CN109844961A - 高光电变换效率太阳能电池的制造方法及高光电变换效率太阳能电池 - Google Patents

高光电变换效率太阳能电池的制造方法及高光电变换效率太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明是一种太阳能电池的制造方法，具有：准备至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板的步骤、部分地去除该半导体基板的介电体膜的步骤、沿着介电体膜部分地被去除的领域形成电极的步骤的太阳能电池的制造方法，其特征是具有对于实施部分地去除介电体膜的步骤与形成电极的步骤之后的半导体基板，测定介电体膜部分地被去除的领域的位置与形成的电极的位置的相对的位置关系的步骤，基于被测定的位置关系，对于新准备的至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板，在调整部分地去除介电体膜的领域的位置后部分地去除介电体膜。由此，提供一种可以减低部分地去除介电体膜的领域与沿着该领域被形成的电极的位置偏移，且使太阳能电池的制造产出率提升的太阳能电池的制造方法。

Description

高光电变换效率太阳能电池的制造方法及高光电变换效率太 阳能电池
技术领域
本发明是有关高光电变换效率太阳能电池的制造方法及高光电变换效率太阳能电池。
背景技术
作为采用单结晶或多结晶半导体基板的具有比较高的光电变换效率的太阳能电池构造之一，有将正负的电极全部设在非受光面(背面)的背面电极型太阳能电池。图1显示背面电极型太阳能电池的背面的概观。射极层102及基底层101为交互地被配列，且沿着各个层在层上设置电极(103、104)。射极层幅宽是数mm～数百μm，基底层幅宽则是数百μm～数十μm。此外，电极幅宽数百～数十μm左右为一般，该电极多被称呼为指状电极。
图2显示背面电极型太阳能电池的剖面构造的模式图。在基板202的背面的最表层附近形成射极层102及基底层101。各层的厚度为至多1μm左右。在各层上设置指状电极(205、206)，非电极领域的表面是由氮化硅膜或氧化硅膜等的背面保护膜207所覆盖。受光面侧在减低反射损失的目的下，设置反射防止膜201。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-332273号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在背面电极型的太阳能电池的制法上的问题点之一，有基底层与基极电极的偏移。在以印刷法形成电极的场合由于版的伸展会随经时或每一制版而改变，所以要沿着上述之类的幅宽数百μm～数十μm的基底层将幅宽数百～数十μm的电极安定形成是极为困难的。要缓和该偏移而扩展基底层幅宽是制法上最简单的，而扩展基底层幅宽时会让变换效率降低，是在例如专利文献1所公知。如考虑制造成本则印刷法是最有效，有必要确立基底层幅宽在维持下以印刷法产出率佳地电极形成的方法。
本发明是有鉴于上述问题点而作成，目的在于提供可以减少基底层与基极电极的偏移、使太阳能电池的制造产出率提升的高光电变换效率太阳能电池的制造方法。此外，本发明的目的在于提供基底层与基极电极的偏移小、特性佳的高光电变换效率太阳能电池。再者，本发明的目的在于提供可以减少基底层与基极电极的偏移、使太阳能电池的制造产出率提升的太阳能电池的制造系统。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明是一种太阳能电池的制造方法，具有：准备至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板的步骤、
部分地去除该半导体基板的前述介电体膜的步骤、与
沿着前述介电体膜部分地被去除的领域形成电极的步骤，
其特征为，
具有对于实施部分地去除前述介电体膜的步骤与形成前述电极的步骤之后的半导体基板，测定前述介电体膜部分地被去除的领域的位置与前述形成的电极的位置的相对的位置关系的步骤，
基于前述被测定的位置关系，对于新准备的至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板，在调整部分地去除前述介电体膜的领域的位置后部分地去除前述介电体膜。
如以上方式，比起在面内补正所形成的电极的位置偏移，基于介电体膜部分地被去除的领域的位置与电极的位置的相对的位置关系，将去除介电体膜的领域的位置配合电极加以补正，较能简便地减少相对的位置关系的偏移，亦即，位置偏移，可以提高生产性且提升太阳能电池的产出率。此外，位置的调整并非先在各个电极及介电体膜被去除的领域分别地测定而加以实施，而是观察在实际上介电体膜被去除的领域形成电极者后实施，这可以减少偏离的主要因素。
此时，最好是将前述相对的位置关系的测定、一一在前述半导体基板的面内选择出的坐标进行，而且，将部分地去除前述介电体膜的领域的位置的调整、一一对该选择出的坐标进行。
因为在介电体膜被去除的领域形成电极时的位置偏移是在面内具再现性、发生机率高，所以通过求出位置偏移发生之处的坐标，一一对该坐标进行调整部分地去除介电体膜的领域的位置，可以简便且有效果地减少位置偏移。
此外，最好是将前述半导体基板的面内分割成多个领域，一一对该被分割的领域分配代表该领域的坐标，将前述相对的位置关系的测定、一一对被分配给前述被分割的领域的坐标进行，而且，将部分地去除前述介电体膜的领域的位置的调整、一一对该被分配的坐标进行。
