CN107210330A - 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池 - Google Patents
太阳能电池的制造方法以及太阳能电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107210330A CN107210330A CN201580073978.3A CN201580073978A CN107210330A CN 107210330 A CN107210330 A CN 107210330A CN 201580073978 A CN201580073978 A CN 201580073978A CN 107210330 A CN107210330 A CN 107210330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar cell
- oxide
- film
- diffusion layer
- interarea
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 77
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 34
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 50
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 description 4
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- FAIAAWCVCHQXDN-UHFFFAOYSA-N phosphorus trichloride Chemical compound ClP(Cl)Cl FAIAAWCVCHQXDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/074—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a heterojunction with an element of Group IV of the Periodic Table, e.g. ITO/Si, GaAs/Si or CdTe/Si solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
包括：在具有受光面(1A)以及背面(1B)的p型单晶硅基板(1)的侧面(1C)选择性地形成氧化膜(10)的工序；在形成有氧化膜(10)的p型单晶硅基板(1)的受光面(1A)形成n型扩散层(3)的工序；以及在形成有n型扩散层(3)的p型单晶硅基板(1)的背面(1B)形成浓度比n型扩散层(3)的浓度高的p型扩散层(8)的工序。通过上述结构，抑制受光面(1A)的损坏、抑制扩散层的切削量、实现光电变换效率的提高，并且防止向端面即侧面(1C)的扩散、抑制来自端部的扩散层的泄漏、实现太阳能电池的良品率提高。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制造方法以及太阳能电池，特别涉及扩散层的形成。
背景技术
太阳能电池是在硅基板等半导体基板内形成pn结并从形成于p层侧的p层侧电极以及形成于n层侧的n层侧电极引出通过pn结处的光电变换生成的电荷的电池。例如，通过对p型单晶硅基板扩散n型杂质，在整个面形成n型扩散层后去除n型扩散层的一部分，以避免与p层侧电极短路。这被称为pn结分离，例如，通过利用专利文献1所公开的等离子体刻蚀去除端面的n型扩散层，能够使p层侧与n层侧分离。通过该方法，使负极的掺杂剂扩散到p型单晶硅基板的两面，形成n型扩散层。此后，叠合多张p型单晶硅基板，使用等离子体刻蚀装置将p型单晶硅基板端面刻蚀去除几微米来进行pn分离。但是，在专利文献1中，在等离子体不稳定时无法均匀地切削，所以有时在刻蚀量少时会产生刻蚀斑并残留p型硅基板端部的n型扩散层，从该区域产生漏电流。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2010－186900号公报
