CN108235787B - 太阳能电池的制造方法以及太阳能电池制造装置 - Google Patents

太阳能电池的制造方法以及太阳能电池制造装置 Download PDF

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Abstract

具备：使作为第2导电类型的半导体层的n型扩散层形成于具有第1导电类型的结晶系的半导体基板的工序；以及使背面与设置于成膜室的载置台抵接而载置由半导体基板构成的基板(1S)，对成膜室(101)内进行真空排气而减压，将原料气体供给到成膜室(101)内，利用CVD法使防反射膜(3)从半导体基板的受光面侧成膜至半导体基板的侧面的工序。成膜的工序是托盘(100)具有在与半导体基板的抵接面具有开口并且贯通托盘(100)的贯通孔h，通过真空排气使贯通孔h内相对于成膜室(101)内的压力成为负压，从而使半导体基板紧贴于抵接面，使防反射膜(3)成膜于除了抵接面之外的半导体基板表面的工序。

Description

太阳能电池的制造方法以及太阳能电池制造装置
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制造装置，特别涉及向太阳能电池的薄膜形成。
背景技术
在使用了单晶硅或者多晶硅的一般的太阳能电池的制造方法中，例如使磷作为n型杂质通过热扩散而扩散到p型硅基板而形成pn结，但此时，同时在基板端部处还沉积具有n型导电性的磷玻璃(PSG：Phosphorus Silicon Glass:磷硅玻璃)层。如果保持残留基板端部的PSG层的状态，则产生漏电，电池单元(cell)特性下降。因而，为了使pn结分离而蚀刻基板的端部的PSG层。作为对基板的端部的PSG层进行蚀刻的方法，以往大多使用的方法有RIE(Reactive Ion Etching，反应离子蚀刻)法。
在这样使pn结分离之后，为了效率良好地吸收入射光，通常使被称为防反射膜的薄膜沉积或生长于受光面。作为防反射膜，将以几十纳米至一百纳米(nm)左右厚度的氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF)、氧化铝(Al2O3)、氧化钽(Ta2O5)、硫化锌(ZnSO4)为首的薄膜组合单层或两层以上而使用。尤其是氮化硅膜在化学计量上具有Si3N4的组成，但能够根据生成条件来控制膜中的硅(Si)与氮(N)的比率，还有时被记载为SiNx。根据生成条件使折射率变化是比较容易的，所以应用范围比其它物质广。近年来，能够高速地对SiNx膜进行制膜的CVD(化学气相生长：Chemical Vapor Deposition)装置被开发而受到关注。
另一方面，当用CVD装置对防反射膜进行制膜时，蔓延到半导体基板的侧面或者另一面，从而存在特性下降这样的问题。因此在专利文献1中公开了用于防止形成于一个面的防反射膜不合预期地蔓延到半导体基板的侧面或者另一面的制膜方法。
在专利文献1中，通过将基板保持器框体设置于用于形成防反射膜的CVD装置，从而抑制防反射膜蔓延到半导体基板的侧面或者另一面。
另外，有在对防反射膜进行制膜后利用激光或者喷射处理物理性地同时去除PSG层以及防反射膜的方法、对PSG层进行湿蚀刻的方法。
在专利文献2中，在形成防反射膜后使用激光来形成pn分离槽，从而在半导体基板的端部物理性地切断p层和n层来实现pn分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-197745号公报
专利文献2：日本特开2012-209316号公报
发明内容
然而，在上述专利文献1、2的电池单元构造中，当要防止如上所述的蔓延所致的特性下降时，存在以下的课题。例如在专利文献1中，将框体设置于被设置在CVD装置的基板保持器，从而抑制蔓延。这虽然防止CVD膜的蔓延，但在防反射膜的未形成区域没有防反射效果和基板封端效果即钝化效果，所以有效面积减少。在专利文献2中，当使用激光来形成分离槽时，对基板造成损伤，存在招致特性下降的课题。
如上那样，在专利文献1、2中的任意专利文献的情况下，作为太阳能电池的有效面积都减少，而且有时对基板造成损伤，另外，在专利文献1、2中的任意专利文献的情况下，制造工时都增大，制造成本变高。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于得到不使制造工时增加地抑制以防反射膜为首的薄膜的蔓延所致的特性下降的太阳能电池的制造方法以及太阳能电池制造装置。
为了解决上述课题并达到目的，本发明的特征在于，具备：使第2导电类型的半导体层形成于具有第1导电类型的结晶系的半导体基板的工序；以及使背面与设置于成膜室的载置台抵接而载置半导体基板，对成膜室内进行真空排气而减压，将原料气体供给到成膜室内，利用CVD法使防反射膜从半导体基板的受光面侧成膜至半导体基板的侧面的工序。载置台具有贯通孔，该贯通孔在与半导体基板的抵接面具有开口并且贯通载置台。成膜的工序是通过真空排气使贯通孔内相对于成膜室内的压力成为负压，从而使半导体基板紧贴于抵接面，使防反射膜成膜于除了抵接面之外的半导体基板表面的工序。
根据本发明，起到能够得到不使制造工时增加地抑制以防反射膜为首的薄膜的蔓延所致的特性下降的太阳能电池的制造方法以及太阳能电池制造装置的效果。
附图说明
图1是示出实施方式1的太阳能电池的受光面侧的外观的平面图。
