JP2002329880A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
太陽電池及びその製造方法Info
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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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
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- 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
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-
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- 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
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 太陽電池を製造する時の高価な写真エッチ
ング工程数を減らし，生産費用を低減する。 【解決手段】 ｐ型シリコン基板１０表面にｎ＋半導
体層２０を形成した後，基板の表面，裏面に絶縁膜３
０、７０を形成する。次に，表面絶縁膜上にｎ型不純物
層６５，裏面絶縁膜上にｐ型不純物層９５を，印刷法に
て各々形成し，熱処理により不純物を拡散し，ｎ++半導
体層及びｐ++半導体層を形成する。同時に，表面及び裏
面絶縁膜は，ｎ型及びｐ型の不純物と反応して，ｎ++半
導体層及びｐ++半導体層とほぼ同幅で，ＰＳＧ膜及びＢ
ＳＧ膜が各々形成される。ＰＳＧ，ＢＳＧ膜は，表面，
裏面絶縁膜よりエッチング速度が速いので，更なる写真
エッチング工程を用いずに，湿式エッチングのみで，Ｐ
ＳＧ，ＢＳＧ膜部を除去でき，電極用の接触孔を形成で
きる。その後，湿式めっきにより，接触孔上に表面及び
裏面電極を各々形成する。
ング工程数を減らし，生産費用を低減する。 【解決手段】 ｐ型シリコン基板１０表面にｎ＋半導
体層２０を形成した後，基板の表面，裏面に絶縁膜３
０、７０を形成する。次に，表面絶縁膜上にｎ型不純物
層６５，裏面絶縁膜上にｐ型不純物層９５を，印刷法に
て各々形成し，熱処理により不純物を拡散し，ｎ++半導
体層及びｐ++半導体層を形成する。同時に，表面及び裏
面絶縁膜は，ｎ型及びｐ型の不純物と反応して，ｎ++半
導体層及びｐ++半導体層とほぼ同幅で，ＰＳＧ膜及びＢ
ＳＧ膜が各々形成される。ＰＳＧ，ＢＳＧ膜は，表面，
裏面絶縁膜よりエッチング速度が速いので，更なる写真
エッチング工程を用いずに，湿式エッチングのみで，Ｐ
ＳＧ，ＢＳＧ膜部を除去でき，電極用の接触孔を形成で
きる。その後，湿式めっきにより，接触孔上に表面及び
裏面電極を各々形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，太陽電池の製造方
法にかかり，特に製造工数を低減した太陽電池の製造方
法と，この製造方法によって製造された太陽電池に関す
る。
法にかかり，特に製造工数を低減した太陽電池の製造方
法と，この製造方法によって製造された太陽電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池は半導体の性質であるバンドギ
ャップ（ｂａｎｄ ｇａｐ）を起電力として用いるもの
であって，ｎ型とｐ型の半導体を接合して形成する。こ
のｐ-ｎの接合部に入射する光エネルギーによって，半
導体の内部では電子と正孔が発生し，これらの電子と正
孔は，内部の電界によって各々ｎ型及びｐ型の半導体層
に移動して，前記半導体層の両側に配置した二つの電極
（表面電極と裏面電極）に蓄積され，このことにより外
部の負荷に電流を供給することができる。
ャップ（ｂａｎｄ ｇａｐ）を起電力として用いるもの
であって，ｎ型とｐ型の半導体を接合して形成する。こ
のｐ-ｎの接合部に入射する光エネルギーによって，半
導体の内部では電子と正孔が発生し，これらの電子と正
孔は，内部の電界によって各々ｎ型及びｐ型の半導体層
に移動して，前記半導体層の両側に配置した二つの電極
（表面電極と裏面電極）に蓄積され，このことにより外
部の負荷に電流を供給することができる。
【０００３】このような太陽電池は，例えばｐ型シリコ
ン基板の両面に前記の二つの電極が形成されており，前
記ｐ型シリコン基板の表面部及び裏面部に，各々ｎ+型
及びｐ+型の不純物がドーピングされている半導体層が
形成されていて，通常は表面が太陽照射面になってい
る。
ン基板の両面に前記の二つの電極が形成されており，前
記ｐ型シリコン基板の表面部及び裏面部に，各々ｎ+型
及びｐ+型の不純物がドーピングされている半導体層が
形成されていて，通常は表面が太陽照射面になってい
