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特表2023-539251両面太陽電池およびその製造方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-13

(54)【発明の名称】両面太陽電池およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

H01L 31/0216 20140101AFI20230906BHJP

H01L 31/18 20060101ALI20230906BHJP

H01L 21/768 20060101ALI20230906BHJP

H01L 21/316 20060101ALI20230906BHJP

H01L 21/318 20060101ALI20230906BHJP

H01L 21/31 20060101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 240

H01L31/04 420

H01L21/90 M

H01L21/316 M

H01L21/318 M

H01L21/31 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023513415

(86)(22)【出願日】2021-04-19

(85)【翻訳文提出日】2023-02-24

(86)【国際出願番号】 CN2021088063

(87)【国際公開番号】W WO2022205523

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】202110334916.0

(32)【優先日】2021-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517366220

【氏名又は名称】横店集団東磁股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】任勇

(72)【発明者】

【氏名】何悦

(72)【発明者】

【氏名】任海亮

(72)【発明者】

【氏名】郭▲帥▼

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼磊

(72)【発明者】

【氏名】周▲東▼

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼徳爽

【テーマコード（参考）】

5F033

5F045

5F058

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F033HH14

5F033JJ14

5F033KK01

5F033QQ73

5F033QQ76

5F033RR03

5F033RR04

5F033RR06

5F033RR08

5F033RR20

5F033SS07

5F033SS11

5F033SS15

5F033SS27

5F033TT02

5F033WW00

5F033WW02

5F033WW03

5F033WW05

5F033XX28

5F033XX31

5F045AA08

5F045AB32

5F045AB33

5F045AC12

5F045AD07

5F045AD08

5F045AD09

5F045AE21

5F045CA13

5F045DC53

5F058AG07

5F058BD02

5F058BD04

5F058BD10

5F058BF29

5F058BF30

5F251AA01

5F251BA11

5F251CB12

5F251CB13

5F251CB18

5F251CB27

5F251CB29

5F251DA03

5F251DA20

5F251FA06

5F251FA13

5F251FA15

5F251GA04

5F251GA14

5F251JA02

(57)【要約】

本明細書は、両面太陽電池およびその製造方法を開示する。前記両面太陽電池は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハと、シリコンウェハのＮ型層側に位置してシリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層された表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層と、シリコンウェハのＰ型層側に位置してシリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたパッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＮ接合を有するシリコンウェハと、
前記シリコンウェハのＮ型層側に位置して前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層された表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層と、
前記シリコンウェハのＰ型層側に位置して前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたパッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層とを備える、両面太陽電池。

【請求項2】

前記表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第３ケイ素酸化物層および裏面のケイ素酸化物層は、いずれもＳｉＯ_２層である、請求項１に記載の両面太陽電池。

【請求項3】

前記表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第３ケイ素酸化物層および裏面のケイ素酸化物層は、電着酸化ケイ素層である、請求項１または２に記載の両面太陽電池。

【請求項4】

前記表面の第１ケイ素酸化物層は熱酸化ケイ素層である、請求項１～３のいずれか１項に記載の両面太陽電池。

【請求項5】

前記表面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層はいずれもＳｉＮ_ｘ１層であり、ｘ１は独立して０．７５～１．３４であり、
好ましくは、前記表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、独立して前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３積層構造または前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ積層構造であり、ただし、ｘ２は０．７５～１．３４で、ｘ３は０．７５～１．３４で、ｘは１～２で、ｙは１～２で、ｘ１＞ｘ２＞ｘ３であり、
好ましくは、前記表面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ積層構造であり、前記裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３積層構造であり、
好ましくは、前記パッシベーション層はアルミナ層であり、
好ましくは、前記両面太陽電池は銀電極を更に備え、
好ましくは、前記シリコンウェハのＮ型層側の銀電極は、表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層を貫通し、
好ましくは、前記シリコンウェハのＰ型層側の銀電極は、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を貫通する、請求項１～４のいずれか１項に記載の両面太陽電池。

【請求項6】

前記表面の第２ケイ素酸化物層の屈折率は１．４以上であり、
好ましくは、前記表面の第２ケイ素酸化物層の厚さは５ｎｍ以上であり、
好ましくは、前記表面の第１窒素含有ケイ素化合物層の屈折率は２．０以上であり、
好ましくは、前記表面の第１窒素含有ケイ素化合物層の厚さは１５ｎｍ以上であり、
好ましくは、前記表面の第３ケイ素酸化物層の屈折率は１．４以上であり、
好ましくは、前記表面の第３ケイ素酸化物層の厚さは５ｎｍ以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載の両面太陽電池。

【請求項7】

前記パッシベーション層の厚さは１０ｎｍ以上であり、
好ましくは、前記裏面のケイ素酸化物層の屈折率は１．４以上であり、
好ましくは、前記裏面のケイ素酸化物層の厚さは５ｎｍ以上であり、
好ましくは、前記裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の屈折率は２．０以上であり、
好ましくは、前記裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の厚さは１０ｎｍ以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載の両面太陽電池。

【請求項8】

【請求項9】

前記表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる方法は熱酸化法であり、
好ましくは、前記表面成長および裏面成長は、いずれもプラズマ強化化学気相成長であり、
好ましくは、前記製造方法は、表面成長および裏面成長の後に銀電極を製造することを更に含む、請求項８に記載の製造方法。

【請求項10】

前記裏面成長は、パッシベーション層を成長させる前に、まず、ＰＮ接合を有して表面の第１ケイ素酸化物層を成長させたシリコンウェハをプラズマ強化化学気相成長炉に置き、真空引き試験およびリーク検出・圧力保持試験を行い、作動ガスを導入し、反応器の温度を３１０～３３０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、定温定圧で９～１１ｓ保持し、
好ましくは、前記作動ガスは笑気を含み、
好ましくは、パッシベーション層を成長させる方法は、温度を３１０～３３０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、作動ガスおよびパッシベーション層原料ガスを導入し、定温定圧で１７０～１９０ｓ保持した後、真空引きを４５～５５ｓ行い、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を８５０～９５０Ｐａとし、作動ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持した後、温度、圧力、作動ガスおよびアンモニアガスの導入量を３４０～３６０ｓ保持し、パッシベーション層を取得することを含み、
好ましくは、前記作動ガスは笑気を含み、
好ましくは、前記パッシベーション層原料ガスはトリメチルアルミニウムを含み、
好ましくは、裏面のケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持した後、真空引きを２９０～３１０ｓ行い、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６００～１８００Ｐａとし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持し、裏面のケイ素酸化物層を取得することを含み、
好ましくは、前記作動ガスは笑気を含み、
好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で２３５～２４５ｓ保持し、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、
好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持した後、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持し、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、
好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、前記裏面成長は、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させた後、真空引きを行って保護ガスを充填して常圧に戻し、製品を取り出すことを更に含む、請求項８または９に記載の製造方法。

【請求項11】

前記表面成長は、表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる前に、まず、ＰＮ接合を有して表面の第１ケイ素酸化物層を成長させたシリコンウェハをプラズマ強化化学気相成長炉に置き、真空引きを行い、リーク検出し、再び真空引きを行い、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、反応器の温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１９５～２０５Ｐａとし、定温定圧で１５～２５ｓ保持し、好ましくは、前記作動ガスは笑気を含み、好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１９５～２０５Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持した後、真空引きを１５～２５ｓ行い、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で１５～２５ｓ保持し、表面の第２ケイ素酸化物層を取得することを含み、好ましくは、前記作動ガスは笑気を含み、好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で６０～７０ｓ保持し、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で２４０～２６０ｓ保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１８５～１９５Ｐａとし、シリコン原料ガス、アンモニアガスおよび作動ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持した後、真空引きを行ってからシリコン原料ガスおよび作動ガスを導入し、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、定温定圧で６～１５ｓ保持し、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、前記作動ガスは笑気を含み、
好ましくは、表面の第３ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１７５～１８５ｓ保持することを含み、好ましくは、前記作動ガスは笑気を含み、好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含み、
好ましくは、前記表面成長は、表面の第３ケイ素酸化物層を成長させた後、真空引きを行い、炉管を洗浄し、再び真空引きを行って常圧に戻し、製品を取り出すことを更に含む、請求項８～１０のいずれか１項に記載の製造方法。

