JP2015109361A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 効率的に製造することが可能な太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】 シリコン基板の少なくとも片面の一部に誘電体膜を形成する工程と、誘電体膜上の一部または全部にp型拡散ドーピング剤を塗布する工程と、n型ドーパントとp型ドーパントを一回の熱処理により拡散させる工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。上記の拡散させる工程よりも前に、シリコン基板における誘電体膜が形成されていない領域にn型拡散ドーピング剤を塗布する工程を、さらに備えることが好ましい。
【選択図】図1

Description

本発明は太陽電池の製造方法に関し、特にpn接合形成工程に関する。
近年、エネルギー資源の枯渇や大気中の二酸化炭素量の増加といった環境問題を解決するため、クリーンエネルギーの開発が盛んに行われている。特に、無尽蔵の太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる太陽電池は次世代のエネルギー源としての期待が高く、高効率化やコスト削減を目指した研究が広く行われている。
太陽電池の性能向上には、太陽光を効率よく基板内部に取り込むことが大切である。最近では、受光面における光吸収を減らすために、シリコン基板の受光面に電極を形成せず、裏面にのみ電極を形成した裏面接合型太陽電池が作製されるようになり、たとえば特許文献1や特許文献2に記載のような太陽電池の製造方法が開示されている。
これらの製造方法では、シリコン半導体基板上にパターン状のSiO層などの拡散抑制マスクをあらかじめ形成しておき、ドーピング処理を行うことでパターンニングされた拡散層を形成し、裏面接合型太陽電池を作製する。
特開2007−81300号公報 特開2012−94739号公報
しかしながら、これら従来の太陽電池の製造方法はn型拡散ドーパントとp型拡散ドーパントの拡散処理をそれぞれ別に行う。つまり、2回の拡散熱処理が必要であり、その都度拡散抑制マスクを形成する工程とドーピング処理後にマスクを除去する工程を含む。このため、工程数が多く煩雑となり、製造コストが高くなるという問題を抱えていた。本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、工程数を削減して、効率的に製造することが可能な太陽電池の製造方法を提供する。
上記の課題を解決すべく、本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法は、シリコン基板の少なくとも片面の一部に誘電体膜を形成する工程と、誘電体膜上の一部または全部にp型拡散ドーピング剤を塗布する工程と、n型ドーパントとp型ドーパントを一回の熱処理により拡散させる工程とを含む。
本発明では、拡散させる工程よりも前に、シリコン基板における誘電体膜が形成されていない領域にn型拡散ドーピング剤を塗布する工程を、さらに備えることが好ましい。また、誘電体膜はシリコン酸化膜であることが好ましい。また、誘電体膜の厚さは10〜150nmであることが好ましい。
本発明では、p型ドーパントはボロン、n型ドーパントはリンであることが好ましい。
本発明では、誘電体膜の一部をリン酸を含んだペーストで除去する工程をさらに含むことが好ましい。
本発明では、n型ドーパントが拡散する領域とp型ドーパントが拡散する領域とはシリコン基板の同一面上にあることが好ましい。
本発明の第1実施形態に係る裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を示すフロー図である。 本発明の第2実施形態に係る両面接合型太陽電池の製造方法の一例を示すフロー図である。 実施例及び比較例に共通の作製プロセスを示すフロー図である。 実施例における図3のプロセスの後続のプロセスを示すフロー図である。 比較例における図3のプロセスの後続のプロセスを示すフロー図である。 図4または図5のプロセスに後続する実施例及び比較例に共通のプロセスを示すフロー図である。
前述の通り、従来の太陽電池の製造方法はn型拡散ドーパントとp型拡散ドーパントの拡散処理をそれぞれ別に行うため、2回の拡散熱処理が必要であり、その都度拡散抑制マスクを形成する工程とドーピング処理後にマスクを除去する工程を含むため、工程数が多く煩雑な上、製造コストが高くなるという問題を抱えていた。
