JP2003303985A - 太陽電池の製造方法およびその方法により製造される太陽電池 - Google Patents
太陽電池の製造方法およびその方法により製造される太陽電池Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱酸化法に比べて焼成温度が低く、製造コス
トが安く、かつ簡略化した工程により、パッシベーショ
ン効果および反射防止効果の双方とも優れる膜を形成す
ることができる太陽電池の製造方法を提供する。また、
膜材料の利用効率を向上し、装置および工程の簡略化を
図る。 【解決手段】 本発明の太陽電池の製造方法は、ｐｎ接
合を有するシリコン基板の受光面側に、シリコン微粒子
を含有するシリコン化合物材料を塗布し、乾燥し、焼成
して、シリコン微粒子を含有するシリコン酸化物膜を形
成する工程を含むことを特徴とする。
トが安く、かつ簡略化した工程により、パッシベーショ
ン効果および反射防止効果の双方とも優れる膜を形成す
ることができる太陽電池の製造方法を提供する。また、
膜材料の利用効率を向上し、装置および工程の簡略化を
図る。 【解決手段】 本発明の太陽電池の製造方法は、ｐｎ接
合を有するシリコン基板の受光面側に、シリコン微粒子
を含有するシリコン化合物材料を塗布し、乾燥し、焼成
して、シリコン微粒子を含有するシリコン酸化物膜を形
成する工程を含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶または多結
晶のシリコン基板からなる太陽電池の製造方法に関す
る。
晶のシリコン基板からなる太陽電池の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】単結晶または多結晶のシリコン基板から
なる太陽電池は、一般につぎの方法で製造する。まず、
ｐ型シリコン基板の表層にｎ型不純物を拡散して、ｎ層
を形成し、ｐｎ接合を形成する。つぎに、受光面側とな
るｎ層上にパッシベーション膜および反射防止膜を形成
した後、表面電極を形成する。さらに、受光面と反対側
の面に、高濃度のｐ型不純物の拡散領域であるｐ+層を
形成し、最後にｐ+層の下に裏面電極を形成する。
なる太陽電池は、一般につぎの方法で製造する。まず、
ｐ型シリコン基板の表層にｎ型不純物を拡散して、ｎ層
を形成し、ｐｎ接合を形成する。つぎに、受光面側とな
るｎ層上にパッシベーション膜および反射防止膜を形成
した後、表面電極を形成する。さらに、受光面と反対側
の面に、高濃度のｐ型不純物の拡散領域であるｐ+層を
形成し、最後にｐ+層の下に裏面電極を形成する。
【０００３】シリコン太陽電池が受光すると、ｐｎ接合
面に光起電力が生じ、この起電力により表面電極および
裏面電極を介して負荷に電流が供給される。このシリコ
ン太陽電池の光電変換効率を高めるためには、受光面側
での少数キャリアの再結合を低下させるとともに、太陽
光の反射量を抑える必要がある。したがって、パッシベ
ーション膜と反射防止膜は、光電変換効率を高める上で
重要な機能を発揮する。
面に光起電力が生じ、この起電力により表面電極および
裏面電極を介して負荷に電流が供給される。このシリコ
ン太陽電池の光電変換効率を高めるためには、受光面側
での少数キャリアの再結合を低下させるとともに、太陽
光の反射量を抑える必要がある。したがって、パッシベ
ーション膜と反射防止膜は、光電変換効率を高める上で
重要な機能を発揮する。
【０００４】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．６２、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１２８０
〜１２８２（１９９３）には、ｐｎ接合を有するシリコ
ン基板の受光面側にパッシベーション膜としてシリコン
酸化物膜を形成し、その上に弗化マグネシウムと硫化亜
鉛のような比較的屈折率の高い材料からなる反射防止膜
を形成することにより、シリコン太陽電池の変換効率を
高める方法が紹介されている。この方法では、パッシベ
ーション膜の形成方法として熱酸化法を採用し、シリコ
ン基板を酸素雰囲気中、熱酸化炉内で９００℃以上に加
熱し、シリコン基板の表面に酸化膜を形成する。また、
反射防止膜は、弗化マグネシウム、硫化亜鉛、酸化チタ
ンなどを材料として、真空蒸着法により形成する。
ｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．６２、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１２８０
〜１２８２（１９９３）には、ｐｎ接合を有するシリコ
ン基板の受光面側にパッシベーション膜としてシリコン
酸化物膜を形成し、その上に弗化マグネシウムと硫化亜