る。
【０００４】このような太陽電池の製造方法において
は，基板の表面及び裏面に酸化膜を形成し，写真エッチ
ング工程でパターニングして不純物をイオン注入し，基
板の表面及び裏面に各々電極を形成するため再び写真エ
ッチング工程でパターニングして，表面及び裏面電極を
形成する。
は，基板の表面及び裏面に酸化膜を形成し，写真エッチ
ング工程でパターニングして不純物をイオン注入し，基
板の表面及び裏面に各々電極を形成するため再び写真エ
ッチング工程でパターニングして，表面及び裏面電極を
形成する。
【０００５】このような従来の技術に基づいた技術論文
の例として，"Ｔｈｅ ｒａｎｇｅｏｆｈｉｇｈ−ｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｅｌｌｓ ｆａｂｒ
ｉｃａｔｅｄ ａｔ Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ ＩＳＥ"
（Ｓ．Ｗ． Ｇｌｕｎｚ，Ｊ． Ｋｎｏｂｌｏｃｈ ｅｔ
ａｌ， ２６ｔｈ ＰＶＳＣ， １９９７， ｐｐ． ２３
１−２３４）と"Ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｓｏ
ｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｆｒｏｍＦＺ， ＣＺ， ａｎｄ Ｍ
Ｃ ｓｉｌｉｃｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ"（Ｊ．Ｋｎｏｂ
ｌｏｃｈ， Ａ．Ｎｏｅｌ ｅｔ ａｌ， ２３ｔｈ ＩＥ
ＥＥ ＰＶＳＣ，１９９３， ｐｐ． ２７１−２７６）
がある。
の例として，"Ｔｈｅ ｒａｎｇｅｏｆｈｉｇｈ−ｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｅｌｌｓ ｆａｂｒ
ｉｃａｔｅｄ ａｔ Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ ＩＳＥ"
（Ｓ．Ｗ． Ｇｌｕｎｚ，Ｊ． Ｋｎｏｂｌｏｃｈ ｅｔ
ａｌ， ２６ｔｈ ＰＶＳＣ， １９９７， ｐｐ． ２３
１−２３４）と"Ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｓｏ
ｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｆｒｏｍＦＺ， ＣＺ， ａｎｄ Ｍ
Ｃ ｓｉｌｉｃｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ"（Ｊ．Ｋｎｏｂ
ｌｏｃｈ， Ａ．Ｎｏｅｌ ｅｔ ａｌ， ２３ｔｈ ＩＥ
ＥＥ ＰＶＳＣ，１９９３， ｐｐ． ２７１−２７６）
がある。
【０００６】従来技術の他の例として，"ｈｉｇｈ ｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｃｙ ｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
ｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏ
ｎ"（米国特許５２５８０７７）と"ｓｏｌａｒ ｃｅｌ
ｌ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｖｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｃｙ"（米国特許３９８８１６７）に高い
効率を得るための太陽電池に関して，記載されている。
前者の場合には，効率を高めるためにテクスチャーリン
グされているシリコン基板の表面にレーザグルービング
（ｌａｓｅｒ ｇｒｏｏｖｉｎｇ）によって溝を形成
し，溝中に形成される表面電極との接触面積を広くして
接触抵抗を減少するようにしている。後者の場合には，
シリコン基板の表面と裏面に各々開口部を有する酸化膜
を形成し，開口部に各々表面電極及び裏面電極を形成
し，裏面電極を光の吸収を良くする物質で形成して効率
を高めるようにしている。
ｆｉｃｉｅｎｃｙ ｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
ｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏ
ｎ"（米国特許５２５８０７７）と"ｓｏｌａｒ ｃｅｌ
ｌ ｄｅｖｉｃｅ ｈａｖｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｆ
ｆｉｃｉｅｎｃｙ"（米国特許３９８８１６７）に高い
効率を得るための太陽電池に関して，記載されている。
前者の場合には，効率を高めるためにテクスチャーリン
グされているシリコン基板の表面にレーザグルービング
（ｌａｓｅｒ ｇｒｏｏｖｉｎｇ）によって溝を形成
し，溝中に形成される表面電極との接触面積を広くして
接触抵抗を減少するようにしている。後者の場合には，
