JP2014086587A - Method for manufacturing solar cell and solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar battery cell and a solar battery cell.
太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽電池セルは、近年、特に地球環境問題の観点から次世代のエネルギー源としての期待が高まっている。太陽電池セルとしては、化合物半導体を使ったもの、および有機材料を使ったものなど、様々な種類があるが、近年の主流は、シリコン結晶を用いたものである。 In recent years, solar cells that directly convert solar energy into electrical energy have been increasingly expected as next-generation energy sources, particularly from the viewpoint of global environmental problems. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors and those using organic materials, but the mainstream in recent years is that using silicon crystals.
その中で、最近、最も多く生産・販売されている太陽電池セルは、太陽光を受ける受光面にはn電極が設けられ、裏面にはp電極が設けられている構造を有するものである。このような構造を有する太陽電池セルにおいては、受光面側に設けられたn電極は、電流の取り出しのために必要である。しかしながら、基板のn電極の下方の部分には太陽光が入射しないため、当該下方の部分では発電しない。したがって、電極面積が大きい場合には、太陽電池セルの変換効率が低下することになる。このような、太陽電池セルの受光面側の電極による損失は、シャドウロスと呼ばれている。 Among them, the solar cell that has been produced and sold most recently has a structure in which an n-electrode is provided on a light-receiving surface that receives sunlight and a p-electrode is provided on the back surface. In the solar battery cell having such a structure, the n-electrode provided on the light receiving surface side is necessary for taking out current. However, since sunlight does not enter the lower part of the n electrode of the substrate, no power is generated in the lower part. Therefore, when the electrode area is large, the conversion efficiency of the solar battery cell is lowered. Such a loss due to the electrode on the light receiving surface side of the solar battery cell is called a shadow loss.
これに対し、受光面に電極がなく、p電極およびn電極の両方を裏面に形成した太陽電池セルも存在しており、裏面電極型太陽電池セルと呼ばれている。裏面電極型太陽電池セルにおいては、受光面に電極がないために、電極によるシャドウロスがなく、入射してくる太陽光のほぼ全てを基板内に取り込むことができるため、原理的には高変換効率を実現可能である。しかしながら、裏面電極型太陽電池セルは、全ての電極と拡散領域とをパターニングして基板の裏面に形成する必要があるため、製造プロセスが、従来の太陽電池よりも複雑化してしまう。製造プロセスの複雑化は、必然的に製造コストを増加させると共に、量産性を低下させるため、商業用として大量生産することが難しくなる。 On the other hand, there is also a solar cell in which there is no electrode on the light receiving surface and both the p electrode and the n electrode are formed on the back surface, which is called a back electrode type solar cell. In the back electrode type solar cell, since there is no electrode on the light receiving surface, there is no shadow loss due to the electrode, and almost all incident sunlight can be taken into the substrate, so in principle high conversion Efficiency can be realized. However, since the back electrode type solar cell needs to be formed on the back surface of the substrate by patterning all the electrodes and the diffusion region, the manufacturing process becomes more complicated than the conventional solar cell. The complexity of the manufacturing process inevitably increases the manufacturing cost and decreases the mass productivity, making it difficult to mass-produce for commercial use.
