JP2014534617A - シリコン基板における拡散領域の形成方法及び太陽電池 - Google Patents
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Abstract
太陽電池の製造方法が開示される。この方法は、シリコン基板上に耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程であって、耐エッチング性ドーパント材料がドーパント源を含む、工程と、耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、ドーパント源をシリコン基板に拡散させるに足る温度まで、シリコン基板及び耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む。【選択図】図５
Description
（関連出願の相互参照）
米国政府は、本発明における払込済みのライセンス、及び限られた条件において、ＤＯＥより与えられたＤＥ−ＦＣ３６−０７ＧＯ１７０４３の条項で定める適正な条件で他者に使用許可を与えるよう特許権者に要求する権利を有する。
米国政府は、本発明における払込済みのライセンス、及び限られた条件において、ＤＯＥより与えられたＤＥ−ＦＣ３６−０７ＧＯ１７０４３の条項で定める適正な条件で他者に使用許可を与えるよう特許権者に要求する権利を有する。
（発明の分野） 本明細書に記載する主題の実施形態は、一般に太陽電池製造に関する。より詳細には、主題の実施形態は、薄いシリコン太陽電池及び製造のための技術に関する。
太陽電池は、太陽放射を電気エネルギーに変換するものとして周知のデバイスである。このような電池は、半導体処理技術を用いて半導体ウェハー上に作製することができる。太陽電池は、Ｐ型及びＮ型拡散領域を含む。太陽電池に日射が当たると電子及び正孔が生成され、これらの電子及び正孔が拡散領域に移動することにより、拡散領域間に電位差が生じる。裏面コンタクト太陽電池においては、拡散領域及びこれらの拡散領域に結合した金属コンタクトフィンガーが、共に太陽電池の裏面にある。このコンタクトフィンガーによって外部電気回路を太陽電池に結合し、太陽電池によって駆動することが可能となる。
したがって、製造プロセスを改良する技術及び太陽電池の製造コストを削減する技術が、一般に望ましい。かかる技術として、インクジェット印刷などのプロセスによるシリコン基板上のドーパントの印刷及び硬化が挙げられる。これらの又は他の同様の実施形態は、本発明の背景技術を形成する。
より完全な本主題の理解は、発明を実施するための形態、及び特許請求の範囲を、以下の図面と併せて考察し、参照することによって導き出すことができ、同様の参照番号は、図面全体を通して同様の要素を指す。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
本発明の更に別の実施形態に従って製造されている太陽電池の断面図である。
以下の発明を実施するための形態は、本質的には、単なる実例に過ぎず、本主題の実施形態、あるいはそのような実施形態の応用及び用途を限定することを意図するものではない。本明細書に用いられている「例示の」という語は、「実施例、実例、又は例証として供する」ことを意味する。本明細書において典型例として記載されているあらゆる実装が必ずしも他の実装よりも好ましい又は有利な実装として解釈されるとは限らない。更には、先行の技術分野、背景技術、概要、若しくは以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は示唆されるいずれの理論によっても、拘束されることを意図するものではない。
太陽電池の製造プロセス中のシリコン基板におけるドープ拡散領域形成の１つの簡易化技術は、印刷されたドーパントペーストを使用し、シリコン基板上でインクジェット分注されたドーパントを含む。次に、印刷されたドーパントペーストを加熱して、下にあるシリコンにドーパント材料を打ち込み、太陽電池作成の工程である、シリコン基板にドープ拡散領域を作成することができる。一定の印刷されたドーパントペーストは、熱的に不安定になることがあり、結果としてドーパントペーストから周囲環境へのドーパント材料のガス放出につながる。このことは、次いで、カウンタドーピングを引き起こす恐れがある。これは周囲環境内のアウトガスされたドーパントが、シリコン基板の所望しない領域に再付着することがあるためである。この熱的不安定性は、環境の温度が上昇する際、焼成及びドーパント打ち込みプロセスを含む任意の印刷後の加熱プロセス中に現れることがある。ドーパントペーストへの言及はすべて、懸濁液又はドーピング材料を含む任意のタイプの溶液に関係することに留意されたい。基板は、ペーストである必要はないが、液体、溶液、懸濁液、固体、半固体、又は他の任意の物理状態であってよい。
プロセスの改良は、熱性ドーパント打ち込み工程の前に、ドーパントペーストに架橋マトリックスを形成する非熱硬化プロセスを実行することであってもよい。一実施形態では、例えば、このプロセスは、ドーパントペーストの光重合又は光硬化によるドーパント打ち込みのための加熱中の熱による質量損失現象又はガス放出を低減することができる。
太陽電池の製造方法が開示される。この方法は、シリコン基板上に耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程であって、耐エッチング性ドーパント材料がドーパント源を含む、工程と、耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、ドーパント源をシリコン基板に拡散させるに足る温度まで、シリコン基板及び耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む。
太陽電池の別の製造方法が開示される。この方法は、太陽光電池構造体を有するシリコン基板上にドーパント材料を堆積させる工程と、光重合プロセスによる耐エッチング性ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用したドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程と、ドーパント源をシリコン基板に拡散させるに足る温度まで、ドーパント材料のシリコン基板を加熱する工程と、を含む。
太陽電池の更に別の製造方法が開示される。この方法は、シリコン基板の表面に薄い誘電体層を形成する工程と、薄い誘電体層上面にポリシリコン層を形成する工程と、ポリシリコン層上にドーパント源材料を含む耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程と、耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、ドーパント源材料がポリシリコン層内に拡散する温度まで耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、ポリシリコン層をエッチングしないでドーパント源材料を除去するために選択的にエッチングする工程と、を含む。