图2是示出太阳能电池的背面侧的外观的平面图。
图3是与图1的III－III剖面且是图2的III－III剖面相当的剖视图。
图4是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的流程图。
图5的(a)至(g)是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的工序剖视图。
图6是示出在实施方式1的太阳能电池的制造方法中使用的包括基于CVD法的成膜装置的太阳能电池制造装置的图。
图7是示出实施方式1的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
图8是示出实施方式1的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图7的VIII剖视图。
图9的(a)至(c)是使用了实施方式1的太阳能电池制造装置的防反射膜的成膜工序中的基板的设置至成膜为止的状态剖视图。
图10是示出实施方式2的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
图11是示出实施方式2的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图10的XI剖视图。
图12是示出实施方式3的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
图13是示出实施方式3的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图12的XIII剖视图。
图14是示出实施方式4的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
图15是示出实施方式4的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图14的XV剖视图。
图16是示出实施方式5的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
图17是示出实施方式5的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图16的XVII剖视图。
图18的(a)至(c)是使用了实施方式5的太阳能电池制造装置的防反射膜的成膜工序中的基板的设置至成膜为止的状态剖视图。
图19是示出实施方式6的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
图20是示出实施方式6的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图19的XX剖视图。
图21是示出使用了实施方式6的变形例的托盘构造的情况下的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。
附图标记说明
1：p型单晶硅基板；1S、1T、1R：基板；T：纹理；1A：受光面；1B：背面；1C：侧面；2：n型扩散层；3：防反射膜；3S：薄型部；4：指形电极；5：总线电极；6：BSF层；7：背面集电电极；8：输出取出电极；10：太阳能电池；100、100S、100T、100U、100P、100Q、100R：托盘；101：成膜室；102：排气部；103：排气装置；104：气体供给部；105：扩散室；106：喷头电极；107：支承台；108：对置面；109：吹出口；110：凹槽；120：弹性体；V：槽；Vc：圆形的槽。
具体实施方式
以下，根据附图，详细地说明本发明的太阳能电池的制造方法以及太阳能电池制造装置的实施方式。此外，本发明并不限于该实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围适当地变更。另外，在以下所示的附图中，为了易于理解，有时各部件的比例尺与实际不同。在各附图间也是同样的。
实施方式1.
实施方式1的太阳能电池的制造方法的特征在于当形成防反射膜时使用的基板的固定方法。载置基板的载置台具有贯通孔，该贯通孔在与基板的抵接面具有开口并贯通载置台并且另一端在成膜室内开口。在载置台与基板接触的面的一部分设置有贯通孔，从而在开始成膜前对成膜室内进行减压的工序中，贯通孔内与周围相比成为负压，从而基板被吸引、紧贴于载置台。图1示出实施方式1的太阳能电池，图1是示出太阳能电池的受光面侧的外观的平面图，图2是示出太阳能电池的背面侧的外观的平面图，图3是与图1的III－III剖面、图2的III－III剖面相当的剖视图。实施方式1的太阳能电池10在作为具有第1导电类型的结晶系半导体基板发挥功能的p型单晶硅基板1的第1主面即受光面1A以及与第1主面对置的第2主面即背面1B，以10μm左右的深度形成有用于限制光的被称为纹理T的表面凹凸部。
如图3所示，p型单晶硅基板1具有受光面1A、背面1B、位于受光面1A与背面1B之间而将受光面1A与背面1B进行连接的侧面1C。背面1B是位于受光面1A的背侧的面，具有与受光面1A大致相同的形状。在实施方式1中，受光面1A以及背面1B的平面形状为角加工晶片(pseudo－square wafers)形状或正方形。而且，在p型单晶硅基板1的受光面1A侧的纹理T表面形成有厚度为0.2μm的作为第2导电类型的半导体层的n型扩散层2，形成pn结。在n型扩散层2上形成有由用于降低反射并提高光利用率的氮化硅膜构成的防反射膜3。