シリコン基板の表面と裏面に各々開口部を有する酸化膜
を形成し，開口部に各々表面電極及び裏面電極を形成
し，裏面電極を光の吸収を良くする物質で形成して効率
を高めるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで，このような
従来技術による太陽電池の製造方法では，太陽電池の構
造によって４回ないし６回の写真エッチング工程を用い
るので，工程時間が長くなって，製造費用が増加する問
題点がある。
従来技術による太陽電池の製造方法では，太陽電池の構
造によって４回ないし６回の写真エッチング工程を用い
るので，工程時間が長くなって，製造費用が増加する問
題点がある。
【０００８】本発明は，従来の太陽電池の製造方法が有
する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の
目的は，製造費用を低減することの可能な，新規かつ改
良された太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供するこ
とである。
する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の
目的は，製造費用を低減することの可能な，新規かつ改
良された太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供するこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明による太陽電池の製造方法によれば；第１導
電型基板（ｐ型シリコン基板）の表面に，第２導電型半
導体層（ｎ+半導体層）を形成する第１工程と；前記第
１導電型基板の裏面に裏面絶縁膜（ＳｉＯ ２）を，前記
第２導電型半導体層上部に表面絶縁膜（ＳｉＯ２）を形
成する第２工程と；前記第１導電型基板裏面の絶縁膜上
部に第２導電型不純物層（ｎ型不純物層）を，前記第２
導電型半導体層上の絶縁膜上部に第１導電型不純物層
（ｐ型不純物層）とを，各々印刷法にて形成する第３工
程と；前記第２導電型不純物層と前記第１導電型不純物
層の不純物を酸化性雰囲気で拡散させて，前記第２導電
型半導体層に高濃度第２導電型半導体層（ｎ++半導体
層）を形成し，前記第１導電型基板内部に高濃度第１導
電型半導体層（ｐ++半導体層）を形成する第４工程と；
前記表面絶縁膜に前記高濃度第２導電型半導体層を露出
する第１接触孔と，裏面絶縁膜に前記高濃度第１導電型
半導体層を露出する第２接触孔を形成する第５工程と；
前記表面絶縁膜上部に形成されており，前記第１接触孔
を通じて前記高濃度第２導電型半導体層と電気的に連結
されている表面電極と，前記裏面絶縁膜上部に形成され
ており前記第２接触孔を通じて前記高濃度第１導電型半
導体層と電気的に連結されている裏面電極とを形成する
第６工程と；を含むことを特徴とする，太陽電池の製造
方法、及びその方法によって製造された太陽電池が，提
供される。
め，本発明による太陽電池の製造方法によれば；第１導
電型基板（ｐ型シリコン基板）の表面に，第２導電型半
導体層（ｎ+半導体層）を形成する第１工程と；前記第
１導電型基板の裏面に裏面絶縁膜（ＳｉＯ ２）を，前記
第２導電型半導体層上部に表面絶縁膜（ＳｉＯ２）を形
成する第２工程と；前記第１導電型基板裏面の絶縁膜上
部に第２導電型不純物層（ｎ型不純物層）を，前記第２
導電型半導体層上の絶縁膜上部に第１導電型不純物層
（ｐ型不純物層）とを，各々印刷法にて形成する第３工
程と；前記第２導電型不純物層と前記第１導電型不純物
層の不純物を酸化性雰囲気で拡散させて，前記第２導電
型半導体層に高濃度第２導電型半導体層（ｎ++半導体
層）を形成し，前記第１導電型基板内部に高濃度第１導
電型半導体層（ｐ++半導体層）を形成する第４工程と；
前記表面絶縁膜に前記高濃度第２導電型半導体層を露出
する第１接触孔と，裏面絶縁膜に前記高濃度第１導電型
半導体層を露出する第２接触孔を形成する第５工程と；
前記表面絶縁膜上部に形成されており，前記第１接触孔
を通じて前記高濃度第２導電型半導体層と電気的に連結
されている表面電極と，前記裏面絶縁膜上部に形成され
ており前記第２接触孔を通じて前記高濃度第１導電型半
導体層と電気的に連結されている裏面電極とを形成する
第６工程と；を含むことを特徴とする，太陽電池の製造
方法、及びその方法によって製造された太陽電池が，提
供される。
【００１０】ここで，前記第２導電型不純物層と第１導
電型不純物層とを形成する印刷法は，スクリーン印刷法
または凹版印刷法にて行うことが、好ましい。
電型不純物層とを形成する印刷法は，スクリーン印刷法
または凹版印刷法にて行うことが、好ましい。
【００１１】一方，不純物の拡散による前記高濃度第１
導電型半導体層及び前記高濃度第２導電型半導体層の形
成と同時に，前記表面絶縁膜には，前記高濃度第２導電
型半導体層とほぼ同じ幅でＰＳＧ（Phospho-silicate G