図２〜６に示される製造プロセスに関して実行される様々なタスクは、図７〜９などの追加タスク又は代替タスクをいくつでも含んでよい。図１０〜１７及び図１８〜３１に示される製造プロセスは、図示した順序で実行する必要はなく、本明細書に詳述されない追加機能を有する、より包括的な手順、プロセス、又は製造に組み込まれてよい。
図１は、シリコン基板１０４を含む太陽電池１００を図示している。太陽電池１００は、シリコン基板１０４及びシリコン基板１０４の表面に堆積された耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を含む。耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を、限定するものではないが、スクリーン印刷、インクジェット印刷、及びスピンコーティングを含む、様々な技術によってシリコン基板１０４上に液体又は半液体の形態で分注することができる。耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の２つの領域が示されているが、他の実施形態ではシリコン基板１０４上に増減して堆積されてもよい。耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２は、マスクされたパターンを含む繰り返しパターンでシリコン基板１０４上に形成され得る。
特定の実施形態において、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の各堆積は、溶媒、プリマトリックス（pre-matrix）材料、及びドーパント源１２０、１２２を含み得る。耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の様々な実施形態は、他の構成要素と同様、所望により、これらの構成要素のすべて又は一部の選択を含有することができる。特定の実施形態において、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２は、２０１１年９月３０日に出願された米国特許出願第１３／２５０，２１５号、表題「ＤＯＰＡＮＴ ＩＮＫ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＮＧ Ａ ＳＯＬＡＲ ＣＥＬＬ ＴＨＥＲＥ ＦＲＯＭ」で説明されているドーパント材料に開示されているものと同様の特性を有してもよい。
ドーパント源１２０、１２２は、ポジ型ドーパント源又はネガ型ドーパント源のどちらかを含む一極性ドーパント源を含んでもよい。例えば、ポジ型ドーパント源は、ホウ素又はホウ素複合体を含むことができる一方、ネガ型ドーパント源は、リン又はリン複合体を含むことができる。
耐エッチング性ドーパント材料と呼ばれるが、ドーパント源及び上述した他の構成要素を含有するドーパント材料は、幾つかの実施形態において、適宜耐エッチング性の特性を有さなくてもよく、幾つかの実施形態において、ドーパント材料は、ドーピングに単独で使用されてよく、いずれのエッチングプロセスでも使用されなくてよい。加えて、耐エッチング性と呼ぶとき、ドーパント材料は１種類のエッチング剤に対して耐性があるだけでよい。幾つかの実施形態において、耐エッチング性ドーパント材料は、広範なスペクトルのエッチング剤に耐え得る。他の実施形態では、少数にしか耐えられない。更に、耐エッチング性ドーパント材料は、１種類のエッチング剤に対して耐性がある一方、別の種類のエッチング剤によるエッチングの影響を受けやすいことがある。したがって、ドーパント材料又は耐エッチング性ドーパント材料は、全体を通して説明される機能を実行するのに適切な特性を有するドーパント材料について言及するために、全体にわたり同じ意味で使用される。そのため、耐エッチング性ドーパント材料と呼ばれるが、所望の実施形態に対して、耐エッチング性が必要かどうかに応じて適切なドーパント材料が選択され得ると理解すべきである。
独立した群内の耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の構成は、単にドーパント源１２０、１２２がシリコン基板に打ち込まれようとしている１つの構成、つまり耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２が分注され得る構成を示す。幾つかの実施形態において、ポジ型ドーパント源は、耐エッチング性ドーパント材料１１０の場所で見つけることができ、ネガ型ドーパント源は、耐エッチング性ドーパント材料１１２で見つけることができる。反対もまた真であり得るが、その場合は、ネガ型ドーパント源は耐エッチング性ドーパント材料１１０の場所で分注され、ポジ型ドーパント源は耐エッチング性ドーパント材料１１２で分注される。別の実施形態において、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の双方は、双方ともポジ型ドーパント源又はネガ型ドーパント源のどちらかのみを含有することが可能である。
形成された太陽電池１００は、本明細書で図示され説明されるものを含む、数々の実施形態のうちのいずれかの裏面電極型、裏面接合型（ＢＣＢＪ）の太陽電池であってよい。太陽電池１００は、検討された実施形態をいくつでも有してよいが、本明細書で説明される構造体に制限されるものではない。
図２〜６は、シリコン基板上に印刷されたドーパントを使用する太陽電池製造プロセスの連続した工程での太陽電池１００の加工を更に図示している。
図２〜３は、シリコン基板１０４上に架橋マトリックス１３０を形成する耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の非熱硬化を図示している。
耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の非熱硬化１５０は、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の堆積後に実行されてよい。非熱硬化１５０は、シリコン基板１０４上での架橋マトリックス１３０の形成中に耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の相変化を引き起こし得る。幾つかの実施形態において、架橋マトリックス１３０を形成する耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の非熱硬化１５０は、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を非赤外電磁放射線（non-infrared electromagnetic radiation）で曝露することを含んでよい。非赤外電磁放射線への曝露は、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の紫外線への曝露を更に含んでよい。幾つかの実施形態において、非熱硬化１５０は、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の可視スペクトル光への曝露を更に含んでよい。例えば、非熱硬化１５０は、パルス、フラッシュ、又は強度の変化など、かかるＥＭ放射線のシーケンスを含み、波長３８０〜７６０ナノメートルを有する電磁（ＥＭ）放射線への耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の曝露を含んでよい。特定の実施形態において、シーケンスはＥＭ放射線の同じ波長の反復を含む場合もあるが、ＥＭ放射線の幾つかの異なる波長が同じシーケンスで使用されることもある。
