JP2011243758A - Solar cell manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.
太陽光のような光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池は、地球環境問題に対する関心が高まるにつれ、積極的に種々の構造、構成のものが開発されている。その中でも、シリコン結晶系の太陽電池は、その変換効率、製造コストなどの優位性により最も一般的に用いられている。また、現在、量産されている太陽電池の中では受光面に櫛型の集電極を有し、受光面と反対の面である裏面全面に電極を形成した両面電極型の太陽電池が多数を占める。ここで、受光面に形成された電極を受光面電極、裏面に形成された電極を裏面電極とする。両面電極型の太陽電池の中でも、高い光電変換効率を実現するための構造として、シリコン基板と裏面電極との接合部において局所的にｐ＋層を設けたことを特徴とする太陽電池が非特許文献１に、ＰＥＲＬ（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ， Ｒｅａｒ Ｌｏｃａｌｌｙ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ）構造として開示されている。 Solar cells that convert light energy such as sunlight into electrical energy have been actively developed in various structures and configurations as interest in global environmental problems increases. Among them, silicon crystal solar cells are most commonly used due to advantages such as conversion efficiency and manufacturing cost. In addition, among solar cells currently mass-produced, there are a large number of double-sided electrode type solar cells that have a comb-shaped collector electrode on the light-receiving surface and have electrodes formed on the entire back surface that is opposite to the light-receiving surface. . Here, the electrode formed on the light receiving surface is the light receiving surface electrode, and the electrode formed on the back surface is the back electrode. Among the double-sided electrode type solar cells, a solar cell characterized by providing a p + layer locally at the junction between the silicon substrate and the back electrode as a structure for realizing high photoelectric conversion efficiency is not patented. Document 1 discloses a PERL (Passivated Emitter, Rear Locally-diffused) structure.
図７は、この非特許文献１に記載された構造の太陽電池である。図８は、図７の太陽電池の製造方法の一例を示す製造フロー図である。 FIG. 7 shows a solar cell having the structure described in Non-Patent Document 1. FIG. 8 is a manufacturing flow chart showing an example of a method for manufacturing the solar cell of FIG.
図７に示す太陽電池１０１は、まず、シリコン基板の受光面側に凹凸構造（図７では図示していない）を形成する（Ｓ１０１。「Ｓ」はステップを表す。以下同様。）。シリコン基板１０２の受光面に、例えばリンを拡散させることによってｎ型半導体層１０３が形成される（Ｓ１０２）。一般的には、シリコン基板１０２にはｐ型シリコン基板が用いられる。次に、ｎ型半導体層１０３の上に受光面パッシベーション膜１０４と反射防止膜１０５を形成する（Ｓ１０３、１０４）。次に、シリコン基板１０２の裏面に、例えば、酸化シリコン膜などの裏面パッシベーション膜１０７を形成し（Ｓ１０５）、その後、部分的に裏面パッシベーション膜１０７を除去してコンタクトホールを形成し、熱処理により裏面パッシベーション膜１０７をマスクとして部分的に裏面電界層１０８が形成される（Ｓ１０６）。次に、コンタクトホールを充填し、さらに裏面パッシベーション膜１０７を覆うようにして裏面電極１０９が形成される（Ｓ１０７）。次に、受光面パッシベーション膜１０４と反射防止膜１０５とを部分的に除去してコンタクトホールを形成し、受光面電極１０６を形成する（Ｓ１０８）。 In the solar cell 101 shown in FIG. 7, first, a concavo-convex structure (not shown in FIG. 7) is formed on the light receiving surface side of a silicon substrate (S101, “S” represents a step, and so on). The n-type semiconductor layer 103 is formed on the light receiving surface of the silicon substrate 102 by, for example, diffusing phosphorus (S102). In general, a p-type silicon substrate is used as the silicon substrate 102. Next, a light-receiving surface passivation film 104 and an antireflection film 105 are formed on the n-type semiconductor layer 103 (S103, 104). Next, a back surface passivation film 107 such as a silicon oxide film is formed on the back surface of the silicon substrate 102 (S105). Thereafter, the back surface passivation film 107 is partially removed to form a contact hole, and the back surface is formed by heat treatment. The back surface field layer 108 is partially formed using the passivation film 107 as a mask (S106). Next, the back electrode 109 is formed so as to fill the contact hole and cover the back passivation film 107 (S107). Next, the light-receiving surface passivation film 104 and the antireflection film 105 are partially removed to form contact holes, and the light-receiving surface electrode 106 is formed (S108).