lass：リンケイ酸ガラス）膜が，前記裏面絶縁膜には，
前記高濃度第１導電型半導体層とほぼ同じ幅で，ＢＳＧ
（Boro-silicate Glass：ケイホウ酸ガラス）膜が，各
々反応形成されている。
導電型半導体層及び前記高濃度第２導電型半導体層の形
成と同時に，前記表面絶縁膜には，前記高濃度第２導電
型半導体層とほぼ同じ幅でＰＳＧ（Phospho-silicate G
lass：リンケイ酸ガラス）膜が，前記裏面絶縁膜には，
前記高濃度第１導電型半導体層とほぼ同じ幅で，ＢＳＧ
（Boro-silicate Glass：ケイホウ酸ガラス）膜が，各
々反応形成されている。
【００１２】また，酸化物層からなる表面絶縁膜及び裏
面絶縁膜にｎ++半導体層及びｐ++半導体層を露出する，
前記第１接触孔と前記第２接触孔は，ＰＳＧとＢＳＧの
易溶性を利用するフッ酸浸漬法にて，包括的に，また同
時に除去し形成する。
面絶縁膜にｎ++半導体層及びｐ++半導体層を露出する，
前記第１接触孔と前記第２接触孔は，ＰＳＧとＢＳＧの
易溶性を利用するフッ酸浸漬法にて，包括的に，また同
時に除去し形成する。
【００１３】また，前記表面電極及び前記裏面電極は，
無電解メッキ法，または電気メッキ法を用いて，同時に
形成することが好ましい。
無電解メッキ法，または電気メッキ法を用いて，同時に
形成することが好ましい。
【００１４】さらに，表面及び裏面絶縁膜は，熱酸化法
によって形成し，絶縁膜の厚みは２５０〜７５０Åの範
囲で形成するのが好ましい。
によって形成し，絶縁膜の厚みは２５０〜７５０Åの範
囲で形成するのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかる，太陽電池及び太陽電池の製造方法の好
適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細
書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する
構成要素については，同一の符号を付することにより重
複説明を省略する。
本発明にかかる，太陽電池及び太陽電池の製造方法の好
適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細
書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する
構成要素については，同一の符号を付することにより重
複説明を省略する。
【００１６】まず，図１を参照して本実施形態による，
太陽電池の構造について詳細に説明する。
太陽電池の構造について詳細に説明する。
【００１７】図１は，本実施形態による製造方法によっ
て完成された，太陽電池の構造を示した断面図である。
て完成された，太陽電池の構造を示した断面図である。
【００１８】図１のように，ｐ型シリコン基板１０の表
面上部にはリン（Ｐ）のようなｎ型不純物をドーピング
したｎ+半導体層２０が形成されており，その上に酸化
ケイ素を含む表面絶縁膜３０が，形成されている。ここ
で，ｐ型シリコン基板１０の表面は，異方性エッチング
などで形成されるピラミッド構造を有することができる
が，このようなピラミッド構造は，平らな構造に比べて
光の吸収を良くする。また，ｐ型シリコン基板１０表面
のｎ+半導体層２０内には，部分的にｎ型の不純物を高
濃度にドーピングしたｎ++半導体層６０が形成されてお
り，表面絶縁膜３０には，ｎ++半導体層６０を露出させ
る接触孔３１が形成されている。この時，接触孔３１
は，ｎ++半導体層６０と同程度の幅を有する。ｐ型シリ
コン基板１０の表面には，接触孔３１を通ってｎ++半導
体層６０と連結されている表面電極５０が形成されてい
る。ここで，ｎ++半導体層６０は，表面電極５０とｎ+
半導体層２０の間の接触抵抗を低減する役割をし，ｎ++
半導体層６０と表面電極５０との間には，これらの間の
接触特性を向上させるための接触層（未図示）を追加し
て形成することができる。また，表面電極５０は，ｐ-
ｎ接合のｐ型シリコン基板１０内部で生成された電流を
集めて外部端子に伝達する役割をし，選択的メッキが可
能な無電解メッキ方法や電気メッキ方法で，電導性金属
をメッキすることによって形成される。
面上部にはリン（Ｐ）のようなｎ型不純物をドーピング
したｎ+半導体層２０が形成されており，その上に酸化
ケイ素を含む表面絶縁膜３０が，形成されている。ここ
で，ｐ型シリコン基板１０の表面は，異方性エッチング
などで形成されるピラミッド構造を有することができる
が，このようなピラミッド構造は，平らな構造に比べて
光の吸収を良くする。また，ｐ型シリコン基板１０表面
のｎ+半導体層２０内には，部分的にｎ型の不純物を高
濃度にドーピングしたｎ++半導体層６０が形成されてお
り，表面絶縁膜３０には，ｎ++半導体層６０を露出させ
る接触孔３１が形成されている。この時，接触孔３１
は，ｎ++半導体層６０と同程度の幅を有する。ｐ型シリ
コン基板１０の表面には，接触孔３１を通ってｎ++半導
