JP2001068700A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
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Abstract
行うことができ、太陽電池を効率よく製造することので
きる方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板の表面近傍に半導体不純物を
拡散してPN接合部を形成する工程と、このPN接合部
を部分的に除去して電気的に分離する工程と、この分離
されたP型領域とN型領域にそれぞれ集電極を形成する
工程を有する太陽電池の製造方法において、前記PN接
合部をサンドブラストで部分的に研磨除去して電気的に
分離する。
Description
に関し、特に半導体基板を用いた太陽電池の製造方法に
関する。
のシリコン太陽電池の代表的な製造工程を図6に示す。
まず、 図6(a)のように、 P型の半導体基板1を準備
する。そして、 図6(b)に示すように、半導体基板1
をN型不純物雰囲気中で熱処理などして、半導体基板1
の表面近傍の全面に一定の深さまでN型不純物を拡散さ
せてN型を呈する拡散層1aを形成する。これによりP
N接合部2が形成される。
aの一主面を残して他の不要部分を除去し、PN接合部
2を分離する。そして、図6(d)に示すように、半導
体基板1の裏面側にアルミニウムペーストをスクリーン
印刷などで塗布してこれを焼成することにより、半導体
基板1の裏面近傍にアルミニウムを拡散させ、高純度の
P型不純物を含んだBSF層1bを形成する。
板1の表面にCVD装置などで反射防止膜3を形成す
る。そして、表面と裏面にそれぞれ銀ペーストをスクリ
ーン印刷して焼成することにより、図6(f)に示すよ
うに、集電極4を形成した後、集電極4の保護などのた
めに、集電極4の表面に半田被覆5を形成する。これに
より、太陽電池を得ることができる。
合2の分離を行うための従来の方法(図6(b)
(c))について詳細に説明する。図7(a)に示すよ
うに、拡散層1aを形成した半導体基板1(図6(b)
と同じもの)の一主面側に、図7(b)に示すように、
レジストインク9をスクリーン印刷などで塗布して保護
した後、図7(c)に示すように、混酸などのエッチン
グ処理液に浸漬することにより、レジストインク9で保
護されていない部分の拡散層1aを化学的にエッチング
除去する。そして、図7(d)に示すように、一主面側
に塗布したレジストインク9を選択的に除去する薬液に
再度浸漬することで、不要なレジストインク9を半導体
基板1から剥離する。しかしながら、上記のような化学
的エッチング法は工程が複雑で時間がかかるうえ、エッ
チングする量を左右する要因が多く、エッチング状態を
均一に制御することが困難であること、またレジストイ
ンクやエッチング処理液などの材料の無駄も多く、エッ
チング後の処理液の廃液処理費用もかかり、コスト的に
も高いという問題がある。
行う方法がいろいろと提案されている。例えば特開平1
0−233518号公報では、図8(a)に示すよう
に、拡散層1aが従来と同様にして形成された半導体基
板1の裏面側に、図8(b)に示すように、シリコンを
溶融せしめる性質を有したガラスを主成分とする絶縁分
離材8を環状に塗布して600〜950℃で数分ないし
数十分焼成することにより、図8(c)に示すように、
絶縁分離材8を半導体基板1と反応させて、PN接合部
2の一部を溶かして絶縁領域8' を絶縁基板1内に形成
する。これにより、この絶縁領域8' でPN接合部2が
電気的に分離される。
リーン印刷などで塗布する工程とこの絶縁分離材8を塗
布した半導体基板1を数分ないし数十分焼成する工程が
必要であり、時間がかかるうえに、PN接合部2の分離
が不完全になりやすく、得られる太陽電池の特性が損な
われやすいという問題がある。
ものであり、簡便かつ低コストでPN接合の完全な分離
を行うことができ、効率よく太陽電池を製造することが
できる太陽電池の製造方法を提供することを目的とす
る。
に、請求項1に係る太陽電池の製造方法では、半導体基
板の表面近傍に半導体不純物を拡散してPN接合部を形
成する工程と、このPN接合部を部分的に除去して電気
的に分離する工程と、この分離されたP型領域とN型領
域にそれぞれ集電極を形成する工程を有する太陽電池の
製造方法において、前記PN接合部をサンドブラストで
部分的に研磨除去して電気的に分離することを特徴とす
る。
合部をサンドブラストで研磨除去する際に、この研磨除
去部分のみをサンドブラストすることが望ましい。
説明する。図1は、本発明の太陽電池の製造方法の一実