【請求項12】

ＰＮ接合を有するシリコンウェハのＮ型層側で表面の第１ケイ素酸化物層を成長させた後、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層を順次成長させることを含む表面成長と、パッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を順次成長させることを含む裏面成長とを行い、更に銀電極を製造し、前記両面太陽電池を取得するステップを含み、
前記表面成長および裏面成長は、いずれもプラズマ強化化学気相成長であり、
パッシベーション層を成長させる方法は、温度を３１０～３３０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、作動ガスおよびパッシベーション層原料ガスを導入し、定温定圧で１７０～１９０ｓ保持した後、真空引きを４５～５５ｓ行い、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を８５０～９５０Ｐａとし、作動ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持した後、温度、圧力、作動ガスおよびアンモニアガスの導入量を３４０～３６０ｓ保持し、パッシベーション層を取得することを含み、
裏面のケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持した後、真空引きを２９０～３１０ｓ行い、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６００～１８００Ｐａとし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持し、裏面のケイ素酸化物層を取得することを含み、
裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で２３５～２４５ｓ保持し、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、
裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持した後、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持し、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、
表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１９５～２０５Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持した後、真空引きを１５～２５ｓ行い、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で１５～２５ｓ保持し、表面の第２ケイ素酸化物層を取得することを含み、
表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で６０～７０ｓ保持し、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、
表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で２４０～２６０ｓ保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１８５～１９５Ｐａとし、シリコン原料ガス、アンモニアガスおよび作動ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持した後、真空引きを行ってからシリコン原料ガスおよび作動ガスを導入し、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、定温定圧で６～１５ｓ保持し、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、
表面の第３ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１７５～１８５ｓ保持することを含む、請求項８～１１のいずれか１項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、太陽電池の技術分野に関し、両面太陽電池およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、良く注目されているモジュールの電圧誘起劣化（ＰｏｔｅｎｔｉａｌＩｎｄｕｃｅｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ、ＰＩＤと略記される）現象による太陽光発電システムの発電量低下の問題は、ますます多く注目されている。該現象は、最初にＳｕｎｐｏｗｅｒ社により２００５年に発見され、ＰＩＤとは、モジュールが長期間にわたって高電圧の作用下にあることで、ガラス、封止材の間に漏れ電流が存在し、モジュール性能が設計基準より低くなることを意味する。２０１０年に、米国再生可能エネルギー研究所（ＮＲＥＬ）およびＳｏｌｏｎ社の研究により、Ｐ型結晶シリコン電池セルで製造されたモジュールでも、負のバイアス下で潜在的なＰＩＤ現象を有することを見出した。

【0003】

いくつかの太陽光発電所の実際の経験によると、太陽光発電システムのシステム電圧は、結晶シリコン電池モジュールに対して持続的な「電圧誘起劣化」効果を有し、その発生原因は、主に、ガラスにおけるＮａ^＋イオンが高電圧の影響で電池の表面に移動し、モジュールの電力が急速に低下するからである。近年、ＰＩＤ現象は発電所の品質に影響を及ぼす重要な要素の１つとなり、著しい場合は、１枚のモジュールの電力を５０％以上減衰させ、発電所全体の電力出力に影響を及ぼし、発電所のインベスターに大きな損失を与えるため、モジュールのＰＩＤ現象は、太陽光発電業界でますます重視されている。この２年間、両面発電モジュールは、発電所のインベスターの収益を大きく向上させることができているため、大規模に発展し適用されている。両面モジュールのＰＩＤ問題は、業界で広く重視されている。

【0004】

ＰＥＲＣ両面電池の裏面に位置するパッシベーション膜ＡｌＯ_ｘ／Ｓｉ界面は、高い負電荷密度を有し、良好なフィールドパッシベーション効果を形成する。高温高湿環境で、Ｎａ^＋イオンがガラスから析出する。正の電圧の作用で、電池セルが高電位となり、フレームが低電位となり、Ｎａ^＋イオンは電池セルから流出し、電池セルの表面に濃化しない。負の電圧で、電池セルが低電位となり、フレームが高電位となり、Ｎａ^＋イオンは封止材を貫通して電池セルの表面に到達する。裏面でのＮａ^＋イオンの濃化により、余分なフィールド効果が形成され、これによりＡｌＯ_ｘパッシベーション膜における電荷が再分布し、フィールドパッシベーション効果は低下する。結果により、図１に示すように、電池セルの裏面パッシベーション効果が悪化し、モジュールの電力が著しく減衰し、モジュールフレームに近づくほど、電池が受ける電位が大きくなり、Ｎａ^＋イオンの移動度が高くなるため、フレームの周囲にある電池セルは、ＰＩＤ減衰の発生確率がより大きくなることが分かった。

【0005】

ＣＮ１０６８７６４９０Ａでは、高変換効率の抗ＰＩＤのＮ型結晶シリコン両面電池が開示されており、Ｎ型シリコン基板の表面に、Ｐ＋層、酸化ケイ素層、アルミナ層および金属電極を順次形成し、Ｎ型シリコン基板の裏面に、Ｎ＋層、窒化ケイ素層および金属電極を順次形成し、表面の金属化領域の下方に、２０ｎｍ以上の１層の緻密酸化ケイ素層が存在する。ＣＮ１１０１３７３０９Ａで開示される技術案は以下のとおりである。（１）酸化層を成長させる条件を明確にする。（２）原子層堆積法を用いて裏面のアルミナメッキ成膜プロセスを行う場合、裏面のアルミナの厚さが２～１０ｎｍであることを確保する。（３）両面ＰＥＲＣ電池のアルミナメッキ成膜プロセスを行った後、裏面の窒化ケイ素メッキ成膜プロセスを行い、両面ＰＥＲＣ電池の裏面の窒化ケイ素メッキ膜の厚さが８０～１１０ｎｍで、屈折率が２．１２～２．３であることを確保する。（４）両面ＰＥＲＣ電池は、裏面の窒化ケイ素メッキ成膜プロセスを経た後に、表面の窒化ケイ素メッキ成膜プロセス、裏面のレーザグルービングプロセス、スクリーン印刷プロセスを行うと、検出・選別することができ、製造が完了する。ＣＮ２０９１１９１１４Ｕはシリコン基板と、前記シリコン基板の両側の表面にそれぞれ設けられた表面膜および裏面膜とを備える抗ＰＩＤ両面電池を提供し、前記表面膜は、積層して設けられた表面反射防止膜および表面誘電体膜を含み、前記裏面膜は、裏面反射防止膜および裏面誘電体膜を含む。本考案の抗ＰＩＤ両面電池は、表面誘電体膜および裏面誘電体膜によりイオン移動を効果的に阻止し、電圧誘起劣化を低減し、変換効率を向上させることができる。（１）表面誘電体膜および裏面誘電体膜をいずれも酸化ケイ素膜とする。（２）表面誘電体膜および裏面誘電体膜の屈折率がいずれも１．４～１．７である。（３）表面誘電体膜および裏面誘電体膜の厚さをいずれも１～１０ｎｍとする。（４）裏面膜はアルミナ膜を更に含み、且つ、前記裏面誘電体膜、アルミナ膜および裏面反射防止膜は、前記シリコン基板から離れる方向に沿って順次積層される。（５）表面反射防止膜、裏面反射防止膜をいずれもＳｉＮｘ膜またはＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜のうちのいずれか１種とする。

【0006】

ＣＮ２０７６０２５８５Ｕは、ガラス、ＥＶＡ膜、両面電池、ＥＶＡ膜およびバックシートを備える抗ＰＩＤの両面電池モジュールの封止構造を開示しており、該両面電池モジュールの封止構造は、シングルガラス構造およびダブルガラス構造に分けられ、シングルガラス構造は、上から下へ順にガラス、ＥＶＡ膜、両面電池、ＥＶＡ膜およびバックシートであり、ダブルガラス構造は、上から下へ順にガラス、ＥＶＡ膜、両面電池、ＥＶＡ膜およびガラスであり、バックシートは、高遮水層、遮水層および保護層を備え、上から下へ順に高遮水層、遮水層および保護層である。ＣＮ２０７６２４７１４Ｕは、ガラス、第１封止接着膜、両面電池、第２封止接着膜およびバックシートを備える抗ＰＩＤ両面電池のシングルガラス封止構造を開示しており、ガラス、第１封止接着膜、両面電池、第２封止接着膜およびバックシートは、上から下へ順に接続されており、バックシートは３層構造であり、上から下へ順に二酸化チタンがドープされたポリオレフィン材料、電気絶縁かつ酸素遮断層、および保護層であり、３層構造は上から下へ順に接続されており、第１封止接着膜は３層構造であり、上から下へ順に接着層、バリア層、接着層であり、第２封止接着膜は２層構造であり、上から下へ順に接着層およびバリア層である。ＣＮ１０９０８７９５６Ａは、新型の両面ＰＥＲＣ電池構造およびその製造プロセスを紹介しており、前記電池の表面と裏面のパッシベーション層の構造が対称で、両面電池の反り量を大きく低減し、モジュールの機械的負荷強度を向上させ、積層パッシベーション構造は、電池の抗ＰＩＤ性能を確保する上で、独特の表面パッシベーション層堆積プロセスを採用し、表面および裏面の光学（反射防止効果）と電気（水素パッシベーション効果を向上させる）性能を最適化し、電池の表面変換効率、両面率および抗ＬＩＤ効果の改善および向上を実現し、それとともに、該発明で使用される両面ＰＥＲＣ電池プロセスにおいて、表面および裏面のＳｉＯ_２とＡｌＯ_ｘ層は、それぞれ熱酸化およびＡＬＤにより同時に形成され、表面および裏面のＳｉＮｘ／ＳｉＮ_ｙ／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ／ＳｉＯ_ｘ積層は、それぞれＰＥＣＶＤ堆積により形成され、表面および裏面の堆積順序が調整可能である。