发明内容
如上所述，形成于太阳能电池基板的扩散层形成至基板的端面。如果不去除端面的扩散层就在太阳能电池基板形成电极来制作太阳能电池基板，则引起短路而无法引出电流。因此，为了使扩散层分离，实施利用等离子体的刻蚀来去除形成于端面的扩散层。为了在该端面刻蚀时可靠地进行分离，需要延长等离子体生成时间。因此，多数情况下会对扩散层和受光面进行过度刻蚀。
在通过专利文献1的方法延长等离子体生成时间的情况下，切削量增加。但是来自硅晶片端部的等离子体的蔓延量增加，所以受光面侧的扩散层被切削而导致特性降低。
另外，存在如下问题：在表面存在高度不同的区域时，在被叠合的硅基板之间，在侧面出现间隙，等离子体侵入到间隙内，以致表面的一部分被切削。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，得到一种能够抑制晶片受光面的损坏、抑制扩散层的切削量、实现光电变换效率的提高并且防止向端部的扩散、抑制来自端部的扩散层的泄漏、实现太阳能电池的良品率提高的太阳能电池的制造方法。
为了解决上述问题，达到本发明的目的，本发明包括：在具有第1主面以及第2主面的第1第2导电型的半导体基板的侧面选择性地形成氧化膜的工序；在形成有氧化膜的半导体基板的第1主面以及第2主面形成第2导电型的杂质扩散层的工序；以及在形成有第2导电型的杂质扩散层的半导体基板的第1主面或者第2主面形成浓度比第2导电型的杂质扩散层的浓度高的第1导电型的扩散层的工序。
根据本发明，起到如下效果：能够抑制晶片受光面的损坏、抑制扩散层的切削量、实现光电变换效率的提高，并且防止向端部的扩散、抑制来自端部的扩散层的泄漏、实现太阳能电池的良品率提高。
附图说明
图1是示出通过表示实施方式1的太阳能电池的制造工序形成的太阳能电池的图
图2是实施方式1的太阳能电池的表面的局部放大剖视图
图3是示出实施方式1的太阳能电池的制造工序的图
图4的(a)至图4的(f)是示出实施方式1的太阳能电池的制造工序的图
图5是示出实施方式1的太阳能电池的制造工序的流程图
图6的(a)至图6的(e)是示出使用在实施方式1中使用的假晶片(Dummy wafer)的太阳能电池的制造工序的图
图7的(a)至图7的(c)是示出实施方式2的太阳能电池的制造工序的图
图8的(a)至图8的(c)是示出实施方式3的太阳能电池的制造工序的图
(符号说明)
1：p型单晶硅基板；1T：纹理；1A：受光面；1B：背面；1C：侧面；D：假晶片；2：磷玻璃层；3：n型扩散层；5：防反射膜；6：银电极；7：铝电极；8：p型扩散层；9：受光面电极；10：氧化膜；20：石英基板。
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的制造方法以及太阳能电池的实施方式。此外，本发明不受该实施方式限定，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更。另外，在以下所示的附图中，为便于理解，各层或者各部件的比例尺有时与实际尺寸不同，在各附图之间也是同样的。另外，为了使附图易于观察，即使是俯视图，有时也附加阴影线。
实施方式1.
图1是示出通过表示本发明的太阳能电池的制造方法的实施方式1的太阳能电池的制造工序形成的太阳能电池的图，图2是其表面的局部放大剖视图，图3以及图4的(a)至图4的(f)是示出实施方式1的太阳能电池的制造工序的图，图5是示出实施方式1的太阳能电池的制造工序的流程图。
