CN102484148A - 太阳能电池单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种在半导体基板的一面侧设置了具有栅电极的受光面侧电极的太阳能电池单元的制造方法，包括：第1工序，在第1导电类型的所述半导体基板的一面侧，形成扩散了第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；第2工序，在所述杂质扩散层的面内的多个测定点，测定所述杂质扩散层的薄膜电阻值；以及第3工序，与所述测定出的所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值对应地，将所述杂质扩散层的面内划分为多个区域，针对每个所述区域设定相邻的所述栅电极彼此之间的距离，在所述杂质扩散层上形成与所述杂质扩散层电连接的所述受光面侧电极。

Description

太阳能电池单元及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池单元及其制造方法，特别涉及光电变换效率优良的太阳能电池单元及其制造方法。
背景技术
以往，一般通过以下那样的方法来制作大块型太阳能电池单元。首先，例如作为第1导电类型的基板准备p型硅基板，在例如使用几～20wt％苛性钠、碳酸苛性钠针对在从铸造铸锭切片时产生的硅表面的损伤层去除了10μm～20μm厚度之后，使用对同样的碱低浓度液添加IPA(异丙醇)而得到的溶液，进行各向异性蚀刻，以使硅(111)面出来的方式，形成纹理。
接下来，例如在氧氯化磷(POCl3)、氮、氧的混合气体气氛中，例如在800～900℃下，进行几十分钟处理，在表面前面，均匀地形成n型层，而作为第2导电类型的杂质层。使在硅表面均匀地形成的n型层的薄膜电阻成为30～80Ω/□左右，从而得到良好的太阳能电池的电气特性。之后，将基板浸渍到氟酸水溶液，对在扩散处理中在表面堆积的玻璃质(PSG)进行蚀刻去除。
接下来，去除基板的背面等不需要的区域中形成的n型层。为了保护在基板的受光面侧形成的n型层，通过丝网印刷法在基板的受光面侧附着高分子抗蚀剂膏并使其干燥之后，例如向20wt％氢氧化钾溶液中将基板浸渍几分钟，从而去除n型层。之后，使用有机溶剂去除抗蚀剂。作为去除该基板的背面等的n型层的其他方法，还有在工序的最后通过激光、干蚀刻进行端面分离的方法。
接下来，作为以反射防止为目的的绝缘膜(反射防止膜)，在n型层的表面，以均匀的厚度，形成硅氧化膜、硅氮化膜、二氧化钛膜等绝缘膜。在作为反射防止膜形成硅氮化膜的情况下，例如通过等离子体CVD法，将SiH4气体以及NH3气体作为原材料，在300℃以上、减压下的条件下，进行成膜形成。反射防止膜的折射率是2.0～2.2左右，最佳的膜厚是70nm～90nm左右。另外，应注意这样形成的反射防止膜是绝缘体，仅通过在其上简单地形成表面侧电极，无法作为太阳能电池发挥作用。
接下来，使用栅电极形成用以及汇流电极形成用的掩模，在反射防止膜上，按照栅电极以及汇流电极的形状，通过丝网印刷法涂敷将成为表面侧电极的银膏并使其干燥。
接下来，在基板的背面，分别按照背铝电极的形状以及背银汇流电极的形状，通过丝网印刷法涂敷将成为背铝电极的背铝电极膏、以及将成为背银汇流电极的背银膏并使其干燥。
接下来，以600℃～900℃左右同时对在硅基板的表背面上涂敷的电极膏进行几分钟的烧结。由此，在反射防止膜上作为表面侧电极形成栅电极以及汇流电极，在硅基板的背面作为背面侧电极形成背铝电极以及背银汇流电极。此处，在硅基板的表面侧由于银膏中包含的玻璃材料而反射防止膜熔融的期间银材料与硅接触并再凝固。由此，确保表面侧电极与硅基板(n型层)的导通。这样的工艺被称为火穿(fire-through)法。另外，背铝电极膏也与硅基板的背面反应，而在背铝电极的正下方形成p+层。
非专利文献1：J.Lindmayer & J.Allison 「AN IMPROVEDSILICON SOLAR CELL - THE VIOLET CELL」IEEEPhotovoltaic Specialists Conference 9th p.83
发明内容
但是，为了提高如上所述制作的大块型太阳能电池单元的效率，表面侧电极的图案是重要的。作为表面侧电极的图案设计的参数之一，有形成n型层后的薄膜电阻值。以往，测定n型层的某位置处的薄膜电阻值、或者在n型层的面内的几点测定了薄膜电阻值的情况下，针对其代表值，设定最佳的栅电极间距离，在太阳能电池单元内的受光面整体中一概地应用了该设定值。
但是，在形成n型层的杂质扩散工序中，针对每个杂质的扩散处理批次，产生杂质的扩散状况的偏差，并产生薄膜电阻值的偏差。另外，即使在1个太阳能电池单元内，在n型层的面内也产生杂质的扩散状况的偏差，并产生薄膜电阻值的偏差(面内分布)。
