JP2013118392A - 多結晶型太陽電池パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末2を、基板3上に塗布し、シリコン粉末2層を形成する工程と、シリコン粉末2層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させてP型多結晶シリコン膜4を形成する工程と、多結晶シリコン膜4を形成された基板3を、プラズマ反応室に配置する工程と、前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含むガスを導入してプラズマ化し、P型多結晶シリコン膜4の表層をN型化4bしてPN接合を形成する工程と、N型化4bされたP型多結晶シリコン膜4の表層を活性化する加熱工程とを有する多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
【選択図】図5
Description
[1]粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させてP型多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン膜を形成された基板を、プラズマ反応室に配置する工程と、
前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含むガスを導入してプラズマ化し、前記P型多結晶シリコン膜の表層をN型化してPN接合を形成する工程と、
前記N型化されたP型多結晶シリコン膜の表層を活性化する加熱工程と、
を有する多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[2]粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させて多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン膜を形成された基板を、プラズマ反応室に配置する工程と、
前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含む固体を載置し、かつ不活性ガスを導入して発生させたプラズマに前記固体をさらして、前記ホウ素を含むP型多結晶シリコン膜の表層をN型化してPN接合を形成する工程と、
前記N型化されたP型多結晶シリコン膜の表層を活性化する加熱工程と、
を有する、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[3]粒径10μm以下の、リンまたは砒素を含むN型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記基板上に塗布したN型シリコン粉末層の表面に、ホウ素の粒子を導入したプラズマを走査させることで、その表層がP型化されたN型多結晶シリコン膜であるPN接合を有する多結晶シリコン膜を形成する工程と、
を有する、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[4]前記シリコン粉末を基板上に塗布する工程は、スキージ、ダイコート、インクジェット塗布、ディスペンサ塗布の少なくとも1つの方法で行う、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[5]前記基板がAl、Ag、Cu、Sn、Zn、In、Feのいずれかを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[6]前記シリコン粉末層の表面に走査するプラズマが大気圧プラズマである、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[7]前記走査が、100mm/秒以上2000mm/秒以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末を前記N型シリコン粉末の層上に塗布し、P型シリコン粉末の層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させてPN接合を有する多結晶シリコン膜を形成する工程と、
を含む、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[9]前記シリコン粉末の粒径は、0.03μm以上3μm以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
本発明の第1は、シリコンインゴットを粉砕して、シリコン粉末を製造する方法である。図3には、シリコンインゴット1をシリコン粉末2とするフローが示される。
本発明の第2は、上述した方法で製造されたシリコン粉末を用いて、太陽電池パネルを製造することである。以下、本発明のシリコン粉末を用いた本発明の太陽電池パネルの製造方法について説明する。
実施の形態1では、多結晶シリコン膜の形成後にプラズマドーピングすることによってPN接合を形成する形態について説明する。
実施の形態1では、多結晶シリコン膜を形成した後、プラズマドーピングすることで、PN接合を形成する形態について説明した。実施の形態2では、シリコン粉末層の溶融とドーピングとを同一工程で行う形態について説明する。
実施の形態1および2では、プラズマドーピングによってPN接合を形成する形態について説明した。実施の形態3では、P型ドーピングされたシリコン粉末とN型ドーピングされたシリコン粉末とを積層することでPN接合を形成する形態について説明する。
基板(サイズ:370mm(X軸)×470mm(Y軸))に、約1μmの粒径のシリコン粉末を塗布した。実験例1では、ホウ素が導入されたP型のシリコン粉末を用いた。シリコン粉末の塗布はスキージで行い、約30μmの厚みの塗布膜とした。
実験例1では、ホウ素(B)を含むシリコン粉末を使用した実験例について説明した。実験例2では、リン(P)または砒素(As)を含むシリコン粉末を使用した実験例について説明する。
実験例1および2では、プラズマドーピングによって、PN接合を形成する実験例について説明した。実験例3では、P型シリコン粉末およびN型シリコン粉末を用いることで、PN接合を形成する実験例について説明する。
2’ シリコン粗粉末
2 シリコン粉末
3 基板
4 多結晶シリコン膜
4a 多結晶シリコン膜の下層
4b 多結晶シリコン膜の表層
5 テクスチャ構造
7 絶縁膜
8 電極
20 陰極
21 陽極
22 プラズマ噴射口
23 プラズマ
30 インゴット
31 ワイヤ
40 シリコン陽極
41 アーク放電
42 シリコン粒子
43 アルゴンガス
44 輸送管
45 支持基板
46 高温プラズマ
47 ハロゲンランプ
48 分離室
49 多結晶シリコン板
[1]ホウ素を含むP型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させて、結晶粒径が0.05μm以下のP型多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン膜を形成された基板を、プラズマ反応室に配置する工程と、