そこで、たとえば特許文献1には、エッチングペーストを使用して基板の裏面に拡散領域を形成する裏面電極型太陽電池セルの製造方法が開発されている。太陽電池セルの変換効率は、キャリアの表面再結合速度と密接に関連しているため、裏面電極型太陽電池セルにおいて、高い変換効率を実現するためには、n電極とp電極の細線化、およびn電極が形成されるn型不純物拡散領域とp電極が形成されるp型不純物拡散領域との繰り返しピッチの狭ピッチ化が求められている。
Thus, for example,
しかしながら、特許文献1に記載の裏面電極型太陽電池セルの製造方法においては、エッチングペーストを極細で塗布することが困難であるため限界がある。また、従来技術のフォトリソグラフィを用いた裏面電極型太陽電池セルの製造方法では、n電極とp電極の細線化は可能であるが、工程数およびレジストなどの材料費が増加するため、製造コストが増加するとともに、量産性が低下する。
However, the manufacturing method of the back electrode type solar cell described in
また、たとえば特許文献2に示されるように、レーザ光をビームエキスパンダにより広げて大面積化し、シリンドリカルレンズ等で直線状に集光させて加工物に照射する加工装置が開発されている。
For example, as disclosed in
しかしながら、レーザ光を用いて太陽電池セルの製造を行なった場合には、レーザ光の照射に起因する熱的な影響によりシリコン基板にダメージ層が形成されるため、太陽電池セルの特性が低下する場合があった。 However, when a solar cell is manufactured using a laser beam, a damaged layer is formed on the silicon substrate due to a thermal effect resulting from the irradiation of the laser beam, so that the characteristics of the solar cell are deteriorated. There was a case.
また、短パルスのレーザ光を用いて太陽電池セルの製造を行なうことも検討されているが、この場合でもレーザ光の照射に起因して発生するダメージ層を完全に除去することは困難であった。 In addition, it has been studied to manufacture solar cells using short-pulse laser light, but even in this case, it is difficult to completely remove a damaged layer caused by laser light irradiation. It was.
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、高変換効率の太陽電池セルを効率良く製造することができる太陽電池セルの製造方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell that can efficiently manufacture a solar cell with high conversion efficiency.
本発明は、基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された拡散防止マスク層の部分に開口部を設ける第2の工程と、拡散防止マスク層をマスクとして基板の表面に不純物を拡散する第3の工程と、第3の工程後に基板の酸化処理を行なうことによって基板の表面に酸化物層を形成する工程と、第4の工程において形成された酸化物層を除去する第5の工程とを含み、第5の工程において、第2の工程におけるレーザ光の照射によって生じたダメージ層を除去する太陽電池セルの製造方法である。このような構成とすることにより、高変換効率の太陽電池セルを効率良く製造することができる。 The present invention provides a first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of a substrate, and providing an opening in a portion of the diffusion prevention mask layer irradiated with laser light by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light. A second step, a third step of diffusing impurities on the surface of the substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask, and an oxide layer is formed on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment of the substrate after the third step A solar cell including a step and a fifth step of removing the oxide layer formed in the fourth step, and removing a damaged layer caused by laser light irradiation in the second step in the fifth step It is a manufacturing method of a cell. By setting it as such a structure, the high conversion efficiency solar cell can be manufactured efficiently.
ここで、本発明の太陽電池セルの製造方法において、第3の工程は、不純物の気相拡散または塗布拡散により行なわれることが好ましい。このような構成とすることにより、不純物をより簡易に基板の表面に拡散して不純物拡散層を形成することができる。 Here, in the method for manufacturing a solar battery cell of the present invention, the third step is preferably performed by vapor phase diffusion or coating diffusion of impurities. With such a configuration, an impurity diffusion layer can be formed by more easily diffusing impurities on the surface of the substrate.
また、本発明の太陽電池セルの製造方法において、第4の工程は、基板を水蒸気雰囲気中で加熱することにより行なわれることが好ましい。このような構成とすることにより、不純物拡散層が形成されている領域と形成されていない領域とで酸化物層の形成速度を異なるものとすることができ、酸化物層の膜厚差を好適に設けることができる。 In the method for manufacturing a solar battery cell of the present invention, the fourth step is preferably performed by heating the substrate in a water vapor atmosphere. With such a configuration, the formation speed of the oxide layer can be different between the region where the impurity diffusion layer is formed and the region where the impurity diffusion layer is not formed, and the difference in thickness of the oxide layer is preferable. Can be provided.
また、本発明の太陽電池セルの製造方法において、第5の工程は、フッ酸を含む溶液によって酸化物層を除去することにより行なわれることが好ましい。このような構成とすることにより、酸化物層をより確実に除去することができるため、ダメージ層をより確実に除去することができる。 Moreover, in the manufacturing method of the photovoltaic cell of this invention, it is preferable that a 5th process is performed by removing an oxide layer with the solution containing a hydrofluoric acid. With such a configuration, the oxide layer can be more reliably removed, and thus the damaged layer can be more reliably removed.