鉛のような比較的屈折率の高い材料からなる反射防止膜
を形成することにより、シリコン太陽電池の変換効率を
高める方法が紹介されている。この方法では、パッシベ
ーション膜の形成方法として熱酸化法を採用し、シリコ
ン基板を酸素雰囲気中、熱酸化炉内で９００℃以上に加
熱し、シリコン基板の表面に酸化膜を形成する。また、
反射防止膜は、弗化マグネシウム、硫化亜鉛、酸化チタ
ンなどを材料として、真空蒸着法により形成する。
【０００５】しかし、この方法では、パッシベーション
膜と反射防止膜との複数の膜を形成する必要があるた
め、装置や工程が複数必要となる。また、パッシベーシ
ョン膜を熱酸化法により形成し、基板を９００℃以上の
高温で処理するため、基板の表層へドーピングにより導
入してある不純物が再拡散し、太陽電池の光電変換効率
が低下する。さらに、過熱によりシリコン基板とパッシ
ベーション膜との界面に大きな応力がかかり、太陽電池
のライフタイムが短くなる。
膜と反射防止膜との複数の膜を形成する必要があるた
め、装置や工程が複数必要となる。また、パッシベーシ
ョン膜を熱酸化法により形成し、基板を９００℃以上の
高温で処理するため、基板の表層へドーピングにより導
入してある不純物が再拡散し、太陽電池の光電変換効率
が低下する。さらに、過熱によりシリコン基板とパッシ
ベーション膜との界面に大きな応力がかかり、太陽電池
のライフタイムが短くなる。
【０００６】特開昭５８−２３４８６号公報には、パッ
シベーション膜を省略し、反射防止膜として、酸化タン
タル膜または酸化ニオブ膜を形成し、製造方法として、
これらの前駆体をスピン法、スプレー法またはディップ
法でシリコン基板表面に塗布し、焼成する方法が紹介さ
れている。しかし、酸化タンタル膜または酸化ニオブ膜
は高い反射防止効果を有するが、パッシベーション効果
がないため、受光面側で少数キャリアの再結合が起こ
り、太陽電池の効率が低下する。また、スピン法などを
用いる場合は、膜材料の多くが無駄になり、利用効率が
低い。
シベーション膜を省略し、反射防止膜として、酸化タン
タル膜または酸化ニオブ膜を形成し、製造方法として、
これらの前駆体をスピン法、スプレー法またはディップ
法でシリコン基板表面に塗布し、焼成する方法が紹介さ
れている。しかし、酸化タンタル膜または酸化ニオブ膜
は高い反射防止効果を有するが、パッシベーション効果
がないため、受光面側で少数キャリアの再結合が起こ
り、太陽電池の効率が低下する。また、スピン法などを
用いる場合は、膜材料の多くが無駄になり、利用効率が
低い。
【０００７】特開昭５８−２２０４７７号公報には、ｐ
ｎ接合を有するシリコン基板の受光面側にシリコン窒化
物膜をプラズマＣＶＤ法により形成し、シリコン太陽電
池の高効率化を図る方法が紹介されている。しかし、シ
リコン窒化物膜は、反射防止効果およびパッシベーショ
ン効果を有するが、シリコン窒化物膜を形成するために
用いられるプラズマＣＶＤ法は高真空装置やガス処理装
置を必要とするため、設備が高価となり、また、タクト
タイムが長くなる。
ｎ接合を有するシリコン基板の受光面側にシリコン窒化
物膜をプラズマＣＶＤ法により形成し、シリコン太陽電
池の高効率化を図る方法が紹介されている。しかし、シ
リコン窒化物膜は、反射防止効果およびパッシベーショ
ン効果を有するが、シリコン窒化物膜を形成するために
用いられるプラズマＣＶＤ法は高真空装置やガス処理装
置を必要とするため、設備が高価となり、また、タクト
タイムが長くなる。
【０００８】また、これらのいずれの製造方法でも、シ
リコン基板の受光面全体に膜が形成されるため、受光面
側に表面電極を形成する際に、レジスト塗布、露光、現
像、エッチング、レジスト除去、という一連のフォトリ
ソグラフィ工程が必要となり、そのための装置も必要と
なって、工程が長く、複雑になる。
リコン基板の受光面全体に膜が形成されるため、受光面
側に表面電極を形成する際に、レジスト塗布、露光、現
像、エッチング、レジスト除去、という一連のフォトリ
ソグラフィ工程が必要となり、そのための装置も必要と
なって、工程が長く、複雑になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】パッシベーション効果
や反射防止効果に優れ、従来の熱酸化法に比べて、低い
温度で、安価に製造することができる太陽電池の製造方
法を提供する。さらに、膜材料の利用効率が高く、装置
および工程を簡略化することのできる太陽電池の製造方
法を提供する。
や反射防止効果に優れ、従来の熱酸化法に比べて、低い
温度で、安価に製造することができる太陽電池の製造方
法を提供する。さらに、膜材料の利用効率が高く、装置
および工程を簡略化することのできる太陽電池の製造方
法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池の製造