如以上方式，通过将半导体基板的面内分割成多个领域，一一对该领域分配所代表的坐标，在该坐标进行相对的位置关系的测定与部分地去除介电体膜的领域的位置的调整，可以将所测定的点数某种程度剔除。由此，可以提高生产性、有效率地制造太阳能电池。又，考虑到在介电体膜被去除的领域形成电极时的系统性位置偏移会在面内连续地改变，因而，针对位置关系的测定，未必要进行观察所有的电极。
此外，最好是将前述相对的位置关系的测定、仅针对前述电极的长边方向所正交的方向进行。
部分地去除介电体膜的领域的位置与电极的位置的偏移会成为问题，大多是电极的长边方向所正交的方向。因而，若是在电极的长边方向所正交的方向测定位置关系，则能够充分减少位置偏移、且缩短位置关系的测定所需要的时间。
此外，最好是将前述电极的形成、采用网版印刷法进行。
以此方式，若是网版印刷法，则可以最便宜地形成电极、能便宜地制造太阳能电池。
此外，最好是将前述介电体膜的部分的去除、使用激光进行。
以此方式，通过使用激光将介电体膜去除，能够便宜地制造太阳能电池。此外，利用激光的加工的加工精确度佳，且部分地去除介电体膜的领域的位置的调整是比较容易。
此外，在本发明的太阳能电池的制造方法，可以在部分地去除前述介电体膜的步骤之后、形成前述电极的步骤之前，在前述介电体膜部分地被去除的领域让不纯物扩散、形成扩散层。
以此方式，通过在介电体膜部分地被去除的领域形成扩散层，可以充分地减少被形成的扩散层与扩散层上的电极的位置偏移。
此外，在本发明的太阳能电池的制造方法，作为前述半导体基板，可以准备在前述第一主表面具有扩散层的基板。
通过使用此类的在第一主表面具有扩散层的半导体基板，可以减少电极的位置偏移，且容易地形成电极与扩散层的接触。
此外，在本发明的太阳能电池的制造方法，最好是通过部分地去除前述介电体膜，将除去该介电体膜的领域的每单位面积的介电体膜量作成在未去除前述介电体膜的领域的每单位面积的介电体膜量的1/10以下。
通过作成这样的每单位面积的介电体膜量，可充分地得到介电体膜去除的效果。亦即，以残留的介电体膜作为屏蔽的扩散的场合是能够进行充分的扩散。此外，贯通介电体膜形成电极的场合，由于在形成电极与在其下的半导体基板的接触时没有烧成贯通(firethrough)的必要，而可以低温烧成电极，能扩大太阳能电池的制造步骤的自由度。
此外，为了达成上述目的，本发明是提供一种太阳能电池，在半导体基板的第一主表面，具有基底层与邻接该基底层的射极层，在前述基底层上配置电极的太阳能电池，
其特征是：前述基底层在前述第一主表面上具有有长度与幅宽的线状领域；该线状领域具有比前述线状领域的长度短的直线状领域；该直线状领域包含被配置在前述线状领域的从其他直线状领域的延长上偏移的位置者。
以此方式，若是直线状领域包含被配置在从其他的直线状领域的延长上偏移的位置者的太阳能电池，则在第一主表面的面内来看时，可以减少基底层与电极的位置偏移，可以作成特性佳、特性偏差度小的太阳能电池。
此时，最好是前述基底层的幅宽是50μm以上250μm以下、前述电极的幅宽是30μm以上200μm以下。
若是这样的基底层及电极的幅宽，则可以更有效果地减低基底层与电极的位置偏移、作成特性更佳的太阳能电池。
此时，最好是前述射极层在前述基底层与邻接在该基底层的前述射极层的边界，具有从前述射极层侧起凸出的楔状领域；前述楔状领域底边部的长度为1μm以上20μm以下；该楔状领域顶部的角度为70°以上110°以下。
若基底层与射极层的边界为这样的形状，则在边界附近电极被形成的场合，比起没有楔状领域的场合基底层与电极的接触面积会增加，因而，接点电阻会相对地被减低，还有，电极的黏接强度也相对地增大。
此外，为了达成上述目的，本发明是提供一种太阳能电池，在半导体基板的第一主表面具有扩散层，在该扩散层上具有具指定膜厚的介电体膜的第1领域与或具备比前述指定膜厚还薄的介电体膜或不具备前述介电体膜的第2领域，在前述第2领域的至少一部分配置电极的太阳能电池，
其特征是：前述第2领域具有在前述第一主表面上具长度与幅宽的线状领域；该线状领域具有比前述线状领域的长度短的直线状领域；该直线状领域包含被配置在前述线状领域的从其他直线状领域的延长上偏移的位置者；
在前述第2领域未被形成前述电极的领域的每单位面积的介电体膜量为前述第1领域的每单位面积的介电体膜量的1/10以下。
以此方式，若是直线状领域包含被配置在从其他的直线状领域的延长上偏移的位置者的太阳能电池，则在第一主表面的面内来看时，可以减少第2领域与电极的位置偏移。此外，通过在第2领域未被形成电极的领域的每单位面积的介电体膜量为第1领域的每单位面积的介电体膜量的1/10以下，这样的太阳能电池，在制造时在形成电极与在其下的半导体基板的接触时并无烧成贯通的必要。因此，在制造时，由于可以低温烧成电极，所以这样的太阳能电池是制造时步骤的自由度广的太阳能电池。
此时，最好是前述第2领域的幅宽是50μm以上250μm以下、前述电极的幅宽是30μm以上200μm以下。
若是这样的第2领域及电极的幅宽，则可以作成第2领域与电极的位置偏移更有效果地被减低的太阳能电池。
此时，前述第1领域最好是在前述第2领域与邻接在该第2领域的前述第1领域的边界，具有从前述第1领域侧起凸出的楔状领域；前述楔状领域底边部的长度为1μm以上20μm以下；该楔状领域顶部的角度为70°以上110°以下。
若第1领域与第2领域的边界为这样的形状，在边界附近被形成电极的场合，则在电极会发现定准效果，比起没有楔状领域的场合，电极的黏接强度会相对地增加。