前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含むガスを導入してプラズマ化し、前記P型多結晶シリコン膜の表層をN型化してPN接合を形成する工程と、
前記N型化されたP型多結晶シリコン膜の表層を活性化する加熱工程と、
を有する多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[2]ホウ素を含むP型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させて、結晶粒径が0.05μm以下の多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン膜を形成された基板を、プラズマ反応室に配置する工程と、
前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含む固体を載置し、かつ不活性ガスを導入して発生させたプラズマに前記固体をさらして、前記ホウ素を含むP型多結晶シリコン膜の表層をN型化してPN接合を形成する工程と、
前記N型化されたP型多結晶シリコン膜の表層を活性化する加熱工程と、
を有する、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[3]リンまたは砒素を含むN型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記基板上に塗布したN型シリコン粉末層の表面に、ホウ素の粒子を導入したプラズマを走査させることで、その表層がP型化されたN型多結晶シリコン膜であるPN接合を有する、結晶粒径が0.05μm以下の多結晶シリコン膜を形成する工程と、
を有する、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[4]前記シリコン粉末を基板上に塗布する工程は、スキージ、ダイコート、インクジェット塗布、ディスペンサ塗布の少なくとも1つの方法で行う、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[5]前記基板がAl、Ag、Cu、Sn、Zn、In、Feのいずれかを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[6]前記シリコン粉末層の表面に走査するプラズマが大気圧プラズマである、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[7]前記走査が、100mm/秒以上2000mm/秒以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
ホウ素を含むP型シリコン粉末を前記N型シリコン粉末の層上に塗布し、P型シリコン粉末の層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させてPN接合を有する、結晶粒径が0.05μm以下の多結晶シリコン膜を形成する工程と、
を含む、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[9]前記N型シリコン粉末または前記P型シリコン粉末の粒径は、10μm以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
[10]前記N型シリコン粉末または前記P型シリコン粉末の粒径は、0.03μm以上3μm以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
Claims (9)
- 粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させてP型多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン膜を形成された基板を、プラズマ反応室に配置する工程と、
前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含むガスを導入してプラズマ化し、前記P型多結晶シリコン膜の表層をN型化してPN接合を形成する工程と、
前記N型化されたP型多結晶シリコン膜の表層を活性化する加熱工程と、
を有する多結晶型太陽電池パネルの製造方法。 - 粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させて多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記多結晶シリコン膜を形成された基板を、プラズマ反応室に配置する工程と、
前記プラズマ反応室に、リンまたは砒素を含む固体を載置し、かつ不活性ガスを導入して発生させたプラズマに前記固体をさらして、前記ホウ素を含むP型多結晶シリコン膜の表層をN型化してPN接合を形成する工程と、
前記N型化されたP型多結晶シリコン膜の表層を活性化する加熱工程と、
を有する、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。 - 粒径10μm以下の、リンまたは砒素を含むN型シリコン粉末を基板上に塗布し、シリコン粉末層を形成する工程と、
前記基板上に塗布したN型シリコン粉末層の表面に、ホウ素の粒子を導入したプラズマを走査させることで、その表層がP型化されたN型多結晶シリコン膜であるPN接合を有する多結晶シリコン膜を形成する工程と、
を有する、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。 - 前記シリコン粉末を基板上に塗布する工程は、スキージ、ダイコート、インクジェット塗布、ディスペンサ塗布の少なくとも1つの方法で行う、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
- 前記基板がAl、Ag、Cu、Sn、Zn、In、Feのいずれかを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
- 前記シリコン粉末層の表面に走査するプラズマが大気圧プラズマである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
- 前記走査が、100mm/秒以上2000mm/秒以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
- 粒径10μm以下の、リンまたは砒素を含むN型シリコン粉末を基板上に塗布し、N型シリコン粉末の層を形成する工程と、
粒径10μm以下の、ホウ素を含むP型シリコン粉末を前記N型シリコン粉末の層上に塗布し、P型シリコン粉末の層を形成する工程と、
前記シリコン粉末層の表面に、プラズマを走査させて溶融後、再結晶化させてPN接合を有する多結晶シリコン膜を形成する工程と、
を含む、多結晶型太陽電池パネルの製造方法。 - 前記シリコン粉末の粒径は、0.03μm以上3μm以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多結晶型太陽電池パネルの製造方法。
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