方法は、ｐｎ接合を有するシリコン基板の受光面側に、
シリコン微粒子を含有するシリコン化合物材料を塗布
し、乾燥し、焼成して、シリコン微粒子を含有するシリ
コン酸化物膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
方法は、ｐｎ接合を有するシリコン基板の受光面側に、
シリコン微粒子を含有するシリコン化合物材料を塗布
し、乾燥し、焼成して、シリコン微粒子を含有するシリ
コン酸化物膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１１】シリコン化合物材料は、インクジェット法
により塗布することが好ましく、Ｓｉ−ＯＲ（Ｒは、直
鎖状または分枝を有する炭化水素基を表す。）またはＳ
ｉ−ＯＨで表される構造単位を有するシラノール化合物
を含有するものが好ましい。シリコン酸化物膜の厚さ
は、５００Å〜２０００Åが好ましく、また、シリコン
化合物材料の焼成温度は、５００℃〜９００℃が好まし
く、６００℃〜８００℃がより好ましい。
により塗布することが好ましく、Ｓｉ−ＯＲ（Ｒは、直
鎖状または分枝を有する炭化水素基を表す。）またはＳ
ｉ−ＯＨで表される構造単位を有するシラノール化合物
を含有するものが好ましい。シリコン酸化物膜の厚さ
は、５００Å〜２０００Åが好ましく、また、シリコン
化合物材料の焼成温度は、５００℃〜９００℃が好まし
く、６００℃〜８００℃がより好ましい。
【００１２】本発明の太陽電池は、これらの方法により
製造されることを特徴とする。
製造されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の太陽電池の製造方法は、
ｐｎ接合を有するシリコン基板の受光面側に、シリコン
微粒子を含有するシリコン化合物材料を塗布し、乾燥
し、焼成して、シリコン微粒子を含有するシリコン酸化
物膜を形成する工程を含む。
ｐｎ接合を有するシリコン基板の受光面側に、シリコン
微粒子を含有するシリコン化合物材料を塗布し、乾燥
し、焼成して、シリコン微粒子を含有するシリコン酸化
物膜を形成する工程を含む。
【００１４】かかる方法により、ｐｎ接合を有するシリ
コン基板の受光面側に、シリコン微粒子を含有するシリ
コン酸化物膜が形成されている太陽電池を製造すること
ができる。
コン基板の受光面側に、シリコン微粒子を含有するシリ
コン酸化物膜が形成されている太陽電池を製造すること
ができる。
【００１５】本発明の太陽電池の製造工程を図１に示
す。ｐ型のシリコン基板の受光面側の表層に、不純物と
してリンなどのＶ族原子を拡散させて厚さ０．３μｍ〜
１μｍのｎ層１２を形成し、ｐ層１１との間にｐｎ接合
を形成する（図１（ａ））。この場合、ｎ型のシリコン
基板を用い、不純物としてホウ素などのＩＩＩ族原子を
拡散させてｐ層を形成することにより、ｎ層との間にｐ
ｎ接合を形成してもよい。また、シリコン基板は、単結
晶シリコン基板または多結晶シリコン基板のいずれを用
いてもよい。
す。ｐ型のシリコン基板の受光面側の表層に、不純物と
してリンなどのＶ族原子を拡散させて厚さ０．３μｍ〜
１μｍのｎ層１２を形成し、ｐ層１１との間にｐｎ接合
を形成する（図１（ａ））。この場合、ｎ型のシリコン
基板を用い、不純物としてホウ素などのＩＩＩ族原子を
拡散させてｐ層を形成することにより、ｎ層との間にｐ
ｎ接合を形成してもよい。また、シリコン基板は、単結
晶シリコン基板または多結晶シリコン基板のいずれを用
いてもよい。
【００１６】ｐｎ接合の形成後、シリコン微粒子を含有
するシリコン化合物材料１３を基板の受光面側に塗布す
る（図１（ｂ））。シリコン化合物材料は、塗布後、乾
燥し、焼成すると、シリコン酸化物となる。したがっ
て、シリコン化合物材料は、パッシベーション効果の大
きいシリコン酸化物となる点で、Ｓｉ−ＯＨまたはＳｉ
−ＯＲで表される構造単位を有する化合物、すなわちシ
ラノール化合物を含むものが好ましい。ここに、Ｒは、
直鎖状または分枝を有する炭化水素基である。シラノー
ル化合物としては、たとえば、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4（テ
トラエトキシシラン）、Ｓｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）
4（テトライソプロポキシシラン）、（ＣＨ3） 2Ｓｉ
（ＯＣＨ3）2（ジメトキシジメチルシラン）などの有機
物、またはテトラエトキシシランを加水分解することに
よって得られるＳｉ（ＯＨ）4などの無機物を使用する
ことができる。シリコン化合物は、エタノールなどの有
機溶剤に配合し、必要に応じて酢酸エチルを加え、混合
して、塗布材料とする。
するシリコン化合物材料１３を基板の受光面側に塗布す