而且，在受光面1A侧的表面，受光面电极形成于防反射膜3的开口部，该受光面电极包括许多细的指形电极4和与指形电极4正交的数根粗的总线电极5。而且，在实施方式1中，其特征在于防反射膜3是通过CVD法仅选择性地形成于受光面1A侧的膜厚为55nm至60nm的氮化硅膜。防反射膜3不形成于背面1B，而仅选择性地形成于受光面1A以及侧面1C。在此，在p型单晶硅基板1的表面形成有纹理T，但为了提高视觉辨认性而对凹凸进行放大表现。
p型单晶硅基板1由以单晶硅或者多晶硅为首的结晶系硅基板构成。p型单晶硅基板1例如是1边为150mm至160mm左右、厚度为150μm至250μm左右的矩形平板。在p型单晶硅基板1的外周表面形成有作为p型硅与n型硅接合的区域的pn结区域。即pn结区域沿着p型单晶硅基板1的外周表面设置，遍及受光面1A至侧面1C以及背面1B的外周部而设置。更具体而言，pn结区域设置于受光面1A的大致整个面、侧面1C的大致整个面以及背面1B中的未设置受光面电极即指形电极4以及总线电极5的外周部。
如图1所示，受光面1A侧的电极作为n型电极具有总线电极5和指形电极4。总线电极5具有宽度1mm至3mm左右的宽的宽度，在受光面1A上相互大致平行地设置两根至四根左右。而且，指形电极4以与总线电极5大致垂直地相交的方式在受光面1A上以1mm至5mm左右的间距设置多根。指形电极4的宽度能够形成为20μm至200μm左右。总线电极5、指形电极4的厚度形成为10μm至20μm左右。
如图2所示，背面1B侧的电极作为p型电极具有背面集电电极7和输出取出电极8。背面集电电极7形成于作为半导体基板的p型单晶硅基板1的背面1B中的除了外周部之外的大致整个面。输出取出电极8具有2mm至5mm左右的宽度，在背面1B上，在与上述总线电极5延伸的方向相同的方向上延伸地设置两根至四根左右。而且，输出取出电极8中的至少一部分与背面集电电极7电抵接。输出取出电极8的厚度能够形成为10μm至20μm左右，背面集电电极7的厚度能够形成为15μm至50μm左右。
指形电极4以及背面集电电极7具有对光产生的载流子进行集电的作用。总线电极5以及输出取出电极8具有对由指形电极4以及背面集电电极7集聚的载流子进行集聚并作为电力而输出到外部的作用。
此外，如上所述，pn结区域设置于背面1B中的未设置背面集电电极7的外周部。因而，在背面1B，背面集电电极7与pn结区域邻接地设置。
在实施方式1中，关于p型单晶硅基板1的受光面1A以及背面1B的外周端部，为了进行pn分离而利用干蚀刻装置进行蚀刻处理。
在形成以上结构的太阳能电池元件中，当光从受光面1A侧入射时，被作为半导体基板的p型单晶硅基板1吸收，并进行光电变换，生成电子－空穴对即电子载流子以及空穴载流子。作为起源于光激发的电子载流子以及空穴载流子的光生载流子由于上述pn结区域的作用而集聚到设置于太阳能电池元件的受光面1A和背面1B的上述电极，在两电极间产生电位差。
<实施方式1的太阳能电池的制造方法>
接下来，说明实施方式1的太阳能电池的制造方法。图4是示出实施方式1的太阳能电池的制造方法的流程图，图5(a)至(g)是工序剖视图。
首先，如图5(a)所示，例如准备通过对硅坯料进行切片而得到的平板状的p型单晶硅基板1。p型单晶硅基板1能够使用由p型的单晶或者多晶的硅构成的基板。例如能够使用通过将硼(B)等杂质微量添加到硅而呈现p型导电类型的、电阻率为0.2Ω·cm至2.0Ω·cm左右的p型单晶硅基板1。
更具体而言，半导体基板在使用单晶半导体基板的情况下，例如通过直拉法等拉晶法等来制作。在使用多晶半导体基板的情况下，例如使用线锯等将通过铸造法等制作出的硅坯料切片成350μm以下、更优选的是150μm至250μm左右的厚度而制作。
p型单晶硅基板1的形状也可以为圆形或者正方形、矩形，关于其大小，如果为圆形的话，则可以为直径100mm至200mm左右，如果为正方形、矩形的话，则也可以是一边为100mm至200mm左右。形成任意形状的p型单晶硅基板1都如上所述具有受光面1A、背面1B以及侧面1C。
在刚刚切片之后的p型单晶硅基板1的表面形成有几微米至几十微米左右的由于切片引起的损伤层，切片时的微细的污染物附着于损伤层的表面。因此，在基板清洗步骤S10中，为了进行损伤层的去除以及污染物的清洗，在将p型单晶硅基板1浸渍到氢氧化钠(NaOH)或者氢氧化钾(KOH)等碱性水溶液之后，进行水洗干燥。
在许多情况下，如图5(b)所示，在纹理形成步骤S20中，以降低基板表面处的光反射损耗为目的，通过使用了碱性溶液以及添加剂的湿蚀刻来形成纹理T。或者也可以利用RIE等干蚀刻工艺在表面形成1μm至3μm的凹凸形状。作为碱性溶液而使用氢氧化钾、氢氧化钠，作为添加剂而使用异丙醇。
接下来，如图5(c)所示，在扩散处理步骤S30中进行扩散处理，使pn结形成于p型单晶硅基板1。即，使磷(P)等V族元素扩散到p型单晶硅基板1，形成n型扩散层2。在此，针对在表面形成有纹理构造的p型单晶硅基板1，在三氯氧磷(POCl3)气体中使磷在高温下热扩散，通过气相扩散法来形成pn结。即，遍及p型单晶硅基板1的受光面1A至侧面1C、背面1B地形成n型扩散层2。作为n型化掺杂元素，能够使用P(磷)。n型扩散层2能够形成为薄层电阻为30Ω/□至150Ω/□左右的n型层。由此，在作为上述p型的块状区域的p型单晶硅基板1与n型扩散层2之间形成pn结部。通过使用这样的方法，在p型单晶硅基板1的表面以0.2μm至0.7μm左右的深度形成n型扩散层2。