【0007】

しかし、いくつかの抗ＰＩＤの方案において、以下のような欠点が存在する。ＣＮ１０６８７６４９０Ａの記載について、該方案は、まず、Ｎ型電池について説明しており、適用範囲に限界性があり、次に、該解決策は、２０ｎｍ以上の１層の緻密酸化ケイ素層を追加しているだけであり、電位フィールド効果を効果的に阻止することができない。ＣＮ１１０１３７３０９Ａの記載について、該方案は、両面電池構造について説明しているだけで、表面構造が順にＳｉＮ_ｘ層および酸化ケイ素層であり、裏面構造が順にアルミナ層およびＳｉＮ_ｘ膜層構造であり、このようなプロセス構造の形態においては、裏面に顕著な欠陥が存在し、イオンの濃化または侵入を効果的に阻止することができず、両面ＰＥＲＣ電池の抗ＰＩＤは失効しやすい。ＣＮ２０９１１９１１４Ｕの記載について、該方案は、シリコン基板に近い誘電体層が酸化ケイ素層であることを明確にし、且つ、屈折率および厚さを明確にしているが、裏面膜層構造は、順に裏面誘電体膜、アルミナ膜および裏面反射防止膜が前記シリコン基板から離れる方向に沿って順次積層されると説明されており、この構造には一部の膜層欠陥が存在し、表面イオンの濃化、発生した電位フィールド効果を効果的に阻止することができない。ＣＮ２０７６０２５８５Ｕの記載について、該考案の方案は、抗ＰＩＤの効果を達成するために、モジュール封止側が両面ＰＥＲＣ電池をシングルガラスモジュールおよび両面モジュールに封止するために使用される封止材の設計および説明を提供しているだけで、両面ＰＥＲＣ電池側の対応する改善については説明していない。ＣＮ２０７６２４７１４Ｕの記載について、該考案の方案は、両面ＰＥＲＣ電池がシングルガラスモジュールの封止で使用するモジュール封止材の抗ＰＩＤに対する改善を重点として説明しており、両面ＰＥＲＣ電池側の対応する改善については説明していない。ＣＮ１０９０８７９５６Ａの記載について、該発明特許は、両面のＰＥＲＣ電池構造を重点として説明して、該両面電池構造について膜層を詳細に説明している。該発明特許は、まず、ＰＩＤの問題について研究および保護説明をしておらず、データのサポートや表現もなく、次に、該両面ＰＥＲＣ電池の膜層構造は、本願と一部が類似するが、顕著な膜層構造の欠陥が存在し、主に、該膜層構造における裏面膜層がＳｉＯ_２／ＡｌＯ_ｘ／ＳｉＮ_ｘ／ＳｉＮ_ｙ／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ／ＳｉＯ_ｘ積層構造であり、ここで、裏面のＰＩＤ失効メカニズムのうちの１つは、裏面膜層に対するＮａ^＋イオンの侵食であり、これにより、ＡｌＯ_ｘパッシベーション層の失効を招き、一方、ＳｉＯ_２膜は非常に有効で、ＡｌＯ_ｘパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊影響を阻止することができるが、ＣＮ１０９０８７９５６Ａの方案において、該重要なＳｉＯ_２膜層をＳｉ基板に近い層に置いており、これは、明らかに抗ＰＩＤ膜層構造の設計に合致しない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本願の目的は、両面太陽電池およびその製造方法を提供することにある。本願に係る両面太陽電池は、特殊な膜層構造の設計を採用し、統合膜層の緻密性および電気的特性を強化し、裏面ＰＩＤ現象の発生を非常に効果的に緩和することができる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的を達成するために、本願は以下の技術案を採用する。

【0010】

態様１において、本願は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハと、前記シリコンウェハのＮ型層側に位置して前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層された表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層と、前記シリコンウェハのＰ型層側に位置して前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたパッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層とを備える両面太陽電池を提供する。

【0011】

本願に係る両面太陽電池において、表面の第１ケイ素酸化物層は界面パッシベーション層として機能し、表面の第２ケイ素酸化物層は表面バリア層として機能し、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層は、高屈折率でのバリア層および光吸収層として機能し、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、中間屈折率での光吸収層として機能し、表面の第３ケイ素酸化物層は、低屈折率での光吸収層として機能する。パッシベーション層の作用は、裏界面のパッシベーションを向上させることであり、裏面のケイ素酸化物層の作用は、外部イオンの侵入を阻止することであり、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層は、高屈折率でのバリア層および光吸収層として機能し、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、低屈折率での光吸収層として機能する。裏面のケイ素酸化物層および裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層は、両面ＰＥＲＣ電池の裏面ＰＩＤを解決するのに最も重要な構造である。研究により、発明者は、モジュールのガラスにおけるＮａ^＋イオンの析出後の濃化および侵食をどのように阻止するかが非常に重要であり、特に、両面ＰＥＲＣ電池の裏面の露出膜層にとって、膜層構造の最適化により統合膜層の緻密性および電気的特性を強化し、裏面ＰＩＤ現象の発生を非常に効果的に緩和することができることを見出した。

【0012】

そのため、本願の膜層構造の最適化により、表面は、Ｎａ^＋イオンの侵食を効果的に阻止することができ、裏面は、Ｎａ^＋イオンの濃化分極現象および侵食を効果的に緩和することができる。

【0013】

図２に示すように、発明者は、両面ＰＥＲＣ電池ＰＩＤ失効モデルの確立および分析により、以下のような問題を見出した。（１）モジュールが負のバイアスにある場合、大量のＮａ＋イオンがモジュールのガラスから移出し、電位フィールドの作用により電池付近へ移動する。（２）一部のＮａ＋イオンは、表面の緻密でない膜層の隙間を介してＰＮ接合領域付近に侵入し、ＰＮ接合領域を破壊（ＰＩＤ－ｓｈｕｎｔ）し、電池の発電が失効となる。（３）一部のＮａ＋イオンは、モジュール側の電池と電池との間の隙間を介して電池の裏面に移動し、パッシベーション領域で濃化し、裏面の有害な電位フィールド（ＰＩＤ－ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を形成し、裏面の分極現象を引き起こす。

【0014】

以下は、本願の好ましい技術案であるが、本願の技術案を限定するものではなく、以下の好ましい技術案により、本願の技術目的および有益な効果をより良く達成して実現することができる。

【0015】

本願の好ましい技術案として、前記表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第３ケイ素酸化物層および裏面のケイ素酸化物層は、いずれもＳｉＯ_２層である。好ましくは、前記表面の第１ケイ素酸化物層は熱酸化ケイ素層である。好ましくは、前記表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第３ケイ素酸化物層および裏面のケイ素酸化物層は、電着酸化ケイ素層である。

【0016】

本願の好ましい技術案として、前記表面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層はいずれもＳｉＮ_ｘ１層であり、ｘ１は独立して０．７５～１．３４で、例えば、０．７５、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３または１．３４等である。

【0017】

好ましくは、前記表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、独立して前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３積層構造または前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ積層構造であり、ただし、ｘ２は０．７５～１．３４で、例えば、０．７５、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３または１．３４等であり、ｘ３は０．７５～１．３４で、例えば、０．７５、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３または１．３４等であり、ｘは１～２で、例えば、１、１．５または２等であり、ｙは１～２で、例えば、１、１．５または２等であり、ｘ１＞ｘ２＞ｘ３である。

【0018】

好ましくは、前記表面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ積層構造であり、前記裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層は、前記シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３積層構造である。

【0019】

好ましくは、前記パッシベーション層はアルミナ層である。

【0020】

好ましくは、前記両面太陽電池は銀電極を更に備える。好ましくは、前記シリコンウェハのＮ型層側の銀電極は、表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層を貫通する。好ましくは、前記シリコンウェハのＰ型層側の銀電極は、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を貫通する。

【0021】

本願の好ましい技術案として、前記表面の第２ケイ素酸化物層の屈折率は１．４以上で、例えば、１．４、１．５、１．６または１．７等である。本願において、表面の第２ケイ素酸化物層の屈折率が低すぎると、該表面の第２ケイ素酸化物層の膜層緻密性が悪くなり、外部イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。好ましくは、前記表面の第２ケイ素酸化物層の厚さは５ｎｍ以上で、例えば、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍまたは１０ｎｍ等である。本願において、表面の第２ケイ素酸化物層の厚さが低すぎると、膜層の緻密性が足りなくなり、外部イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。

【0022】

好ましくは、前記表面の第１窒素含有ケイ素化合物層の屈折率は２．０以上で、例えば、２．０、２．１、２．２、２．３または２．４等である。本願において、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層の屈折率が低すぎると、膜層の緻密性が足りなくなり、外部侵入イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。好ましくは、前記表面の第１窒素含有ケイ素化合物層の厚さは１５ｎｍ以上で、例えば、１５ｎｍ、１６ｎｍ、１７ｎｍ、１８ｎｍまたは１９ｎｍ等である。本願において、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層の厚さが低すぎると、膜層の緻密性が足りなくなり、外部侵入イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。

【0023】

好ましくは、前記表面の第３ケイ素酸化物層の屈折率は１．４以上で、例えば、１．４、１．５、１．６、１．７または１．８等である。本願において、表面の第３ケイ素酸化物層の屈折率が低すぎると、光吸収のミスマッチを引き起こし、最終的に太陽電池の光電変換効率に影響を及ぼす。好ましくは、前記表面の第３ケイ素酸化物層の厚さは５ｎｍ以上で、例えば、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍまたは１０ｎｍ等である。本願において、表面の第３ケイ素酸化物層の厚さが低すぎると、光吸収のミスマッチを引き起こし、最終的に太陽電池の光電変換効率に影響を及ぼす。