此外，本发明是提供一种太阳能电池模块，其特征是内藏上述的太阳能电池。
以此方式，本发明的太阳能电池是可以内藏于太阳能电池模块。
此外，本发明是提供一种太阳光发电系统，其特征是具有上述的太阳能电池模块。
以此方式，本发明的内藏太阳能电池的太阳能电池模块，可以用于太阳光发电系统。
此外，为了达成上述目的，本发明是提供一种太阳能电池的制造系统，其特征为至少具有：将半导体基板的第一主表面的介电体膜部分地去除的介电体膜去除装置，
沿着前述介电体膜部分地被去除的领域形成电极的电极形成装置，
检查用前述电极形成装置形成电极后的前述半导体基板的第一主表面、并取得前述介电体膜部分地被去除的领域的位置与前述被形成的电极的位置的相对的位置关系的数据的外观检查装置，
与基于前述取得的数据，决定加以调整部分地去除前述介电体膜的领域的位置的补正值、且将该补正值反馈至前述介电体膜去除装置的数据解析装置。
以此方式，通过太阳能电池的制造系统具备介电体膜去除装置、电极形成装置、外观检查装置及数据解析装置，且使该协作，可以有效率地减低将介电体膜部分地去除的领域与电极的位置偏移、使太阳能电池的制造产出率提升。由此，可以让制造出的太阳能电池成为便宜的电池。
此时，前述外观检查装置，最好是具有将前述半导体基板的面内分割成多个领域，一一对该被分割的领域分配代表该领域的坐标，并一一对被分配给前述被分割的领域的坐标、取得前述相对的位置关系的数据的功能。
以此方式，通过将半导体基板的面内分割成多个领域，一一对该等领域分配所代表哦坐标，在该坐标进行位置关系的测定与部分地去除介电体膜的领域的位置的调整，可以将测定的点数某种程度剔除。由此，可以使生产性提高、有效率地制造太阳能电池。又，考虑到在介电体膜被去除的领域形成电极时的系统性位置偏移会在面内连续地改变，因而，针对位置关系的测定，未必要进行观察所有的电极。
此时，最好是前述介电体膜去除装置是激光加工装置；前述电极形成装置是网版印刷装置。
以此方式，通过使用激光加工装置与网版印刷装置，可以便宜地减少位置偏移，能制造便宜的太阳能电池。
发明的效果
根据本发明的太阳能电池的制造方法，可以减少部分地去除介电体膜的领域与沿着该领域被形成的电极的位置偏移，且使太阳能电池的制造产出率提升。此外，若是本发明的太阳能电池，则可以作成电极的位置偏移小、特性佳的高光电变换效率太阳能电池。再者，根据本发明的太阳能电池的制造系统，可以减少电极的位置偏移，并使太阳能电池的制造产出率提升。
附图说明
图1是可以适用本发明的、一般上的背面电极型太阳能电池从背面侧所见的概观图。
图2是可以适用本发明的、一般上的背面电极型太阳能电池的剖面模式图。
图3是显示关于本发明的背面电极型太阳能电池的制造方法的一例的步骤流程图。
图4是显示关于本发明的、利用激光加工而形成的基底层的形状的上面模式图。
图5是显示关于本发明的、基底层与基极电极的相对位置的上面模式图。
图6是显示关于本发明的基底层的形状的一例的上面模式图。
图7是关于本发明的太阳能电池的剖面模式图。
图8是关于本发明的太阳能电池模块的概观图。
图9是关于本发明的太阳能电池模块的背面内部模式图。
图10是关于本发明的太阳能电池模块的剖面模式图。
图11是关于本发明的太阳光发电系统的模式图。
图12是显示关于本发明的太阳能电池的制造系统的构成的一例的概略图。
图13是显示关于本发明的、基底层与基极电极的位置偏移频度的面内分布图。
图14是显示关于本发明的、基底层与基极电极间隙间的面内分布图。
具体实施方式
如上述，近年，太阳能电池的基底层与基极电极的位置偏移成为问题。本发明人等，针对使这样的位置偏移减少的对策加以锐意检讨，遂完成本发明。
以下，针对本发明，参照图式同时详细说明，但本发明并不以此为限。
在以下，针对本发明的太阳能电池的制造方法，拿使用N型基板作为半导体基板的场合为例，用图3加以说明。
图3是显示适用本发明的背面电极型太阳能电池的制造方法的一例的步骤流程图。
首先，准备至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板。例如，可以如以下作法进行半导体基板的准备。在高纯度硅里掺杂磷或砷、锑之类的V价元素，准备比电阻0.1～5Ω·cm的原切割(as-cut)单晶{100}N型硅基板202(步骤(a))，将表面的切片损伤(slicedamage)，使用浓度5～60％的氢氧化钠或氢氧化钾之类的高浓度碱液，或者氟酸与硝酸的混合酸等来进行蚀刻。单晶硅基板，亦可利用CZ(柴可拉斯基,Czochralski)法、FZ(浮熔区,Floatingzone)法的任一种方法来制作。基板202未必是单晶硅基板，亦可是多晶硅基板。
接着，于基板202表面进行被称为纹理的微小的凹凸成形。纹理是供降低太阳能电池的反射率的有效的方法。纹理是通过在加热的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠等碱溶液(浓度1～10％、温度60～100℃)中，将基板202浸渍10分钟到30分钟左右而被制作出。在上述溶液中，亦可溶解指定量的2-丙醇，促进反应进行。
纹理成形后，在盐酸、硫酸、硝酸、氟酸等，或者这些的混合液的酸性水溶液中进行洗净。亦可混合过氧化氢使清净度提高。