之后，成为在pn分离步骤S40中仅使基板端部露出的状态、优选的是将多张基板的表面与背面进行重叠并仅使基板端部露出的状态，如图5(d)所示，利用干蚀刻装置仅对基板端部进行蚀刻。以后，把将多张基板的表面与背面进行重叠的状态称为“堆叠”。对端部进行蚀刻是为了从在基板整个面形成有作为扩散层的n型层的状态进行使受光面1A和背面1B分别分离成p型和n型的pn分离。在此，基板整个面设为包括受光面、背面以及端部。关于使背面p型化的方法将在后面叙述。当进行pn分离时，除了使用干蚀刻装置的方法之外，还使用湿蚀刻法等化学性的去除法、如专利文献2那样的使用激光器的方法等物理性的去除法、以及使用化学性的去除法与物理性的去除法的并用法。
在基于干蚀刻处理的pn分离后，在防反射膜形成步骤S50中，如图5(e)所示，在受光面1A形成防反射膜3。该防反射膜3形成为从受光面1A经由侧面1C到达至背面1B的外边缘。作为防反射膜3的材料，使用最普通的氮化硅膜、即SiNx膜。SiNx膜是以化学计量的状态、即构成SiN化合物的原子数的比(组成)如化学式那样存在的Si3N4为中心而在组成比(x)上具有一定范围的氮化硅膜。在此，在防反射膜3的厚度为大致40μm至100μm的范围利用作为CVD装置的太阳能电池制造装置进行制膜。例如，在为由硅构成的p型单晶硅基板1的情况下，防反射膜3的折射率为1.8至2.3左右，在实施方式1中例如为2.1左右。
此外，在防反射膜3成膜时，使用图6所示的由基于CVD法的成膜装置构成的作为半导体制造装置的太阳能电池制造装置。太阳能电池制造装置如在图7中示出表示实施方式1的太阳能电池制造装置中的托盘上的基板的俯视图以及在图8中示出图7的VIII剖视图那样，在防反射膜3成膜时，在托盘100与基板1S接触的面的一部分设置有贯通孔h，从而在成膜开始前的减压工序中，作为开口直径窄的区域的贯通孔h内的流速比环境气体快，与周围相比成为负压，从而基板1S被吸引到托盘100，能够使其紧贴。由此，避免氮化硅成膜于基板1S背面。在此，1S是指pn结形成于p型单晶硅基板1等半导体基板的基板。
贯通孔h的位置在通常基板1S的中心附近被挖空，但当由于制造偏差而基板1S与托盘100的位置偏离时，附着力产生不均衡，有时无法得到足够的效果。因而，贯通孔h也可以设为多个，但最好尽量相对于基板1S的中心对称。
图6是示意地示出本发明的实施方式1的等离子体CVD装置的结构的一个例子的图。等离子体CVD装置具备在内部形成有形成薄膜的环境气体的成膜室101。成膜室101设置有排气部102，利用与该排气部102连接的真空泵等排气装置103将成膜室101内的气体进行排气，成膜室101内被设定为预定的真空度。在成膜室101内具备构成载物台的托盘100、供给成膜用的气体的气体供给部104、使气体扩散的扩散室105以及作为等离子体电极的喷头电极106，喷头电极106与托盘100的对置的面被设置成相互平行。此外托盘100具有对置电极以及基板保持单元的作用，被载置于电接地的支承台107。
托盘100被载置于支承台107上而电接地，是保持实施成膜处理的基板1S的构造。喷头电极106在与托盘100对置的对置面108形成有多个吹出口109。将原料气体从该吹出口109供给到成膜室101内，当对喷头电极106供给高频电力时，在电极间产生等离子体。在等离子体中从气体供给部104经由扩散室105供给的原料气体被解离，所期望的膜、在此例如氮化硅膜成膜于在成膜室101内的托盘100上载置的基板1S。此外，用于使氮化硅膜形成于基板1S的其它结构使用与以往的等离子体CVD装置同样的结构即可，所以省略详细的说明以及图示。
说明图6至图8所示的、使用了等离子体CVD装置的防反射膜的成膜工序。在成膜之前，首先如图7以及图8所示，将形成有pn结的p型单晶硅基板1作为基板1S而载置于托盘100。此时，载置成贯通孔h成为基板1S的中心。图9(a)至图9(c)示出等离子体CVD装置中的防反射膜3的成膜工序中的基板1S的设置至成膜为止的状态剖视图。
这样，如图9(a)所示，将载置有基板1S的托盘100载置于支承台107，利用排气装置103对成膜室101内进行真空排气，真空排气到10-3Torr(托)至10-5Torr(托)也就是说10-1Pa至10-3Pa左右。在该情况下，在实施方式1中，通过使用灯L对基板1S进行加热的灯加热等进行高速加热，当在成膜室101内安装基板1S之后以1分钟左右升温至成膜温度，供给原料气体，立刻进行成膜。此时，如图9(b)所示，由于热膨胀率之差而基板1S产生翘曲，容易从间隙产生原料气体的蔓延。然而，在将基板1S设置于托盘100之后，在利用排气装置103对成膜室101内进行真空排气的工序中，形成于托盘100的贯通孔h内成为负压，如图9(c)所示，基板1S立刻附着性良好地吸附固定于托盘100。因而，原料气体所致的气体等离子体的蔓延被抑制，能够避免向背面的成膜。