非特許文献１に記載の太陽電池は、局所的に設けた裏面電界層１０８によりＬＢＳＦ（Ｌｏｃａｌ Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）効果を得ながら、同時に裏面パッシベーション膜１０７によりシリコン基板１０２の裏面表層部シリコン原子の未結合手を終端させ、表面再結合速度を低減することができる。光電変換効率と表面再結合速度は密接に結びついており、上述のように表面再結合速度を低減することにより、光電変換効率を高くすることができる。また、裏面パッシベーション膜として窒化シリコン膜を用いた太陽電池が特許文献１に記載されている。 In the solar cell described in Non-Patent Document 1, the LBSF (Local Back Surface Field) effect is obtained by the locally provided back surface field layer 108, and at the same time, the back surface passivation layer 107 has not yet formed silicon atoms on the back surface layer of the silicon substrate 102. Bonds can be terminated and the surface recombination rate can be reduced. The photoelectric conversion efficiency and the surface recombination rate are closely related, and the photoelectric conversion efficiency can be increased by reducing the surface recombination rate as described above. Patent Document 1 discloses a solar cell using a silicon nitride film as a back surface passivation film.
太陽電池においては、製造コスト低減のためにシリコン基板をより薄くする試みがなされている。厚みが薄い１００μｍ程度のシリコン基板を用いた太陽電池の光電変換効率をより高くするには、太陽電池を透過した光である８５０ｎｍ以上の長波長域の光を反射させて再度太陽電池内部に入射させる光閉じ込め技術が必要になる。この透過光を再度太陽電池内部に入射させる効果をＢＳＲ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）効果という。 In solar cells, attempts have been made to make the silicon substrate thinner in order to reduce manufacturing costs. In order to further increase the photoelectric conversion efficiency of a solar cell using a thin silicon substrate having a thickness of about 100 μm, light having a wavelength longer than 850 nm, which is light transmitted through the solar cell, is reflected and incident again inside the solar cell. An optical confinement technology is required. The effect of allowing the transmitted light to enter the solar cell again is called a BSR (Back Surface Reflector) effect.
このＢＳＲ効果を持たせるため、非特許文献１に開示されている太陽電池の構造では、裏面に光を反射させる材料を用いて裏面反射膜を形成している。なおこの膜は裏面電極にもなる。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）膜を用いている。１０００ｎｍの光での反射率は、アルミニウム（Ａｌ）は約９４％であり、金（Ａｕ）は９８％、銀（Ａｇ）は９９％、銅（Ｃｕ）は９８．５％である。 In order to give this BSR effect, in the structure of the solar cell disclosed in Non-Patent Document 1, a back surface reflection film is formed using a material that reflects light on the back surface. This film also serves as a back electrode. Specifically, an aluminum (Al) film is used. The reflectance at 1000 nm is about 94% for aluminum (Al), 98% for gold (Au), 99% for silver (Ag), and 98.5% for copper (Cu).
そこで、アルミニウム（Ａｌ）膜の代わりに、より反射率が高い銀（Ａｇ）膜を使用することが考えられるが、銀（Ａｇ）膜を用いた場合、銀（Ａｇ）には熱処理による硫化現象があり、太陽電池の製造工程での熱処理で硫化され反射率が低下する問題がある。 Therefore, it is conceivable to use a silver (Ag) film having a higher reflectance in place of the aluminum (Al) film. When a silver (Ag) film is used, silver (Ag) has a sulfidation phenomenon due to heat treatment. There is a problem that it is sulfided by heat treatment in the manufacturing process of the solar cell and the reflectance is lowered.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射率の高い材料である銀を用い、硫化現象を抑えてＢＳＲ効果を有効にする太陽電池の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell that uses silver, which is a highly reflective material, to suppress the sulfidation phenomenon and to make the BSR effect effective. There is.