本発明者らは鋭意研究の結果、10〜150nmの誘電体膜をシリコン基板上に形成させた状態で、ボロン(ホウ素)を含有するp型拡散ドーピング剤およびリンを含有するn型拡散ドーピング剤を熱拡散させると、ボロンドーパントは誘電体膜が存在してもシリコン基板中に拡散するが、リンドーパントは誘電体膜に拡散を阻害され、シリコン基板中へは拡散が起こらないことを発見した。この現象を利用することで従来2回の拡散熱処理が必要であった工程を1回の拡散熱処理で済ますことができ工程数を大幅に省略することができる。
[第1実施形態]
以下、図1を用いて本発明の第1実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、半導体基板100を用意する(図1(a))。 半導体基板100は例えば、高純度シリコンにホウ素あるいはガリウムのような3族元素をドープし、比抵抗0.1〜5Ω・cmとしたアズカット単結晶{100}p型シリコン基板が使用できる。
半導体基板100は単結晶だけでなく多結晶の基板を用いてもよく、またp型シリコン基板でなくてもn型シリコン基板を用いてもよい。
この半導体基板100の表面のスライスダメージを、濃度5〜60%の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのような高濃度のアルカリ、もしくは、ふっ酸と硝酸の混酸などを用いてエッチングし、引き続き、基板表面にランダムピラミット構造を有するテクスチャを形成する(図1(b))。なお、図中ではテクスチャの凹凸構造は省略して描かれている。
テクスチャは太陽電池の反射率を低下させるための有効な方法である。テクスチャは、加熱した水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ溶液(濃度1〜10%、温度60〜100℃)中に10分から30分程度浸漬することで形成される。上記溶液中に、所定量の2−プロパノールを溶解させ、反応を促進させることが好ましい。テクスチャを形成後は、純水でリンス洗浄し次工程に移る。
テクスチャ形成後、塩酸、硫酸、硝酸、ふっ酸等、もしくはこれらの混合液の酸性水溶液中で基板を洗浄する。経済的及び効率的見地から、塩酸中で洗浄することが好ましい。清浄度を向上するため、塩酸溶液中に、0.5〜5%の過酸化水素を混合させ、60〜90℃に加温して洗浄してもよい。その後基板は純水にてリンスし、基板を乾燥することで太陽電池用基板101が得られる。
次に、太陽電池用基板101の両面に誘電体膜102を形成する(図1(c))。誘電体膜102としては、例えば熱酸化処理によるシリコン酸化膜が用いられる。例えば酸素雰囲気の900〜1100℃の高温熱処理炉にて4分〜7時間熱処理することで太陽電池用基板101に厚さ10〜150nmの熱酸化膜が形成される。
酸化膜の形成方法には、酸素を用いたドライ酸化以外にも、ウェット酸化、パイロジェニック酸化の他、HClやCl等のガスを導入するなどの方法があり、いずれの方法を用いてもよい。
また、誘電体膜102は、例えばシロキサン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、オルトケイ酸テトラエチル等を単独もしくはこれらを混合した塗布剤を基板全面に塗布し、100〜300℃程度のホットプレートで数分乾燥させて形成してもよいし、常圧CVDなどを用いて酸化膜を形成してもよい。
誘電体膜102が形成された後には、例えばリン酸を含有したエッチングペースト103を、ディスペンサーを用いて塗布し(図1(d))、誘電体膜102の一部に開口部104を形成する、(図1(e))。なお、エッチングペースト103は印刷により塗布してもよい。
また、開口部104の形成にはフォトリソグラフィ技術を用いてもよく、フッ化水素酸を微量含んだ塗布液をインクジェット印刷しても開口部104は形成することができる。なお、開口部104は幅50〜400μm程度が好ましく、1〜5mm間隔で形成するのが好ましい。
その後、誘電体膜102のうち開口部104を設けていない領域に例えばボロンを含有したp型拡散ドーピング剤106をディスペンサーか印刷により塗布する。ここでもペーストは印刷により塗布しても構わない。ボロン以外にもガリウム、インジウムといった3価の元素を含むp型拡散ドーピング剤を用いてもよいが、コスト面からボロンを含有するp型拡散ドーピング剤を用いるのが好ましい。
