǎn)生的空穴56是少量載流子，所以無法像電子54那樣容易地收集。具體來說，在n型單晶硅基片22的受光面?zhèn)冉缑娓浇傻目昭?6必須移動n型單晶硅基片22的厚度的距離。即，空穴56必須在n型單晶硅基片22的內(nèi)部移動比電子54長的距離，在n型單晶硅基片22的晶體內(nèi)部再結(jié)合的機會變多。由雜質(zhì)能級等捕獲的空穴62，與作為n型單晶硅基片22的大量載流子的電子再結(jié)合而消滅，無法到達p型非晶硅層32。

如上所述，在n型單晶硅基片22的背面?zhèn)仍O(shè)置有p型非晶硅層32的太陽能單電池16中，由入射光52生成的空穴56因n型單晶硅基片22的晶體內(nèi)部的再結(jié)合而消滅的機會變多，當(dāng)使受光面電極28和背面電極34短路時得到的短路電流值isc容易變低。

在具有將p型非晶硅層32、n型非晶硅層26用作摻雜層的異質(zhì)結(jié)的太陽能單電池中，需要使載流子在n型單晶硅基片22的平面方向(圖1的x-y平面的方向)移動，所以從平面方向的載流子的移動的觀點出發(fā)，n型單晶硅基片22的電阻低較好。但是，可知因載流子的再結(jié)合而產(chǎn)生短路電流值isc的偏差使組件輸出降低。

此外，如專利文獻1所示的比較例的方式，在受光面?zhèn)仍O(shè)置有p型非晶硅層的太陽能單電池中，在p型非晶硅層的附近產(chǎn)生載流子，所以空穴移動的距離小。因此，在受光面?zhèn)仍O(shè)置有p型非晶硅層的太陽能單電池中，當(dāng)使受光面電極28和背面電極34短路時得到的短路電流值isc的降低的影響少。

在此，在晶體半導(dǎo)體基片中，電阻率越高，再結(jié)合越受到抑制。這可以認為是因為，在高電阻中，晶體內(nèi)部的雜質(zhì)降低、大量載流子少，所以俄歇再結(jié)合的影響變小。因此，可以認為通過將n型單晶硅基片22的電阻率設(shè)定為適當(dāng)高的范圍的值，能夠抑制n型單晶硅基片22的晶體內(nèi)部的再結(jié)合導(dǎo)致的短路電流值isc的降低。

圖5～圖7是表示通過實驗確認改變n型單晶硅基片22的電阻率時的短路電流值isc的變化、開路電壓值voc的變化、(短路電流值isc×開路電壓值voc)的變化的結(jié)果的圖。在這些圖中，橫軸是n型單晶硅基片22的電阻率。圖5的縱軸是標準化的短路電流值isc，圖6的縱軸是標準化的開路電壓值voc，圖7的縱軸是標準化的(短路電流值isc×開路電壓值voc)。各自的標準化是將電阻率10ωcm中的值各自作為100進行的處理。在上述的各圖中，實驗進行三次，用白圈(○)、白三角(△)、白方框(□)表示各自的實驗效果。

圖5是表示n型單晶硅基片22的電阻率與太陽能單電池16的標準化短路電流值isc的關(guān)系的圖。如圖5所示，標準化短路電流值isc在電阻率高的區(qū)域中是大致穩(wěn)定的值。標準化短路電流值isc隨著從高電阻率向低電阻率轉(zhuǎn)移，偏差的范圍變大。

太陽能電池組件10的短路電流值isc由72個太陽能單電池16中的取得最小的短路電流值的太陽能單電池的短路電流值isc確定。為了抑制太陽能電池組件10的輸出降低，使構(gòu)成太陽能電池組件10的太陽能單電池16的短路電流值isc的偏差降低即可。即，優(yōu)選使n型單晶硅基片22的電阻率處于高電阻側(cè)。

從圖5的結(jié)果可知，為了例如將太陽能電池組件10的短路電流值isc的偏差抑制在0.5％以內(nèi)，可以使太陽能電池組件10中使用的太陽能單電池16的n型單晶硅基片22的電阻率為3.5ωcm以上。上限可以為作為實驗中的上限值的13ωcm。因此，通過使太陽能單電池16的n型單晶硅基片22的電阻率為3.5ωcm～13ωcm，與使電阻率為3.5ω以下的情況相比，能夠減小太陽能電池組件10的短路電流值isc的偏差。

并且，當(dāng)電阻率為7ωcm以上時，每個太陽能單電池16的短路電流值isc的偏差幾乎消失。當(dāng)電阻率超過5ωcm例如為7ωcm時，短路電流值isc收斂。因此，通過使電阻率為5ωcm～13ωcm，能夠進一步減小太陽能電池組件10的短路電流值isc的偏差。