这样的杂质的扩散状况的偏差中存在起因于扩散装置、扩散条件的部分。因此，n型层的面内的薄膜电阻值的偏差(面内分布)针对每个杂质的扩散处理批次呈现同样的倾向的情况较多。
另外，作为进一步提高上述那样的大块型太阳能电池单元的效率的一个方法，公开了例如对n型层的表面实施亚微型程度的蚀刻的技术(例如，参照非专利文献1)。其目的在于去除被称为失效(dead)层的n型层的最表面层。失效层是n型层的表面附近的杂质密度成为1021cm-3左右的层，由于使作为少数载流子的空穴的寿命降低，所以成为太阳能电池的光电变换效率降低的原因。但是，通过去除该失效层，n型层的面内的薄膜电阻值的偏差(面内分布)进一步增长。
即，如上所述，在n型层中，在面内存在薄膜电阻值的偏差(面内分布)。因此，存在如下问题：如以往那样对受光面的整个面一概地应用的栅电极间距离在受光面的整个面中并未成为最佳值，而栅电极间距离的一概应用成为使光电变换效率降低的主要原因。
本发明是鉴于上述内容而完成的，其目的在于得到一种光电变换效率优良的太阳能电池单元及其制造方法。
为了解决上述课题，并达成目的，本发明提供一种太阳能电池单元的制造方法，该太阳能电池单元在半导体基板的一面侧设置有具有栅电极的受光面侧电极，该太阳能电池单元的制造方法的特征在于，包括：第1工序，在第1导电类型的所述半导体基板的一面侧，形成扩散了第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；第2工序，在所述杂质扩散层的面内的多个测定点，测定所述杂质扩散层的薄膜电阻值；以及第3工序，与所述测定出的所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值对应地，将所述杂质扩散层的面内划分为多个区域，针对每个所述区域设定相邻的所述栅电极彼此之间的距离，在所述杂质扩散层上形成与所述杂质扩散层电连接的所述栅电极。
根据本发明，起到如下效果：即使在杂质扩散层的薄膜电阻值在面内具有偏差(面内分布)的情况下，也能够使阳能电池单元的光电变换效率高效化，能够得到光电变换效率优良的太阳能电池单元。
附图说明
图1-1是从受光面侧观察本发明的实施方式的太阳能电池单元的俯视图。
图1-2是从与受光面相反的一侧观察本发明的实施方式的太阳能电池单元的底视图。
图1-3是本发明的实施方式的太阳能电池单元的图1-2的A-A方向上的主要部分剖面图。
图2是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的流程图。
图3-1是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的剖面图。
图3-2是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的剖面图。
图3-3是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的剖面图。
图3-4是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的剖面图。
图3-5是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的剖面图。
图3-6是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的剖面图。
图4是示出对太阳能电池单元的光电变换效率、栅电极间距离、n型杂质扩散层的薄膜电阻值的关系进行仿真而得到的结果的特性图。
图5是示出银膏的涂敷图案的平面图。
图6是从受光面侧观察应用本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造方法而制作的其他太阳能电池单元的俯视图。
图7是从受光面侧观察应用本发明的实施方式的太阳能电池单元的制造方法而制作的其他太阳能电池单元的俯视图。
(附图标记说明)
1：太阳能电池单元；2：半导体基板；2a：纹理构造；3：n型杂质扩散层；4：反射防止膜；5：表银栅电极；6：表银汇流电极；7：背铝电极；7a：铝膏；8：背银电极；8a：银膏；9：p+层(BSF)；11：半导体基板；12：受光面侧电极；12a：银膏；13：背面侧电极；21：太阳能电池单元；22：太阳能电池单元。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的太阳能电池单元及其制造方法的实施方式。另外，本发明不限于以下的记述，而能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适宜地变更。另外，在以下所示的附图中，为易于理解，各部件的缩尺有时与实际不同。在各附图之间也是同样的。
实施方式.
