JP2013232607A - Solar battery cell manufacturing method and electrode forming device - Google Patents

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貴志 村上
Takenori Watabe
武紀 渡部
Hiroyuki Otsuka
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode forming device of a solar battery cell capable of properly forming an electrode on a high concentration selective diffusion layer.SOLUTION: The electrode forming device comprises: a light intensity detection section having a light source 1 for radiating light including a wavelength region permeating through a semiconductor substrate 6 to the semiconductor substrate 6 on which a high concentration selective diffusion layer 7 is formed, and an optical sensor 2 for detecting intensity distribution of light permeating through the semiconductor substrate 6; an electrode formation section 5 forming an electrode on the semiconductor substrate 6; a movable stage 4 conveying the semiconductor substrate 6 to the light intensity detection section and the electrode formation section 5, and holding the semiconductor substrate 6 so that an electrode formation position to the semiconductor substrate 6 can be adjusted; and a computer 3 for identifying a position region of the high concentration selective diffusion layer 7 of the semiconductor substrate 6 from light intensity detection results of the optical sensor 2, and adjusting a position of the movable stage 4 at the electrode formation section 5 based on identification results.

Description

本発明は、太陽電池セルの製造方法及び電極形成装置に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar battery cell and an electrode forming apparatus.

現在、民生用の太陽電池セルを製造するのに用いられている方法ではコスト低減が重要課題であり、そのため熱拡散法とスクリーン印刷法を組み合わせた方法が一般的である。その詳細は例えば次の通りである。   At present, cost reduction is an important issue in the methods used to manufacture consumer solar cells, and therefore, a method combining a thermal diffusion method and a screen printing method is common. The details are as follows, for example.

まず、チョクラルスキー(CZ)法で引き上げられた単結晶シリコンインゴットや、キャスト法により作製した多結晶シリコンインゴットを、マルチワイヤー法でスライスすることにより得られたp型シリコン基板を用意する。次に、アルカリ溶液で表面のスライスダメージを取り除いた後、最大高さ10μm程度の微細凹凸(テクスチャ)を表面に形成し、基板表面に熱拡散法でn型の拡散層を形成する。さらに受光面にはTiO2又はSiNを、例えば70nm程度の膜厚で堆積し、反射防止膜を形成する。次に、スクリーン印刷法を用い、アルミニウムを主成分とする材料を非受光面の裏面全面にわたり印刷、焼成することにより裏面電極を形成する。一方、受光面電極は、銀を主成分とする材料を例えば幅100〜200μm程度の櫛歯状に印刷、焼成することにより形成する。 First, a p-type silicon substrate obtained by slicing a single crystal silicon ingot pulled up by the Czochralski (CZ) method or a polycrystalline silicon ingot produced by a cast method by a multi-wire method is prepared. Next, after removing slice damage on the surface with an alkaline solution, fine unevenness (texture) having a maximum height of about 10 μm is formed on the surface, and an n-type diffusion layer is formed on the substrate surface by a thermal diffusion method. Further, TiO 2 or SiN is deposited with a film thickness of, for example, about 70 nm on the light receiving surface to form an antireflection film. Next, a back electrode is formed by printing and baking a material mainly composed of aluminum over the entire back surface of the non-light-receiving surface using a screen printing method. On the other hand, the light-receiving surface electrode is formed by printing and baking a material mainly composed of silver in a comb-like shape having a width of about 100 to 200 μm, for example.

この様な民生用太陽電池セルの製造方法としては、例えば特開2004−193350号公報(特許文献1)では、半導体シリコン基板の表面にシリコン酸化膜などの拡散防止膜を成長させ、この膜をフォトマスク法などの手法で部分的に取り除き、ドーパントを含む拡散剤をスピンコートなどの手法で塗布し、これを熱処理することで、膜を取り除いた部分には高濃度選択拡散層を形成し、膜が取り除かれていない部分には低濃度拡散層を形成することが開示されている。この高濃度選択拡散層と低濃度拡散層からなるエミッタ拡散層のことを2段エミッタと呼ぶ。   As a method for manufacturing such a consumer solar cell, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-193350 (Patent Document 1), a diffusion prevention film such as a silicon oxide film is grown on the surface of a semiconductor silicon substrate. Partly removed by a technique such as a photomask method, a diffusing agent containing a dopant is applied by a technique such as spin coating, and this is heat treated to form a high-concentration selective diffusion layer in the part from which the film is removed, It is disclosed that a low-concentration diffusion layer is formed in a portion where the film is not removed. The emitter diffusion layer composed of the high concentration selective diffusion layer and the low concentration diffusion layer is called a two-stage emitter.

また、前記受光面側電極に関し、一般的な結晶系太陽電池セルでは、図3で示したようなパターンのスクリーン製版で形成される電極構造を持つものが多く見受けられる。すなわち、図3において21で示した様な線幅が100〜200μm程度、間隔が1.5〜2.5mm程度の略平行な細線状の開口部に対応した複数の電極(一般にこれらをフィンガー電極と呼ぶ)が、半導体基板全体から発生する電力を集電するためにセル全面に亘って形成されている。また、これらフィンガー電極と直交する形で、フィンガー電極で集電した電荷をさらに集電し、太陽電池モジュールを作製する際、太陽電池セル同士を接続する場合や太陽電池モジュールの外へと送電する配線を接続する目的で、図3において22で示した幅が1.0〜3.0mm程度、基板に対して1〜4本程度の比較的太い形状の開口部に対応した電極(一般にこれらをバスバー電極と呼ぶ)が形成されている。   Further, regarding the light receiving surface side electrode, many common crystalline solar cells have an electrode structure formed by screen plate making with a pattern as shown in FIG. That is, as shown by 21 in FIG. 3, a plurality of electrodes corresponding to substantially parallel thin wire openings having a line width of about 100 to 200 μm and an interval of about 1.5 to 2.5 mm (generally these are finger electrodes). Is formed over the entire surface of the cell to collect power generated from the entire semiconductor substrate. In addition, when the electric charge collected by the finger electrodes is further collected in a form orthogonal to these finger electrodes to produce a solar cell module, power is transmitted to the outside of the solar cell module when connecting the solar cells. For the purpose of connecting the wiring, an electrode corresponding to a relatively thick opening having a width of about 1.0 to 3.0 mm shown in FIG. Called a bus bar electrode).

前記特許文献1では、変換効率を高めるために高濃度選択拡散層上にのみ電極を形成する方法が開示されている。   Patent Document 1 discloses a method of forming an electrode only on a high concentration selective diffusion layer in order to increase conversion efficiency.

その他、近年、太陽電池セルの変換効率を改善するため、前記受光面側電極のシャドーロスを少しでも低減させようと、受光面側のフィンガー電極直下に貫通孔(スルーホール)を開け、貫通孔を通して裏面側に配したバスバー電極へと接続する構造(一般にメタル・ラップ・スルー構造と呼ばれている)や、受光面側には全く電極がなく、裏面側にのみ電極を持つ構造(一般にバック・コンタクト構造と呼ばれている)の太陽電池セルなどが開発されている。   In addition, in recent years, in order to improve the conversion efficiency of solar cells, a through hole (through hole) is formed directly below the finger electrode on the light receiving surface side in order to reduce the shadow loss of the light receiving surface side electrode as much as possible. Connected to the bus bar electrode on the back side through (generally referred to as a metal wrap through structure), or a structure that has no electrode on the light receiving surface side and an electrode only on the back side (generally a back surface)・ Solar cells (called contact structures) have been developed.

ここで、前記開示例に従って高濃度選択拡散層を有する民生用の高効率太陽電池セルを作製する場合、例えば、まずフォトマスク法とスピン塗布法と熱拡散法とを組合せて高濃度選択拡散層とその他の部分に低濃度拡散層から成る2段エミッタ構造を形成し、次にこの高濃度選択拡散層上に電極剤ペーストをスクリーン印刷して電極を形成することになる。   Here, when producing a consumer high-efficiency solar cell having a high-concentration selective diffusion layer according to the disclosed example, for example, first, a high-concentration selective diffusion layer is formed by combining a photomask method, a spin coating method, and a thermal diffusion method. Then, a two-stage emitter structure composed of a low concentration diffusion layer is formed in the other portions, and then an electrode agent paste is screen printed on the high concentration selective diffusion layer to form an electrode.

従来、上記の様な太陽電池セルを製造する場合、先に半導体基板上に形成される前記高濃度選択拡散層が、洗浄工程を経た後工程では目視認識が困難となるため、前記高濃度選択拡散層と電極とを形成するそれぞれの工程において、半導体基板のエッジからの距離を制御することで、前記高濃度拡散層と電極との位置合わせを行っていた。   Conventionally, when manufacturing a solar cell as described above, the high-concentration selective diffusion layer previously formed on the semiconductor substrate is difficult to visually recognize in the post-process after the cleaning step, so the high-concentration selection In each step of forming the diffusion layer and the electrode, the distance from the edge of the semiconductor substrate is controlled to align the high concentration diffusion layer with the electrode.

これに関し、前記開示例では受光面側に形成した前記高濃度選択拡散層と受光面側電極とを重ね合わせるために、基板エッジにおいてCCD(Charge Coupled Device)カメラ等、精密な位置測定が可能な装置を利用した位置合わせを行なう製造工程が望ましいとしている。   In this regard, in the disclosed example, since the high-concentration selective diffusion layer formed on the light-receiving surface side and the light-receiving surface-side electrode are overlapped, precise position measurement such as a CCD (Charge Coupled Device) camera is possible at the substrate edge. A manufacturing process that performs alignment using an apparatus is desirable.