このp型拡散ドーピング剤106の幅は50〜1000μm程度が好ましく、1〜5mm間隔で形成するのが好ましい。また、p型拡散ドーピング剤106の印刷位置は開口部104から少なくとも10μm程度離間することが好ましい。
さらに、前記開口部104上に例えばリンを含有したn型拡散ドーピング剤105をディスペンサーか印刷により塗布する(図1(f))。リン以外にもヒ素、アンチモンといった5価の元素を含むn型拡散ドーピング剤105を用いてもよいが、コスト面や材料の取り扱い易さの観点からリンを含有するn型拡散ドーピング剤105を用いることが好ましい。
次に、図1(f)の状態で拡散熱処理を行う。p型拡散ドーピング剤106の直下には誘電体膜102が存在するが、150nmまでの誘電体膜厚であれば熱拡散時、ボロン等の3価のp型ドーパントは誘電体膜102を透過し半導体基板中に拡散することができ、p型ドーパント領域108を形成することができる。
一方、リン等の5価のn型拡散ドーピング剤105は例えば五酸化二リンといったn型ドーパントを含んだ酸化物が熱処理時ペースト中から飛散し、ペースト印刷部以外の領域にn型ドーピング領域を形成してしまうことがあるが、本発明のようにn型拡散ドーピング剤105を塗布する領域以外に誘電体膜102を形成しておくと、この誘電体膜102がp型ドーパントの基板中への拡散を阻害することができ、図1(g)に示すようにp型ドーピング領域108とn型ドーピング領域107をペースト塗布直下部にのみ形成することができる。
なお、熱処理は例えばアルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気の800〜1000度の熱処理炉にて10〜120分程度行うことが好ましく、ガスには酸素を混ぜた混合ガスを用いてもよい。
また、リンを含有するn型拡散ドーピング剤105は、オキシ塩化リン等を用いた気相拡散法により形成してもよいし、リンを含有するn型拡散ドーピング剤105をスピン塗布し熱処理して形成してもよい。
拡散工程の後、表面に形成したp型ドーパントおよび/またはn型ドーパントを含んだガラス層及び誘電膜102を数%〜数十%のふっ酸等で除去する(図1(h))。
次に、基板の表面(受光面)に反射防止膜109を形成し、裏面(非受光面)に保護膜110を形成する(図1(i))。反射防止膜109および保護膜110として、例えば熱酸化膜が用いられる。熱酸化膜を用いることで、表面のパッシベーション効果が高まり、変換効率向上にも貢献する。熱酸化膜の形成方法は、950〜1100℃で5〜120分程度のドライ酸化、ウェット酸化、パイロジェニック酸化の他、HClやCl等のガスを導入するなどいずれの方法でもよい。これらいずれかの方法により、受光面に90〜150nmのシリコン酸化膜を形成する。この範囲から外れると反射率が高くなってしまい、短絡電流が低下してしまう等の不具合が生じる。
反射防止膜109としては熱酸化膜の他にSiN(窒化シリコン)膜を用いてもよい。SiN膜を製膜する方法としては、例えばプラズマCVD装置を用いSiN膜を約100nm製膜する方法がある。反応ガスとして、モノシラン(SiH)およびアンモニア(NH)を混合して用いることが多いが、NHの代わりに窒素を用いてもよい。
パッシベーション効果と反射防止の観点から、パッシベーション膜として機能する酸化膜と反射防止膜として機能するSiN膜の両方を積層して形成してもよい。
次に、電極の形成を行う(図1(j))。n型ドーピング領域107上にn型電極111を、p型ドーピング領域108上にp型電極112を形成する。これらの電極は蒸着法、スパッタ法、メッキ法、インクジェット法、スクリーン印刷法いずれかの方法で形成できる。スクリーン印刷法の場合は、銀(Ag)粉末とガラスフリットを有機物バインダと混合した銀ペーストをスクリーン印刷した後、熱処理によりSiN膜に銀粉末を貫通させ(ファイアースルー)、電極とシリコンを導通させる。
以上で説明したように、本実施形態では熱拡散処理時に、開口部104以外の領域が誘電膜102で覆われているため、開口部104以外の領域にn型ドーピング領域が形成されることは一切起こらない。そのため、従来の太陽電池の製造方法において、n型拡散ドーピング剤105とp型拡散ドーピング剤106とについて別々に2回に分けて行う必要があった拡散熱処理を、1回の拡散熱処理とすることができる。
[第2実施形態]
上記の第1実施形態では、シリコン基板の受光面に電極を形成せず、裏面にのみ電極を形成した裏面接合型太陽電池の製造工程に本発明の製造方法を適用した例を説明したが、この他にも、本発明の太陽電池の製造方法は片面にエミッタ、反対の面がベースで構成される太陽電池の製造工程でも用いることができる。以下、図2を用いて本発明の第2実施形態を説明する。