施形態を示した図である。まず、図1(a)のように、
ボロンなを含有するシリコン基板などから成るP型の半
導体基板1を準備する。そして、 上記半導体基板1をリ
ン(P)などのN型不純物雰囲気中で熱処理を行うなど
して、図1(b)に示すように、上記半導体基板1の表
面近傍の全面に0.2〜0.5μm程度の深さまでN型
不純物を拡散させてN型を呈する拡散層1aを形成する
ことにより、PN接合部2を形成する。
ルミナ(Al2 O3 )や炭化珪素(SiC)などの噴射
剤を用いたサンドブラスト法で部分的に研磨除去するこ
とにより、接合分離部6を形成し、PN接合部2の分離
を行う。
形成する際、半導体基板1裏面の接合分離部6以外の部
分をテープなどの保護マスクで保護して、接合分離部6
の周辺に噴射剤を噴射することで、保護マスクから露出
している接合分離部6のみを研磨除去した後、保護マス
クを剥離する方法も可能であるが、この場合は半導体基
板1への保護マスクの接着、剥離といった余分な工程が
必要となり、工程の簡便化とはならないため、本発明で
は、0.2〜2.0mm程度の微細径の噴射ノズルから
噴射剤を半導体基板1に直接噴射することで、所望の位
置に接合分離部6を形成している。
aを半導体基板1の表面と裏面の間で電気的に完全に分
離できていれば、その研磨除去位置や形状が図1(c)
に示すようなものに限定されるものではない。
示すように、半導体基板1の端辺全周について斜めに研
磨除去しており、この場合は噴射ノズル7を半導体基板
1に対して20〜85度程度の角度で噴射させればよ
い。また、他の形態として、図3(a)(b)に示すよ
うに、噴射ノズル7を半導体基板1に対して垂直に噴射
させてもよい。さらに、他の実施形態として、図4
(a)(b)に示すように、半導体基板1の最端部では
なく、若干内側を研磨除去しても良い。
についても、上記図1(c)の順序に限定されるもので
はなく、図1(b)の拡散層形成工程以降であれば、い
ずれの工程の後でも問題ない。
ミニウムペーストをスクリーン印刷などで塗布して、こ
れを焼成することにより、半導体基板1の裏面近傍にア
ルミが拡散し、図1(c)で残されていた半導体基板1
裏面の拡散層1aが高純度のP型不純物層に反転して、
図1(d)に示すように、BSF層1bが形成される。
するのを防止して、半導体基板1の内部に入射光を有効
に取り込むために、図1(e)に示すように、半導体基
板1の表面に反射防止膜3を形成する。この反射防止膜
3は、例えば窒化シリコン(Si3 N4 )などから成
り、シランガス(SiH4 )とアンモニアガス(N
H3)との混合ガスを用いたプラズマCVD法などで形
成される。
などをスクリーン印刷、焼成することにより、図1
(f)に示すように、集電極4を形成した後、溶融した
半田浴槽に半導体基板1全体を浸漬するなどの方法によ
り、集電極4の表面に半田被覆5を形成する。これは、
集電極4の保護、および後に銅箔などの配線部材で太陽
電池を配線する際の配線性を簡便にする目的で行う。こ
れにより、本発明の太陽電池を得ることができる。
して15cm角で厚さ0.3mm、抵抗値1.5Ω・c
mのP型シリコン基板を準備し、熱拡散法でオキシ塩化
リン(POCl3 )を拡散源として、深さ0.5μmの
N型拡散層を形成した後、噴射ノズルを上記半導体基板
に対して80度の角度で当てて、噴射剤としてアルミナ
を直接噴射して、図2(a)(b)の形態で接合分離部
を形成した。
ムペーストをスクリーン印刷で塗布し、800℃で焼成
してBSF層を形成した後、表面にはプラズマCVD法
で窒化シリコンの反射防止膜を800Åの厚さで形成し
た。
裏にスクリーン印刷して700℃×5分で焼成すること
で集電極を形成した後、200℃の半田浴槽に上記半導
体基板を浸漬して引き上げることで、上記集電極表面を
半田被覆して太陽電池を製造した。
製法で得られた太陽電池の特性について、電気特性値を
表1に示すと共に、電圧−電流特性を図5(a)(b)
にそれぞれ示す。図5(a)は本発明に係る製法で得ら
れた太陽電池の電圧−電流特性を示し、図5(b)は従
来例の製法で得られた太陽電池の電圧−電流特性を示
す。
ように、従来の製法と同等以上の太陽電池特性が得られ
ており、本発明の製法がPN分離に極めて有効であるこ
とが分かる。
に係る太陽電池の製造方法によれば、PN接合を形成し
た半導体基板の所望する部分をサンドブラストで研磨除
去することで、PN接合の電気的分離を完全に行うこと
ができ、非常に簡便かつ低コストで太陽電池を製造する
ことができる。
によれば、サンドブラストを保護マスクなどを用いず
に、噴射ノズルで直接的に所望する部分を研磨除去する
ことができ、より一層効率よく低コストで太陽電池を製