更に別の実施形態において、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の非熱硬化１５０は、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２への音波の伝送を含んでよく、これにより、シリコン基板１０４上の耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２内に架橋マトリックス１３０を形成する。
図３は、ドーパント源１２０、１２２の規則的な構造体が、シリコン基板１０４上に形成された耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２内部の架橋マトリックス１３０によるものであることを図示している。直線のグリッドとして図示されているが、ドーパント材料１１０、１１２内に存在する架橋マトリックス１３０は、非熱硬化工程１５０及びドーパント材料１１０、１１２の組成物から生じるすべての配列を形成することができる。このように、特定の実施形態において、ある実施例として、結晶構造が形成され得る。更に、ドーパント源１２０、１２２は、架橋マトリックス１３０内部の頂点に配置されるものとして図示されるが、ドーパント源１２０、１２２は、格子間に配置され得る、ないしは別の方法で架橋マトリックス１３０と結合、連結、又は一体化せずにドーパント材料１１０、１１２内に存在し得る。加えて、架橋マトリックス１３０は、物理的配置である必要はなく、代わりに共有結合など化学結合からドーパント材料１１０、１１２内部に形成され得るが、その場合、かかる結合部は非熱硬化工程１５０の結果として形成される。このように、架橋マトリックス１３０は、渦巻き状、らせん状、又は他の構造配置を、かかる構造体間の結合又は連結をはじめとして、含んでよい。
図４〜６は、ドーパント源をシリコン基板１０４に拡散１４０、１４２させるに足る温度へのシリコン基板１０４及び耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の加熱１６０を図示している。かかる拡散は、ドーパント源１２０のシリコン格子への格子間置換を含む。特定の実施形態において、次にシリコン基板１０４は、シリコン基板１０４をエッチングしないで耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を除去するために選択的にエッチングされ得る。
図４は、ドーパント源１２０、１２２をシリコン基板１０４に拡散させる、シリコン基板１０４上の耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の熱的加熱１６０を図示している。熱的加熱１６０は、シリコン基板１０４上の耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の、少なくとも４００℃、最大１２００℃の間のいずれかである第１温度までの昇温を含んでよい。特定の実施形態において、ドーパント拡散を達成する所望の時間の長さで所望の温度まで温度を上昇及び下降させる熱サイクルを使用することができる。このプロセスは、ドーパント源１２０、１２２のシリコン基板１０４への最も均一な拡散を得るために最適化された特定の温度プロファイルを使用して実行されてよい。ドーパント源１２０、１２２は、拡散領域１４０、１４２内に少なくとも１×１０１７原子／立方センチメートルの濃度を有することができる。他の実施形態において、拡散領域１４０、１４２内のドーパント源１２０、１２２のより高い濃度又はより低い濃度が存在し得る。シリコン基板１０４又は他のターゲット表面のいずれの種類のドーピングも、格子間拡散又は置換拡散を含む、この技術を使用して達成され得る。
図５は、熱的加熱１６０実行後のシリコン基板１０４へのドーパント源１２０、１２２の拡散を図示している。図５に示されるドーパント源１２０、１２２は、拡散領域１４０、１４２に対応する極性をもたらすポジ型ドーパント源又はネガ型ドーパント源のどちらかを含む一極性ドーパント源を含んでよい。
図６は、後工程を図示していて、シリコン基板１０４は、拡散領域１４０、１４２を含むシリコン基板１０４をエッチングしないで耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を除去するために選択的にエッチングされる。耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を除去すると、先行の処理工程が他の構造体を追加することがあるとしても、後の処理工程でもあり得るので、太陽電池１００は、少なくともシリコン基板１０４及び拡散領域１４０、１４２を含む。
図７〜９は、減少した耐エッチング性ドーパント材料１７０、１７２内の架橋マトリックス１３０を形成する工程の後に、耐エッチング性ドーパント材料を少なくとも２００℃に加熱することにより、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の溶媒の体積を減少させる工程を実行する、代替の実施形態を図示している。図７に示すように、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２の体積減少は、耐エッチング性ドーパント材料１１０、１１２を含むシリコン基板１０４の加熱によって引き起こされ得る。特定の実施形態において、架橋マトリックス１３０の構造体を変化させることなく、溶媒の追い出しを達成することができる。図８及び９は、上述の図５に示される工程と同様の後続の拡散工程、及び上述の図６に示される工程と同様のドーパント材料除去工程を図示している。
図１０は、シリコン基板２０４の上にある薄い誘電体層２７０により形成された太陽電池２００の実施形態を図示している。別途記載のない限り、図１０〜１７の構成要素は、構成要素を示すために使用される参照符号が１００ずつ増分されたことを除いて、図１〜９を参照して上述した構成要素と同様である。下のシリコン基板２０４は、抗反射コート（ＡＲＣ）２８０であってもよい。太陽光電池構造体のこれら及び他の要素は、太陽電池２００の製造中の様々な段階で太陽電池２００のどちらかの面上に存在することができる。したがって、拡散領域の形成は、製造プロセスにおける適切な箇所すべての間に発生し得る。このように、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２は、誘電体層２７０の表面上に堆積されてよい。耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２は、シラン、シクロシラン、及びシロキサンを含む化学基の要素を含んでもよい。