图1-1～图1-3是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元1的结构的图，图1-1是从受光面侧观察的太阳能电池单元1的俯视图、图1-2是从与受光面相反的一侧观察的太阳能电池单元1的底视图、图1-3是图1-2的A-A方向上的太阳能电池单元1的主要部分剖面图。
在本实施方式的太阳能电池单元1中，在由p型单晶硅构成的半导体基板2的受光面侧通过磷扩散形成n型杂质扩散层3，形成了具有pn结的半导体基板11，并且在n型杂质扩散层3上形成了由硅氮化膜(SiN膜)构成的反射防止膜4。另外，作为半导体基板2，不限于p型单晶硅基板，而也可以使用p型多晶硅基板、n型的多晶硅基板、n型的单晶硅基板。
另外，在半导体基板11(n型杂质扩散层3)的受光面侧的表面，作为纹理构造形成了微小凹凸。微小凹凸具有在受光面中增加吸收来自外部的光的面积，抑制受光面中的反射率，封闭光的构造。
反射防止膜4由硅氮化膜(SiN膜)、硅氧化膜(SiO2膜)、二氧化钛膜(TiO2)膜等绝缘膜构成。另外，在半导体基板11的受光面侧，排列设置了多个长且细长的表银栅电极5，以与该表银栅电极5大致正交的方式，设置了与该表银栅电极5导通的表银汇流电极6，分别在底面部中与n型杂质扩散层3电连接。表银栅电极5以及表银汇流电极6由银材料构成。
表银栅电极5由以银(Ag)为主体的材料构成，具有例如100μm～200μm左右的宽度、5μm～20μm左右的高度，并且以规定的间隔大致平行地配置，对在半导体基板11的内部产生的电进行集电。另外，表银汇流电极6由以银(Ag)为主体的材料构成，具有例如0.5mm～3mm左右的宽度，并且针对每个太阳能电池单元1配置了例如2根～5根左右，将由表银栅电极5集电了的电取出到外部。而且，由表银栅电极5和表银汇流电极6构成作为第1电极的受光面侧电极12。受光面侧电极12遮挡入射到半导体基板11的阳光，所以根据提高发电效率的观点，优选尽可能减小面积，一般配置为图1-1所示那样的梳型的表银栅电极5和条状的表银汇流电极6。
在硅太阳能电池单元的受光面侧电极的电极材料中，通常，使用银膏，例如，添加了铅硼玻璃(lead-boron glass)。该玻璃是玻璃料(frit)状的材料，例如，由铅(Pb)5～30wt％、硼(B)5～10wt％、硅(Si)5～15wt％、氧(O)30～60wt％的组成构成，进而，有时还混合几wt％左右的锌(Zn)、镉(Cd)等。这样的铅硼玻璃具有通过几百℃(例如，800℃)的加热来熔化、此时对硅进行腐蚀的性质。另外，一般，在晶体类硅太阳能电池单元的制造方法中，使用了利用该玻璃粉(glass frit)的特性，使硅基板和银膏电接触的方法。
另一方面，在半导体基板11的背面(与受光面相反的一侧的面)，在整体上设置了由铝材料构成的背铝电极7，并且在与表银汇流电极6大致相同的方向上延伸地设置了由银材料构成的背银电极8。而且，由背铝电极7和背银电极8构成作为第2电极的背面侧电极13。另外，还期待使背铝电极7反射通过半导体基板11的长波长光而再利用于发电的BSR(Back Surface Reflection，背反射)效果。
根据低成本以及性能提高的观点，一般，作为上述那样的受光面侧电极12的材料使用银，作为背面侧电极的材料，使用铝，并且根据需要在一部分区域中使用以银为主成分的材料。
另外，在半导体基板11的背面(与受光面相反的一侧的面)侧的表层部，形成了包含高浓度杂质的p+层(BSF(Back Surface Field，背场))9。p+层(BSF)9是为了得到BSF效果而设置的，以不会消除p型层(半导体基板2)中的电子的方式，通过带构造的电场提高p型层(半导体基板2)电子浓度。
