JP2014022563A - 太陽電池製造装置およびこれを用いた太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の片面エッチング工程において、太陽電池の受光面の周辺のエッチング液回り込みによるエッチング不良を生じない太陽電池製造装置を得ること。
【解決手段】太陽電池形成用の半導体基板２０を搬送可能な支持台１０にエッチングすべき面を上向きに保持し、半導体基板２０の上側よりエッチング液１６を液盛りしてエッチングするとともに、該支持台１０の半導体基板２０より内側に非エッチング性の液体を下側から上向きに層流状態で流し、半導体基板２０周辺下側で下向きに非エッチング性の液体を流すことによって、半導体基板２０の受光面２０Ａ周辺のエッチング液の回り込み不良を発生させない片面エッチング装置を提供する。
【選択図】図１−１

Description

本発明は、太陽電池製造装置およびこれを用いた太陽電池の製造方法に関する。

従来、結晶系太陽電池の製造方法は、第１導電型基板の基板表裏全面に第２導電型層を拡散した後、レジストで受光面を保護し、不要な第２導電型層をエッチング除去する方法が主流である（特許文献１）。この方法では、不要な第２導電型層が存在すると、太陽電池の効率が低下することが判っている。このような方法では、レジスト塗布、乾燥の工程やエッチング後にレジスト除去する工程が必要となり製造コストが増大する。このため、レジストを用いない片面エッチング装置が開発されている。

例えば、特許文献２では、搬送ローラを用いて太陽電池基板としてのシリコンウェハを搬送する際にシリコンウェハの下側面だけを液面に接触させてエッチングする技術が開示されている。しかしながら特許文献２の技術では太陽電池の受光面の周辺にエッチング液が回りこんでエッチングしてしまうという不良が発生しやすい。同様に、先行文献３においてもシリコンウェハの片面だけを液面に接触させてエッチングする技術が開示されている。

特開２００７−２２０９８０号公報 特開２００６−１９６７８３号公報 特公平０７−８７１９０号公報

しかしながら、上記従来の技術においては、エッチングされてはいけない面へのエッチング液の回り込みが生じ、エッチング不良が発生し易いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池の片面エッチング工程において、太陽電池の受光面の周辺のエッチング液回り込みによるエッチング不良を生じないようにすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の太陽電池製造装置は、被エッチング面が上側となるように、太陽電池形成用の半導体基板を支持する支持台と、前記半導体基板の前記被エッチング面にエッチング液を供給するエッチング液供給部とを備え、太陽電池の製造工程において片面エッチングを施すエッチング装置である。支持台は、半導体基板の前記被エッチング面に対向する下面側に向けて、エッチング液とは異なる非エッチング性の流体を層流状態で供給する、流体供給部と、半導体基板の周縁部で、前記流体を下方に吸引する流体排出部とを具備している。

本発明によれば、太陽電池の片面エッチング工程において、太陽電池の受光面の周辺のエッチング液回り込みを防止し、信頼性の高い片面エッチングを実現することができる。

図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置の片面エッチング装置の構成を模式的に示す断面概略図であり、以下の図１−２のＢ−Ｂ断面図である。 図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置の片面エッチング装置の概略を示す上面図である。 図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置の片面エッチング装置の概略を示す断面図であり、図１−２のＡ−Ａ断面を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置の片面エッチング装置のステージ断面分解図であり、（ａ）は柔毛ベルト、（ｂ）は支持台を示す図である。 図３−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置を用いた結晶系太陽電池製造工程の主要部を示す工程断面図である。 図３−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置を用いた結晶系太陽電池製造工程の主要部を示す工程断面図である。 図３−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置を用いた結晶系太陽電池製造工程の主要部を示す工程断面図である。 図３−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池製造装置を用いた結晶系太陽電池製造工程の主要部を示す工程断面図である。 図４−１は、同製造工程で得られる結晶系太陽電池の断面図であり、図４−２のＡ−Ａ断面図であるとともに図４−３のＢ−Ｂ断面図である。 図４−２は、同製造工程で得られる結晶系太陽電池の上面図である。 図４−３は、同製造工程で得られる結晶系太陽電池の裏面図である。 図５は、同製造工程を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる太陽電池製造装置およびこれを用いた太陽電池の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