体層６０と連結されている表面電極５０が形成されてい
る。ここで，ｎ++半導体層６０は，表面電極５０とｎ+
半導体層２０の間の接触抵抗を低減する役割をし，ｎ++
半導体層６０と表面電極５０との間には，これらの間の
接触特性を向上させるための接触層（未図示）を追加し
て形成することができる。また，表面電極５０は，ｐ-
ｎ接合のｐ型シリコン基板１０内部で生成された電流を
集めて外部端子に伝達する役割をし，選択的メッキが可
能な無電解メッキ方法や電気メッキ方法で，電導性金属
をメッキすることによって形成される。
【００１９】一方，ｐ型シリコン基板１０の裏面には，
酸化ケイ素を含む裏面絶縁膜７０が形成されており，表
面と同様に，ｐ型シリコン基板１０の裏面もピラミッド
構造を有することができる。また，ｐ型シリコン基板１
０の裏面には，ｐ型の不純物を高濃度にドーピングした
ｐ++半導体層９０が，部分的または全面に形成されてお
り，裏面絶縁膜７０上には，裏面絶縁膜７０に形成され
ている接触孔７１を通ってｐ++半導体層９０と連結され
ている，アルミニウムなどで構成された裏面電極８０が
全面的に形成されている。この時，接触孔７１はｐ++半
導体層９０と同程度の幅を有する。ここでも，ｐ++半導
体層９０と裏面電極８０との間には，これらの間の接触
特性を向上させるための接触層（未図示）を追加して形
成することができる。
酸化ケイ素を含む裏面絶縁膜７０が形成されており，表
面と同様に，ｐ型シリコン基板１０の裏面もピラミッド
構造を有することができる。また，ｐ型シリコン基板１
０の裏面には，ｐ型の不純物を高濃度にドーピングした
ｐ++半導体層９０が，部分的または全面に形成されてお
り，裏面絶縁膜７０上には，裏面絶縁膜７０に形成され
ている接触孔７１を通ってｐ++半導体層９０と連結され
ている，アルミニウムなどで構成された裏面電極８０が
全面的に形成されている。この時，接触孔７１はｐ++半
導体層９０と同程度の幅を有する。ここでも，ｐ++半導
体層９０と裏面電極８０との間には，これらの間の接触
特性を向上させるための接触層（未図示）を追加して形
成することができる。
【００２０】以下，このような図１の太陽電池に関する
製造方法を図１，図２，図３，図４及び図５を参照して
具体的に説明する。
製造方法を図１，図２，図３，図４及び図５を参照して
具体的に説明する。
【００２１】まず，図２のように，ｐ型シリコン基板１
０表面の全面にわたってリンのようなｎ型不純物を拡散
してｎ+半導体層２０を形成する。リンのドーピング物
質としてはＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）やＰ２Ｏ
５（五酸化リン）を用いる。
０表面の全面にわたってリンのようなｎ型不純物を拡散
してｎ+半導体層２０を形成する。リンのドーピング物
質としてはＰＯＣｌ３（オキシ塩化リン）やＰ２Ｏ
５（五酸化リン）を用いる。
【００２２】もちろん，ｎ+半導体層２０を形成する前
にｐ型シリコン基板１０に湿式エッチングを用いて，不
規則なピラミッド構造を形成することができる。
にｐ型シリコン基板１０に湿式エッチングを用いて，不
規則なピラミッド構造を形成することができる。
【００２３】次に，図３のように，ｐ型シリコン基板１
０の表面及び裏面に，反射防止膜としての機能を有し，
主として酸化ケイ素からなる表面及び裏面絶縁膜３０，
７０を熱酸化工程によって形成する。この時，表面及び
裏面絶縁膜３０，７０は２５０〜７５０Å程度の厚みで
形成するのが好ましいが，これは以降の熱処理工程でｎ
型またはｐ型の不純物が，所定濃度でｐ型シリコン基板
１０の内部に拡散するようにするためである。次に，高
濃度半導体層が形成される部分に，スクリーン印刷法を
用いて，ｐ型シリコン基板１０の表面にはＰ２Ｏ５，裏
面にはＢ２Ｏ３（ホウ酸）を各々印刷して，高濃度ｎ型
不純物層６５と高濃度ｐ型不純物層９５を形成する。
０の表面及び裏面に，反射防止膜としての機能を有し，
主として酸化ケイ素からなる表面及び裏面絶縁膜３０，
７０を熱酸化工程によって形成する。この時，表面及び
裏面絶縁膜３０，７０は２５０〜７５０Å程度の厚みで
形成するのが好ましいが，これは以降の熱処理工程でｎ
型またはｐ型の不純物が，所定濃度でｐ型シリコン基板
１０の内部に拡散するようにするためである。次に，高
濃度半導体層が形成される部分に，スクリーン印刷法を
用いて，ｐ型シリコン基板１０の表面にはＰ２Ｏ５，裏
面にはＢ２Ｏ３（ホウ酸）を各々印刷して，高濃度ｎ型
不純物層６５と高濃度ｐ型不純物層９５を形成する。
【００２４】次に，図４のように，酸化性雰囲気にて高
温熱処理工程を実施して，ｎ型不純物層６５とｐ型不純
物層９５の不純物が，ｐ型シリコン基板１０の内部に拡
散するようにして，ｐ型シリコン基板１０の表面または
裏面に，各々ｎ++半導体層６０及びｐ++半導体層９０を
同時に形成する。ここで，Ｐ++半導体層９０はＢＳＦ
（ｂａｃｋ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）を生じ，これ