図１１は、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２の紫外線２５０への曝露を図示している。紫外線２５０は、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２の相変化を引き起こし、光重合プロセスによる架橋マトリックス２３０の形成を引き起こす。１つの実施形態において、架橋マトリックス１３０を形成する耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２の紫外線曝露２５０は、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２の波長８〜４００ナノメートルを有する電磁放射線への曝露を含んでよい。大量生産時のスループットのためには、架橋マトリックスの十分な形成を実現する曝露の持続時間は短い方が、比較的長い持続時間と比べて有利になり得るが、ＵＶ曝露は、任意の所望期間続けてよい。紫外線曝露２５０への曝露は、アクリル酸重合、カチオン性重合、チオレン薬液塗布、及びヒドロシラン追加などの硬化工程をもたらし得る。
図１２は、誘電体層２７０で形成された耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２内の架橋マトリックス２３０を図示している。
図１３は、ドーパント源２２０、２２２をシリコン基板２０４に拡散させる、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２の熱的加熱２６０を図示している。
図１４は、拡散領域２４０、２４２をもたらす、熱的加熱２６０実行後のドーパント源２２０、２２２のシリコン基板２０４への拡散を図示している。
図１５は、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２内での架橋マトリックス２３０形成後に、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２をエッチングマスクとして使用してシリコン基板２０４をエッチングする工程、を更に含む、太陽電池２０４の実施形態を図示している。この結果は、図１５に見られる、拡散領域２４０と拡散領域２４２との間の電位障壁として機能を果たす場合がある、エッチング除去された曝露領域２９０である。実行するエッチングの種類を選択して誘電体層２７０をエッチングすることができる。同様に、下にあるシリコン基板２０４を、エッチング剤の選択及びエッチング浴の持続時間に応じて追加でエッチングすることができる。ＡＲＣ ２８０層は、実施形態において所望のとおりにエッチングするか、又はしないでよい。
図１６は、シリコン基板２０４の更なるエッチングをしないで耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２を除去するための、選択的エッチングプロセスの実行結果として、太陽電池２００を図示している。耐エッチング性ドーパント材料を除去すると、太陽電池２００は、シリコン基板２０４内のエッチング除去された曝露領域により分離された拡散領域２４０及び拡散領域２４２を含む。
図１７は、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２内の架橋マトリックス２３０を形成する工程の後に、耐エッチング性ドーパント材料２１０、２１２をエッチングマスクとして使用してシリコン基板２０４をエッチングする実施形態が、シリコン基板２０４、誘電体層２７０、又は太陽電池２００上に存在する他のすべての構造体を傷つけないことを図示している。かかるエッチングは、明確に図示されていない太陽電池２００の他の構造要素を更に処理するために使用され得る。
図１８は、シリコン基板３０４の上部に形成された誘電体層３７０で形成された太陽電池３００を図示している。別途記載のない限り、図１８〜２４の構成要素は、構成要素を示すために使用される参照符号を１００ずつ増分したことを除いて、図１０〜１７を参照して上述した構成要素と同様である。太陽電池３００の特定の実施形態において、ポリシリコン層３８０を誘電体層３７０の上部に形成することができる。耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２は、インクジェット又は他の分注などにより、図１を参照して上述したように、ポリシリコン層３８０の表面に堆積されてよい。耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２は、ドーパント源３２０、３２２を含んでよい。
図１９〜２０に関して、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２の非熱硬化３５０をシリコン基板３０４上で架橋マトリックス３３０を形成するために実行することができる。図２１は、ドーパント源３２０、３２２の規則的な構造体が、ポリシリコン層３８０上に形成された耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２内部の架橋マトリックス３３０によるものであることを図示している。
図２２〜２４は、図１〜９を参照して上述したように、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２及びポリシリコン層３８０を含む太陽電池３００の、ドーパント源をシリコン基板３０４に拡散させるに足る温度への加熱３６０を図示している。このプロセスは、ドーパント源３２０、３２２のポリシリコン層３８０への拡散を均一にするのに最適化された特定の温度プロファイルを使用して、又はシリコン基板３０４のドーパント源３２０、３２２が所望の濃度に達するように、実行されてよく、このようにして拡散領域を形成する。その後、太陽電池３００は、シリコン基板３０４をエッチングしないで耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２を除去するためにエッチングされてよい。
図２５〜２６は、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２の熱的加熱３６０後に、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１４をエッチングマスクとして使用してポリシリコン層３８０をエッチングする工程を図示している。特定の実施形態において、誘電体層３７０を同様にエッチングすることができる。この結果は、拡散領域３４０と３４２との間の電位障壁として機能を果たす、エッチング除去された曝露領域３９０である。耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２はその後、ポリシリコン層３８０から洗浄又はエッチングされてもよい。
図２７は、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２が、ポリシリコン層３８０上で相互嵌合する接触指４００の配列に分注されてよい、太陽電池３００の代替の実施形態を図示している。他の実施形態において、相互嵌合する接触指４００は、シリコン基板３０４の上に直接形成されてよいが、他に、相互嵌合する接触指４００が、誘電体層又は基板３０４上に形成された他の太陽光電池構造体の上に形成されてよいものもある。