此外，此时首先在第1减压工序中将成膜室101减压至第1压力，使贯通孔h相对于成膜室101的压力形成为负压。然后，在第2减压工序中，进一步减压至第2压力，使半导体基板紧贴于作为载置台的托盘100。然后，将原料气体供给到成膜室101内。在该原料气体供给工序中，原料气体的供给量被调整，被维持为作为第1减压工序中的成膜室101的压力的第1压力以下。通过在第2减压工序中进一步进行减压，从而基板1S附着性良好地贴紧于托盘100。因此，即使在接下来的工序中供给原料气体而压力上升，基板1S也能够维持附着性良好地贴紧于托盘100的状态。此时，通过以不超过作为初始压力的第1压力的方式调整原料气体的供给量，能够更可靠地维持基板1S附着性良好地贴紧于托盘100的状态。
另外，在成膜后压力从减压状态下上升至大气压，从而在基板1S产生相反的现象。即，以氮气N2或者空气为首的气体经由该贯通孔h流入到基板1S与托盘100的接触面。由此，基板1S与托盘100从紧贴状态被解除，所以能够容易地将基板1S回收到收纳载体。
通过这样调整成膜室内的压力，从而紧贴于载置台的半导体基板维持紧贴状态，并实现成膜。因而没有蔓延到背面处，能够进行可靠性高的防反射膜的形成。
由于SiNx膜的蔓延而下降的特性主要为与暗电流Id的增加相伴的FF(填充因子)。另外，暗电流Id的增加意味着pn结的分离不充分。通常，在利用用于太阳能电池的防反射膜的成膜那样的等离子体CVD装置成膜的CVDSiNx膜具有某种程度的导电性。因此，被认为SiNx膜从作为第1导电类型、例如n型的区域的受光面侧蔓延到作为第2导电类型、例如p型的区域的背面侧，从而暗电流Id增加。
本发明者们发现，能够如图7以及图8所示利用在CVD装置的托盘100开凿贯通孔h这样极为简单的结构来在CVD装置的排气时使贯通孔h内成为负压。在使用了高速加热法的防反射膜3的成膜时，也将基板1S附着性良好地固定于托盘100的表面，从而能够抑制气体等离子体向基板1S的背面1B的蔓延，抑制在背面形成氮化硅膜。因而，起到无需使防反射膜3物理上分离，能够不增加太阳能电池单元的制造工时地抑制蔓延所致的特性下降的效果。
此外，该方法特别在使用高速加热而基板容易产生翘曲的情况下也能够可靠性极为良好地避免向背面的成膜。作为高速加热法，除了有灯加热之外，还有高频加热等，能够在极短时间升温至成膜温度。因而，通过使用实施方式1的方法，利用使贯通孔h形成于托盘100这样极为简单的结构，即使通过高速加热也能够不使基板1产生翘曲地使基板1S紧贴于托盘100，能够抑制向防反射膜3的背面1B的蔓延。无需另外设置用于固定基板1S的吸引装置，仅凭将贯通孔h或者槽V配设于构成载置台的托盘100即可，所以结构简单。进而，另外不需要托盘100的复杂的加工，所以关于托盘100自身，也能够抑制以翘曲为首的平坦性的下降。另外，在使用薄的基板的情况下也不会担心由于急剧的吸引而基板破损，作为基板1S的开口直径窄的区域的贯通孔h的流速比环境气体快，所以贯通孔h的内部成为负压，基板1S被吸引到托盘100，能够使基板1S紧贴于托盘100。此外，不仅是使用高速加热法的情况，在使用了通常的加热法的情况下，也能够使基板1S紧贴于托盘100，所以能够可靠地避免向背面的成膜。
这样得到的防反射膜3如图8所示在侧面的端面即与托盘的界面没有来自托盘侧的原料气体的供给，所以构成薄型部3S，成为平缓的面。相对于此，在通过蚀刻去除了背面的防反射膜3的情况下，端面变陡峭。在背面与侧面的界面处防反射膜3的端面平缓，所以当在防反射膜3上形成钝化膜或者布线等的情况下也不会产生阶梯。
后续工序为通常的工序，但接下来，如图5(f)所示，在背面电极形成步骤S60中，使背面集电电极7以及输出取出电极8形成于p型单晶硅基板1的背面1B。背面集电电极7是将以铝为主要成分的膏涂敷于背面1B的整个面而形成的。在涂敷该膏之后，以温度700℃至900℃左右进行烧制，将铝烧结到p型单晶硅基板1。在印刷这样涂敷的铝膏之后进行烧制，从而能够使作为p型杂质的铝高浓度地扩散到p型单晶硅基板1的涂敷部分，能够使还形成于背面1B的n型扩散层2反转，置换为作为p型高浓度掺杂层的BSF层6。这样形成的背面1B处的p型高浓度掺杂层成为针对背面集电电极7的接触层。
接下来，如图5(g)所示，在受光面电极形成步骤S70中，形成位于受光面1A的电极、即总线电极5以及在图5中未图示的指形电极4。在此，在烧制炉内，在最高温度为500℃至650℃下烧制几十秒至几十分钟左右，得到总线电极5以及指形电极4。
背面1B的输出取出电极8以及作为受光面电极的总线电极5以及指形电极4是通过涂敷以银为主要成分的导电膏而形成的。该以银为主要成分的导电膏例如能够使用如下导电膏：相对于银填料100重量份而将有机载体和玻璃料分别调配5重量份至30重量份、0.1重量份至15重量份，并进行混合搅拌，使用溶剂，调节成50Pa·s至200Pa·s的程度的粘度。
作为导电膏的涂敷法，能够使用丝网印刷法等印刷法，也可以在涂敷后以一定的温度使溶剂蒸发而干燥。另外，背面1B侧的输出取出电极8也可以在印刷后进行干燥，与受光面1A侧的总线电极5以及指形电极4同时地进行集中烧制。由此，能够使作为高温工序的热处理工序为1次，能够提高生产率。
接下来，作为p型单晶硅基板1的受光面1A的电极而形成总线电极5和指形电极4。在该总线电极5和指形电极4的形成中，也能够通过如上所述使用丝网印刷法等印刷法，将以银为主要成分的导电膏进行涂敷、干燥、烧制而形成。能够经由以上工序来制造太阳能电池10。
这样，通过使防反射膜3不产生向背面1B的蔓延地成为通过CVD法形成的氮化硅膜，能够得到FF特性良好的太阳能电池10。另外，在制造时，也能够极容易地且作业性良好地形成。
实施方式2.