本発明の太陽電池の製造方法は、シリコン基板の受光面に形成された受光面電極と、シリコン基板の受光面とは反対側の面である裏面に裏面電極とを有する太陽電池の製造方法であって、シリコン基板の裏面側に裏面電界層を形成する工程と、受光面電極を形成する工程と、受光面電極を形成する工程の後に裏面電極として銀電極を形成する工程とを備える。 The method for manufacturing a solar cell according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell having a light receiving surface electrode formed on a light receiving surface of a silicon substrate and a back electrode on the back surface, which is the surface opposite to the light receiving surface of the silicon substrate. A step of forming a back surface electric field layer on the back side of the silicon substrate, a step of forming a light receiving surface electrode, and a step of forming a silver electrode as a back electrode after the step of forming the light receiving surface electrode are provided.
ここで、本発明の太陽電池の製造方法は、シリコン基板の裏面に裏面パッシベーション膜を形成する工程をさらに備える。 Here, the manufacturing method of the solar cell of the present invention further includes a step of forming a back surface passivation film on the back surface of the silicon substrate.
また、本発明の太陽電池の製造方法は、裏面電極を形成する工程の後に、裏面電極上に保護膜を形成する工程をさらに備える。 Moreover, the manufacturing method of the solar cell of this invention is further equipped with the process of forming a protective film on a back electrode after the process of forming a back electrode.
また、本発明の太陽電池の製造方法は、裏面電極は蒸着により形成されることがより好ましい。 Moreover, as for the manufacturing method of the solar cell of this invention, it is more preferable that a back surface electrode is formed by vapor deposition.
また、本発明の太陽電池の製造方法は、受光面電極は熱処理により形成されることがより好ましい。 In the method for manufacturing a solar cell of the present invention, it is more preferable that the light-receiving surface electrode is formed by heat treatment.
また、本発明の太陽電池の製造方法は、受光面電極が銀で形成された電極であることがより好ましい。 In the method for manufacturing a solar cell of the present invention, the light receiving surface electrode is more preferably an electrode formed of silver.
また、本発明の太陽電池の製造方法は、シリコン基板の裏面に裏面パッシベーション膜を形成する工程の後に、裏面パッシベーション膜をパターニングする工程をさらに備える。 Moreover, the manufacturing method of the solar cell of this invention is further equipped with the process of patterning a back surface passivation film after the process of forming a back surface passivation film in the back surface of a silicon substrate.
本発明によれば、より反射率の高い材料である銀（Ａｇ）を裏面電極構造に用いても太陽電池製造工程で発生する硫化現象を抑えることができるので、硫化現象によるＢＳＲ効果の低下を抑え、特性に優れた太陽電池の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, even if silver (Ag), which is a material with higher reflectivity, is used for the back electrode structure, the sulfidation phenomenon that occurs in the solar cell manufacturing process can be suppressed. It is possible to provide a method of manufacturing a solar cell that is suppressed and has excellent characteristics.
図１は、本発明の太陽電池を示す模式的な断面図である。以下に図１の太陽電池１について説明する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a solar cell of the present invention. Hereinafter, the solar cell 1 of FIG. 1 will be described.
ｐ型のシリコン基板２の受光面側にｎ型半導体層３が形成され、受光面にはランダムテクスチャ構造となる凹凸構造６が形成されている。その受光面側には窒化シリコンである反射防止膜７が形成され、反射防止膜７を貫通する櫛状のＡｇ電極である受光面電極４がｎ型半導体層３と電気的に接している。 An n-type semiconductor layer 3 is formed on the light-receiving surface side of the p-type silicon substrate 2, and an uneven structure 6 having a random texture structure is formed on the light-receiving surface. An antireflection film 7 made of silicon nitride is formed on the light receiving surface side, and a light receiving surface electrode 4 that is a comb-like Ag electrode penetrating the antireflection film 7 is in electrical contact with the n-type semiconductor layer 3.
ｐ型のシリコン基板２の受光面と反対側の面である裏面（以下、シリコン基板の裏面という。）には、窒化シリコンである裏面パッシベーション膜９がパターニングされて形成され、シリコン基板２の裏面側にはそのパターニングに対応した裏面電界層８が局所的に形成されている。シリコン基板の裏面には、更に、Ａｇ電極である裏面電極１０が形成されている。 A back surface passivation film 9 made of silicon nitride is patterned on the back surface (hereinafter referred to as the back surface of the silicon substrate) opposite to the light receiving surface of the p-type silicon substrate 2, and the back surface of the silicon substrate 2 is formed. A back surface electric field layer 8 corresponding to the patterning is locally formed on the side. On the back surface of the silicon substrate, a back electrode 10 that is an Ag electrode is further formed.