在该基板202的第一主表面，形成射极层102(步骤(b))。射极层102是与基板202相反的导电型(此场合P型)且厚度为0.05～1μm左右。射极层102是可以通过使用BBr3等的气相扩散而形成。具体而言，将基板202在作成2枚一组并重叠的状态下载置于热处理炉，导入BBr3与氧的混合气体后于950～1050℃下进行热处理。作为运载气体以氮或氩为佳。此外，以将含有硼源的涂布剂在第一主表面全面加以涂布，在950～1050℃下进行热处理的方法也可形成射极层102。作为涂布剂，例如，可以使用含有作为硼源的硼酸1～4％、作为增黏剂的聚乙烯醇0.1～4％的水溶液。
射极层102形成后，进行下一步骤的供基底层形成用的屏蔽303在基板202的两主表面上的形成(步骤(c))。作为屏蔽303是可以使用介电体膜的氧化硅膜或者氮化硅膜等。若采用CVD法，则通过适宜选择所导入的气体种类，亦可形成任何膜。氧化硅膜的场合，也可以将基板202热氧化而形成。该场合，通过将基板202在氧氛围中进行950～1100℃、30分钟～4小时热处理，形成100nm左右的硅热氧化膜。通过适宜选择温度、时间、气体等可以任意变更膜厚，但为了兼顾屏蔽功能及其次步骤的部分开口的容易性则最好是作成30～300nm的膜厚。该热处理亦可在供形成上述的射极层102的热处理之后于同一真空室内实施。以此作法，准备至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板。
其次，部分地去除以此作法准备的半导体基板的介电体膜。例如，将成为基底层101的领域的部分的屏蔽部分地去除(开口)，形成开口部304(步骤(d))。具体而言，可以在开口部304的开口幅为50μm以上250μm以下、开口部304之间的间隔为0.6mm以上2.0mm以下程度并行线状地开口。屏蔽303的开口是可以使用光蚀刻法或蚀刻糊，但以激光的开口较简便而较佳。作为激光源，可以使用YAG系、YVO4系、GdVO4系等的第二谐波，只要波长为500～700nm左右则使用什么样的激光源皆可。考虑到将来也可以利用更短波长的激光。激光的条件是可以酌情决定，例如，可以设定输出为4～20W、频率为10000～100000Hz、通量为1～5J/cm2、具备galvo head、扫瞄速度为100～5000mm/秒、等等。通过使用PC等与计算机辅助设计(CAD,Computer-aideddesign)数据协作，可以使加工位置容易指定。
在屏蔽303形成开口部304后，将基板202浸渍于加热到50～90℃的氢氧化钾(以下简称KOH)、氢氧化钠(以下简称NaOH)等的碱水溶液中，去除开口部304不要的射极层102(蚀刻)(步骤(e))。由此，形成射极层被去除的开口部305。
接着形成基底层101(步骤(f))。在基底层101的形成可以使用用氧氯化磷的气相扩散法。通过在830～950℃、氧氯化磷与氮及氧混合气体氛围下进行热处理基板202，形成成为基底层101的磷扩散层(N+层)。气相扩散法之外，通过将含有磷的材料或旋转涂布、或印刷之后进行热处理的方法也可以形成基底层101。基底层101形成后，将在屏蔽303及表面被形成的玻璃用氟酸等去除。
在施以前述之类的激光加工而将成为基底层的领域在屏蔽形成时，由于激光光点不是矩形，而在基底层101与射极层102的边界会形成特有的模样(形状)。图4是显示利用激光加工而形成的基底层101的上面模式图。如图4所示，在基底层101、与邻接在该基底层101的射极层102的边界，会产生从射极层102侧起凸出的楔状领域407。该楔状领域407特别会在蚀刻后显然存在化。楔状领域407的顶角409是70°以上110°以下，楔状领域407底边部的长度408是1μm以上20μm以下左右。
其次，在与第一主表面相反的主表面的第二主表面进行形成反射防止膜307(步骤(g))。作为反射防止膜307，可以利用氮化硅膜或氧化硅膜等。氮化硅膜的场合是使用等离子CVD装置、在约100nm的膜厚进行制膜。作为反应气体，多混合使用单硅烷(SiH4)及氨(NH3)，替代NH3而使用氮亦可。此外，为了制程压力的调整、反应气体的稀释，进而在基板使用多晶硅的场合为了要促进基板的块状钝化效果，也有在反应气体混合氢气。另一方面，氧化硅膜的场合，也可以CVD法形成，但利用热氧化法所得到的膜可以得到较高的特性。此外，为了提高表面的保护效果，也可以先在基板表面形成氧化铝膜之后，再形成反射防止膜307。
在第一主表面，作为背面保护膜207可以利用氮化硅膜或氧化硅膜。背面保护膜207的膜厚最好是作成50～250nm。与第二主表面(受光面)侧同样地，可以在氮化硅膜的场合用CVD法、氧化硅膜的场合用热氧化法或CVD法来形成背面保护膜207。此外，为了提高表面的保护效果，也可以先在基板表面形成氧化铝膜之后，再形成氮化硅膜或氧化硅膜等。
其次，沿着上述介电体膜(屏蔽303)部分地被去除的领域形成电极。该电极形成可以如以下做法来进行。将基极电极103、以例如网版印刷法来形成(步骤(h))。例如，先准备具有开口幅为30μm以上200μm以下、0.6～2.0mm间隔的并行线图案的制版，将混合了银粉末与玻璃料、与有机物结合剂的银膏沿着基底层101进行印刷。介电体膜(屏蔽303)本身会全部被去除，而基底层101存在的领域是于步骤(d)部分地去除半导体基板的介电体膜的部分。同样作法，作成射极电极104而印刷银膏。基极电极103用银膏与射极电极104用银膏可以是相同的，也可使用不同的。以上的电极印刷之后，利用热处理使氮化硅膜等贯通银粉末(烧成贯通)，导通电极与在其下的硅。又，基极电极103及射极电极104的烧成也可以分别地进行。烧成是通常通过在温度700℃以上850℃以下处理5～30分钟来进行。
