JP2013012667A - Wafer for solar cell, solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents
Wafer for solar cell, solar cell and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013012667A JP2013012667A JP2011145692A JP2011145692A JP2013012667A JP 2013012667 A JP2013012667 A JP 2013012667A JP 2011145692 A JP2011145692 A JP 2011145692A JP 2011145692 A JP2011145692 A JP 2011145692A JP 2013012667 A JP2013012667 A JP 2013012667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon wafer
- solar cell
- etching
- less
- solar cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 229
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 229
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 229
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 80
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 138
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 81
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 281
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 54
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 53
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 36
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 8
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 7
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OJVAMHKKJGICOG-UHFFFAOYSA-N 2,5-hexanedione Chemical compound CC(=O)CCC(C)=O OJVAMHKKJGICOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCOCCOCCOCCO WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl acetate Chemical compound COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 2
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 2
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N pentan-3-one Chemical compound CCC(=O)CC FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- RLJWTAURUFQFJP-UHFFFAOYSA-N propan-2-ol;titanium Chemical compound [Ti].CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O.CC(C)O RLJWTAURUFQFJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-Hexanetriol Chemical compound OCCCCC(O)CO ZWVMLYRJXORSEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BGJSXRVXTHVRSN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trioxane Chemical compound C1OCOCO1 BGJSXRVXTHVRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDVBMXJLYFINLX-UHFFFAOYSA-N 1-(1-butoxyethoxy)propan-1-ol Chemical compound CCCCOC(C)OC(O)CC WDVBMXJLYFINLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWOZZTWBWQMEPD-UHFFFAOYSA-N 1-(2-ethoxypropoxy)propan-2-ol Chemical compound CCOC(C)COCC(C)O QWOZZTWBWQMEPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 1-butoxypropan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)O RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-ethoxyethoxy)ethane Chemical compound CCOCCOCCOCC RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNJRPYFBORAQAU-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-methoxyethoxy)ethane Chemical compound CCOCCOCCOC CNJRPYFBORAQAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-ol Chemical compound CCOCC(C)O JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCOXQTXVACYMLM-UHFFFAOYSA-N 2,3-bis(12-hydroxyoctadecanoyloxy)propyl 12-hydroxyoctadecanoate Chemical compound CCCCCCC(O)CCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCC(O)CCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCC(O)CCCCCC WCOXQTXVACYMLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMZHZAAOEWVPSE-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydroxypropyl acetate Chemical compound CC(=O)OCC(O)CO KMZHZAAOEWVPSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCOCCOCCOC(C)=O FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYAQOGNHEAZMLV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyethoxy)ethanol 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound C(COCCO)O.COCC(C)O OYAQOGNHEAZMLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXXFZKQPYACQLD-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOCCO XXXFZKQPYACQLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WAEVWDZKMBQDEJ-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-methoxypropoxy)propoxy]propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)COC(C)CO WAEVWDZKMBQDEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXDLWJWIAHWIKI-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCO HXDLWJWIAHWIKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxyethanol Chemical compound OCCOC1=CC=CC=C1 QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXDDRFCJKNROTO-UHFFFAOYSA-N Glycerol 1,2-diacetate Chemical compound CC(=O)OCC(CO)OC(C)=O UXDDRFCJKNROTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004348 Glyceryl diacetate Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N Pentane-1,5-diol Chemical compound OCCCCCO ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- PCSMJKASWLYICJ-UHFFFAOYSA-N Succinic aldehyde Chemical compound O=CCCC=O PCSMJKASWLYICJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N Tetraethylene glycol, Natural products OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N Tetrahydropyran Chemical compound C1CCOCC1 DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229940019778 diethylene glycol diethyl ether Drugs 0.000 description 1
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 dipropyl glycol Chemical compound 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 description 1
- 235000019443 glyceryl diacetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001087 glyceryl triacetate Substances 0.000 description 1
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N octane-1,8-diol Chemical compound OCCCCCCCCO OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N oxolane-2,4-dione Chemical compound O=C1COC(=O)C1 JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005323 phenoxyethanol Drugs 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006345 thermoplastic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229960002622 triacetin Drugs 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
- B23D61/18—Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
- B23D61/185—Saw wires; Saw cables; Twisted saw strips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、太陽電池用シリコンウエハの製造方法、太陽電池用シリコンウエハ、半導体装置の製造方法、および、半導体装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer for solar cells, a silicon wafer for solar cells, a method for manufacturing a semiconductor device, and a semiconductor device.
近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のCO2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池セルを用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。 In recent years, development of clean energy has been demanded due to problems of depletion of energy resources and global environmental problems such as an increase in CO 2 in the atmosphere. In particular, solar power generation using solar cells is a new energy source. It has been developed, put into practical use, and is on the path of development.
太陽電池セルは、従来から、たとえば単結晶または多結晶のシリコンウエハの受光面にシリコンウエハの導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってpn接合を形成し、シリコンウエハの受光面と受光面の反対側の裏面にそれぞれ電極を形成して製造された両面電極型太陽電池セルが主流となっている。また、両面電極型太陽電池セルにおいては、シリコンウエハの裏面にシリコンウエハと同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。 Conventionally, a solar cell has formed a pn junction by diffusing an impurity having a conductivity type opposite to that of a silicon wafer into a light receiving surface of a monocrystalline or polycrystalline silicon wafer, for example, Double-sided electrode type solar cells manufactured by forming electrodes on the back surface opposite to the light receiving surface are mainly used. In a double-sided electrode type solar cell, it is also common to increase the output by the back surface field effect by diffusing impurities of the same conductivity type as the silicon wafer at a high concentration on the back surface of the silicon wafer. .
また、シリコンウエハの受光面に電極を形成せず、裏面のみに電極を形成した裏面電極型太陽電池セルについても研究開発が進められている(たとえば、特許文献1参照)。 Research and development is also underway for back electrode type solar cells in which electrodes are not formed on the light receiving surface of a silicon wafer but electrodes are formed only on the back surface (see, for example, Patent Document 1).
以下、図28(a)〜図28(f)の模式的断面図を参照して、従来の裏面電極型太陽電池セルの製造方法の一例について説明する。 Hereinafter, an example of a conventional method for manufacturing a back electrode type solar cell will be described with reference to schematic cross-sectional views of FIGS.
まず、図28(a)に示すように、マスキングペースト102をn型またはp型の導電型を有するシリコンウエハ101の受光面側の全面にスクリーン印刷して乾燥させた後に、シリコンウエハ101の裏面側には部分的に開口部114を設けてマスキングペースト102をスクリーン印刷する。 First, as shown in FIG. 28A, the masking paste 102 is screen-printed on the entire light-receiving surface side of a silicon wafer 101 having n-type or p-type conductivity and dried, and then the back surface of the silicon wafer 101 An opening 114 is partially provided on the side, and the masking paste 102 is screen-printed.
次に、図28(b)に示すように、シリコンウエハ101の裏面の開口部114からn型ドーパント104を拡散させることにより、n型ドーパント拡散領域103が形成される。 Next, as shown in FIG. 28B, the n-type dopant diffusion region 103 is formed by diffusing the n-type dopant 104 from the opening 114 on the back surface of the silicon wafer 101.
その後、シリコンウエハ101の受光面側および裏面側のマスキングペースト102をすべて除去し、再度、図28(c)に示すように、マスキングペースト102をシリコンウエハ101の受光面側の全面にスクリーン印刷して乾燥させた後に、シリコンウエハ101の裏面側に部分的に開口部115を設けてマスキングペースト102をスクリーン印刷する。 Thereafter, all of the masking paste 102 on the light-receiving surface side and the back surface side of the silicon wafer 101 is removed, and the masking paste 102 is screen-printed again on the entire surface of the silicon wafer 101 on the light-receiving surface side as shown in FIG. After being dried, the opening 115 is partially provided on the back side of the silicon wafer 101 and the masking paste 102 is screen-printed.
次に、図28(d)に示すように、シリコンウエハ101の裏面の開口部115からp型ドーパント106を拡散させることにより、p型ドーパント拡散領域105が形成される。 Next, as shown in FIG. 28D, the p-type dopant diffusion region 105 is formed by diffusing the p-type dopant 106 from the opening 115 on the back surface of the silicon wafer 101.
次に、図28(e)に示すように、シリコンウエハ101の受光面側の表面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造108を形成した後に、テクスチャ構造108上に反射防止膜109を形成するとともに、シリコンウエハ101の裏面側にパッシベーション膜107を形成する。 Next, as shown in FIG. 28E, after the texture structure 108 is formed by texture etching the surface on the light receiving surface side of the silicon wafer 101, an antireflection film 109 is formed on the texture structure 108, and A passivation film 107 is formed on the back side of the silicon wafer 101.
その後、図28(f)に示すように、シリコンウエハ101の裏面のパッシベーション膜107にn型ドーパント拡散領域103およびp型ドーパント拡散領域105のそれぞれの表面を露出させる開口部を設けた後に、当該開口部を通して、n型ドーパント拡散領域103に接触するn型用電極112を形成するとともに、p型ドーパント拡散領域105に接触するp型用電極113を形成する。以上により、従来の裏面電極型太陽電池セルが作製される。 Thereafter, as shown in FIG. 28 (f), after providing openings for exposing the surfaces of the n-type dopant diffusion region 103 and the p-type dopant diffusion region 105 in the passivation film 107 on the back surface of the silicon wafer 101, Through the opening, an n-type electrode 112 in contact with the n-type dopant diffusion region 103 is formed, and a p-type electrode 113 in contact with the p-type dopant diffusion region 105 is formed. Thus, a conventional back electrode type solar battery cell is manufactured.
また、非特許文献1には、アルカリ濃度が51.9%、48.0%、35.0%、10.0%のNaOH水溶液を円筒容器に入れて65℃に設定した後に2インチのシリコンウエハを浸漬させて20分及び30分のエッチングを行なうことが記載されている。 Non-Patent Document 1 describes that 2 inches of silicon after an alkali solution of 51.9%, 48.0%, 35.0%, 10.0% is placed in a cylindrical container and set at 65 ° C. It describes that the wafer is immersed and etched for 20 minutes and 30 minutes.
また、非特許文献1には、48.0%NaOHで20分間、51.9%NaOHで30分間、共に65℃でシリコンウエハをエッチングし、表面粗度を測定した結果、表面粗度は、48.0%エッチング品で0.354μm、51.9%エッチング品で0.216μmであって、51.9%エッチング品の方が良好なエッチング状態であり、より高濃度のアルカリの方がエッチング状態が良いことも記載されている。 Further, in Non-Patent Document 1, as a result of etching the silicon wafer at 65 ° C. for 20 minutes with 48.0% NaOH and for 30 minutes with 51.9% NaOH, the surface roughness was measured. The 48.0% etched product is 0.354 μm, the 51.9% etched product is 0.216 μm, the 51.9% etched product is in a better etching state, and the higher concentration alkali is etched. It also states that the condition is good.
なお、結晶シリコンを用いる電子デバイスの分野(特にLSI)では機械的研磨にてシリコンウエハの表面の平滑性を向上させる手法が一般的であるが、太陽電池の技術分野では、高スループットおよび低コスト化のため、非特許文献1に記載されているようなケミカルエッチングを用いることが主流となっている。 In the field of electronic devices using crystalline silicon (particularly LSI), a technique for improving the smoothness of the surface of a silicon wafer by mechanical polishing is common, but in the technical field of solar cells, high throughput and low cost are achieved. For this reason, it has become the mainstream to use chemical etching as described in Non-Patent Document 1.
シリコンウエハを用いて良好な特性の裏面電極型太陽電池セルを安定して作製するためには、電極との接触抵抗をなるべく低減することができ、シリコンウエハの表面と電極との界面でのキャリアの再結合を防止できるようなシリコンウエハの表面の平滑化を行なうことが有効である。さらに、マスキングペーストの印刷精度を向上させることも有効である。 In order to stably produce a back electrode type solar cell having good characteristics using a silicon wafer, the contact resistance with the electrode can be reduced as much as possible, and the carrier at the interface between the surface of the silicon wafer and the electrode can be reduced. It is effective to smooth the surface of the silicon wafer so that recombination can be prevented. It is also effective to improve the printing accuracy of the masking paste.
背景技術でも述べたようなケミカルエッチングによるシリコンウエハの表面の平滑化は、エッチング量を増やすことでシリコンウエハの表面の平滑性を向上させることが容易であることはよく知られている。 It is well known that the smoothing of the surface of the silicon wafer by chemical etching as described in the background art can easily improve the smoothness of the surface of the silicon wafer by increasing the etching amount.