在实施方式2的太阳能电池的制造方法中，如图10以及图11所示，在当防反射膜3成膜时使用的CVD装置的、托盘100S与基板1S接触的面的一部分设置了从基板中央部向基板端部的槽V。图10是示出托盘和载置于托盘上的基板的俯视图，图11是图10的XI剖视图。
在该情况下，也将载置了基板1S的托盘100S载置于图9所示的CVD装置的支承台107，利用排气装置103对成膜室101内进行真空排气。在该情况下，形成于托盘100S的槽V内成为负压，基板1S立刻附着性良好地被吸附固定于托盘100S。因而，原料气体所致的气体等离子体的蔓延被抑制，能够避免向背面1B的成膜。
在实施方式2中，通过在通常的支承台上直接载置托盘100S，从而从基板1S与托盘100S的上表面之间的间隙排气，槽V内成为负压，从而能够使基板1S紧贴于托盘100S的上表面。
因而，除了实施方式1的效果之外，由于不对CVD装置的设计施加变更，仅使槽形成于托盘即可，所以能够直接使用现有的CVD装置。另外，在实施方式1的CVD装置中，对于基板经由贯通孔作用接近于点的形式的在垂直方向上比较强的附着力，所以在200μm左右的极薄的基板中，有可能会产生裂纹，但在实施方式2中，按照槽V的形状沿着基板面作用弱的附着力，所以即使对于薄的基板，产生裂纹的概率也变低。
实施方式3.
在实施方式3的太阳能电池的制造方法中，如图12以及图13所示，使在防反射膜3成膜时使用的CVD装置的、托盘100T的贯通孔h1以随着远离基板1S而剖面面积变大的方式形成为锥形孔。关于其它结构，与实施方式1相同。图12是示出托盘和载置于托盘上的基板的俯视图，图13是图12的XIII剖视图。
根据上述结构，能够更加提高吸附性，能够提高托盘100T与基板1S的附着性。
实施方式4.
在实施方式4的太阳能电池的制造方法中，如图14以及图15所示，使贯通孔h和4条槽V形成于在防反射膜3成膜时使用的CVD装置的托盘100U。4条槽V被设置于托盘100U的主面。关于其它结构，与实施方式1相同。图14是示出托盘和载置于托盘上的基板的俯视图，图15是图14的XV剖视图。
在实施方式4的太阳能电池的制造方法中，通过组合实施方式1以及实施方式2，能够一并得到实施方式1以及实施方式2的效果，能够得到超过单独地实施的效果。例如，当将实施方式1以及实施方式2进行比较时，在实施方式1的CVD装置中，对于基板1S作用以接近于点的形式在垂直方向上比较强的附着力，但在实施方式2的CVD装置中，成为槽V的形状即面而作用弱的附着力。另外，在仅是实施方式1的情况下，比较强的力作用于1点，所以在200μm左右的极薄的基板中，有可能会产生裂纹。另一方面，在实施方式2中，附着力弱，有时无法得到足够的效果。因而，在实施方式4中，具有能够平衡性良好地得到这两方效果的协同效果。
实施方式5.
此外，在所述实施方式中，说明了扩散型的太阳能电池，但当然还能够应用于例如在p型单晶硅基板上形成非晶硅i层以及非晶硅n层从而形成了pn结的异质结型的太阳能电池。在为异质结型的太阳能电池的情况下，由于非晶硅i层以及非晶硅n层向背面蔓延，有时在基板1T的边缘部形成有凸部TS。在该情况下，有时向托盘的表面的附着性差。在实施方式5中，说明在边缘部形成有凸部TS的情况下的防反射膜3的成膜方法以及成膜装置。图16是示出实施方式5的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图，图17是示出实施方式5的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图16的XVII剖视图。
在实施方式5的太阳能电池的制造方法中，如图16以及图17所示，使贯通孔h形成于在防反射膜3成膜时使用的CVD装置的托盘100P，并且在与基板1T的边缘部相当的区域形成凹槽110，将由高熔点金属的网眼构成的弹性体120嵌装到凹槽110内。关于其它结构，与实施方式1相同。在此，基板1T是指在p型单晶硅基板等半导体基板形成有pn结的基板。此外，通过CVD法使非晶硅i层以及非晶硅n层形成于p型单晶硅基板上，但在该情况下，也以使贯通孔h成为基板1T的中心的方式将基板1T设置于托盘100P上，从而为了防止向背面的蔓延，使用图16以及图17所示的太阳能电池制造装置进行成膜。
说明图6所示的、等离子体CVD装置使用了实施方式5的托盘的防反射膜的成膜工序。在成膜之前，首先，如图16以及图17所示，将形成有pn结的p型单晶硅基板1作为基板1T而载置于托盘100P。此时，载置成贯通孔h成为基板1T的中心。图18(a)至图18(c)示出等离子体CVD装置中的防反射膜的成膜工序中的基板1T的设置至成膜为止的状态剖视图。
在成膜时，如图18(a)所示，将载置了基板1T的托盘100P载置于支承台107，利用排气装置103对成膜室101内进行真空排气，真空排气成10-3Torr(托)至10-5Torr(托)。在该情况下，通过灯加热等进行高速加热，在将基板1T安装于成膜室101内之后以1分钟左右升温至成膜温度，供给原料气体而立刻进行成膜。此时，如图18(b)所示，由于热膨胀率之差，基板1T产生翘曲，容易从间隙产生原料气体的蔓延。然而，形成于托盘100P的贯通孔h内成为负压，如图18(c)所示，基板1T立刻附着性良好地被吸附固定于托盘100P。此时，在基板1T边缘部，弹性体120被按压到凸部TS并接触性良好地被吸附，基板1T附着性良好地被固定于托盘100P的表面。因而，原料气体所致的气体等离子体的蔓延被抑制，能够避免向背面1B的成膜。
由于以上的结构，能够附着性更加良好地进行固定，能够进一步提高选择性。
此外，作为在此使用的弹性体120，最好使在扩散炉内在900℃至1000℃下不劣化的高熔点金属形成为网眼。作为高熔点金属材料，最好使用熔点高的金属材料、特别是钨、钽、钼、铌以及它们的合金。若尝试按照熔点的顺序排列元素，则为钨(3387℃)、铼(3180℃)、钽(2996℃)、锇(2700℃)、钼(2610℃)、铌(2468℃)、铱(2447℃)、硼(2300℃)、钌(2250℃)、铪(2150℃)。
实施方式6.