实施方式1的方法为了抑制p型单晶硅基板1端面的扩散层的形成，通过在p型单晶硅基板1端面形成氧化膜来防止向p型单晶硅基板1的端部的扩散。在形成端面的氧化膜时，使用粘合方法。在使假晶片D粘合于p型单晶硅基板1的受光面侧以及背面侧的状态下，投入氧化炉，形成氧化膜10，仅在p型单晶硅基板1端面形成氧化膜10，剥离假晶片D。通过该方法，在p型单晶硅基板1端面不形成n型扩散层3，所以在形成n型扩散层后不实施等离子体刻蚀处理等端面刻蚀工序就能够进行pn结分离。
在将假晶片D用作太阳能电池用基板时，由于在单侧面和假晶片D的端面形成有氧化膜10，所以即使在两面进行扩散处理，氧化膜10为保护膜，不实施等离子体刻蚀处理也能够进行pn结分离。后面叙述使用假晶片D的太阳能电池的制造方法。
如图1所示，本实施方式1的太阳能电池使用具有作为受光面1A的第1主面和作为背面1B的第2主面的作为第1导电型的半导体基板的p型单晶硅基板1。另外，不在作为p型单晶硅基板1的端面的侧面1C形成p型扩散层3，而在受光面1A形成p型扩散层3，在表面形成有作为防反射膜5的氮化硅膜。另一方面，在背面1B侧形成作为外部引出用的电极的银电极6以及铝电极7，在它们与p型单晶硅基板1之间，形成有构成用于接触的高浓度的接触层的p型扩散层8。另外，在受光面1A形成有外部引出用的受光面电极9。此外，如图2所示，在受光面1A侧形成有纹理1T，但在其它图中省略记载为平坦面。
使用图3、图4的(a)至图4的(f)以及图5来说明本实施方式的太阳能电池的制造方法。首先，在步骤S101中，通过使在表面的晶片切片时产生的污染或者破损浸渍于例如溶解有1wt％以上且小于10wt％的氢氧化钠的碱溶液来去除后，例如在0.1％以上且小于10％的碱溶液中添加异丙醇或者辛酸等添加剂并使p型单晶硅基板1的受光面1A浸渍于溶液，在该受光面1A形成用于得到防反射构造的凹凸即图2所示的纹理1T。此外，也可以同时或者单独地进行切片污染和破损的去除以及纹理1T的形成。纹理1T不仅形成于受光面1A，也可以形成于背面1B。为了易于理解，在图1、图3、图4的(a)至图4的(f)中未图示出纹理，受光面1A、背面1B均表示为平坦面。
接下来，在成膜前清洗步骤S102中清洗p型单晶硅基板1的表面。作为该清洗工序，例如使用被称为RCA清洗的、将硫酸与过氧化氢的混合溶液、氢氟酸水溶液、氨与过氧化氢的混合溶液以及盐酸与过氧化氢的混合溶液进行组合来去除有机物、金属和氧化膜的工序，或者例如根据纹理形成方法使用仅氢氟酸水溶液的氧化膜去除工序。
接着上述成膜前清洗步骤S102，在步骤S103中用假晶片D夹持于p型单晶硅基板1的受光面1A以及背面1B并进行热氧化。在此如图3所示，将假晶片D贴附于p型单晶硅基板1的受光面1A以及背面1B，在氧环境中进行热处理。在该工序中，不在被假晶片D覆盖的受光面1A以及背面1B形成氧化膜10，仅在侧面即端面1C形成氧化膜10。
此后，在步骤S104中去除假晶片D。如图4的(a)所示，被去除了覆盖受光面1A侧以及背面1B侧的假晶片D的p型单晶硅基板1仅在端面1C形成有氧化膜10，受光面1A以及背面1B为暴露的状态。
在该状态下，通过步骤S105，在使用三氯化磷(PCl3)气体与氧气的混合气体的热扩散炉中通过气相扩散在受光面1A进行作为n型杂质的磷的扩散，形成n型扩散层3。此时，上述混合气体还蔓延到背面1B，如图4的(b)所示，在受光面1A以及背面1B形成n型扩散层3以及磷玻璃层2。
此处，在作为气相扩散的热扩散中，PCl3气体蔓延到硅晶片的整个面，所以在p型单晶硅基板1的整个面形成磷玻璃层2。但是，因为在侧面1C形成有氧化膜10，所以在侧面1C，磷玻璃层2形成于氧化膜10上，所以被氧化膜10阻挡而不会引起磷从磷玻璃层2向p型单晶硅基板1的扩散。仅未被氧化膜10覆盖的受光面1A的表面和背面1B的表面，磷从磷玻璃层2扩散而形成n型扩散层3。