【0024】

本願において、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層の設計を最適化することにより、Ｎａ^＋イオンが表面の緻密でない膜層の隙間を通過してＰＮ接合領域付近に侵入し、ＰＮ接合領域を破壊し、最終的に電池の抗ＰＩＤを失効させることを効果的に阻止することができる。

【0025】

本願の好ましい技術案として、前記パッシベーション層の厚さは１０ｎｍ以上で、例えば、１０ｎｍ、１１ｎｍ、１２ｎｍ、１３ｎｍ、１４ｎｍまたは１５ｎｍ等である。本願において、パッシベーション層の厚さが薄すぎると、パッシベーション効果に影響を及ぼす一方、外部イオンの侵入および濃化に敏感となる。

【0026】

好ましくは、前記裏面のケイ素酸化物層の屈折率は１．４以上で、例えば、１．４、１．５、１．６、１．７または１．８等である。本願において、裏面のケイ素酸化物層の屈折率が低すぎると、該膜層の緻密性が悪くなり、外部イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。好ましくは、前記裏面のケイ素酸化物層の厚さは５ｎｍ以上で、例えば、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍまたは１０ｎｍ等である。裏面のケイ素酸化物層の厚さが低すぎると、該膜層の緻密性が悪くなり、外部イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。

【0027】

好ましくは、前記裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の屈折率は２．０以上で、例えば、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４または２．５等である。本願において、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の屈折率が低すぎると、該膜層の緻密性が悪くなり、外部イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。好ましくは、前記裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の厚さは１０ｎｍ以上で、例えば、１０ｎｍ、１１ｎｍ、１２ｎｍ、１３ｎｍ、１４ｎｍまたは１５ｎｍ等である。裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の厚さが低すぎると、該膜層の緻密性が悪くなり、外部イオンに対する膜層の阻止作用に影響を及ぼす。

【0028】

本願は、パッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層および裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層の設計を最適化することにより、Ｎａ^＋イオンが裏面で濃化する際に発生する電位フィールド効果による分極現象を効果的に抵抗することができる。

【0029】

態様２において、本願は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハのＮ型層側で表面の第１ケイ素酸化物層を成長させた後、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層を順次成長させることを含む表面成長と、パッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を順次成長させることを含む裏面成長とを行い、前記両面太陽電池を取得するステップを含む態様１に記載の両面太陽電池の製造方法を提供する。本願に係る製造方法は、技術が成熟し、プロセスが簡単で、産業化大規模生産に適する。

【0030】

本願の好ましい技術案として、表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる方法は熱酸化法である。

【0031】

好ましくは、前記表面成長および裏面成長は、いずれもプラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）である。本願において、ＰＥＣＶＤ法を採用する利点は以下のとおりである。１．成膜が速く、量産に寄与する。２．ガス流量および化学結合の配合比を柔軟に調整することができる。３．同一の炉管内で多層膜構造を実現することができる。

【0032】

好ましくは、前記製造方法は、表面成長および裏面成長の後に銀電極を製造することを更に含む。

【0033】

本願の好ましい技術案として、裏面成長は、パッシベーション層を成長させる前に、まず、ＰＮ接合を有して表面の第１ケイ素酸化物層を成長させたシリコンウェハをプラズマ強化化学気相成長炉に置き、真空引き試験およびリーク検出・圧力保持試験を行い、作動ガスを導入し、反応器の温度を３１０～３３０℃とし、例えば、３１０℃、３２０℃または３３０℃等とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、例えば、１４５０Ｐａ、１４８０Ｐａ、１５００Ｐａ、１５２０Ｐａまたは１５５０Ｐａ等とし、定温定圧で９～１１ｓ保持し、例えば、９ｓ、１０ｓまたは１１ｓ等保持する。好ましくは、前記作動ガスは笑気を含む。

【0034】

好ましくは、パッシベーション層を成長させる方法は、温度を３１０～３３０℃とし、例えば、３１０℃、３２０℃または３３０℃等とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、例えば、１４５０Ｐａ、１４８０Ｐａ、１５００Ｐａ、１５２０Ｐａまたは１５５０Ｐａ等とし、作動ガスおよびパッシベーション層原料ガスを導入し、定温定圧で１７０～１９０ｓ保持し、例えば、１７０ｓ、１８０ｓまたは１９０ｓ等保持した後、真空引きを４５～５５ｓ行い、例えば、４５ｓ、５０ｓまたは５５ｓ等行い、温度を４７０～４９０℃とし、例えば、４７０℃、４８０℃または４９０℃等とし、圧力を８５０～９５０Ｐａとし、例えば、８５０Ｐａ、９００Ｐａまたは９５０Ｐａ等とし、作動ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持し、例えば、９ｓ、１０ｓまたは１１ｓ等保持した後、温度、圧力、作動ガスおよびアンモニアガスの導入量を３４０～３６０ｓ保持し、例えば、３４０ｓ、３５０ｓまたは３６０ｓ等保持し、パッシベーション層を取得することを含む。好ましくは、前記作動ガスは笑気を含む。好ましくは、前記パッシベーション層原料ガスはトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を含む。

【0035】

好ましくは、裏面のケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、例えば、４７０℃、４８０℃または４９０℃等とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、例えば、１４５０Ｐａ、１５００Ｐａまたは１５５０Ｐａ等とし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持し、例えば、７５ｓ、８０ｓまたは８５ｓ等保持した後、真空引きを２９０～３１０ｓ行い、例えば、２８０ｓ、３００ｓまたは３１０ｓ等行い、温度を４７０～４９０℃とし、例えば、４７０℃、４８０℃または４９０℃等とし、圧力を１６００～１８００Ｐａとし、例えば、１６００Ｐａ、１７００Ｐａまたは１８００Ｐａ等とし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持し、例えば、９ｓ、１０ｓまたは１１ｓ等保持し、裏面のケイ素酸化物層を取得することを含む。好ましくは、前記作動ガスは笑気を含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0036】

好ましくは、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、例えば、１６５０Ｐａ、１７００Ｐａまたは１７５０Ｐａ等とし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で２３５～２４５ｓ保持し、例えば、２３５ｓ、２４０ｓまたは２４５ｓ等保持し、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0037】

好ましくは、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、例えば、４７０℃、４８０℃または４９０℃等とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、例えば、１６５０Ｐａ、１７００Ｐａまたは１７５０Ｐａ等とし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持し、例えば、１２５ｓ、１３０ｓまたは１３５ｓ等保持した後、温度を４７０～４９０℃とし、例えば、４７０℃、４８０℃または４９０℃等とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、例えば、１６５０Ｐａ、１７００Ｐａまたは１７５０Ｐａ等とし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持し、例えば、１２５ｓ、１３０ｓまたは１３５ｓ等保持し、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0038】

好ましくは、前記裏面成長は、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させた後、真空引きを行って保護ガスを充填して常圧に戻し、製品を取り出すことを更に含む。

【0039】

本願の好ましい技術案として、前記表面成長は、表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる前に、まず、ＰＮ接合を有して表面の第１ケイ素酸化物層を成長させたシリコンウェハをプラズマ強化化学気相成長炉に置き、真空引きを行い、リーク検出し、再び真空引きを行い、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、反応器の温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を１９５～２０５Ｐａとし、例えば、１９５Ｐａ、２００Ｐａまたは２０５Ｐａ等とし、定温定圧で１５～２５ｓ保持し、例えば、１５ｓ、２０ｓまたは２５ｓ等保持する。好ましくは、前記作動ガスは笑気を含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0040】

好ましくは、表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を１９５～２０５Ｐａとし、例えば、１９５Ｐａ、２００Ｐａまたは２０５Ｐａ等とし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持し、例えば、７５ｓ、８０ｓまたは８５ｓ等保持した後、真空引きを１５～２５ｓ行い、例えば、１５ｓ、２０ｓまたは２５ｓ等行い、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、例えば、２２５Ｐａ、２３０Ｐａまたは２３５Ｐａ等とし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で１５～２５ｓ保持し、例えば、１５ｓ、２０ｓまたは２５ｓ等保持し、表面の第２ケイ素酸化物層を取得することを含む。好ましくは、前記作動ガスは笑気を含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0041】

好ましくは、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、例えば、２２５Ｐａ、２３０Ｐａまたは２３５Ｐａ等とし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で６０～７０ｓ保持し、例えば、６０ｓ、６５ｓまたは７０ｓ等保持し、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0042】

好ましくは、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、例えば、２２５Ｐａ、２３０Ｐａまたは２３５Ｐａ等とし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持し、例えば、１５５ｓ、１６０ｓまたは１６５ｓ等保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、例えば、２２５Ｐａ、２３０Ｐａまたは２３５Ｐａ等とし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で２４０～２６０ｓ保持し、例えば、２４０ｓ、２５０ｓまたは２６０ｓ等保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を１８５～１９５Ｐａとし、例えば、１８５Ｐａ、１９０Ｐａまたは１９５Ｐａ等とし、シリコン原料ガス、アンモニアガスおよび作動ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持し、例えば、１５５ｓ、１６０ｓまたは１６５ｓ等保持した後、真空引きを行ってからシリコン原料ガスおよび作動ガスを導入し、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、例えば、１７５Ｐａ、１８０Ｐａまたは１８５Ｐａ等とし、定温定圧で６～１５ｓ保持し、例えば、６ｓ、１０ｓまたは１５ｓ等保持し、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。前記作動ガスは笑気を含む。