図２８〜３１は、架橋マトリックス３３０の形成後に、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２をエッチングマスクとして使用してポリシリコン層３８０をエッチングする工程が実行される、太陽電池３００の代替の実施形態を図示している。ドーパント源３２０、３２２をポリシリコン層３８０に拡散するために、この工程の後に、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２の熱的加熱３６０を続けることができる。ポリシリコン層３８０は、図２６に見られるように、次にポリシリコン層３８０をエッチングしないで、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２を除去するために選択的エッチング剤で曝露されてよい。別の実施形態において、拡散領域３４０と３４２との間の電位障壁を形成することができる曝露領域３９０をもたらすポリシリコン層３８０のエッチングも実行しながら、ポリシリコン層３８０は、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２を除去するためにエッチング剤で曝露されてよい。耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２はその後、ポリシリコン層３８０から洗浄又はエッチングされてよく、結果的に、図２６の実施形態に図示される太陽光電池構造体となる。
図３１は、太陽電池の別の実施形態を図示している。耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２をエッチング又は洗浄する（ドーパント材料３１０、３１２の耐エッチング特性に対する有効性について選択されたエッチング剤の使用を含む）、太陽電池製造の幾つかの実施形態において、エッチング除去された曝露領域４１０は、誘電体層を通ってエッチングしてよく、使用されるエッチング剤及びエッチング剤の濃度に応じて、シリコン基板３０４に到達してエッチングすることができる。このように、図３１に図示されるように幾つかの実施形態では、曝露領域４１０は、誘電体層３７０を通って延在してもよい。特定の実施形態において、構造形成は、曝露領域４１０で発生してよく、ランダムに組織化されたパターンを形成する。
製造プロセス中のポリシリコン層３８０、誘電体層３７０、又はシリコン基板３０４のいずれかのエッチングの工程は、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２の堆積後、プロセス全体のどの段階で実行されてもよい。このように、材料自体がエッチングマスクとして機能することができる。幾つかの実施形態において、所望の耐エッチング特性は、架橋マトリックスが形成される非熱硬化工程の前に存在してよい。他の実施形態において、溶媒の追い出し後、ドーパントの誘電体層、シリコン基板、又はポリシリコン層への打ち込み後、他の任意の数のプロセス工程後、それが耐エッチング性ドーパント材料の除去前に発生する限り、ドーパント材料はエッチングマスクとして機能することができる。このように、耐エッチング性ドーパント材料は、任意の所望プロセス工程でエッチング用のマスクになることができ、本明細書で図示された、又は説明された技術を使用して製造できる、任意の太陽光電池構造体の形成に寄与する。
ただし、幾つかの実施形態において、耐エッチング性ドーパント材料３１０、３１２は、エッチングマスクとして使用される必要性はまったくない。耐エッチング性ドーパント材料は、単にドーパント源として使用され、その後他の形成部をエッチングする役割を実行せずに太陽光電池構造体から除去されてよい。幾つかの実施形態において、ドーパント材料（耐エッチング性あり又はなし）は、太陽電池上に、放出体又は接触構造体に組み込まれたまま、残存してよい。
太陽電池の製造プロセスに関連して実行される様々なタスクが、追加又は代替タスクをいくつでも含んでよいことを認識するべきである。図１〜３１に示すタスクは、図示した順序で実行する必要はなく、追加の工程は、本明細書に詳述されない追加機能を有するより包括的な手順又はプロセスに組み込まれてよい。
少なくとも１つの例示的実施形態が、上述の発明を実施するための形態で提示されてきたが、莫大な数の変形例が存在することを認識するべきである。本明細書に記載する例示的実施形態は、特許請求される主題の範囲、適用性、又は構成を限定する意図が全くないこともまた、認識するべきである。むしろ、上述の発明を実施するための形態は、当業者に、説明される実施形態を実践するための簡便な指針を提供するものである。本特許出願が出願される時点での、既知の等価物、及び予見可能な等価物を含む、特許請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、諸要素の機能及び配置に、様々な変更が実施可能であることを理解するべきである。
少なくとも１つの例示的実施形態が、上述の発明を実施するための形態で提示されてきたが、莫大な数の変形例が存在することを認識するべきである。本明細書に記載する例示的実施形態は、特許請求される主題の範囲、適用性、又は構成を限定する意図が全くないこともまた、認識するべきである。むしろ、上述の発明を実施するための形態は、当業者に、説明される実施形態を実践するための簡便な指針を提供するものである。本特許出願が出願される時点での、既知の等価物、及び予見可能な等価物を含む、特許請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、諸要素の機能及び配置に、様々な変更が実施可能であることを理解するべきである。本発明の例を下記の各項目において示す。
［項目１］
太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板上に耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程であって、前記耐エッチング性ドーパント材料がドーパント源を含む、工程と、
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、
前記ドーパント源を前記シリコン基板内に拡散させるに足る温度まで、前記シリコン基板及び前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む、方法。
［項目２］
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記シリコン基板上の前記耐エッチング性ドーパント材料の液体から固体への相変化を引き起こす工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目４］
前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を紫外線で曝露する工程、を含む、項目３に記載の方法。
［項目５］