上述基底层101与基极电极103的数量，会达到80～260支，故而，其对准并不容易。由于会复合激光加工时的位置偏移、电极印刷时的位置偏移、版的伸展等的偏移因素而形成电极的缘故。也考虑先用测长机等分别测定好激光的位置、电极的位置的方法，但由于偏移的因素并非唯一，而无效。
在本发明的太阳能电池的制造方法，具有对于实施部分地去除介电体膜的步骤与形成电极的步骤之后的半导体基板，测定介电体膜部分地被去除的领域的位置与形成的电极的位置的相对的位置关系的步骤。该例的场合，具体而言，用例如显微镜等实际观察基底层101与基极电极103被形成的基板、测定基底层101与基极电极103的相对的位置关系。于是，基于该被测定的位置关系，对于新准备的至少在第一主表面具有屏蔽(介电体膜)303的半导体基板202，在调整部分地去除该屏蔽303的领域的位置后，部分地去除该屏蔽303。亦即，在本发明，被测定的相对的位置关系，会被反馈到激光的加工位置，其后，别的基板的介电体膜则利用激光部分地被去除。进行观察及测定之处可以是基极电极全部，抑或是将基板的面内分割成例如3×3或6×7等的领域后将各领域进行1点一点观察。
为了测定相对的位置关系而观察的基板202最好是多枚，但亦可以是1枚。可以是观察被印刷的基板202的全数，以抽样检查并以1次数枚～数百枚的频率进行观察亦可，可以从制造的规模与观察所需的时间来斟酌决定。此外，未必是制品，至少经过介电体膜部分地被去除的基底层领域形成步骤与电极形成步骤的虚设基板亦可。
作为相对的位置关系的测定的具体方法，有测定基极电极端与基底领域(基底层)端的距离的方法。由于偏移会成为问题多半是电极的长边方向所正交的方向，所以，可以仅针对该方向进行测定。图5是显示基底层101与基极电极103的相对位置的上面模式图。基极电极端与基底层端的距离是可以用上侧的距离504、下侧的距离505的2个距离来定义。如图5(a)，如将基极电极103完全地收纳到基底层101内，则可得到距离504、505都是有限(非0)数值。另一方面，如图5(b)，在偏移发生时，上侧的距离504被测定为0。换言之，若距离504、505任何一个为0，会被判断为发生偏移。作为偏移量的决定方法，使用距离504、505数值大者的方法、同时测定电极幅及基底领域幅利用加减算推算超出幅量的方法等。
决定偏移量后，则决定基底层形成位置的补正量。为了将基极电极103配置在基底层101的中央，可以对基板面内每一个选择出的坐标，以距离504、505的数值成为相同的方式进行补正。将超出量设为负值来重新定义修正距离504、505后决定补正量，可较快收敛。
此外，并非求出偏移的具体量，而求出偏移的频度的方法亦可。亦即，对多个基板观察(测定)基底层101内是否收纳基极电极103，算出偏移的频度(机率)。更具体而言，蓄积距离504、505任一为0的坐标数据，对基板内的每一坐标，针对往上侧的偏移(距离504为0)、往下侧的偏移(距离505为0)的各个场合，作成偏移发生频率，算出偏移发生枚数÷观察枚数×100(％)。愈是偏移量大的坐标(位置)，偏移发生频率就愈大。该场合的基底层形成位置的补正量最好是1回1～50μm。因为一旦一度大幅调整，全体的平衡就会被打乱的缘故。
如以上，在对基板内的每一领域反复进行基底层形成位置调整的操作时，如图6所示，会发生基底层101的中心线606成为不连续之处607，使基底101不会形成在一直在线。通过基底层101采取此之类的构造，可以使基底层101与基极电极103的位置偏移减少。
其次，参照图6等说明本发明的太阳能电池的第一实施型态。本发明的第一实施型态的太阳能电池，在半导体基板的第一主表面，具有基底层101与邻接该基底层101的射极层102，在基底层101上配置基极电极103的太阳能电池，其特征是：基底层101在第一主表面上具有有长度与幅宽的线状领域612；线状领域612具有比该线状领域612的长度短的直线状领域614；该直线状领域614包含被配置在线状领域612的从其他直线状领域614的延长上偏移的位置者。
以此方式，若是直线状领域614包含被配置在从其他的直线状领域614的延长上偏移的位置者的太阳能电池，则在第一主表面的面内来看时，可以减少基底层101与基极电极103的位置偏移，可以作成特性佳、特性偏差度小的太阳能电池。
此外，最好是基底层101的幅宽是50μm以上250μm以下、基极电极103的幅宽是30μm以上200μm以下。若是这样的基底层101及基极电极103的幅宽，则可以更有效果地减低基底层101与基极电极103的位置偏移、作成特性更佳的太阳能电池。
此外，射极层102，最好是如图4所示，在基底层101与邻接在该基底层101的射极层102的边界，具有从射极层102侧起凸出的楔状领域407；楔状领域407底边部的长度408为1μm以上20μm以下；楔状领域407顶部的角度409为70°以上110°以下。若基底层101与射极层102的边界为这样的形状，则在边界附近电极被形成的场合，比起没有楔状领域407的场合，基底层101与基极电极103的接触面积会增加，因而，接点电阻会相对地被减低，还有，电极的黏接强度也相对地增大。
在以上，是叙述对背面电极型太阳能电池的本发明的适用例。然而，本发明并不以此为限，而也可以适用于用激光将基板表面的保护膜(介电体膜)去除，在该保护膜去除处直接形成电极的太阳能电池的制造方法。亦即，一种对以氮化硅膜或氧化硅膜等的介电体膜来保护基板表面的基板，局部地图案状地照射激光，在氮化硅膜或氧化硅膜设置电极接触用的开口的方法。利用激光处理可以把保护膜量(＝保护膜的厚度×面积)去除到1/10以下。由此就没有烧成贯通的必要，而可以低温烧成电极，扩大太阳能电池的制造步骤的自由度。