実施の形態１．
図１−１は本実施の形態１にかかる太陽電池製造装置における片面エッチング装置の構成を模式的に示す断面概略図であり、図１−２のＢ−Ｂ断面図である。図１−２は、同片面エッチング装置の概略を示す上面図である。図１−３は、同片面エッチング装置の概略を示す断面図であり、図１−２のＡ−Ａ断面を示す図である。図２（ａ）および（ｂ）は片面エッチング装置のステージ断面分解図である。図３−１から図３−４は同太陽電池製造装置を用いた結晶系太陽電池製造工程の主要部を示す工程断面図である。図４−１〜図４−３は同製造工程で得られる結晶系太陽電池の断面図、上面図および裏面図を示す。図４−１は、図４−２のＡ−Ａ断面図であって、図４−３のＢ−Ｂ断面図に相当する。図５は同製造工程を示すフローチャートである。

本実施の形態１にかかる片面エッチング装置は、被エッチング面が上側となるように、太陽電池形成用の半導体基板２０を支持する支持台１０と、エッチング液供給部１５とを備えている。エッチング液供給部１５は、半導体基板２０の被エッチング面である裏面側２０Ｂにエッチング液を供給する。そしてこの支持台１０は、ステージベルト支持部１１と、流体供給部１２と、流体排出部１３とを具備している。流体供給部１２は半導体基板の被エッチング面に対向する下面側に向けて、前記エッチング液とは異なる非エッチング性の流体を層流状態で供給する。一方、流体排出部１３は、この半導体基板２０の周縁部で、流体を下方に吸引する。ここで流体としては非エッチング性の流体である純水を用いる。そして、半導体基板２０の受光面側２０Ａに純水を層流状態で供給しながら、エッチングを行なうことで、エッチング液の裏面への回り込みを抑制する。ここで片面エッチングに供される半導体基板２０としてはｐ型シリコン基板（以下シリコン基板ということもある）２１にｎ型拡散層２２を形成したものが用いられる。受光面側２０Ａには反射防止膜２３が形成されており、対向する裏面側２０Ｂのｎ型拡散層２２を片面エッチングするための装置である。このように裏面に純水を供給することで表面側からのエッチング液の回り込みを抑制し、信頼性の高い片面エッチングを実施する。

図１−１〜１−３に示す片面エッチング装置を用いて、図３−３に示すようにｎ型拡散層２２を全面に形成した太陽電池形成用基板（半導体基板２０）の受光面側２０Ａを下にしてエッチングすべき面を上向きにセットする。支持台１０は供給ロール１ａ、巻取りロール１ｂにより紙面垂直方向に半導体基板２０を搬送する。

図２（ａ）および（ｂ）に支持台１０の分解図を示しており、支持台１０内に純水を供給する管（図示せず）、あるいは排出する管（図示せず）が内部に配管されている。そしてこの支持台１０に純水供給側の多孔質ベルトステージである流体供給部１２と純水吸い込み側の多孔質ベルトステージである流体排出部１３とが組み込まれている。そしてこの支持台１０の外側に、純水を供給／排出することが可能な多孔体１４として柔毛ベルトが供給ロール１ａと巻取りロール１ｂとに懸架されている。

この流体供給部１２は、流体供給口２に接続され、純水１２ｌを保持する流体槽１２ｓと、一端が流体槽１２ｓに浸漬され、他端が被エッチング面にほぼ垂直な方向に純水１２ｌを供給し得るように配列された、多数の供給孔１２ｈを有する。そしてこの多数の供給孔１２ｈに当接する多孔体１４に図示しないポンプを用いて純水を圧送させる（図１−３）。

また、この流体排出部１３は、流体供給部１２の外縁部（ベルトの幅方向の両端）に設けられており、流体排出口３に接続され、流体を下方に吸引し排出する排出槽を構成している。なお、半導体基板２０をベルトで搬送しながらエッチングする場合には、ベルトの幅方向の両端を流体排出部１３とすることで、連続処理が可能である。一方、間欠処理を行なう場合には、液体供給部１２の回りを液体排出部１３としてもよい。