しかしながら、前記開示例では前記2段エミッタの形成方法と受光面電極の形成方法とが異なり、電極の形成方法であるスクリーン印刷法自体がコストと生産性は優れているものの印刷位置決め精度は十分に高いとは言えず、印刷機のアライメント精度、スクリーン製版の連続使用に対する耐久性、スクリーン印刷で使用されるスキージやスクレッパの磨耗、温度や湿度など環境変化による電極ペーストの物理物性の変化など、製造プロセスにおける様々な違いやバラツキにより、前記2段エミッタの高濃度拡散層と電極形成位置には少なからず位置ズレが発生する。その結果、この位置ズレ箇所はコンタクト抵抗が増大し太陽電池セルの光電変換効率が低下した。   However, in the disclosed example, the method of forming the two-stage emitter and the method of forming the light receiving surface electrode are different, and the screen printing method itself, which is an electrode forming method, is excellent in cost and productivity, but the printing positioning accuracy is sufficiently high. Production is not high, such as printing press alignment accuracy, durability against continuous use of screen plate making, wear of squeegees and scrapers used in screen printing, changes in physical properties of electrode paste due to environmental changes such as temperature and humidity, etc. Due to various differences and variations in the process, there is a considerable misalignment between the high-concentration diffusion layer and the electrode formation position of the two-stage emitter. As a result, this misalignment location increased the contact resistance and decreased the photoelectric conversion efficiency of the solar battery cell.

そのため、従来は前記高濃度選択拡散層を形成する際、予め製造プロセスによるバラツキ幅を加味し、後に形成されるフィンガー電極線幅より一様に太い相似形状で高濃度選択拡散層を形成していた。   Therefore, conventionally, when forming the high-concentration selective diffusion layer, the variation width due to the manufacturing process is taken into account in advance, and the high-concentration selective diffusion layer is formed in a similar shape uniformly thicker than the finger electrode line width to be formed later. It was.

しかしながら、このフィンガー電極線幅より太い部分の高濃度選択拡散層(一般にデッドエリアと呼ばれる)は、低濃度拡散層に比べキャリアの再結合中心が多いため、フィンガー電極線幅以上に太くし過ぎると光電変換効率が低下し、高効率な太陽電池セルが得られなくなる。また逆に、フィンガー電極線幅と同じ程度に細くすると、電極との位置ズレが発生しなければ高効率な太陽電池セルは得られるが、位置ズレが発生した場合は光電変換効率が極端に低下するという問題があった。   However, the high-concentration selective diffusion layer (generally called a dead area) that is thicker than the finger electrode line width has more carrier recombination centers than the low-concentration diffusion layer. A photoelectric conversion efficiency falls and a highly efficient photovoltaic cell cannot be obtained. Conversely, if the finger electrode is made as thin as the line width, a highly efficient solar cell can be obtained if there is no misalignment with the electrode, but if the misalignment occurs, the photoelectric conversion efficiency is extremely reduced. There was a problem to do.

特開2004−193350号公報JP 2004-193350 A

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高濃度選択拡散層上に適切に電極を形成可能な太陽電池セルの製造方法及び電極形成装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method and electrode formation apparatus of a photovoltaic cell which can form an electrode appropriately on a high concentration selective diffusion layer.

本発明は、上記目的を達成するため、下記の太陽電池セルの製造方法及び電極形成装置を提供する。
〔1〕 半導体基板に所定パターンの高濃度選択拡散層を有するエミッタ層を形成し、その上に反射防止膜を形成し、更に該反射防止膜上に電極を形成する太陽電池セルの製造方法において、所定パターンの高濃度選択拡散層を有する半導体基板に対して該半導体基板を透過する波長領域を含む光を照射して、その半導体基板を透過した光、又は半導体基板で反射された光の強度分布を検出し、次いで検出した光の強度分布から前記高濃度選択拡散層の位置領域を識別し、次いでこの高濃度選択拡散層の位置領域識別結果に基づいて前記半導体基板上に形成する電極の位置領域を決定し、この位置領域に前記電極を形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
〔2〕 前記電極の形成をスクリーン印刷法により行うことを特徴とする〔1〕に記載の太陽電池セルの製造方法。
〔3〕 前記識別された高濃度選択拡散層の位置領域と形成予定の電極の位置領域の重ね合わせ面積が最大となるように前記半導体基板における電極の位置領域を決定することを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の太陽電池セルの製造方法。
〔4〕 前記半導体基板上に電極を形成した後、この半導体基板における電極の形成位置を確認し、この電極の形成位置の確認結果に基づいて次の半導体基板における電極形成位置を補正することを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
〔5〕 前記電極はフィンガー電極であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
〔6〕 高濃度選択拡散層が形成された半導体基板に該半導体基板を透過する波長領域を含む光を照射する光源及び前記半導体基板を透過した光又は前記半導体基板で反射された光の強度分布を検出する光学センサを有する光強度検出部と、前記半導体基板上に電極を形成する電極形成部と、前記半導体基板を前記光強度検出部及び電極形成部に搬送し、前記半導体基板に対する電極形成位置を調整可能に該半導体基板を保持する可動ステージと、前記光学センサによる光強度検出結果から前記半導体基板における高濃度選択拡散層の位置領域を識別し、この識別結果に基づいて電極形成部における可動ステージの位置を調整する制御部と、を備えることを特徴とする太陽電池セルの電極形成装置。
〔7〕 前記光源から照射される光の波長領域及び前記光学センサの検出可能波長領域は、800〜1200nmを含むことを特徴とする〔6〕に記載の電極形成装置。
〔8〕 光強度分布検出時の前記光学センサと可動ステージ上の半導体基板との間隔を10cm以下とすることを特徴とする〔6〕又は〔7〕に記載の電極形成装置。
〔9〕 前記制御部は、識別した高濃度選択拡散層の位置領域と形成予定の電極の位置領域の重ね合わせ面積が最大となるように電極形成部における可動ステージの位置を調整することを特徴とする〔6〕〜〔8〕のいずれかに記載の電極形成装置。
〔10〕 前記光学センサは、CCDイメージセンサであることを特徴とする〔6〕〜〔9〕のいずれかに記載の電極形成装置。
〔11〕 前記制御部は、電極形成後の半導体基板を前記光学センサにより撮像した撮像イメージから該半導体基板における電極の形成位置を確認し、この電極の形成位置の確認結果に基づいて次の半導体基板における電極形成位置を補正することを特徴とする〔10〕に記載の電極形成装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following solar cell manufacturing method and electrode forming apparatus.
[1] In a method for manufacturing a solar battery cell, wherein an emitter layer having a high-concentration selective diffusion layer having a predetermined pattern is formed on a semiconductor substrate, an antireflection film is formed thereon, and an electrode is further formed on the antireflection film. Irradiating a semiconductor substrate having a high-concentration selective diffusion layer of a predetermined pattern with light including a wavelength region that passes through the semiconductor substrate, and the intensity of the light transmitted through the semiconductor substrate or reflected by the semiconductor substrate The distribution is detected, and then the position area of the high-concentration selective diffusion layer is identified from the detected light intensity distribution, and then the electrode formed on the semiconductor substrate based on the position-area identification result of the high-concentration selective diffusion layer is detected. A method for manufacturing a solar cell, comprising determining a position region and forming the electrode in the position region.
[2] The method for producing a solar cell according to [1], wherein the electrode is formed by a screen printing method.
[3] The position region of the electrode in the semiconductor substrate is determined so that the overlap area of the position region of the identified high concentration selective diffusion layer and the position region of the electrode to be formed is maximized. The manufacturing method of the photovoltaic cell as described in 1] or [2].
[4] After forming the electrode on the semiconductor substrate, confirm the electrode formation position on the semiconductor substrate, and correct the electrode formation position on the next semiconductor substrate based on the confirmation result of the electrode formation position. The method for producing a solar battery cell according to any one of [1] to [3].
[5] The method for manufacturing a solar cell according to any one of [1] to [4], wherein the electrode is a finger electrode.
[6] A light source that irradiates a semiconductor substrate on which a high-concentration selective diffusion layer is formed with light including a wavelength region that is transmitted through the semiconductor substrate, and an intensity distribution of light that is transmitted through the semiconductor substrate or reflected by the semiconductor substrate A light intensity detecting unit having an optical sensor for detecting the light, an electrode forming unit for forming an electrode on the semiconductor substrate, and transporting the semiconductor substrate to the light intensity detecting unit and the electrode forming unit to form an electrode for the semiconductor substrate The position of the high-concentration selective diffusion layer in the semiconductor substrate is identified from the movable stage that holds the semiconductor substrate so that the position can be adjusted, and the light intensity detection result by the optical sensor. A control unit that adjusts the position of the movable stage; and a solar cell electrode forming apparatus.
[7] The electrode forming apparatus according to [6], wherein a wavelength range of light emitted from the light source and a detectable wavelength range of the optical sensor include 800 to 1200 nm.
[8] The electrode forming apparatus according to [6] or [7], wherein a distance between the optical sensor and the semiconductor substrate on the movable stage when detecting the light intensity distribution is 10 cm or less.
[9] The control unit adjusts the position of the movable stage in the electrode forming unit so that the overlap area of the position region of the identified high concentration selective diffusion layer and the position region of the electrode to be formed is maximized. The electrode forming apparatus according to any one of [6] to [8].
[10] The electrode forming apparatus according to any one of [6] to [9], wherein the optical sensor is a CCD image sensor.
[11] The control unit confirms an electrode formation position on the semiconductor substrate from an image obtained by imaging the semiconductor substrate on which the electrode has been formed by the optical sensor, and the next semiconductor based on the confirmation result of the electrode formation position. The electrode forming apparatus according to [10], wherein the electrode forming position on the substrate is corrected.