针对对应上述的本发明的太阳能电池的制造方法的、本发明的太阳能电池的第二实施型态，参照图7(a)及图7(b)并加以说明。本发明的第二实施型态的太阳能电池是如图7(a)所示，在半导体基板702的第一主表面具有扩散层720，在该扩散层720上具有具指定膜厚的介电体膜(保护膜)722的第1领域724与或具备比指定膜厚还薄的介电体膜或不具备介电体膜的第2领域726，在第2领域726的至少一部分配置电极728的太阳能电池。第2领域726是如图7(b)所示具有在第一主表面上具长度与幅宽的线状领域712；线状领域712具有比该线状领域712的长度短的直线状领域714；该直线状领域714包含被配置在线状领域712的从其他直线状领域714的延长上偏移的位置者；在第2领域726未被形成电极728的领域的每单位面积的介电体膜量是第1领域724的每单位面积的介电体膜量的1/10以下。
以此方式，若是直线状领域714包含被配置在从其他的直线状领域714的延长上偏移的位置者的太阳能电池，则如上述，在第一主表面的面内来看时，可以减少第2领域726与电极728的位置偏移。此外，通过在第2领域726未被形成电极728的领域的每单位面积的介电体膜量为第1领域的每单位面积的介电体膜量的1/10以下，如上述，由于在制造时在形成电极728与在其下的基板的接触时并无烧成贯通的必要，而可以低温烧成电极728，可以扩大太阳能电池的制造步骤的自由度。
此外，最好是第2领域726的幅宽是50μm以上250μm以下、电极728的幅宽是30μm以上200μm以下。若是这样的第2领域726及电极728的幅宽，则可以作成第2领域726与电极728的位置偏移更有效果地被减低的太阳能电池。
此外，第1领域724最好是在第2领域726与邻接在该第2领域726的第1领域724的边界，具有从第1领域724侧起凸出的楔状领域；楔状领域底边部的长度为1μm以上20μm以下；楔状领域顶部的角度为70°以上110°以下。若第1领域724与第2领域726的边界为这样的形状，在边界附近被形成电极的场合，则在电极会发现定准效果，比起没有楔状领域的场合，电极的黏接强度会相对地增加。
上述的本发明的太阳能电池，是可以内藏于太阳能电池模块。将内藏本发明的太阳能电池的太阳能电池模块的一例的概观显示于图8。在图8，显示内藏背面电极型太阳能电池的太阳能电池模块的例，但并非以此为限，也可以是作成内藏本发明的其他型太阳能电池的太阳能电池模块。上述的本发明的太阳能电池800，是在太阳能电池模块860内作成磁砖状被全面铺上的构造。
在太阳能电池模块860内，邻接的太阳能电池800彼此数枚～数10枚电性地串联地被连接，构成被称作串(string)的串行电路。将串(string)的概观显示在图9。图9是相当于并非通常人眼所能触及的模块内部背面侧的模式图。此外，指状电极或汇流条并未图示出来。为了作成串联连接，如图9所示，邻接的太阳能电池400的P汇流条(在接合在基板的P型层的指状电极连接着的汇流条(bus bar)电极)与N汇流条(在接合在基板的N型层的指状电极连接着的汇流条电极)彼此在极耳(tab lead)线861等被连接起来。
将太阳能电池模块860的剖面模式图显示于图10。如上述，串(string)是通过将多个太阳能电池800、导线861连接在汇流条(bus bar)电极822而被构成。该串，通常上，用EVA(乙烯醋酸乙烯酯)等透光性充填剂872密封，非受光面侧是由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等耐候性树脂膜873、受光面是由钠钙玻璃等的透光性且机械性强度强的受光面保护材料871所覆盖。作为充填剂872，上述EVA之外，可以使用聚烯烃、聚硅氧等。
再者，也可以是使用该模块来制造太阳光发电系统、及构成。图11是图标链接本发明的模块的太阳光发电系统的基本构成。多个太阳电模块16用配线15串联地被连接，经由反相器17而对外部负载电路18供给发电电力。虽图11未图标，该系统是可以进而具备储蓄已发电的电力的2次电池。
在以上，以N型基板的场合为例加以叙述，而P型基板的场合是在射极层形成使磷、砷、锑等扩散，在基底层形成使硼、铝等扩散即可，当然可以将P型基板适用在本发明的太阳能电池的制造方法及太阳能电池。
其次，参照图12并说明本发明的太阳能电池的制造系统。图12是显示关于本发明的太阳能电池的制造系统的构成的一例的概略图。太阳能电池的制造系统900，其特征是至少具有：将半导体基板的第一主表面的介电体膜部分地去除的介电体膜去除装置902，沿着介电体膜部分地被去除的领域形成电极的电极形成装置904，检查用电极形成装置904形成电极后的半导体基板的第一主表面、并取得介电体膜部分地被去除的领域的位置与被形成的电极的位置的相对的位置关系的数据的外观检查装置906，与基于取得的数据，决定加以调整部分地去除介电体膜的领域的位置的补正值、且将该补正值反馈至介电体膜去除装置902的数据解析装置908。以此方式，通过太阳能电池的制造系统具备介电体膜去除装置902、电极形成装置904、外观检查装置906及数据解析装置908，且使该等协作，可以有效率地减低将介电体膜部分地去除的领域与电极的位置偏移、使太阳能电池的制造产出率提升。由此，可以让制造出的太阳能电池成为便宜的电池。