在这样构成的太阳能电池单元1中，如果阳光从太阳能电池单元1的受光面侧照射到半导体基板11的pn结面(半导体基板2与n型杂质扩散层3的接合面)，则生成空穴和电子。通过pn结部的电场，所生成的电子朝向n型杂质扩散层3移动，空穴朝向p+层9移动。由此，在n型杂质扩散层3中电子变得过剩，在p+层9中空穴变得过剩，其结果，产生光电动势。以使pn结向正向偏置的朝向产生该光电动势，与n型杂质扩散层3连接的受光面侧电极12成为负极，与p+层9连接的背铝电极7成为正极，在未图示的外部电路中流过电流。
在如上所述构成的本实施方式的太阳能电池单元1中，在n型杂质扩散层3的面内，在表面的薄膜电阻值中，存在偏差(面内分布)。该薄膜电阻值的偏差(面内分布)是起因于形成n型杂质扩散层3的杂质扩散工序中的杂质的扩散状况的偏差而产生的。另外，在太阳能电池单元1的光电变换效率、作为在表银汇流电极6的长度方向上相邻的表银栅电极5彼此的距离的栅电极间距离、以及n型杂质扩散层3的薄膜电阻值中，存在相关关系。
因此，在太阳能电池单元1中，根据n型杂质扩散层3的表面的薄膜电阻值的测定值，针对n型杂质扩散层3，在表银汇流电极6的长度方向上，将受光面划分为区域A1～区域A11的区域，将作为在表银汇流电极6的长度方向上相邻的表银栅电极5彼此的距离的栅电极间距离，针对每个区域，设定为分别不同的距离，而配置了相邻的表银栅电极5彼此。
即，在太阳能电池单元1中，在单元面内设定了栅电极间距离，以使作为相邻的表银栅电极5彼此的距离的栅电极间距离在单元面内并非恒定，而与n型杂质扩散层3的表面的薄膜电阻值对应地，使栅电极间距离成为适合的值。因此，在太阳能电池单元1中，如图1-1所示，栅电极间距离在单元面内并不一样，而混合存在栅电极间距离长的部位和短的部位。
这样，在太阳能电池单元1中，与n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)对应地，以成为适合于n型杂质扩散层3的面内的各薄膜电阻值的值的方式，设定栅电极间距离来配置表银栅电极5，由此光电变换效率提高，实现了具有高光电变换效率的太阳能电池单元。
另外，在本实施方式中，n型杂质扩散层3的表面的薄膜电阻值是指，(1)在太阳能电池单元的制造工序中形成了n型杂质扩散层3的时刻、(2)在形成了n型杂质扩散层3之后去除了该n型杂质扩散层3的表面中形成的玻璃质(磷硅玻璃、PSG：Phospho-SilicateGlass)层的时刻、(3)在去除了玻璃质之后将失效层(n型杂质扩散层3的最表面层)稍微去除了的时刻中的某一个时刻测定出的受光面的表面的薄膜电阻值。
即，在上述(1)的定时测定出的薄膜电阻值是n型杂质扩散层3上形成的玻璃质层的表面的薄膜电阻值。另外，在上述(2)的定时测定出的薄膜电阻值是n型杂质扩散层3的最表面层中形成的失效层的表面的薄膜电阻值。另外，在上述(3)的定时测定出的薄膜电阻值是去除了失效层的n型杂质扩散层3的表面的薄膜电阻值。在这些3种定时测定出的薄膜电阻值虽然即使在相同的位置也成为不同的值，但n型杂质扩散层3的面内的偏差(面内分布)具有相同的倾向。
失效层是n型杂质扩散层3的表面附近的杂质密度成为1021cm-3左右的层，使作为少数载流子的空穴(hole)的寿命降低，所以成为太阳能电池的光电变换效率降低的原因。在太阳能电池单元1中，在n型杂质扩散层3上直接设置了反射防止膜4以及受光面侧电极12，在n型杂质扩散层3的最表面不存在这样的失效层，所以防止起因于失效层的太阳能电池的光电变换效率降低。
另外，在上述中说明了可靠地去除了失效层的情况，但即使在n型杂质扩散层3的表面残留了失效层的情况下，也能够与该失效层所致的光电变换效率降低无关地得到本发明的光电变换效率的高效化的效果。
以下，按照附图，说明本实施方式的太阳能电池单元1的制造方法。图2是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元1的制造工序的一个例子的流程图。图3-1～图3-6是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池单元1的制造工序的一个例子的剖面图。