が光励起されたキャリアを反射するので，再結合損失を
減らすことができる。この時，表面または裏面絶縁膜３
０，７０の一部は，ｎ型またはｐ型の不純物と反応し
て，ｎ++半導体層６０及びｐ++半導体層９０上部には，
これら６０，９０と同一な幅で，ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ
膜７５が，各々形成される。また，前記酸化性雰囲気に
て熱処理するため表裏面の絶縁膜が厚くなって安定性が
増す。
温熱処理工程を実施して，ｎ型不純物層６５とｐ型不純
物層９５の不純物が，ｐ型シリコン基板１０の内部に拡
散するようにして，ｐ型シリコン基板１０の表面または
裏面に，各々ｎ++半導体層６０及びｐ++半導体層９０を
同時に形成する。ここで，Ｐ++半導体層９０はＢＳＦ
（ｂａｃｋ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）を生じ，これ
が光励起されたキャリアを反射するので，再結合損失を
減らすことができる。この時，表面または裏面絶縁膜３
０，７０の一部は，ｎ型またはｐ型の不純物と反応し
て，ｎ++半導体層６０及びｐ++半導体層９０上部には，
これら６０，９０と同一な幅で，ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ
膜７５が，各々形成される。また，前記酸化性雰囲気に
て熱処理するため表裏面の絶縁膜が厚くなって安定性が
増す。
【００２５】次に，図５のように，湿式エッチングを用
いて，ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５を除去して，表面及
び裏面絶縁膜３０，７０に各々ｎ++半導体層６０及びｐ
++半導体層９０を露出する接触孔３１，７１を形成す
る。ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５とは，絶縁膜３０，７
０よりエッチング速度が速いので，更なる写真エッチン
グ工程を追加しなくても，ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５
のみを除去することができ，これは以降に電極が形成さ
れるグリッドパターンになる。この時，湿式エッチング
で用いるエッチング液の主成分は，ＨＦ（フッ酸）であ
り，ＨＦの濃度によって，エッチング速度を調節するこ
とができる。１０％のＨＦ溶液で，絶縁膜３０，７０の
エッチング速度は６００Å/ｍｉｎ程度であり，ＰＳＧ
膜３５とＢＳＧ膜７５のエッチング速度は，絶縁膜３
０，７０のエッチング速度に比べて２〜３倍大きいので
絶縁膜３０，７０は，殆どエッチングされず，ＰＳＧ膜
３５とＢＳＧ膜７５だけを除去して，接触孔３１，７１
を形成することができる。この時，ｎ++半導体層６０及
びｐ++半導体層９０を露出する接触孔３１，７１は別途
のマスクを利用した写真エッチング工程を追加せず，Ｐ
ＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５とを，エッチングして形成す
ることによって，ｎ++半導体層６０及びｐ++半導体層９
０と同一な幅を有するようになる。
いて，ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５を除去して，表面及
び裏面絶縁膜３０，７０に各々ｎ++半導体層６０及びｐ
++半導体層９０を露出する接触孔３１，７１を形成す
る。ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５とは，絶縁膜３０，７
０よりエッチング速度が速いので，更なる写真エッチン
グ工程を追加しなくても，ＰＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５
のみを除去することができ，これは以降に電極が形成さ
れるグリッドパターンになる。この時，湿式エッチング
で用いるエッチング液の主成分は，ＨＦ（フッ酸）であ
り，ＨＦの濃度によって，エッチング速度を調節するこ
とができる。１０％のＨＦ溶液で，絶縁膜３０，７０の
エッチング速度は６００Å/ｍｉｎ程度であり，ＰＳＧ
膜３５とＢＳＧ膜７５のエッチング速度は，絶縁膜３
０，７０のエッチング速度に比べて２〜３倍大きいので
絶縁膜３０，７０は，殆どエッチングされず，ＰＳＧ膜
３５とＢＳＧ膜７５だけを除去して，接触孔３１，７１
を形成することができる。この時，ｎ++半導体層６０及
びｐ++半導体層９０を露出する接触孔３１，７１は別途
のマスクを利用した写真エッチング工程を追加せず，Ｐ
ＳＧ膜３５とＢＳＧ膜７５とを，エッチングして形成す
ることによって，ｎ++半導体層６０及びｐ++半導体層９
０と同一な幅を有するようになる。
【００２６】次に，図１のように，ｎ++半導体層６０が
形成されているｐ型シリコン基板１０の表面上部とｐ型
シリコン基板１０の裏面上部に，表面電極５０と裏面電