此时，介电体膜去除装置902可以是激光加工装置；电极形成装置904可以是网版印刷装置。例如，在以网版印刷装置(电极形成装置904)网版印刷后，用外观检查装置906检查外观、采用得到的数据以数据解析装置908进行激光加工位置的调整，反馈到激光加工装置(介电体膜去除装置902)的激光加工配方。以此方式，通过使用激光加工装置与网版印刷装置，可以便宜地减少位置偏移，能制造便宜的太阳能电池。此外，数据解析装置908可以是单独设置，与外观检查装置906或激光加工装置902一体化亦可。如使用CCD摄影机等将影像数据转换成电信号，将外观检查装置906、数据解析装置908、激光加工装置902网络连接起来，则可以让一连串的动作全部自动地进行。
实施例
以下，显示实施例及比较例更具体地说明本发明，但本发明并不以这些为限。
(实施例1)
采用本发明的太阳能电池的制造方法进行制作太阳能电池。首先，准备厚度200μm、比电阻1Ω·cm的、磷掺杂{100}N型原切割硅基板20枚。其次，利用热浓氢氧化钾水溶液将该硅基板的损伤层去除。然后，浸渍到72℃的氢氧化钾/2-丙醇水溶液中进行纹理形成，接着在加热到75℃的盐酸/过氧化氢混合溶液中进行洗净。
其次，在基板形成P型扩散层(射极层)。将基板在作成2枚一组并重叠的状态下载置于热处理炉，导入BBr3与氧与氩的混合气体后于1000℃下进行10分钟热处理。以四探针法测定在基板形成的P型扩散层的结果，薄膜电阻为50Ω。
将该基板于1000℃、3小时氧气氛围中热氧化而在基板表面形成屏蔽(介电体膜)。将基板背面的屏蔽以激光开口。激光源是使用Nd：YVO4的第二谐波。开口图案是作成间隔为1.2mm的并行线状。输出是18W、扫瞄速度是600mm/秒。将被形成开口部的基板、浸渍在80℃的KOH并去除该开口部的射极层。
其次，在氧氯化磷氛围下，在870℃下使基板的受光面彼此重叠的状态下进行40分钟热处理，在开口部形成磷扩散层(基底层)。之后，通过将该基板浸渍在浓度12％的氟酸以去除屏蔽及表面玻璃。
以上处理之后，使用等离子CVD装置将氮化硅膜在基板的双面形成。氮化硅膜的膜厚表背面都作成100nm。在该时点下，使用显微镜测定基底层幅后，在多个基板大致为190μm。
其次，将银膏分别印刷在基底层上及射极层上而形成基极电极、予以干燥。将此在780℃的空气氛围下予以烧成。在以上，制作供测定基底层与基极电极的相对位置关是用的基板(第1循环的基板)。
针对完成的第1循环的基板20枚，使用显微镜进行观察基极电极附近且进行判定基底层与基极电极的位置偏移。将基板面内分割成6×7的42领域，在各领域观察1点。将在基板面内映射第1循环的基板的偏移发生频率的结果显示于图13(a)及(b)。对于基底层，基极电极朝上侧偏移的场合为(a)，朝下侧偏移的场合为(b)。将图13(a)与(b)加以比较时，可知在该第1循环的基板是基极电极对基底层朝上侧偏移的频率较高，特别是在基板的右下侧偏移发生较多。考虑是因为印刷制版的伸展量在面内不同，使基极电极并非完全的并行线，而与基底层无法完全地一致。
接受该测定结果，进行第1回的激光加工位置调整。具体而言，朝图中上侧分别将基板的右下修正30μm、左下部修正2μm。在该位置进行激光加工，KOH蚀刻步骤以后是以与上述同样的步骤进行20枚的电池制作(第2循环的基板)。进行观察完成的基板20枚电极附近，进行判定位置偏移。与前述同样地，对于基底层，基极电极朝上侧偏移的场合为图13(c)，朝下侧偏移的场合为图13(d)。相比于图13(a)及(b)，可知基板右侧的偏移频率改善，但依然是往上的偏移频率稍高。
接受该测定结果，进行第2回的激光加工位置调整。具体而言，将基板下部的偏移频率大的领域，朝图中的上侧分别修正20μm。在该位置进行激光加工，KOH蚀刻步骤以后是以与上述同样的步骤进行电池制作(第3循环的基板)。进行观察完成的基板20枚电极附近，进行判定位置偏移。对于基底层，基极电极朝上侧偏移的场合为图13(e)，朝下侧偏移的场合为图13(f)。位置偏移在面内几乎看不到。
(实施例2)
抽取1枚在实施例1制作出的第1循环的基板，进行测定基底层端与基极电极端间的距离(亦即，基底层端与电极端之间的间隙量，相当于图5的距离504、505)。将基板面内分割成6×7的42领域，在各领域观察1点。此时，也同时地测定电极幅。在电极从基底层露出之处，采用以下数式，求出基底层端与基极电极端间的距离值扩张到负数为止。
(电极从基底层露出之处的基底层端与基极电极端间的距离)
＝(基底层幅)-(电极端与基底层端间的距离)-(电极幅)
…数式(1)
将间隙量在基板面内映像的结果显示于图14(a)及(b)。上侧间隙(相当于图5的上侧的距离504)为(a)，下侧间隙(相当于图5的下侧的距离505)为(b)。负数是表示基极电极从基底层露出来。关注在负数之处时，可知在基板的左下及右下基极电极是偏移上侧，在基板的右上方则稍微偏移下侧。
接受该测定结果，将激光加工位置，分别在基板的左下朝上15μm、在右下朝上25μm、在右上朝下5μm加以调整。在调整后的位置进行激光加工，KOH蚀刻步骤以后是以与上述同样的步骤进行电池制作。从再度完成的基板抽取1枚，进行间隙的测定。与前述同样地，对于基底层，将上侧间隙显示于图14(c)、下侧间隙显示于图14(d)。相比于图14(a)及(b)的值(间隙)的差异度减少并以30μm为中心安定化下来，再者，负数(亦即，电极露出)之处几乎没看到。
又，本发明并不以前述实施型态为限定。前述实施型态仅为例示，与本发明的申请专利范围所记载的技术思想具有实质上相同的构成，可以发挥同样的作用效果者，均被包含于本发明的技术范围。

Claims (20)