【0043】

好ましくは、表面の第３ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、例えば、４９０℃、５００℃または５１０℃等とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、例えば、１７５Ｐａ、１８０Ｐａまたは１８５Ｐａ等とし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１７５～１８５ｓ保持し、例えば、１７５ｓ、１８０ｓまたは１８５ｓ保持することを含む。好ましくは、前記作動ガスは笑気を含む。好ましくは、前記シリコン原料ガスはシランを含む。

【0044】

好ましくは、前記表面成長は、表面の第３ケイ素酸化物層を成長させた後、真空引きを行い、炉管を洗浄し、再び真空引きを行って常圧に戻し、製品を取り出すことを更に含む。

【0045】

本願に記載の製造方法の更なる好ましい技術案として、前記方法は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハのＮ型層側で表面の第１ケイ素酸化物層を成長させた後、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層を順次成長させることを含む表面成長と、パッシベーション層、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を順次成長させることを含む裏面成長とを行い、銀電極を製造し、前記両面太陽電池を取得するステップを含む。

【0046】

前記表面成長および裏面成長は、いずれもプラズマ強化化学気相成長であり、パッシベーション層を成長させる方法は、温度を３１０～３３０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、作動ガスおよびパッシベーション層原料ガスを導入し、定温定圧で１７０～１９０ｓ保持した後、真空引きを４５～５５ｓ行い、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を８５０～９５０Ｐａとし、作動ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持した後、温度、圧力、作動ガスおよびアンモニアガスの導入量を３４０～３６０ｓ保持し、パッシベーション層を取得することを含み、裏面のケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１４５０～１５５０Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持した後、真空引きを２９０～３１０ｓ行い、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６００～１８００Ｐａとし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で９～１１ｓ保持し、裏面のケイ素酸化物層を取得することを含み、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で２３５～２４５ｓ保持し、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持した後、温度を４７０～４９０℃とし、圧力を１６５０～１７５０Ｐａとし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で１２５～１３５ｓ保持し、裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、表面の第２ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１９５～２０５Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で７５～８５ｓ保持した後、真空引きを１５～２５ｓ行い、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、シリコン原料ガスおよびアンモニアガスを導入し、定温定圧で１５～２５ｓ保持し、表面の第２ケイ素酸化物層を取得することを含み、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で６０～７０ｓ保持し、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、アンモニアガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を２２５～２３５Ｐａとし、シリコン原料ガスの導入量を低減し、アンモニアガスの導入量を増加し、定温定圧で２４０～２６０ｓ保持した後、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１８５～１９５Ｐａとし、シリコン原料ガス、アンモニアガスおよび作動ガスを導入し、定温定圧で１５５～１６５ｓ保持した後、真空引きを行ってからシリコン原料ガスおよび作動ガスを導入し、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、定温定圧で６～１５ｓ保持し、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層を取得することを含み、表面の第３ケイ素酸化物層を成長させる方法は、温度を４９０～５１０℃とし、圧力を１７５～１８５Ｐａとし、作動ガスおよびシリコン原料ガスを導入し、定温定圧で１７５～１８５ｓ保持することを含む。

【発明の効果】

【0047】

従来技術と比べ、本願は、以下の有益な効果を有する。

【0048】

（１）本願は、既存のデバイスを基に、余分な資金投入を増加しないとともに、安全性を考慮した前提で、ＰＩＤ失効モデルの確立および分析により、両面ＰＥＲＣ電池の抗ＰＩＤの失効を効果的に解決する発明方案を提供する。本願に係る両面太陽電池は、特殊な膜層構造の設計（表面膜層の多層設計および裏面膜層の多層設計を含み、ここで、裏面のケイ素酸化物層および裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層は、両面ＰＥＲＣ電池の裏面ＰＩＤを解決するのに最も重要な構造である）を採用し、統合膜層の緻密性および電気的特性を強化し、裏面ＰＩＤ現象の発生を非常に効果的に緩和することができる。

【0049】

（２）本願の製造方法は、操作しやすく、フローが短く、産業化大規模生産を実現しやすい。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】両面電池－ダブルガラスモジュールの実験室－１５００ＶバイアスでのＰＩＤ失効ＥＬ画像である。

【図2】両面ＰＥＲＣ電池のＰＩＤ失効モデルである。

【図3】実施例１に係る両面太陽電池の構造模式図であり、ここで、１がＰＮ接合を有するシリコンウェハで、２がパッシベーション層で、３が裏面のケイ素酸化物層で、４が裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層で、５が裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層で、６が表面の第１ケイ素酸化物層で、７が表面の第２ケイ素酸化物層で、８が表面の第１窒素含有ケイ素化合物層で、９が表面の第２窒素含有ケイ素化合物層で、１０が表面の第３ケイ素酸化物層である。

【図4】実施例１に係る両面太陽電池の製造方法のフローチャートである。

【図5A】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールの１回試験における初期ＥＬ画像である。

【図5B】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル１＃が９６ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図5C】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル１＃が１９２ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図5D】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル１＃が２８８ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図6A】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル２＃の初期ＥＬ画像である。

【図6B】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル２＃が９６ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図6C】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル２＃が１９２ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図6D】実施例１に係る両面太陽電池のシングルガラスモジュールにおけるサンプル２＃が２８８ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図7A】実施例１に係る両面太陽電池のダブルガラスモジュールの初期ＥＬ画像である。

【図7B】実施例１に係る両面太陽電池のダブルガラスモジュールが９６ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図7C】実施例１に係る両面太陽電池のダブルガラスモジュールが１９２ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【図7D】実施例１に係る両面太陽電池のダブルガラスモジュールが２８８ｈのＰＩＤを経たＥＬ画像である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

本願をより良く説明し、本願の技術案を理解しやすくするために、以下、本願について更に詳細に説明する。ただし、下記実施例は、本願の簡単な例に過ぎず、本願の保護範囲を代表または限定するものではなく、本願の保護範囲は、特許請求の範囲に準ずる。以下、本願の典型的であるが非限定的な実施例である。

【0052】

＜実施例１＞
本実施例は、両面太陽電池を提供し、前記太陽電池の構造は、図３に示す。前記両面太陽電池は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１と、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１のＮ型層側に位置して該シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層された表面の第１ケイ素酸化物層６、表面の第２ケイ素酸化物層７、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層８、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層９および表面の第３ケイ素酸化物層１０と、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１のＰ型層側に位置して該シリコンウェハから離れる方向に沿って順次積層されたパッシベーション層２、裏面のケイ素酸化物層３、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層５とを備えた。前記両面太陽電池は銀電極を更に備え、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１のＮ型層側の銀電極は、表面の第１ケイ素酸化物層、表面の第２ケイ素酸化物層、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層、表面の第２窒素含有ケイ素化合物層および表面の第３ケイ素酸化物層を貫通し、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１のＰ型層側の銀電極は、裏面のケイ素酸化物層、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層および裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層を貫通した。

【0053】

本実施例において、前記表面の第１ケイ素酸化物層６、表面の第２ケイ素酸化物層７、表面の第３ケイ素酸化物層１０および裏面のケイ素酸化物層３はいずれもＳｉＯ_２層であり、表面の第１ケイ素酸化物層６は熱酸化ケイ素層であり、表面の第２ケイ素酸化物層７、表面の第３ケイ素酸化物層１０および裏面のケイ素酸化物層３は電着酸化ケイ素層である。前記パッシベーション層２はアルミナ層（ＡｌＯ_ｘ、ｘ＝１．５）であった。

【0054】

本実施例において、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層はＳｉＮ_ｘ１層（ｘ１＝４／３）であり、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層もＳｉＮ_ｘ１層（ｘ１＝４／３）であった。表面の第２窒素含有ケイ素化合物層９は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１から離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ積層構造（ｘ２＝４／３、ｘ３＝４／３、ｘ＝１、ｙ＝１）であった。裏面の第２窒素含有ケイ素化合物層５は、ＰＮ接合を有するシリコンウェハ１から離れる方向に沿って順次積層されたＳｉＮ_ｘ２／ＳｉＮ_ｘ３積層構造（ｘ２＝４／３、ｘ３＝４／３）であった。

【0055】

本実施例に係る両面太陽電池において、表面の第２ケイ素酸化物層７の屈折率は１．４５で、厚さは６ｎｍであり、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層８の屈折率は２．２で、厚さは２０ｎｍであり、表面の第３ケイ素酸化物層１０の屈折率は１．４で、厚さは５であり、パッシベーション層２の厚さは１０ｎｍであり、裏面のケイ素酸化物層３の屈折率は１．４５で、厚さは１２ｎｍであり、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の屈折率は２．２で、厚さは１５ｎｍであった。

