JP2015062232A - バックコンタクトソーラーセルおよびソーラーセルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ソーラーセルの効率性を高めることができる新規なバックコンタクトソーラーセル構造を形成するための製造プロセスを提供する。
【解決手段】基板５０８の上に配置された材料層５０６の上に、Ｎ型ドーパント源層５０２は、Ｐ型ドーパント源層５０４から離間して配置され、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を加熱し硬化させ、その後に、Ｎ型ドーパント源層５０２とＰ型ドーパント源層５０４との間における材料層５０６にトレンチ５１６を形成する。
【選択図】図５Ｃ
【解決手段】基板５０８の上に配置された材料層５０６の上に、Ｎ型ドーパント源層５０２は、Ｐ型ドーパント源層５０４から離間して配置され、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を加熱し硬化させ、その後に、Ｎ型ドーパント源層５０２とＰ型ドーパント源層５０４との間における材料層５０６にトレンチ５１６を形成する。
【選択図】図５Ｃ
Description
本発明の実施形態は、再生可能エネルギーの分野に関し、特に、バックコンタクトソーラーセルの製造方法およびその装置に関する。
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１０年３月４日出願の米国仮出願第６１／３１０，６５５号の利益を主張し、その全内容を本明細書に参照として組み込むものとする。
本願は、２０１０年３月４日出願の米国仮出願第６１／３１０，６５５号の利益を主張し、その全内容を本明細書に参照として組み込むものとする。
本明細書に記載される発明は、米国エネルギー省により付与された連絡番号ＤＥ−ＦＣ３６−０７ＧＯ１７０４３の下、政府支援により開発された。政府は本発明に相応の権利を有する。
ソーラーセルとして広く知られる太陽電池は、太陽熱の放射線を電気エネルギーに直接変換するための周知の装置である。一般的に、ソーラーセルは、半導体ウェハもしくは基板の上に、半導体処理技術を用い、基板の表面近傍にｐ−ｎ接合を形成するようにして製造される。基板の表面に衝突する太陽熱の放射線によって、基板のバルク内に電子およびホールの対が形成され、これらは基板のｐ型ドープ領域よびｎ型ドープ領域に移動し、ドープ領域間に電圧差を発生させる。ドープ領域はソーラーセル上の金属コンタクトに接続されており、セルからセルに接続された外部回路に電流が流れるようになっている。
効率性は、ソーラーセルの発電量に直接に関連するので、ソーラーセルの重要な特性である。したがって、ソーラーセルの効率性を高める技術が一般的に望まれている。本発明の実施形態は、新規なソーラーセル構造を製造するプロセスを提供することにより、ソーラーセルの効率性を高めることができる。
バックコンタクトソーラーセルの製造方法およびその装置が本明細書に記載される。以下の記載においては、本発明の実施形態の完全な理解を促すべく、特定の処理フロー動作等の特定的詳細事項を数多く明示する。本発明の実施形態は、これらの特定的詳細事項がなくても実施できることは、当業者には明らかとなるであろう。他の例では、本発明の実施形態が不要に曖昧とならないように、リソグラフィ技術等の周知の製造技術については記載しない。さらに、図面に示される多様な実施形態は、例示的な図示であり、必ずしも原寸通りに示されていないことは理解されるべきである。
バックコンタクトソーラーセルの製造方法が本明細書に開示される。一実施形態では、本方法は、基板の上に配置された材料層の上に、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を、Ｎ型ドーパント源層がＰ型ドーパント源層から離間されるように形成する段階を備える。Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を加熱する。その後、Ｎ型ドーパント源層とＰ型ドーパント源層との間の材料層にトレンチを形成する。
バックコンタクトソーラーセルも本明細書に開示される。一実施形態では、バックコンタクトソーラーセルは、基板の上に配置された材料層を備える。材料層には、材料層のＮ型領域とＰ型領域とを分離するトレンチが配置される。トレンチに直に隣接する部分におけるＰ型領域のドーパント濃度は、Ｐ型領域の中心部におけるドーパント濃度と略等しい。
本発明の少なくともいくつかの実施形態によると、ソーラーセルは、吸収層のＮ型領域およびＰ型領域により形成され、これらの領域は、図２Ａから２Ｅに関連して以下に記載される「出っ張り（ｌｅｄｇｅ）」という特徴物の特性に関連する特性を持たない。いくつかの実施形態では、非常に多い処理工程の数が、従来の処理フローと比較対照される本明細書に記載の処理フローを用いることで削減される。いくつかの実施形態では、本明細書に詳細に記載される処理フロー等の処理フローは、本明細書に記載の処理フローのいくつかにおいて追加的な加熱もしくはアニール工程が含まれるにも拘らず、従来のフローを用いるよりも好ましい。
本発明のある観点においては、出っ張り特徴物に由来する特性を持たないＰ型およびＮ型の吸収層領域を有するソーラーセルを形成することが望ましい。図１Ａから１Ｃは、本発明の実施形態に係るバックコンタクトソーラーセルの製造における各段階の断面図である。図１Ａから１Ｃの工程によってなんらの処理順序も課されず、むしろ、これらの図についての以下の記載からいくつかの上位概念が抽出されるであろうことは理解されよう。図１Ａから１Ｃについての記載に続けて、より詳細な方法が記載される。