在实施方式6中，叙述通过使槽形成于用于防反射膜成膜的CVD装置的托盘100Q，更加提高吸附性，从而更可靠地抑制反应性气体向半导体基板背面蔓延的方法。图19是示出实施方式6的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图，图20是示出实施方式6的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的剖视图，是图19的XX剖视图。
实施方式6的太阳能电池制造装置如图19以及图20所示与实施方式4相同，在防反射膜3成膜时使用的CVD装置的托盘100Q在基板1T接触的面的一部分设置有贯通孔h和槽V。贯通孔h在与基板1S的抵接面的中心具有开口。在实施方式6的太阳能电池制造装置的托盘100Q表面设置有槽V，槽V纵横各两条正交地配置成双H状，在由双H状的槽V的两条直线状的槽V包围的区域的中央部设置有凹部、即圆形的槽Vc。槽V是以贯通孔h的中心为中心进行包围、4个端部比所述半导体基板突出的双H状的槽。关于其它结构，与实施方式1相同。
在实施方式6的太阳能电池的制造方法中，通过对于作为实施方式1与实施方式2的组合的实施方式4进一步纵横地追加由正交的4条槽构成的双H状的槽V的形状，能够更加强化实施方式4的效果。
在实施方式1的CVD装置中，对于基板1S，在与贯通孔h相当的部分，作用接近于点的形式的在垂直方向上比较强的附着力，在实施方式2的CVD装置中，扩展到槽V的形状即面而作用附着力，附着力被缓和。使该效果从点向面的方向分散的是实施方式4的CVD装置的托盘100U。
因而，在实施方式6中，对于实施方式1中的基于贯通孔h的点的附着力，与实施方式4相比，能够相对地更加提高槽V的附着力，使附着力分散到基板面整体。这具有在使用200μm左右的极薄的半导体基板的情况下也使在吸引时产生裂纹的可能性比实施方式4进一步降低的效果。
另外，采取使四边中的两边比基板1S的一边的长度短，也就是说槽V不形成为#型而形成为双H型并在两边不比基板1S突出的结构是为了维持由于对槽或者孔进行加工而下降的托盘100Q的强度、抑制托盘的挠曲以及为了平衡性良好地得到附着力。
此外，作为实施方式6的变形例，也可以如图21所示，使槽的形状形成为#型来代替H型。槽V是以贯通孔h的中心为中心进行包围、8个端部比基板1R突出的#状的槽。也就是说由各两条地正交的4条长槽构成，图21是示出使用了实施方式6的变形例的托盘构造的情况下的太阳能电池制造装置中的托盘和托盘上的基板的俯视图。剖视图与图20相同，所以在此省略。槽的形状能够根据使用的基板1R的厚度或者托盘100R的形状、材质适当地选择。
另外，圆形的槽Vc具有使基于贯通孔h的点的附着力扩展到圆形的面状的效果。进而，当在处理后使CVD装置内的压力回到大气压时，基板1S、1R和托盘100Q、100R的贯通孔h或者槽V、圆形的槽Vc内的压力从减压状态下上升至大气压，从而经由贯通孔h或者槽V、圆形的槽Vc而从紧贴状态解除。此时，圆形的槽Vc以一定的面积设置于基板中央部，从而更加易于从紧贴状态解除，能够将基板1S、1R容易地回收到收纳载体。此外，当然也可以不形成圆形的槽Vc而仅形成贯通孔h和槽V。
如上那样，本发明的太阳能电池以及使用了该太阳能电池的太阳能电池模块的聚光效率优良，特别适于设置于难以使用反射板等聚光辅助件的部位的太阳能电池模块。
此外，本发明的太阳能电池制造装置对于向太阳能电池制造防反射膜是特别有效的，当然能够应用于太阳能电池中的导电类型薄膜的成膜工序、或者太阳能电池以外的半导体器件的制造工序中的以p型非晶硅膜或者n型非晶硅膜为首的半导体薄膜的成膜工序。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术进行组合，还能够在不脱离本发明的要旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

Claims (15)

1.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，具备：
使第2导电类型的半导体层形成于具有第1导电类型的结晶系的半导体基板的工序；以及
使背面与设置于成膜室的载置台抵接而载置所述半导体基板，通过排气装置对所述成膜室内进行真空排气而减压，将原料气体供给到所述成膜室内，利用CVD法使防反射膜从所述半导体基板的受光面侧成膜至所述半导体基板的侧面的工序，
所述载置台具有贯通孔，该贯通孔在与所述半导体基板的抵接面具有开口并贯通所述载置台并且在另一端开口于所述成膜室内，
在所述成膜的工序中，通过所述排气装置，对所述成膜室内进行真空排气且所述贯通孔内成为负压，从而使所述半导体基板紧贴于所述抵接面并使防反射膜成膜于除了所述抵接面之外的所述半导体基板表面。
2.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，具备：
使第2导电类型的半导体层形成于具有第1导电类型的结晶系的半导体基板的工序；以及
与设置于成膜室的载置台抵接而载置所述半导体基板，通过排气装置对所述成膜室内进行真空排气而减压，将原料气体供给到所述成膜室内，利用CVD法使薄膜从所述半导体基板的受光面侧成膜至所述半导体基板的侧面的工序，
所述载置台具有贯通孔，该贯通孔在与所述半导体基板的抵接面具有开口并贯通所述载置台并且在另一端开口于所述成膜室内，