在步骤S106中，如图4的(c)所示，进行pn结分离。在该工序中，将进行了扩散的p型单晶硅基板1的受光面1A、背面1B的磷玻璃层2和端面1C的氧化膜10浸渍于氢氟酸(HF)溶液来去除。由此，不使用等离子体刻蚀就能够进行硅晶片的pn结分离。
如图4的(d)所示，在步骤S107中，使用等离子体CVD(Chemical VaporDeposition，化学气相沉积)法在受光面1A侧形成氮化硅膜作为防反射膜5。
接下来，通过步骤S108形成背面电极。在该步骤中，首先如图4的(e)所示，使用丝网印刷通过印刷法在背面1B形成银(Ag)电极6。该电极是形成模块时带垫片与垫片线直接接触的部分。
如图4的(f)所示，进而使用丝网印刷通过印刷法在背面将铝电极7形成于除银电极6以外的部分。当对铝电极进行烧制时，铝向p型单晶硅基板1侧扩散，形成p型扩散层8。
此后，在步骤S109中，使用丝网印刷通过印刷法在受光面1A侧形成包括银电极的受光面电极9，完成图1所示的太阳能电池。此时，通过烧制银电极来剌破防反射膜5，通过烧穿(Fire through)而得到包括银的受光面侧电极9与n型扩散层3的接触。
根据本实施方式的太阳能电池的制造方法，在p型单晶硅基板1的端面形成有氧化膜10的状态下形成n型扩散层，所以在端面，氧化膜10为屏障，不形成n型扩散层，所以通过去除氧化膜易于实现pn分离。
此外，不进行端面的过度刻蚀就能够形成，所以不刻蚀去除光电变换区域就能够使pn结分离良好而不形成泄漏路径。因此，根据实施方式1的太阳能电池的制造方法，能够实现二极管特性良好且呈现高光电变换效率的太阳能电池。
此外，在本实施方式中，在基板的受光面以及背面这两面形成有n型扩散层，在背面侧，在形成电极时通过来自铝电极的扩散而使作为更高浓度的p型杂质的铝扩散来形成反转层，从而形成p型扩散层8。两面扩散能够捕获包含于p型或者n型硅基板的杂质，所以起到了提高硅基板的寿命，提高太阳能电池特性的效果。
此外，能够使用图3所示的包括p型单晶硅基板1的假晶片D来制作太阳能电池。如图6的(a)所示，在假晶片D的作为第2主面的背面1B和端面1C形成有氧化膜10。然后，如图6的(b)所示，在导入有三氯化磷(PCl3)气体和氧气的炉中对假晶片D进行热扩散。此时，整体地形成磷玻璃层2，仅在未形成氧化膜10的受光面1A形成n型扩散层3。然后，通过浸渍于氢氟酸(HF)溶液来去除磷玻璃层2，如图6的(c)所示，在单面形成n型扩散层3。此后，能够通过在包括p型单晶硅基板1的假晶片D的受光面1A形成防反射膜5并在硅晶片两面形成电极来制作太阳能电池。
图6的(a)是示出从氧化炉引出后的包括p型单晶硅基板1的假晶片D的图。仅在硅晶片的背面1B以及侧面1C形成氧化膜10。此处也最好是将氧化膜10的膜厚做成比接下来形成的n型扩散层厚的膜厚。这是为了充分阻止n型杂质以避免在背面侧形成n型扩散层。
图6的(b)是对图6的(a)的假晶片D扩散了n型杂质的状态。在受光面1A形成n型扩散层3。在受光面1A、背面1B、端面1C形成磷玻璃层2。此后，与上述实施方式1一样，去除磷玻璃，如图6的(d)所示，实施防反射膜的形成、电极形成，如图6的(e)所示，形成太阳能电池。
如上所述，根据本实施方式，假晶片D也能够用作太阳能电池用基板，能够形成生产率好、可靠性高的太阳能电池。
此外，为了便于说明，使用p型单晶硅基板1、在受光面1A侧使用n型扩散层3、在背面1B使用由铝扩散形成的p型扩散层8，但并不限制于此。只要是作为太阳能电池发挥功能的基板，则就基板而言，不限定于单晶硅基板，也可以使用多晶硅基板、碳化硅等其它硅系晶体基板，就导电型而言，也可以使用p型的基板。进而，也可以将固相扩散用于形成背面侧的扩散层，固相扩散源也可以使用硼硅酸盐玻璃(BSG)那样的包括形成p型的扩散层的杂质的扩散源。
如上所述，在本实施方式中，能够抑制晶片受光面的损坏、抑制扩散层的切削量、实现光电变换效率的提高，并且防止向端部的扩散、抑制来自端部的扩散层的泄漏、实现太阳能电池的良品率提高，实现载流子寿命长的太阳能电池。
实施方式2.