以下に、本発明の太陽電池の製造方法を示す。図２は、図１に示す本発明の太陽電池の製造方法の一例である。以下、フロー図を参照して説明する。基板の大きさが１００ｍｍ角、厚さが１００〜２００μｍ、電気抵抗率が０．５〜５０Ωｃｍ、より好ましくは０．５〜１０Ωｃｍのｐ型シリコン基板を用いる。 Below, the manufacturing method of the solar cell of this invention is shown. FIG. 2 is an example of a method for manufacturing the solar cell of the present invention shown in FIG. Hereinafter, description will be made with reference to a flowchart. A p-type silicon substrate having a size of 100 mm square, a thickness of 100 to 200 μm, and an electric resistivity of 0.5 to 50 Ωcm, more preferably 0.5 to 10 Ωcm is used.
まず、凹凸構造形成工程（Ｓ１）では、シリコン基板２の両面に、アルカリ液を用いたテクスチャエッチング装置により公知のランダムテクスチャ構造を形成する。 First, in the concavo-convex structure forming step (S1), a known random texture structure is formed on both surfaces of the silicon substrate 2 by a texture etching apparatus using an alkaline solution.
次に、ｎ型半導体層形成工程（Ｓ２）において、拡散材料としてＰＯＣｌ３を用いチューブ炉で８００〜９００℃程度の温度で、１５〜６０分程度の時間、シリコン基板２を熱処理することで、シリコン基板２の露出表面の全面、すなわち、受光面側、裏面側、端面にリンを気相拡散して、ｎ型半導体層３を形成する。尚、気相拡散の場合には裏面側にもｎ型半導体層が形成されるが、後述するシリコン基板２の裏面エッチングでランダムテクスチャ構造とともにエッチング除去される。また、ｎ型半導体層３の形成は、気相拡散ではなくｎ型不純物のリンを含む塗布液をシリコン基板２の受光面となる面（以下、シリコン基板の受光面という。）に塗布して熱処理を行う塗布拡散法を用いても構わない。 Next, in the n-type semiconductor layer forming step (S2), heat treatment is performed on the silicon substrate 2 for about 15 to 60 minutes at a temperature of about 800 to 900 ° C. in a tube furnace using POCl 3 as a diffusion material. Phosphorus is diffused in the vapor phase on the entire exposed surface of the silicon substrate 2, that is, on the light receiving surface side, the back surface side, and the end surface to form the n-type semiconductor layer 3. In the case of vapor phase diffusion, an n-type semiconductor layer is also formed on the back surface side, but is etched away together with a random texture structure by back surface etching of the silicon substrate 2 described later. The formation of the n-type semiconductor layer 3 is not performed by vapor phase diffusion but by applying a coating solution containing n-type impurity phosphorus to a surface to be a light-receiving surface of the silicon substrate 2 (hereinafter referred to as a light-receiving surface of the silicon substrate). A coating diffusion method in which heat treatment is performed may be used.
次に、反射防止膜形成工程（Ｓ３）において、ｎ型半導体層３の受光面側にプラズマＣＶＤ法により、ガス種としてシランおよびアンモニアを用いて、膜厚７０ｎｍ程度の窒化シリコン膜を反射防止膜７として形成する。 Next, in the antireflection film forming step (S3), a silicon nitride film having a thickness of about 70 nm is formed on the light receiving surface side of the n-type semiconductor layer 3 by plasma CVD using silane and ammonia as gas species. 7 is formed.
次に、裏面パッシベーション膜形成工程（Ｓ４）において、反射防止膜７が形成されたシリコン基板２の受光面にエッチング防止のための耐酸性を有する保護テープを貼り、シリコン基板の裏面側に形成されたランダムテクスチャ構造およびｎ型半導体層をエッチング除去するとともに、シリコン基板２の裏面を平坦化する。この際、端面に形成されたランダムテクスチャ構造およびｎ型半導体層も除去される。 Next, in the back surface passivation film forming step (S4), an acid-resistant protective tape for preventing etching is applied to the light receiving surface of the silicon substrate 2 on which the antireflection film 7 is formed, and the back surface of the silicon substrate is formed. The random texture structure and the n-type semiconductor layer are removed by etching, and the back surface of the silicon substrate 2 is planarized. At this time, the random texture structure and the n-type semiconductor layer formed on the end face are also removed.