第1実施形態において説明したのと同様の方法で半導体基板200に対し、ダメージ層除去及びテクスチャ構造の形成を行い得られた太陽電池用基板201の両面に誘電体膜202の形成を行う(図2(a)〜(c))。
次に誘電膜202の片面の一部に開口部204を形成する。なお、以後開口部204を設けた面を裏面(非受光面)とし、反対の面を表面(受光面)と表現する。ここでも例えばリン酸を含有したエッチングペースト203をディスペンサーを用いて塗布するか印刷し(図2(d))、誘電体膜202の一部に開口部204を形成することができる(図2(e))。開口部204は、フォトリソグラフィ技術を用いて形成してもよく、フッ化水素酸を微量含んだ塗布液をインクジェット印刷しては形成してもよい。なお、開口部204の幅は50〜400μm程度が好ましく、1〜5mm間隔で形成するのが好ましい。
次に、形成された開口部204上に例えばリンを含有したn型拡散ドーピング剤205をディスペンサーで塗布し、または印刷する(図2(f))。リン以外にもヒ素やアンチモンといった5価の元素を含んだn型拡散ドーピング剤205を用いてもよいが、コスト面や材料の取り扱い易さの観点からリンを含有したn型拡散ドーピング剤205を用いることが好ましい。
ここでの印刷処理はパターン状でなくてもn型拡散ドーピング剤205を裏面(非受光面)の全面に印刷してもよく、またn型拡散ドーピング剤205を裏面(非受光面)の全面にスピン塗布してもよい。
また、ここではn型拡散ドーピング剤205を裏面に付与せず開口部204だけを設けておき、次工程にてオキシ塩化リン等を用いて気相拡散を行ってもよい。
一方、表面(受光面)には、例えばボロンを含有したp型拡散ドーピング剤206をディスペンサーを用いて塗布し、または印刷する。ボロンの他、ガリウム、インジウムといった3価の元素を含んだp型拡散ドーピング剤206を用いてもよいが、コスト面からボロンを含有したp型拡散ドーピング剤206を用いるのが好ましい。
この際、p型拡散ドーピング剤206の幅は50〜1000μm程度が好ましく、1〜5mm間隔で形成するのが好ましい。なお、ここでは表面(受光面)の全面にペーストを塗布してもよく、p型拡散ドーピング剤206を表面(受光面)の全面にスピン塗布してもよい。
以上のような処理により図2(f)に示したようにn型拡散ドーピング剤205およびp型拡散ドーピング剤206が塗布された状態で、拡散熱処理を行う。p型拡散ドーピング剤206の直下には誘電体膜202が存在するが、前述した通り150nmまでの膜厚であれば熱拡散時、ボロン等の3価のp型ドーパントは誘電体膜202を透過し半導体基板中に拡散することができ、p型ドーパント領域208を形成することができる。一方、誘電体膜202が形成されていない部分にはn型ドーピング領域207を形成することができる(図2(g))。
前述のとおり、リン等の5価のn型拡散ドーピング剤205はn型ドーパントを含んだ酸化物が熱処理時ペースト中から飛散し、ペースト塗布部以外の領域にn型ドーピング領域207を形成してしまうことがあるが、本実施形態では、n型拡散ドーピング剤205を印刷する領域以外に誘電体膜2020を形成しておくことにより、この誘電体膜202がn型ドーパントの基板中への拡散を阻害することができる。
なお、熱処理は例えばアルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気の800〜1000度の熱処理炉にて10〜120分程度行うことが望ましく、ガスには酸素を混ぜた混合ガスを用いてもよい。
拡散工程の後、表面に形成したpドーパントおよび/またはnドーパントを含んだガラス層及び誘電膜202を数%〜数十%のふっ酸等で除去する(図2(h))。
次に、基板の表面に反射防止膜209を裏面に保護膜210の形成を行う(図2(i))。反射防止膜209として例えば熱酸化膜を用いるとよい。熱酸化膜を用いることで、パッシベーション効果が高まり、変換効率向上に貢献する。熱酸化膜の形成方法は、950〜1100℃で5〜120分程度のドライ酸化、ウェット酸化、パイロジェニック酸化の他、HClやCl等のガスを導入するなどいずれの方法でもよい。これらいずれかの方法により、受光面に90〜150nmのシリコン酸化膜を形成する。この範囲から外れると反射率が高くなってしまい、短絡電流が低下してしまう等の不具合が生じる。