る（図１（ｂ））。シリコン化合物材料は、塗布後、乾
燥し、焼成すると、シリコン酸化物となる。したがっ
て、シリコン化合物材料は、パッシベーション効果の大
きいシリコン酸化物となる点で、Ｓｉ−ＯＨまたはＳｉ
−ＯＲで表される構造単位を有する化合物、すなわちシ
ラノール化合物を含むものが好ましい。ここに、Ｒは、
直鎖状または分枝を有する炭化水素基である。シラノー
ル化合物としては、たとえば、Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4（テ
トラエトキシシラン）、Ｓｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）
4（テトライソプロポキシシラン）、（ＣＨ3） 2Ｓｉ
（ＯＣＨ3）2（ジメトキシジメチルシラン）などの有機
物、またはテトラエトキシシランを加水分解することに
よって得られるＳｉ（ＯＨ）4などの無機物を使用する
ことができる。シリコン化合物は、エタノールなどの有
機溶剤に配合し、必要に応じて酢酸エチルを加え、混合
して、塗布材料とする。
【００１７】シリコン化合物材料は、シリコン微粒子を
含有する。住宅用太陽電池のように、シリコン基板上に
ガラスやＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）シー
トを装着し、モジュール化して使用する場合には、シリ
コン酸化物膜の屈折率が、ガラスやＥＶＡシートの屈折
率とほぼ同一であるために、シリコン酸化物膜の反射防
止膜としての効果が著しく低くなる。そこで、本発明に
おいては、シリコン化合物材料中にシリコン微粒子を配
合することにより、焼成後、シリコン酸化物膜がシリコ
ン微粒子を含有することとなって、屈折率の高い反射防
止膜を得ることができる。このため、シリコン微粒子の
大きさは、入射する太陽光線の波長より十分小さいこと
が必要であるため、１００ｎｍ以下が好ましい。
含有する。住宅用太陽電池のように、シリコン基板上に
ガラスやＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）シー
トを装着し、モジュール化して使用する場合には、シリ
コン酸化物膜の屈折率が、ガラスやＥＶＡシートの屈折
率とほぼ同一であるために、シリコン酸化物膜の反射防
止膜としての効果が著しく低くなる。そこで、本発明に
おいては、シリコン化合物材料中にシリコン微粒子を配
合することにより、焼成後、シリコン酸化物膜がシリコ
ン微粒子を含有することとなって、屈折率の高い反射防
止膜を得ることができる。このため、シリコン微粒子の
大きさは、入射する太陽光線の波長より十分小さいこと
が必要であるため、１００ｎｍ以下が好ましい。
【００１８】シリコン微粒子を含有するシリコン酸化物
膜の屈折率は、（シリコン酸化物の屈折率）×（１−シ
リコン微粒子の含有率）＋（シリコン微粒子の屈折率）
×（シリコン微粒子の含有率）で近似でき、シリコン酸
化物の屈折率（２６℃）は１．４〜１．４５であること
から、シリコン微粒子の含有率を２０〜４０％程度とす
ることにより、反射防止膜として望ましい屈折率（２６
℃）２．０程度を実現することができる。
膜の屈折率は、（シリコン酸化物の屈折率）×（１−シ
リコン微粒子の含有率）＋（シリコン微粒子の屈折率）
×（シリコン微粒子の含有率）で近似でき、シリコン酸
化物の屈折率（２６℃）は１．４〜１．４５であること
から、シリコン微粒子の含有率を２０〜４０％程度とす
ることにより、反射防止膜として望ましい屈折率（２６
℃）２．０程度を実現することができる。
【００１９】シリコン微粒子以外に、酸化チタンなどの
高屈折率材料の微粒子を添加してもよい。しかし、シリ
コン以外の材料を添加した場合には、太陽電池を形成し
ているシリコン基板内へ不純物として拡散する可能性が
あり、シリコン基板内に取り込まれた場合に、シリコン
基板の特性を劣化させることは好ましくない。したがっ
て、添加する微粒子は、シリコン基板内に取り込まれて
も影響の少ない元素で構成されていることが好ましく、
たとえは窒化シリコン、炭化シリコンが好ましい。
高屈折率材料の微粒子を添加してもよい。しかし、シリ
コン以外の材料を添加した場合には、太陽電池を形成し
ているシリコン基板内へ不純物として拡散する可能性が
あり、シリコン基板内に取り込まれた場合に、シリコン
基板の特性を劣化させることは好ましくない。したがっ
て、添加する微粒子は、シリコン基板内に取り込まれて
も影響の少ない元素で構成されていることが好ましく、
たとえは窒化シリコン、炭化シリコンが好ましい。
【００２０】シリコン化合物材料は、スピン法、スプレ
ー法、ディップ法など様々の方法により塗布することが
できるが、インクジェット法により塗布することが好ま