首先，作为半导体基板2，准备例如几百μm厚的p型单晶硅基板(图3-1)。对于p型单晶硅基板，由于是使用钢丝锯对使熔融了的硅冷却固化而形成的铸锭进行切片而制造的，所以在表面残留切片时的损伤。因此，通过将p型单晶硅基板浸渍到酸或者加热后的碱溶液中、例如氢氧化钠水溶液中而对表面进行蚀刻，去除在切出硅基板时产生并存在于p型单晶硅基板的表面附近的损伤区域。例如使用几～20wt％苛性钠、碳酸苛性钠来去除10μm～20μm厚度的表面。另外，半导体基板2中使用的p型硅基板可以是单晶、多晶中的任意一种，但此处，以电阻率是0.1Ω·cm～5Ω·cm，且(100)面方位的p型单晶硅基板为例子而进行说明。
接着损伤的去除，使用对同样的碱低浓度液添加IPA(异丙醇)而得到的溶液来进行p型单晶硅基板的各向异性蚀刻，以使硅(111)面出来的方式，在p型单晶硅基板的受光面侧的表面形成微小凹凸而形成纹理构造2a(步骤S10、图3-2)。通过在p型单晶硅基板的受光面侧设置这样的纹理构造，能够在太阳能电池单元1的表面侧产生光的多重反射，将入射到太阳能电池单元1的光高效地吸收到半导体基板11的内部，能够有效地降低反射率来提高变换效率。在使用碱溶液来进行损伤层的去除以及纹理构造的形成的情况下，有时将碱溶液的浓度调整为与各个目的对应的浓度，进行连续处理。
接下来，在半导体基板2中形成pn结(步骤S20、图3-3)。即，使磷(P)等V族元素对半导体基板2进行扩散等而形成几百nm厚的n型杂质扩散层3。此处，针对在表面形成了纹理构造的p型单晶硅基板，通过热扩散，扩散氧氯化磷(POCl3)而形成pn结。由此，得到由作为第1导电类型层的由p型单晶硅构成的半导体基板2、和在该半导体基板2的受光面侧形成的作为第2导电类型层的n型杂质扩散层3构成了pn结的半导体基板11。
在该扩散工序中，将p型单晶硅基板，在例如氧氯化磷(POCl3)气体氮气、氧气的混合气体气氛中，通过气相扩散法，例如在800℃～900℃的高温下，进行几十分钟的热扩散，而均匀地形成在p型单晶硅基板的表面层扩散了磷(P)的n型杂质扩散层3。在半导体基板2的表面中形成的n型杂质扩散层3的薄膜电阻的范围是30Ω/□～80Ω/□左右的情况下，得到良好的太阳能电池的电气特性。
此处，在刚刚形成了n型杂质扩散层3之后的表面形成有在扩散处理中在表面堆积的玻璃质(磷硅玻璃、PSG：Phospho-SilicateGlass)层(未图示)，所以使用氢氟酸溶液等来去除该磷玻璃层(步骤S30)。接下来，在n型杂质扩散层3的面内的多个测定点，测定磷玻璃层去除后的n型杂质扩散层3的薄膜电阻值(步骤S40)。
另外，虽然省略了图中的记载，但n型杂质扩散层3形成于半导体基板2的整个面。因此，为了去除半导体基板2的背面等中形成的n型杂质扩散层3的影响，仅在半导体基板2的受光面侧使n型杂质扩散层3残留，而去除除此以外的区域的n型杂质扩散层3。
例如，为了保护半导体基板2的受光面侧的n型杂质扩散层3，在半导体基板2的受光面侧，通过丝网印刷法涂敷高分子抗蚀剂膏并使其干燥。然后，将半导体基板2在例如20wt％氢氧化钾溶液中浸渍几分钟，去除半导体基板2的受光面侧以外的表面中形成的n型杂质扩散层3。之后，使用有机溶剂去除高分子抗蚀剂。由此，能够仅在半导体基板2的受光面侧使n型杂质扩散层3残留。另外，作为为了去除半导体基板2的背面等的n型杂质扩散层3的影响而进行的其他方法，还有时在工序的最后通过激光、干蚀刻进行端面分离。另外，也可以预先仅在半导体基板2的受光面侧形成n型杂质扩散层3。
接下来，例如使用硝酸-氢氟酸(nitric hydrofluoric)溶液，将n型杂质扩散层3的最表面层稍微去除而去除失效层(步骤S50)。