反射防止膜209としては熱酸化膜の他にSiN膜を用いてもよい。SiN膜を製膜する方法としては、例えばプラズマCVD装置を用いてSiN膜を約100nm製膜する方法がある。反応ガスとして、モノシラン(SiH)およびアンモニア(NH)を混合して用いることが多いが、NHの代わりに窒素を用いてもよい。パッシベーション効果と反射防止の観点から、高効率の太陽電池を作製するには、パッシベーション膜として機能する酸化膜と反射防止膜として機能するSiN膜の両方を形成してもよい。
次に、電極の形成を行う(図2(j))。n型ドーピング領域207上にn型電極211を、p型ドーピング領域208上にp型電極212を形成する。これらは蒸着法、スパッタ法、メッキ法、インクジェット法、スクリーン印刷法いずれかの方法で形成できる。スクリーン印刷法の場合は、銀粉末とガラスフリットを有機物バインダと混合した銀ペーストをスクリーン印刷した後、熱処理によりSiN膜に銀粉末を貫通させ(ファイアースルー)、電極とシリコンを導通させる。
裏面(非受光面)も受光面と同様のくし型電極とすれば、両面型太陽電池として利用することもできる。このようにして、本発明は裏面接合型の太陽電池だけでなく片面をエミッタ、もう一方の面がペースで構成される太陽電池の製造工程に用いることができる。
前述した通り、従来の太陽電池の製造方法において、n型拡散ドーピング剤205とp型拡散ドーピング剤206とについて別々に2回に分けて行う必要があった拡散熱処理を、1回の拡散熱処理とすることができる。この製造方法においても、熱拡散処理時、開口部204以外の領域は誘電膜202で覆われるため、開口部204以外の領域にn型ドーピング領域が形成されることは一切起こらず、それによる特性の低下が起らなくなる。
本発明の有効性を確認するため、上記の実施形態に記載の太陽電池の製造方法を用いて、実際に裏面接合型の太陽電池を作製した。実施例及び比較例に共通の作製プロセスを図3に示す。また、実施例における図3のプロセスの後続のプロセスを図4に示す。また、比較例における図3のプロセスの後続のプロセスを図5に示す。さらに、図4または図5のプロセスに後続する実施例及び比較例に共通のプロセスを図6に示す。以下、図3から図6を参照して実施例及び比較例の説明を行う。
厚さ200μm、比抵抗1Ω・cmの、リンドープ{100}n型アズカットシリコン基板300を用意し、熱濃水酸化カリウム水溶液によりダメージ層を除去した(図3(a))後、基板300を水酸化カリウム/2−プロパノール水溶液中に浸漬しテクスチャを形成した。なお、図中ではテクスチャの凹凸構造は省略して描かれている。続いて基板300を塩酸/過酸化水素混合溶液中で洗浄し、太陽電池用基板301を100枚用意した(図3(b))。
その後、得られた太陽電池用基板301を酸素雰囲気下1000℃の熱処理炉にて90分間熱処理し基板の両面に70nmのシリコン酸化膜302を形成した(図3(c))。
次にリン酸含有のエッチングペースト303をディスペンサーを用いて塗布し(図3(d))、開口部304を形成した。開口部304は、幅を200μm、間隔を1.5mmとしたライン状に形成した(図3(e))。
その後、開口部304にリンを含有したn型拡散ドーピング剤305を同じくディスペンサーを用いて塗布した(図3(f))。
ここまで処理した基板のうち50枚の基板300に対し実施例の方法にて処理し(図4(a)、(b))、残りの50枚に対しては比較例の方法にて処理し(図5(a)〜(g))、実施例および比較例の製造方法で作製した太陽電池を各50枚作製した。以下それぞれの製造方法について図を用いながら述べる。
[実施例]
図3(f)まで処理した50枚の基板300に対し、ボロン含有p型拡散ドーピング剤306をディスペンサーを用いて塗布した。また、p型拡散ドーピング剤306は、幅を400μm、間隔を1.5mmとしたライン状のものを形成し、n型拡散ドーピング剤305とは200μmの間隔を空けて形成した(図4(a))。
この状態にて熱拡散処理を行った(図4(b))。熱拡散処理は950℃のアルゴン雰囲気の熱処理炉にて30分間処理した。
[比較例]
比較例では、図3(f)まで処理した基板50枚を一旦、拡散熱処理しn型ドーピング領域307を形成した(図5(a))。熱拡散処理は950℃のアルゴン雰囲気の熱処理炉にて30分間処理した。
次に拡散熱処理によって形成されたリンガラス層を10%のフッ酸溶液に浸漬させ除去した(図5(b))。