【0056】

本実施例は、前記両面太陽電池の製造方法を更に提供し、その具体的なステップは以下のとおりであった。Ｐ型ガリウムドープシリコンウェハを前工程で処理（テクスチャリングし、ＨＦ／ＨＣｌ混合酸で洗浄し、拡散し、表面でレーザによりＳＥをドープ）し、ＰＮ接合を有するシリコンウェハを取得し、ＰＮ接合を有するシリコンウェハのＮ型層側で熱酸化法により表面の第１ケイ素酸化物層を成長させ、更に表面成長および裏面成長を行い、裏面レーザグルービング、銀電極のスクリーン印刷および焼結を経て、前記両面太陽電池を取得した。そのフローチャートは図４に示すとおりであった。

【0057】

前記裏面成長の方法は、以下のステップを含む。

【0058】

ステップ（１）：熱酸化工程を経た後のシリコンウェハをグラファイトボート内に挿入し、ロボットアームにより管式ＰＥＣＶＤ炉内管に送り込み、時間を１１０ｓとし、温度を３２０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬入速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0059】

ステップ（２）：ロボットアームを炉管内から引き出し、炉管を閉じたとともに、温度を３２０℃とし、真空引き試験およびリーク検出・圧力保持試験を行った。

【0060】

ステップ（３）：定温定圧段階に入り、時間を１０ｓとし、温度を３２０℃とし、圧力を１５００ｐａとし、笑気を流量５８００ｓｃｃｍで導入した。

【0061】

ステップ（４）：アルミナ堆積段階に入り、時間を１８０ｓとし、温度を３２０℃とし、圧力を１５００ｐａとし、笑気を流量５８００ｓｃｃｍで導入し、トリメチルアルミニウムＴＭＡ開度を７５％とし、無線周波数電力を７０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を２０／１０００とした。

【0062】

ステップ（５）：反応で残留したガスを空にするように真空引きを行い、時間を５０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0063】

ステップ（６）：２回目の定温定圧段階に入り、時間を１０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を９００ｐａとし、アンモニアガスを流量２５００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量２５００ｓｃｃｍで導入した。

【0064】

ステップ（７）：アルミナの活性化前処理過程を行い、即ち、ステップ（４）で成長したアルミナに対してＨパッシベーションされた部分イオン注入を行い、時間を３５０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を９００ｐａとし、アンモニアガスを流量２５００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量２５００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を３５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を３０／１２０とした。

【0065】

ステップ（８）：酸化ケイ素成長段階に入り、時間を８０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を１５００ｐａとし、シランを流量６５０ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量５２００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を８０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を３６／１０００とした。

【0066】

ステップ（９）：反応で残留したガスを空にするように真空引きを行い、時間を３００ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0067】

ステップ（１０）：３回目の定温定圧段階に入り、時間を１０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を１７００ｐａとし、シランを流量１２５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量４８８０ｓｃｃｍで導入した。

【0068】

ステップ（１１）：１層目の高屈折率ＳｉＮ_ｘ１層成長段階に入り、時間を２４０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を１７００ｐａとし、シランを流量１２５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量４８８０ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／７００とした。

【0069】

ステップ（１２）：２層目のＳｉＮ_ｘ２層成長段階に入り、時間を１３０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を１７００ｐａとし、シランを流量８５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６０００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／６００とした。

【0070】

ステップ（１３）：３層目のＳｉＮ_ｘ３層成長段階に入り、時間を１３０ｓとし、温度を４８０℃とし、圧力を１７００ｐａとし、シランを流量６００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６５００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／６００とした。

【0071】

ステップ（１４）：プロセスが終了した後、真空引きを行って窒素を充填して常圧に戻す段階に入り、時間を１５０ｓとし、温度を４３０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、窒素ガスを流量４００００ｓｃｃｍで導入した。

【0072】

ステップ（１５）：炉の扉を開けてボートを取り出し、裏面ＰＥＣＶＤメッキ成膜プロセスのフロー全体を終了し、時間を１１０ｓとし、温度を４３０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬出速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0073】

前記表面成長の方法は、以下のステップを含む。

【0074】

ステップ（１）：ボートを搬入し、シリコンウェハをグラファイト担持治具に置き、ロボットアームで管式ＰＥＣＶＤメッキ成膜装置に送り込み、時間を１２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１００００ｐａとした。

【0075】

ステップ（２）：真空引きを行い、炉管に対して１回目の真空引きを行い、時間を２００ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0076】

ステップ（３）：プロセスガスが導入される前にプロセス効果を確保するように、リーク検出を行い、真空が漏れるか否かを試験し、時間を２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１００００ｐａとした。

【0077】

ステップ（４）：真空引きを行い、炉管に対して急速な真空引きを再び行い、時間を２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0078】

ステップ（５）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を２００ｐａとし、シラン流量を９８５ｓｃｃｍとし、笑気流量を４６２０ｓｃｃｍとした。

【0079】

ステップ（６）：酸化ケイ素を堆積し、時間を８０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を２００ｐａとし、シランを流量９８５ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量４６２０ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１２６００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／１５０とした。

【0080】

ステップ（７）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、次のステップに進むことを準備し、時間を２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0081】

ステップ（８）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を２３０ｐａとし、シラン流量を２２００ｓｃｃｍとし、アンモニアガス流量を６６００ｓｃｃｍとした。

【0082】

ステップ（９）：１層目の高屈折率ＳｉＮ_ｘ１層を堆積し、時間を６５ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を２３０ｐａとし、シランを流量２２００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６６００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１６５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0083】

ステップ（１０）：２層目のＳｉＮ_ｘ２層を堆積する段階に入り、時間を１６０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を２３０ｐａとし、シランを流量１０００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量１２０００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0084】

ステップ（１１）：３層目のＳｉＮ_ｘ３層を堆積する段階に入り、時間を２５０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を２３０ｐａとし、シランを流量８００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量１２２００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0085】

ステップ（１２）：ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ層を堆積する段階に入り、時間を１６０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１９０ｐａとし、シランを流量１０００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量２８００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量７８００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0086】

ステップ（１３）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、次のステップに進むことを準備し、時間を２０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0087】

ステップ（１４）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を１０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１８０ｐａとし、シラン流量を６００ｓｃｃｍとし、笑気流量を９６００ｓｃｃｍとした。

【0088】

ステップ（１５）：最外層の酸化ケイ素層を堆積し、時間を１８０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１８０ｐａとし、シランを流量６００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量９６００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１４５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／１５０とした。

【0089】

ステップ（１６）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、時間を２５ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0090】

ステップ（１７）：炉管を洗浄し、炉内の残留ガスをパージし、時間を１５ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとし、窒素ガス流量を２５０００ｓｃｃｍとした。

【0091】

ステップ（１８）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、時間を１５ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0092】

ステップ（１９）：常圧に戻し、炉の扉を開くことを準備し、時間を９０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１００００ｐａとし、窒素ガス流量を５００００ｓｃｃｍとした。

【0093】

ステップ（２０）：炉の扉を開き、グラファイトボートを取り出し、表面ＰＥＣＶＤメッキ成膜プロセスのフロー全体を終了し、時間を１１０ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬出速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0094】

本実施例に係る両面太陽電池を両面ＰＥＲＣ電池－シングルガラスモジュールに製造し、その構造は、フロントシートガラス／表面ＥＶＡ／電池セル／裏面白色ＥＶＡ／白色バックシートであった。

【0095】

上記シングルガラスモジュールから２つのサンプル（１＃および２＃）を取り出してＰＩＤ試験を行い、ＰＩＤ試験のバイアスは－１５００Ｖであった。試験結果は、以下の表に示すように、合格と判定する標準は、ＰＩＤ９６ｈのピーク電力減衰が３％以下で、ＰＩＤ１９２ｈおよび２８８ｈのピーク電力減衰が５％以下であることであった。

【0096】

【表1】

【0097】

以上の表から分かるように、シングルガラスモジュールは、２８８ｈの－１５００Ｖバイアス試験を経て、電力減衰を依然として＜２．５％以内に保持することができる。

【0098】

図５（Ａ）～図５（Ｄ）はそれぞれ異なる時間での１＃のＥＬ画像（ＥＬはＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ、即ち、エレクトロルミネッセンスを意味する）であり、図６（Ａ）～図６（Ｄ）は、それぞれ異なる時間での２＃のＥＬ画像であり、上記図から分かるように、初期試験から２８８ｈまで、ＥＬ画像には明らかな電池失効暗セルが見られなかった。

【0099】

本実施例に係る両面太陽電池を両面ＰＥＲＣ電池－ダブルガラスモジュールに製造し、その構造はフロントシートガラス／高透明ＥＶＡ／電池セル／透明ＰＯＥ／バックシートガラスであった。

【0100】

上記ダブルガラスモジュールからサンプル（３＃）を取り出してＰＩＤ試験を行い、ＰＩＤ試験のバイアスは－１５００Ｖであった。試験結果は、以下の表に示すように、合格と判定する標準は、ＰＩＤ９６ｈのピーク電力減衰が３％以下であり、ＰＩＤ１９２ｈおよび２８８ｈのピーク電力減衰が５％以下であった。

【0101】

【表2】

【0102】

以上の表から分かるように、ダブルガラスモジュールは、２８８ｈの－１５００Ｖバイアス試験を経て、電力減衰を依然として１．０％付近に保持した。

【0103】

図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、それぞれ異なる時間での３＃のＥＬ画像であり、上記図から分かるように、初期試験から２８８ｈまで、ＥＬ画像には明らかな電池失効暗セルが見られなかった。