在上述实施方式1中，示出了通过使2张假晶片D粘合于p型单晶硅基板1的两面并进行热氧化来在p型单晶硅基板1端部1C形成氧化膜10的制造方法，但不必是假晶片D，也可以使用石英基板20。图7的(a)至图7的(c)是示出使用石英基板20的太阳能电池的制造方法的主要部分的制造工序图。
与接着实施方式1中的成膜前清洗步骤S102在步骤S103中所实施的处理一样，如图7的(a)所示，在p型单晶硅基板1的受光面1A以及背面1B用石英基板20夹持p型单晶硅基板1并进行热氧化。此处，如图7的(b)所示，将石英基板20贴附于p型单晶硅基板1的受光面1A以及背面1B，在氧环境中进行热处理。在该工序中，不在被石英基板20覆盖的受光面1A以及背面1B形成氧化膜10，仅在侧面即端面1C形成氧化膜10。
此后，与步骤S104一样，去除石英基板20。如图7的(c)所示，被去除了覆盖受光面1A侧以及背面1B侧的石英基板20的p型单晶硅基板1仅在端面1C形成氧化膜10，受光面1A以及背面1B为暴露的状态。此后的工序与上述实施方式1中的图4的(a)相同。由于此后的工序与上述实施方式1相同，所以此处省略说明。这样形成也能够得到与实施方式1同样的构造。
根据该结构，因为石英基板与p型单晶硅基板1的膨胀率大致相等，所以石英基板20与p型单晶硅基板1的密合性良好，也没有氧蔓延，能够仅在p型单晶硅基板1的侧面选择性地形成氧化膜10。
实施方式3.
在上述实施方式1中，示出了通过使2张假晶片D粘合于p型单晶硅基板1的两面并进行热氧化来在p型单晶硅基板1端部1C形成氧化膜10的制造方法，另外，通过粘合多张硅晶片来改善生产率。例如，通过粘合5张硅晶片并进行热氧化，能够将热氧化工序的生产率改善至5倍。图8的(a)至图8的(c)是表示在叠合5张p型单晶硅基板1并进行热处理的情况下的太阳能电池的制造方法的主要部分的制造工序图。
与接着实施方式1中的成膜前清洗步骤S102在步骤S103中实施的处理一样，如图8的(a)所示，在p型单晶硅基板1的受光面1A以及背面1B叠合5张p型单晶硅基板1并进行热氧化。此处，如图8的(b)所示，叠合并贴附5张p型单晶硅基板1，在氧环境中进行热处理。在该工序中，不在被p型单晶硅基板1覆盖的受光面1A以及背面1B形成氧化膜10，仅在侧面即端面1C形成氧化膜10。
此后，与步骤S104一样，逐张地分离各p型单晶硅基板1。如图8的(c)所示，被去除了覆盖受光面1A侧以及背面1B侧的各p型单晶硅基板1的p型单晶硅基板1仅在端面1C形成氧化膜10，受光面1A以及背面1B处于暴露的状态。另外，端部的p型单晶硅基板1D1、p型单晶硅基板1D2与实施方式1的假晶片D相同。此后的工序与上述实施方式1中的图4的(a)至图4的(f)相同。由于此后的工序与上述实施方式1相同，所以此处省略说明。
这样，能够得到与实施方式1同样的构造。根据实施方式3，通过粘合多张p型单晶硅基板1来改善生产率。例如，通过粘合10张硅晶片并进行热氧化，能够将热氧化工序的生产率改善至10倍。
另外，除上述各实施方式之外，还可以通过夹具或者抗蚀膜等保护膜覆盖受光面以及背面并进行氧化，在侧面选择性地形成氧化膜。由此，能够得到与上述各实施方式同样的效果。
Claims (9)
1.一种太阳能电池的制造方法，包括：
在具有第1主面以及第2主面的第1导电型的半导体基板的侧面选择性地形成氧化膜的工序；
在形成有所述氧化膜的所述半导体基板的所述第1主面以及第2主面形成第2导电型的杂质扩散层的工序；以及
在形成有所述第2导电型的杂质扩散层的所述半导体基板的所述第1主面或者第2主面形成浓度比所述第2导电型的杂质扩散层的浓度高的第1导电型的扩散层的工序。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述氧化膜的工序是在用其它部件覆盖所述半导体基板的两面的状态下进行热氧化的工序。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述氧化膜的工序是在用假晶片夹持所述半导体基板的两面的状态下进行热氧化的工序。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
所述假晶片是用与所述半导体基板同一材料形成的半导体基板。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述氧化膜的工序是在用石英板夹持所述半导体基板的两面的状态下进行热氧化的工序。
6.根据权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述氧化膜的工序是在叠合多张所述半导体基板的状态下进行热氧化的工序。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述氧化膜的工序包括在粘合多张第1导电型的硅基板的状态下进行热氧化的工序。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
形成所述氧化膜的工序包括：
在被粘合的所述多张硅基板中的、配置于两端且在第2主面形成有氧化膜的第1导电型的硅晶片的第1主面，形成第2导电型的扩散层的工序；以及
去除所述第2主面的氧化膜，在第2主面形成第1导电型的扩散层，形成太阳能电池的工序。
9.一种太阳能电池，
通过权利要求1至8的太阳能电池的制造方法而制成。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/051649 WO2016117073A1 (ja) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107210330A true CN107210330A (zh) | 2017-09-26 |
Family
ID=56416638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580073978.3A Pending CN107210330A (zh) | 2015-01-22 | 2015-01-22 | 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6239156B2 (zh) |
| CN (1) | CN107210330A (zh) |
| WO (1) | WO2016117073A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111710748A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-09-25 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种用热处理的n型单晶硅片制作shj太阳电池的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06181323A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の製造方法 |
| JP2006210385A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JP2014063890A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 太陽電池の製造方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2989373B2 (ja) * | 1992-05-08 | 1999-12-13 | シャープ株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