さらに、本発明は、基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された拡散防止マスク層の部分に開口部を設ける第2の工程と、拡散防止マスク層をマスクとして基板の表面に不純物を拡散する第3の工程と、第3の工程後に基板の酸化処理を行なうことによって基板の表面に酸化物層を形成する工程と、第4の工程において形成された酸化物層を除去する第5の工程とを行なうことによって、第2の工程におけるレーザ光の照射によって生じたダメージ層が除去されてなる太陽電池セルである。このような構成とすることにより、高変換効率であって、効率良く製造することができる太陽電池セルとすることができる。 Furthermore, the present invention provides a first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of the substrate, and an opening in the portion of the diffusion prevention mask layer irradiated with laser light by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light. A third step of diffusing impurities on the surface of the substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask, and an oxide layer on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment of the substrate after the third step. A solar cell in which the damaged layer generated by the laser beam irradiation in the second step is removed by performing the forming step and the fifth step of removing the oxide layer formed in the fourth step. Cell. By setting it as such a structure, it can be set as the photovoltaic cell which is high conversion efficiency and can be manufactured efficiently.
本発明によれば、高変換効率の太陽電池セルを効率良く製造することができる太陽電池セルの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the photovoltaic cell which can manufacture a photovoltaic cell with high conversion efficiency efficiently 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.
<実施の形態の太陽電池セルの製造方法>
図1(a)〜図1(i)に、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例である実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図を示す。まず、図1(a)に示すように、基板1の表面に拡散防止マスク層2を形成する。
<The manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment>
1A to 1I are schematic cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment which is an example of a method for manufacturing a solar cell according to the present invention. First, as shown in FIG. 1A, a diffusion
基板1としては、たとえば、n型またはp型の単結晶または多結晶のシリコン基板などを用いることができる。ここで、基板1としてシリコン基板を用いる場合には、所望の厚さにスライスされたシリコンウエハのスライスダメージを除去するため、片面につき10〜20μm程度の厚さをフッ酸と硝酸の混酸若しくは水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液でエッチングしたものを用いることができるが、後述のように、拡散防止マスク層2の加工にレーザ光を用いる場合には、基板1の面粗度に左右されるものではない。また、基板1の大きさおよび形状は、特に限定されないが、厚さを150〜250μmとし、外形を1辺100〜157mmの擬似四角形の表面を有するものとすることができる。
As the
拡散防止マスク層2としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、拡散防止マスク層2としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。