極８０を各々形成する。この時，表面及び裏面電極５
０，８０は無電解メッキ法または電気メッキ法で同時に
形成する。
形成されているｐ型シリコン基板１０の表面上部とｐ型
シリコン基板１０の裏面上部に，表面電極５０と裏面電
極８０を各々形成する。この時，表面及び裏面電極５
０，８０は無電解メッキ法または電気メッキ法で同時に
形成する。
【００２７】なお，本発明の技術的思想の範囲は上記実
施例に限定されるものではなく，不純物印刷の方法も，
スクリーン印刷以外に例えば凹版（グラビア）印刷を用
いてもよい。
施例に限定されるものではなく，不純物印刷の方法も，
スクリーン印刷以外に例えば凹版（グラビア）印刷を用
いてもよい。
【００２８】以上，添付図面を参照しながら，本発明に
かかる太陽電池及びその製造方法の好適な実施形態につ
いて説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当
業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想
の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得
ることは明らかであり，それらについても当然に本発明
の技術的範囲に属するものと了解される。
かかる太陽電池及びその製造方法の好適な実施形態につ
いて説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当
業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想
の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得
ることは明らかであり，それらについても当然に本発明
の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
太陽電池を製造する時に高価な写真エッチング工程を用
いずに，安価な不純物印刷法と熱拡散によって，選択的
に半導体層を形成し，エッチング工程のみで電極用パタ
ーンを形成できるので，製造工数を低減した，太陽電池
及び太陽電池の製造方法を提供することができる。
太陽電池を製造する時に高価な写真エッチング工程を用
いずに，安価な不純物印刷法と熱拡散によって，選択的
に半導体層を形成し，エッチング工程のみで電極用パタ
ーンを形成できるので，製造工数を低減した，太陽電池
及び太陽電池の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる太陽電池の構造を示
した断面図である。
した断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる太陽電池の製造方法
の一工程を示す断面図である。
の一工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる太陽電池の製造方法
の一工程を示す断面図である。
の一工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる太陽電池の製造方法
の一工程を示す断面図である。
の一工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる太陽電池の製造方法
の一工程を示す断面図である。
の一工程を示す断面図である。
１０ ｐ型シリコン基板 ２０ ｎ+半導体層 ３０ 表面絶縁膜 ３１，７１ 接触孔 ３５ ＰＳＧ膜 ５０ 表面電極 ６０ ｎ++半導体層 ６５ ｎ型不純物層 ７０ 裏面絶縁膜 ７５ ＢＳＧ膜 ８０ 裏面電極 ９０ ｐ++半導体層 ９５ ｐ型不純物層
フロントページの続き (72)発明者 李 秀弘 大韓民国京畿道水原市八達区仁渓洞（番地 なし） 新盤浦アパート109棟1006号 Ｆターム(参考） 5F051 AA03 CB20 CB24 CB27 DA03 EA09 EA11 FA06 FA13 FA15 GA04
Claims (11)
- 【請求項１】 太陽電池の製造方法において：第１導電
型基板の表面に，第２導電型半導体層を形成する第１工
程と；前記第１導電型基板の裏面に裏面絶縁膜を，前記
第２導電型半導体層上に表面絶縁膜を，各々形成する第
２工程と；前記裏面絶縁膜上に第２導電型不純物層を，
前記表面絶縁膜上に第１導電型不純物層を，各々印刷法
にて形成する第３工程と；前記第２導電型不純物層と前
記第１導電型不純物層の不純物を拡散させて，前記第２
導電型半導体層内部に高濃度第２導電型半導体層を，前
記第１導電型基板内部に高濃度第１導電型半導体層を，
各々形成する第４工程と；前記表面絶縁膜に前記高濃度
第２導電型半導体層を露出する第１接触孔を，前記裏面
絶縁膜に前記高濃度第１導電型半導体層を露出する第２
接触孔を，各々形成する第５工程と；前記表面絶縁膜上
部に形成されており，前記第１接触孔を通じて前記高濃
度第２導電型半導体層と電気的に連結されている表面電