しい。スピン法、スプレー法、デイップ法などで塗布す
ると、塗布材料が基板全面に塗布されるため、塗布材料
の多くが無駄になり、利用効率が低い。また、全面に塗
布されるため、表面電極を形成する際にフォトリソグラ
フィなどによるパターン化工程が必要となる。しかし、
インクジェット法で塗布すると、塗布しようとする領域
のみに塗布するため、塗布材料の無駄を減らし、塗布材
料の有効利用を図ることができる。また、塗布工程にお
いて既にパターン化されるため、フォトリソグラフィな
どによるパターン化が不要となる。
ー法、ディップ法など様々の方法により塗布することが
できるが、インクジェット法により塗布することが好ま
しい。スピン法、スプレー法、デイップ法などで塗布す
ると、塗布材料が基板全面に塗布されるため、塗布材料
の多くが無駄になり、利用効率が低い。また、全面に塗
布されるため、表面電極を形成する際にフォトリソグラ
フィなどによるパターン化工程が必要となる。しかし、
インクジェット法で塗布すると、塗布しようとする領域
のみに塗布するため、塗布材料の無駄を減らし、塗布材
料の有効利用を図ることができる。また、塗布工程にお
いて既にパターン化されるため、フォトリソグラフィな
どによるパターン化が不要となる。
【００２１】インクジェット法による塗布は、塗布材料
を噴出するインクヘッドを用いて行ない、基板を保持
し、基板を進行させる基板チャックおよび基板の外形寸
法を測定してインクヘッドにその情報を伝達する基板形
状測定装置などを具備しているものが好ましい。塗料
は、塗布材料を有機溶剤に混合し、調製する。
を噴出するインクヘッドを用いて行ない、基板を保持
し、基板を進行させる基板チャックおよび基板の外形寸
法を測定してインクヘッドにその情報を伝達する基板形
状測定装置などを具備しているものが好ましい。塗料
は、塗布材料を有機溶剤に混合し、調製する。
【００２２】塗布後の乾燥は、シリコン化合物材料中の
液体成分、主に有機溶剤を除去するために行なう。乾燥
は、８０℃〜２００℃で行なうことが好ましく、１００
℃、１５０℃、２００℃のように多段階に設定して行な
ってもよい。また、乾燥は大気中または窒素中で行なう
ことができる。
液体成分、主に有機溶剤を除去するために行なう。乾燥
は、８０℃〜２００℃で行なうことが好ましく、１００
℃、１５０℃、２００℃のように多段階に設定して行な
ってもよい。また、乾燥は大気中または窒素中で行なう
ことができる。
【００２３】シリコン化合物材料は、焼成によりシリコ
ン酸化物に変わる。焼成温度は、５００℃〜９００℃が
好ましく、６００℃〜８００℃がより好ましい。シリコ
ン化合物材料をｐ型単結晶シリコン基板に塗布し、乾燥
し、焼成したときの焼成温度とライフタイム（少数キャ
リアの寿命）との関係を図２に示す。図２の結果から明
らかなとおり、焼成温度を６００℃以上にすると、ライ
フタイムは１８０μｓｅｃ以上になり、熱酸化法により
形成したシリコン酸化物膜と同等のパッシベーション効
果が得られるが、焼成温度が５００℃未満では、キャリ
ア寿命が短く、パッシベーション効果が低くなり、太陽
電池の性能が低下する。一方、９００℃より高いと、膜
が緻密化し、屈折率が大きくなり、パッシベーション効
果も向上するが、過熱により、シリコン基板の不純物拡
散領域における不純物の再拡散が起こり、太陽電池の性
能が低下する。また、過熱によりシリコン酸化物膜と基
板との間に大きな応力がかかり、太陽電池の寿命が低下
する。したがって、焼成温度は８００℃以下がより好ま
しい。焼成は、大気中または窒素雰囲気中で行なうこと
ができる。
ン酸化物に変わる。焼成温度は、５００℃〜９００℃が
好ましく、６００℃〜８００℃がより好ましい。シリコ
ン化合物材料をｐ型単結晶シリコン基板に塗布し、乾燥
し、焼成したときの焼成温度とライフタイム（少数キャ
リアの寿命）との関係を図２に示す。図２の結果から明
らかなとおり、焼成温度を６００℃以上にすると、ライ
フタイムは１８０μｓｅｃ以上になり、熱酸化法により
形成したシリコン酸化物膜と同等のパッシベーション効
果が得られるが、焼成温度が５００℃未満では、キャリ
ア寿命が短く、パッシベーション効果が低くなり、太陽
電池の性能が低下する。一方、９００℃より高いと、膜
が緻密化し、屈折率が大きくなり、パッシベーション効
果も向上するが、過熱により、シリコン基板の不純物拡
散領域における不純物の再拡散が起こり、太陽電池の性
能が低下する。また、過熱によりシリコン酸化物膜と基
板との間に大きな応力がかかり、太陽電池の寿命が低下
する。したがって、焼成温度は８００℃以下がより好ま
しい。焼成は、大気中または窒素雰囲気中で行なうこと
ができる。
【００２４】シリコン微粒子を含有するシリコン酸化物
膜の膜厚は、太陽光線に対する反射防止効果を高めるた