As the diffusion preventing
拡散防止マスク層2の厚さは、特に限定されないが、たとえば、それぞれ100nm以上400nm以下の厚さとすることができる。
Although the thickness of the diffusion
拡散防止マスク層2の形成方法も特に限定されないが、たとえば、常圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法、プラズマCVD法、スチーム酸化法、またはSOG(Spin on Glass)の塗布・焼成などを用いることができる。
The method for forming the diffusion preventing
なお、本実施の形態においては、基板1の表面全体に拡散防止マスク層2が形成されているが、拡散防止マスク層2は、基板1の表面の少なくとも一部に形成されていればよい。拡散防止マスク層2が基板1の表面の一部に形成される例としては、基板1の受光面と反対側の裏面に拡散防止マスク層2が形成される場合が挙げられる。
In this embodiment, the diffusion
次に、図1(b)に示すように、拡散防止マスク層2に、たとえば波長532nmであって、パルス幅が600ps(ピコ秒)である円形状の短パルスレーザ光3をスキャナ等を用いて直線状にスキャンしながら複数ライン照射することによって、短パルスレーザ光3の照射箇所の拡散防止マスク層2を除去して、開口部5を形成する。このとき、開口部5には、短パルスレーザ光3の照射によって基板1の表面に形成されたダメージ層4が露出している。
Next, as shown in FIG. 1B, a circular short
すなわち、波長532nmの短パルスレーザ光3の光は、たとえば図2(a)の模式的拡大断面図に示すように、たとえば酸化シリコンからなる拡散防止マスク層2を透過して、たとえばシリコンからなる基板1の表面でエネルギーが吸収される。そして、短パルスレーザ光3の照射箇所における基板1の界面部22が、短パルスレーザ光3の波長に相当するエネルギーを吸収することにより発生した熱によって、溶融して溶融変形を起こす。したがって、この場合には、短パルスレーザ光3のエネルギーは、酸化シリコンからなる拡散防止マスク層2のバンドギャップに相当するエネルギーよりも小さく、シリコンからなる基板1のバンドギャップに相当するエネルギー以上であると考えられる。
That is, the light of the short
そして、図2(b)の模式的拡大断面図に示すように、界面部22から発生した熱により、界面部22の上部の拡散防止マスク層2の部分はアブレーションされて除去される。これにより、図2(c)の模式的拡大断面図に示すように、拡散防止マスク層2の除去部分は開口部5となり、開口部5から、短パルスレーザ光3による基板1の熱ダメージ層であるダメージ層4が形成される。
Then, as shown in the schematic enlarged sectional view of FIG. 2B, the portion of the diffusion
なお、短パルスレーザ光3のパルス幅が短いほどダメージ層4の厚さは薄くなるが、短パルスレーザ光3のパルス幅が10psの場合であっても、数十nm程度の厚さのダメージ層4が形成される。
The shorter the pulse width of the short
ダメージ層4の形態としては、たとえば、基板1が単結晶シリコンからなる場合には、基板1の表層の一部がアモルファス化して部分的に不純物を含む等の基板1の表面が変質する形態などが挙げられる。
As the form of the
次に、図1(c)に示すように、拡散防止マスク層2の開口部5から基板1の表面にn型不純物を拡散して、n型不純物拡散層6を形成する。n型不純物拡散層6の形成は、たとえば、n型不純物としてのリンを含むPOCl3を用いた気相拡散、またはリンを含む溶剤をスピンコートまたは印刷して高温でアニールする塗布拡散などにより行なうことが好ましい。この場合には、n型不純物をより簡易に基板1の表面に拡散してn型不純物拡散層6を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 1C, an n-type
なお、n型不純物拡散層6中のn型不純物濃度が1×1017個/cm3以上1×1019個/cm3となるように、気相拡散によりn型不純物拡散層6を形成する場合には、たとえば800℃以上900℃以下の温度で30分以上60分以下の時間、n型不純物を拡散することが好ましい。また、基板1の受光面には拡散防止マスク層2を形成せずに、基板1の受光面側にもn型不純物を拡散してFSF(フロントサーフェスフィールド)を形成してもよい。
The n-type
また、塗布拡散によりn型不純物拡散層6を形成する場合には、たとえば、リンを含む溶剤をスピンコートまたは印刷した後に、150℃〜200℃程度の温度で溶剤を乾燥させた後に、800℃〜900℃程度に設定したチューブ炉で熱拡散処理を行なうことによりn型不純物を拡散することが好ましい。
When the n-type
次に、図1(d)に示すように、基板1の表面から拡散防止マスク層2を除去する。ここで、拡散防止マスク層2の除去方法は、特に限定されないが、たとえば濃度50%のフッ酸によって基板1の表面の拡散防止マスク層2を溶解して除去した後に、基板1の表面を乾燥させる方法などが挙げられる。
Next, as shown in FIG. 1D, the diffusion preventing