その後、希フッ酸などを用いてシリコン基板２の裏面に残ったシリコン酸化物を除去した後、プラズマＣＶＤ法によって窒化シリコン膜を平坦化されたシリコン基板２の裏面に裏面パッシベーション膜９として形成する。 Thereafter, silicon oxide remaining on the back surface of the silicon substrate 2 is removed using dilute hydrofluoric acid or the like, and then a silicon nitride film is formed as a back surface passivation film 9 on the back surface of the flattened silicon substrate 2 by plasma CVD. .
次に、裏面電界層形成工程（Ｓ５）において、裏面パッシベーション膜９を、周知のフォトリソグラフィ法により、所定の裏面電界層パターンでエッチングし、裏面パッシベーション膜９を貫通するコンタクトホールを形成する。その後、パターニングされた裏面パッシベーション膜９上に、周知のスクリーン印刷法によって、アルミニウム粉末、ガラスフリット、樹脂、有機溶媒等からなるアルミニウムペーストを印刷、乾燥し、７００〜８００℃にて焼成することにより、コンタクトホールに対応した箇所のシリコン基板２の裏面側に裏面電界層８を形成する。その後、焼成後のアルミニウムを塩酸にて除去する。 Next, in the back surface field layer forming step (S5), the back surface passivation film 9 is etched with a predetermined back surface field layer pattern by a well-known photolithography method to form a contact hole penetrating the back surface passivation film 9. Thereafter, an aluminum paste made of aluminum powder, glass frit, resin, organic solvent or the like is printed on the patterned back surface passivation film 9 by a well-known screen printing method, dried, and fired at 700 to 800 ° C. Then, the back surface electric field layer 8 is formed on the back surface side of the silicon substrate 2 at a location corresponding to the contact hole. Thereafter, the fired aluminum is removed with hydrochloric acid.
次に、受光面電極形成工程（Ｓ６）において、スクリーン印刷法を用いて、銀粉末、ガラスフリット、樹脂、有機溶媒等からなる銀ペーストを印刷、乾燥し、５００〜６００℃で焼成して受光面電極４としてＡｇ電極を形成する。尚、受光面電極４は、焼成時に反射防止膜７を突き破り、すなわち、ファイヤースルーして形成されるため、ｎ型半導体層３と電気的に接続する。 Next, in the light-receiving surface electrode formation step (S6), a silver paste made of silver powder, glass frit, resin, organic solvent, etc. is printed using screen printing, dried, and baked at 500 to 600 ° C. to receive light. An Ag electrode is formed as the surface electrode 4. The light-receiving surface electrode 4 is formed by breaking through the antireflection film 7 at the time of firing, that is, formed through fire-through, and is thus electrically connected to the n-type semiconductor layer 3.
次に、裏面電極形成工程（Ｓ７）において、コンタクトホールを充填し、さらに裏面パッシベーション膜９を覆うようにして裏面電極１０としてＡｇ電極が形成される。 Next, in the back electrode forming step (S7), an Ag electrode is formed as the back electrode 10 so as to fill the contact hole and further cover the back surface passivation film 9.
次に、アニール工程（Ｓ８）において、１００〜４００℃にてアニールを行い、金属膜の接触性をより良くする。 Next, in the annealing step (S8), annealing is performed at 100 to 400 ° C. to improve the contact property of the metal film.
図３は、本発明の他の太陽電池１１を示す模式的な断面図である。実施例１と異なる点は、裏面電極１０の上に更に保護膜１２としてパラジウム（Ｐｄ）膜が形成されていることである。Ｐｄ膜は、銀の硫化を抑制する材料であり、蒸着により形成する。この保護膜１２は電極にもなる。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another solar cell 11 of the present invention. The difference from Example 1 is that a palladium (Pd) film is further formed as a protective film 12 on the back electrode 10. The Pd film is a material that suppresses silver sulfidation and is formed by vapor deposition. This protective film 12 also serves as an electrode.