【0104】

＜実施例２＞
本実施例に係る両面太陽電池の構造および材料種類は実施例１と同じであり、本実施例に係る両面太陽電池の具体的な厚さパラメータは、表面の第２ケイ素酸化物層７の屈折率が１．４３で、厚さが７ｎｍであり、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層８の屈折率が２．１で、厚さが２３ｎｍであり、表面の第３ケイ素酸化物層１０の屈折率が１．４で、厚さが８ｎｍであり、パッシベーション層２の厚さが１２ｎｍであり、裏面のケイ素酸化物層３の屈折率が１．４８５で、厚さが１２ｎｍであり、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の屈折率が２．３で、厚さが１８ｎｍであった。

【0105】

本実施例の製造方法と実施例１との区別は、本実施例の裏面成長および表面成長の方法が以下のとおりであることにある。

【0106】

前記裏面成長の方法は、以下のステップを含む。

【0107】

ステップ（１）：熱酸化工程を経た後のシリコンウェハをグラファイトボート内に挿入し、ロボットアームにより管式ＰＥＣＶＤ炉内管に送り込み、時間を１１０ｓとし、温度を３１０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬入速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0108】

ステップ（２）：ロボットアームを炉管内から引き出し、炉管を閉じるとともに、温度を３１０℃とし、真空引き試験およびリーク検出・圧力保持試験を行った。

【0109】

ステップ（３）：定温定圧段階に入り、時間を１０ｓとし、温度を３１０℃とし、圧力を１４５０ｐａとし、笑気を流量５８００ｓｃｃｍで導入した。

【0110】

ステップ（４）：アルミナ堆積段階に入り、時間を１７０ｓとし、温度を３１０℃とし、圧力を１４５０ｐａとし、笑気を流量５８００ｓｃｃｍで導入し、トリメチルアルミニウムＴＭＡ開度を７５％とし、無線周波数電力を７０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を２０／１０００とした。

【0111】

ステップ（５）：反応で残留したガスを空にするように真空引きを行い、時間を４５ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0112】

ステップ（６）：２回目の定温定圧段階に入り、時間を９ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を８５０ｐａとし、アンモニアガスを流量２５００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量２５００ｓｃｃｍで導入した。

【0113】

ステップ（７）：アルミナの活性化前処理過程を行い、即ち、ステップ（４）で成長したアルミナに対してＨパッシベーションされた部分イオン注入を行い、時間を３４０ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を８５０ｐａとし、アンモニアガスを流量２５００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量２５００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を３５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を３０／１２０とした。

【0114】

ステップ（８）：酸化ケイ素成長段階に入り、時間を７５ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を１４５０ｐａとし、シランを流量６５０ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量５２００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を８０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を３６／１０００とした。

【0115】

ステップ（９）：反応で残留したガスを空にするように真空引きを行い、時間を２９０ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0116】

ステップ（１０）：３回目の定温定圧段階に入り、時間を９ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を１６５０ｐａとし、シランを流量１２５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量４８８０ｓｃｃｍで導入した。

【0117】

ステップ（１１）：１層目の高屈折率ＳｉＮ_ｘ１層成長段階に入り、時間を２３５ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を１６５０ｐａとし、シランを流量１２５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量４８８０ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／７００とした。

【0118】

ステップ（１２）：２層目のＳｉＮ_ｘ２層成長段階に入り、時間を１２５ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を１６５０ｐａとし、シランを流量８５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６０００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／６００とした。

【0119】

ステップ（１３）：３層目のＳｉＮ_ｘ３層成長段階に入り、時間を１２５ｓとし、温度を４７０℃とし、圧力を１６５０ｐａとし、シランを流量６００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６５００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／６００とした。

【0120】

【0121】

【0122】

前記表面成長の方法は、以下のステップを含む。

【0123】

ステップ（１）：ボートを搬入し、シリコンウェハをグラファイト担持治具に置き、ロボットアームで管式ＰＥＣＶＤメッキ成膜装置に送り込み、時間を１２０ｓとし、温度を４９００℃とし、圧力を１００００ｐａとした。

【0124】

ステップ（２）：真空引きを行い、炉管に対して１回目の真空引きを行い、時間を２００ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0125】

ステップ（３）：プロセスガスが導入される前にプロセス効果を確保するように、リーク検出を行い、真空が漏れるか否かを試験し、時間を２０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１００００ｐａとした。

【0126】

ステップ（４）：真空引きを行い、炉管に対して急速な真空引きを再び行い、時間を２０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0127】

ステップ（５）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を１５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１９５ｐａとし、シラン流量を９８５ｓｃｃｍとし、笑気流量を４６２０ｓｃｃｍとした。

【0128】

ステップ（６）：酸化ケイ素を堆積し、時間を７５ｓとし、温度を４５０℃とし、圧力を１９５ｐａとし、シランを流量９８５ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量４６２０ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１２６００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／１５０とした。

【0129】

ステップ（７）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、次のステップに進むことを準備し、時間を１５ｓとし、温度を５００℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0130】

ステップ（８）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を１５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を２２５ｐａとし、シラン流量を２２００ｓｃｃｍとし、アンモニアガス流量を６６００ｓｃｃｍとした。

【0131】

ステップ（９）：１層目の高屈折率ＳｉＮ_ｘ１層を堆積し、時間を６０ｓとし、温度を４５０℃とし、圧力を２２５ｐａとし、シランを流量２２００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６６００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１６５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0132】

ステップ（１０）：２層目のＳｉＮ_ｘ２層を堆積する段階に入り、時間を１５５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を２２５ｐａとし、シランを流量１０００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量１２０００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0133】

ステップ（１１）：３層目のＳｉＮ_ｘ３層を堆積する段階に入り、時間を２４０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を２２５ｐａとし、シランを流量８００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量１２２００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0134】

ステップ（１２）：ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ層を堆積する段階に入り、時間を１６０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１８５ｐａとし、シランを流量１０００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量２８００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量７８００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0135】

ステップ（１３）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、次のステップに進むことを準備し、時間を２０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0136】

ステップ（１４）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を１０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１８０ｐａとし、シラン流量を６００ｓｃｃｍとし、笑気流量を９６００ｓｃｃｍとした。

【0137】

ステップ（１５）：最外層の酸化ケイ素層を堆積し、時間を１７５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１７５ｐａとし、シランを流量６００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量９６００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１４５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／１５０とした。

【0138】

ステップ（１６）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、時間を２５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0139】

ステップ（１７）：炉管を洗浄し、炉内の残留ガスをパージし、時間を１５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとし、窒素ガス流量を２５０００ｓｃｃｍとした。

【0140】

ステップ（１８）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、時間を１５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0141】

ステップ（１９）：常圧に戻し、炉の扉を開くことを準備し、時間を９０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、窒素ガス流量を５００００ｓｃｃｍとした。

【0142】

ステップ（２０）：炉の扉を開き、グラファイトボートを取り出し、表面ＰＥＣＶＤメッキ成膜プロセスのフロー全体を終了し、時間を１１０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬出速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0143】

本実施例に係る両面太陽電池を、実施例１の方法に従って両面ＰＥＲＣ電池－シングルガラスモジュールに製造し、このモジュールを用いて実施例１の方法に従ってＰＩＤ試験を行い、試験結果は以下のとおりであった。

【0144】

【表3】

【0145】

本実施例に係る両面太陽電池を、実施例１の方法に従って両面ＰＥＲＣ電池－ダブルガラスモジュールに製造し、このモジュールを用いて実施例１の方法に従ってＰＩＤ試験を行い、試験結果は以下のとおりであった。

【0146】

【表4】

【0147】

＜実施例３＞
本実施例に係る両面太陽電池の構造および材料種類は実施例１と同じであり、本実施例に係る両面太陽電池の具体的な厚さパラメータは、表面の第２ケイ素酸化物層７の屈折率が１．４８で、厚さが１０ｎｍであり、表面の第１窒素含有ケイ素化合物層８の屈折率が２．４で、厚さが２０ｎｍであり、表面の第３ケイ素酸化物層１０の屈折率が１．４２で、厚さが８ｎｍであり、パッシベーション層２の厚さが１５ｎｍであり、裏面のケイ素酸化物層３の屈折率が１．４８で、厚さが１５ｎｍであり、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の屈折率が２．４で、厚さが２０ｎｍであった。

【0148】

前記裏面成長の方法は、以下のステップを含む。

【0149】

ステップ（１）：熱酸化工程を経た後のシリコンウェハをグラファイトボート内に挿入し、ロボットアームにより管式ＰＥＣＶＤ炉内管に送り込み、時間を１１０ｓとし、温度を３３０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬入速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0150】

ステップ（２）：ロボットアームを炉管内から引き出し、炉管を閉じたとともに、温度を３３０℃とし、真空引き試験およびリーク検出・圧力保持試験を行った。

【0151】

ステップ（３）：定温定圧段階に入り、時間を１１ｓとし、温度を３３０℃とし、圧力を１５５０ｐａとし、笑気を流量５８００ｓｃｃｍで導入した。

【0152】

ステップ（４）：アルミナ堆積段階に入り、時間を１９０ｓとし、温度を３３０℃とし、圧力を１５５０ｐａとし、笑気を流量５８００ｓｃｃｍで導入し、トリメチルアルミニウムＴＭＡ開度を７５％とし、無線周波数電力を７０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を２０／１０００とした。