次に、図1(e)に示すように、基板1の酸化処理を行なうことによって、基板1の表面に酸化物層7を形成する。ここで、基板1の酸化処理方法は、特に限定されないが、なかでも、拡散防止マスク層2の除去後の基板1を水蒸気雰囲気のチューブ炉に設置した後に、基板1を水蒸気雰囲気で加熱することにより行なうことが好ましい。この場合には、n型不純物拡散層6が形成されている領域と、n型不純物拡散層6が形成されていない領域とで、酸化物層7の形成速度が異なるため、n型不純物拡散層6の形成領域では拡散防止マスク層2の厚さを厚くし、n型不純物拡散層6の非形成領域では拡散防止マスク層2の厚さを薄くした膜厚差を好適に設けることができる。また、この工程において、ダメージ層4も酸化されて、酸化物層7の一部を構成する。
Next, as shown in FIG. 1E, an
次に、図1(f)に示すように、基板1の酸化処理によって形成された酸化物層7を除去する。ここでは、n型不純物拡散層6の形成領域上の厚膜の酸化物層7の部分が残り、n型不純物拡散層6の非形成領域上の薄膜の酸化物層7の部分が完全に除去されるように、酸化物層7のエッチング条件が調節されて、酸化物層7の除去が行なわれる。なお、この段階で、ダメージ層4の酸化部分もエッチングされて除去できる場合もある。
Next, as shown in FIG. 1F, the
次に、図1(g)に示すように、基板1の表面の酸化物層7の残部を覆うようにして、基板1の表面上に、p型不純物を含むp型不純物拡散剤8を塗布する。ここで、p型不純物拡散剤8としては、たとえばp型不純物としてのボロンを含む溶剤を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 1G, a p-type
次に、図1(h)に示すように、酸化物層7の残部をマスクとして、p型不純物拡散剤8からp型不純物を基板1の表面に拡散することにより、基板1の表面にp型不純物拡散層9を形成する。ここで、p型不純物拡散層9は、たとえば、上記のようにして塗布したp型不純物拡散層9を150℃〜200℃程度の温度で乾燥させた後に、800℃〜900℃程度に設定したチューブ炉で熱拡散処理を行なうことによって、p型不純物拡散層9からp型不純物を基板1の表面に拡散させることにより形成することができる。
Next, as shown in FIG. 1H, by using the remaining part of the
次に、図1(i)に示すように、p型不純物拡散剤8および酸化物層7の残部をすべて除去する。これにより、上記の酸化物層7の除去工程では除去できなかったダメージ層4の酸化部分も除去することができる。
Next, as shown in FIG. 1I, the p-type
ここで、p型不純物拡散剤8および酸化物層7の除去方法は特に限定されないが、フッ酸を含む溶液によってp型不純物拡散剤8および酸化物層7を除去することが好ましい。この場合には、酸化物層7をより確実に除去することができるため、上記の酸化物層7の除去工程では除去できなかったダメージ層4の酸化部分をより確実に除去することができる。
Here, the method for removing the p-type
その後、交互に配置されたn型不純物拡散層6とp型不純物拡散層9とが露出した基板1の表面にパッシベーション膜を形成し、パッシベーション膜にコンタクトホールを形成し、コンタクトホールを通してn型不純物拡散層6に接するn電極およびp型不純物拡散層9に接するp電極を形成することによって、実施の形態の太陽電池セルを製造することができる。
Thereafter, a passivation film is formed on the surface of the
実施の形態の太陽電池セルは、上記の拡散防止マスク層2に対するレーザ光の照射によって生じたダメージ層4が、基板1の酸化処理による酸化物層7の形成工程および酸化物層7の除去工程によって除去されてなる裏面電極型太陽電池セルとなる。
In the solar battery cell according to the embodiment, the
なお、パッシベーション膜としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、パッシベーション膜としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。 For example, at least one of an oxide layer and a nitride layer can be used as the passivation film. As the oxide layer, for example, a silicon oxide layer or the like can be used. As the nitride layer, for example, a silicon nitride layer can be used. Therefore, for example, a single layer of a silicon oxide layer, a single layer of a silicon nitride layer, or a stacked body of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer can be used as the passivation film.