その一方で、高スループットおよび低コスト化のため、裏面電極型太陽電池セルのシリコンウエハの薄型化が求められており、スライス直後のシリコンウエハの厚みは年々薄くなりつつある。このような状況下において、エッチング量を増やすことは裏面電極型太陽電池セルの機械的強度および変換効率の低下を招くという問題がある。 On the other hand, in order to achieve high throughput and low cost, thinning of the silicon wafer of the back electrode type solar battery cell is required, and the thickness of the silicon wafer immediately after slicing is decreasing year by year. Under such circumstances, increasing the etching amount has a problem in that the mechanical strength and the conversion efficiency of the back electrode type solar cell are reduced.
このような問題は、裏面電極型太陽電池セルだけの問題ではなく、両面電極型太陽電池セルなどの太陽電池セルを含む太陽電池全体の問題でもある。 Such a problem is not only a problem of the back electrode type solar battery cell but also a problem of the entire solar battery including a solar battery cell such as a double-sided electrode type solar battery cell.
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハの製造方法、および、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造するために用いられる太陽電池用シリコンウエハを提供することにある。また、本発明の目的は、このような太陽電池用シリコンウエハの製造方法を用いた半導体装置の製造方法、および、太陽電池用シリコンウエハを用いた半導体装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to stably manufacture a solar cell silicon wafer that can stably manufacture a solar cell having good characteristics, and a solar cell having good characteristics. Another object of the present invention is to provide a silicon wafer for solar cells used for manufacturing. Moreover, the objective of this invention is providing the manufacturing method of the semiconductor device using such a manufacturing method of the silicon wafer for solar cells, and the semiconductor device using the silicon wafer for solar cells.
本発明は、平均粒径が8μm以上11μm以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、上記結晶シリコンウエハの表面に10μm以上150μm以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、を含む、太陽電池用シリコンウエハの製造方法である。 The present invention provides a step of slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposition wire having abrasive grains having an average grain size of 8 μm or more and 11 μm or less, and a crystalline silicon wafer obtained by slicing the silicon crystal ingot. And a step of etching so as to have a facet with a width of 10 μm or more and 150 μm or less on the surface of the wafer.
ここで、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、エッチングする工程においては、結晶シリコンウエハの表面に0.1μm以上10μm以下の深さのファセットを有するように結晶シリコンウエハをエッチングすることが好ましい。 Here, in the method for producing a silicon wafer for solar cells of the present invention, in the etching step, the crystalline silicon wafer is etched so that the surface of the crystalline silicon wafer has a facet with a depth of 0.1 μm or more and 10 μm or less. Is preferred.
また、、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、上記エッチングする工程においては、上記結晶シリコンウエハのエッチング量は、上記結晶シリコンウエハの片側の表面につき5μm以上25μm以下であることが好ましい。 In the method for producing a silicon wafer for solar cell of the present invention, in the etching step, the etching amount of the crystalline silicon wafer is preferably 5 μm or more and 25 μm or less per one surface of the crystalline silicon wafer. .
また、上記エッチングする工程においては、濃度が20質量%以上35質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable to use the sodium hydroxide aqueous solution whose density | concentration is 20 to 35 mass% in the said etching process.
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、シリコン結晶インゴットは、単結晶シリコンであることが好ましい。 In the method for producing a silicon wafer for solar cells of the present invention, the silicon crystal ingot is preferably single crystal silicon.
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法においては、スライスする工程において、シリコン結晶インゴットは、{100}面が露出するようにスライスされることが好ましい。 In the method for producing a silicon wafer for solar cell of the present invention, in the slicing step, the silicon crystal ingot is preferably sliced so that the {100} plane is exposed.
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハの製造方法においては、スライスする工程において、結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が0.1%以下であることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the silicon wafer for solar cells of this invention, it is preferable that the area ratio of the scratch which occupies the surface of a crystalline silicon wafer is 0.1% or less in the process of slicing.
また、本発明は、平均粒径が8μm以上11μm以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程を含む製造方法により得られ、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が0.1%以下である、太陽電池用シリコンウエハにも関する。 In addition, the present invention is obtained by a manufacturing method including a step of slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposited wire having abrasive grains having an average particle size of 8 μm or more and 11 μm or less, and obtained by the slicing of the silicon crystal ingot. The present invention also relates to a silicon wafer for solar cells in which the area ratio of scratches occupying the surface of the crystalline silicon wafer is 0.1% or less.
また、本発明は、電着ワイヤにより単結晶シリコン結晶インゴットを{100}面が露出するようにスライスする工程と、上記単結晶シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた単結晶シリコンウエハを水酸化ナトリウムを用いてエッチングする工程と、を含む製造方法により得られ、厚さが200μm以下の太陽電池用シリコンウエハにも関する。 The present invention also includes a step of slicing a single crystal silicon crystal ingot with an electrodeposited wire so that the {100} plane is exposed, and a single crystal silicon wafer obtained by slicing the single crystal silicon crystal ingot is hydroxylated. The present invention also relates to a silicon wafer for solar cells obtained by a manufacturing method including a step of etching using sodium and having a thickness of 200 μm or less.
ここで、本発明の太陽電池用シリコンウエハにおいて、上記エッチングする工程においては、上記単結晶シリコンウエハの表面に10μm以上150μm以下の幅のファセットを有するように上記単結晶シリコンウエハをエッチングすることが好ましい。 Here, in the silicon wafer for solar cell of the present invention, in the etching step, the single crystal silicon wafer is etched so as to have a facet having a width of 10 μm or more and 150 μm or less on the surface of the single crystal silicon wafer. preferable.
また、本発明の太陽電池用シリコンウエハにおいて、上記エッチングする工程においては、上記単結晶シリコンウエハの表面に0.1μm以上10μm以下の深さのファセットを有するように上記単結晶シリコンウエハをエッチングすることが好ましい。 In the silicon wafer for solar cell of the present invention, in the etching step, the single crystal silicon wafer is etched so that the surface of the single crystal silicon wafer has a facet with a depth of 0.1 μm or more and 10 μm or less. It is preferable.
また、本発明は、平均粒径が8μm以上11μm以下の砥粒を備えた電着ワイヤによりシリコン結晶インゴットをスライスする工程と、上記シリコン結晶インゴットの上記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、上記結晶シリコンウエハの表面に10μm以上150μm以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、上記結晶シリコンウエハの上記ファセットを有する上記表面に電極を形成する工程と、を含み、上記エッチングする工程においては、上記結晶シリコンウエハのエッチング量は、上記結晶シリコンウエハの片側の表面につき5μm以上25μm以下であり、上記エッチングする工程においては、濃度が20質量%以上35質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いる、半導体装置の製造方法にも関する。 Further, the present invention provides a step of slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposition wire having abrasive grains having an average grain size of 8 μm or more and 11 μm or less, and a crystalline silicon wafer obtained by slicing the silicon crystal ingot, An etching process comprising: etching the surface of the crystalline silicon wafer to have a facet having a width of 10 μm or more and 150 μm or less; and forming an electrode on the surface of the crystalline silicon wafer having the facet. The etching amount of the crystalline silicon wafer is 5 μm or more and 25 μm or less per one surface of the crystalline silicon wafer. In the etching step, the concentration of the aqueous solution of sodium hydroxide is 20% by mass or more and 35% by mass or less. Also relates to a method of manufacturing a semiconductor device using
また、本発明は、上記の太陽電池用シリコンウエハと、上記結晶シリコンウエハの上記ファセットを有する上記表面に設けられた電極と、を備えた、半導体装置にも関する。 The present invention also relates to a semiconductor device comprising the above-described solar cell silicon wafer and an electrode provided on the surface having the facet of the crystalline silicon wafer.
本発明によれば、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハの製造方法、および、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造するために用いられる太陽電池用シリコンウエハを提供することができる。また、このような太陽電池用シリコンウエハの製造方法を用いた半導体装置の製造方法、および、太陽電池用シリコンウエハを用いた半導体装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is used in order to stably manufacture the solar cell which has a favorable characteristic, and the manufacturing method of the silicon wafer for solar cells which can stably manufacture the solar cell which has a favorable characteristic. A silicon wafer for solar cells can be provided. Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device using such a manufacturing method of the silicon wafer for solar cells, and the semiconductor device using the silicon wafer for solar cells can be provided.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
<電着ワイヤによるスライス工程>
図1に、本実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、電着ワイヤでシリコン結晶インゴットをスライスする工程の一例を図解する模式的な斜視図を示す。ここで、シリコン結晶インゴット50は、電着ワイヤ53によってスライスされる。
<Slicing process with electrodeposited wire>
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an example of a step of slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposited wire in the method for manufacturing a silicon wafer for solar cells of the present embodiment. Here, the silicon crystal ingot 50 is sliced by the electrodeposition wire 53.
図1に示すように、電着ワイヤ53は、所定の間隔をあけて配置されたガイドローラ51,52の間に巻き掛けられている。その結果、電着ワイヤ53は、それぞれのガイドローラ51,52において、ガイドローラ51,52の長手方向に沿って、所定の間隔をあけて複数箇所で張られた状態となる。この状態で、ガイドローラ51,52が正転・逆転を繰り返すことによって、電着ワイヤ53が矢印55の方向に往復走行を行なうことになる。 As shown in FIG. 1, the electrodeposition wire 53 is wound around guide rollers 51 and 52 arranged at a predetermined interval. As a result, the electrodeposition wire 53 is stretched at a plurality of locations at predetermined intervals along the longitudinal direction of the guide rollers 51 and 52 in the respective guide rollers 51 and 52. In this state, when the guide rollers 51 and 52 repeat normal rotation and reverse rotation, the electrodeposition wire 53 reciprocates in the direction of the arrow 55.
電着ワイヤ53が矢印55の方向に往復走行をしている状態で、シリコン結晶インゴット50を矢印54の方向に移動させる。そして、シリコン結晶インゴット50を往復走行をしている電着ワイヤ53に押し付けることによって、たとえば図2の模式的斜視図に示すように、シリコン結晶インゴット50が複数箇所でスライスされて、複数枚の板状の結晶シリコンウエハ11が形成される。なお、シリコン結晶インゴット50のスライス時にはシリコン結晶インゴット50の表面にグリコールを塗布してスライスしている。 The silicon crystal ingot 50 is moved in the direction of the arrow 54 while the electrodeposition wire 53 is reciprocating in the direction of the arrow 55. Then, by pressing the silicon crystal ingot 50 against the electrodeposition wire 53 that is traveling reciprocally, the silicon crystal ingot 50 is sliced at a plurality of locations, for example, as shown in a schematic perspective view of FIG. A plate-like crystalline silicon wafer 11 is formed. When slicing the silicon crystal ingot 50, the surface of the silicon crystal ingot 50 is sliced by applying glycol.
シリコン結晶インゴット50は、{100}面が露出するようにスライスされることが好ましい。この場合には、本発明によって得られる太陽電池用シリコンウエハの受光面を{100}面とすることができ、アルカリエッチングによるテクスチャ構造の形成が容易になるため、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる傾向にある。 The silicon crystal ingot 50 is preferably sliced so that the {100} plane is exposed. In this case, the light-receiving surface of the solar cell silicon wafer obtained by the present invention can be a {100} surface, and it becomes easy to form a texture structure by alkali etching. It tends to be able to be manufactured stably.
図3に、図1に示す電着ワイヤ53の一例の模式的な断面図を示す。ここで、電着ワイヤ53は、芯線20と、芯線20の外周面に電着ボンド材21で固着された砥粒22と、を含んでいる。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of the electrodeposition wire 53 shown in FIG. Here, the electrodeposition wire 53 includes the core wire 20 and the abrasive grains 22 fixed to the outer peripheral surface of the core wire 20 with the electrodeposition bond material 21.
芯線20としては、たとえばピアノ線などを用いることができる。芯線20の直径は、たとえば115μm程度とすることができる。砥粒22としてはたとえばダイヤモンド砥粒などを用いることができる。電着ボンド材21としてはたとえば芯線20の外表面にめっきされたニッケルなどを用いることができる。電着ボンド材21の厚さは、たとえば3〜5μm程度とすることができる。 As the core wire 20, a piano wire etc. can be used, for example. The diameter of the core wire 20 can be about 115 micrometers, for example. For example, diamond abrasive grains can be used as the abrasive grains 22. As the electrodeposition bond material 21, for example, nickel plated on the outer surface of the core wire 20 can be used. The thickness of the electrodeposition bond material 21 can be about 3-5 micrometers, for example.