本発明によれば、個々の半導体基板の高濃度選択拡散層の位置を特定し、これに合わせて電極形成を行うので、高濃度選択拡散層と電極との重ね合わせ精度が向上し、太陽電池セルの変換効率低下を抑制することができる。また、高濃度選択拡散層をフィンガー電極線幅と同じ程度に細くすることができるので高い変換効率を有する太陽電池セルが得られる。   According to the present invention, the position of the high-concentration selective diffusion layer of each semiconductor substrate is specified and the electrode is formed in accordance with this, so that the overlay accuracy between the high-concentration selective diffusion layer and the electrode is improved, and the solar cell A decrease in the conversion efficiency of the cell can be suppressed. Moreover, since the high concentration selective diffusion layer can be made as thin as the finger electrode line width, a solar cell having high conversion efficiency can be obtained.

本発明に係る電極形成装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electrode formation apparatus which concerns on this invention. 高濃度選択拡散層用露光マスクのパターンを示す平面図である。It is a top view which shows the pattern of the exposure mask for high concentration selective diffusion layers. 受光面電極形成用スクリーン製版のパターンを示す平面図である。It is a top view which shows the pattern of screen plate making for light-receiving surface electrode formation.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.

以下、本発明の電極形成装置を用いた民生用の高効率太陽電池セルの製造方法について説明する。
(基板の準備)
ここで、使用する半導体基板(以下、単に基板ともいう)の種類がシリコンの場合、チョクラルスキー(CZ)法またはフロートゾーン(FZ)法などで製造された、単結晶基板の方が高い性能の太陽電池セルを作る上で好適である。導電型は、N型でもP型でも構わない。
Hereinafter, a method for producing a consumer-use high-efficiency solar cell using the electrode forming apparatus of the present invention will be described.
(Preparation of substrate)
Here, when the type of semiconductor substrate to be used (hereinafter also simply referred to as a substrate) is silicon, a single crystal substrate manufactured by the Czochralski (CZ) method or the float zone (FZ) method has higher performance. It is suitable for making the solar battery cell. The conductivity type may be N-type or P-type.

また、単結晶シリコン基板の場合の、結晶面方位は下記テクスチャを形成する際に、アルカリ溶液による異方性エッチングを利用する場合は(100)が好ましいが、研削機等を用いて物理研削する場合は、その他の結晶面方位でも構わない。また、基板比抵抗は例えば0.1〜20Ω・cmが好ましく、特に0.5〜3.0Ω・cmであることが高い性能の太陽電池セルを作る上で好適である。   In the case of a single crystal silicon substrate, the crystal plane orientation is preferably (100) when anisotropic etching with an alkaline solution is used when forming the following texture, but physical grinding is performed using a grinder or the like. In this case, other crystal plane orientations may be used. In addition, the substrate specific resistance is preferably, for example, 0.1 to 20 Ω · cm, and in particular, 0.5 to 3.0 Ω · cm is suitable for producing a high-performance solar cell.

基板厚さは、薄ければ薄い程材料コストが抑えられるが、シリコンの場合は薄くし過ぎると太陽電池特性が低下し、また機械的強度も低下し製造歩留りが低下する。高い太陽電池特性と機械的強度を保つためには150〜300μm程度の厚さがあることが望ましい。   The thinner the substrate thickness, the lower the material cost. However, in the case of silicon, if it is too thin, the solar cell characteristics are lowered, the mechanical strength is also lowered, and the production yield is lowered. In order to maintain high solar cell characteristics and mechanical strength, a thickness of about 150 to 300 μm is desirable.

基板のダメージ除去方法については、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液などの強アルカリ水溶液を用いることが出来る。また、フッ硝酸等の酸水溶液でも同様の目的を達成することが可能である。   As a method for removing damage from the substrate, a strong alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution can be used. The same object can be achieved with an aqueous acid solution such as hydrofluoric acid.

また、太陽電池セルは通常、表面にテクスチャと呼ばれる凹凸形状を形成するのが好ましい。その理由は、太陽光の反射率を低減させるために、できる限り2回以上の反射を受光面で行わせる必要があるためである。そのため、基板を、1〜5質量%濃度で水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコールを加えた水溶液に浸し、ウェットエッチングすることにより、両面にランダムテクスチャを形成する。これら一つ一つの山のサイズは1〜20μm程度である。他の代表的な表面凹凸構造としてはV溝、U溝が挙げられる。これらは、研削機を利用するなどしても、形成可能である。また、ランダムな凹凸構造を作るには酸エッチングやリアクティブ・イオン・エッチング等が代替法として用いることが可能である。   Moreover, it is preferable to form the uneven | corrugated shape called a texture on the surface normally about a photovoltaic cell. The reason is that in order to reduce the reflectance of sunlight, it is necessary to cause the light receiving surface to perform reflection at least twice as much as possible. Therefore, the substrate is immersed in an aqueous solution containing sodium hydroxide and isopropyl alcohol at a concentration of 1 to 5% by mass and wet-etched to form random textures on both sides. The size of each of these peaks is about 1 to 20 μm. Other typical surface uneven structures include V-grooves and U-grooves. These can also be formed by using a grinding machine. Further, acid etching, reactive ion etching, or the like can be used as an alternative method for forming a random uneven structure.

(高濃度選択拡散層の形成)
前記開示例の様に、受光面電極直下となる部分に高濃度選択拡散層を形成することが、高い性能の太陽電池セルを作る上で望ましい。前記高濃度選択拡散層を形成する方法は様々な方法が開示されているが、例えばフォトマスク法とスピン塗布法と熱拡散法を例に挙げると以下の様になる。
(Formation of high concentration selective diffusion layer)
As in the above disclosed example, it is desirable to form a high-concentration selective diffusion layer immediately below the light-receiving surface electrode in order to produce a high-performance solar cell. Various methods for forming the high-concentration selective diffusion layer are disclosed. For example, a photomask method, a spin coating method, and a thermal diffusion method are exemplified as follows.

まず、シリコン基板を酸素雰囲気下で850〜950℃、10〜60分程度熱処理し、シリコン酸化膜を10〜30nm程度の膜厚で形成させる。次に、基板の受光面側にフォトレジスト材料をスピン塗布し、ベーキングを行い、受光面電極と重なるパターンを持つガラスマスクを用いてレジスト膜を露光現像する。この場合、フォトレジスト材料はポジ型でもネガ型でもよく、ポジ型の場合ではレジスト膜の照射部位がアルカリ現像液で除去され、ネガ型の場合では非照射部位が除去されるが、ポジ型が好ましい。次に、5質量%程度のフッ化水素水溶液に浸漬し、現像によりフォトレジスト膜を除去した部分のみシリコン酸化膜を除去し、更にアセトンディップ、硫酸ボイルによって残りのレジスト膜を完全に除去する。次に、前記パターン形成されたシリコン酸化膜上に、リン酸などのドーパントを含む塗布剤をスピン塗布し、ベーキングする。   First, the silicon substrate is heat-treated in an oxygen atmosphere at 850 to 950 ° C. for about 10 to 60 minutes to form a silicon oxide film with a thickness of about 10 to 30 nm. Next, a photoresist material is spin-coated on the light receiving surface side of the substrate, baking is performed, and the resist film is exposed and developed using a glass mask having a pattern overlapping the light receiving surface electrode. In this case, the photoresist material may be a positive type or a negative type. In the case of the positive type, the irradiated portion of the resist film is removed with an alkali developer, and in the case of the negative type, the non-irradiated portion is removed. preferable. Next, the silicon oxide film is removed only in a portion where the photoresist film is removed by development by dipping in an aqueous solution of about 5% by mass of hydrogen fluoride, and the remaining resist film is completely removed by acetone dipping and sulfuric acid boiling. Next, a coating agent containing a dopant such as phosphoric acid is spin-coated on the patterned silicon oxide film and baked.

次に、熱処理方法としては、例えば基板をボートに溝立てするなどして熱処理炉に入れ、所定の熱プロファイルで処理することによって実施できる。この際、使用するボート及び炉心管は石英や炭化珪素(SiC)などの材料を用いることができる。純度とコストの面からは石英製が好ましい。   Next, as a heat treatment method, for example, the substrate can be put into a heat treatment furnace by grooving a boat and processed by a predetermined thermal profile. At this time, materials such as quartz and silicon carbide (SiC) can be used for the boat and the core tube used. Quartz is preferable in terms of purity and cost.

熱プロファイルについては、拡散剤に含まれるドーパントの種類と濃度及び他の成分、基板への拡散剤の塗布量などにより異なる。例えば、リンを含む拡散剤を用いた場合は850〜950℃で10〜120分程度処理することで実施できる。   The thermal profile differs depending on the type and concentration of the dopant contained in the diffusing agent, other components, the amount of diffusing agent applied to the substrate, and the like. For example, when a diffusing agent containing phosphorus is used, the treatment can be performed at 850 to 950 ° C. for about 10 to 120 minutes.

拡散熱処理時のプロセスガスとしては、様々な種類のガスを用いることが出来るが、純度とコストを加味して考えた場合、例えば窒素と酸素などを用いることができる。プロセスガスの流量は使用する熱処理炉の容量により異なるが、例えば炉心管が内径150〜350mm、長さ1500〜3500mm程度のものを使用する場合、窒素5〜40L/min、酸素0.025〜0.20L/min程度の流量で流せば良い。   Various types of gases can be used as the process gas during the diffusion heat treatment. For example, nitrogen and oxygen can be used when considering the purity and cost. The flow rate of the process gas varies depending on the capacity of the heat treatment furnace to be used. For example, when a furnace tube having an inner diameter of 150 to 350 mm and a length of about 1500 to 3500 mm is used, nitrogen is 5 to 40 L / min, oxygen is 0.025 to 0 The flow rate may be about 20 L / min.

