JP2006093418A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体基板の第1の面および第1の面の反対側にある第2の面を酸溶液を用いてエッチングする工程と、酸溶液を用いたエッチング後に半導体基板の第1の面上に保護膜を形成する工程と、保護膜の形成後に半導体基板の第2の面をアルカリ溶液を用いてエッチングする工程とを含む太陽電池の製造方法である。
【選択図】 図1
Description
本発明において、半導体基板としては、たとえばp型またはn型のシリコン基板などが用いられる。なかでも、本発明においては、多結晶のシリコン基板を用いた太陽電池の最大電力を特に向上させることができるので、半導体基板として多結晶のシリコン基板が用いられることが好ましい。
本発明において、酸溶液としては、酸性であって、半導体基板の第1の面および第1の面の反対側にある第2の面をエッチングすることができる溶液が用いられる。なかでも、多結晶のシリコン基板の第1の面および第2の面に太陽光の反射の防止に有効な微細な凹凸を形成することができる観点からは、フッ酸と硝酸と水とを含む酸溶液が用いられることが好ましい。このような酸溶液を用いて半導体基板の第1の面をエッチングすることによって、アルカリ溶液を用いた場合のように太陽光の反射防止効果が不十分な凹凸が形成されず、半導体基板の第1の面に太陽光の反射防止に有効な微細な凹凸を形成することができる傾向にあるため、太陽電池の最大電力を大きくすることができる。
本発明において、半導体基板の第1の面上に形成される保護膜としては、たとえば窒化シリコン膜または二酸化シリコン膜などが用いられる。なかでも、多結晶のシリコン基板を用いた場合にパッシベーション効果を高くする観点からは、保護膜としてプラズマCVD法により形成された窒化シリコン膜が用いられることが好ましい。また、工数を減少させて効率的に太陽電池を製造する観点からは、保護膜が反射防止膜としても用いられることが好ましい。このような保護膜を形成することによって、後述するアルカリ溶液を用いたエッチングの際にエッチングを必要としない半導体基板の第1の面を保護することができる。
本発明において、アルカリ溶液としては、アルカリ性であって、半導体基板の第2の面をエッチングすることができる溶液が用いられる。本発明に用いられるアルカリ溶液としては、たとえば水酸化カリウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化アンモニウムなどのアルカリを水に溶解させた溶液などがある。このようなアルカリ溶液を用いて半導体基板の第2の面をエッチングすることによって、上記の酸溶液を用いたエッチングにより半導体基板の第2の面に形成された微細な凹凸をより平坦にすることができる。したがって、たとえば、このような平坦化された半導体基板の第2の面にアルミニウムペーストを印刷した後に加熱することによって半導体基板の第2の面におけるアルミニウムを含む合金の形成の均一性をより向上させることができるため、アルミニウム粒子の発生を抑制することができ、太陽電池の最大電力を大きくすることができる。
なお、本発明において、アルカリ溶液を用いた半導体基板の第2の面のエッチングは、半導体基板の第2の面の少なくとも一部について行なわれればよい。
本発明において、不純物拡散層は、半導体基板の第1の面および/または第2の面から半導体基板の内部に向けて不純物が拡散することによって半導体基板の第1の面および/または第2の面に形成される。不純物拡散層は、たとえば、ホウ素などのp型不純物またはリンなどのn型不純物を含むドーパント液を半導体基板の第1の面および/または第2の面に塗布した後にこれを加熱することによって形成することができる。また、p型不純物またはn型不純物を含むペーストを半導体基板の第1の面および/または第2の面に塗布した後にペーストを加熱することによっても形成することができる。このような不純物拡散層を形成することによって半導体基板の内部にpn接合やBSFを形成することができる。
本発明において、マスク材としては、たとえばシリコンを含む溶液とチタンを含む溶液と主溶液との混合液が用いられる。ここで、シリコンを含む溶液としては、たとえばケイ酸エチル、ケイ酸メチル、ケイ酸イソプロピル、シリコンのハロゲン化物などの溶液がある。また、チタンを含む溶液としては、たとえばテトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートまたは塩化チタンなどの溶液の他に、固形状のチタンをアルコールなどに溶解させた溶液などがある。また、主溶液としては、たとえばイソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類やメチルエチルケトンなどのケトン類などがある。なお、マスク材として用いられる上記の混合液には、ギ酸、酢酸、シュウ酸または安息香酸などのカルボン酸が含まれていてもよい。
図1(a)〜(k)は、実施例1における太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。まず、たとえばワイヤーソーなどを用いて、多結晶のp型シリコンインゴットを幅125mm×長さ125mm×厚さ300μm程度の平板状に切り出すことによって図1(a)に示すp型シリコン基板2を得た。ここで、p型シリコン基板2の表面にはダメージ層1が形成されていた。
図2(a)〜(j)は、実施例2における太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。まず、たとえばワイヤーソーなどを用いて、多結晶のp型シリコンインゴットを幅125mm×長さ125mm×厚さ300μm程度の平板状に切り出すことによって図2(a)に示すp型シリコン基板2を得た。ここで、p型シリコン基板2の表面にはダメージ層1が形成されていた。
図3(a)〜(k)は、実施例3における太陽電池の製造方法を図解する模式的な断面図である。まず、たとえばワイヤーソーなどを用いて、多結晶のp型シリコンインゴットを幅125mm×長さ125mm×厚さ300μm程度の平板状に切り出すことによって図3(a)に示すp型シリコン基板2を得た。ここで、p型シリコン基板2の第1の面としての受光面および第2の面としての裏面にはダメージ層1が形成されていた。
p型シリコン基板の受光面に保護膜としての窒化シリコン膜を形成せず、p型シリコン基板の裏面のエッチングを行なわなかったこと以外は実施例3と同様にして、太陽電池を形成した。
Claims (7)
- 半導体基板の第1の面および前記第1の面の反対側にある第2の面を酸溶液を用いてエッチングする工程と、前記酸溶液を用いたエッチング後に前記半導体基板の第1の面上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜の形成後に前記半導体基板の第2の面をアルカリ溶液を用いてエッチングする工程と、を含む、太陽電池の製造方法。
- 前記アルカリ溶液は、温度が15℃以上35℃以下であって、アルカリ濃度が2.5質量%以上10質量%以下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。
- 前記酸溶液は、フッ酸と、硝酸と、水と、を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記半導体基板の第1の面に不純物拡散層を形成した後に、前記半導体基板の第2の面がアルカリ溶液を用いてエッチングされることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記半導体基板の第2の面の少なくとも一部にマスク材を塗布した後に前記半導体基板の第1の面に不純物拡散層を形成し、その後、前記半導体基板の第2の面がアルカリ溶液を用いてエッチングされることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記保護膜は、プラズマCVD法により形成された窒化シリコン膜であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記保護膜上に銀ペーストを印刷した後に加熱することによって前記半導体基板の第1の面上に電極を形成することを特徴とする、請求項6に記載の太陽電池の製造方法。
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