めに、太陽光線のうち強度の強い波長域である４００ｎ
ｍ〜７００ｎｍで反射率を小さくするのが適当であり、
このため、膜厚は５００Å〜２０００Åが好ましい。
膜の膜厚は、太陽光線に対する反射防止効果を高めるた
めに、太陽光線のうち強度の強い波長域である４００ｎ
ｍ〜７００ｎｍで反射率を小さくするのが適当であり、
このため、膜厚は５００Å〜２０００Åが好ましい。
【００２５】シリコン酸化物膜の形成後、レジスト塗
布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の各工程か
らなるフォトリソグラフィなどにより、パターン化した
シリコン酸化物膜１４を得、つぎに表面電極１５を形成
する（図１（ｃ））。表面電極の材料と形成の条件を選
択すれば、シリコン酸化物膜をパターンニングすること
無く、ファイヤスルー法により、直接表面電極を形成す
ることもできる。表面電極１５の形成後、受光面と反対
側のｐ型シリコン基板の表面にｐ+層１６を形成し、裏
面電極１７を形成すると、本願発明の太陽電池を製造す
ることができる（図１（ｄ））。本実施の形態では、シ
リコン酸化物膜を形成した後に、表面電極および裏面電
極を形成するが、シリコン微粒子を含有するシリコン酸
化物膜を形成する工程を含んでいれば、たとえば裏面電
極を形成した後にシリコン酸化物膜を形成してもよい。
布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の各工程か
らなるフォトリソグラフィなどにより、パターン化した
シリコン酸化物膜１４を得、つぎに表面電極１５を形成
する（図１（ｃ））。表面電極の材料と形成の条件を選
択すれば、シリコン酸化物膜をパターンニングすること
無く、ファイヤスルー法により、直接表面電極を形成す
ることもできる。表面電極１５の形成後、受光面と反対
側のｐ型シリコン基板の表面にｐ+層１６を形成し、裏
面電極１７を形成すると、本願発明の太陽電池を製造す
ることができる（図１（ｄ））。本実施の形態では、シ
リコン酸化物膜を形成した後に、表面電極および裏面電
極を形成するが、シリコン微粒子を含有するシリコン酸
化物膜を形成する工程を含んでいれば、たとえば裏面電
極を形成した後にシリコン酸化物膜を形成してもよい。
【００２６】（実施例１）厚さ０．３ｍｍのｐ型シリコ
ン基板の受光面側にリンを拡散させて厚さ０．５μｍの
ｎ層を形成した。つぎに、０．４ｇのＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）
4（テトラエトキシシラン）、０．１ｇのシリコン微粒
子（粒径：約７５ｎｍ）を、９９．５ｇのエタノールを
主成分とする有機溶剤に混合し、塗布材料とした。この
塗布材料をスピン法により基板の受光面側に塗布した
後、８０℃、２００℃で１分間ずつ乾燥を行なった。つ
ぎに、７００℃で１０分間焼成を行ない、シリコン酸化
物膜を形成した。このシリコン酸化物膜には、シリコン
微粒子が含まれており、厚さは１０００Åであった。シ
リコン酸化物膜の形成後、フォトリソグラフィによりシ
リコン酸化物膜をパターン化し、表面電極を形成した。
最後に、受光面と反対側の表面に裏面電極を形成し、太
陽電池を製造した。
ン基板の受光面側にリンを拡散させて厚さ０．５μｍの
ｎ層を形成した。つぎに、０．４ｇのＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）
4（テトラエトキシシラン）、０．１ｇのシリコン微粒
子（粒径：約７５ｎｍ）を、９９．５ｇのエタノールを
主成分とする有機溶剤に混合し、塗布材料とした。この
塗布材料をスピン法により基板の受光面側に塗布した
後、８０℃、２００℃で１分間ずつ乾燥を行なった。つ
ぎに、７００℃で１０分間焼成を行ない、シリコン酸化
物膜を形成した。このシリコン酸化物膜には、シリコン
微粒子が含まれており、厚さは１０００Åであった。シ
リコン酸化物膜の形成後、フォトリソグラフィによりシ
リコン酸化物膜をパターン化し、表面電極を形成した。
最後に、受光面と反対側の表面に裏面電極を形成し、太
陽電池を製造した。
【００２７】従来の熱酸化法により、９００℃〜１２０
０℃という高温で焼成する場合に比べて、本実施例にお
ける焼成温度は７００℃と低温であり、製造コストも安
価で工程も簡略であった。この太陽電池は、パッシベー
ション効果および反射防止効果がともに優れ、光電変換
効率の高い太陽電池であった。
０℃という高温で焼成する場合に比べて、本実施例にお
ける焼成温度は７００℃と低温であり、製造コストも安
価で工程も簡略であった。この太陽電池は、パッシベー
ション効果および反射防止効果がともに優れ、光電変換
効率の高い太陽電池であった。
【００２８】（実施例２）シリコン化合物材料をインク
ジェット法により塗布した以外は、実施例１と同様にし