本実施の形態の太陽電池用シリコンウエハの製造方法において、電着ワイヤ53の砥粒22としては、平均粒径が8μm以上11μm以下の砥粒22が用いられる。従来においては、結晶シリコンウエハ11の表面にスクラッチが多く形成されて、太陽電池の製造時に結晶シリコンウエハ11の表面に印刷されるマスキングペーストのパターンニング性が低下し、太陽電池の電極直下においてキャリアの再結合が生じること等によって太陽電池の特性が低下することがあった。そこで、本発明者が鋭意検討した結果、平均粒径が8μm以上11μm以下の砥粒22を備えた電着ワイヤ53を用いてシリコン結晶インゴット50をスライスすることによって、結晶シリコンウエハ11の表面のスクラッチの形成を抑えることができ、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができることが見い出された。 In the method for producing a silicon wafer for solar cell of the present embodiment, as the abrasive grains 22 of the electrodeposition wire 53, abrasive grains 22 having an average particle diameter of 8 μm or more and 11 μm or less are used. Conventionally, a lot of scratches are formed on the surface of the crystalline silicon wafer 11, and the patterning property of the masking paste printed on the surface of the crystalline silicon wafer 11 during the production of the solar cell is lowered, and the carrier just below the electrode of the solar cell. The characteristics of the solar cell may deteriorate due to the occurrence of recombination. Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, by slicing the silicon crystal ingot 50 using the electrodeposition wire 53 provided with the abrasive grains 22 having an average particle diameter of 8 μm or more and 11 μm or less, the surface of the crystalline silicon wafer 11 is It has been found that the formation of scratches can be suppressed, and a solar cell having good characteristics can be stably produced.
なお、本明細書において、砥粒22の平均粒径が8μm以上11μm以下とは、砥粒22の長径aと短径bとから以下の式(i)により算出される砥粒22の粒径の90%以上が8μm以上11μm以下の範囲内に含まれていることを意味する。 In this specification, the average grain size of the abrasive grains 22 is 8 μm or more and 11 μm or less. The grain diameter of the abrasive grains 22 calculated from the major axis “a” and the minor axis “b” of the abrasive grains 22 by the following formula (i): It means that 90% or more is included in the range of 8 μm or more and 11 μm or less.
砥粒22の粒径=(長径a+短径b)/2 …(i)
シリコン結晶インゴット50としては、たとえば、チョクラルスキー法または鋳造法によって作製された単結晶シリコンインゴットまたは多結晶シリコンインゴットなどが用いられるが、単結晶シリコンインゴットであることが好ましい。シリコン結晶インゴット50が単結晶シリコンインゴットである場合には、本発明によって得られた太陽電池用シリコンウエハを用いて製造された太陽電池の特性が良好なものとなる傾向にある。なお、シリコン結晶インゴット50は、n型またはp型のドーパントがドープされることによって、n型またはp型の導電型を有していてもよい。
Particle size of abrasive grains 22 = (major axis a + minor axis b) / 2 (i)
As the silicon crystal ingot 50, for example, a single crystal silicon ingot or a polycrystalline silicon ingot produced by the Czochralski method or a casting method is used, and a single crystal silicon ingot is preferable. When the silicon crystal ingot 50 is a single crystal silicon ingot, the characteristics of a solar cell manufactured using the silicon wafer for solar cell obtained by the present invention tend to be good. The silicon crystal ingot 50 may have an n-type or p-type conductivity type by being doped with an n-type or p-type dopant.
図4に、電着ワイヤ53でシリコン結晶インゴット50がスライスされることによって得られた結晶シリコンウエハ11の一例の模式的な断面図を示す。ここで、結晶シリコンウエハ11の表面には、電着ワイヤ53を用いたシリコン結晶インゴット50のスライスによってスライスダメージ1aが生じている。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example of the crystalline silicon wafer 11 obtained by slicing the silicon crystal ingot 50 with the electrodeposition wire 53. Here, slice damage 1 a is generated on the surface of the crystalline silicon wafer 11 due to the slicing of the silicon crystal ingot 50 using the electrodeposition wire 53.
図5に、図4に示す結晶シリコンウエハ11の表面の一部の一例の模式的な拡大断面図を示す。図5に示すように、結晶シリコンウエハ11の表面には大きなうねり(以下「ソーマーク」という)61が形成されている。また、結晶シリコンウエハ11の表面にはスクラッチ71が形成されている。 FIG. 5 shows a schematic enlarged cross-sectional view of an example of a part of the surface of the crystalline silicon wafer 11 shown in FIG. As shown in FIG. 5, large undulations (hereinafter referred to as “saw marks”) 61 are formed on the surface of the crystalline silicon wafer 11. A scratch 71 is formed on the surface of the crystalline silicon wafer 11.
ソーマーク61は、電着ワイヤ53を用いたシリコン結晶インゴット50の切断に起因して形成される。すなわち、図1に示すように、結晶シリコンウエハ11は、往復走行する電着ワイヤ53にシリコン結晶インゴット50を押し付けて切断することにより得られるが、電着ワイヤ53の走行方向55が切り替わるたびに電着ワイヤ53が一時停止して線速が落ちる。これにより、電着ワイヤ53に対するシリコン結晶インゴット50の移動方向(矢印54の方向)に沿って電着ワイヤ53によるシリコン結晶インゴット50への切り込み深さが異なるため、それが大きなうねりであるソーマーク61として結晶シリコンウエハ11の表面に現れる。 The saw mark 61 is formed due to the cutting of the silicon crystal ingot 50 using the electrodeposition wire 53. That is, as shown in FIG. 1, the crystalline silicon wafer 11 is obtained by pressing and cutting the silicon crystal ingot 50 against the reciprocating electrodeposition wire 53, but every time the traveling direction 55 of the electrodeposition wire 53 is switched. The electrodeposition wire 53 is temporarily stopped and the line speed decreases. As a result, the depth of cut into the silicon crystal ingot 50 by the electrodeposited wire 53 varies along the moving direction of the silicon crystal ingot 50 relative to the electrodeposited wire 53 (the direction of the arrow 54). Appears on the surface of the crystalline silicon wafer 11.
図6(a)に、図4に示す結晶シリコンウエハ11の表面の一例の模式的な拡大平面図を示し、図6(b)に、図6(a)のVIb−VIbに沿った拡大断面図を示す。結晶シリコンウエハ11の表面には上記の電着ワイヤ53の砥粒22によって砥粒痕72が直線状に形成されるとともに、砥粒痕72よりも大きな凹状の傷であるスクラッチ71が形成されている。 FIG. 6A shows a schematic enlarged plan view of an example of the surface of the crystalline silicon wafer 11 shown in FIG. 4, and FIG. 6B shows an enlarged cross section along VIb-VIb of FIG. 6A. The figure is shown. On the surface of the crystalline silicon wafer 11, abrasive marks 72 are formed in a straight line by the abrasive grains 22 of the electrodeposition wire 53, and scratches 71 that are concave scratches larger than the abrasive marks 72 are formed. Yes.
本明細書において、スクラッチ71は、幅Wが1μm以上であって、長さLが1μm以上であって、かつ深さHが1μm以上である傷のことを意味する。ここで、幅Wは、砥粒痕72の伸長方向と直交する方向の傷の長さであり、長さLは、砥粒痕72の伸長方向に平行な方向の傷の長さであり、深さHは結晶シリコンウエハ11の表面に対して垂直な方向の最深の長さである。 In the present specification, the scratch 71 means a scratch having a width W of 1 μm or more, a length L of 1 μm or more, and a depth H of 1 μm or more. Here, the width W is the length of the scratch in the direction perpendicular to the extending direction of the abrasive grain trace 72, and the length L is the length of the scratch in a direction parallel to the extending direction of the abrasive grain trace 72, The depth H is the deepest length in the direction perpendicular to the surface of the crystalline silicon wafer 11.
このようなスクラッチ71の幅W、長さLおよび深さHは、それぞれ、たとえばレーザ顕微鏡を用いて測定することができる。レーザ顕微鏡としては、たとえば、オリンパス(株)製のOLS3000などを用いることができる。 Such a width W, length L, and depth H of the scratch 71 can be measured using, for example, a laser microscope. As the laser microscope, for example, OLS3000 manufactured by Olympus Corporation can be used.
ここで、結晶シリコンウエハ11の表面を占めるスクラッチの面積比は0.1%以下であることが好ましい。この場合には、太陽電池の製造時に結晶シリコンウエハ11の表面に印刷されるマスキングペーストのパターンニング性が低下し、太陽電池の電極直下においてキャリアの再結合が生じること等による太陽電池の特性の低下を抑制することができる傾向が大きくなる。 Here, the area ratio of the scratch occupying the surface of the crystalline silicon wafer 11 is preferably 0.1% or less. In this case, the patterning property of the masking paste printed on the surface of the crystalline silicon wafer 11 during the production of the solar cell is degraded, and the recombination of carriers occurs directly under the electrode of the solar cell. The tendency to be able to suppress the decrease is increased.
なお、上記のスクラッチの面積比(%)は、以下の式(ii)により算出することができる。 The scratch area ratio (%) can be calculated by the following equation (ii).
スクラッチの面積比(%)=100×(結晶シリコンウエハ11の表面に存在するスクラッチの面積の総和)/(結晶シリコンウエハ11の表面の面積) …(ii)
<結晶シリコンウエハをエッチングする工程>
次に、結晶シリコンウエハ11の表面をエッチングする工程を行なう。これにより、図4に示す結晶シリコンウエハ11の表面のスライスダメージ1aを除去することができるとともに、結晶シリコンウエハ11の表面にクレーター状の窪み(ファセット)を形成することができる。
Scratch area ratio (%) = 100 × (total of scratch areas existing on the surface of the crystalline silicon wafer 11) / (area of the surface of the crystalline silicon wafer 11) (ii)
<Process for etching a crystalline silicon wafer>
Next, a step of etching the surface of the crystalline silicon wafer 11 is performed. Thereby, the slice damage 1a on the surface of the crystalline silicon wafer 11 shown in FIG. 4 can be removed, and a crater-like depression (facet) can be formed on the surface of the crystalline silicon wafer 11.
結晶シリコンウエハ11の表面をエッチングする工程は、結晶シリコンウエハ11の表面をエッチングすることができるものであれば特には限定されないが、水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下、好ましくは24質量%以上32質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ11の片側の表面につき5μm以上25μm以下の厚さのエッチング量だけエッチングすることにより行なうことが好ましい。 The step of etching the surface of the crystalline silicon wafer 11 is not particularly limited as long as the surface of the crystalline silicon wafer 11 can be etched, but the sodium hydroxide concentration is 20% by mass or more and 35% by mass or less, preferably Preferably, the etching is performed by etching the surface of one side of the crystalline silicon wafer 11 with a thickness of 5 μm or more and 25 μm or less with a sodium hydroxide aqueous solution of 24% by mass or more and 32% by mass or less.
これは、本発明者が鋭意検討した結果、水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下、好ましくは24質量%以上32質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ11の表面をエッチングした場合には、結晶シリコンウエハ11の片側の表面につき5μm以上25μm以下の厚さだけエッチングすると、水酸化ナトリウム濃度が35質量%よりも高い水酸化ナトリウム水溶液で同じ厚さだけエッチングした場合よりもはるかに結晶シリコンウエハ11の表面の平滑性を向上させることができることを見出したことによるものである。 As a result of intensive studies by the present inventors, the surface of the crystalline silicon wafer 11 is etched with an aqueous sodium hydroxide solution having a sodium hydroxide concentration of 20% by mass to 35% by mass, preferably 24% by mass to 32% by mass. In such a case, if the surface of one side of the crystalline silicon wafer 11 is etched by a thickness of 5 μm or more and 25 μm or less, the etching is performed by the same thickness with an aqueous sodium hydroxide solution having a sodium hydroxide concentration higher than 35 mass%. This is because it has been found that the smoothness of the surface of the crystalline silicon wafer 11 can be improved.