この多孔体１４は、ベルベット状の柔毛ベルトで構成されており、多数の貫通孔ｈによる毛管現象と、圧力とで純水１２ｌをくみ上げ、ｐ型シリコン基板２１とこの多孔体１４との隙間に滲みださせて、層流状態で外方に導く。一方、外縁部では流体排出部１３を構成する柔毛によって吸着が進み、流体を下方に吸引し、排出槽に排出される。

多孔体１４の貫通孔ｈの孔径は２ｍｍ以下であるのが望ましい。これは毛管現象で純水を汲み上げるのに十分な程度の細さである。孔は中心線に対して対称の流れ場が形成されるので、孔半径１ｍｍ以下というのは層流状態を設けるためで、通常の室温に近い温度の水系の液体では、流体力学の層流境界層理論では細い管の壁から１ｍｍ程度の厚みのフィルム状流れであれば層流と考えることができるためである。

そしてこの支持台１０は、図１−２および１−３に示すように、供給ロール１ａと、巻取りロール１ｂとの間に懸架された柔毛ベルト（多孔体１４）に当接するように配置され、半導体基板２０を搬送しながらエッチング工程を実行できるようになっている。なお、支持台１０内部には、流体供給部１２および流体排出部１３を避けて、吸引用空間（図示せず）が設けられている。この吸引用空間が多孔体１４の貫通孔ｈに連通し、吸引手段４により、真空吸引がなされ、多孔体１４を介して半導体基板２０を吸着固定する。

そして図１−１に示すように、太陽電池形成用基板（半導体基板２０）の裏面側２０Ｂが上方向になるように設置して、エッチング液供給部１５からエッチング液１６を盛り、ｎ型拡散層２２をエッチングする。一方、流体供給口２から流体供給部１２に供給される純水は加圧手段（図示せず）によって圧送される。そして、半導体基板２０の受光面側２０Ａでは矢印１７に示すように半導体基板２０に垂直な方向から純水が圧送される。圧送された純水は、多孔体１４の貫通孔ｈを通り、半導体基板２０の受光面側２０Ａに到達する。そして半導体基板２０の受光面側２０Ａに到達した純水は、層流状態を維持し、半導体基板２０の表面と柔毛ベルトからなる多孔体１４の端面との界面に形成された隙間に沿って中央部から周辺部に流れ、下方に吸い込む流れ（矢印１８）を作っている。このため、純水の層流によって、エッチング液の侵入は遮断され、エッチング液の回り込みはない。唯一、半導体基板２０の周端部で回り込みエッチング液１６と純水が混ざるが、エッチング液が混ざった純水は半導体基板２０に触れることがないように、下方に吸い込まれる純水排出路によって排出される。このときの排出流の流れを矢印１８に示す。

次に、本実施の形態の太陽電池製造装置の片面エッチング装置を用いて製造する太陽電池の製造方法を図３−１から図３−４に示す。図４−１から図４−３は同製造工程で得られる結晶系太陽電池の断面図、上面図および裏面図である。図４−１は、図４−２のＡ−Ａ断面図であって、図４−３のＢ−Ｂ断面図に相当する。図５は同製造工程を示すフローチャートである。

まず、ｐ型（単結晶）シリコン基板２１を用意した（図３−１）。これをアルカリ溶液中に浸漬してｐ型シリコン基板２１の表面をエッチングし、スライス時のワイヤーソーダメージを除去する。断面には結晶のひずみが残っているため、ＨＦ＋ＨＮＯ_３やＮａＯＨなどを用いて表面を１０〜２０μｍ程度エッチングする。

また、ゲッタリングにより基板内の不純物を除去した後、光閉じ込め構造により反射損失を低減するため、テクスチャー構造の凹凸が形成される（図５：ステップＳ１）。テクスチャー構造の凹凸を形成する方法としてイソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液を用いる。

また、ここではワイヤーソーダメージにおける金属汚染の影響を減らすためにワイヤーソーダメージ除去工程後にテクスチャーを形成したが、ワイヤーソーにおける金属汚染の影響が少ない場合には、ワイヤーソーダメージの除去とテクスチャーの形成とを兼ねてもよい。この場合は、ワイヤーソーダメージ除去を行うことなくｐ型シリコン基板２１を、イソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液でエッチングを行うことにより、ワイヤーソーダメージの除去とテクスチャーの形成とを兼ねることができる。また、テクスチャー構造の形成方法としては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のドライエッチングによって形成してもよい。