図１Ａを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、基板１０２Ａの上に配置された材料層１０４Ａの上にＮ型ドーパント源層１０８およびＰ型ドーパント源層１０６を形成する段階を備える。図１Ａに示すように、Ｎ型ドーパント源層１０８は、Ｐ型ドーパント源層１０６から離間されている。トンネル酸化バリア層膜１１０も示されている。
図１Ｂを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、Ｎ型およびＰ型のドーパント源層１０８および１０６の間において、材料層１０４Ａを貫通させて基板１０２Ａの途中までトレンチ１１２を形成して、パターニングされた材料層１０４Ｂおよびパターニングされた基板１０２Ｂを設ける段階をさらに備える。
図１Ｃを参照すると、Ｎ型およびＰ型のドーパント源層１０８および１０６からそれぞれＮ型およびＰ型のドーパントがパターニングされた材料層１０４Ｂに拡散し、パターニングされた基板１０２Ｂの上にＮ型ドープ材料層領域１０４ＣおよびＰ型ドープ材料層領域１０４Ｄがそれぞれ設けられる。本発明の実施形態によると、Ｎ型ドープ材料層領域１０４ＣおよびＰ型ドープ材料層領域１０４Ｄの、それぞれトレンチ１１２に最隣接する領域におけるドーパント濃度が、Ｎ型ドープ材料層領域１０４ＣおよびＰ型ドープ材料層領域１０４Ｄの中心部近傍のドーパント濃度に略等しいという点において、Ｎ型ドープ材料層１０４ＣおよびＰ型ドープ材料層領域１０４Ｄは均質的にドープされている。
しかし、ソーラーセルを形成する方法の全てが、ソーラーセルの吸収層のＰ型もしくはＮ型の領域において出っ張り特徴物の特性が形成されるのを回避できるのではないことは理解されるべきである。たとえば、図２Ａから２Ｅは、バックコンタクトソーラーセルの製造における各段階の断面図を示しており、本発明の実施形態において、図３、４、および５Ａから５Ｅに関する以下の詳細な記載との比較として提供される。
図２Ａを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４の上と、基板２０８の上に配置された材料層２０６の露出部の上とに、Ｎ型ドーパント源層２０２を形成する段階を備える。トレンチパターン２１２を有するマスク２１０を、Ｎ型ドーパント源層２０２の上に配置する。トンネル酸化バリア層膜２１４も示されている。
図２Ｂを参照すると、マスク２１０に合わせて、Ｎ型ドーパント源層２０２およびパターニングされたＰ型ドーパント源層２０４をエッチングし、図２Ｂに示すように、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４が、材料層２０６上に接して存在するＮ型ドーパント源層２０２の部分から離間した構成を設ける。しかし、同じく図２Ｂに示すように、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４は、マスク２１０の部分的なリフトオフ２１８、および／または、エッチング処理の間のマスク２１０のアンダーカット２２０により望まれず生じるテーパ状側壁２１６が形成される場合がある。
図２Ｃを参照すると、処理ではさらに、マスク２１０を除去し、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４およびＮ型ドーパント源層２０２の残留部をエッチングマスクとして用いて、トレンチ２２２を、材料層２０６を貫通させて基板２０８の途中まで形成する。しかし、図２Ｃに示すように、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４の残留部が、エッチング処理の間に、材料層２０６の、トレンチ２２２に直に隣接する部分の最縁部から後退してしまう場合がある。これにより、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４の残留部により被覆されない材料層２０６の露出部２２４が形成される。パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４の残留部により被覆されない材料層２０６の露出部２２４を本明細書では「出っ張り」特徴物と呼ぶが、これは幅Ｘを有し、その後の処理にとっては望ましくない特徴となり得る。
図２Ｄを参照すると、図２Ｃの構造を加熱もしくはアニールして層２０２および２０４から材料層２０６にドーパントを拡散させて、Ｎ型ドープ材料領域２２６およびＰ型ドープ材料領域２２８を設ける。しかし、パターニングされたＰ型ドーパント源層２０４の残留部により被覆されない材料層２０６の露出部２２４、つまり出っ張りは、層２０４が材料層２０６の縁部から後退しているので、Ｐ型ドープ材料領域２２８の他の部分よりもドーパント濃度が低くなる可能性がある。Ｐ型ドープ材料領域２２８の端部においてＰ型ドープ材料領域２２８の他の部分よりもドーパント濃度が低くなるドーピングの不均一性により、これらから最終的に形成されるソーラーセルの性能に望ましくない影響が及ぼされる。上記の加熱もしくはアニールの間に、図２Ｄに示すように基板２０８にＮ型ドープ領域２３０を気体ドーパント前駆体から形成してよいことに注意されたい。
図２Ｅを参照すると、層２０４および２０２を除去したソーラーセル２３２の部分は、出っ張り特徴物、つまりＰ型ドープ材料領域２２８の部分２２４、の特性をいまだに保持している。ある実施形態では、部分２２４は、そこから製造されるソーラーセル完成品に望ましくない影響を与える。
本発明の観点においては、バックコンタクトソーラーセルは、出っ張り特徴物に由来する特性を保有しない。たとえば、図３は、本発明の実施形態に係るバックコンタクトソーラーセルの断面図を示す。
図３を参照すると、バックコンタクトソーラーセル３００は、基板３０４の上に配置された材料層３０２を備える。材料層３０２にはトレンチ３０６が配置されている。トレンチ３０６により、材料層３０２のＮ型領域３０８およびＰ型領域３１０が分離される。Ｐ型領域３１０は、トレンチ３０６に直に隣接する部分のドーパント濃度３１２が、Ｐ型領域３１０の中心部のドーパント濃度３１４と略等しい。つまり、Ｐ型領域３１０には出っ張り特徴物がない。
