JP2012023228A - 太陽電池の製造方法及び製膜装置 - Google Patents
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Abstract
【効果】本発明によれば、以上のようにアニールを行うことで、信頼性及び外観を損ねることなく太陽電池の電気特性を改善することができる。このため、高い電気特性と信頼性を持つ太陽電池の製造方法に広く利用することができる。
【選択図】なし
Description
そこで、パッシベーションの効果を更に高めることが望まれた。
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、下記のものが挙げられる。
請求項1:
半導体基板に対して、電極形成工程前にアニール工程を行うことを特徴とする太陽電池の製造方法。
請求項2:
半導体基板に対する拡散層形成工程と電極焼成工程のいずれかもしくは両方の工程を含むことを特徴とする請求項1記載の太陽電池の製造方法。
請求項3:
半導体基板に対し拡散層を形成し、次いで拡散層上に反射防止膜兼パッシベーション膜を形成した後、アニール工程を行い、その後電極焼成工程を含む電極形成工程を行う請求項1又は2記載の太陽電池の製造方法。
請求項4:
半導体基板がp型であり、受光面側にn型拡散層を形成し、その上に反射防止膜兼パッシベーション膜を形成した後、アニール工程を行うようにした請求項3記載の太陽電池の製造方法。
請求項5:
半導体基板がn型であり、受光面側にp型拡散層を形成すると共に、受光面と反対面側にn型拡散層を形成し、上記両拡散層上にそれぞれ反射防止膜兼パッシベーション膜を形成した後、アニール工程を行うようにした請求項3記載の太陽電池の製造方法。
請求項6:
前記パッシベーション膜がMgF2、SiO2、Al2O3、SiO、SiN、TiO2、Ta2O5、ZnSのいずれかもしくはそれらの積層であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
請求項7:
前記アニール工程を200℃以上1000℃以下で行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
請求項8:
前記アニール工程の処理時間が10秒以上90分以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
請求項9:
前記アニール工程を空気、H2、N2、O2、Arのいずれかもしくはそれらの混合雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
請求項10:
パッシベーション膜を形成する製膜装置において、前記パッシベーション膜形成後に、更に続けてアニール工程を行うことができる加熱室を備えることを特徴とする製膜装置。
以下、p型シリコン基板を用いた太陽電池の製造方法を例にとって説明する。半導体基板の大きさは100〜150mm角、厚みは0.05〜0.30mmの板状のものが好適に用いられる。そして、太陽電池の受光面となるp型シリコン基板の表面に、例えば酸性溶液中に浸漬してスライス等による表面のダメージを除去してから、更にアルカリ溶液で化学エッチングして洗浄、乾燥することで、テクスチャとよばれる凹凸構造を形成する。凹凸構造は、太陽電池受光面において光の多重反射を生じさせる。そのため、凹凸構造を形成することにより、実効的に反射率が低減し、変換効率が向上する。
ボロンがドープされ、厚さ0.2mmにスライスして作製された比抵抗が約1Ω・cmのp型の単結晶シリコンからなるp型シリコン基板に外径加工を行うことによって、一辺15cmの正方形の板状とした。そして、このp型シリコン基板をフッ硝酸溶液中に15秒間浸漬させてダメージエッチングし、更に2質量%のKOHと2質量%のIPAを含む70℃の溶液で5分間化学エッチングした後に純水で洗浄し、乾燥させることで、p型シリコン基板表面にテクスチャ構造を形成した。次に、このp型シリコン基板に対し、POCl3ガス雰囲気中において、870℃の温度で30分間の条件で熱拡散法により、p型シリコン基板にn層を形成した。ここで、n層のシート抵抗は約40Ω/□、深さは0.4μmであった。そして、n層上に耐酸性樹脂を形成した後に、p型シリコン基板をフッ硝酸溶液中に10秒間浸漬することによって、耐酸性樹脂が形成されていない部分のn層を除去した。その後、耐酸性樹脂を除去することによって、p型シリコン基板の表面のみにn層を形成した。続いて、SiH4とNH3、N2を用いたプラズマCVD法により、p型シリコン基板のn層が形成されている表面上に、反射防止膜兼パッシベーション膜となるSiN膜を厚さ1000Åで形成した。
2 拡散領域
3 反射防止膜兼パッシベーション膜
4 BSF層
5 表面電極
6 裏面電極
7 半導体基板
8 拡散領域
9 拡散領域
10 反射防止膜兼パッシベーション膜
11 反射防止膜兼パッシベーション膜
12 表面電極
13 裏面電極
Claims (10)
- 半導体基板に対して、電極形成工程前にアニール工程を行うことを特徴とする太陽電池の製造方法。
- 半導体基板に対する拡散層形成工程と電極焼成工程のいずれかもしくは両方の工程を含むことを特徴とする請求項1記載の太陽電池の製造方法。
- 半導体基板に対し拡散層を形成し、次いで拡散層上に反射防止膜兼パッシベーション膜を形成した後、アニール工程を行い、その後電極焼成工程を含む電極形成工程を行う請求項1又は2記載の太陽電池の製造方法。
- 半導体基板がp型であり、受光面側にn型拡散層を形成し、その上に反射防止膜兼パッシベーション膜を形成した後、アニール工程を行うようにした請求項3記載の太陽電池の製造方法。
- 半導体基板がn型であり、受光面側にp型拡散層を形成すると共に、受光面と反対面側にn型拡散層を形成し、上記両拡散層上にそれぞれ反射防止膜兼パッシベーション膜を形成した後、アニール工程を行うようにした請求項3記載の太陽電池の製造方法。
- 前記パッシベーション膜がMgF2、SiO2、Al2O3、SiO、SiN、TiO2、Ta2O5、ZnSのいずれかもしくはそれらの積層であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
- 前記アニール工程を200℃以上1000℃以下で行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
- 前記アニール工程の処理時間が10秒以上90分以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
- 前記アニール工程を空気、H2、N2、O2、Arのいずれかもしくはそれらの混合雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。
- パッシベーション膜を形成する製膜装置において、前記パッシベーション膜形成後に、更に続けてアニール工程を行うことができる加熱室を備えることを特徴とする製膜装置。
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