前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を可視スペクトル、又は波長３８０〜７６０ナノメートルを有する電磁放射線からの光で曝露する工程を含む、項目３に記載の方法。
［項目６］
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料へ音波を伝送する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目７］
前記耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程が、前記シリコン基板上に液状の前記耐エッチング性ドーパントを分注する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目８］
前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をスクリーン印刷する工程、を含む、項目７に記載の方法。
［項目９］
前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をインクジェット印刷する工程を含む、項目７に記載の方法。
［項目１０］
前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をスピンコーティングする工程、を含む、項目７に記載の方法。
［項目１１］
前記シリコン基板上にドーパント源を含む前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目１２］
一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程が、ポジ型ドーパントを前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１３］
一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程が、ネガ型ドーパントを前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１４］
前記シリコン基板をエッチングすることなく前記ドーパント源の材料を除去するために、前記シリコン基板を選択的にエッチングする工程、を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目１５］
前記耐エッチング性ドーパント材料内の前記架橋マトリックスを形成する工程の後に、少なくとも４００℃に前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱することにより、前記耐エッチング性ドーパント材料内の溶媒の量を減少させる工程、を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目１６］
項目１に記載の方法に従って製造された太陽電池。
［項目１７］
太陽電池の製造方法であって、
太陽光電池構造体を有するシリコン基板上にドーパント材料を堆積させる工程と、
光重合プロセスによる前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程と、
ドーパント源を前記シリコン基板内に拡散させるに足る温度まで、前記ドーパント材料の前記シリコン基板を加熱する工程と、を含む、方法。
［項目１８］
前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、波長８〜４００ナノメートルを有する電磁放射線に前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目１９］
前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、前記光重合プロセス中に前記ドーパント材料の液体から固体への相変化を形成する紫外線に前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２０］
前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、アクリル酸重合、カチオン性重合、チオレン薬液塗布、及びヒドロシラン追加を含む群から選択される硬化工程を実行するために、前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２１］
前記ドーパント材料を堆積させる工程が、シラン、シクロシラン、及びシロキサンを含む群から選択された化学構造を含む化学基を堆積させる工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２２］
前記ドーパント材料内での前記架橋マトリックスを形成する工程の後に、前記ドーパント材料をエッチングマスクとして使用して前記シリコン基板をエッチングする工程、を更に含む、項目１７に記載の方法。
［項目２３］
前記シリコン基板をエッチングする工程が、前記シリコン基板の前記太陽光電池構造体の少なくとも一部分をエッチングする工程、を含む、項目２２に記載の方法。
［項目２４］
項目１７に記載の方法に従って製造された太陽電池。
［項目２５］
太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板の表面に薄い誘電体層を形成する工程と、
前記薄い誘電体層上面にポリシリコン層を形成する工程と、
前記ポリシリコン層上にドーパント源材料を含む耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程と、
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、
前記ドーパント源材料が前記ポリシリコン層内に拡散する温度まで前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む、方法。
［項目２６］
前記耐エッチング性ドーパント材料をエッチングマスクとして使用して前記ポリシリコン層をエッチングする工程、を更に含む、項目２５に記載の方法。
［項目２７］
前記耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を前記シリコン基板上の複数の相互嵌合する接触指に分注する工程、を含む、項目２５に記載の方法。
［項目２８］
項目２５に記載の方法に従って製造された太陽電池。
［項目１］
太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板上に耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程であって、前記耐エッチング性ドーパント材料がドーパント源を含む、工程と、
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、
前記ドーパント源を前記シリコン基板内に拡散させるに足る温度まで、前記シリコン基板及び前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む、方法。
［項目２］