極と，前記裏面絶縁膜上部に形成されており，前記第２
接触孔を通じて前記高濃度第１導電型半導体層と電気的
に連結されている裏面電極とを形成する第６工程と；を
含むことを特徴とする，太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 前記第３工程において，前記第２導電型
不純物層と第１導電型不純物層とを形成する印刷法が，
スクリーン印刷法であ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。 - 【請求項３】 前記第４工程において，前記表面絶縁膜
には，前記高濃度第２導電型半導体層とほぼ同じ幅でＰ
ＳＧ膜が，前記裏面絶縁膜には，前記高濃度第１導電型
半導体層とほぼ同じ幅でＢＳＧ膜が，各々形成されるこ
とを特徴とする，請求項１または２に記載の太陽電池の
製造方法。 - 【請求項４】 前記第５工程において，前記第１接触孔
と前記第２接触孔は，湿式エッチングにて，前記ＰＳＧ
膜とＢＳＧ膜とを，除去することによって形成されるこ
とを特徴とする，請求項３に記載の太陽電池の製造方
法。 - 【請求項５】 前記第６工程において，前記表面電極及
び前記裏面電極は，同時に形成されることを特徴とす
る，請求項１，２，３または４のいずれかに記載の太陽
電池の製造方法。 - 【請求項６】 前記第６工程において，前記表面電極及
び前記裏面電極は，無電解メッキ法，または電気メッキ
法を用いて形成することを特徴とする，請求項１，２，
３，４または５のいずれかに記載の太陽電池の製造方
法。 - 【請求項７】 前記第２工程において，前記表面及び裏
面絶縁膜形成には，熱酸化法を用いることを特徴とす
る，請求項１，２，３，４，５または６のいずれかに記
載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項８】 前記第２工程において，前記表面絶縁膜
及び前記裏面絶縁膜の厚みは，２５０〜７５０Åの範囲
で形成する事を特徴とする，請求項１，２，３，４，
５，６または７のいずれかに記載の太陽電池の製造方
法。 - 【請求項９】 太陽電池において，第１導電型基板と；
前記第１導電型基板表面に形成されている第２導電型半
導体層と；前記第２導電型半導体層に形成されている表
面絶縁膜と；前記第１導電型基板裏面に形成されている
裏面絶縁膜と；前記第１導電型基板内に形成されている
高濃度第１導電型半導体層と；前記第２導電型半導体層
に形成されている高濃度第２導電型半導体層と；前記表
面絶縁膜上部に形成されており，第１接触孔を通じて前
記高濃度第２導電型半導体層と電気的に連結されている
表面電極と；前記裏面絶縁膜上部に形成されており，第
２接触孔を通じて前記高濃度第１導電型半導体層と電気
的に連結されている表面電極と；を含むことを特徴とす
る太陽電池。 - 【請求項１０】 前記表面絶縁膜及び裏面絶縁膜は，熱
酸化膜であることを特徴とする，請求項９に記載の太陽
電池。 - 【請求項１１】 前記表面絶縁膜及び裏面絶縁膜は，２
５０〜７５０Åの範囲の厚みであることを特徴とする，
請求項９または１０に記載の太陽電池。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20010021734 | 2001-04-23 | ||
| KR10-2001-0030880A KR100420030B1 (ko) | 2001-04-23 | 2001-06-01 | 태양 전지의 제조 방법 |
| KR2001P30880 | 2001-06-01 | ||
| KR2001P21734 | 2001-06-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002329880A true JP2002329880A (ja) | 2002-11-15 |
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Family
ID=26639013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001255945A Expired - Fee Related JP4818544B2 (ja) | 2001-04-23 | 2001-08-27 | 太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4818544B2 (ja) |
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| WO2016111132A1 (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-14 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
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