次に本願の効果を評価するためにサンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを作製して分光反射率の測定を行った。 Next, in order to evaluate the effect of the present application, samples A, B, C, and D were prepared and the spectral reflectance was measured.
図４は作製したサンプルの構造で、サンプルＡ、Ｃ、Ｄの構造は図４（ａ）、サンプルＢの構造は図４（ｂ）である。２１はｐ型シリコン基板、２２は窒化シリコン膜、２３は金属膜、２４はＰｄ膜である。窒化シリコン膜２２は図１の反射防止膜７、裏面パッシベーション膜９に相当し、金属膜２３は図１の裏面電極１０に相当する。また、Ｐｄ膜２４は図３の保護膜１２に相当する。 FIG. 4 shows the structure of the manufactured sample. The structures of Samples A, C, and D are FIG. 4A, and the structure of Sample B is FIG. 4B. 21 is a p-type silicon substrate, 22 is a silicon nitride film, 23 is a metal film, and 24 is a Pd film. The silicon nitride film 22 corresponds to the antireflection film 7 and the back surface passivation film 9 in FIG. 1, and the metal film 23 corresponds to the back surface electrode 10 in FIG. The Pd film 24 corresponds to the protective film 12 in FIG.
サンプルＡは、金属膜２３がＡｇであり、本願の実施例１に相当する。サンプルＢは、金属膜２３がＡｇで、かつＰｄ膜２４を有し、本願の実施例２に相当する。サンプルＣは比較例１で、金属膜２３はＡｇであるがサンプルＡとは製造工程が異なる。サンプルＤは比較例２で、金属膜２３がＡｌで製造工程はサンプルＣと同じであり、従来の構造に相当する。 In the sample A, the metal film 23 is Ag, and corresponds to Example 1 of the present application. The sample B corresponds to Example 2 of the present application, in which the metal film 23 is Ag and has a Pd film 24. Sample C is Comparative Example 1, and the metal film 23 is Ag, but the manufacturing process is different from Sample A. Sample D is Comparative Example 2, the metal film 23 is Al, and the manufacturing process is the same as Sample C, which corresponds to a conventional structure.
図５は、それぞれの製造フローを表す図である。フローＡ〜Ｄは、それぞれサンプルＡ〜Ｄの作製フローである。 FIG. 5 is a diagram showing each manufacturing flow. Flows A to D are production flows of samples A to D, respectively.
図５に示す窒化シリコン膜形成はｐ型シリコン基板両面に窒化シリコン膜を形成、受光面電極形成時の熱処理の温度、アニールの温度は、それぞれ実施例１に示すＳ６、Ｓ８での処理温度である。 The silicon nitride film formation shown in FIG. 5 forms a silicon nitride film on both sides of the p-type silicon substrate. The heat treatment temperature and annealing temperature when forming the light receiving surface electrode are the treatment temperatures in S6 and S8 shown in Example 1, respectively. is there.
フローＡは、金属膜２３としてＡｇ膜を蒸着で形成したもので、Ａｇ膜の蒸着前に受光面電極形成時の熱処理を行なったものである。フローＢは、フローＡと同様に金属膜２３としてＡｇ膜を形成した後にＡｇ膜の上にＰｄ膜２４を蒸着で形成したものである。フローＣは、金属膜２３はＡｇ膜であるが、フローＡとは異なり、Ａｇ膜を蒸着後に受光面電極形成時の熱処理を行ったものである。フローＤは金属膜２３をＡｌ蒸着で形成した場合であり、フローＣと同じく、Ａｌ膜蒸着後に受光面電極形成時の熱処理を行っている。 In the flow A, an Ag film is formed by vapor deposition as the metal film 23, and heat treatment at the time of forming the light receiving surface electrode is performed before vapor deposition of the Ag film. In the flow B, an Ag film is formed as the metal film 23 similarly to the flow A, and then a Pd film 24 is formed on the Ag film by vapor deposition. In the flow C, the metal film 23 is an Ag film, but unlike the flow A, the heat treatment at the time of forming the light receiving surface electrode is performed after the Ag film is deposited. Flow D is a case where the metal film 23 is formed by Al vapor deposition. Like the flow C, heat treatment is performed when forming the light receiving surface electrode after vapor deposition of the Al film.