次に、ｐ型シリコン基板２１をＲＣＡ洗浄によりクリーニングし、製膜直前に希フッ酸で表面酸化膜除去を施す。そして、ＰＯＣｌ₃のガスを供給しながら、酸素、窒素のガス雰囲気中で８００℃１５分処理を行い、０．３μｍ厚のｎ型拡散層２２をシリコン基板２１全面に形成する（図３−２）（図５：ステップＳ２）。

この後、図３−３に示すように、シランガスを主成分としたガスを用いたプラズマＣＶＤ法により反射防止膜２３を受光面側とするｎ型拡散層２２の上に形成する（図５：ステップＳ３）。

続いて、この状態で図１に示したように、図２（ａ）および（ｂ）に示す片面エッチング装置の支持台１０上に、この反射防止膜２３の形成されたｐ型シリコン基板２１を装着する。そして、図３−４に示すように片面エッチング装置で太陽電池裏面のｎ型拡散層２２を除去する（図５：ステップＳ４）。

この工程フローでは、万一、片面エッチング装置で受光面側にエッチング液が回り込んでも不良の程度を小さくできるように反射防止膜２３で受光面側を被覆しておくことでエッチング防止の効果も期待している。それにも関わらず、反射防止膜２３もピンホールや反射防止膜減りがあってエッチング液回り込みの影響を完璧に抑制することは出来ない。このため、本実施の形態の片面エッチング装置を用いることで、エッチング液の裏面（反射防止膜形成面）側への回り込みを抑制し、信頼性の高い片面エッチングを実現する。

引き続いて、受光面側の集電電極２４、裏面側の集電電極２６が順次受光面側および裏面側に形成される（（図５：ステップＳ５、ステップＳ６）。なお裏面側は全面にアルミニウム層からなる全面電極２５を形成しその上にグリッド状の集電電極２６を形成している。これはＢＳＦ（Back Surface Field）効果を得るためにアルミニウムからなる全面電極２５でカバーし、集電を銀層からなる集電電極２６で行なう。集電電極２４、２６は、インクジェット、スクリーン印刷、銅線接着、スプレーなどによって形成される。生産性の観点からスクリーン印刷が好ましい。スクリーン印刷は、Ａｇなどの金属粒子と樹脂バインダーからなる導電ペーストを用いて形成される。

以上のようにして図４−１〜４−３に示した太陽電池が得られる。ここで受光面側の集電電極２４下の反射防止膜２３はアニール工程で消失しｎ型拡散層２２と集電電極２４とのコンタクトが得られる。このように、受光面側および裏面側の集電電極を印刷、乾燥、焼成を施すことで太陽電地が完成する。

ところで、図４−２に示す太陽電池の受光面側の上面図では、反射防止膜２３上に集電電極２４が形成されている。図３−４に示したエッチング工程で、裏面側のｎ型拡散層２２を除去するための片面エッチング液が回り込んだ場合、反射防止膜２３の周縁部がエッチングされて、膜減りして反射防止膜２３の光閉じ込め効果を低減することがある。あるいは、反射防止膜２３にピンホールがある場合にｎ型拡散層２２がエッチングされてリーク電流が発生して、太陽電池の特性を低下させることがある。

また、図４−３に示すように、太陽電池の裏面電極としてはＢＳＦ効果を得るためにアルミニウムからなる全面電極２５でカバーし、集電をグリッド状の銀層からなる集電電極２６で行なう。アルミニウムの全面電極２５をｐ型シリコン基板２１の表面に印刷する際に、重ね合せ余裕が必要であり、p型シリコン基板２１が周辺部に露出する。図３−４に示す片面エッチングが不十分であると、図４−３の周辺部に露出しているｐ型シリコン基板２１にｎ型拡散層２２が残り、太陽電池の特性を劣化させることが判っている。

従って、この片面エッチング装置では、上面側にエッチング液を供給することでエッチング残りがないように、確実にエッチングを行なう。そしてその一方で、受光面側には非エッチング性の流体を層流状態で供給することで、エッチング液の回り込みによるエッチングが生じないように保護する。