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記シリコン基板上の前記耐エッチング性ドーパント材料の液体から固体への相変化を引き起こす工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目４］
前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を紫外線で曝露する工程、を含む、項目３に記載の方法。
［項目５］
前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を可視スペクトル、又は波長３８０〜７６０ナノメートルを有する電磁放射線からの光で曝露する工程を含む、項目３に記載の方法。
［項目６］
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料へ音波を伝送する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目７］
前記耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程が、前記シリコン基板上に液状の前記耐エッチング性ドーパントを分注する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目８］
前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をスクリーン印刷する工程、を含む、項目７に記載の方法。
［項目９］
前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をインクジェット印刷する工程を含む、項目７に記載の方法。
［項目１０］
前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をスピンコーティングする工程、を含む、項目７に記載の方法。
［項目１１］
前記シリコン基板上にドーパント源を含む前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、項目１に記載の方法。
［項目１２］
一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程が、ポジ型ドーパントを前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１３］
一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程が、ネガ型ドーパントを前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、項目１１に記載の方法。
［項目１４］
前記シリコン基板をエッチングすることなく前記ドーパント源の材料を除去するために、前記シリコン基板を選択的にエッチングする工程、を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目１５］
前記耐エッチング性ドーパント材料内の前記架橋マトリックスを形成する工程の後に、少なくとも４００℃に前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱することにより、前記耐エッチング性ドーパント材料内の溶媒の量を減少させる工程、を更に含む、項目１に記載の方法。
［項目１６］
項目１に記載の方法に従って製造された太陽電池。
［項目１７］
太陽電池の製造方法であって、
太陽光電池構造体を有するシリコン基板上にドーパント材料を堆積させる工程と、
光重合プロセスによる前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程と、
ドーパント源を前記シリコン基板内に拡散させるに足る温度まで、前記ドーパント材料の前記シリコン基板を加熱する工程と、を含む、方法。
［項目１８］
前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、波長８〜４００ナノメートルを有する電磁放射線に前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目１９］
前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、前記光重合プロセス中に前記ドーパント材料の液体から固体への相変化を形成する紫外線に前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２０］
前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、アクリル酸重合、カチオン性重合、チオレン薬液塗布、及びヒドロシラン追加を含む群から選択される硬化工程を実行するために、前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２１］
前記ドーパント材料を堆積させる工程が、シラン、シクロシラン、及びシロキサンを含む群から選択された化学構造を含む化学基を堆積させる工程、を含む、項目１７に記載の方法。
［項目２２］
前記ドーパント材料内での前記架橋マトリックスを形成する工程の後に、前記ドーパント材料をエッチングマスクとして使用して前記シリコン基板をエッチングする工程、を更に含む、項目１７に記載の方法。
［項目２３］
前記シリコン基板をエッチングする工程が、前記シリコン基板の前記太陽光電池構造体の少なくとも一部分をエッチングする工程、を含む、項目２２に記載の方法。
［項目２４］
項目１７に記載の方法に従って製造された太陽電池。
［項目２５］
太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板の表面に薄い誘電体層を形成する工程と、
前記薄い誘電体層上面にポリシリコン層を形成する工程と、
前記ポリシリコン層上にドーパント源材料を含む耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程と、
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、
前記ドーパント源材料が前記ポリシリコン層内に拡散する温度まで前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む、方法。
［項目２６］
前記耐エッチング性ドーパント材料をエッチングマスクとして使用して前記ポリシリコン層をエッチングする工程、を更に含む、項目２５に記載の方法。
［項目２７］
前記耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を前記シリコン基板上の複数の相互嵌合する接触指に分注する工程、を含む、項目２５に記載の方法。
［項目２８］
項目２５に記載の方法に従って製造された太陽電池。
Claims (28)
- 太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板上に耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程であって、前記耐エッチング性ドーパント材料がドーパント源を含む、工程と、