図６は各フローに対する分光反射率の測定結果である。図６から、測定波長域サンプルＡで一番高い分光反射率を示すことが確認できた。サンプルＢは、サンプルＡと比較すると分光反射率が低いが、従来構造であるサンプルＤを上回る分光反射率を示しており、Ｐｄ膜が保護膜として適していることがわかる。保護膜を形成することでＡｇ膜の硫化が防がれ、硫化現象による反射率の低下を防ぐことができ、更に、太陽電池作製後の自然劣化も防ぐことが出来る。一方、サンプルＣは、Ａｇ膜を用いているにも関わらず、従来構造であるサンプルＤと同程度の分光反射率しか得られず、受光面電極形成時の熱処理条件によって、分光反射率が低下したと考えられる。 FIG. 6 shows the measurement results of the spectral reflectance for each flow. From FIG. 6, it was confirmed that the measurement spectral band sample A showed the highest spectral reflectance. Sample B has a lower spectral reflectance than that of Sample A, but shows a spectral reflectance higher than that of Sample D, which is a conventional structure, indicating that a Pd film is suitable as a protective film. By forming the protective film, sulfidation of the Ag film can be prevented, a decrease in reflectance due to the sulfidation phenomenon can be prevented, and further, natural deterioration after the solar cell can be prevented. On the other hand, although sample C uses an Ag film, it can obtain only the same spectral reflectance as that of sample D, which has a conventional structure, and the spectral reflectance is reduced depending on the heat treatment conditions during formation of the light-receiving surface electrode. It is thought that.
よって、裏面電極としてＡｇを用いる場合、受光面電極形成時の熱処理を行った後にＡｇを形成しないと、高いＢＳＲ効果を十分に得られず、従来の裏面電極にＡｌを用いた場合と大差ないことがわかる。 Therefore, when Ag is used as the back electrode, a high BSR effect cannot be obtained sufficiently unless Ag is formed after the heat treatment for forming the light-receiving surface electrode, which is not much different from the case where Al is used for the conventional back electrode. I understand that.
本発明に係る製造方法は、太陽電池の製造方法全般に広く適用することができる。 The manufacturing method according to the present invention can be widely applied to all methods for manufacturing solar cells.
１、１１ 太陽電池、２ シリコン基板、３ ｎ型半導体層、４ 受光面電極、６ 凹凸構造、７ 反射防止膜、８ 裏面電界層、９ 裏面パッシベーション膜、１０ 裏面電極、１２ 保護膜、２１ ｐ型シリコン基板、２２ 窒化シリコン膜、２３ 金属膜、２４ Ｐｄ膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Solar cell, 2 Silicon substrate, 3 n-type semiconductor layer, 4 Light-receiving surface electrode, 6 Uneven structure, 7 Antireflection film, 8 Back surface electric field layer, 9 Back surface passivation film, 10 Back surface electrode, 12 Protective film, 21 p Type silicon substrate, 22 silicon nitride film, 23 metal film, 24 Pd film.
Claims (7)
前記シリコン基板の裏面側に裏面電界層を形成する工程と、
前記受光面電極を形成する工程と、
前記受光面電極を形成する工程の後に、前記裏面電極として銀電極を形成する工程とを備える太陽電池の製造方法。 A method of manufacturing a solar cell having a light receiving surface electrode formed on a light receiving surface of a silicon substrate and a back electrode on a back surface that is a surface opposite to the light receiving surface of the silicon substrate,
Forming a back surface electric field layer on the back surface side of the silicon substrate;
Forming the light-receiving surface electrode;
And a step of forming a silver electrode as the back electrode after the step of forming the light-receiving surface electrode.
前記裏面電極上に保護膜を形成する工程をさらに備える請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。 After the step of forming a back electrode on the back surface of the silicon substrate,
The manufacturing method of the solar cell of Claim 1 or 2 further provided with the process of forming a protective film on the said back surface electrode.
前記裏面パッシベーション膜をパターニングする工程をさらに備える請求項２〜６のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
After the step of forming the back surface passivation film,
The method for manufacturing a solar cell according to claim 2, further comprising a step of patterning the back surface passivation film.
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| KR101619831B1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-05-11 | 한국에너지기술연구원 | Solar cell and Method for manufacturing the same |
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