造することができる。
するための図である。
示す図、(b)はその拡大断面図である。
を示す図、(b)はその拡大断面図である。
形態を示す図、(b)はその拡大断面図である。
の電圧−電流特性を示す図、(b)は従来の製法で得ら
れた太陽電池の電圧−電流特性を示す図である。
ための図である。
めの図である。
るための図である。
SF層、2‥‥‥PN接合、3‥‥‥反射防止膜、4‥
‥‥集電極、5‥‥‥半田被覆、6‥‥‥接合分離部、
7‥‥‥噴射ノズル、8‥‥‥絶縁分離材、8' ‥‥‥
絶縁領域、9‥‥‥レジストインク
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板の表面近傍に半導体不純物を
拡散してPN接合部を形成する工程と、このPN接合部
を部分的に除去して電気的に分離する工程と、この分離
されたP型領域とN型領域にそれぞれ集電極を形成する
工程を有する太陽電池の製造方法において、前記PN接
合部をサンドブラストで部分的に研磨除去して電気的に
分離することを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項2】 前記PN接合部をサンドブラストで研磨
除去する際に、この研磨除去部分のみをサンドブラスト
することを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24403699A JP2001068700A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24403699A JP2001068700A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001068700A true JP2001068700A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17112768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24403699A Pending JP2001068700A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001068700A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020092329A (ko) * | 2002-11-15 | 2002-12-11 | 피에스이 주식회사 | 태양전지의 전극분리를 위한 모서리각 그라인딩 방법 |
KR100590258B1 (ko) * | 2002-10-08 | 2006-06-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 스프레이방식을 이용한 태양전지의 제조방법 |
JP2010232466A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
JP2011023717A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Wuxi Suntech Power Co Ltd | 透光性薄膜太陽電池モジュールのエッチング方法 |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24403699A patent/JP2001068700A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100590258B1 (ko) * | 2002-10-08 | 2006-06-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 스프레이방식을 이용한 태양전지의 제조방법 |
KR20020092329A (ko) * | 2002-11-15 | 2002-12-11 | 피에스이 주식회사 | 태양전지의 전극분리를 위한 모서리각 그라인딩 방법 |
JP2010232466A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
JP2011023717A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Wuxi Suntech Power Co Ltd | 透光性薄膜太陽電池モジュールのエッチング方法 |
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