ここで、酸化シリコン層としては、たとえば、スチーム酸化法、常圧CVD法、SOGの塗布・焼成により形成された厚さ300nm以上800nm以下のものを用いることができる。また、窒化シリコン層としては、たとえば、プラズマCVD法または常圧CVD法で形成された厚さ60nm以上100nmのものを用いることができる。 Here, as the silicon oxide layer, for example, a layer having a thickness of 300 nm to 800 nm formed by a steam oxidation method, an atmospheric pressure CVD method, and SOG coating and baking can be used. Further, as the silicon nitride layer, for example, a layer formed by plasma CVD or atmospheric pressure CVD and having a thickness of 60 nm to 100 nm can be used.
また、n電極およびp電極の形成は、たとえば、銀ペーストを塗布した後に、500℃以上600℃以下の温度で焼成することなどにより行なうことができる。 The n electrode and the p electrode can be formed by, for example, baking at a temperature of 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower after applying a silver paste.
なお、上記において、n型とp型の導電型が入れ替わっていてもよいことは言うまでもない。 In the above description, it is needless to say that n-type and p-type conductivity may be interchanged.
上述したように、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、拡散防止マスク層2への開口部5の形成時の短パルスレーザ光3の照射によって基板1の表面に生じたダメージ層4を基板1の酸化処理によって生じさせた酸化物層7として除去することができる。また、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、基板1の酸化処理によって生じさせた酸化物層7の膜厚差を利用して、n型不純物拡散層6とp型不純物拡散層9とのパターニングを行なっている。したがって、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、高変換効率の太陽電池セルを効率良く製造することができる。
As described above, in the method for manufacturing the solar battery cell according to the embodiment, the
<まとめ>
本発明は、基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された拡散防止マスク層の部分に開口部を設ける第2の工程と、拡散防止マスク層をマスクとして基板の表面に不純物を拡散する第3の工程と、第3の工程後に基板の酸化処理を行なうことによって基板の表面に酸化物層を形成する工程と、第4の工程において形成された酸化物層を除去する第5の工程とを含み、第5の工程において、第2の工程におけるレーザ光の照射によって生じたダメージ層を除去する太陽電池セルの製造方法である。このような構成とすることにより、高変換効率の太陽電池セルを効率良く製造することができる。
<Summary>
The present invention provides a first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of a substrate, and providing an opening in a portion of the diffusion prevention mask layer irradiated with laser light by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light. A second step, a third step of diffusing impurities on the surface of the substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask, and an oxide layer is formed on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment of the substrate after the third step A solar cell including a step and a fifth step of removing the oxide layer formed in the fourth step, and removing a damaged layer caused by laser light irradiation in the second step in the fifth step It is a manufacturing method of a cell. By setting it as such a structure, the high conversion efficiency solar cell can be manufactured efficiently.
ここで、本発明の太陽電池セルの製造方法において、第3の工程は、不純物の気相拡散または塗布拡散により行なわれることが好ましい。このような構成とすることにより、不純物をより簡易に基板の表面に拡散して不純物拡散層を形成することができる。 Here, in the method for manufacturing a solar battery cell of the present invention, the third step is preferably performed by vapor phase diffusion or coating diffusion of impurities. With such a configuration, an impurity diffusion layer can be formed by more easily diffusing impurities on the surface of the substrate.
また、本発明の太陽電池セルの製造方法において、第4の工程は、基板を水蒸気雰囲気中で加熱することにより行なわれることが好ましい。このような構成とすることにより、不純物拡散層が形成されている領域と形成されていない領域とで酸化物層の形成速度を異なるものとすることができ、酸化物層の膜厚差を好適に設けることができる。 In the method for manufacturing a solar battery cell of the present invention, the fourth step is preferably performed by heating the substrate in a water vapor atmosphere. With such a configuration, the formation speed of the oxide layer can be different between the region where the impurity diffusion layer is formed and the region where the impurity diffusion layer is not formed, and the difference in thickness of the oxide layer is preferable. Can be provided.