【0153】

ステップ（５）：反応で残留したガスを空にするように真空引きを行い、時間を５０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0154】

ステップ（６）：２回目の定温定圧段階に入り、時間を１１ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を９５０ｐａとし、アンモニアガスを流量２５００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量２５００ｓｃｃｍで導入した。

【0155】

ステップ（７）：アルミナの活性化前処理過程を行い、即ち、ステップ（４）で成長したアルミナに対してＨパッシベーションされた部分イオン注入を行い、時間を３６０ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を９５０ｐａとし、アンモニアガスを流量２５００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量２５００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を３５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を３０／１２０とした。

【0156】

ステップ（８）：酸化ケイ素成長段階に入り、時間を８５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１５５０ｐａとし、シランを流量６５０ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量５２００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を８０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を３６／１０００とした。

【0157】

ステップ（９）：反応で残留したガスを空にするように真空引きを行い、時間を３００ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0158】

ステップ（１０）：３回目の定温定圧段階に入り、時間を１１ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１８００ｐａとし、シランを流量１２５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量４８８０ｓｃｃｍで導入した。

【0159】

ステップ（１１）：１層目の高屈折率ＳｉＮ_ｘ１層成長段階に入り、時間を２４５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１７５０ｐａとし、シランを流量１２５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量４８８０ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／７００とした。

【0160】

ステップ（１２）：２層目のＳｉＮ_ｘ２層成長段階に入り、時間を１３５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１７５０ｐａとし、シランを流量８５０ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６０００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／６００とした。

【0161】

ステップ（１３）：３層目のＳｉＮ_ｘ３層成長段階に入り、時間を１３５ｓとし、温度を４９０℃とし、圧力を１７５０ｐａとし、シランを流量６００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６５００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１３０００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５０／６００とした。

【0162】

【0163】

【0164】

前記表面成長の方法は、以下のステップを含む。

【0165】

ステップ（１）：ボートを搬入し、シリコンウェハをグラファイト担持治具に置き、ロボットアームで管式ＰＥＣＶＤメッキ成膜装置に送り込み、時間を１２０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１００００ｐａとした。

【0166】

ステップ（２）：真空引きを行い、炉管に対して１回目の真空引きを行い、時間を２００ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0167】

ステップ（３）：プロセスガスが導入される前にプロセス効果を確保するように、リーク検出を行い、真空が漏れるか否かを試験し、時間を２０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１００００ｐａとした。

【0168】

ステップ（４）：真空引きを行い、炉管に対して急速な真空引きを再び行い、時間を２０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0169】

ステップ（５）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を２５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を２０５ｐａとし、シラン流量を９８５ｓｃｃｍとし、笑気流量を４６２０ｓｃｃｍとした。

【0170】

ステップ（６）：酸化ケイ素を堆積し、時間を８５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を２０５ｐａとし、シランを流量９８５ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量４６２０ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１２６００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／１５０とした。

【0171】

ステップ（７）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、次のステップに進むことを準備し、時間を２５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0172】

ステップ（８）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を２５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を２３５ｐａとし、シラン流量を２２００ｓｃｃｍとし、アンモニアガス流量を６６００ｓｃｃｍとした。

【0173】

ステップ（９）：１層目の高屈折率ＳｉＮ_ｘ１層を堆積し、時間を７０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を２３５ｐａとし、シランを流量２２００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量６６００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１６５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0174】

ステップ（１０）：２層目のＳｉＮ_ｘ２層を堆積する段階に入り、時間を１６５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を２３５ｐａとし、シランを流量１０００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量１２０００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0175】

ステップ（１１）：３層目のＳｉＮ_ｘ３層を堆積する段階に入り、時間を２６０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を２３５ｐａとし、シランを流量８００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量１２２００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0176】

ステップ（１２）：ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ層を堆積する段階に入り、時間を１６５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１９５ｐａとし、シランを流量１０００ｓｃｃｍで導入し、アンモニアガスを流量２８００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量７８００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１７５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／８０とした。

【0177】

ステップ（１３）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、次のステップに進むことを準備し、時間を２０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0178】

ステップ（１４）：定圧にし、圧力をプロセス設定値に真空引き、一部のプロセスガスを予め導入し、時間を１５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１８５ｐａとし、シラン流量を６００ｓｃｃｍとし、笑気流量を９６００ｓｃｃｍとした。

【0179】

ステップ（１５）：最外層の酸化ケイ素層を堆積し、時間を１８５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１８５ｐａとし、シランを流量６００ｓｃｃｍで導入し、笑気を流量９６００ｓｃｃｍで導入し、無線周波数電力を１４５００Ｗとし、パルスのオン／オフ比を５／１５０とした。

【0180】

ステップ（１６）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、時間を２５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0181】

ステップ（１７）：炉管を洗浄し、炉内の残留ガスをパージし、時間を１５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとし、窒素ガス流量を２５０００ｓｃｃｍとした。

【0182】

ステップ（１８）：真空引きを行い、余分な反応ガスを抽出し、時間を１５ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を０ｐａとした。

【0183】

ステップ（１９）：常圧に戻し、炉の扉を開く準備をし、時間を９０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、窒素ガス流量を５００００ｓｃｃｍとした。

【0184】

ステップ（２０）：炉の扉を開き、グラファイトボートを取り出し、表面ＰＥＣＶＤメッキ成膜プロセスのフロー全体を終了し、時間を１１０ｓとし、温度を５１０℃とし、圧力を１００００ｐａとし、ボート搬出速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0185】

【0186】

【表5】

【0187】

【0188】

【表6】

【0189】

＜実施例４＞
本実施例に係る両面太陽電池と実施例１との区別は、裏面のケイ素酸化物層３の屈折率が１．２であることだけにある。

【0190】

【0191】

【表7】

【0192】

【0193】

【表8】

【0194】

＜実施例５＞
本実施例に係る両面太陽電池と実施例１との区別は、裏面のケイ素酸化物層３の厚さが４ｎｍであることだけにある。本実施例に係る両面太陽電池を、実施例１の方法に従って両面ＰＥＲＣ電池－シングルガラスモジュールに製造し、このモジュールを用いて実施例１の方法に従ってＰＩＤ試験を行い、試験結果は以下のとおりであった。

【0195】

【表9】

【0196】

【0197】

【表10】

【0198】

＜実施例６＞
本実施例に係る両面太陽電池と実施例１との区別は、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の屈折率が１．８であることだけにある。

【0199】

【0200】

【表11】

【0201】

【0202】

【表12】

【0203】

＜実施例７＞
本実施例に係る両面太陽電池と実施例１との区別は、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の厚さが４ｎｍであることだけにある。

【0204】

【0205】

【表13】

【0206】

【0207】

【表14】

【0208】

＜比較例１＞
本比較例に係る両面太陽電池と実施例１との区別は、裏面のケイ素酸化物層３を含まないことだけにある。

【0209】

本比較例に係る両面太陽電池を、実施例１の方法に従って両面ＰＥＲＣ電池－シングルガラスモジュールに製造し、このモジュールを用いて実施例１の方法に従ってＰＩＤ試験を行い、試験結果は以下のとおりであった。

【0210】

【表15】

【0211】

本比較例に係る両面太陽電池を、実施例１の方法に従って両面ＰＥＲＣ電池－ダブルガラスモジュールに製造し、このモジュールを用いて実施例１の方法に従ってＰＩＤ試験を行い、試験結果は以下のとおりであった。

【0212】

【表16】

【0213】

＜比較例２＞
本比較例に係る両面太陽電池と実施例１との区別は、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４を含まないことだけにある。

【0214】

【0215】

【表17】

【0216】

【0217】

【表18】

【0218】

上記実施例および比較例のデータをまとめると、実施例１～３に係る両面太陽電池は、特殊な膜層構造の設計（表面膜層の多層設計および裏面膜層の多層設計を含み、ここで、裏面のケイ素酸化物層および裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層は、両面ＰＥＲＣ電池の裏面ＰＩＤを解決するのに最も重要な構造である）を採用し、統合膜層の緻密性および電気的特性を強化し、裏面ＰＩＤ現象の発生を非常に効果的に緩和することができることが分かる。

【0219】

実施例４は、裏面のケイ素酸化物層３の屈折率が低いため、膜層の緻密性が足りなくなり、裏面のパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊を引き起こす。

【0220】

実施例５は、裏面のケイ素酸化物層３の厚さが低いため、膜層が薄くなり、裏面のパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊を引き起こしやすい。

【0221】

実施例６は、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の屈折率が低いため、膜層の緻密性が足りなくなり、裏面のパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊を引き起こす。

【0222】

実施例７は、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４の厚さが低いため、膜層が薄くなり、裏面のパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊を引き起こしやすい。

【0223】

比較例１は、裏面のケイ素酸化物層３を含まないため、保護膜層による阻止がなくなり、裏面のパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊を引き起こす。

【0224】

比較例２は、裏面の第１窒素含有ケイ素化合物層４を含まないため、保護膜層による阻止がなくなり、裏面のパッシベーション層に対するＮａ^＋イオンの破壊を引き起こす。