接下来，为了改善光电变换效率，在p型单晶硅基板的受光面侧的一面，以均匀的厚度形成反射防止膜4(步骤S60、图3-4)。将反射防止膜4的膜厚以及折射率设定为最抑制光反射的值。在反射防止膜4的形成中，例如使用等离子体CVD法，将硅烷(SiH4)气体和氨(NH3)气体的混合气体用作原材料，在300℃以上、减压下的条件下，作为反射防止膜4，成膜形成氮化硅膜。折射率是例如2.0～2.2左右，最佳的反射防止膜厚是例如70nm～90nm。另外，也可以作为反射防止膜4，层叠折射率不同的2层以上的膜。另外，在反射防止膜4的形成方法中，除了等离子体CVD法以外，也可以使用蒸镀法、热CVD法等。另外，应注意这样形成的反射防止膜4是绝缘体，仅通过在其上简单地形成受光面侧电极12是无法作为太阳能电池单元发挥作用的。
接下来，通过丝网印刷形成电极。首先，制作受光面侧电极12(烧结前)。首先，与所测定的n型杂质扩散层3的表面的薄膜电阻值对应地将n型杂质扩散层3的面内划分为多个区域(步骤S70)。接下来，将作为相邻的表银栅电极5彼此的距离的栅电极间距离，针对所划分的每个区域，根据下述式(1)，设定为适合于各薄膜电阻值的值(步骤S80)。
[式1]
Y＝-0.018×X+3.2±0.3       …(1)
(X是所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值(Ω/□)，
Y是相邻的栅电极彼此之间的距离，(mm))
然后，按照所设定的栅电极间距离，在n型杂质扩散层3上形成与n型杂质扩散层3电连接的表银栅电极5(烧结前)，并且在n型杂质扩散层3上形成表银汇流电极6(烧结前)。
即，在作为p型单晶硅基板的受光面的反射防止膜4上，按照表银栅电极5和表银汇流电极6的形状，通过丝网印刷涂敷了作为包含玻璃粉的电极材料膏的银膏12a之后，使银膏干燥(步骤S90、图3-5)。此处，以图5所示那样的图案涂敷银膏12a。图5是示出银膏12a的涂敷图案的平面图。
图4示出对太阳能电池单元1的光电变换效率、栅电极间距离、n型杂质扩散层3的薄膜电阻值的关系进行仿真而得到的结果。在太阳能电池单元1的光电变换效率、栅电极间距离、以及n型杂质扩散层3的薄膜电阻值中存在相关关系。在图4中，通过连接各薄膜电阻值中的光电变换效率的最高点，能够导出可得到最高的光电变换效率的薄膜电阻值与栅电极间距离的关系式α。该关系式α是与上述式(1)对应的关系式。本计算是设晶片尺寸为156mm×156mm、设表银汇流电极6的根数为3根而进行的。另外，通过仿真以及实验确认了：晶片尺寸为145mm×145mm～160mm×160mm、表银汇流电极6的根数是2根～5根的状态下，具有同样的倾向。
接下来，在p型单晶硅基板的背面侧，通过丝网印刷，按照背铝电极7的形状，涂敷作为电极材料膏的铝膏7a，进而按照背银电极8的形状，涂敷作为电极材料膏的银膏8a，并进行干燥(步骤S100、图3-5)。另外，在图中仅示出了铝膏7a，而省略了银膏8a的记载。
之后，通过在例如600℃～900℃下对半导体基板11的表面以及背面的电极膏同时进行烧结，在半导体基板11的表侧由于银膏12a中包含的玻璃材料而反射防止膜4熔融的期间，银材料与硅接触并再凝固。由此，得到作为受光面侧电极12的表银栅电极5以及表银汇流电极6，确保受光面侧电极12与半导体基板11的硅的导通(步骤S110、图3-6)。这样的工艺被称为火穿法。
另外，铝膏7a也与半导体基板11的硅反应而得到背铝电极7，并且在背铝电极7的正下方形成p+层9。另外，银膏8a的银材料与硅接触并再凝固而得到背银电极8(图3-6)。另外，在图中仅示出了表银栅电极5以及背铝电极7，省略了表银汇流电极6以及背银电极8的记载。
通过实施以上那样的工序，能够制作图1-1～图1-3所示的本实施方式的太阳能电池单元1。另外，也可以在受光面侧和背面侧切换向半导体基板11配置作为电极材料的膏的顺序。
图6以及图7是从受光面侧观察应用上述本实施方式的太阳能电池单元1的制造方法而制作出的其他太阳能电池单元21、22的俯视图。在图6所示的太阳能电池单元21中，在表银汇流电极6的长度方向上，n型杂质扩散层3在面内被划分为多个区域，并且在表银栅电极5的长度方向上，n型杂质扩散层3也在面内被划分为2个区域。即，在表银栅电极5的长度方向上，将2根表银汇流电极6的中间位置作为边界，而将n型杂质扩散层3等分划分为2个区域。而且，针对该划分出的每个区域，根据上述式(1)，设定栅电极间距离。因此，表银栅电极5的电极图案成为在表银栅电极5的长度方向上被2等分的电极图案。