また、本発明の太陽電池セルの製造方法において、第5の工程は、フッ酸を含む溶液によって酸化物層を除去することにより行なわれることが好ましい。このような構成とすることにより、酸化物層をより確実に除去することができるため、ダメージ層をより確実に除去することができる。 Moreover, in the manufacturing method of the photovoltaic cell of this invention, it is preferable that a 5th process is performed by removing an oxide layer with the solution containing a hydrofluoric acid. With such a configuration, the oxide layer can be more reliably removed, and thus the damaged layer can be more reliably removed.
さらに、本発明は、基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された拡散防止マスク層の部分に開口部を設ける第2の工程と、拡散防止マスク層をマスクとして基板の表面に不純物を拡散する第3の工程と、第3の工程後に基板の酸化処理を行なうことによって基板の表面に酸化物層を形成する工程と、第4の工程において形成された酸化物層を除去する第5の工程とを行なうことによって、第2の工程におけるレーザ光の照射によって生じたダメージ層が除去されてなる太陽電池セルである。このような構成とすることにより、高変換効率であって、効率良く製造することができる太陽電池セルとすることができる。 Furthermore, the present invention provides a first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of the substrate, and an opening in the portion of the diffusion prevention mask layer irradiated with laser light by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light. A third step of diffusing impurities on the surface of the substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask, and an oxide layer on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment of the substrate after the third step. A solar cell in which the damaged layer generated by the laser beam irradiation in the second step is removed by performing the forming step and the fifth step of removing the oxide layer formed in the fourth step. Cell. By setting it as such a structure, it can be set as the photovoltaic cell which is high conversion efficiency and can be manufactured efficiently.
今回開示された実施の形態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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. 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、太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに利用することができ、特に裏面電極型太陽電池セルの製造方法および裏面電極型太陽電池セルに好適に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a method for manufacturing a solar battery cell and a solar battery cell, and can be suitably applied particularly to a method for manufacturing a back electrode solar battery cell and a back electrode solar battery cell.
1 基板、2 拡散防止マスク層、3 短パルスレーザ光、4 ダメージ層、5 開口部、6 n型不純物拡散層、7 酸化物層、8 p型不純物拡散剤、9 p型不純物拡散層、22 界面部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによって前記レーザ光が照射された前記拡散防止マスク層の部分に開口部を設ける第2の工程と、
前記拡散防止マスク層をマスクとして前記基板の前記表面に不純物を拡散する第3の工程と、
前記第3の工程後に前記基板の酸化処理を行なうことによって前記基板の表面に酸化物層を形成する工程と、
前記第4の工程において形成された前記酸化物層を除去する第5の工程と、を含み、
前記第5の工程において、前記第2の工程における前記レーザ光の照射によって生じたダメージ層を除去する、太陽電池セルの製造方法。 A first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of the substrate;
A second step of providing an opening in a portion of the diffusion prevention mask layer irradiated with the laser light by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light;
A third step of diffusing impurities into the surface of the substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask;
Forming an oxide layer on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment of the substrate after the third step;
A fifth step of removing the oxide layer formed in the fourth step,
In the fifth step, a method for manufacturing a solar battery cell, wherein a damaged layer generated by the laser beam irradiation in the second step is removed.
前記拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによって前記レーザ光が照射された前記拡散防止マスク層の部分に開口部を設ける第2の工程と、
前記拡散防止マスク層をマスクとして前記基板の前記表面に不純物を拡散する第3の工程と、
前記第3の工程後に前記基板の酸化処理を行なうことによって前記基板の表面に酸化物層を形成する工程と、
前記第4の工程において形成された前記酸化物層を除去する第5の工程と、を行なうことによって、前記第2の工程における前記レーザ光の照射によって生じたダメージ層が除去されてなる、太陽電池セル。 A first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of the substrate;
A second step of providing an opening in a portion of the diffusion prevention mask layer irradiated with the laser light by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light;
A third step of diffusing impurities into the surface of the substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask;
Forming an oxide layer on the surface of the substrate by performing an oxidation treatment of the substrate after the third step;
The fifth step of removing the oxide layer formed in the fourth step is performed to remove the damage layer generated by the laser light irradiation in the second step. Battery cell.
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