エッチングしたい半導体基板の裏面を上面側にセットし、上側だけにエッチング液をエッチング液供給部から供給し、エッチングする。そして半導体基板より下側に配された多孔体に、純水などの流体を供給する。これにより、半導体基板裏面でエッチャントは横広がりして半導体基板表面（下側）へ回り込もうとするが、半導体基板周辺部では流体排出部により吸引することで、純水が下向きに流れて循環する機構を有しており、エッチャング液の裏回り込みを抑制する。エッチング液供給部としては、所望の口径をもつノズルなどが用いられる。

以上のように、本実施の形態の片面エッチング装置を用いることで、エッチング液の回り込みがなく、信頼性の高い太陽電池用基板を形成することができる。従って、優れた特性を持つ太陽電池を得ることが可能となる。特に大面積化、薄型化に伴い、わずかに反りや歪が生じた場合にも、上面にエッチング液を盛ることで、エッチングされないで残る部分の発生を低減することができ、有用な装置である。

なお、前記実施の形態では、裏面側のｐ⁺拡散層を形成していないが、エッチングによって露呈せしめられたｐ型シリコン基板２１にｐ⁺拡散層を形成しても良い。この場合は、ｎ型拡散層２２上を覆う反射防止膜２３をさらに膜質の優れた膜とし、反射防止膜２３にはｐ⁺型不純物が入らないようにするのが望ましい。また、これが不可能な場合には反射防止膜２３上にマスクを形成しておく必要がある。

また、本実施の形態の太陽電池製造装置は、ｎ型拡散層の片面エッチングだけでなく、絶縁膜の片面エッチングなど、他の片面エッチング工程にも適用可能である。

実施例１．
以下本発明の実施例について説明する。
本実施の形態では、太陽電池形成用の基板として１５６ｍｍ□でコーナーＲ部２００ｍｍφ、厚さ２００μｍのｐ型（単結晶）シリコン基板２１を用いた。そして、このｐ型シリコン基板２１をＲＣＡ洗浄によりクリーニングし、製膜直前に希フッ酸で表面酸化膜除去を施し、ＰＯＣｌ₃のガスを酸素、窒素のガス雰囲気で、８００℃１５分の処理を行い、０．３μｍ厚のｎ型拡散層２２をシリコン基板２１全面に形成する（図３−２）（図５：ステップＳ２）。

この後、図３−３に示すように、シランガスを主成分としたガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、反射防止膜２３を受光面側とするｎ型拡散層２２の上に形成する（図５：ステップＳ３）。

続いて、この状態で図１に示したように示す片面エッチング装置の支持台１０上に、この反射防止膜２３の形成された半導体基板２０を装着する。そして、図３−４に示すように片面エッチング装置で太陽電池裏面のｎ型拡散層２２を除去する（図５：ステップＳ４）。このときの、具体的なエッチング条件は、ｎ型拡散層２２の厚み０．３μｍより大きなエッチング量０．６μｍを狙いとすると、エッチング条件はＮａＯＨ６．７ｗｔ％、６０℃、５０ｃｃの液盛りとし、処理時間は１分とした。柔毛ベルト（多孔体１４）の貫通孔ｈに形成される純水の流れ（供給流）１７に関して、５ｍｍ内側の１４６ｍｍ□でコーナーＲ部１９０ｍｍの部分に流体供給部１２に当接する多孔体１４が当接する。そして、その外側に外形サイズが１８６ｍｍ□でコーナーＲ部２３０ｍｍの部分の多孔体１４が接する。流体供給部１２に当接した多孔体１４から半導体基板２０へ向かう純水の流れ（供給流）１７は２ｍｍ／ｓｅｃで総流量２．３Ｌ／ｍｉｎである。このようにして純水の流れ（供給流）１７は多孔体１４と半導体基板２０とのわずかな隙間をとおり、層流状態を維持して、半導体基板２０周辺から多孔体１４を介して流体排出部１３へ向かう。この純水の流れ（排出流）１８は３ｍｍ／ｓｅｃである。