本発明の実施形態によると、バックコンタクトソーラーセル３００の材料層３０２は多結晶シリコン層（ｐｏｌｙ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｌａｙｅｒ）であり、基板３０４は単結晶シリコン基板であり、Ｐ型領域３１０はボロンドーパント不純物原子を含み、Ｎ型領域はリンドーパント不純物原子を含む。代替的な実施形態では、多結晶材料層３０２を形成する代わりに、たとえば、非晶質層、高分子層、およびマルチ結晶層を含むがこれらに限定されない非多結晶吸収材料を形成する。別の代替的な実施形態では、単結晶基板３０４を用いる代わりに、マルチ結晶基板を用いる。
ある実施形態では、バックコンタクトソーラーセル３００のトレンチ３０６は、図３に示すように、材料層３０２を貫通して基板３０４の途中まで形成される。一実施形態では、材料層３０２により被覆されない基板３０４の表面は、同じく図３に示すように、テクスチャ化表面３１６を含む。ある実施形態では、バックコンタクトソーラーセル３００の基板３０４は、図３に示すように、材料層３０２により被覆されない基板３０４の表面もしくはその近傍にＮ型ドーパント３１８を含む。
本発明の別の実施形態によると、バックコンタクトソーラーセル３００は、図３に示すように、材料層３０２と基板３０４との間に直に配置された誘電体膜３２０をさらに備える。一実施形態においては、誘電体膜３２０は二酸化ケイ素から形成され、厚さが約１から２ナノメートルの範囲にある。特定の実施形態においては、誘電体膜３２０は、トンネル酸化バリア層膜である。
本発明の別の観点においては、バックコンタクトソーラーセルは、出っ張り特徴物を含まないように製造される。たとえば、図４は、本発明の実施形態に係るバックコンタクトソーラーセルの製造方法に含まれる工程を示すフローチャート４００である。図５Ａから５Ｃは、本発明の実施形態に係るフローチャート４００の工程に対応するバックコンタクトソーラーセルの製造における各段階の断面図である。図５Ｄおよび５Ｅは、本発明の実施形態に係るバックコンタクトソーラーセルの製造における追加的な各段階の断面図である。
フローチャート４００の工程４０２と、対応して図５Ａとを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、基板５０８の上に配置された材料層５０６の上に、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を形成する段階を備える。図５Ａに示すように、Ｎ型ドーパント源層５０２は、Ｐ型ドーパント源層５０４から離間されている。
本発明の実施形態によると、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を形成する段階は、インクジェットデポジション技術を用いる段階を有する。一実施形態では、インクジェットデポジション技術を用いる段階は、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を同時に形成する段階を含む。一実施形態では、インクジェットデポジション技術を用いる段階は、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を別々の時間に形成する段階を含む。一実施形態では、基板５０８の上に配置された材料層５０６の上に、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を形成する段階は、単結晶シリコン基板の上に配置された多結晶シリコン層の上に接するように、それぞれリンドープケイ酸塩ガラス層およびボロンドープケイ酸塩ガラス層を形成する段階を有する。代替的な実施形態では、多結晶材料層５０６を形成する代わりに、非晶質層、高分子層、およびマルチ結晶層を含むがこれらに限定されない非多結晶吸収材料を形成する。別の代替的な実施形態では、単結晶基板５０８を用いる代わりに、マルチ結晶基板を用いる。
本発明のある実施形態では、図５Ａに示すように、誘電体膜５１０が、材料層５０６の下と基板５０８の上とに接するように形成される。一実施形態では、誘電体膜５１０は二酸化ケイ素から形成され、厚さが約１から２ナノメートルの範囲にある。特定の実施形態では、誘電体膜５１０は、トンネル酸化バリア層膜である。
フローチャート４００の工程４０４と、対応して図５Ｂとを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を加熱する段階をさらに備える。
本発明のある実施形態によると、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を加熱する段階は、図５Ｂに示すように、材料層５０６の部分５１２および５１４に、それぞれＮ型ドーパントおよびＰ型ドーパントを移動させる段階を有する。一実施形態では、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を加熱する段階は、摂氏約９５０℃の温度で加熱する段階を有する。一実施形態では、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層を加熱する段階は、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を硬化させる段階を有する。特定の実施形態では、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４の両方を硬化させることで、その後のトレンチ形成、たとえば以下に記載されるトレンチ形成において、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４のエッチング耐性が高められる。