たとえば、水酸化ナトリウム濃度が30質量%の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ11の片側の表面につき13μmの厚さのエッチングを行なった場合には、水酸化ナトリウム濃度が48質量%の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ11の片側の表面につき30μm程度の厚さのエッチング量である従来のエッチングと同等以上の結晶シリコンウエハ11の表面の平滑性を達成することができる。 For example, when etching is performed to a thickness of 13 μm on one surface of the crystalline silicon wafer 11 with an aqueous solution of sodium hydroxide having a sodium hydroxide concentration of 30% by mass, sodium hydroxide having a sodium hydroxide concentration of 48% by mass is obtained. The smoothness of the surface of the crystalline silicon wafer 11 equal to or higher than that of the conventional etching in which the etching amount is about 30 μm per one surface of the crystalline silicon wafer 11 with the aqueous solution can be achieved.
これにより、平滑性が向上した結晶シリコンウエハ11の表面と電極との接触面積を増加させることにより結晶シリコンウエハ11の表面と電極との接触抵抗および結晶シリコンウエハ11の表面と電極との界面でのキャリアの再結合を低減することができるとともに、平滑性が向上した結晶シリコンウエハ11の表面に印刷したマスキングペーストの印刷精度を向上させることによって、シャント抵抗を向上させ、逆方向飽和電流を低減することができる。 Thus, the contact area between the surface of the crystalline silicon wafer 11 and the electrode with improved smoothness and the electrode is increased, so that the contact resistance between the surface of the crystalline silicon wafer 11 and the electrode and the interface between the surface of the crystalline silicon wafer 11 and the electrode are increased. Carrier recombination can be reduced, and by improving the printing accuracy of the masking paste printed on the surface of the crystalline silicon wafer 11 with improved smoothness, the shunt resistance is improved and the reverse saturation current is reduced. can do.
さらに、エッチング量を抑えることにより結晶シリコンウエハ11の機械的強度およびその結晶シリコンウエハ11を用いて製造された太陽電池セルの変換効率の低下を抑えることができる。これにより、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる太陽電池用シリコンウエハを製造することが可能となる。 Further, by suppressing the etching amount, it is possible to suppress a decrease in mechanical strength of the crystalline silicon wafer 11 and a conversion efficiency of a solar battery cell manufactured using the crystalline silicon wafer 11. Thereby, it becomes possible to manufacture the silicon wafer for solar cells which can manufacture stably the solar cell which has a favorable characteristic.
ここで、結晶シリコンウエハ11の片側の表面のエッチング量(エッチング深さ)は、5μm以上20μm以下であることが好ましく、5μm以上15μm以下であることがより好ましい。結晶シリコンウエハ11の片側の表面のエッチング量が5μm以上20μm以下である場合、特に5μm以上15μm以下である場合には、結晶シリコンウエハ11の片側の表面のエッチング量をさらに抑えながら結晶シリコンウエハ11の表面の平滑性を向上させることができる傾向が大きくなる。 Here, the etching amount (etching depth) on one surface of the crystalline silicon wafer 11 is preferably 5 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 15 μm or less. When the etching amount on one surface of the crystalline silicon wafer 11 is 5 μm or more and 20 μm or less, particularly when the etching amount is 5 μm or more and 15 μm or less, the etching amount on one surface of the crystalline silicon wafer 11 is further suppressed while suppressing the etching amount on one side. There is a greater tendency to improve the surface smoothness.
なお、結晶シリコンウエハ11の表面のエッチング量は、当該エッチングによる結晶シリコンウエハ11の片側の表面の結晶シリコンウエハ11の厚さ方向における厚みの減少量(μm)を意味する。 Note that the etching amount of the surface of the crystalline silicon wafer 11 means a reduction amount (μm) of the thickness in the thickness direction of the crystalline silicon wafer 11 on one surface of the crystalline silicon wafer 11 by the etching.
<太陽電池用シリコンウエハ>
図7に図4に示す結晶シリコンウエハの表面が上記のようにエッチングされることにより形成された太陽電池用シリコンウエハの一例の模式的な断面図を示し、図8に図7に示す太陽電池用シリコンウエハの表面の一例の模式的な拡大断面図を示す。
<Silicon wafer silicon wafer>
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of an example of a silicon wafer for a solar cell formed by etching the surface of the crystalline silicon wafer shown in FIG. 4 as described above, and FIG. 8 shows the solar cell shown in FIG. The typical expanded sectional view of an example of the surface of the silicon wafer for manufacture is shown.
図7に示すように、太陽電池用シリコンウエハ1の表面にはスライスダメージは最早存在していないが、図8に示すように上記濃度の水酸化ナトリウム水溶液のエッチングに起因して形成されたファセット62が形成されている。 As shown in FIG. 7, the slice damage no longer exists on the surface of the silicon wafer 1 for solar cells, but the facet formed due to the etching of the sodium hydroxide aqueous solution having the above concentration as shown in FIG. 62 is formed.
図9に、図8に示すファセット62の一例の模式的な拡大断面図を示す。水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下、好ましくは24質量%以上32質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ11の片側の表面につき5μm以上25μm以下、好ましくは5μm以上20μm以下、より好ましくは5μm以上15μm以下の厚さだけエッチングされて太陽電池用シリコンウエハ1の表面に形成されたファセット62の幅は10μm以上150μm以下、好ましくは20μm以上60μm以下であって、ファセット62の深さは0.1μm以上10μm以下となる。 FIG. 9 is a schematic enlarged sectional view of an example of the facet 62 shown in FIG. An aqueous sodium hydroxide solution having a sodium hydroxide concentration of 20% by mass to 35% by mass, preferably 24% by mass to 32% by mass, with a surface of one side of the crystalline silicon wafer 11 of 5 μm to 25 μm, preferably 5 μm to 20 μm. More preferably, the width of the facet 62 formed on the surface of the solar cell silicon wafer 1 by etching to a thickness of 5 μm to 15 μm is 10 μm to 150 μm, preferably 20 μm to 60 μm. The depth is not less than 0.1 μm and not more than 10 μm.
たとえば、水酸化ナトリウム濃度が30質量%である水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハ11の片側の表面を13μmだけエッチングすることによって得られる太陽電池用シリコンウエハ1の表面のファセット62の幅はたとえば図9に示すように20μm以上60μm以下となる。 For example, the width of the facet 62 on the surface of the silicon wafer 1 for solar cells obtained by etching the surface of one side of the crystalline silicon wafer 11 by 13 μm with a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 30% by mass is shown in FIG. As shown in FIG. 9, it is 20 μm or more and 60 μm or less.
一方、図10の模式的拡大断面図に示すように、水酸化ナトリウム濃度が35質量%よりも大きい水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの片側の表面につき5μm以上25μm以下だけエッチングされた太陽電池用シリコンウエハの表面に形成されたファセット63の幅は、水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液で同じエッチング量だけエッチングした場合よりも非常に狭小となり、ファセット63の深さは0.1μm以上10μm以下となる。 On the other hand, as shown in the schematic enlarged cross-sectional view of FIG. 10, for a solar cell etched by 5 μm or more and 25 μm or less per one surface of a crystalline silicon wafer with a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration higher than 35 mass%. The width of the facet 63 formed on the surface of the silicon wafer is much narrower than the case where the same amount of etching is performed with a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 20% by mass to 35% by mass. The depth is not less than 0.1 μm and not more than 10 μm.
たとえば、水酸化ナトリウム濃度が48質量%である水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの片側の表面を13μmだけエッチングすることによって得られる太陽電池用シリコンウエハの表面のファセット63の幅はたとえば図10に示すように3μm以上15μm以下となる。 For example, the width of the facet 63 on the surface of the silicon wafer for solar cells obtained by etching the surface of one side of the crystalline silicon wafer by 13 μm with a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 48% by mass is shown in FIG. As shown, it is 3 μm or more and 15 μm or less.
さらに、図11の模式的拡大断面図に示すように、水酸化ナトリウム濃度が20質量%未満の水酸化ナトリウム水溶液で結晶シリコンウエハの片側の表面につき5μm以上25μm以下だけエッチングされた太陽電池用シリコンウエハの表面に形成されたファセット64の内部にはピラミッド状の突起物65が形成される。 Furthermore, as shown in the schematic enlarged sectional view of FIG. 11, silicon for solar cells etched by 5 μm or more and 25 μm or less per one side surface of a crystalline silicon wafer with a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of less than 20% by mass. A pyramidal projection 65 is formed inside the facet 64 formed on the surface of the wafer.
このように、水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下、好ましくは24質量%以上32質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液で5μm以上25μm以下、好ましくは5μm以上20μm以下、より好ましくは5μm以上15μm以下の厚さだけエッチングして形成された10μm以上150μm以下、好ましくは20μm以上150μm以下の幅と0.1μm以上10μm以下の深さとを有するファセット62を有する太陽電池用シリコンウエハ1の表面はその他の場合と比べてなだらかな表面となる。 Thus, sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 20% by mass to 35% by mass, preferably 24% by mass to 32% by mass, 5 μm to 25 μm, preferably 5 μm to 20 μm, more preferably 5 μm. The surface of the silicon wafer for solar cells 1 having a facet 62 having a width of 10 μm or more and 150 μm or less and a depth of 0.1 μm or more and 10 μm or less formed by etching to a thickness of 15 μm or less. Has a smooth surface compared to the other cases.
このようななだらかな表面に電極を形成した場合には、図10に示すようなファセット63の幅が狭くなだらかではない表面、および図11に示すようなファセット64の内部に突起物65が形成されてなだらかではない表面に電極を形成した場合と比べて、太陽電池用シリコンウエハ1と電極との接触抵抗および太陽電池用シリコンウエハ1の表面と電極との界面でのキャリアの再結合を低減できるのは明らかである。 When the electrode is formed on such a gentle surface, the protrusion 65 is formed on the surface where the width of the facet 63 is not narrow as shown in FIG. 10 and inside the facet 64 as shown in FIG. Compared with the case where an electrode is formed on a non-smooth surface, the contact resistance between the silicon wafer for solar cell 1 and the electrode and the recombination of carriers at the interface between the surface of the silicon wafer for solar cell 1 and the electrode can be reduced. It is clear.
また、このようななだらかな表面にマスキングペーストを印刷した場合には、図10に示すようなファセット63の幅が狭くなだらかではない表面および図11に示すようなファセット64の内部に突起物65が形成されてなだらかではない表面にマスキングペーストを印刷した場合と比べてマスキングペーストの印刷精度が向上することは明らかである。そのため、水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下、好ましくは24質量%以上32質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液で5μm以上25μm以下、好ましくは5μm以上20μm以下、より好ましくは5μm以上15μm以下の厚さだけエッチングして形成された太陽電池用シリコンウエハ1を用いた場合には、良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる。 Further, when the masking paste is printed on such a gentle surface, the protrusion 65 is formed on the surface where the width of the facet 63 is narrow as shown in FIG. 10 and on the inside of the facet 64 as shown in FIG. It is clear that the printing accuracy of the masking paste is improved as compared with the case where the masking paste is printed on the surface which is formed and is not gentle. Therefore, a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 20% by mass to 35% by mass, preferably 24% by mass to 32% by mass, is 5 μm to 25 μm, preferably 5 μm to 20 μm, more preferably 5 μm to 15 μm. When the solar cell silicon wafer 1 formed by etching the following thickness is used, a solar cell having good characteristics can be stably manufactured.
太陽電池用シリコンウエハ1の表面に形成されたファセット62の90%以上が、幅10μm以上150μm以下、好ましくは20μm以上150μm以下であって、深さ0.1μm以上10μm以下のファセット62であることが好ましい。この場合には、太陽電池用シリコンウエハ1の表面がさらになだらかになって良好な特性を有する太陽電池を安定して製造することができる傾向が大きくなる。 90% or more of the facets 62 formed on the surface of the silicon wafer 1 for solar cells are facets 62 having a width of 10 μm to 150 μm, preferably 20 μm to 150 μm and a depth of 0.1 μm to 10 μm. Is preferred. In this case, the surface of the solar cell silicon wafer 1 becomes smoother, and the tendency to stably manufacture solar cells having good characteristics increases.
<裏面電極型太陽電池セルの製造方法>
以下、図12〜図21を参照して、実施の形態の裏面電極型太陽電池セルの製造方法について説明する。
<Method for Manufacturing Back Electrode Solar Cell>
Hereinafter, with reference to FIGS. 12-21, the manufacturing method of the back electrode type photovoltaic cell of embodiment is demonstrated.
まず、図12(a)の模式的断面図および図12(b)の模式的平面図に示すように、上記のエッチングにより幅広のファセット62を有するように作製されたn型またはp型の太陽電池用シリコンウエハ1の受光面側の表面(受光面)の全面にマスキングペースト2を設置するとともに太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側の表面(裏面)に開口部14を設けるようにしてマスキングペースト2を帯状に設置する。図12(b)は、図12(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 12A and the schematic plan view of FIG. 12B, an n-type or p-type solar device manufactured to have a wide facet 62 by the etching described above. The masking paste 2 is provided on the entire surface of the light-receiving surface side (light-receiving surface) of the battery silicon wafer 1 and the opening 14 is provided on the surface (back surface) on the back surface side of the silicon wafer 1 for solar cells. 2 is installed in a strip shape. FIG. 12B is a schematic plan view when FIG. 12A is viewed from the back surface side of the solar cell silicon wafer 1.
なお、上記のエッチングは、水酸化ナトリウム濃度が20質量%以上35質量%以下、好ましくは24質量%以上32質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いて片側の表面につき5μm以上25μm以下、好ましくは5μm以上20μm以下、より好ましくは5μm以上15μm以下の厚さだけエッチングすることにより行なわれており、当該エッチングは太陽電池用シリコンウエハ1の受光面および裏面のそれぞれに対して行なわれている。 The above etching is performed using an aqueous sodium hydroxide solution having a sodium hydroxide concentration of 20% by mass to 35% by mass, preferably 24% by mass to 32% by mass, preferably 5 μm to 25 μm per surface on one side, preferably The etching is performed by etching to a thickness of 5 μm or more and 20 μm or less, more preferably 5 μm or more and 15 μm or less. The etching is performed on each of the light receiving surface and the back surface of the silicon wafer 1 for solar cells.
マスキングペースト2としては、たとえば、溶剤、増粘剤、ならびに酸化シリコン前駆体および/または酸化チタン前駆体を含むものなどを用いることができる。また、マスキングペースト2としては、増粘剤を含まないものも用いることができる。 As the masking paste 2, for example, a solvent, a thickener, and one containing a silicon oxide precursor and / or a titanium oxide precursor can be used. Moreover, as the masking paste 2, a paste containing no thickener can be used.
溶剤としては、たとえば、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、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、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、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、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、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルを単独でまたは2種以上併用して用いることができる。 Examples of the solvent include ethylene glycol, methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, diethyl cellosolve, cellosolve acetate, ethylene glycol monophenyl ether, methoxyethanol, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, Diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol acetate, triethyl glycol, triethylene glycol Monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol, liquid polyethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, 1-butoxyethoxypropanol, dipropyl glycol, diethylene glycol Propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol, trimethylene glycol, butane dial, 1,5-pentane dial, hexylene glycol, glycerin, glyceryl acetate, glyceryl diacetate, glyceryl triacetate , Trimethylol propi 1,2,6-hexanetriol, 1,2-propanediol, 1,5-pentanediol, octanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, dioxane, Trioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, methylal, diethyl acetal, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, acetonyl acetone, diacetone alcohol, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate alone or in combination of two or more It can be used in combination.
増粘剤としては、エチルセルロース、ポリビニルピロリドンまたは双方の混合物を用いることが望ましいが、様々な品質および特性のベントナイト、様々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(Thixin R(登録商標))、ジアミド・ワックス(Thixatrol plus(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−ポリオールなどを用いることもできる。 As a thickener, it is desirable to use ethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone or a mixture of both, but various quality and properties of bentonite, generally inorganic rheological additives for various polar solvent mixtures, nitrocellulose and other cellulose compounds , Starch, gelatin, alginic acid, highly dispersible amorphous silicic acid (Aerosil®), polyvinyl butyral (Mowital®), sodium carboxymethylcellulose (vivistar), thermoplastic polyamide resin (Eurelon®) ), Organic castor oil derivative (Thixin R (registered trademark)), diamide wax (Thixatrol plus (registered trademark)), swollen polyacrylate (Rheolate (registered trademark)), polyether urine - polyurethanes, polyether - polyol like can also be used.
酸化シリコン前駆体としては、たとえば、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)のような一般式R1’nSi(OR1)4-n(R1’はメチル、エチルまたはフェニルを示し、R1はメチル、エチル、n−プロピルまたはi−プロピルを示し、nは0、1または2を示す。)で示される物質を用いることができる。 Examples of the silicon oxide precursor include a general formula R 1 ' n Si (OR 1 ) 4-n such as TEOS (tetraethyl orthosilicate) (R 1 ' represents methyl, ethyl or phenyl, R 1 represents methyl, The substance shown by ethyl, n-propyl, or i-propyl, n shows 0, 1 or 2) can be used.
酸化チタン前駆体には、たとえば、Ti(OH)4のほか、TPT(テトライソプロポキシチタン)のようなR2’nTi(OR2)4-nで示される物質(R2’はメチル、エチルまたはフェニルを示し、R2はメチル、エチル、n−プロピルまたはi−プロピルを示し、nは0、1または2を示す。)であり、その他、TiCl4、TiF4およびTiOSO4なども含まれる。 Examples of the titanium oxide precursor include, in addition to Ti (OH) 4 , a substance represented by R 2 ' n Ti (OR 2 ) 4-n such as TPT (tetraisopropoxy titanium) (R 2 ' is methyl, Represents ethyl or phenyl, R 2 represents methyl, ethyl, n-propyl or i-propyl, n represents 0, 1 or 2), and also includes TiCl 4 , TiF 4 and TiOSO 4 It is.
増粘剤を用いる場合には、増粘剤としては、たとえば、ヒマシ油、ベントナイト、ニトロセルロース、エチルセルロース、ポリビニルピロリドン、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、非晶質ケイ酸、ポリビニルブチラール、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ポリアミド樹脂、有機ヒマシ油誘導体、ジアミド・ワックス、膨潤ポリアクリル酸塩、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどを単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。 When a thickener is used, examples of the thickener include castor oil, bentonite, nitrocellulose, ethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, starch, gelatin, alginic acid, amorphous silicic acid, polyvinyl butyral, sodium carboxymethylcellulose, polyamide Resin, organic castor oil derivative, diamide wax, swollen polyacrylate, polyether urea-polyurethane, polyether-polyol and the like can be used alone or in combination of two or more.
マスキングペースト2の設置方法は、特に限定されず、たとえば従来から公知の塗布方法などを用いることができる。 The installation method of the masking paste 2 is not specifically limited, For example, a conventionally well-known coating method etc. can be used.
その後、太陽電池用シリコンウエハ1の受光面および裏面にそれぞれ設置されたマスキングペースト2を乾燥させる。 Thereafter, the masking pastes 2 respectively installed on the light receiving surface and the back surface of the solar cell silicon wafer 1 are dried.
マスキングペースト2の乾燥方法としては、たとえばマスキングペースト2の設置後の太陽電池用シリコンウエハ1をオーブン内に設置し、たとえば300℃程度の温度でたとえば数十分間の時間マスキングペースト2を加熱することにより行なうことができる。 As a drying method of the masking paste 2, for example, the solar cell silicon wafer 1 after the masking paste 2 is installed is placed in an oven, and the masking paste 2 is heated at a temperature of about 300 ° C. for a period of several tens of minutes, for example. Can be done.
そして、上記のようにして乾燥させた後のマスキングペースト2を焼成することによって、マスキングペースト2を固化させる。マスキングペースト2の焼成は、たとえば800℃以上1000℃以下の温度でたとえば10分間以上60分間以下の時間マスキングペースト2を加熱することにより行なうことができる。 Then, by baking the masking paste 2 after being dried as described above, the masking paste 2 is solidified. The baking of the masking paste 2 can be performed, for example, by heating the masking paste 2 at a temperature of 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower for a time of 10 minutes or longer and 60 minutes or shorter.
次に、図13(a)の模式的断面図および図13(b)の模式的平面図に示すように、n型ドーパント含有ガス4を流すことによって、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側の開口部14から露出している太陽電池用シリコンウエハ1の裏面にn型ドーパントを拡散させてn型ドーパント拡散領域3を帯状に形成する。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 13A and the schematic plan view of FIG. 13B, the n-type dopant-containing gas 4 is allowed to flow so that the back surface side of the silicon wafer 1 for solar cells is flown. The n-type dopant is diffused on the back surface of the solar cell silicon wafer 1 exposed from the opening 14 to form the n-type dopant diffusion region 3 in a strip shape.
n型ドーパント含有ガス4としては、たとえばn型ドーパントであるリンを含むPOCl3などを用いることができる。また、n型ドーパント拡散領域3は、太陽電池用シリコンウエハ1よりもn型ドーパント濃度が高い領域である。また、図13(b)は、図13(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 As the n-type dopant-containing gas 4, for example, POCl 3 containing phosphorus which is an n-type dopant can be used. The n-type dopant diffusion region 3 is a region having a higher n-type dopant concentration than the solar cell silicon wafer 1. Moreover, FIG.13 (b) is a typical top view when Fig.13 (a) is seen from the back surface side of the silicon wafer 1 for solar cells.
その後、太陽電池用シリコンウエハ1の受光面および裏面のそれぞれのマスキングペースト2を一旦すべて除去する。マスキングペースト2の除去は、たとえば、マスキングペースト2が設置された太陽電池用シリコンウエハ1をフッ酸水溶液中に浸漬させることなどにより行なうことができる。 Thereafter, all the masking pastes 2 on the light receiving surface and the back surface of the solar cell silicon wafer 1 are once removed. The removal of the masking paste 2 can be performed, for example, by immersing the solar cell silicon wafer 1 on which the masking paste 2 is installed in an aqueous hydrofluoric acid solution.
次に、図14(a)の模式的断面図および図14(b)の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ1の受光面側の表面(受光面)の全面にマスキングペースト2を設置するとともに、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側の表面(裏面)に開口部15を設けるようにしてマスキングペースト2を設置する。開口部15は開口部14とは異なる箇所に形成される。なお、図14(b)は、図14(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 14A and the schematic plan view of FIG. 14B, a masking paste is applied to the entire surface (light-receiving surface) on the light-receiving surface side of the silicon wafer 1 for solar cells. 2 and the masking paste 2 is installed so that the opening 15 is provided on the front surface (back surface) of the solar cell silicon wafer 1. The opening 15 is formed at a location different from the opening 14. FIG. 14B is a schematic plan view when FIG. 14A is viewed from the back surface side of the solar cell silicon wafer 1.
そして、太陽電池用シリコンウエハ1の受光面および裏面にそれぞれ塗布されたマスキングペースト2を乾燥させた後に、マスキングペースト2を焼成することによって、マスキングペースト2を固化させる。 And after drying the masking paste 2 apply | coated to the light-receiving surface and the back surface of the silicon wafer 1 for solar cells, the masking paste 2 is solidified by baking the masking paste 2, respectively.
次に、図15(a)の模式的断面図および図15(b)の模式的平面図に示すように、p型ドーパント含有ガス6を流すことによって、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側の開口部15から露出している太陽電池用シリコンウエハ1の裏面にp型ドーパントを拡散させてp型ドーパント拡散領域5を帯状に形成する。なお、p型ドーパント含有ガス6としては、たとえばp型ドーパントであるボロンを含むBBr3などを用いることができる。また、p型ドーパント拡散領域5は、太陽電池用シリコンウエハ1よりもp型ドーパント濃度が高い領域である。また、図15(b)は、図15(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 15A and the schematic plan view of FIG. 15B, the p-type dopant-containing gas 6 is allowed to flow so that the back surface side of the silicon wafer 1 for solar cells is flown. A p-type dopant is diffused on the back surface of the solar cell silicon wafer 1 exposed from the opening 15 to form a p-type dopant diffusion region 5 in a strip shape. As the p-type dopant-containing gas 6, for example, BBr 3 containing boron as a p-type dopant can be used. The p-type dopant diffusion region 5 is a region having a higher p-type dopant concentration than the solar cell silicon wafer 1. FIG. 15B is a schematic plan view when FIG. 15A is viewed from the back surface side of the solar cell silicon wafer 1.
次に、図16(a)の模式的断面図および図16(b)の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ1の受光面および裏面のそれぞれのマスキングペースト2をすべて除去する。これにより、太陽電池用シリコンウエハ1の受光面全面および裏面全面が露出して、帯状のn型ドーパント拡散領域3および帯状のp型ドーパント拡散領域5をそれぞれ露出させることができる。なお、図16(b)は、図16(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 16A and the schematic plan view of FIG. 16B, all the masking pastes 2 on the light-receiving surface and the back surface of the solar cell silicon wafer 1 are removed. . Thereby, the entire light-receiving surface and the entire back surface of the solar cell silicon wafer 1 are exposed, and the strip-shaped n-type dopant diffusion region 3 and the strip-shaped p-type dopant diffusion region 5 can be exposed. In addition, FIG.16 (b) is a typical top view when Fig.16 (a) is seen from the back surface side of the silicon wafer 1 for solar cells.
次に、図17(a)の模式的断面図および図17(b)の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面上にパッシベーション膜7を形成する。パッシベーション膜7としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。パッシベーション膜7は、たとえば、プラズマCVD法などにより形成することができる。なお、図17(b)は、図17(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 17A and the schematic plan view of FIG. 17B, a passivation film 7 is formed on the back surface of the silicon wafer 1 for solar cells. As the passivation film 7, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked body of a silicon oxide film and a silicon nitride film can be used. The passivation film 7 can be formed by, for example, a plasma CVD method. FIG. 17B is a schematic plan view when FIG. 17A is viewed from the back surface side of the solar cell silicon wafer 1.
次に、図18(a)の模式的断面図および図18(b)の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ1のパッシベーション膜7が形成されている側と反対側となる受光面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造8を形成する。テクスチャ構造8を形成するためのテクスチャエッチングは、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面に形成されたパッシベーション膜7をエッチングマスクとして用いることによって行なうことができる。なお、テクスチャエッチングは、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば70℃以上80℃以下に加熱したエッチング液を用いて太陽電池用シリコンウエハ1の受光面をエッチングすることによって行なうことができる。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 18A and the schematic plan view of FIG. 18B, the solar cell silicon wafer 1 is on the side opposite to the side on which the passivation film 7 is formed. The texture structure 8 is formed by texture-etching the light receiving surface. Texture etching for forming the texture structure 8 can be performed by using the passivation film 7 formed on the back surface of the solar cell silicon wafer 1 as an etching mask. In the texture etching, for example, a light-receiving surface of the silicon wafer 1 for solar cells using an etching solution obtained by heating a solution obtained by adding isopropyl alcohol to an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide to 70 ° C. or more and 80 ° C. or less. Can be performed by etching.
次に、図19(a)の模式的断面図および図19(b)の模式的平面図に示すように、太陽電池用シリコンウエハ1のテクスチャ構造8上に反射防止膜9を形成する。反射防止膜9としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。反射防止膜9は、たとえば、プラズマCVD法などにより形成することができる。なお、図19(b)は、図19(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 19A and the schematic plan view of FIG. 19B, an antireflection film 9 is formed on the texture structure 8 of the silicon wafer 1 for solar cells. As the antireflection film 9, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminate of a silicon oxide film and a silicon nitride film can be used. The antireflection film 9 can be formed by, for example, a plasma CVD method or the like. FIG. 19B is a schematic plan view when FIG. 19A is viewed from the back surface side of the solar cell silicon wafer 1.
次に、図20(a)の模式的断面図および図20(b)の模式的平面図に示すように、パッシベーション膜7の一部を除去することによってコンタクトホール10a,10bを形成して、コンタクトホール10aからn型ドーパント拡散領域3の一部を露出させるとともに、コンタクトホール10bからp型ドーパント拡散領域5の一部を露出させる。なお、図20(b)は、図20(a)を太陽電池用シリコンウエハ1の裏面側から見たときの模式的な平面図である。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 20A and the schematic plan view of FIG. 20B, contact holes 10a and 10b are formed by removing part of the passivation film 7, A part of the n-type dopant diffusion region 3 is exposed from the contact hole 10a, and a part of the p-type dopant diffusion region 5 is exposed from the contact hole 10b. FIG. 20B is a schematic plan view when FIG. 20A is viewed from the back surface side of the solar cell silicon wafer 1.
コンタクトホール10a,10bは、たとえば、パッシベーション膜7上にフォトリソグラフィ技術を用いてコンタクトホール10a,10bのそれぞれの形成箇所に対応する部分に開口部を有するレジストパターンを形成した後に、レジストパターンの開口部からパッシベーション膜7をエッチングにより除去する方法などにより形成することができる。 The contact holes 10a and 10b are formed by, for example, forming a resist pattern having openings at portions corresponding to the formation positions of the contact holes 10a and 10b on the passivation film 7 using a photolithography technique. The passivation film 7 can be formed by etching or the like from the portion.
次に、図21(a)の模式的断面図および図21(b)の模式的平面図に示すように、コンタクトホール10aを通してn型ドーパント拡散領域3に電気的に接続されるn型用電極12を形成するとともに、コンタクトホール10bを通してp型ドーパント拡散領域5に電気的に接続されるp型用電極13を形成する。ここで、n型用電極12およびp型用電極13としては、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。以上により、裏面電極型太陽電池セルを作製することができる。 Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 21A and the schematic plan view of FIG. 21B, an n-type electrode electrically connected to the n-type dopant diffusion region 3 through the contact hole 10a. 12 and the p-type electrode 13 electrically connected to the p-type dopant diffusion region 5 through the contact hole 10b. Here, as the n-type electrode 12 and the p-type electrode 13, for example, an electrode made of a metal such as silver can be used. By the above, a back electrode type solar cell can be produced.
以上のように作製された裏面電極型太陽電池セルにおいては、幅広のファセット62を有する太陽電池用シリコンウエハ1のなだらかな裏面にn型用電極12およびp型用電極13がそれぞれ形成されており、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面と、n型用電極12およびp型用電極13のそれぞれとの接触面積を増加させることができるため、太陽電池用シリコンウエハ1と電極(n型用電極12,p型用電極13)との接触抵抗および太陽電池用シリコンウエハ1の表面と電極との界面でのキャリアの再結合を低減することができる。 In the back electrode type solar cell produced as described above, the n-type electrode 12 and the p-type electrode 13 are respectively formed on the gentle back surface of the solar cell silicon wafer 1 having a wide facet 62. Since the contact area between the back surface of the silicon wafer 1 for solar cells and each of the n-type electrode 12 and the p-type electrode 13 can be increased, the solar cell silicon wafer 1 and the electrode (n-type electrode 12) , Contact resistance with the p-type electrode 13) and recombination of carriers at the interface between the surface of the silicon wafer 1 for solar cells and the electrode can be reduced.
また、太陽電池用シリコンウエハ1の裏面の凹凸に起因してマスキングペースト2の印刷パターンが乱れることが少ないため、マスキングペースト2の印刷精度を向上させることができる。さらには、従来よりもエッチング量が抑えられて太陽電池用シリコンウエハ1が形成されているため、太陽電池用シリコンウエハ1の機械的強度および裏面電極型太陽電池セルの変換効率の低下を抑えることができる。そのため、上記のようにして作製された裏面電極型太陽電池セルにおいては、良好な特性を有する裏面電極型太陽電池セルを安定して製造することができる。 Moreover, since the printing pattern of the masking paste 2 is less likely to be disturbed due to the unevenness on the back surface of the silicon wafer 1 for solar cells, the printing accuracy of the masking paste 2 can be improved. Furthermore, since the silicon wafer 1 for solar cells is formed with a smaller etching amount than before, the reduction in mechanical strength of the silicon wafer 1 for solar cells and the conversion efficiency of the back electrode type solar cells are suppressed. Can do. Therefore, in the back electrode type solar cell produced as described above, a back electrode type solar cell having good characteristics can be stably manufactured.
なお、上記においては、本実施の形態の太陽電池用シリコンウエハ1を用いて裏面電極型太陽電池セルを製造する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、両面電極型太陽電池セルなどの裏面電極型太陽電池セル以外の太陽電池セルを製造してもよい。 In addition, in the above, although the case where a back surface electrode type solar cell was manufactured using the silicon wafer 1 for solar cells of this Embodiment was not limited to this, a double-sided electrode type solar cell A solar battery cell other than the back electrode type solar battery cell may be manufactured.
<結晶シリコンウエハの作製と評価>
まず、チョクラルスキー法によって形成したn型単結晶シリコンインゴットを、往復走行を行なっている電着ワイヤに押し付けて{100}面が露出するようにスライスした。これにより、面積が239.7cm2の擬似正方形状の受光面および裏面を有するとともに厚さが200μmの板状のn型単結晶シリコンウエハ(実施例のn型単結晶シリコンウエハ)が複数枚作製された。
<Production and evaluation of crystalline silicon wafer>
First, an n-type single crystal silicon ingot formed by the Czochralski method was pressed against an electrodeposited wire that was reciprocating and sliced so that the {100} plane was exposed. As a result, a plurality of plate-shaped n-type single crystal silicon wafers (n-type single crystal silicon wafers of the example) having a pseudo square-shaped light receiving surface and back surface with an area of 239.7 cm 2 and a thickness of 200 μm are manufactured. It was done.
ここで、電着ワイヤとしては、断面直径110μmのピアノ線の外周面に、平均粒径8μm以上11μm以下のダイヤモンド砥粒を、厚さ3〜5μmのニッケルめっきで固着したものを用いた。 Here, as the electrodeposition wire, a diamond wire having an average particle diameter of 8 μm or more and 11 μm or less fixed to the outer peripheral surface of a piano wire having a cross-sectional diameter of 110 μm by nickel plating having a thickness of 3 to 5 μm was used.
図22(a)〜図26(a)に、それぞれ、上記スライス後の実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真を示し、図22(b)〜図26(b)に、それぞれ、図22(a)〜図26(a)の実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果を示す。 FIGS. 22 (a) to 26 (a) show micrographs of the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the example after the slicing, respectively, and FIGS. 22 (b) to 26 (b) respectively. The measurement result of the unevenness | corrugation by the laser microscope of the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the Example of Fig.22 (a)-FIG.26 (a) is shown.
図22〜図26に示すように、実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面はなだらかであることが確認された。 As shown in FIGS. 22 to 26, it was confirmed that the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the example was gentle.
また、図22〜図26に示される実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比を測定した。ここで、スクラッチの面積比は、レーザ顕微鏡(オリンパス(株)製の「OLS3000」)を用いて、実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面にスポット径が0.4μmのレーザ光を照射することにより行なった。具体的には、以下の(I)〜(III)により行なった。
(I)実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面に上記のレーザ顕微鏡から上記スポット径を有するレーザ光を照射して、n型単結晶シリコンウエハ1枚当たり100箇所についてスクラッチの有無を確認する(検査面積の総和は、100μm×100μm×100=1mm2)。
(II)(I)によって発見されたスクラッチのそれぞれの面積を算出し、その面積の総和を求める。
(III)(II)で求めたスクラッチの面積の総和を検査面積の総和で割ることによってスクラッチの面積比(%)を算出する。
Moreover, the area ratio of the scratch which occupies the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the Example shown by FIGS. 22-26 was measured. Here, the area ratio of the scratch is such that the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the example is irradiated with laser light having a spot diameter of 0.4 μm using a laser microscope (“OLS3000” manufactured by Olympus Corporation). Was done. Specifically, the following (I) to (III) were performed.
(I) The surface of the n-type single crystal silicon wafer of the example is irradiated with laser light having the spot diameter from the above laser microscope, and the presence or absence of scratches is confirmed at 100 locations per n-type single crystal silicon wafer. (The total inspection area is 100 μm × 100 μm × 100 = 1 mm 2 ).
(II) The respective areas of the scratches discovered by (I) are calculated, and the sum of the areas is obtained.
(III) The area ratio (%) of the scratch is calculated by dividing the sum of the areas of the scratches obtained in (II) by the sum of the inspection areas.
スクラッチの面積比(%)=100×(スクラッチの面積の総和)/(検査面積の総和)
その結果、実施例のn型単結晶シリコンウエハのスクラッチの面積比(%)は、それぞれ0.1%以下であることが確認された。また、実施例のn型単結晶シリコンウエハのスクラッチの最大の深さは5μmであることも確認された。
Scratch area ratio (%) = 100 × (sum of scratch areas) / (sum of inspection areas)
As a result, it was confirmed that the scratch area ratio (%) of the n-type single crystal silicon wafer of the example was 0.1% or less. It was also confirmed that the maximum scratch depth of the n-type single crystal silicon wafer of the example was 5 μm.
また、比較として、電着ワイヤのダイヤモンド砥粒の平均粒径を10μm以上20μm以下(ダイヤモンド砥粒の粒径の90%以上が10μm以上20μm以下の範囲内に含まれている)に変更したこと以外は上記と同様にしてn型単結晶シリコンウエハ(比較例のn型単結晶シリコンウエハ)を作製した。 For comparison, the average particle diameter of the diamond abrasive grains of the electrodeposited wire was changed to 10 μm or more and 20 μm or less (90% or more of the diamond abrasive grains were included in the range of 10 μm or more and 20 μm or less). An n-type single crystal silicon wafer (comparative n-type single crystal silicon wafer) was prepared in the same manner as described above.
図27(a)に比較例のn型単結晶シリコンウエハの表面の顕微鏡写真を示し、図27(b)に図27(a)の比較例のn型単結晶シリコンウエハの表面のレーザ顕微鏡による凹凸の測定結果を示す。 FIG. 27A shows a micrograph of the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the comparative example, and FIG. 27B shows a surface of the n-type single crystal silicon wafer of the comparative example of FIG. The measurement result of unevenness is shown.
図27に示すように、比較例のn型単結晶シリコンウエハの表面は、実施例のn型単結晶シリコンウエハの表面と比べてなだらかではないことが確認された。 As shown in FIG. 27, it was confirmed that the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the comparative example was not gentle compared to the surface of the n-type single crystal silicon wafer of the example.
また、上記と同様にして、比較例のn型単結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比を測定した。その結果、比較例のn型単結晶シリコンウエハのスクラッチの面積比(%)は、0.5%以上であることが確認された。また、比較例のn型単結晶シリコンウエハのスクラッチの最大の深さは10μmであることも確認された。 Moreover, the area ratio of the scratch which occupies the surface of the n-type single crystal silicon wafer of a comparative example was measured similarly to the above. As a result, it was confirmed that the scratch area ratio (%) of the n-type single crystal silicon wafer of the comparative example was 0.5% or more. It was also confirmed that the maximum scratch depth of the n-type single crystal silicon wafer of the comparative example was 10 μm.
<太陽電池用シリコンウエハの作製>
次に、上記のようにして形成した実施例および比較例のそれぞれのn型単結晶シリコンウエハの表面を水酸化ナトリウム濃度が30質量%の水酸化ナトリウム水溶液で片側の表面のエッチング量が13μm(両方の表面のエッチング量を合わせて26μm、エッチング後のn型単結晶シリコンウエハの厚みが174μm)となるようにエッチングした。これにより、実施例のn型単結晶シリコンウエハから実施例の太陽電池用シリコンウエハを複数枚作製し、比較例のn型単結晶シリコンウエハから比較例の太陽電池用シリコンウエハを作製した。
<Production of silicon wafer for solar cell>
Next, the surface of each of the n-type single crystal silicon wafers of Examples and Comparative Examples formed as described above was etched with a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 30 mass% and the etching amount on one surface was 13 μm ( Etching was performed so that the total etching amount of both surfaces was 26 μm, and the thickness of the n-type single crystal silicon wafer after etching was 174 μm. Thus, a plurality of silicon wafers for solar cells of the example were produced from the n-type single crystal silicon wafer of the example, and a silicon wafer for solar cell of the comparative example was produced from the n-type single crystal silicon wafer of the comparative example.
上記のレーザ顕微鏡を用いて、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面および比較例の太陽電池用シリコンウエハの表面をそれぞれ観察したところ、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面に形成されたファセットの90%が、幅20μm以上60μm以下であって、深さ0.1μm以上10μm以下のファセットであることが確認された。 When the surface of the silicon wafer for solar cell of the example and the surface of the silicon wafer for solar cell of the comparative example were respectively observed using the laser microscope, facets formed on the surface of the silicon wafer for solar cell of the example It was confirmed that 90% of the facets had a width of 20 μm or more and 60 μm or less and a depth of 0.1 μm or more and 10 μm or less.
<裏面電極型太陽電池セルの作製と評価>
実施例の太陽電池用シリコンウエハおよび比較例の太陽電池用シリコンウエハを用いて、それぞれ、実施例の裏面電極型太陽電池セルおよび比較例の裏面電極型太陽電池セルを作製した。
<Production and Evaluation of Back Electrode Solar Cell>
Using the silicon wafer for solar cell of the example and the silicon wafer for solar cell of the comparative example, a back electrode type solar cell of the example and a back electrode type solar cell of the comparative example were produced, respectively.
具体的には、まず、実施例の太陽電池用シリコンウエハおよび比較例の太陽電池用シリコンウエハのそれぞれの一方の表面全面にマスキングペーストを印刷するとともに、その反対側の表面に開口部を複数有するように帯状のマスキングペーストを印刷した。 Specifically, first, a masking paste is printed on the entire surface of one surface of each of the silicon wafer for solar cell of the example and the silicon wafer for solar cell of the comparative example, and a plurality of openings are provided on the opposite surface. A strip-shaped masking paste was printed as follows.
次に、マスキングペーストの印刷後のそれぞれの太陽電池用シリコンウエハをオーブン内に設置して加熱することによりマスキングペーストを乾燥させた。 Next, the masking paste was dried by installing and heating each silicon wafer for solar cells after printing the masking paste in an oven.
次に、上記のようにして乾燥させた後のマスキングペーストを加熱して焼成することによってマスキングペーストを固化させた。 Next, the masking paste was solidified by heating and baking the masking paste after drying as mentioned above.
次に、マスキングペーストを固化させた後のそれぞれの太陽電池用シリコンウエハにPOCl3を流すことによって、それぞれの太陽電池用シリコンウエハの上記開口部にリンを拡散させてn型ドーパント拡散領域を形成した。 Next, by pouring POCl 3 to each solar cell silicon wafer after the masking paste is solidified, phosphorus is diffused into the opening of each solar cell silicon wafer to form an n-type dopant diffusion region. did.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハをフッ酸水溶液中に浸漬させることによりそれぞれの太陽電池用シリコンウエハのマスキングペーストをすべて除去した。 Next, all the masking paste of each silicon wafer for solar cells was removed by immersing each silicon wafer for solar cells in a hydrofluoric acid aqueous solution.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのn型ドーパント拡散領域形成側の表面にn型ドーパント拡散領域と平行な帯状に露出してなる開口部を複数有するようにマスキングペーストを印刷した。ここで、マスキングペーストは、n型ドーパント拡散領域とは異なる領域が開口部から露出するように印刷された。 Next, a masking paste was printed so as to have a plurality of openings formed in a strip shape parallel to the n-type dopant diffusion region on the surface on the n-type dopant diffusion region formation side of each silicon wafer for solar cells. Here, the masking paste was printed such that a region different from the n-type dopant diffusion region was exposed from the opening.
また、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのn型ドーパント拡散領域形成側とは反対側の表面全面にもマスキングペーストを設置した。 Moreover, the masking paste was installed also on the whole surface on the opposite side to the n-type dopant diffusion region formation side of each silicon wafer for solar cells.
そして、それぞれの太陽電池用シリコンウエハをオーブン内に設置して加熱することによりマスキングペーストを乾燥させ、その後、マスキングペーストを加熱して焼成することによってマスキングペーストを固化させた。 Then, each silicon wafer for solar cell was placed in an oven and heated to dry the masking paste, and then the masking paste was heated and fired to solidify the masking paste.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハにBBr3を流すことによって、それぞれの太陽電池用シリコンウエハの上記開口部にボロンを拡散させてp型ドーパント拡散領域を形成した。 Next, by flowing BBr 3 through each solar cell silicon wafer, boron was diffused into the opening of each solar cell silicon wafer to form a p-type dopant diffusion region.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハをフッ酸水溶液中に浸漬させることによりそれぞれの太陽電池用シリコンウエハのマスキングペーストをすべて除去した。 Next, all the masking paste of each silicon wafer for solar cells was removed by immersing each silicon wafer for solar cells in a hydrofluoric acid aqueous solution.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのn型ドーパント拡散領域およびp型ドーパント拡散領域の形成側の表面全面にプラズマCVD法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜を形成した。 Next, a passivation film made of a silicon nitride film was formed by plasma CVD on the entire surface on the formation side of the n-type dopant diffusion region and the p-type dopant diffusion region of each silicon wafer for solar cells.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのパッシベーション膜形成側とは反対側の表面をテクスチャエッチングすることによってテクスチャ構造を形成した。ここで、テクスチャエッチングは、水酸化ナトリウム濃度が3体積%の水酸化ナトリウム水溶液にイソプロピルアルコールを添加した70℃〜80℃のエッチング液を用いて行なった。 Next, a texture structure was formed by texture-etching the surface opposite to the passivation film forming side of each solar cell silicon wafer. Here, the texture etching was performed using an etching solution at 70 ° C. to 80 ° C. in which isopropyl alcohol was added to a sodium hydroxide aqueous solution having a sodium hydroxide concentration of 3% by volume.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのテクスチャ構造上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜からなる反射防止膜を形成した。 Next, an antireflection film made of a silicon nitride film was formed on the texture structure of each silicon wafer for solar cells by plasma CVD.
次に、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのパッシベーション膜の一部を帯状に除去することによって、コンタクトホールを形成し、n型ドーパント拡散領域およびp型ドーパント拡散領域のそれぞれの一部を露出させた。 Next, by removing a part of the passivation film of each solar cell silicon wafer in a strip shape, a contact hole was formed, and a part of each of the n-type dopant diffusion region and the p-type dopant diffusion region was exposed. .
その後、それぞれの太陽電池用シリコンウエハのコンタクトホールを埋めるようにして市販の銀ペーストを塗布し、乾燥させ、加熱することによって銀ペーストを焼成し、n型ドーパント拡散領域およびp型ドーパント拡散領域にそれぞれ接する銀電極を形成した。 Thereafter, a commercially available silver paste is applied so as to fill the contact hole of each silicon wafer for solar cells, dried, and heated to baked the silver paste to form an n-type dopant diffusion region and a p-type dopant diffusion region. Silver electrodes in contact with each other were formed.
以上により、実施例の太陽電池用シリコンウエハから実施例の裏面電極型太陽電池セルを作製するとともに、比較例の太陽電池用シリコンウエハから比較例の裏面電極型太陽電池セルを作製した。 By the above, while producing the back electrode type solar cell of the example from the silicon wafer for solar cell of the example, the back electrode type solar cell of the comparative example was produced from the silicon wafer for solar cell of the comparative example.
そして、実施例の裏面電極型太陽電池セルおよび比較例の裏面電極型太陽電池セルに、ソーラシミュレータを用いて擬似太陽光を照射し、電流−電圧(IV)特性を測定して、短絡電流密度(mA/cm2)、開放電圧(V)、F.F.(Fill Factor)および光電変換効率(%)を測定した。 Then, the back electrode type solar battery cell of the example and the back electrode type solar battery cell of the comparative example are irradiated with pseudo-sunlight using a solar simulator, the current-voltage (IV) characteristics are measured, and the short-circuit current density is measured. (MA / cm 2 ), open circuit voltage (V), F.R. F. (Fill Factor) and photoelectric conversion efficiency (%) were measured.
その結果、実施例の裏面電極型太陽電池セルの短絡電流密度、開放電圧、F.F.および光電変換効率をそれぞれ100としたときの、比較例の裏面電極型太陽電池セルの短絡電流密度の相対値は100であり、開放電圧の相対値は99であり、F.F.相対値は97であり、および光電変換効率の相対値は96であった。 As a result, the short-circuit current density, open circuit voltage, F.V. F. The relative value of the short circuit current density of the back electrode type solar cell of the comparative example is 100, the relative value of the open circuit voltage is 99, and the photoelectric conversion efficiency is 100 respectively. F. The relative value was 97, and the relative value of photoelectric conversion efficiency was 96.
以上により、実施例の裏面電極型太陽電池セルは、比較例の裏面電極型太陽電池セルと比べて、良好な特性を安定して得ることができることが確認された。 From the above, it was confirmed that the back electrode type solar cell of the example can stably obtain good characteristics as compared with the back electrode type solar cell of the comparative example.
これは、実施例の裏面電極型太陽電池セルにおいては、スクラッチの少ない実施例の太陽電池用シリコンウエハのなだらかな表面に銀電極が形成されたことにより、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面と銀電極との接触面積が増加して、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面と銀電極との接触抵抗を低減することができたとともに、実施例の太陽電池用シリコンウエハの表面と銀電極との界面でのキャリアの再結合を低減できたためと考えられる。 This is because, in the back electrode type solar battery cell of the example, the surface of the silicon wafer for solar cell of the example was formed by forming the silver electrode on the gentle surface of the silicon wafer for solar cell of the example with few scratches. The contact area between the silver electrode and the surface of the silicon wafer for solar cell of the example and the contact resistance between the silver electrode and the surface of the silicon wafer for solar cell of the example and silver was increased. This is probably because recombination of carriers at the interface with the electrode could be reduced.
今回開示された実施の形態および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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、太陽電池用シリコンウエハの製造方法に利用することができる。 The present invention can be used in a method for producing a silicon wafer for solar cells.
1 太陽電池用シリコンウエハ、1a スライスダメージ、2 マスキングペースト、3 n型ドーパント拡散領域、4 n型ドーパント含有ガス、5 p型ドーパント拡散領域、6 p型ドーパント含有ガス、7 パッシベーション膜、8 テクスチャ構造、9 反射防止膜、10a,10b コンタクトホール、11 結晶シリコンウエハ、12 n型用電極、13 p型用電極、14,15 開口部、20 芯線、21 電着ボンド材、22 砥粒、50 シリコン結晶インゴット、51,52 ガイドローラ、53 電着ワイヤ、54,55 矢印、61 ソーマーク、62,63,64 ファセット、65 突起物、71 スクラッチ、72 砥粒痕、101 シリコンウエハ、102 マスキングペースト、103 n型ドーパント拡散領域、104 n型ドーパント、105 p型ドーパント拡散領域、106 p型ドーパント、107 パッシベーション膜、108 テクスチャ構造、109 反射防止膜、112 n型用電極、113 p型用電極、114,115 開口部。 1 silicon wafer for solar cell, 1a slice damage, 2 masking paste, 3 n-type dopant diffusion region, 4 n-type dopant containing gas, 5 p-type dopant diffusion region, 6 p-type dopant containing gas, 7 passivation film, 8 texture structure , 9 Antireflection film, 10a, 10b Contact hole, 11 Crystal silicon wafer, 12 n-type electrode, 13 p-type electrode, 14, 15 opening, 20 core wire, 21 electrodeposition bond material, 22 abrasive, 50 silicon Crystal Ingot, 51, 52 Guide Roller, 53 Electrodeposition Wire, 54, 55 Arrow, 61 Saw Mark, 62, 63, 64 Facet, 65 Projection, 71 Scratch, 72 Abrasive Grain, 101 Silicon Wafer, 102 Masking Paste, 103 n-type dopant diffusion region, 104 n-type dopant, 105 p-type dopant diffusion region, 106 p-type dopant, 107 passivation film, 108 texture structure, 109 antireflection film, 112 n-type electrode, 113 p-type electrode, 114, 115 openings.
Claims (13)
前記シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、前記結晶シリコンウエハの表面に10μm以上150μm以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、を含む、太陽電池用シリコンウエハの製造方法。 Slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposition wire provided with abrasive grains having an average grain size of 8 μm or more and 11 μm or less;
Etching the crystal silicon wafer obtained by the slicing of the silicon crystal ingot so as to have a facet having a width of 10 μm or more and 150 μm or less on the surface of the crystal silicon wafer. Production method.
前記シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた結晶シリコンウエハの表面を占めるスクラッチの面積比が0.1%以下である、太陽電池用シリコンウエハ。 Obtained by a production method comprising a step of slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposition wire having abrasive grains having an average grain size of 8 μm or more and 11 μm or less
A silicon wafer for solar cells, wherein the area ratio of scratches occupying the surface of the crystalline silicon wafer obtained by the slicing of the silicon crystal ingot is 0.1% or less.
前記単結晶シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた単結晶シリコンウエハを水酸化ナトリウムを用いてエッチングする工程と、を含む製造方法により得られ、
厚さが200μm以下の太陽電池用シリコンウエハ。 Slicing the single crystal silicon crystal ingot with an electrodeposited wire so that the {100} plane is exposed;
Etching the single crystal silicon wafer obtained by the slicing of the single crystal silicon crystal ingot using sodium hydroxide, and
A silicon wafer for solar cells having a thickness of 200 μm or less.
前記シリコン結晶インゴットの前記スライスにより得られた結晶シリコンウエハを、前記結晶シリコンウエハの表面に10μm以上150μm以下の幅のファセットを有するように、エッチングする工程と、
前記結晶シリコンウエハの前記ファセットを有する前記表面に電極を形成する工程と、を含み、
前記エッチングする工程においては、前記結晶シリコンウエハのエッチング量は、前記結晶シリコンウエハの片側の表面につき5μm以上25μm以下であり、
前記エッチングする工程においては、濃度が20質量%以上35質量%以下の水酸化ナトリウム水溶液を用いる、半導体装置の製造方法。 Slicing a silicon crystal ingot with an electrodeposition wire provided with abrasive grains having an average grain size of 8 μm or more and 11 μm or less;
Etching the crystalline silicon wafer obtained by slicing the silicon crystal ingot so as to have a facet having a width of 10 μm or more and 150 μm or less on the surface of the crystalline silicon wafer;
Forming an electrode on the surface having the facets of the crystalline silicon wafer,
In the etching step, the etching amount of the crystalline silicon wafer is 5 μm or more and 25 μm or less per one surface of the crystalline silicon wafer,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the etching step, a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 20% by mass to 35% by mass is used.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011145692A JP2013012667A (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Wafer for solar cell, solar cell and method for manufacturing the same |
PCT/JP2012/065574 WO2013002060A1 (en) | 2011-06-30 | 2012-06-19 | Wafer for solar cell, solar cell, and production method therefor |
TW101123619A TW201308420A (en) | 2011-06-30 | 2012-06-29 | Wafer for solar cell, solar cell, and production method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011145692A JP2013012667A (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Wafer for solar cell, solar cell and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013012667A true JP2013012667A (en) | 2013-01-17 |
Family
ID=47423958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011145692A Pending JP2013012667A (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Wafer for solar cell, solar cell and method for manufacturing the same |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013012667A (en) |
TW (1) | TW201308420A (en) |
WO (1) | WO2013002060A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI650872B (en) * | 2016-11-07 | 2019-02-11 | 日商信越化學工業股份有限公司 | Solar cell and its manufacturing method, solar cell module and solar cell power generation system |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5221738B2 (en) * | 2011-11-11 | 2013-06-26 | シャープ株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
AU2015208299B2 (en) | 2014-01-21 | 2019-11-21 | Smith & Nephew Plc | Collapsible dressing for negative pressure wound treatment |
DK3288508T3 (en) | 2015-04-27 | 2020-03-09 | Smith & Nephew | REDUCED PRESSURE DEVICES |
GB201711183D0 (en) | 2017-07-12 | 2017-08-23 | Smith & Nephew | Antimicrobial or wound care materials, devices and uses |
US20220226536A1 (en) | 2019-02-04 | 2022-07-21 | T.J.Smith And Nephew,Limited | Wound contact layer and dressing for iodine delivery |
GB201907716D0 (en) | 2019-05-31 | 2019-07-17 | Smith & Nephew | Systems and methods for extending operational time of negative pressure wound treatment apparatuses |
GB201916148D0 (en) | 2019-11-06 | 2019-12-18 | Smith & Nephew | Wound contact layer testing apparatus and method |
GB202000274D0 (en) | 2020-01-09 | 2020-02-26 | Smith & Nephew | Systems and methods for monitoring operational lifetime of negative pressure wound treatment apparatuses |
US20230136007A1 (en) | 2020-04-02 | 2023-05-04 | T.J.Smith And Nephew,Limited | Wound dressing |
GB202004868D0 (en) | 2020-04-02 | 2020-05-20 | Smith & Nephew | Wound care compositions and methods of preparation thereof |
CN115361976A (en) | 2020-04-02 | 2022-11-18 | T.J.史密夫及内修有限公司 | Wound dressing control and activation |
GB202104922D0 (en) | 2021-04-07 | 2021-05-19 | Smith & Nephew | Temperature monitoring and control for negative pressure wound therapy systems |
GB202109154D0 (en) | 2021-06-25 | 2021-08-11 | Smith & Nephew | Liquid ingress protection for negative pressure wound therapy systems |
GB202110240D0 (en) | 2021-07-16 | 2021-09-01 | Smith & Nephew | Reduced pressure apparatuses and methods |
GB202114307D0 (en) | 2021-10-06 | 2021-11-17 | Smith & Nephew | Wound dressing compositions and methods of use and preparation therof |
GB202114294D0 (en) | 2021-10-06 | 2021-11-17 | Smith & Nephew | Wound dressing apparatuses and methods for nitric oxide delivery |
GB202114298D0 (en) | 2021-10-06 | 2021-11-17 | Smith & Nephew | Wound dressing with one or more composite layers |
GB202116857D0 (en) | 2021-11-23 | 2022-01-05 | Smith & Nephew | Soft-start mechanism for wound monitoring and treatment devices |
WO2023135177A1 (en) | 2022-01-14 | 2023-07-20 | T.J.Smith And Nephew, Limited | Self-calibration with dynamic therapy performance for negative pressure wound therapy devices |
GB202202788D0 (en) | 2022-03-01 | 2022-04-13 | Smith & Nephew | Oxygen delivery to a wound |
GB202304922D0 (en) | 2023-04-03 | 2023-05-17 | Smith & Nephew | Printed circuit board configurations for negative pressure wound therapy devices |
GB202305333D0 (en) | 2023-04-12 | 2023-05-24 | Smith & Nephew | Wound dressing with combinable nitric oxide generating components |
GB202305320D0 (en) | 2023-04-12 | 2023-05-24 | Smith & Nephew | Wound dressing compositions with colocalized components and methods of use and preparation thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009041266A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell wafer manufacturing method |
JP2010167509A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Kanai Hiroaki | Fixed-abrasive grain saw wire and cutting method |
WO2011024910A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | 株式会社Sumco | Silicon wafer for solar cells and production method therefor |
JP2011079106A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Sumco Corp | Method of cutting workpiece by fixed abrasive grain wire saw |
-
2011
- 2011-06-30 JP JP2011145692A patent/JP2013012667A/en active Pending
-
2012
- 2012-06-19 WO PCT/JP2012/065574 patent/WO2013002060A1/en active Application Filing
- 2012-06-29 TW TW101123619A patent/TW201308420A/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009041266A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell wafer manufacturing method |
JP2010167509A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Kanai Hiroaki | Fixed-abrasive grain saw wire and cutting method |
WO2011024910A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | 株式会社Sumco | Silicon wafer for solar cells and production method therefor |
JP2011079106A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Sumco Corp | Method of cutting workpiece by fixed abrasive grain wire saw |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI650872B (en) * | 2016-11-07 | 2019-02-11 | 日商信越化學工業股份有限公司 | Solar cell and its manufacturing method, solar cell module and solar cell power generation system |
US11631779B2 (en) | 2016-11-07 | 2023-04-18 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Solar cell with high photoelectric conversion efficiency and method for manufacturing solar cell with high photoelectric conversion efficiency |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013002060A1 (en) | 2013-01-03 |
TW201308420A (en) | 2013-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2013002060A1 (en) | Wafer for solar cell, solar cell, and production method therefor | |
WO2010101054A1 (en) | Process for producing semiconductor device | |
Kulakci et al. | Application of Si nanowires fabricated by metal-assisted etching to crystalline Si solar cells | |
KR20160090287A (en) | Nanostructured silicon based solar cells and methods to produce nanostructured silicon based solar cells | |
JP7368653B2 (en) | Solar cells and photovoltaic modules | |
WO2013002061A1 (en) | Wafer for solar cell, solar cell, and production method therefor | |
TW201432925A (en) | Silicon solar cell structure | |
JP5636760B2 (en) | Silicon wafer, semiconductor device, method for manufacturing silicon wafer, and method for manufacturing semiconductor device | |
JP4831709B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP5221738B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP5957835B2 (en) | Method for producing solar cell wafer, method for producing solar cell, and method for producing solar cell module | |
JP2015122347A (en) | Solar cell, method of manufacturing the same, and solar cell module | |
US8835210B2 (en) | Manufacturing method for solar cell | |
JP2017509153A (en) | Passivation of the light-receiving surface of solar cells | |
Tang et al. | Characterization of the nanosized porous structure of black Si solar cells fabricated via a screen printing process | |
JP2013004721A (en) | Method of manufacturing wafer for solar battery, method of manufacturing solar battery cell, and method of manufacturing solar battery module | |
JP2014154619A (en) | Method for manufacturing photoelectric conversion element | |
JP2011018748A (en) | Method of manufacturing solar battery cell | |
JP2015130405A (en) | Photovoltaic device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150113 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150630 |