在所述成膜的工序中，通过所述排气装置，对所述成膜室内进行真空排气且所述贯通孔内成为负压，从而使所述半导体基板紧贴于所述抵接面并使薄膜成膜于除了所述抵接面之外的所述半导体基板表面。
3.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，具备：
使第2导电类型的半导体层形成于具有第1导电类型的结晶系的半导体基板的工序；以及
使背面与设置于成膜室的载置台抵接而载置所述半导体基板，通过排气装置对所述成膜室内进行真空排气而减压，将原料气体供给到所述成膜室内，利用CVD法使防反射膜从所述半导体基板的受光面侧成膜至所述半导体基板的侧面的工序，
所述载置台具有从与所述半导体基板的抵接面经由所述半导体基板的边缘部到达外部并且开口于所述成膜室内的槽，
在所述成膜的工序中，通过所述排气装置，对所述成膜室内进行真空排气且所述槽内成为负压，从而使所述半导体基板紧贴于所述抵接面，使防反射膜成膜于除了所述抵接面之外的所述半导体基板表面。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
所述成膜的工序是使用除了具有所述槽之外还具有在与所述半导体基板的抵接面具有开口并贯通所述载置台的贯通孔的载置台进行成膜的工序。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
所述成膜的工序包括：
第1减压工序，对所述成膜室进行真空排气而减压至第1压力，使所述贯通孔内或者所述槽内相对于所述成膜室内的压力成为负压；
第2减压工序，进一步减压至第2压力，使所述半导体基板紧贴于所述载置台；以及
原料气体供给工序，将原料气体供给到所述成膜室内。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，
在所述原料气体供给工序中，将所述成膜室的压力维持在所述第1压力以下。
7.一种太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述太阳能电池制造装置是CVD装置，该CVD装置具备：
成膜室；
第1电极，配备于所述成膜室内；
第2电极，与所述第1电极对置地设置，兼作载置半导体基板的基板载置台；
气体供给部，将原料气体供给到所述成膜室内；以及
排气部以及排气装置，对所述成膜室内进行真空排气，使得成为负压，
所述基板载置台具有贯通孔，该贯通孔在与半导体基板的抵接面具有开口并贯通所述基板载置台并且在另一端开口于所述成膜室内，
通过所述排气装置，对所述成膜室内进行真空排气且所述贯通孔内成为负压。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述贯通孔为以随着远离所述开口而剖面面积变大的方式形成的锥形孔。
9.一种太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述太阳能电池制造装置是CVD装置，该CVD装置具备：
成膜室；
第1电极，配备于所述成膜室内；
第2电极，与所述第1电极对置地设置，兼作载置半导体基板的基板载置台；
气体供给部，将原料气体供给到所述成膜室内；以及
排气部以及排气装置，对所述成膜室内进行真空排气，使得成为负压，
所述基板载置台具有从与半导体基板的抵接面经由所述半导体基板的边缘部到达外部并且开口于所述成膜室内的槽，
通过所述排气装置，对所述成膜室内进行真空排气且所述槽内成为负压。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述基板载置台除了具有所述槽之外还具有在与所述半导体基板的抵接面具有开口并且贯通所述基板载置台的贯通孔。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述贯通孔在与所述半导体基板的抵接面的中心具有开口，
所述槽是以所述贯通孔的中心为中心进行包围、位于正交的4条槽中的两条槽的两端的4个端部比所述半导体基板突出的双H状的槽。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述贯通孔在与所述半导体基板的抵接面的中心具有开口，
所述槽是以所述贯通孔的中心为中心进行包围、正交的4条槽的8个端部比所述半导体基板突出的#状的槽。
13.根据权利要求7至12中的任意一项所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述基板载置台具有：
凹槽，形成于与所述半导体基板的边缘部相当的区域；以及
弹性体，嵌装于所述凹槽内。
14.根据权利要求7至12中的任意一项所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述太阳能电池制造装置具备高频电源，该高频电源对所述第1电极与所述第2电极之间施加高频电场，
在所述成膜室内使等离子体放电发生，使薄膜成膜于所述半导体基板表面。
15.根据权利要求13所述的太阳能电池制造装置，其特征在于，
所述太阳能电池制造装置具备高频电源，该高频电源对所述第1电极与所述第2电极之间施加高频电场，
在所述成膜室内使等离子体放电发生，使薄膜成膜于所述半导体基板表面。
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