フローチャート４００の工程４０６と、対応して図５Ｃとを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、工程４０４における加熱の後に、Ｎ型およびＰ型のドーパント源層５０２および５０４の間における材料層５０６にトレンチ５１６を形成する段階をさらに備える。
本発明のある実施形態によると、材料層５０６にトレンチ５１６を形成する段階は、図５Ｃに示すように、Ｎ型およびＰ型のドーパント源層５０２および５０４の間の間隔に略等しい幅を有するトレンチ５１６を、材料層５０６を貫通して基板５０８の途中まで形成する段階を有する。一実施形態では、トレンチ５１６を形成する段階は、同じく図５Ｃに示すように、材料層５０６により被覆されない基板５０８の表面を、テクスチャ化表面５１８によりテクスチャ化する段階を有する。特定の実施形態では、テクスチャ化する段階は、水酸化物系ウェットエッチャントを含むウェットエッチング技術を用いる段階を含む。
ある実施形態では、図５Ｄを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、トレンチ５１６の形成後に、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を除去する段階をさらに備える。一実施形態では、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４を除去する段階は、フッ化水素酸ウェットエッチング技術を用いる段階を有する。
ある実施形態では、図５Ｅを参照すると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、Ｎ型ドーパント源層５０２およびＰ型ドーパント源層５０４の除去後に、基板５０８を加熱する段階をさらに備える。一実施形態では、基板５０８を加熱する段階は、図５Ｅのドーパント領域５２０に示すように、基板５０８を、材料層５０６により被覆されない基板５０８の表面もしくはその近傍において、気体Ｎ型ドーパント源の存在下で加熱し、当該気体Ｎ型ドーパント源をドープする段階を有する。
バックコンタクトソーラーセルの製造方法およびその装置を開示した。本発明のある実施形態によると、バックコンタクトソーラーセルの製造方法は、基板の上に配置された材料層の上に、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を形成する段階を備える。Ｎ型ドーパント源層は、Ｐ型ドーパント源層から離間されている。Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を加熱する。その後、Ｎ型およびＰ型のドーパント源層の間において材料層にトレンチを形成する。追加的な実施形態では、トレンチの形成後に、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を除去する。別の追加的な実施形態では、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層の除去後に、基板を加熱する。
［項目１］
バックコンタクトソーラーセルの製造方法であって、
基板の上に配置された材料層の上に、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を、上記Ｎ型ドーパント源層が上記Ｐ型ドーパント源層から離間されるように形成する段階と、
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階と、
その後に、上記Ｎ型ドーパンｓト源層と上記Ｐ型ドーパント源層との間において、上記材料層にトレンチを形成する段階とを備える製造方法。
［項目２］
上記トレンチを形成する段階の後に、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階をさらに備える項目１に記載の製造方法。
［項目３］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階の後に、上記基板を加熱する段階をさらに備える項目２に記載の製造方法。
［項目４］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を形成する段階は、インクジェットデポジション技術を用いる段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目５］
上記インクジェットデポジション技術を用いる段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を同時に形成する段階を含む項目４に記載の製造方法。
［項目６］
上記インクジェットデポジション技術を用いる段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を別々の時刻に形成する段階を含む項目４に記載の製造方法。
［項目７］
上記基板の上に配置された上記材料層の上に、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を形成する段階は、単結晶シリコン基板の上に配置された多結晶シリコン層の上に接するように、それぞれリンドープケイ酸塩ガラス層およびボロンドープケイ酸塩ガラス層を形成する段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目８］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、上記材料層の複数の部分に、Ｎ型ドーパントおよびＰ型ドーパントをそれぞれ移動させる段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目９］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、摂氏約９５０℃の温度もしくはその近傍で加熱する段階を有する項目８に記載の製造方法。
