JP2007081300A

JP2007081300A - 太陽電池の製造方法

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Publication number: JP2007081300A
Application number: JP2005270200A
Authority: JP
Inventors: Koji Funakoshi; 康志舩越
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: JP4684056B2

Abstract

【課題】フォトリソグラフィー技術のような高コスト技術に替わる、スクリーン印刷のような低コスト技術で、半導体基板上のドーパント領域の高精細パターンを構造化し得る工程を有する裏面接合型太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】ＳｉＯ₂および／もしくはＳｉＯ₂前駆体を含むペーストを半導体基板上にパターニングして塗布し、酸素雰囲気で焼成することでドーパントの拡散制御マスクを形成させ、その後ドーピングを行なうことで、パターニングされた拡散層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光を電気に変換する太陽電池の製造方法に関するものであり、特に低コスト化および高効率化が求められている住宅用太陽電池の製造方法に関するものである。

受光面に電極がない裏面接合型太陽電池は、電極によるシャドウロスがなく、入射してくる太陽光を１００％太陽電池に取り込むことができるため、原理的に高効率が実現可能である。特許文献１では、集光型に適した裏面接合型太陽電池の一形態を開示している。図１にその構造の概略断面図を示す。

図１において半導体基板１０の受光面の裏面側（以下、裏面側とだけ表記）に高濃度ｐドーピング領域１２と高濃度ｎドーピング領域１３を交互に設けている。また、半導体基板１０の受光面にテクスチャエッチング面１８を形成している。半導体基板１０の表面にはパッシベーション層１１が形成されており、これによって表面再結合が抑制されている。裏面側に設けられたｐ領域コンタクトホール１６またはｎ領域コンタクトホール１７を介して高濃度ｐドーピング領域１２にはｐ電極１４が、高濃度ｎドーピング領域１３にはｎ電極１５が接続されており、これらから電流を取り出す。受光面上にあるパッシベーション層１１は反射防止膜としての働きも兼ねている。この図からわかるように高濃度ｐ、ｎドーピング領域およびそれぞれの電極は全て裏面側に形成されており、表面（受光面）には光をさえぎるものが何もないため、太陽光を１００％取り込むことができる。

前記裏面接合型太陽電池の裏面構造は、高濃度ｐドーピング領域１２と高濃度ｎドーピング領域１３とが交互に形成された精密なパターニングとなっている。その太陽電池の裏面構造の製造プロセスを以下、図１を用いて説明する。

まず酸化膜を形成後、窒化膜を堆積しパッシベーション層１１を形成する。次にフォトリソグラフィー技術によりｎ領域コンタクトホール１７を開け、ｎ型のドーパントを含むガラス層をＣＶＤ（化学気相成長法）により堆積させる。そのガラス層の高濃度ｐドーピング領域に相当する部分を除去した後、ｐ領域コンタクトホール１６をフォトリソグラフィー技術により形成し、ｐ型のドーパントを含むガラス層を堆積させる。これを９００℃で加熱すると高濃度ｐドーピング領域１２および高濃度ｎドーピング領域１３が形成される。このあと表面に残留するガラス層を全て除去し、Ｈ₂中、９００℃以上の高温で熱処理しＳｉ−ＳｉＯ₂間界面を水素化処理する。拡散源となった２つのガラス層を除去した後、アルミニウム（Ａｌ）をスパッタなどで堆積し、フォトリソグラフィー技術によりパターニングしてｐ電極１４およびｎ電極１５を形成する。

また、半導体ドーピング技術を安価かつ簡易に形成するために、ドーパントペーストおよびマスキングペーストの研究が進められている。ドーパントペーストとは、単結晶および多結晶シリコン基板にｐ＋およびｎ＋領域を形成するためにスクリーン印刷可能なペーストであり、マスキングペーストとは、半導体製造の際にドーパントの拡散を制御するためのペーストである（特許文献２参照）。

また、太陽電池の製造工程において半導体基板の少数キャリアライフタイムの低下を克服するために、ドーパントの拡散制御マスクでパターニングをあらかじめ行なってからドーピングを行なう技術に関して研究が進んでいる（特許文献３参照）。
米国特許第４，９２７，７７０号公報明細書特表２００２−５３９６１５号公報特開２００２−１２４６９２号公報

図１のような裏面接合型太陽電池は、当初集光型の太陽電池として開発されたものであり、その作製には複雑なフォトリソグラフィー技術や高品位のドーピング技術、パッシベーション技術が用いられていた。その結果、コストが高くなり一般の地上用太陽電池としては適していなかった。したがって、図１のような裏面接合型太陽電池の製造コストを安くするためには複雑なフォトリソグラフィー技術などを用いずに高濃度ｎドーピング領域および高濃度ｐドーピング領域を形成することが望ましい。

そこで、本発明の目的はフォトリソグラフィー技術に替わるスクリーン印刷のような低コスト技術で、セルを構造化する工程を有する太陽電池の製造方法を開発することである。

本発明は、ＳｉＯ₂および／もしくはＳｉＯ₂前駆体を含むペーストを半導体基板上にパターニングして塗布し、酸素雰囲気で焼成することでドーパントの拡散制御マスクを形成させ、その後ドーピングを行なうことで、パターニングされた拡散層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法に関する。また本発明は、前記ドーパントの拡散は、気相拡散もしくは塗布拡散であることが望ましい。また本発明は、前記焼成は、焼成温度８００〜１０５０℃、焼成時間１０〜６０分であることが望ましい。また本発明は、前記ドーパントの拡散の拡散温度は、ｐ型ドーパント拡散は８００℃以上、ｎ型ドーパント拡散は７００℃以上であることが望ましい。また本発明は、前記ペーストは、ＳｉＯ₂前駆物質としてテトラエチルオルソシリケートを５〜２５質量％、増粘剤としてエチルセルロースを５〜２５質量％、テトラエチルオルソシリケートの加水分解反応の触媒として酸を０．１質量％含有することが望ましい。

ＳｉＯ₂および／もしくはＳｉＯ₂前駆物質を含むペースト（以下、マスキングペーストと表記）を、半導体基板に所望の形状に塗布（印刷）し、塗布したペーストを焼成させることで拡散制御マスクを形成することができる。その結果、簡易的にｎドーピング領域およびｐドーピング領域の微細なパターニング形成をすることができ、低コストな裏面接合型太陽電池を製造することができる。

本発明にかかる太陽電池の製造方法について、その実施の形態を具体的に説明する。
＜マスキングペーストを用いた太陽電池の製造方法＞
図２は、本発明による太陽電池の製造方法の概略断面図である。以下、マスキングペーストを用いて裏面接合型太陽電池を製造する方法を図２に沿って説明する。

まず、半導体基板１０のスライスダメージ面を、弗酸と硝酸の混酸もしくは水酸化カリウム溶液などのアルカリ溶液でエッチング除去する。そして、半導体基板１０の受光面側の全面に、マスキングペースト３０をスクリーン印刷などの方法で塗布し、オーブンを用いて数十分間３００℃程度で乾燥させる。次に裏面側にもマスキングペースト３０をスクリーン印刷などの方法で塗布する。この際、裏面側には、所望の形状に開口部を設けたパターンでマスキングペースト３０を塗布する。そして、再度オーブンにより乾燥させる（図２（ａ））。

次にこの基板を酸素雰囲気下において８００〜１０５０℃で、１０〜６０分間焼成し、拡散制御マスク３３の材料となるＳｉＯ₂に焼結させる。このとき酸素雰囲気で焼成することが重要であり、窒素もしくは空気雰囲気でアニールすると十分な拡散制御性が得られない。酸素雰囲気とすることでより緻密な膜が形成される。また、焼成温度が８００℃以下でも十分な拡散制御性は得られない。当然酸素雰囲気で高温に保つと半導体基板１０上の拡散制御マスク３３の開口部にも酸化膜が形成され、拡散を阻害する可能性がある。実際に８００〜１０５０℃の酸化を行なった半導体基板と行なっていない半導体基板に、同じ条件で拡散を行なうとｐ型、ｎ型ともに数〜１０％程度シート抵抗に差がでる。ただし、これは拡散温度や拡散時間を変更することで制御できるレベルであり、拡散制御マスク３３を形成するマスキングペースト３０をスクリーン印刷などの方法で塗布することでパターニングできる有効性は計り知れない。

その後、８００〜１０５０℃で、３０〜１００分間ｐ型ドーパント３１を拡散させることにより、拡散制御マスク３３の開口部に相当する部分のみｐ型ドーパント３１が半導体基板１０内に拡散して、高濃度ｐドーピング領域１２が形成される（図２（ｂ））。

この際、拡散方法としては気相拡散や、ホウ素（Ｂ）を含む溶液をスピンコートして高温でアニールする塗布拡散などがあげられる。その後濃度１０％程度の弗酸に１分間程度浸漬することで半導体基板１０両面の拡散制御マスク３３を除去することができる。

ｎ型ドーパント拡散についても、再度マスキングペースト３０を半導体基板１０の受光面側の全面にスクリーン印刷・乾燥し、次いで裏面側に部分的に開口部を設けてスクリーン印刷などの方法で塗布・乾燥し、上記と同様の条件で焼成し、拡散制御マスク３３の材料となるＳｉＯ₂に焼結させる（図２（ｃ））。

その後７００〜１０００℃、３０〜６０分間ｎ型ドーパント３２を拡散することにより、高濃度ｎドーピング領域１３を形成する（図２（ｄ））。

この際、拡散方法としては気相拡散や、リン（Ｐ）を含む溶液をスピンコートして高温でアニールする塗布拡散などがあげられる。

上記の様にして各ドーピング領域を形成した後に、１０％程度の弗酸に１分間程度浸漬することで半導体基板１０両面の拡散制御マスク３３を除去する。そして、半導体基板１０の裏面側に酸化膜もしくは窒化膜によりテクスチャエッチングマスクを形成する。その半導体基板１０を、界面活性剤としてイソプロピルアルコールを１〜１０質量％添加し、７５〜８５℃程度に保った１〜１０質量％の水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液に、１０〜６０分間浸透させることによって、受光面にテクスチャエッチング面１８を形成する。テクスチャエッチングを形成する方法には、ヒドラジン水溶液等を用いる方法もあるが、受光面に入射光反射を抑制するテクスチャ構造形成できるものであれば、どのような方法でも用いることができる。

テクスチャエッチングマスクを１０％弗酸により除去した後、半導体基板１０両面にパッシベーション層１１を形成する（図２（ｅ））。

受光面側のパッシベーション層１１は反射防止膜も兼ね、パッシベーション膜としては酸化膜もしくは窒化膜を用いる。

その後、裏面側のパッシベーション層１１に穴開け加工を施してｐ領域コンタクトホール１６、ｎ領域コンタクトホール１７を設けた上でｐ電極１４、ｎ電極１５を形成し、裏面接合型太陽電池を製造する（図２（ｆ））。

また、マスキングペーストを塗布する（図２（ａ））前に、テクスチャエッチング面１８を形成しておくことも可能である。この場合は、半導体基板１０のスライスダメージ面のエッチング除去後、半導体基板１０の裏面側に酸化膜もしくは窒化膜によりテクスチャエッチングマスクを形成し、上記と同様の方法で受光面にテクスチャエッチング面１８を形成する。それ以後は、マスキングペーストを用いて上記と同様の方法で裏面接合型太陽電池を製造する。

また、本実施の形態では、ｐ型ドーパント拡散から行なったが、先にｎ型ドーパント拡散から行なってもかまわない。

この様に、拡散制御マスク３３としてマスキングペースト３０を使って、拡散制御を行なうことにより、簡便にドーピング領域をパターン形成することができ、ドーパント濃度の複雑な分布を有する裏面接合型太陽電池を低コストで量産することが可能となる。

＜マスキングペーストの役割と組成＞
マスキングペーストを上述する条件で焼成することによって、拡散制御マスクが形成される。マスキングペーストが塗布、例えばスクリーン印刷されていない部分のみにドーパントの拡散が生じる。拡散制御マスクとは、ドーパントの拡散工程において、ドーパントの拡散を停止させるなどの制御機能を有する膜をいう。拡散制御マスクの材質としてはＳｉＯ₂を用いているが、ＳｉＯ₂前駆体は、通常マスキングペースト中にＳｉ（ＯＨ）₄の形で存在していると考えられ、乾燥工程によりＳｉＯ₂に変化し、拡散防御マスクとしての役割を果たす。ＳｉＯ₂前駆体を形成するのは、ほかにＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）のような一般式Ｒ´_nＳｉ（ＯＲ）_4-nで示される物質、シロキサン、ポリシロキサンも含まれる（Ｒ´はメチル、エチルまたはフェニル、Ｒはメチル、エチル、ｎ−プロピルまたはｉ−プロピル、ｎは０、１または２）。

＜マスキングペーストの製造方法＞
まず、ガラス瓶にＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）のような一般式Ｒ´_nＳｉ（ＯＲ）_4-n（Ｒ´はメチル、エチルまたはフェニル、Ｒはメチル、エチル、ｎ−プロピルまたはｉ−プロピル、ｎは０、１または２）で示される物質（以下ＴＥＯＳを例に説明する）、溶剤（ブチルセロソルブ）、水、塩酸を適量入れ、１０分程度よく攪拌した後、６時間程度放置する。この過程により塩酸を触媒としてＴＥＯＳと水が化学反応を起こし、エチルアルコールとＳｉＯ₂前駆体であるＳｉ（ＯＨ）₄が発生する。触媒は、硝酸、硫酸などの無機酸、ギ酸、酢酸、しゅう酸などの有機酸など、酸であればよい。ただし、半導体に対して影響を与えにくく、かつ入手しやすい塩酸を用いることが望ましい。

最後に増粘剤（エチルセルロース）を混入して十分に攪拌しマスキングペーストを完成させる。このとき、スクリーン印刷でペーストを塗布する場合を例に説明すると、ペーストの粘度が小さすぎるとペーストが印刷スクリーンの隙間から漏れ出し、逆に粘度が大きすぎるとペーストが基板（シリコン基板など）に転写（塗布）されにくくなる。したがって、増粘剤の濃度はマスキングペーストの５〜２５重量％になるように設定する。また、拡散制御マスクの主成分はＳｉＯ₂なので、このＳｉＯ₂薄膜が拡散制御マスク性を発揮するためには、マスキングペースト中のＳｉＯ₂前駆体であるＴＥＯＳの濃度は高い方がよい。しかし、ＴＥＯＳ濃度が高すぎると拡散制御マスク形成時にひび割れる可能性がある。したがって、マスキングペーストに含まれるＴＥＯＳ（ＳｉＯ₂前駆体）の濃度はマスキングペーストの５〜２５重量％になるように設定する。

また、溶剤として適当なエチレングリコール、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ジエチルセロソルブ、セロソルブアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メトキシメトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、トリエチルグリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、１−ブトキシエトキシプロパノール、ジプロピルグリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジアール、１，５−ペンタンジアール、ヘキシレングリコール、グリセリン、グリセリルアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリルトリアセテート、トリメチロールプロピン、１，２，６−ヘキサントリオールまたはそれらの親水性誘導体、などの親水性多価アルコールならびに、例えば１，２−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、オクタンジオール、などの脂肪族および芳香族多価アルコール、これらのエステルおよびエーテル、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、そしてジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどの親水性エーテル、メチラール、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、あるいはギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルなどの親水性エステルまたはこれらの溶剤の混合物などを使用することも可能である。

また、増粘剤として適当なさまざまな品質および特性のベントナイト、さまざまな極性溶剤混合物用の一般に無機のレオロジー添加剤、ニトロセルロースおよびその他のセルロース化合物、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、高分散性非晶質ケイ酸（Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標））、ポリビニルブチラール（Ｍｏｗｉｔａｌ（登録商標））、ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ｖｉｖｉｓｔａｒ）、熱可塑性ポリアミド樹脂（Ｅｕｒｅｌｏｎ（登録商標））、有機ヒマシ油誘導体（ＴｈｉｘｉｎＲ（登録商標））、ジアミド・ワックス（Ｔｈｉｘａｔｒｏｌｐｌｕｓ（登録商標））、膨潤ポリアクリル酸塩（Ｒｈｅｏｌａｔｅ（登録商標））、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどを使用することも可能である。

（実施例１）
まず、ガラス瓶にＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）３０ｇ、溶剤としてブチルセロソルブ１００ｇ、水１０ｇ、塩酸数滴を入れ、１０分間よく攪拌した後、６時間放置した。この過程により塩酸を触媒としてＴＥＯＳと水が化学反応を起こし、エチルアルコールとＳｉＯ₂前駆体であるＳｉ（ＯＨ）₄が発生した。

最後に増粘剤としてエチルセルロース１０ｇを混入して十分に攪拌しマスキングペーストを完成させた。

次に、上記の方法で作製したマスキングペーストを用いた裏面接合型太陽電池の製造方法の実施例を、図２を例にして以下説明する。

まず、マスキングペースト３０をｎ型シリコン半導体基板１０の受光面側の全面にスクリーン印刷し、オーブンを用いて２０分間、３００℃程度で乾燥させた。次に、裏面側には部分的にスクリーンの開口部を設けることにより、１ｍｍ間隔に０．５ｍｍの開口部を設けてマスキングペースト３０を１０μｍの高さでスクリーン印刷し、再度オーブンにより乾燥させた（図２（ａ））。

次に、このｎ型シリコン半導体基板１０を酸素雰囲気下において、１０００℃で６０分間、マスキングペースト３０を焼成し、拡散制御マスク３３の材料となるＳｉＯ₂に焼結させた。

その後、１０００℃で３０分間、ｐ型ドーパント３１としてＢＢｒ₃を気層拡散法によって拡散させることにより、拡散制御マスク３３の開口部に相当する部分のみｐ型ドーパント３１がｎ型シリコン半導体基板１０内に拡散して、高濃度ｐドーピング領域１２が形成された（図２（ｂ））。

その後、濃度１０％程度の弗酸に１分程度浸漬することで、ｎ型シリコン半導体基板１０両面の拡散制御マスク３３を除去することができた。

上記の方法で高濃度ｐドーピング領域１２のパターニングを行なったｎ型シリコン半導体基板１０の光照射下での電圧分布を図３に示す。マスキングペースト３０が印刷されない領域ではｐ型ドーパント３１の拡散が行われｐｎ接合が形成されたために電圧が発生しているが、マスキングペースト３０が印刷された領域ではｐ型ドーパント３１の拡散が行われず、ｐｎ接合が形成されないため殆ど電圧が発生していないことが分かった。

ｎ型ドーパント拡散についても、再度マスキングペースト３０をｎ型シリコン半導体基板１０の受光面側の全面にスクリーン印刷・乾燥し、次いで裏面側に部分的に開口部を設けてスクリーン印刷・乾燥し、上記と同様の条件で焼成し、拡散制御マスク３３の材料となるＳｉＯ₂に焼結させた（図２（ｃ））。

その後、９００℃で３０分間、ｎ型ドーパント３２としてＰＯＣｌ₃を気層拡散法によって拡散させることにより、高濃度ｎドーピング領域１３を形成した（図２（ｄ））。

上記の様にして各高濃度ドーピング領域を形成した後、１０％程度の弗酸に１分間程度浸漬することでｎ型シリコン半導体基板１０両面の拡散制御マスク３３を除去した。そして、ｎ型シリコン半導体基板１０の裏面側に酸化膜によりテクスチャエッチングマスクを形成し、界面活性剤としてイソプロピルアルコールを５質量％添加し、７５〜８５℃程度に保った３質量％水酸化カリウム水溶液に、３０分間浸透させることによって、受光面にテクスチャエッチング面１８を形成した。

そして、ｎ型シリコン半導体基板１０両面にプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成し、パッシベーション層１１を形成した（図２（ｅ））。

その後、裏面側のパッシベーション層１１に穴開け加工を施してｐ領域コンタクトホール１６、ｎ領域コンタクトホール１７を設けた上でｐ電極１４、ｎ電極１５を形成し、裏面接合型太陽電池を製造した（図２（ｆ））。

このようにして完成した太陽電池の特性を調べるために、短絡電流、開放電圧、曲率因子、変換効率をソーラーシミュレータ（ＡＭ１．５）で測定した。結果を表１に示す。

（比較例１）
マスキングペーストの代わりにフォトリソグラフィー技術を用いて裏面接合型太陽電池を製造した。

まずｎ型シリコン半導体基板に常圧ＣＶＤ法により、両面に酸化膜を形成した。次いでフォトリソグラフィー技術により裏面側の酸化膜に開口部を設け、１０００℃で２０分間、ｐ型ドーパントとしてＢＢｒ₃を気層拡散法によって拡散させた。これにより、酸化膜の開口部に相当する部分のみｐ型ドーパントが、ｎ型シリコン半導体基板内に拡散され、高濃度ｐドーピング領域が形成された。その後、１０％程度の弗酸により酸化膜を全て除去した。なお、酸化膜の開口部は実施例１と同じ形状である。

再度、同様にしてシリコン半導体基板両面に酸化膜を形成し、フォトリソグラフィー技術により裏面側の酸化膜に開口部を設け、９００℃で２０分間、ｎ型ドーパントとしてＰＯＣｌ₃を気層拡散法によって拡散させることにより、高濃度ｎドーピング領域が形成された。

その後、上記と同様に弗酸により酸化膜を全て除去し、実施例１と同様の方法にてテクスチャエッチング面、パッシベーション層、ｐ電極、ｎ電極を形成し、裏面接合型太陽電池を製造した。

製造した太陽電池を、実施例１と同様に太陽電池の特性を測定した結果を表１に併記する。

（評価結果）
本発明の実施例と、比較例によって、それぞれ製作された太陽電池の特性を測定し比較した。その結果、フォトリソグラフィー工程を含む製造方法による従来の裏面接合型太陽電池（比較例１）と比べて、本発明の製造方法による裏面接合型太陽電池（実施例１）は遜色がなかった。また、高い太陽電池の特性が得られることもわかった。

今回開示された実施の形態、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。マスキングペーストは本実施例であげた裏面接合型太陽電池の他、裏面接合型太陽電池ほど高精細パターンを必要としない選択エミッタ構造や部分ＢＳＦ構造の太陽電池にも応用が可能である。本発明の範囲は、上記した説明でなく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のすべての変更が含まれることが意図される。

マスキングペーストを用い、所望の形状に塗布し、拡散制御マスクを形成することにより、簡易的にｎドーピング領域およびｐドーピング領域の微細なパターニング形成をすることができ、裏面接合型太陽電池を安価に製造することができる。

裏面接合型太陽電池の概略断面図である。本発明による太陽電池の製造方法の概略断面図である。実施例１で示されるマスキングペーストを用いて高濃度ｐドーピング領域のパターニングを行なったｎ型シリコン基板の光照射下での電圧分布を示す図である。

符号の説明

１０半導体基板、１１パッシベーション層、１２高濃度ｐドーピング領域、１３高濃度ｎドーピング領域、１４ｐ電極、１５ｎ電極、１６ｐ領域コンタクトホール、１７ｎ領域コンタクトホール、１８テクスチャエッチング面、３０マスキングペースト、３１ｐ型ドーパント、３２ｎ型ドーパント、３３拡散制御マスク。

Claims

ＳｉＯ₂および／もしくはＳｉＯ₂前駆体を含むペーストを半導体基板上にパターニングして塗布し、酸素雰囲気で焼成することでドーパントの拡散制御マスクを形成させ、その後ドーピングを行なうことで、パターニングされた拡散層を形成することを特徴とする太陽電池の製造方法。
前記ドーパントの拡散は、気相拡散もしくは塗布拡散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。
前記焼成は、焼成温度８００〜１０５０℃、焼成時間１０〜６０分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。
前記ドーパントの拡散の拡散温度は、ｐ型ドーパント拡散は８００℃以上、ｎ型ドーパント拡散は７００℃以上であることを特徴とする請求項１〜３に記載の太陽電池の製造方法。
前記ペーストは、ＳｉＯ₂前駆体としてテトラエチルオルソシリケートを５〜２５質量％、増粘剤としてエチルセルロースを５〜２５質量％、テトラエチルオルソシリケートの加水分解反応の触媒として酸を０．１質量％含有することを特徴とする請求項１〜４に記載の太陽電池の製造方法。