なお、本実施例では多孔体１４を柔毛ベルトとして説明したが、２ｍｍφ以下の貫通孔を多数設けた成型体を用いても良い。この貫通孔の穴面積割合は１０％〜４０％が望ましい。貫通孔の穴面積割合が１０％に満たないと、流体の供給量を十分に得ることができない。一方貫通孔の穴面積割合が４０％を越えると、十分な層流状態を得るのが困難となる。この場合、穴径ｄ＝２ｘ１０Ｅ−３ｍ、純水流速Ｖ＝１０Ｅ−２ｍ／ｓｅｃ（穴面積割合２５％換算）、動粘度ν＝1ｍ²／ｓｅｃ＠２５℃とすると、レイノルズ数Ｒｅ＝ｄＶ／ν＝１０Ｅ−５と十分に粘性的な層流状態であり、流体力学での境界層理論が成り立つ。従って、回り込みエッチング液１６ｓが半導体基板２０の受光面側２０Ａに回り込んでエッチングするケースは純水中へのＮａＯＨ濃度勾配による拡散現象しか有り得ない。一方、２ｗｔ％ＮａＯＨ数ｃｃが純水総流量２．３Ｌ／ｍｉｎに逆行してエッチングすることは皆無であることがわかる。

このように本実施例の片面エッチング装置では、純水等の非エッチング性の液体で流体力学における粘性流体に近い境界層を形成し、さらに、エッチング回り込み液が被処理基板（半導体基板）から遠ざかる方向に流体流れを作り出している。したがって、回り込みエッチング液によるエッチング不良が発生しない。

このようにして、片面エッチング時間の間に供給ロール１ａと巻取りロール１ｂとの間に懸架された柔毛ベルトからなる多孔体１４で基板が紙面と垂直方向に搬送され、その後に純水洗浄と乾燥が施される。

そして必要に応じてフォーミングガスアニールを行なう。このフォーミングガスアニールは、ｎ型シリコン拡散層２２を形成した温度以下でアニールする工程である。この工程により、シリコン基板２１の基板界面における水素による再結合抑制効果を向上させることができる。この後、受光面側集電極（グリッドＡｇ電極）２４をスクリーン印刷法により形成し（ステップＳ５）、最後に裏面側集電極（裏面グリッドＡｇ電極）２６をスクリーン印刷法により形成し（ステップＳ６）、図４−１〜図４−３に示す太陽電池２０が形成される。

本実施例によれば、簡単な装置構造で基板の片面エッチングとエッチング液回り込みによるエッチング不良が発生せず、太陽電池の特性向上を図ることができる。

なお、前記実施例では、エッチング液としてＮａＯＨ液を示したが、ＫＯＨなどの他のアルカリ系エッチング液、あるいは酸系エッチング液にも適用可能である。また、非エッチング性の液体としては純水の他、Ａｒや窒素などの不活性ガスなど別に無機系あるいは有機系の流体でも、裏面側の材料をエッチングしない流体であれば良い。

また前記実施の形態では、多孔体１４を柔毛ベルトで構成し、供給ロール１ａと巻取りロール１ｂとの間で搬送するようにしたが、回転軸を有するスピナーを用いて半導体基板を回転しながらエッチングする場合に模適用可能である。エッチングしない液体を通過させるための多孔体として柔毛を用いたが、多数の貫通孔を有する多孔穴板も適用可能である。

また、流体供給部は、半導体基板中央部全面より供給するようにしたが、周縁部の流体排出部１３の近傍付近に流体を流すだけでも良い。

実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２について説明する。前記実施の形態では、流体供給口から供給する流体を圧送手段によって圧送したが、本実施の形態では静圧を用いたことを特徴とする。細部の図示は省略するが、図１−１〜図１−３に示した片面エッチング装置の流体供給部と流体排出部を図示しない部分で連通させ、流体槽を密閉状態にする以外は実施の形態１の片面エッチング装置と同様である。

本実施の形態では、流体供給部の、純水を保持する流体槽１２ｓ（図１−３）を密閉状態にし、多数の貫通孔を有する多孔体の一端を流体槽に浸漬し、他端を半導体基板の非エッチング面に当接させる。そして貫通孔が非エッチング面にほぼ垂直な方向に向くようにし、液面を加圧する。この圧力が貫通孔内の液体に伝達される。一方、多孔体１４は、ベルベット状の柔毛体で構成されており、多数の貫通孔による毛管現象に加え、伝達された圧力によって、純水をくみ上げ、半導体基板２０とこの多孔体１４との隙間に滲みださせて、層流状態で外方に導く。一方外縁部では流体排出部に当接する柔毛によって吸着が進み、流体を下方に吸引し、排出槽に排出される。この流体排出部に接続される流体排出口にも吸引手段を設けてもよい。