この結果、酸化膜が除去された部分は、シート抵抗が10Ω/□〜100Ω/□になるのに対し、酸化膜がある部分のシート抵抗は酸化膜がない部分のシート抵抗に対応してそれよりも大きくなる。   As a result, the portion where the oxide film is removed has a sheet resistance of 10Ω / □ to 100Ω / □, whereas the sheet resistance where the oxide film is present corresponds to the sheet resistance where there is no oxide film. Bigger than.

(接合分離)
前記方法などによりドーパントを拡散させた後、例えばここで接合分離処理を実施することができる。接合分離とは、太陽電池セルの正極電極と負極電極が同一導電型のドーパント拡散層により繋がることで短絡し特性が低下することを防ぐため、拡散層を部分的に除去するなどして正極電極と負極電極が同一導電型のドーパント拡散層で繋がらない構造にすることである。
(Joining separation)
After the dopant is diffused by the above method or the like, for example, a junction separation process can be performed here. Junction separation means that the positive electrode and the negative electrode of a solar battery cell are connected by a dopant diffusion layer of the same conductivity type to prevent short-circuiting and deterioration of the characteristics. And the negative electrode are not connected by a dopant diffusion layer of the same conductivity type.

接合分離の方法としては、ドライエッチングやウェットエッチングなど基板をエッチングする方法、研削機を用いた物理研削法、レーザー光線を用いたアブレーション法など、いずれの方法でも良い。また接合分離は、必ずしも拡散熱処理後に実施する必要はない。   As a bonding separation method, any method such as a method of etching a substrate such as dry etching or wet etching, a physical grinding method using a grinding machine, or an ablation method using a laser beam may be used. Further, it is not always necessary to perform the junction separation after the diffusion heat treatment.

(ガラス層除去)
前記拡散熱処理を行った基板表面にはドーパントガラス層(リンの場合はリンガラス)が形成されており、表面再結合中心となるため、フッ化水素などを用いてドーパントガラス層を除去する。使用した拡散剤によっては、フッ化水素だけでは除去しきれない場合もあるので、引続き、半導体の一般的な洗浄を加えても良い。一般的な洗浄とは、アンモニアと過酸化水素水を用いたものや、塩酸と過酸化水素水を用いた洗浄などがある。
(Glass layer removal)
A dopant glass layer (phosphorus glass in the case of phosphorus) is formed on the surface of the substrate subjected to the diffusion heat treatment and serves as a surface recombination center. Therefore, the dopant glass layer is removed using hydrogen fluoride or the like. Depending on the diffusing agent used, hydrogen fluoride alone may not be completely removed, so that general cleaning of the semiconductor may be continued. General cleaning includes cleaning using ammonia and aqueous hydrogen peroxide, cleaning using hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide, and the like.

(表面保護層、反射防止膜の形成)
次に、エミッタ層上に表面保護膜と反射防止膜を堆積する。膜の種類としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化アルミニウム、二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜などがあるが、エミッタ層の導電型により適切な膜の種類が異なり、また高機能の反射防止膜として機能させるには膜形成する順序及び膜厚が異なる。例えばリンの拡散層上には、250kHzの周波数を持つダイレクトプラズマCVD装置を用いシリコン窒化膜を形成することで、表面保護膜兼反射防止膜とすることができる。この際のシリコン窒化膜の膜厚は、反射防止膜も兼ねさせるため70〜100nmが適している。また、形成法も前記以外にリモートプラズマCVD法、コーティング法、真空蒸着法等があるが、経済的な観点から、前記のようなシリコン窒化膜をプラズマCVD法によって形成するのが好適である。さらに、前記反射防止膜上にトータルの反射率が最も小さくなるような条件、例えば二フッ化マグネシウム膜といった屈折率が1〜2の間の膜を形成すれば、反射率がさらに低減し、生成電流密度は高くなる。
(Formation of surface protective layer and antireflection film)
Next, a surface protective film and an antireflection film are deposited on the emitter layer. The film types include silicon oxide film, silicon nitride film, aluminum oxide, titanium dioxide film, zinc oxide film, tin oxide film, etc., but the appropriate film type varies depending on the conductivity type of the emitter layer, and it is highly functional. In order to function as an antireflection film, the order of film formation and the film thickness are different. For example, by forming a silicon nitride film on the phosphorus diffusion layer using a direct plasma CVD apparatus having a frequency of 250 kHz, a surface protective film and antireflection film can be obtained. The film thickness of the silicon nitride film at this time is suitably 70 to 100 nm because it also serves as an antireflection film. In addition to the above, the formation method includes a remote plasma CVD method, a coating method, a vacuum deposition method, and the like. From an economical viewpoint, it is preferable to form the silicon nitride film as described above by the plasma CVD method. Furthermore, if a film having a refractive index between 1 and 2, such as a magnesium difluoride film, is formed on the antireflection film so that the total reflectance is minimized, the reflectance is further reduced. The current density is increased.

(電極形成)
次に、例えば図1に示す様な本発明の電極形成装置を用い、以下に示す手順で受光面側に電極を形成することを行う。
(Electrode formation)
Next, for example, using the electrode forming apparatus of the present invention as shown in FIG. 1, an electrode is formed on the light receiving surface side in the following procedure.

本発明の電極形成装置は、図1に示す様に、高濃度選択拡散層7が形成された半導体基板6に該半導体基板6を透過する波長領域を含む光を照射する光源1及び前記半導体基板6を透過した光の強度分布を検出する光学センサ2を有する光強度検出部と、前記半導体基板6上に電極を形成する電極形成部5と、前記半導体基板6を前記光強度検出部及び電極形成部5に搬送し、前記半導体基板6に対する電極形成位置を調整可能に該半導体基板6を保持する可動ステージ4と、光学センサ2による光強度検出結果から前記半導体基板6における高濃度選択拡散層7の位置領域を識別し、この識別結果に基づいて電極形成部5における可動ステージ4の位置を調整する制御部(コンピューター3)と、を備える。   As shown in FIG. 1, the electrode forming apparatus of the present invention includes a light source 1 for irradiating a semiconductor substrate 6 on which a high-concentration selective diffusion layer 7 is formed with light including a wavelength region that passes through the semiconductor substrate 6 and the semiconductor substrate. A light intensity detection unit having an optical sensor 2 for detecting an intensity distribution of light transmitted through 6, an electrode formation unit 5 for forming an electrode on the semiconductor substrate 6, and the semiconductor substrate 6 as the light intensity detection unit and the electrode. A movable stage 4 that is transported to the forming unit 5 and holds the semiconductor substrate 6 so that the electrode formation position with respect to the semiconductor substrate 6 can be adjusted, and a high-concentration selective diffusion layer in the semiconductor substrate 6 based on the light intensity detection result by the optical sensor 2 7, and a control unit (computer 3) that adjusts the position of the movable stage 4 in the electrode forming unit 5 based on the identification result.

ここで、光源1から照射される光の波長領域は、半導体基板6として単結晶シリコン基板を用いる場合、800〜1200nmの範囲を含むことが望ましい。これは、前記波長領域より短波長の光では、単結晶シリコン基板に吸収されて透過光強度が十分に得られない場合があり、前記波長領域より長波長の光では単結晶シリコンによる吸収が殆ど起こらず、高濃度選択拡散層7とそれ以外の部分での透過光強度の差が十分に得られないおそれがあるからである。   Here, the wavelength region of the light emitted from the light source 1 desirably includes a range of 800 to 1200 nm when a single crystal silicon substrate is used as the semiconductor substrate 6. This is because light having a wavelength shorter than that in the wavelength region may be absorbed by the single crystal silicon substrate and a sufficient transmitted light intensity may not be obtained, and light having a wavelength longer than the wavelength region may not be absorbed by the single crystal silicon. This is because the difference in transmitted light intensity between the high concentration selective diffusion layer 7 and other portions may not be sufficiently obtained.

光学センサ2は、半導体基板6からの所定の波長領域の透過光又は反射光の強度分布を測定できる受光素子(フォトダイオード)を用いたものであれば特に限定されず、例えばCCDイメージセンサ(CCD素子)を備えたデジタルカメラでもよい。このとき、光学センサ2の光の検出可能波長領域が前述した光源1から照射される光の波長領域に対応したもの、例えば800〜1200nmの波長領域を検出可能波長領域として含むものであるとよい。   The optical sensor 2 is not particularly limited as long as it uses a light receiving element (photodiode) that can measure the intensity distribution of transmitted light or reflected light in a predetermined wavelength region from the semiconductor substrate 6. For example, a CCD image sensor (CCD It may be a digital camera equipped with an element. At this time, it is preferable that the detectable wavelength region of the light of the optical sensor 2 corresponds to the wavelength region of the light emitted from the light source 1 described above, for example, a wavelength region of 800 to 1200 nm is included as the detectable wavelength region.

また、高濃度選択拡散層7と形成する電極とを半導体基板6全面に亘って精度良く重ね合わせるためには、光学センサ2によって半導体基板6全面で光強度分布を検出することが望ましく、その解像度は高ければ高い程よい。   Further, in order to accurately overlap the high concentration selective diffusion layer 7 and the electrode to be formed over the entire surface of the semiconductor substrate 6, it is desirable to detect the light intensity distribution over the entire surface of the semiconductor substrate 6 by the optical sensor 2, and its resolution. The higher the better.

なお、光学センサ2としてのデジタルカメラは、含まれるCCD素子などの撮像素子の光学特性にもよるが、短波長フィルターや長波長フィルターなどを備えたものでもよい。これは半導体基板6を透過した光を選択的に検出し、高濃度選択拡散層7の位置領域を識別できるように、ノイズ成分となる波長領域の光をカットするためのものである。   Note that the digital camera as the optical sensor 2 may include a short wavelength filter, a long wavelength filter, or the like, depending on the optical characteristics of an imaging element such as a CCD element included. This is for selectively detecting the light transmitted through the semiconductor substrate 6 and cutting the light in the wavelength region serving as a noise component so that the position region of the high concentration selective diffusion layer 7 can be identified.

また、前記デジタルカメラの使用台数は必ずしも1台である必要はなく、そのレンズの光学倍率や解像度との兼ね合いで、複数台を同時に使用しても良く、撮影視野範囲は基板全面を撮影しても良く、一部分だけを複数ヶ所撮影しても良い。   The number of digital cameras used is not necessarily one, and a plurality of cameras may be used at the same time in consideration of the optical magnification and resolution of the lens. It is also possible to shoot only a part of it at multiple locations.

図1に示す構成例は、光源1は半導体基板6の第1平面側(図中下方側)に設置され、光学センサ2は半導体基板6の第2平面側(図中上方側)に設置されており、光源1から照射された入射光8は、半導体基板6を透過し、透過光9が光学センサ2により検出される構造である。なお、光源1と光学センサ2とをどちらも半導体基板6の第2平面側に設置して、光源1から照射された入射光8を半導体基板6で反射し、その反射光を光学センサ2により検出する構造としても良い。   In the configuration example shown in FIG. 1, the light source 1 is installed on the first plane side (lower side in the figure) of the semiconductor substrate 6, and the optical sensor 2 is installed on the second plane side (upper side in the figure) of the semiconductor substrate 6. The incident light 8 emitted from the light source 1 is transmitted through the semiconductor substrate 6 and the transmitted light 9 is detected by the optical sensor 2. Both the light source 1 and the optical sensor 2 are installed on the second plane side of the semiconductor substrate 6, the incident light 8 irradiated from the light source 1 is reflected by the semiconductor substrate 6, and the reflected light is reflected by the optical sensor 2. It is good also as a structure to detect.

コンピューター3は、光学センサ2、可動ステージ4、電極形成部5とそれぞれと通信可能、かつそれぞれを制御可能に接続されている。また、コンピューター3は、生産性の観点から、光学センサ2が検出した光強度分布(光学センサ2がデジタルカメラの場合はデジタルカメラで捉えた画像も含む)をなるべく短時間で信号処理(画像処理)できる演算素子が含まれることが望ましい。   The computer 3 is connected to the optical sensor 2, the movable stage 4, and the electrode forming unit 5 so that they can communicate with each other and can be controlled. Further, from the viewpoint of productivity, the computer 3 processes the light intensity distribution detected by the optical sensor 2 (including an image captured by a digital camera when the optical sensor 2 is a digital camera) in as short a time as possible (image processing). It is desirable to include a computing element capable of).

可動ステージ4は、半導体基板6を保持した状態で、コンピューター3の制御により光強度検出部と電極形成部5のそれぞれの任意の位置に移動するものである。また、可動ステージ4は、電極形成部5に採用される電極形成法にもよるが、安定した電極形成を行う上で十分な剛性を備えたものが望ましく、任意の位置に繰り返し精度良く移動可能なものが望ましい。また、光源1からの光が半導体基板6に照射され、該半導体基板6を透過した光を光学センサ2で検出できるように、可動ステージ4上の半導体基板6との接触部の全部または一部分に光源1の光を透過できる素材の窓材が備えられているものが望ましい。この窓材の素材としては、光源1の波長領域の光が透過するものであれば構わないが、例えば石英やアクリル樹脂などのプラスチック等が利用できる。   The movable stage 4 moves to any position of the light intensity detection unit and the electrode formation unit 5 under the control of the computer 3 while holding the semiconductor substrate 6. Although the movable stage 4 depends on the electrode forming method employed in the electrode forming portion 5, it is desirable that the movable stage 4 has sufficient rigidity for stable electrode formation and can be repeatedly moved with high accuracy to any position. Is desirable. Further, the light from the light source 1 is irradiated on the semiconductor substrate 6 and the light transmitted through the semiconductor substrate 6 can be detected by the optical sensor 2 on all or part of the contact portion with the semiconductor substrate 6 on the movable stage 4. What is provided with the window material of the raw material which can permeate | transmit the light of the light source 1 is desirable. Any material may be used for the window material as long as it transmits light in the wavelength region of the light source 1. For example, plastic such as quartz or acrylic resin can be used.

なお、光学センサ2と可動ステージ4上の半導体基板6との間隔は、10cm以内の距離に設置可能であることが望ましい。両者の間隔を10cm以上離れた位置に設置すると、半導体基板6のテクスチャ構造や高濃度選択拡散層7のパターンにもよるが、高濃度選択拡散層7のパターンの認識が困難となる場合がある。そこで、このように可動ステージ4上に固定された半導体基板6と光学センサ2との間隔を近付けることで、半導体基板6のテクスチャ構造による光の散乱の影響を減らすことができ、パターン認識が可能となる。   In addition, it is desirable that the distance between the optical sensor 2 and the semiconductor substrate 6 on the movable stage 4 can be set within a distance of 10 cm. If the distance between the two is set at a distance of 10 cm or more, depending on the texture structure of the semiconductor substrate 6 and the pattern of the high concentration selective diffusion layer 7, it may be difficult to recognize the pattern of the high concentration selective diffusion layer 7. . Therefore, by reducing the distance between the semiconductor substrate 6 fixed on the movable stage 4 and the optical sensor 2 in this way, the influence of light scattering due to the texture structure of the semiconductor substrate 6 can be reduced, and pattern recognition is possible. It becomes.

受光面電極形成の具体的な手順の一例は、以下の通りである。ここでは、光学センサ2がデジタルカメラである場合を説明する。
(手順1) まず、準備段階として、予めダミー基板として前記単結晶シリコン基板を用意し、初期設定位置に置かれた可動ステージ4上に前記ダミー基板を真空吸着させ固定し、可動ステージ4を電極形成部5に移動させ、電極形成を行う。
An example of a specific procedure for forming the light receiving surface electrode is as follows. Here, a case where the optical sensor 2 is a digital camera will be described.
(Procedure 1) First, as a preparation stage, the single crystal silicon substrate is prepared in advance as a dummy substrate, the dummy substrate is vacuum-adsorbed and fixed on the movable stage 4 placed at the initial setting position, and the movable stage 4 is attached to the electrode. It moves to the formation part 5, and electrode formation is performed.

ここで行う電極形成部5の電極形成法は、太陽電池セルの電極形成方法として一般的に用いられるスクリーン印刷法で構わないが、凹版印刷法でもよく、インクジェット式印刷法でもよく、その他の印刷方法であっても構わない。なお、蒸着法などの電極形成法は基板6全面に対して電極を形成する性質上、本発明には適さない。コストと生産性の面からはスクリーン印刷法が望ましい。   The electrode forming method of the electrode forming portion 5 performed here may be a screen printing method generally used as an electrode forming method of a solar battery cell, but may be an intaglio printing method, an ink jet printing method, or other printing. The method may be used. Note that electrode forming methods such as vapor deposition are not suitable for the present invention because of the property of forming electrodes on the entire surface of the substrate 6. The screen printing method is desirable in terms of cost and productivity.

(手順2) 次に、可動ステージ4を光強度検出部の光学センサ2の下に移動させ、実際に印刷された電極パターンを撮影し、その画像イメージをコンピューター3で画像処理することにより、電極パターンを認識させ、電極形成部5において今回配置した可動ステージ位置の場合の半導体基板上に形成された電極の位置領域情報として記憶させる。 (Procedure 2) Next, the movable stage 4 is moved below the optical sensor 2 of the light intensity detection unit, an electrode pattern actually printed is photographed, and the image image is processed by the computer 3, whereby the electrode is processed. The pattern is recognized and stored as the position area information of the electrode formed on the semiconductor substrate in the case of the movable stage position arranged this time in the electrode forming unit 5.

(手順3) 次に印刷段階として、前記受光面側に高濃度選択拡散層7を有する半導体基板6を、可動ステージ4上に非受光面側から真空吸着させ固定し、この半導体基板6の非受光面側から、光源1から光を照射し、受光面側上方に設置した光学センサ2で半導体基板6を透過した光の強度分布を検出し、コンピューター3で画像処理することで、高濃度選択拡散層7の位置領域を識別する。この場合、半導体基板6を透過する光を高濃度選択拡散層7が吸収するため、検出される半導体基板面における光強度分布として相対的に強度の低い領域が高濃度選択拡散層7として識別される。 (Procedure 3) Next, as a printing stage, the semiconductor substrate 6 having the high-concentration selective diffusion layer 7 on the light receiving surface side is vacuum-adsorbed and fixed on the movable stage 4 from the non-light receiving surface side. High density selection is achieved by irradiating light from the light source 1 from the light receiving surface side, detecting the intensity distribution of the light transmitted through the semiconductor substrate 6 by the optical sensor 2 installed above the light receiving surface side, and performing image processing by the computer 3 The position area of the diffusion layer 7 is identified. In this case, since the high-concentration selective diffusion layer 7 absorbs light transmitted through the semiconductor substrate 6, a region having a relatively low intensity is identified as the high-concentration selective diffusion layer 7 as a light intensity distribution on the detected semiconductor substrate surface. The

なお、半導体基板6の受光面側から光源の光を照射してその反射光の強度分布を光学センサ2で検出する場合、高濃度選択反射層7でより多く光を反射するため、検出される半導体基板面における光強度分布として相対的に強度の高い領域が高濃度選択拡散層7として識別される。   In addition, when light from the light source is irradiated from the light receiving surface side of the semiconductor substrate 6 and the intensity distribution of the reflected light is detected by the optical sensor 2, the light is reflected by the high-density selective reflection layer 7, so that the light is detected. A region having a relatively high intensity as the light intensity distribution on the semiconductor substrate surface is identified as the high concentration selective diffusion layer 7.

(手順4) 次に、可動ステージ4を用いて、その半導体基板6の前記高濃度拡散層7に対する電極形成位置の位置合わせを行い、前記電極形成を行う。すなわち、半導体基板6を電極形成部5の下の所定位置(図1において点線で示す可動ステージ4の位置)にスライドさせた上で、電極形成を行う。 (Procedure 4) Next, using the movable stage 4, the electrode formation position of the semiconductor substrate 6 with respect to the high concentration diffusion layer 7 is aligned, and the electrode is formed. That is, the semiconductor substrate 6 is slid to a predetermined position below the electrode forming portion 5 (position of the movable stage 4 indicated by a dotted line in FIG. 1), and then electrode formation is performed.

ここでいう位置合わせとは、コンピューター3により光学センサ2の視野範囲内において識別された高濃度選択拡散層7の位置領域と形成予定の電極の位置領域との重ね合わせ面積が最大となる半導体基板6上の該電極の位置領域を求め、対象の半導体基板6においてその電極の位置領域に電極が形成されるように該半導体基板6を電極形成部5の電極印刷位置に移動させることをいう。これにより、高濃度選択拡散層7に対して精度よく位置合わせして電極を形成することができる。   The alignment here means a semiconductor substrate in which the overlapping area of the position region of the high-concentration selective diffusion layer 7 identified by the computer 3 within the field of view of the optical sensor 2 and the position region of the electrode to be formed is maximized. 6 is obtained by moving the semiconductor substrate 6 to the electrode printing position of the electrode forming portion 5 so that the electrode is formed in the position region of the electrode in the target semiconductor substrate 6. As a result, the electrode can be formed by accurately aligning with the high concentration selective diffusion layer 7.

また、電極印刷後、可動ステージ4を光学センサ2の下にスライドさせ、実際に形成された電極を撮影し、コンピューター3で画像処理することで、今回の可動ステージ位置において半導体基板6上に形成された電極の位置領域を認識させ、この認識された電極の位置領域情報を電極形成位置として記憶させ、次回に処理する半導体基板6の位置合わせ時に適用することが望ましい。電極形成のつど、あるいは所定回数の電極形成ごとに、この手順により電極形成位置を更新補正するとよい。これにより、電極形成部5において形成される電極の位置のばらつきによる高濃度選択拡散層と電極との位置ずれを抑制することができる。   In addition, after electrode printing, the movable stage 4 is slid under the optical sensor 2, the actually formed electrode is photographed, and image processing is performed by the computer 3, so that the electrode is formed on the semiconductor substrate 6 at the current movable stage position. It is desirable to recognize the position area of the recognized electrode, store the recognized position area information of the electrode as an electrode formation position, and apply it when aligning the semiconductor substrate 6 to be processed next time. It is preferable to update and correct the electrode formation position by this procedure every time the electrode is formed or every time a predetermined number of electrodes are formed. Thereby, the position shift of the high concentration selective diffusion layer and the electrode due to the variation in the position of the electrode formed in the electrode forming portion 5 can be suppressed.

(手順5) 次に、半導体基板6の非受光面側に銀やアルミニウムなどを含む電極ペーストをスクリーン印刷法などにより形成する。
(手順6) 次に、700〜850℃程度の所定の熱プロファイルで焼成して、受光面及び非受光面電極を同時に形成する。
(Procedure 5) Next, an electrode paste containing silver or aluminum is formed on the non-light-receiving surface side of the semiconductor substrate 6 by a screen printing method or the like.
(Procedure 6) Next, baking is performed with a predetermined thermal profile of about 700 to 850 ° C. to simultaneously form a light receiving surface electrode and a non-light receiving surface electrode.

上記例では、民生用の高効率太陽電池セルの製造方法として一般的な、2段エミッタ構造を受光面側に有する構造について述べたが、その他にも前記メタル・ラップ・スルー構造や前記バック・コンタクト構造を持つ太陽電池セルにおいても、高濃度選択拡散層と電極とを位置合わせする際に、本発明が適用できることは言うまでもない。   In the above example, a structure having a two-stage emitter structure on the light-receiving surface side, which is a general method for producing a high-efficiency solar cell for consumer use, has been described. In addition, the metal wrap-through structure and the back- It goes without saying that the present invention can also be applied to a solar cell having a contact structure when aligning a high concentration selective diffusion layer and an electrode.

以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明はこの実施例の内容に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to the content of this Example.

[実施例1]
前記太陽電池セルの製造方法において、以下の条件を採用し太陽電池セルサンプルを作製した。
(半導体基板6の準備)
結晶はCZ法で製造されたボロンドープp型単結晶、アズスライス比抵抗0.5〜3.0Ω・cm、面方位(100)、厚さ200μm、156mm角のシリコン基板を、1000枚を用意し、40質量%水酸化ナトリウム水溶液に浸し、ダメージ層をエッチングで取り除き、前記記載のウェットエッチング法で両面にランダムテクスチャを形成させた。
(高濃度選択拡散層7の形成)
基板を酸素雰囲気下、900℃で30分間ドライ酸化し、シリコン酸化膜を15nmの膜厚で形成させた。
次に、基板の受光面側にポジ型フォトレジスト材料をスピン塗布し、100℃で20分間ベーキングを行い、図2に示した様なパターンを持つガラスマスクを用いてレジスト膜を露光、現像した。なお、露光時の図2のパターンにおける細線本数は78本、長さは154mm、細線同士の間隔は2.0mm、細線の開口幅は200μmとし、基板に対する開口パターンの位置合わせは、基板において基準となる辺の基板エッジからの細線パターン1本目中心までの距離を1000μmとした。
次に、5質量%のフッ化水素水溶液に浸漬し、現像によりフォトレジストを除去した部分のみシリコン酸化膜を除去し、更にアセトンディップ、硫酸ボイルによって残りのレジスト膜を完全に除去した。
次に、前記パターン形成されたシリコン酸化膜上に、リン酸を含む塗布剤をスピン塗布し、80℃で3分間ベーキングした。
次に、900℃で40分間の拡散熱処理を行い、高濃度選択拡散層7を形成した。
(接合分離)
次に、プラズマエッチング装置を用いて基板外周部を数μmエッチングし接合分離を行った。
(ガラス層除去)
次に、表面に形成されたリンガラスをフッ酸でエッチングした後、アンモニアと過酸化水素水の混合液で洗浄し、乾燥させた。
(表面保護層及び反射防止膜の形成)
次に、250kHzの周波数を持つダイレクトプラズマCVD装置を用い、450℃の雰囲気下において、基板表面にシリコン窒化膜を100nmの膜厚で形成した。
[Example 1]
In the method for manufacturing a solar battery cell, a solar battery cell sample was manufactured under the following conditions.
(Preparation of semiconductor substrate 6)
The crystal is a boron-doped p-type single crystal manufactured by the CZ method, an as-sliced specific resistance of 0.5 to 3.0 Ω · cm, a plane orientation (100), a thickness of 200 μm, a 156 mm square silicon substrate, 1000 sheets are prepared. Then, it was immersed in a 40% by mass sodium hydroxide aqueous solution, the damaged layer was removed by etching, and a random texture was formed on both sides by the wet etching method described above.
(Formation of high concentration selective diffusion layer 7)
The substrate was dry oxidized at 900 ° C. for 30 minutes in an oxygen atmosphere to form a silicon oxide film with a thickness of 15 nm.
Next, a positive photoresist material was spin-coated on the light-receiving surface side of the substrate, baked at 100 ° C. for 20 minutes, and the resist film was exposed and developed using a glass mask having a pattern as shown in FIG. . The number of fine lines in the pattern of FIG. 2 at the time of exposure is 78, the length is 154 mm, the distance between the fine lines is 2.0 mm, and the opening width of the fine lines is 200 μm. The distance from the substrate edge on the side to the center of the first fine line pattern was 1000 μm.
Next, the silicon oxide film was removed only in the portion where the photoresist was removed by development by dipping in a 5% by mass hydrogen fluoride aqueous solution, and the remaining resist film was completely removed by acetone dipping and sulfuric acid boiling.
Next, a coating agent containing phosphoric acid was spin-coated on the patterned silicon oxide film and baked at 80 ° C. for 3 minutes.
Next, a diffusion heat treatment was performed at 900 ° C. for 40 minutes to form a high concentration selective diffusion layer 7.
(Joining separation)
Next, the outer peripheral part of the substrate was etched by several μm using a plasma etching apparatus to perform junction separation.
(Glass layer removal)
Next, the phosphor glass formed on the surface was etched with hydrofluoric acid, washed with a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide, and dried.
(Formation of surface protective layer and antireflection film)
Next, using a direct plasma CVD apparatus having a frequency of 250 kHz, a silicon nitride film having a thickness of 100 nm was formed on the substrate surface in an atmosphere of 450 ° C.

(電極形成)
次に、光学センサ2としてデジタルカメラ2を有し、電極形成部5としてスクリーン印刷機を有する、図1に示す装置構成の電極形成装置を用い、受光面側に図3に示すパターンを持つスクリーン製版を用いて、前記高濃度選択拡散層7とフィンガー電極パターンとが正確に重なる様に以下に示す手順で位置合わせを行い、銀を主成分とする電極ペーストをスクリーン印刷し、200℃で15分間乾燥した。なお、図3のパターンにおけるフィンガー電極パターンの本数は78本、長さが154mm、間隔は2.0mm、開口幅は100μm、バスバー電極パターンの本数は3本、長さ154mm、間隔は38.5mm、開口幅は1500μmとした。
(Electrode formation)
Next, a screen having the pattern shown in FIG. 3 on the light receiving surface side is used using the electrode forming apparatus having the apparatus configuration shown in FIG. 1 having the digital camera 2 as the optical sensor 2 and the screen printer as the electrode forming unit 5. Using plate making, alignment is performed according to the following procedure so that the high-concentration selective diffusion layer 7 and the finger electrode pattern are accurately overlapped, and an electrode paste mainly composed of silver is screen-printed at 15 ° C. at 15 ° C. Dried for minutes. The number of finger electrode patterns in the pattern of FIG. 3 is 78, the length is 154 mm, the interval is 2.0 mm, the opening width is 100 μm, the number of bus bar electrode patterns is 3, the length is 154 mm, and the interval is 38.5 mm. The opening width was 1500 μm.

((位置合わせ及び印刷手順))
<準備段階>
まず、ダミー基板として前記単結晶シリコン基板を用意し、初期設定位置に置かれた可動ステージ4上に前記ダミー基板を真空吸着させ固定した。
次に、可動ステージ4をスクリーン印刷機(画像形成部5)の下の基準位置にスライドさせ、電極ペーストを印刷した。
次に、可動ステージ4をデジタルカメラ(光学センサ2)の下にスライドさせ、実際に印刷された電極パターンを撮影し、コンピューター3で画像処理することにより、ダミー基板における電極パターンを認識させ、電極形成位置(スクリーン印刷機の基準印刷位置で形成した場合の基板における電極の位置領域(基準位置領域)データ)として記憶させた。
((Alignment and printing procedure))
<Preparation stage>
First, the single crystal silicon substrate was prepared as a dummy substrate, and the dummy substrate was vacuum-sucked and fixed on the movable stage 4 placed at the initial setting position.
Next, the movable stage 4 was slid to the reference position under the screen printer (image forming unit 5) to print the electrode paste.
Next, the movable stage 4 is slid under the digital camera (optical sensor 2), the actually printed electrode pattern is photographed, and the computer 3 performs image processing so that the electrode pattern on the dummy substrate is recognized, and the electrode It was stored as the formation position (positional data (reference position area) data of the electrodes on the substrate when formed at the reference printing position of the screen printing machine).

<印刷段階>
次に、前記受光面側に高濃度選択拡散層7を有する半導体基板6を、可動ステージ4上に非受光面側を真空吸着させ固定した。
次に、前記高濃度選択拡散層7を有する半導体基板6の非受光面側から、光源1を用いて800〜1200nmの波長領域を含む光を照射し、受光面側上方に設置した前記デジタルカメラで半導体基板6を透過した光を検出し、前記コンピューター3で画像処理することで前記高濃度選択拡散層7の位置領域を識別した。
次に、可動ステージ4を用い、記憶された電極形成位置と前記高濃度拡散層7の位置合わせを行って半導体基板6をスクリーン印刷機の下にスライドさせた。ここでは、まずコンピューター3により識別された高濃度選択拡散層7の位置領域と形成予定の電極の位置領域との重ね合わせ面積が最大となる半導体基板6上の電極の位置領域(目標位置領域)を求め、ついで前記記憶された電極の基準位置領域と今回求めた目標位置領域に基づいて前記スクリーン印刷機の基準印刷位置からのスライド量、すなわち目標印刷位置を求めて、コンピューター3でその目標印刷位置に可動ステージ4を移動させた。次いで、スクリーン印刷機により半導体基板6上に電極ペーストを印刷した。
<Printing stage>
Next, the semiconductor substrate 6 having the high concentration selective diffusion layer 7 on the light receiving surface side was fixed on the movable stage 4 by vacuum suction on the non-light receiving surface side.
Next, the digital camera installed at the upper side of the light receiving surface is irradiated with light including a wavelength region of 800 to 1200 nm using the light source 1 from the non-light receiving surface side of the semiconductor substrate 6 having the high concentration selective diffusion layer 7. Then, the light transmitted through the semiconductor substrate 6 was detected, and the computer 3 performed image processing to identify the position area of the high concentration selective diffusion layer 7.
Next, using the movable stage 4, the stored electrode formation position and the high-concentration diffusion layer 7 were aligned, and the semiconductor substrate 6 was slid under the screen printing machine. Here, first, the position region (target position region) of the electrode on the semiconductor substrate 6 where the overlapping area of the position region of the high concentration selective diffusion layer 7 identified by the computer 3 and the position region of the electrode to be formed is maximized. Next, based on the stored reference position area of the electrode and the target position area determined this time, a slide amount from the reference print position of the screen printing machine, that is, a target print position is obtained, and the target print is performed by the computer 3. The movable stage 4 was moved to the position. Next, an electrode paste was printed on the semiconductor substrate 6 by a screen printer.

次に、半導体基板6の非受光面側に、銀を含む電極ペーストをバスバー部に印刷し、それ以外の部分全面にアルミニウムを含む電極ペーストを印刷し、200℃で15分間乾燥した。
次に、780℃で10秒間のピーク部を持つ焼成プロファイルで焼成することで、受光面及び非受光面電極を同時に形成した。
Next, an electrode paste containing silver was printed on the bus bar portion on the non-light-receiving surface side of the semiconductor substrate 6, and an electrode paste containing aluminum was printed on the entire surface other than that, and dried at 200 ° C. for 15 minutes.
Next, the light-receiving surface electrode and the non-light-receiving surface electrode were formed simultaneously by baking with a baking profile having a peak portion of 780 ° C. for 10 seconds.

[実施例2]
実施例1において、前記受光面側の電極形成工程の印刷手順の後に以下の手順を加えて電極形成位置の更新補正を行い、それ以外は実施例1と同じ条件で電極形成を行って太陽電池セルサンプルを作製した。
<電極印刷位置の更新補正>
電極印刷後、可動ステージ4を前記デジタルカメラの下にスライドさせ、実際に形成された電極位置を撮影し、コンピューター3で画像処理することで、半導体基板6上に形成された電極の位置領域を認識させ、電極形成位置(スクリーン印刷機の前記目標印刷位置で形成した場合の基板における電極の位置領域(修正基準位置領域)データ)として記憶させた。
上記手順により電極形成位置データは更新補正され、次に処理する半導体基板6の電極形成工程の印刷段階における位置合わせに適用した。
[Example 2]
In Example 1, the following procedure is added after the printing procedure of the electrode forming step on the light receiving surface side to perform update correction of the electrode forming position. Otherwise, the electrode is formed under the same conditions as in Example 1, and the solar cell A cell sample was prepared.
<Electrode printing position update correction>
After electrode printing, the movable stage 4 is slid under the digital camera, the electrode positions actually formed are photographed, and image processing is performed by the computer 3, thereby the position area of the electrodes formed on the semiconductor substrate 6 is determined. Recognized and stored as an electrode formation position (position area data (corrected reference position area) data of the electrode on the substrate when formed at the target printing position of the screen printer).
The electrode formation position data was updated and corrected by the above procedure, and applied to the alignment in the printing stage of the electrode formation process of the semiconductor substrate 6 to be processed next.

[比較例](従来法:辺合わせ法)
実施例1において、図1の電極形成装置に代えて従来方式の位置合わせ機構を持つスクリーン印刷機を用い、それ以外は実施例1と同じ条件で電極形成を行って太陽電池セルサンプルを作製した。なお、前記受光面側の電極形成工程では、従来法の辺合わせ法として、以下の手順で前記高濃度選択拡散層とフィンガー電極パターンとの位置合わせを行い、スクリーン印刷を行った。
[Comparative example] (Conventional method: Edge alignment method)
In Example 1, instead of the electrode forming apparatus of FIG. 1, a screen printing machine having a conventional alignment mechanism was used, and other than that, electrodes were formed under the same conditions as in Example 1 to produce a solar cell sample. . In the electrode forming step on the light receiving surface side, as a conventional edge alignment method, the high-concentration selective diffusion layer and the finger electrode pattern were aligned by the following procedure, and screen printing was performed.

((位置合わせ及び印刷手順))
<準備段階>
まず、ダミー基板として前記単結晶シリコン基板を用意し、初期設定位置に置かれた可動ステージ上に前記ダミー基板を真空吸着させ固定した。
次に、ダミー基板のエッジ部をデジタルカメラで観察し、ダミー基板のエッジ部が前記デジタルカメラの視野内の指定位置に来るよう可動ステージを移動させた(以下、この位置をエッジ指定位置と呼ぶ。)。
次に、可動ステージをスクリーン印刷機の下にスライドさせ、電極ペーストを印刷した。
次に、ダミー基板に印刷された電極パターンの、基準となる辺における基板エッジからフィンガー電極パターン1本目中心までの距離を、光学顕微鏡を用いて測定し、この距離が1000μmとなるように可動ステージ位置をエッジ指定位置から微調整し、ダミー基板の印刷と印刷位置の確認と可動ステージ位置の微調整とを繰り返し、電極形成位置として記憶させた。
<印刷段階>
次に、前記受光面側に高濃度選択拡散層を有する半導体基板を、前記可動ステージ上に非受光面側を真空吸着させ固定した。
次に、前記可動ステージを用い、記憶された電極形成位置に位置合わせを行った。
次に、前記可動ステージをスクリーン印刷機の下にスライドさせ、電極ペーストを印刷した。
((Alignment and printing procedure))
<Preparation stage>
First, the single crystal silicon substrate was prepared as a dummy substrate, and the dummy substrate was vacuum-sucked and fixed on a movable stage placed at an initial setting position.
Next, the edge portion of the dummy substrate was observed with a digital camera, and the movable stage was moved so that the edge portion of the dummy substrate was at a designated position in the visual field of the digital camera (hereinafter, this position is referred to as an edge designated position). .)
Next, the movable stage was slid under the screen printer to print the electrode paste.
Next, the distance from the substrate edge on the reference side to the center of the first finger electrode pattern of the electrode pattern printed on the dummy substrate is measured using an optical microscope, and the movable stage is set so that this distance becomes 1000 μm. The position was finely adjusted from the edge designation position, and printing of the dummy substrate, confirmation of the printing position, and fine adjustment of the movable stage position were repeated and stored as the electrode formation position.
<Printing stage>
Next, a semiconductor substrate having a high-concentration selective diffusion layer on the light receiving surface side was fixed by vacuum-adsorbing the non-light receiving surface side on the movable stage.
Next, alignment was performed at the stored electrode formation position using the movable stage.
Next, the movable stage was slid under the screen printer to print the electrode paste.

以上のように作製した太陽電池セルを、エアマス1.5の擬似太陽光を用いた電流電圧測定機で特性測定を行った。
表1に、実施例及び比較例で作製した各1000枚の太陽電池セルの太陽電池特性の平均値と標準偏差を示す。
The characteristics of the solar battery cell produced as described above were measured with a current-voltage measuring machine using artificial sunlight having an air mass of 1.5.
Table 1 shows the average value and standard deviation of the solar cell characteristics of each 1000 solar cells produced in the examples and comparative examples.

Figure 2013232607
Figure 2013232607

表1に示すように、比較例に比べ実施例1は、曲線因子が顕著に上昇し、標準偏差が小さくなった。これは、個々の半導体基板6における高濃度選択拡散層7の位置領域を特定し、これに合せて電極形成を行うことで、電極の重ね合せ精度が向上したためと考えられる。
また、実施例1に比べ実施例2は、更に曲線因子が上昇し、標準偏差が小さくなった。これは、個々の半導体基板6の電極形成後に、電極形成位置を確認し、そのつど更新補正させたことで、電極の重ね合せ精度が更に向上したためと考えられる。
As shown in Table 1, in Example 1, the fill factor significantly increased and the standard deviation decreased compared to the comparative example. This is presumably because the position accuracy of the high-concentration selective diffusion layer 7 in each semiconductor substrate 6 is specified and the electrodes are formed in accordance with this, thereby improving the accuracy of electrode superposition.
In addition, compared with Example 1, Example 2 further increased the fill factor and reduced the standard deviation. This is presumably because the electrode formation accuracy was further improved by confirming the electrode formation position after each electrode formation of the individual semiconductor substrate 6 and performing update correction each time.

1 光源
2 光学センサ
3 コンピューター(制御部)
4 可動ステージ
5 電極形成部
6 半導体基板
7 高濃度選択拡散層
8 入射光
9 透過光
10 ガラスマスク
11 マスクパターン
20 スクリーン製版
21 フィンガー電極パターン
22 バスバー電極パターン
1 Light source 2 Optical sensor 3 Computer (control unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Movable stage 5 Electrode formation part 6 Semiconductor substrate 7 High concentration selective diffusion layer 8 Incident light 9 Transmitted light 10 Glass mask 11 Mask pattern 20 Screen plate making 21 Finger electrode pattern 22 Busbar electrode pattern

Claims (11)

半導体基板に所定パターンの高濃度選択拡散層を有するエミッタ層を形成し、その上に反射防止膜を形成し、更に該反射防止膜上に電極を形成する太陽電池セルの製造方法において、所定パターンの高濃度選択拡散層を有する半導体基板に対して該半導体基板を透過する波長領域を含む光を照射して、その半導体基板を透過した光、又は半導体基板で反射された光の強度分布を検出し、次いで検出した光の強度分布から前記高濃度選択拡散層の位置領域を識別し、次いでこの高濃度選択拡散層の位置領域識別結果に基づいて前記半導体基板上に形成する電極の位置領域を決定し、この位置領域に前記電極を形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。   In a method for manufacturing a solar cell, an emitter layer having a high-density selective diffusion layer having a predetermined pattern is formed on a semiconductor substrate, an antireflection film is formed thereon, and an electrode is further formed on the antireflection film. A semiconductor substrate having a high concentration selective diffusion layer is irradiated with light including a wavelength region that passes through the semiconductor substrate, and the intensity distribution of the light transmitted through the semiconductor substrate or reflected by the semiconductor substrate is detected. Then, the position region of the high concentration selective diffusion layer is identified from the detected light intensity distribution, and the position region of the electrode formed on the semiconductor substrate is then determined based on the position region identification result of the high concentration selective diffusion layer. A method of manufacturing a solar battery cell, comprising: determining and forming the electrode in the position region. 前記電極の形成をスクリーン印刷法により行うことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池セルの製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the electrode is formed by a screen printing method. 前記識別された高濃度選択拡散層の位置領域と形成予定の電極の位置領域の重ね合わせ面積が最大となるように前記半導体基板における電極の位置領域を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池セルの製造方法。   The position region of the electrode in the semiconductor substrate is determined so that the overlap area of the position region of the identified high concentration selective diffusion layer and the position region of the electrode to be formed is maximized. The manufacturing method of the photovoltaic cell of 2. 前記半導体基板上に電極を形成した後、この半導体基板における電極の形成位置を確認し、この電極の形成位置の確認結果に基づいて次の半導体基板における電極形成位置を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法。   After forming the electrode on the semiconductor substrate, the electrode formation position on the semiconductor substrate is confirmed, and the electrode formation position on the next semiconductor substrate is corrected based on the confirmation result of the electrode formation position. The manufacturing method of the photovoltaic cell of any one of Claims 1-3. 前記電極はフィンガー電極であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法。   The said electrode is a finger electrode, The manufacturing method of the photovoltaic cell of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 高濃度選択拡散層が形成された半導体基板に該半導体基板を透過する波長領域を含む光を照射する光源及び前記半導体基板を透過した光又は前記半導体基板で反射された光の強度分布を検出する光学センサを有する光強度検出部と、前記半導体基板上に電極を形成する電極形成部と、前記半導体基板を前記光強度検出部及び電極形成部に搬送し、前記半導体基板に対する電極形成位置を調整可能に該半導体基板を保持する可動ステージと、前記光学センサによる光強度検出結果から前記半導体基板における高濃度選択拡散層の位置領域を識別し、この識別結果に基づいて電極形成部における可動ステージの位置を調整する制御部と、を備えることを特徴とする太陽電池セルの電極形成装置。   A light source that irradiates a semiconductor substrate on which a high-concentration selective diffusion layer is formed with light including a wavelength region that passes through the semiconductor substrate, and an intensity distribution of light that is transmitted through the semiconductor substrate or reflected by the semiconductor substrate. A light intensity detection unit having an optical sensor, an electrode formation unit for forming an electrode on the semiconductor substrate, and transporting the semiconductor substrate to the light intensity detection unit and the electrode formation unit to adjust an electrode formation position with respect to the semiconductor substrate The position of the high concentration selective diffusion layer in the semiconductor substrate is identified from the movable stage holding the semiconductor substrate and the light intensity detection result by the optical sensor, and the movable stage of the electrode forming unit is identified based on the identification result. And a control unit that adjusts the position of the solar cell electrode forming apparatus. 前記光源から照射される光の波長領域及び前記光学センサの検出可能波長領域は、800〜1200nmを含むことを特徴とする請求項6に記載の電極形成装置。   The electrode forming apparatus according to claim 6, wherein a wavelength region of light emitted from the light source and a detectable wavelength region of the optical sensor include 800 to 1200 nm. 光強度分布検出時の前記光学センサと可動ステージ上の半導体基板との間隔を10cm以下とすることを特徴とする請求項6又は7に記載の電極形成装置。   The electrode forming apparatus according to claim 6 or 7, wherein a distance between the optical sensor and the semiconductor substrate on the movable stage when detecting the light intensity distribution is 10 cm or less. 前記制御部は、識別した高濃度選択拡散層の位置領域と形成予定の電極の位置領域の重ね合わせ面積が最大となるように電極形成部における可動ステージの位置を調整することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の電極形成装置。   The control unit adjusts the position of the movable stage in the electrode forming unit so that the overlapping area of the identified position region of the high concentration selective diffusion layer and the position region of the electrode to be formed is maximized. Item 9. The electrode forming apparatus according to any one of Items 6 to 8. 前記光学センサは、CCDイメージセンサであることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の電極形成装置。   The electrode forming apparatus according to claim 6, wherein the optical sensor is a CCD image sensor. 前記制御部は、電極形成後の半導体基板を前記光学センサにより撮像した撮像イメージから該半導体基板における電極の形成位置を確認し、この電極の形成位置の確認結果に基づいて次の半導体基板における電極形成位置を補正することを特徴とする請求項10に記載の電極形成装置。   The control unit confirms an electrode formation position on the semiconductor substrate from an image obtained by imaging the semiconductor substrate after electrode formation by the optical sensor, and an electrode on the next semiconductor substrate based on a confirmation result of the electrode formation position The electrode forming apparatus according to claim 10, wherein the forming position is corrected.
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