另外，在图7所示的太阳能电池单元22中，在表银汇流电极6的长度方向上，n型杂质扩散层3在面内被划分为多个区域，并且在表银栅电极5的长度方向上，n型杂质扩散层3也在面内被划分为4个区域。即，在表银栅电极5的长度方向上，将2根表银汇流电极6及其中间位置作为边界，而将n型杂质扩散层3等分划分为4个区域。而且，针对该划分出的每个区域，根据上述式(1)，设定栅电极间距离。因此，表银栅电极5的电极图案成为在表银栅电极5的长度方向上被4等分的电极图案。
在太阳能电池单元1的光电变换效率、栅电极间距离、以及n型杂质扩散层3的薄膜电阻值中，存在相关关系。因此，在图6所示的太阳能电池单元21中，在表银栅电极5的长度方向上，n型杂质扩散层3也在面内被划分为多个区域，与所划分出的每个区域，根据上述式(1)设定栅电极间距离，从而能够与n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)对应地，更灵活且细致地设定适合于各薄膜电阻值的栅电极间距离，能够提高光电变换效率。另外，在图7所示的太阳能电池单元22中，相比于图6所示的太阳能电池单元，能够与n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)对应地，更灵活且细致地设定适合于各薄膜电阻值的栅电极间距离，能够提高光电变换效率。
另外，表银栅电极5的电极图案也可以是在表银栅电极5的长度方向上被分割为4等分以上的电极图案。另外，在上述中示出了表银汇流电极6是2根的情况，但即使在表银汇流电极6是3根以上的情况下，也可以通过同样的思路使电极配置不同。即，在表银汇流电极6的根数是n根的情况下，在表银栅电极5的长度方向上，能够进行1～n×2等分。即使在该情况下，也能够与n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)对应地，更灵活且细致地设定适合于各薄膜电阻值的栅电极间距离，能够提高光电变换效率。
如上所述，根据本实施方式的太阳能电池单元的制造方法，在n型杂质扩散层3的面内的多个测定点，测定n型杂质扩散层3的薄膜电阻值，与测定出的n型杂质扩散层3的表面的薄膜电阻值对应地，将n型杂质扩散层3的面内划分为多个区域，针对所划分出的每个区域，根据上述式(1)，设定作为相邻的表银栅电极5彼此的距离的栅电极间距离，而形成表银栅电极5。由此，能够根据n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)，灵活且细致地设定栅电极间距离，能够提高光电变换效率。
因此，根据本实施方式的太阳能电池单元的制造方法，考虑n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)，能够简便地制造防止n型杂质扩散层3的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)所致的光电变换效率降低的、光电变换效率优良的太阳能电池单元。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的太阳能电池单元的制造方法对考虑了杂质扩散层的面内的薄膜电阻值中偏差(面内分布)的太阳能电池单元的制造是有用的。

Claims (11)

1.一种太阳能电池单元的制造方法，该太阳能电池单元在半导体基板的一面侧设置有具有栅电极的受光面侧电极，该太阳能电池单元的制造方法的特征在于，包括：
第1工序，在第1导电类型的所述半导体基板的一面侧，形成扩散了第2导电类型的杂质元素的杂质扩散层；
第2工序，在所述杂质扩散层的面内的多个测定点，测定所述杂质扩散层的薄膜电阻值；以及