| US5972784A (en) * | 1997-04-24 | 1999-10-26 | Georgia Tech Research Corporation | Arrangement, dopant source, and method for making solar cells |
| JP4812147B2 (ja) * | 1999-09-07 | 2011-11-09 | 株式会社日立製作所 | 太陽電池の製造方法 |
| JP2005056875A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Sharp Corp | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2005150231A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JP2010092961A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JP2010123859A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Kyocera Corp | 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 |
| US20100230771A1 (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Palo Alto Research Center Incorporated | Methods and arrangement for diffusing dopants into silicon |
| JP5408009B2 (ja) * | 2010-04-08 | 2014-02-05 | 信越化学工業株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| JP2014072292A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
-
2015
- 2015-01-22 CN CN201580073978.3A patent/CN107210330A/zh active Pending
- 2015-01-22 WO PCT/JP2015/051649 patent/WO2016117073A1/ja active Application Filing
- 2015-01-22 JP JP2016570415A patent/JP6239156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06181323A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の製造方法 |
| JP2006210385A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JP2014063890A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 太陽電池の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111710748A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-09-25 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种用热处理的n型单晶硅片制作shj太阳电池的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016117073A1 (ja) | 2016-07-28 |
| JPWO2016117073A1 (ja) | 2017-04-27 |
| JP6239156B2 (ja) | 2017-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5236914B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| JP4343225B2 (ja) | 太陽電池セル | |
| JP5885891B2 (ja) | 太陽電池の製造方法および太陽電池 | |
| JP4334455B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| TWI641154B (zh) | Solar cell and solar cell manufacturing method | |
| JP2010161310A (ja) | 裏面電極型太陽電池および裏面電極型太陽電池の製造方法 | |
| KR20120110728A (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
| JP2008282912A (ja) | 太陽電池素子の製造方法 | |
| JP2006156646A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| KR101160116B1 (ko) | 후면 접합 태양전지의 제조방법 | |
| JP2013110406A (ja) | 光電変換素子の製造方法及び光電変換素子 | |
| CN107210330A (zh) | 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池 | |
| JP4632672B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| KR101065384B1 (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| JP2006024757A (ja) | 太陽電池および太陽電池の製造方法 | |
| JP2005260157A (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
| KR101113486B1 (ko) | 후면접합 태양전지의 제조방법 | |
| JP2006120944A (ja) | 太陽電池セル、太陽電池セルユニットの製造方法および太陽電池モジュール | |
| JP5452535B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| KR101164910B1 (ko) | 후면접합 태양전지의 도핑방법, 그에 의해 제조된 후면접합 태양전지 및 제조방법 | |
| JP2009158697A (ja) | 太陽電池セル用バイパスダイオードおよびその製造方法 | |
| JP2011187904A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| JP2011238846A (ja) | 太陽電池セルの製造方法 | |
| TW201236186A (en) | Manufacturing method of solar cell | |
| KR101286290B1 (ko) | 후면접합형 태양전지 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170926 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |