JP2008078665A - 基板にドープ領域を形成する方法及び光電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術の方法より少ない段階を有し、工業的な実装に経済的に有益であるような、ドープ領域またはドープ構造を基板内に作る方法を提供する。
【解決手段】本発明は、光電池（１００）の後部表面上にドープ領域（１６，１８）を作るための方法に関連する。第１の伝導型のドーピングペーストが、該第１の伝導型でドープされる領域（１６）の要求される分布と一致したパターンに従って、半導体ベースの基板（２）の後部表面上に堆積される。次に、酸化物層が、少なくとも、ドーピングペーストで覆われていない基板の後部表面の部分上に堆積される。最後に、アニーリングが基板内にドープ剤を拡散させ、ドーピングペーストの下にドープ領域（１６，１８）を形成する。
【選択図】図１Ｅ
【解決手段】本発明は、光電池（１００）の後部表面上にドープ領域（１６，１８）を作るための方法に関連する。第１の伝導型のドーピングペーストが、該第１の伝導型でドープされる領域（１６）の要求される分布と一致したパターンに従って、半導体ベースの基板（２）の後部表面上に堆積される。次に、酸化物層が、少なくとも、ドーピングペーストで覆われていない基板の後部表面の部分上に堆積される。最後に、アニーリングが基板内にドープ剤を拡散させ、ドーピングペーストの下にドープ領域（１６，１８）を形成する。
【選択図】図１Ｅ
Description
本発明は、光電池または太陽電池の分野に関わり、さらにとりわけ、後部のコンタクト（接点）を備える光電池、すなわち、光放射を受けることを目的とする面とは反対側の表面上に金属コンタクトおよびＰＮ接合を有する光電池の分野に関する。
光電池は前部表面上および後部表面上に（例えばグリッドの形で）金属コンタクトを有することができる。後部表面上のみにＰＮ接合および金属コンタクトを有する、ＲＣＣセル（リア・コンタクトセル(Rear Contact Cell)）、またはＩＢＣ（インターディジテイティッド・バックコンタクト(Interdigitated Back Contact)）と呼ばれる光電池も存在する。金属コンタクト（前後部表面か後部表面のみか）の構造にかかわらず、光電池は前部表面を通して電池に入射する光放射の一部を反射する：これらは反射率に起因する損失である。前部表面上および後部表面上に金属コンタクトを有する電池（セル）と比較して、ＲＣＣセルは、前部表面上のグリッドの欠如に起因して低い反射率損失を持っている。
ＲＣＣセルの原理は、基板内の後部表面において、ドープ構造と呼ばれ、ＰＮ接合を形成するＰおよびＮドープ領域を有することである。特許文献１および特許文献２はＲＣＣセルおよびそれらのセルを製造するための方法を記載している。
特許文献３は、ＲＣＣセルの後部表面上にドープ構造を、そして前部表面上にドープ層を製造するための方法を記載している。この方法の各段階は以下のようである：
・ある伝導型を有する基板の後部表面上（製造されるＲＣＣセルの将来の後部表面の側）に、大気圧化学気相蒸着（ＡＰＣＶＤ）によって第１の伝導型を有する第１の酸化ケイ素層を堆積する。
・第１のドープされた酸化ケイ素層上に第１の真性酸化ケイ素層をＡＰＣＶＤ堆積する。
・第１の真性酸化ケイ素層上へエッチングマスクをスクリーン印刷し、基板内に第１の伝導型のドープ構造の分布を定義する。
・第１のドープされた、真性酸化ケイ素層を化学エッチングする。
・第１の伝導型と反対の第２の伝導型でドープされた第２の酸化ケイ素層を、第１のドープされた真性酸化ケイ素層においてエッチングされたパターンで、ＡＰＣＶＤ堆積する。
・第２のドープされた酸化ケイ素層の上に第２の真性酸化ケイ素層をＡＰＣＶＤ堆積する。
・水酸化カリウム溶液によって基板の前部表面をテクスチュア化(texturation)する。
・拡散チューブ炉内で基板の堆積された層をアニーリングし、基板の後部表面上に第１および第２の伝導型のドープ構造を形成し、基板の前部のテクスチュア化された表面上にドープされた酸化ケイ素層をも形成する。
・ある伝導型を有する基板の後部表面上（製造されるＲＣＣセルの将来の後部表面の側）に、大気圧化学気相蒸着（ＡＰＣＶＤ）によって第１の伝導型を有する第１の酸化ケイ素層を堆積する。
・第１のドープされた酸化ケイ素層上に第１の真性酸化ケイ素層をＡＰＣＶＤ堆積する。
・第１の真性酸化ケイ素層上へエッチングマスクをスクリーン印刷し、基板内に第１の伝導型のドープ構造の分布を定義する。
・第１のドープされた、真性酸化ケイ素層を化学エッチングする。
・第１の伝導型と反対の第２の伝導型でドープされた第２の酸化ケイ素層を、第１のドープされた真性酸化ケイ素層においてエッチングされたパターンで、ＡＰＣＶＤ堆積する。
・第２のドープされた酸化ケイ素層の上に第２の真性酸化ケイ素層をＡＰＣＶＤ堆積する。
・水酸化カリウム溶液によって基板の前部表面をテクスチュア化(texturation)する。
・拡散チューブ炉内で基板の堆積された層をアニーリングし、基板の後部表面上に第１および第２の伝導型のドープ構造を形成し、基板の前部のテクスチュア化された表面上にドープされた酸化ケイ素層をも形成する。
このような方法の不利点は、ドープ構造を製造するためのコストと必要な工程段階の数である。
P.Hackeらによる非特許文献１は、後部表面においてドープ構造を製造するための他の方法について記載している。まず、基板の表面上に第１のパターンに従ってＰ型のドーピングペーストが堆積される。次に基板は、堆積されたペーストのドープ剤の拡散を起こさせる焼付け操作を受けさせられ、第１のパターンに従って基板内にＰドープされた領域を作る。同時にこの焼付けに対して、Ｎ型ドープ剤の拡散を基板に引き起こす。ドープピングペーストは、このドーピングペーストの下に位置する基板の領域をＮ型ドープ剤がドープすることを妨げることによって、拡散バリアの役割を果たす。このように、Ｐドープ領域を有したＮドープされた基板が得られる。
やはり、このような方法の不利点は、コストと工業的な実装であり、これを実行することが難しい。
米国特許第４,９２７,７７０号明細書
米国特許第５,０５３,０８３号明細書
米国特許第６,９９８,２８８号明細書
P.Hackeら著，「ボロンソース拡散バリアを使う、スクリーン印刷をされたインターディジテイティッド・バックコンタクト(A screenprinted interdigitated back contact cell using a boronsource diffusion barrier)」，Solar Energy Materials & Solar Cells 88，２００５年，第１１９〜１２７頁
本発明の目的は、従来技術の方法より少ない段階を有し、また工業的な実装に経済的に有益であるような、ドープ領域またはドープ構造を基板内に作る方法を提供することである。
これを行うために、本発明は、光電池の後部表面上にドープ領域を作るための方法であって、少なくとも、
ａ)第１の伝導型のドープ剤を有する第１のドーピングペーストを、基板における第１の伝導型でドープされる領域の要求される分布と一致したパターンに従って、半導体ベースの基板の後部表面と呼ぶ表面の上に堆積する段階と、
ｂ）酸化物層を、少なくとも、ドーピングペーストで覆われていない基板の後部表面の部分上に堆積する段階と、
ｃ）基板内にドープ剤を拡散させる温度で、基板をアニーリングして、ドーピングペーストの下の基板内にドープ領域を形成する段階と、
を有することを特徴とする方法、を提供する。
ａ)第１の伝導型のドープ剤を有する第１のドーピングペーストを、基板における第１の伝導型でドープされる領域の要求される分布と一致したパターンに従って、半導体ベースの基板の後部表面と呼ぶ表面の上に堆積する段階と、
ｂ）酸化物層を、少なくとも、ドーピングペーストで覆われていない基板の後部表面の部分上に堆積する段階と、
ｃ）基板内にドープ剤を拡散させる温度で、基板をアニーリングして、ドーピングペーストの下の基板内にドープ領域を形成する段階と、
を有することを特徴とする方法、を提供する。
この場合および本明細書の残り全体においては、基板をアニーリングすることは、半導体ベースの基板および基板上に堆積された層のアニーリングのことを言う。
従って、本発明の方法は、基板の後部表面上にドープ構造を作ることができ、一方で、アニーリング段階の前に提供された酸化物堆積物によってドープ剤の外部拡散から基板の残りの部分を保護する。ドーピングペーストの使用は、前述の従来技術の方法において実施されるプラズマ堆積に対して、工業的な実装のコストを減らすことを可能にする。
この方法は、段階ａ)と段階ｂ）の間に、第１の伝導型と反対の第２の伝導型を備えたドープ剤を有する第２のドーピングペーストを、基板における第２の伝導型でドープされる領域の要求される分布と一致したパターンに従って、基板の後部表面の上に堆積する段階をも有することができ、その状況で、第２の伝導型でドープされた領域は、第１の伝導型でドープされた領域に重ねられない。
従って、この方法は、基板の後部表面上にドープ構造を同時に製造することを可能にし、一方で、アニーリング段階の前に酸化物の挿入によって形成されたドーピング構造間の電気的絶縁を確実にする。そのため、この方法は、特に、ＲＣＣセルの製造において、基板内にドープ領域を作るための段階の数を減らすことを可能にする。
この方法は、第１のドーピングペーストを堆積する段階ａ）と第２のドーピングペーストを堆積する段階との間に、少なくとも、
ａ１)酸化物層を、少なくとも、第１のドーピングペーストによって覆われない基板の後部表面の部分上に堆積する段階と、
ａ２）基板内のドープ剤を拡散させる温度で、基板をアニーリングして、ドーピングペーストの下の基板内にドープ領域を形成する段階と、
ａ３）基板の後部表面上に位置した酸化物層とドーピングペーストとを除去する段階と、
をも有することができる。
ａ１)酸化物層を、少なくとも、第１のドーピングペーストによって覆われない基板の後部表面の部分上に堆積する段階と、
ａ２）基板内のドープ剤を拡散させる温度で、基板をアニーリングして、ドーピングペーストの下の基板内にドープ領域を形成する段階と、
ａ３）基板の後部表面上に位置した酸化物層とドーピングペーストとを除去する段階と、
をも有することができる。
この場合、それぞれのドープ領域のために行なわれたアニーリングのプロフィール（形状）は、第１の伝導型でドープされた領域をまず作り、そして次に第２の伝導型でドープ領域を作ることによって最適化される。例えば、アニーリング動作の温度と持続期間は、ドープ領域を作るために使われるドーピングペーストに応じて調整されることになる。
この方法は、酸化物層を堆積する段階ａ１）と基板をアニーリングする段階ａ２）との間に、約５００℃に等しい温度で基板をアニーリングする段階、をも有することができる。従って、２つのアニーリング段階が異なった温度で連続的に行なわれる。これらの２つの段階は、例えば赤外線連続炉で行なうことができ、その状況で、その炉は５００℃の第１のアニーリング領域を、またドープ剤の拡散のための第２のアニーリング領域を、有する。
少なくとも１つの基板のアニーリングは、赤外線連続炉、すなわち、そこでは赤外ランプによって加熱がもたらされるような炉で行うことができる。
本発明の方法は、例えば段階ａ）の前に、基板の後部表面とは反対側の基板の前部表面の上に酸化物層を堆積する段階をも有することができる。
この方法は、基板の前部表面の上に酸化物層を堆積する段階の前に、基板の前部表面をテクスチュア化する段階をも有することができる。
この方法は、酸化物層を堆積する段階ｂ）と基板内にドープ剤を拡散させる温度で基板をアニーリングする段階ｃ）との間に、約５００℃に等しい温度で基板をアニーリングする段階をも有することができる。やはり、２つの連続したアニーリング段階は、上記のように赤外線連続炉で行うことができる。
基板内にドープ剤を拡散させる温度での基板のアニーリングは、少なくとも部分的に酸素富化ガス雰囲気内で行なうことができる。
本発明は、光電池を作るための方法であって、少なくとも、
・上述のような方法の１つに従って半導体ベースの基板内にドープ領域を作る段階と、
・基板の後部表面上に位置した酸化物層とドーピングペーストとを除去する段階と、
・ドープ領域における基板の後部表面上で金属化部分を製造する段階と、
を有することを特徴とする方法、にも関連している。
・上述のような方法の１つに従って半導体ベースの基板内にドープ領域を作る段階と、
・基板の後部表面上に位置した酸化物層とドーピングペーストとを除去する段階と、
・ドープ領域における基板の後部表面上で金属化部分を製造する段階と、
を有することを特徴とする方法、にも関連している。
従って、本発明の主要部にもなっている方法に従ってドープ領域が作られた基板から光電池を作ることができる。光電池を製造するためのこの方法は、基板内のドープ領域の製造における工程段階の数を減少させたおかげで、減少した工程段階の数を有する。従来技術の方法で作られたプラズマ堆積物に対して、ドーピングペーストを使用することのおかげでコストも減少する。しかも、本発明の方法によって得られた光電池は、標準的な光電池、すなわち非ＲＣＣセルよりも優れた変換効率を持つ。
金属化部分は、光電池製造に適したいずれの金属化方法によっても製造することができる。
本発明は、添付の図面を参照しつつ、純粋に示唆的で、非限定的な目的を意図した以下の実施形態の説明を読んだ際に、一層良く理解することができる。
後述の様々な図面における同一の、類似の、または同等の部材は、図面間の一貫性のために同じ参照符号を有する。
図面に示された様々な部分は、図を一層容易に読み取るようにするために、必ずしも統一された縮尺で示されたものではない。
種々の可能性（代案および実施形態）は、相互に排他的ではなく、お互いに組み合わせることができるものとして理解されなければならない。
まず図１Ａから図１Ｆを参照すると、これらは光電池１００を製造するための方法の段階を示す。基板内にドープ領域を作るための方法もこれらの図に関連して説明する。
図１Ａに示すように、半導体ベースの基板２、例えば結晶質シリコンの前部表面４のテクスチュア化が、最初に行なわれる。このテクスチュア化は、例えば、水酸化カリウム溶液を使って得られる。基板２は研磨またはテクスチュア化された後部表面６を有する。基板２はＰ型またはＮ型単結晶あるいは多結晶基板でありうる。
酸化物層８、この場合は酸化ケイ素薄膜が、次に基板２のテクスチュア化された前部表面４の上に堆積される（図１Ｂ参照）。この実施形態では、この酸化物層８はホウ素タイプまたは燐タイプのドープ剤を有する；この酸化物層８は真性でもあり得る。この酸化物層８は、この方法の引き続く段階で前部表面４を保護することを意図している。この酸化物層８がドープ剤を有するならば、それは、以下で説明するように基板２の前部表面４をドープする役割をも果たす。この酸化物層８は、例えば、遠心分離によって堆積されるいわゆる「スピン・オン」溶液から得られ、次に、この溶液を加熱して硬化させ、酸化物層８を形成する。この酸化物層８は、スクリーン印刷、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、スプレー（酸化物が基板２の前部表面４上に直接投影される）、または、「カーテン」堆積（基板２の前部表面４が連続的な酸化物流れの下で通過させられて層８を作る酸化物「カーテン」が形成される）によって、通常的に製造することもできる。
次に、第１の伝導型、このケースではＰ型を持ち、ホウ素タイプドープ剤を有するドーピングペースト１０が、図１Ｃに示すようにスクリーン印刷によって基板２の後部表面６に堆積される（段階ａ）。このドーピングペースト１０は、基板２におけるＰ＋ドープされる領域の要求される分布と一致した第１のパターンに従って、すなわち基板２内においてＰ＋ドープされる領域が必要とされるような位置に、堆積される。第２の伝導型、このケースではＮ型を持ち、燐タイプドープ剤を有するドーピングペースト１２も、基板２の後部表面６の上に、例えばスクリーン印刷によって堆積される。このドーピングペースト１２は、基板２内においてＮ＋ドープされる領域が必要とされるような位置に堆積される。これらのＮ＋ドープ領域およびＰ＋ドープ領域は、光電池１００のＰＮ接合を作るドープ構造を形成することになる。ドーピングペースト１０と１２の分布は、基板２の後部表面６の上のパターンの存在とのカメラ調整によって、＋／−２０＿ｍの精密さで、容易にすることができる。ドーピングペーストの例としては、J. Salamiら著、「印刷可能なＩＢＣと二面型シリコン太陽電池のための拡散ペーストの開発(Diffusion Paste Development for printable IBC and Bifacial Silicon Solar Cells)」、Proceedings of the 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion，２００６年５月７日から１２日（ハワイ、ワイコラ(Waikoloa)のHilton Waikoloa Village））という文献に記載されている。
シリコン酸化薄膜のような酸化物層１４が、ドーピングペースト１０と１２によって覆われていない後部表面６の部分の上に堆積される（段階ｂ）。この酸化物層１４は、この場合、ドーピングペースト１０と１２を可溶化活性にしない酸化ケイ素溶液の「スピン・オン」タイプの遠心分離によって得られる。例えばコロイドシリカ、溶融シリカ、石英、クリストバライト(cristbalite)などの形態のドープ剤の効果的な表面トラップを得るために、酸化物としてＳｉＯ２および／またはＴｉＯ２の微細粉末（その粒径は典型的に５マイクロメートルより小さく、１マイクロメートルより小さくさえありうる）を含んだペーストを使用することができる。これを行うために、ドーピングペースト１０、１２は、例えばテルピネオールタイプの溶剤に可溶化活性されたエチルセルロース樹指をベースとし、酸化物層１４は、プロピレングリコールタイプの溶剤に可溶化活性されたヒドロキシプロピルセルロース樹指をベースとする。この場合、第１のアニーリングは、約５００℃に等しい温度で行なうことができ、ドーピングペースト１０および１２と、酸化物層１４との「分離」(debinding)を可能にする。すなわち、ドーピングペースト１０および１２と、酸化物層１４とにおける有機結合を抑制する。この第１のアニーリングは、例えば赤外線連続炉で行なうことができる。酸化物層１４は、スクリーン印刷またはＣＶＤタイプの堆積による酸化薄膜の堆積のような他の技術によって製造することもできる。
次に、基板２内にドーピングペースト１０および１２のドープ剤を拡散させる温度で、基板２のアニーリングが行なわれ、ドーピングペースト１０と１２によって形成されたパターンの下の基板２内に、図１Ｅに示されたＰ＋ドープされた領域１６とＮ＋ドープされた領域１８を同時に形成する。このアニーリング温度は、例えば約９５０℃から１０００℃の間でありうる。時間については、例えば約１０分から３０分の間でありうる。このアニーリングは、赤外線連続炉で行なうことができ、工業生産に適したライン通路を持った基板２の高速アニーリングが可能である。従って、同じ赤外線連続炉内で、例えば、約５００℃の第１の加熱領域と、その次の基板２内にドープ剤の拡散を起こさせる約９５０℃の第２の加熱領域とを炉が有する状態で、２つのアニーリング段階を連続的に行なうことができる。酸化物層８は、アニーリングの際のドーピングペースト１０、１２と基板２との間へのドープ剤の外部拡散を回避することを可能にする。従って、得られたドープ領域１６と１８はお互いに分離される。この例における酸化物層８がドープされる状態で、酸化物層８内に存在するドープ剤のおかげで、前部表面４の上の基板２内にドープされた層３４も形成され、前部表面４のパシベーション化を確実にする。アニーリングの終わりに酸素の追加を提供することができ、残留し次にアニーリングによってガラスに変換されたドーピングペースト残渣を、フッ化水素酸でエッチングすることができる。この酸素の追加は、例えば、赤外線連続炉の一部に位置させた酸素富化環境において提供されうる。酸化物層８はまた、基板２の前部表面４から除去される。
次に、金属化部分２０と２２がドープ領域１６と１８にそれぞれ作られ、続いて光電池１００のＰＮ接合と接触させる。
このようにして、テクスチュア化されパシベート化された前部表面４を有する光電池１００、および基板２内でお互いに分離されたＰ＋ドープ構造１６とＮ＋ドープ構造１８が得られる。ドープ層３４は、受け取られた太陽エネルギーの光電池変換の際、セル１００の前部表面上の再結合を減らすことを可能にする。
図２Ａから図２Ｅは、それぞれ光電池２００を製造するための方法の段階を示す。基板内にドープ領域を作るための方法を、これらの図に関連付けながら説明することにする。
まず、例えば図１Ａ〜図１Ｅで説明した基板２に類似した基板２の前部表面４のテクスチュア化が提供される。
次に、酸化物層８、例えば酸化ケイ素の薄膜が、例えばスクリーン印刷、スプレー、または「カーテン堆積」、あるいは、基板２の前部表面４上へのいわゆる「スピン・オン」溶液の遠心分離と加熱によって堆積される（図２Ａ参照）。この例での酸化物層８は、ドープ剤を含まず、この方法における次のアニーリング段階において前部表面４を保護することを目的としている。しかしながら、前の例のように、酸化物層８はドープ剤を含んでいてもよい。
次に、基板２の後部表面６の上に、図２Ａに示すように、第１の伝導型、このケースではＰ型を持ち、ホウ素をベースとするドーピングペースト１０が、図１Ｃに示すようにスクリーン印刷によって堆積される。
次に、例えば酸化シリコンをベースとする酸化物層２４が、ドーピングペースト１０によって覆われていない表面６の部分とドーピングペースト１０とに、例えば遠心分離と加熱によって堆積される（図２Ｂ参照）。基板２の第１のアニーリングが約５００℃に等しい温度で、ドーピングペースト１０と酸化物層２４の分離(debinding)を起こすために行なわれる。例えば赤外線連続炉内での基板２の第２のアニーリングが、基板２内にＰ＋ドープ領域１６を形成する。やはり、例えば約５００℃の第１の加熱領域と、その次の基板２内にドープ剤の拡散を起こさせる約１０００℃の第２の加熱領域とを炉が有する状態で、赤外線連続炉内での２つのアニーリング段階を連続して行うことができる。この第２のアニーリングは、例えば約９５０℃と１０００℃の間の温度で、例えば約１０分から３０分の時間で行うことができる。次に、酸化物層２４とドーピングペースト１０の残渣は、基板２の後部表面６から化学的に除去される。プロセスにおけるこの段階では、真性酸化物層８をドープされた酸化物層に置き換えることができる。そしてそれは、次に引き続くＮ＋ドープ領域１８の形成の際に、基板２の前部表面４をドープすることになる。
次に、第２の伝導型、このケースではＮ型を持ち、燐をベースとするドーピングペースト１２が、基板２の後部表面６の上に、Ｎ＋ドープ領域１８が必要とされるような図２Ｅ示す位置に堆積される（図２Ｃ参照）。ドーピングペースト１２は、ドーピングペースト１０によって前にドープされなかった基板２の後部表面６の部分の上に堆積される。例えば酸化物層２４に類似したタイプの他の酸化物層２６が、ドーピングペースト１２によって覆われていない表面６の部分とドーピングペースト１２とに遠心分離によって堆積される（図２Ｄ）。ドーピングペースト１２と酸化物層２６とを「分離」(debind)するために、第３のアニーリングが約５００℃に等しい温度で行なわれる。最後に、基板２は、再び赤外線連続炉内で、例えば約８５０℃から９００℃の間の温度、１０分から３０分の時間で第４のアニーリングを経験し、基板２内にＮ＋ドープ領域１８を形成する（図２Ｅ）。真性酸化物層８がドープされた酸化物層に置き換えられたならば、前部表面４のこの第４のアニーリングも、この前部表面４のドーピングをもたらす。
酸化物層２６とドーピングペースト１２の残渣は、ドーピングペースト１０の残渣と酸化物層２４を除去するために前に使われたものに類似した技術によって、基板２から除去される。
基板内のドープ剤の拡散のための最も高いアニーリング温度を必要とするドーピングペースト１０またはドーピングペースト１２をまず堆積するよう選択することが好ましい。従って、他のドーピングペーストのドープ剤を拡散させるために行われるアニーリングは、前に行なったドーピングを変更しないことになるか、または少しだけ変更することになる。
次に、金属化部分２０、２２が、これらのドープ領域１６および１８の上に、例えば第１の実施形態のために上述した金属化と同様に作ることができる。
２ 基板
４ 前部表面
６ 後部表面
８ 酸化物層
１０ ドーピングペースト
１２ ドーピングペースト
１４ 酸化物層
１６ ドープ領域
１８ ドープ領域
２０、２２ 金属化部分
２４ 酸化物層
２６ 酸化物層
３４ ドープ層
１００ 光電池
２００ 光電池
４ 前部表面
６ 後部表面
８ 酸化物層
１０ ドーピングペースト
１２ ドーピングペースト
１４ 酸化物層
１６ ドープ領域
１８ ドープ領域
２０、２２ 金属化部分
２４ 酸化物層
２６ 酸化物層
３４ ドープ層
１００ 光電池
２００ 光電池
Claims (15)
- 光電池（１００，２００）の後部表面上にドープ領域（１６，１８）を作るための方法であって、少なくとも、
ａ)第１の伝導型のドープ剤を有する第１のドーピングペースト（１０）を、基板（２）における第１の伝導型でドープされる領域（１６）の要求される分布と一致したパターンに従って、半導体ベースの基板（２）の後部表面と呼ぶ表面（６）の上に堆積する段階と、
ｂ）酸化物層（１４，２６）を、少なくとも、ドーピングペースト（１０，１２）で覆われていない基板（２）の後部表面（６）の部分上に堆積する段階と、
ｃ）基板（２）内にドープ剤を拡散させる温度で、基板（２）をアニーリングして、ドーピングペースト（１０，１２）の下の基板（２）内にドープ領域（１６，１８）を形成する段階と、
を有することを特徴とする方法。 - 段階ａ)と段階ｂ）の間に、第１の伝導型と反対の第２の伝導型を備えたドープ剤を有する第２のドーピングペースト（１２）を、基板（２）における第２の伝導型でドープされる領域（１８）の要求される分布と一致したパターンに従って、基板（２）の後部表面（６）の上に堆積する段階をも有し、その状況で、第２の伝導型でドープされた領域（１８）は、第１の伝導型でドープされた領域（１６）に重ねられないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 第１のドーピングペースト（１０）を堆積する段階ａ）と第２のドーピングペースト（１２）を堆積する段階との間に、少なくとも、
ａ１)酸化物層（２４）を、少なくとも、第１のドーピングペースト（１０）によって覆われない基板（２）の後部表面（６）の部分上に堆積する段階と、
ａ２）基板（２）内のドープ剤を拡散させる温度で、基板（２）をアニーリングして、ドーピングペースト（２）の下の基板（２）内にドープ領域（１６）を形成する段階と、
ａ３）基板（２）の後部表面（６）上に位置した酸化物層（２４）とドーピングペースト（１０）とを除去する段階と、
をも有することを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 酸化物層（２４）を堆積する段階ａ１）と基板（２）をアニーリングする段階ａ２）との間に、約５００℃に等しい温度で基板（２）をアニーリングする段階、
をも有することを特徴とする請求項３に記載の方法。 - ドーピングペースト（１０，１２）の堆積はスクリーン印刷によって行なわれることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 酸化物層（１４，２４，２６）の堆積は、遠心分離とその次の加熱によって、またはスプレーによって、または酸化物流れの下で通過させることによって、実行されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
- ドーピングペースト（１０，１２）は、テルピネオールタイプの溶剤に可溶化活性されたエチルセルロース樹指をベースとすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
- 使われる酸化物（１４、２４、２６）は、プロピレングリコールタイプの溶剤に可溶化活性されたヒドロキシプロピルセルロース樹指をベースとする酸化ケイ素であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
- 基板（２）の少なくとも１つのアニーリングは、赤外線連続炉で行なわれることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
- 基板（２）の後部表面（６）とは反対側の基板（２）の前部表面（４）の上に酸化物層（８）を堆積する段階をも有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
- 酸化物層（８）は、ドープ剤を有する基板（２）の前部表面（４）の上に堆積されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- 基板（２）の前部表面（４）の上に酸化物層（８）を堆積する段階の前に、基板（２）の前部表面（４）をテクスチュア化する段階をも有することを特徴とする請求項１０または１１のいずれか１項に記載の方法。
- 段階ｂ）と段階ｃ）との間に、約５００℃に等しい温度で基板（２）をアニーリングする段階をも有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
- 約５００℃の温度での基板（２）のアニーリングは赤外線連続炉で行なわれることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
- 基板（２）内にドープ剤を拡散させる温度での基板（２）のアニーリングは、少なくとも部分的に酸素富化ガス雰囲気内で行なわれることを特徴とする請求項１３または１４のいずれか１項に記載の方法。
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