第3工序，与所述测定出的所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值对应地，将所述杂质扩散层的面内划分为多个区域，针对每个所述区域设定相邻的所述栅电极彼此之间的距离，在所述杂质扩散层上形成与所述杂质扩散层电连接的所述栅电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
作为所述杂质扩散层的薄膜电阻值，在所述第1工序中形成了所述杂质扩散层的时刻，测定所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
在所述第1工序与所述第2工序之间，具有去除在所述杂质扩散层的表面形成的玻璃质层的玻璃质层去除工序，
作为所述杂质扩散层的薄膜电阻值，在所述玻璃质层去除工序中去除了所述玻璃质层的时刻，测定所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
在所述第1工序与所述第2工序之间，具有去除在所述杂质扩散层的表面形成的玻璃质层的玻璃质层去除工序和去除所述杂质扩散层的表面层的表面层去除工序，
作为所述杂质扩散层的薄膜电阻值，在所述表面层去除工序中去除了所述所述杂质扩散层的表面层的时刻，测定所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
在所述第3工序中，根据下述式(1)设定相邻的所述栅电极彼此之间的距离，
[式1]
Y＝-0.018×X+3.2±0.3       ····(1)
其中，X是所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值，单位是Ω/□，
Y是相邻的栅电极彼此之间的距离，单位是mm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
具有在所述杂质扩散层上形成反射防止膜的反射防止膜形成工序，
在所述第3工序中，形成贯通所述反射防止膜而与所述杂质扩散层电连接的所述栅电极。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
所述受光面侧电极具有比所述栅电极宽的汇流电极，并且所述汇流电极的长度方向和所述栅电极的长度方向在所述半导体基板的面内以大致直角方向交叉，
在所述第3工序中，在所述汇流电极的长度方向上将所述杂质扩散层在面内划分为多个区域，并且在所述栅电极的长度方向上将所述杂质扩散层在面内划分为多个区域。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
在所述第3工序中，在设所述汇流电极的根数为n根的情况下，在所述汇流电极的长度方向上将所述杂质扩散层划分为进行了1～2×n等分的所述多个区域。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，
所述汇流电极的根数是2根以上。
10.一种太阳能电池单元，具有：
第1导电类型的半导体基板；
杂质扩散层，在所述半导体基板的一面侧扩散了第2导电类型的杂质元素；以及
受光面侧电极，具有栅电极并设置于所述杂质扩散层上，
该太阳能电池单元的特征在于，
与所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值对应地，将所述杂质扩散层划分为多个区域，针对每个所述区域设定了相邻的所述栅电极彼此之间的距离。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池单元，其特征在于，
根据下述式(2)，针对每个所述区域，设定了相邻的所述栅电极彼此之间的距离，
[式2]
Y＝-0.018×X+3.2±0.3        ····(2)
其中，X是所述杂质扩散层的表面的薄膜电阻值，单位是Ω/□，
Y是相邻的栅电极彼此之间的距离，单位是mm。
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