本実施の形態の片面エッチング装置によれば、ポンプなどの圧送手段が不要であり、装置の簡略化が可能となる。

なお前記実施の形態１、２において、多孔体の貫通孔ｈの孔径は２ｍｍ以下であるのが望ましい。これは毛管現象で純水を汲み上げるのに十分な程度の細さである。

また、前記実施の形態１、２において、流体は使い捨てにするのが望ましいが、エッチング液の混入量が少なく、濃度変化が無視できる範囲であれば、循環方式にし、再利用しても良い。この場合は、流体排出部と流体供給部の液槽を連通構造とし、流体排出部で液面が受ける静圧を流体供給部に伝達し、この伝達された圧力と毛管現象による上昇圧との圧力和で流体を半導体基板の非エッチング面に向けて圧送するようにすることも可能である。

以上説明してきたように、本発明に係る太陽電池製造装置および太陽電池の製造方法は、特に結晶系太陽電池の拡散層の片面除去に有用であり、受光面側へのエッチング液の回り込みをなくし、信頼性の高い太陽電池を実現することが可能となる。

１ａ 供給ロール、１ｂ 排出ロール、２ 流体供給口、３ 流体排出口、４ 吸引手段、１０ 支持台、１１ ステージベルト支持部、１２ 流体供給部（多孔質ベルトステージ）、１３ 流体排出部（多孔質ベルトステージ）、１４ 多孔体（柔毛ベルト）、１５ エッチング液供給部、１６ エッチング液、１６Ｓ エッチング液回り込み部、１７ 純水流れ（供給流）、１８ 純水流れ（排出流）、２０ 半導体基板（太陽電池形成用基板）、２０Ａ 受光面側、２０Ｂ 裏面側、２１ ｐ型シリコン基板、２２ ｎ型拡散層、２３ 反射防止膜、２４ 集電電極、２５ 全面電極、２６ 集電電極、ｈ 貫通孔。

Claims (7)

1. 被エッチング面が上側となるように、太陽電池形成用の半導体基板を支持する支持台と、
   前記半導体基板の前記被エッチング面にエッチング液を供給するエッチング液供給部と、
   を備え、
   太陽電池製造工程において片面エッチングを施すエッチング装置であって、
   前記支持台は、
   前記半導体基板の前記被エッチング面に対向する下面側に向けて、前記エッチング液とは異なる非エッチング性の流体を層流状態で供給する流体供給部と、
   前記半導体基板の周縁部で、前記流体を下方に吸引する流体排出部とを具備した太陽電池製造装置。
2. 前記流体供給部は、
   前記流体を保持する流体槽と、
   一端が前記流体槽に浸漬され、
   他端が前記被エッチング面にほぼ垂直な方向に前記流体を供給し得るように配列された、多数の貫通孔を有し、前記流体を供給する構造体とを具備した請求項１に記載の太陽電池製造装置。
3. 前記構造体は、多孔体である請求項２に記載の太陽電池製造装置。
4. 前記多孔体は、ベルベット状の柔毛ベルトである請求項３に記載の太陽電池製造装置。
5. 前記流体は純水である請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池製造装置。
6. 前記貫通孔の孔径は２ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池製造装置。
7. 第１導電型の半導体基板表面に第２導電型の半導体層を形成する工程と、
   前記半導体基板の第１の面を残して、前記第１の面に対向する第２の面の前記第２導電型の半導体層を選択的にエッチング除去する片面エッチング工程と、
   を含む太陽電池の製造方法であって、
   前記片面エッチング工程は、前記第２の面にエッチング液を供給する一方で、
   前記半導体基板の前記被エッチング面に対向する下面側に向けて、前記エッチング液とは異なる非エッチング性の流体を層流状態で供給するとともに、
   前記半導体基板の周縁部で、前記流体を下方に吸引しながら第２の面の前記第２導電型の半導体層を除去する工程である太陽電池の製造方法。

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