1.一种太阳能电池的制造方法，具有准备至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板的步骤、部分地去除该半导体基板的前述介电体膜的步骤、沿着前述介电体膜部分地被去除的领域形成电极的步骤的太阳能电池的制造方法，其特征是，
具有对于实施部分地去除前述介电体膜的步骤与形成前述电极的步骤之后的半导体基板，测定前述介电体膜部分地被去除的领域的位置与前述形成的电极的位置的相对的位置关系的步骤，基于前述被测定的位置关系，对于新准备的至少在第一主表面具有介电体膜的半导体基板，在调整部分地去除前述介电体膜的领域的位置后部分地去除前述介电体膜。
2.根据权利要求1记载的太阳能电池的制造方法，其中，
将前述相对的位置关系的测定、一一在前述半导体基板的面内选择出的坐标进行，而且，将部分地去除前述介电体膜的领域的位置的调整、一一对该选择出的坐标进行。
3.根据权利要求1或2记载的太阳能电池的制造方法，其中，
将前述半导体基板的面内分割成多个领域，一一对该被分割的领域分配代表该领域的坐标，将前述相对的位置关系的测定、一一对前述被分割的领域被分配的坐标进行，而且，将部分地去除前述介电体膜的领域的位置的调整、一一对该被分配的坐标进行。
4.根据权利要求1至3中任一项记载的太阳能电池的制造方法，其中，
将前述相对的位置关系的测定、仅针对前述电极的长边方向所正交的方向进行。
5.根据权利要求1至4中任一项记载的太阳能电池的制造方法，其中，
将前述电极的形成、采用网版印刷法进行。
6.根据权利要求1至5中任一项记载的太阳能电池的制造方法，其中，
将前述介电体膜的部分的去除、使用激光进行。
7.根据权利要求1至6中任一项记载的太阳能电池的制造方法，其中，
在部分地去除前述介电体膜的步骤之后、形成前述电极的步骤之前，在前述介电体膜部分地被去除的领域让不纯物扩散、形成扩散层。
8.根据权利要求1至6中任一项记载的太阳能电池的制造方法，其中，
作为前述半导体基板，准备在前述第一主表面具有扩散层的基板。
9.根据权利要求1至8中任一项记载的太阳能电池的制造方法，其中，
通过部分地去除前述介电体膜，将除去该介电体膜的领域的每单位面积的介电体膜量作成在未去除前述介电体膜的领域的每单位面积的介电体膜量的1/10以下。
10.一种太阳能电池，在半导体基板的第一主表面，具有基底层与邻接该基底层的射极层，在前述基底层上配置电极的太阳能电池，其特征是，
前述基底层在前述第一主表面上具有长度与幅宽的线状领域；该线状领域具有比前述线状领域的长度短的直线状领域；该直线状领域包含被配置在前述线状领域的从其他直线状领域的延长上偏移的位置者。
11.根据权利要求10记载的太阳能电池，其中，
前述基底层的幅宽是50μm以上250μm以下；前述电极的幅宽是30μm以上200μm以下。
12.根据权利要求10或11记载的太阳能电池，其中，
前述射极层是在前述基底层与邻接在该基底层的前述射极层的边界，具有从前述射极层侧起凸出的楔状领域；前述楔状领域底边部的长度为1μm以上20μm以下；该楔状领域顶部的角度为70°以上110°以下。
13.一种太阳能电池，在半导体基板的第一主表面具有扩散层，在该扩散层上具有具指定膜厚的介电体膜的第1领域与或具备比前述指定膜厚还薄的介电体膜或不具备前述介电体膜的第2领域，在前述第2领域的至少一部分配置电极的太阳能电池，其特征是，
前述第2领域具有在前述第一主表面上具长度与幅宽的线状领域；该线状领域具有比前述线状领域的长度短的直线状领域；该直线状领域包含被配置在前述线状领域的从其他直线状领域的延长上偏移的位置者；在前述第2领域未被形成前述电极的领域的每单位面积的介电体膜量为前述第1领域的每单位面积的介电体膜量的1/10以下。
14.根据权利要求13记载的太阳能电池，其中，
前述第2领域的幅宽是50μm以上250μm以下；前述电极的幅宽是30μm以上200μm以下。
15.根据权利要求13或14记载的太阳能电池，其中，
前述第1领域是在前述第2领域与邻接在该第2领域的前述第1领域的边界，具有从前述第1领域侧起凸出的楔状领域；前述楔状领域底边部的长度为1μm以上20μm以下；该楔状领域顶部的角度为70°以上110°以下。
16.一种太阳能电池模块，其特征是，
内藏权利要求10至15中任一项记载的太阳能电池。
17.一种太阳光发电系统，其特征是，
具有权利要求16记载的太阳能电池模块。
18.一种太阳能电池的制造系统，其特征是，
至少具有：将半导体基板的第一主表面的介电体膜部分地去除的介电体膜去除装置，沿着前述介电体膜部分地被去除的领域形成电极的电极形成装置，检查用前述电极形成装置形成电极后的前述半导体基板的第一主表面、并取得前述介电体膜部分地被去除的领域的位置与前述被形成的电极的位置的相对的位置关系的数据的外观检查装置，与基于前述取得的数据，决定加以调整部分地去除前述介电体膜的领域的位置的补正值、且将该补正值反馈至前述介电体膜去除装置的数据解析装置。
19.根据权利要求18记载的太阳能电池的制造系统，其中，
前述外观检查装置，是具有将前述半导体基板的面内分割成多个领域，一一对该被分割的领域分配代表该领域的坐标，并一一对被分配给前述被分割的领域的坐标、取得前述相对的位置关系的数据的功能。
20.根据权利要求18或19记载的太阳能电池的制造系统，其中，
前述介电体膜去除装置是激光加工装置；前述电极形成装置是网版印刷装置。
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