て太陽電池を製造した。塗布に際しては、表面電極を形
成する部分にはシリコン化合物材料を塗布しないように
パターン化しながら行なった。製造した太陽電池におけ
るシリコン酸化物膜の厚さは１１００Åであった。
ジェット法により塗布した以外は、実施例１と同様にし
て太陽電池を製造した。塗布に際しては、表面電極を形
成する部分にはシリコン化合物材料を塗布しないように
パターン化しながら行なった。製造した太陽電池におけ
るシリコン酸化物膜の厚さは１１００Åであった。
【００２９】製造した太陽電池自体は、実施例１と同様
の構成を有するものであったが、本実施例では、実施例
１と異なり、インクジェット法により塗布したため、塗
料の無駄がなく、またフォトリソグラフィによるパター
ン化が不要であり、工程が簡略化できた。
の構成を有するものであったが、本実施例では、実施例
１と異なり、インクジェット法により塗布したため、塗
料の無駄がなく、またフォトリソグラフィによるパター
ン化が不要であり、工程が簡略化できた。
【００３０】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、従来の熱酸化法に比べ
て焼成温度が低く、製造コストが安く、かつ簡略化した
工程により、パッシベーション効果および反射防止効果
の双方とも優れる膜を形成することができる。また、シ
リコン化合物材料の塗布をインクジェット法により行な
うときは、膜材料の利用効率を向上し、装置および工程
の簡略化が可能となる。
て焼成温度が低く、製造コストが安く、かつ簡略化した
工程により、パッシベーション効果および反射防止効果
の双方とも優れる膜を形成することができる。また、シ
リコン化合物材料の塗布をインクジェット法により行な
うときは、膜材料の利用効率を向上し、装置および工程
の簡略化が可能となる。
【図１】 本発明の太陽電池の製造方法を表す工程図で
ある。
ある。
【図２】 シリコン化合物材料の焼成温度とキャリアの
ライフタイムとの関係を表すグラフである。
ライフタイムとの関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１１ ｐ層、１２ ｎ層、１３ シリコン化合物材料、
１４ シリコン酸化物膜、１５ 表面電極、１６ ｐ+
層、１７ 裏面電極。
１４ シリコン酸化物膜、１５ 表面電極、１６ ｐ+
層、１７ 裏面電極。
Claims (7)
- 【請求項１】 ｐｎ接合を有するシリコン基板の受光面
側に、シリコン微粒子を含有するシリコン化合物材料を
塗布し、乾燥し、焼成して、シリコン微粒子を含有する
シリコン酸化物膜を形成する工程を含むことを特徴とす
る太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】 前記シリコン化合物材料は、インクジェ
ット法により塗布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。 - 【請求項３】 前記シリコン化合物材料は、Ｓｉ−ＯＲ
（Ｒは、直鎖状または分枝を有する炭化水素基を表
す。）またはＳｉ−ＯＨで表される構造単位を有するシ
ラノール化合物を含有す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】 前記シリコン酸化物膜の厚さは、５００
Å〜２０００Åであることを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 前記シリコン化合物材料は、５００℃〜
９００℃で焼成することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項６】 前記シリコン化合物材料は、６００℃〜
８００℃で焼成することを特徴とする請求項５に記載の
太陽電池の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の方法に
より製造されることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002110704A JP2003303985A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 太陽電池の製造方法およびその方法により製造される太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002110704A JP2003303985A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 太陽電池の製造方法およびその方法により製造される太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003303985A