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、
前記ドーパント源を前記シリコン基板内に拡散させるに足る温度まで、前記シリコン基板及び前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む、方法。 - 前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記シリコン基板上の前記耐エッチング性ドーパント材料の液体から固体への相変化を引き起こす工程、を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程、を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を紫外線で曝露する工程、を含む、請求項３に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を非赤外電磁放射線で曝露する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を可視スペクトル、又は波長３８０〜７６０ナノメートルを有する電磁放射線からの光で曝露する工程を含む、請求項３に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料へ音波を伝送する工程、を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程が、前記シリコン基板上に液状の前記耐エッチング性ドーパントを分注する工程、を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をスクリーン印刷する工程、を含む、請求項７に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をインクジェット印刷する工程を含む、請求項７に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、シリコン基板上に前記耐エッチング性ドーパント材料をスピンコーティングする工程、を含む、請求項７に記載の方法。
- 前記シリコン基板上にドーパント源を含む前記耐エッチング性ドーパント材料を分注する工程が、一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、請求項１に記載の方法。
- 一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程が、ポジ型ドーパントを前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、請求項１１に記載の方法。
- 一極性ドーパント源を含むドーパント材料を前記シリコン基板上に分注する工程が、ネガ型ドーパントを前記シリコン基板上に分注する工程、を含む、請求項１１に記載の方法。
- 前記シリコン基板をエッチングすることなく前記ドーパント源の材料を除去するために、前記シリコン基板を選択的にエッチングする工程、を更に含む、請求項１に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料内の前記架橋マトリックスを形成する工程の後に、少なくとも４００℃に前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱することにより、前記耐エッチング性ドーパント材料内の溶媒の量を減少させる工程、を更に含む、請求項１に記載の方法。
- 請求項１に記載の方法に従って製造された太陽電池。
- 太陽電池の製造方法であって、
太陽光電池構造体を有するシリコン基板上にドーパント材料を堆積させる工程と、
光重合プロセスによる前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程と、
ドーパント源を前記シリコン基板内に拡散させるに足る温度まで、前記ドーパント材料の前記シリコン基板を加熱する工程と、を含む、方法。 - 前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、波長８〜４００ナノメートルを有する電磁放射線に前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、請求項１７に記載の方法。
- 前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、前記光重合プロセス中に前記ドーパント材料の液体から固体への相変化を形成する紫外線に前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、請求項１７に記載の方法。
- 前記ドーパント材料の紫外線への非熱曝露を使用した前記ドーパント材料内の架橋マトリックスを形成する工程が、アクリル酸重合、カチオン性重合、チオレン薬液塗布、及びヒドロシラン追加を含む群から選択される硬化工程を実行するために、前記ドーパント材料を曝露する工程、を含む、請求項１７に記載の方法。
- 前記ドーパント材料を堆積させる工程が、シラン、シクロシラン、及びシロキサンを含む群から選択された化学構造を含む化学基を堆積させる工程、を含む、請求項１７に記載の方法。
- 前記ドーパント材料内での前記架橋マトリックスを形成する工程の後に、前記ドーパント材料をエッチングマスクとして使用して前記シリコン基板をエッチングする工程、を更に含む、請求項１７に記載の方法。
- 前記シリコン基板をエッチングする工程が、前記シリコン基板の前記太陽光電池構造体の少なくとも一部分をエッチングする工程、を含む、請求項２２に記載の方法。
- 請求項１７に記載の方法に従って製造された太陽電池。
- 太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板の表面に薄い誘電体層を形成する工程と、
前記薄い誘電体層上面にポリシリコン層を形成する工程と、
前記ポリシリコン層上にドーパント源材料を含む耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程と、
前記耐エッチング性ドーパント材料の非熱硬化を使用して前記耐エッチング性ドーパント材料内に架橋マトリックスを形成する工程と、
前記ドーパント源材料が前記ポリシリコン層内に拡散する温度まで前記耐エッチング性ドーパント材料を加熱する工程と、を含む、方法。 - 前記耐エッチング性ドーパント材料をエッチングマスクとして使用して前記ポリシリコン層をエッチングする工程、を更に含む、請求項２５に記載の方法。
- 前記耐エッチング性ドーパント材料を堆積させる工程が、前記耐エッチング性ドーパント材料を前記シリコン基板上の複数の相互嵌合する接触指に分注する工程、を含む、請求項２５に記載の方法。
- 請求項２５に記載の方法に従って製造された太陽電池。
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