［項目１０］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層の両方を硬化させる段階を有する項目８に記載の製造方法。
［項目１１］
上記材料層に上記トレンチを形成する段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層の間隔に実質的に等しい幅を有するトレンチを、上記材料層を貫通させて上記基板の途中まで形成する段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目１２］
上記トレンチを形成する段階は、上記材料層により被覆されない上記基板の表面を、テクスチャ化表面によりテクスチャ化する段階を有する項目１１に記載の製造方法。
［項目１３］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階は、フッ化水素酸ウェットエッチング技術を用いる段階を有する項目２に記載の製造方法。
［項目１４］
上記基板を加熱する段階は、上記基板を、上記材料層により被覆されない上記基板の表面もしくはその近傍において、気体Ｎ型ドーパント源の存在下で加熱し、上記気体Ｎ型ドーパント源をドープする段階を有する項目３に記載の製造方法。
［項目１５］
基板の上に配置された材料層と、
上記材料層内に配置されたトレンチと、
を備え、
上記トレンチは、上記材料層のＮ型領域およびＰ型領域を分離し、
上記Ｐ型領域は、上記トレンチに直に隣接する部分におけるドーパント濃度が、上記Ｐ型領域の中心部におけるドーパント濃度と実質的に等しいバックコンタクトソーラーセル。
［項目１６］
上記材料層は、多結晶シリコン層であり、
上記基板は、単結晶シリコン基板であり、
上記Ｐ型領域は、ボロンドーパント不純物原子を含み、
上記Ｎ型領域は、リンドーパント不純物原子を含む項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１７］
上記トレンチは、上記材料層を貫通して上記基板の途中まで配置される項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１８］
上記材料層により被覆されない上記基板の表面は、テクスチャ化表面を含む項目１７に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１９］
上記基板は、上記材料層により被覆されない上記基板の表面もしくはその近傍にＮ型ドーパントを含む項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目２０］
上記材料層と上記基板との間に直に配置される誘電体膜をさらに備える項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１］
バックコンタクトソーラーセルの製造方法であって、
基板の上に配置された材料層の上に、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を、上記Ｎ型ドーパント源層が上記Ｐ型ドーパント源層から離間されるように形成する段階と、
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階と、
その後に、上記Ｎ型ドーパンｓト源層と上記Ｐ型ドーパント源層との間において、上記材料層にトレンチを形成する段階とを備える製造方法。
［項目２］
上記トレンチを形成する段階の後に、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階をさらに備える項目１に記載の製造方法。
［項目３］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階の後に、上記基板を加熱する段階をさらに備える項目２に記載の製造方法。
［項目４］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を形成する段階は、インクジェットデポジション技術を用いる段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目５］
上記インクジェットデポジション技術を用いる段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を同時に形成する段階を含む項目４に記載の製造方法。
［項目６］
上記インクジェットデポジション技術を用いる段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を別々の時刻に形成する段階を含む項目４に記載の製造方法。
［項目７］
上記基板の上に配置された上記材料層の上に、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を形成する段階は、単結晶シリコン基板の上に配置された多結晶シリコン層の上に接するように、それぞれリンドープケイ酸塩ガラス層およびボロンドープケイ酸塩ガラス層を形成する段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目８］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、上記材料層の複数の部分に、Ｎ型ドーパントおよびＰ型ドーパントをそれぞれ移動させる段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目９］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、摂氏約９５０℃の温度もしくはその近傍で加熱する段階を有する項目８に記載の製造方法。
［項目１０］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層の両方を硬化させる段階を有する項目８に記載の製造方法。
［項目１１］
上記材料層に上記トレンチを形成する段階は、上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層の間隔に実質的に等しい幅を有するトレンチを、上記材料層を貫通させて上記基板の途中まで形成する段階を有する項目１に記載の製造方法。
［項目１２］
上記トレンチを形成する段階は、上記材料層により被覆されない上記基板の表面を、テクスチャ化表面によりテクスチャ化する段階を有する項目１１に記載の製造方法。
［項目１３］
上記Ｎ型ドーパント源層および上記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階は、フッ化水素酸ウェットエッチング技術を用いる段階を有する項目２に記載の製造方法。
［項目１４］
上記基板を加熱する段階は、上記基板を、上記材料層により被覆されない上記基板の表面もしくはその近傍において、気体Ｎ型ドーパント源の存在下で加熱し、上記気体Ｎ型ドーパント源をドープする段階を有する項目３に記載の製造方法。
［項目１５］
基板の上に配置された材料層と、
上記材料層内に配置されたトレンチと、
を備え、
上記トレンチは、上記材料層のＮ型領域およびＰ型領域を分離し、
上記Ｐ型領域は、上記トレンチに直に隣接する部分におけるドーパント濃度が、上記Ｐ型領域の中心部におけるドーパント濃度と実質的に等しいバックコンタクトソーラーセル。
［項目１６］
上記材料層は、多結晶シリコン層であり、
上記基板は、単結晶シリコン基板であり、
上記Ｐ型領域は、ボロンドーパント不純物原子を含み、
上記Ｎ型領域は、リンドーパント不純物原子を含む項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１７］
上記トレンチは、上記材料層を貫通して上記基板の途中まで配置される項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１８］
上記材料層により被覆されない上記基板の表面は、テクスチャ化表面を含む項目１７に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目１９］
上記基板は、上記材料層により被覆されない上記基板の表面もしくはその近傍にＮ型ドーパントを含む項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
［項目２０］
上記材料層と上記基板との間に直に配置される誘電体膜をさらに備える項目１５に記載のバックコンタクトソーラーセル。
Claims (9)
- バックコンタクトソーラーセルの製造方法であって、
基板の上に配置された材料層の上に、Ｎ型ドーパント源層およびＰ型ドーパント源層を、前記Ｎ型ドーパント源層が前記Ｐ型ドーパント源層から離間されるように形成する段階と、
前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階と、
その後に、前記Ｎ型ドーパント源層と前記Ｐ型ドーパント源層との間において、前記材料層を貫通するトレンチを形成する段階と
を備える製造方法。 - 前記トレンチを形成する段階の後に、前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階をさらに備える請求項１に記載の製造方法。
- 前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を除去する段階の後に、前記基板を加熱する段階をさらに備える請求項２に記載の製造方法。
- 前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を形成する段階は、インクジェットデポジション技術を用いる段階を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記基板の上に配置された前記材料層の上に、前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を形成する段階は、単結晶シリコン基板の上に配置された多結晶シリコン層の上に接するように、それぞれリンドープケイ酸塩ガラス層およびボロンドープケイ酸塩ガラス層を形成する段階を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、前記材料層の複数の部分に、Ｎ型ドーパントおよびＰ型ドーパントをそれぞれ移動させる段階を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層を加熱する段階は、前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層の両方を硬化させる段階を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記材料層に前記トレンチを形成する段階は、前記Ｎ型ドーパント源層および前記Ｐ型ドーパント源層の間隔に等しい幅を有するトレンチを、前記材料層を貫通させて前記基板の途中まで形成する段階を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記トレンチを形成する段階は、前記材料層により被覆されない前記基板の表面を、テクスチャ化表面によりテクスチャ化する段階を有する請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法。
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