true JP2003303985A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29393760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002110704A Withdrawn JP2003303985A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 太陽電池の製造方法およびその方法により製造される太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003303985A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128258A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Sharp Corp | 太陽電池および太陽電池の製造方法 |
| JP2009272614A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Sharp Corp | エルビウムドープシリコンナノ結晶を含むシリコン酸化物導波路およびその製造方法、並びにそれを備えた集積回路 |
| JP2014154675A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光電変換モジュールおよびその製造方法 |
| JP2015018952A (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-29 | 帝人株式会社 | 酸化シリコン膜形成用組成物 |
| JP2015129284A (ja) * | 2007-01-03 | 2015-07-16 | ナノグラム・コーポレイションＮａｎｏＧｒａｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | シリコン／ゲルマニウムによるナノ粒子インク、ドーピングされた粒子、印刷法、及び半導体用途のためのプロセス |
| JP2017168859A (ja) * | 2011-12-22 | 2017-09-21 | サンパワー コーポレイション | シリコンナノ粒子を用いて太陽電池を製造するためのレーザー接触プロセス、レーザーシステム及び太陽電池構造 |
| JP2019185009A (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | 日本製鉄株式会社 | 波長選択フィルタ及びそれを用いた熱光起電力発電装置 |
| JP2020086407A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 日本製鉄株式会社 | 波長選択フィルタ及びそれを用いた熱光起電力発電装置 |
-
2002
- 2002-04-12 JP JP2002110704A patent/JP2003303985A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8383930B2 (en) | 2004-10-27 | 2013-02-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell and method for producing solar cell |
| JP2015129284A (ja) * | 2007-01-03 | 2015-07-16 | ナノグラム・コーポレイションＮａｎｏＧｒａｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | シリコン／ゲルマニウムによるナノ粒子インク、ドーピングされた粒子、印刷法、及び半導体用途のためのプロセス |
| JP2015129285A (ja) * | 2007-01-03 | 2015-07-16 | ナノグラム・コーポレイションＮａｎｏＧｒａｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | シリコン／ゲルマニウムによるナノ粒子インク、ドーピングされた粒子、印刷法、及び半導体用途のためのプロセス |
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| JP7147519B2 (ja) | 2018-11-30 | 2022-10-05 | 日本製鉄株式会社 | 波長選択フィルタ及びそれを用いた熱光起電力発電装置 |
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