圖6是表示n型單晶硅基片22的電阻率與太陽能單電池16的標準化開路電壓值voc的關(guān)系的圖。如圖6所示，標準化開路電壓值voc在電阻率高的區(qū)域是大致穩(wěn)定的值。使用10ωcm的基片電阻率的情況下的標準化開路電壓值voc＝100。標準化開路電壓值voc隨著從高電阻率向低電阻率轉(zhuǎn)移，在約7ωcm的值的區(qū)域暫時取得最大值，但在此之后，隨著從高電阻率向低電阻率轉(zhuǎn)移，在顯示大致一定值后，逐漸取較低的值，與實驗的偏差對應(yīng)地偏差變大。與圖5同樣，通過使太陽能單電池16的n型單晶硅基片22的電阻率為3.5ωcm～13ωcm，與使電阻率為3.5ωcm以下的情況相比，能夠減小太陽能電池組件10的開路電壓值ioc的偏差。

圖7是使用圖5和圖6的結(jié)果表示太陽能單電池16的(標準化短路電流值isc×標準化開路電壓值voc)與n型單晶硅基片22的電阻率的關(guān)系的圖。從圖7可知，(標準化短路電流值isc×標準化開路電壓值voc)在電阻率為3.5ωcm～13ωcm的范圍取得最大值，在3.5ωcm以下為比最大值小的值，偏差也變大。當(dāng)電阻率超過5ωcm例如為7ωcm時，(標準化短路電流值isc×標準化開路電壓值voc)的值收斂。因此，當(dāng)使電阻率為5ωcm～13ωcm時，作為關(guān)于太陽能電池組件10的填充因數(shù)的大小的指標(標準化短路電流值isc×標準化開路電壓值voc)的值收斂于實際使用上沒有問題的范圍。

根據(jù)圖5～圖7的結(jié)果，使用n型單晶硅基片22的電阻率為3.5ωcm～13ωcm的范圍的太陽能單電池16，將其以規(guī)定的數(shù)量相互串聯(lián)連接而構(gòu)成太陽能電池組件10，能夠抑制太陽能電池組件10的輸出降低。優(yōu)選使n型單晶硅基片22的電阻率在5ωcm～13ωcm的范圍。n型單晶硅基片22的電阻率通過調(diào)整作為n型摻雜劑的磷(p)的濃度而能夠收斂在規(guī)定的范圍。

使n型單晶硅基片22的磷的濃度為3.4×10¹⁴/cm³14～1.3×10¹⁵/cm³，能夠使電阻率為3.5ωcm～13ωcm。并且，通過使n型單晶硅基片22的磷的濃度為3.4×10¹⁴/cm³～9×10¹⁴/cm³，能夠使電阻率為5ωcm～13ωcm。

在n型單晶硅基片22中，晶格間氧原子以1×10¹⁷atoms/cm³～1×10¹⁸atoms/cm³的濃度存在。已知硅晶體中的晶格間氧在某一定的溫度域形成熱供體(thermaldonor)而釋放電子。因此，可知通過熱處理，來自晶格間氧的電子釋放量發(fā)生變化，電阻率不均。熱供體導(dǎo)致的電阻率的控制不穩(wěn)定，所以通過使對電子釋放有貢獻的氧濃度為全晶格間氧的0.1％以下，能夠抑制電阻率的偏差，優(yōu)選為0.001％以下能夠進一步降低電阻率的偏差。

另外，空穴在n型單晶硅基片22內(nèi)部再結(jié)合。通過減薄n型單晶硅基片22的厚度，能夠縮短空穴移動的距離，能夠進一步抑制空穴的再結(jié)合。n型單晶硅基片的厚度在150μm以下，能夠抑制空穴的再結(jié)合。優(yōu)選在120μm以下能夠進一步抑制空穴的再結(jié)合。

另外，通過降低表面能級，能夠抑制n型單晶硅基片22內(nèi)部的載流子的再結(jié)合。通過降低受光面的界面缺陷，載流子的有效生命周期變長，所以能夠進一步抑制空穴的再結(jié)合。通過使開路電壓值voc在0.7v以上，能夠抑制空穴的再結(jié)合。優(yōu)選為0.72v以上能夠進一步抑制空穴的再結(jié)合。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠用于太陽能單電池和太陽能電池組件。

附圖標記的說明

10太陽能電池組件

12框架

14層疊體

16太陽能單電池

18單電池間配線件

20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g連接配線件

22n型單晶硅基片(n型半導(dǎo)體基片)

24、30i型非晶硅層(i型非晶半導(dǎo)體層)

26n型非晶硅層(n型非晶半導(dǎo)體層)

28受光面電極

28a、34a透明導(dǎo)電層

28b、28c受光面集電件

32p型非晶硅層(p型非晶半導(dǎo)體層)

34背面電極

34b、34c背面集電件

40第1保護部件

42第1充填部件

44第2充填部件

46第2保護部件

50雜質(zhì)能級

52入射光

54電子

56、62空穴

58、60距離。