その後、もう一度熱酸化膜302の形成を行った。この処理は図3(c)と同様の熱処理を実施し、基板の両面に70nmのシリコン酸化膜302を再度形成した(図5(c))。
次に、再びリン含有のエッチングペースト303をディスペンサーを用いて塗布し(図5(d))、開口部304を形成した(図5(e))。なお、ここでは開口部304としては、幅を400μm、間隔を1.5mmとしたライン状のものを形成し、図5(a)で形成したn型ドーピング領域307とは200μmの間隔を空けて形成した。
その後、開口部304部にボロンを含有したp型拡散ドーピング剤306を同じくディスペンサーを用いて塗布し(図5(f))、熱拡散処理した(図5(g))。熱拡散処理は950℃のアルゴン雰囲気の熱処理炉にて30分間行った。
このように実施例及び比較例の方法で処理された基板各50枚を10%のフッ酸溶液に浸漬させ、基板表面に残る酸化膜302、リンガラス層及びボロンガラス層の除去を行い、n型ドーピング領域307とp型ドーピング領域308が同一面に形成され基板を用意した(図6(a))。
その後、全ての基板に対し、反射防止膜309及び保護膜310を形成した(図6(b))まず、酸素雰囲気900℃の熱処理炉にて40分間熱処理し基板の両面に熱酸化膜を形成し、その後プラズマCVD装置を用いて基板両面に80nm程度のSiN膜を堆積させることにより、反射防止膜309及び保護膜310を形成した。
続いて、n型ドーピング領域307上にn型電極311を、p型ドーピング領域308上にp型電極312を形成した(図6(c))。銀粉末とガラスフリットが含まれた銀電極ペーストをスクリーン印刷し、熱処理によりSiN膜に銀粉末を貫通させ(ファイアースルー)、電極とシリコンを導通させることでn型電極311およびp型電極312を形成した。
以上のようにして作製された太陽電池を25℃、100mW/cm、スペクトルAM1.5グローバルの擬似太陽光照射時の電気特性測定結果(各50枚の平均値))を表1に示す。
本願記載の太陽電池の製造方法を用いたことにより開放電圧が大幅に改善され変換効率の高い太陽電池が作製された。これは、比較例に比べ実施例では高温熱処理を行う回数が少なく、バルクライフタイムの低下が起こりづらかったためである。
また、熱処理時、n型ドーピング領域以外を誘電膜で保護することにより、n型ドーピング領域以外の領域にn型ドーピング領域が形成されることを防ぐことができ形状因子も増大させることができ、変換効率を更に増大させることができる。
以上で説明した太陽電池の製造方法を用いると、工程が大幅に省略できるだけでなく、太陽電池の変換効率も向上させることができる。
すなわち、製造工程が大幅に短縮できる。特に高温熱処理工程の回数を減らせるためバルクライフタイムの低下を防ぐことができ開放電圧が増大し変換効率を高くすることができる。
また、通常、一度の拡散熱処理でn型ドーピング領域とp型ドーピング領域を形成しようとすると、ドーパントのオートドープにより拡散パターンの形成が制御不能になり、太陽電池特性が著しく低下していたが、本願記載の太陽電池の製造方法では、n型ドーピング領域を形成する領域以外を誘電膜で保護しているためp型、n型それぞれのドーパントを選択的に基板中に拡散させることができる。これによって、形状因子の増大にも寄与し、変換効率を更に増大させることができる。
本願発明に係る太陽電池の製造方法は、工程数を削減して、効率的に製造することを可能とする。
100、200、300・・・半導体基板
101、201、301・・・太陽電池用基板
102、202、302・・・誘電体膜
103、203、303・・・エッチングペースト
104、204、304・・・開口部
105、205、305・・・n型拡散ドーピング剤
106、206、306・・・p型拡散ドーピング剤
107、207、307・・・n型ドーピング領域
108、208、208・・・p型ドーピング領域
109、209、309・・・反射防止膜
110、210、310・・・保護膜
111、211、311・・・n型電極
112、212、312・・・p型電極

Claims (7)

  1. シリコン基板の少なくとも片面の一部に誘電体膜を形成する工程と、
    前記誘電体膜上の一部または全部にp型拡散ドーピング剤を塗布する工程と、
    n型ドーパントとp型ドーパントを一回の熱処理により拡散させる工程と
    を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
  2. 前記拡散させる工程よりも前に、前記シリコン基板における前記誘電体膜が形成されていない領域にn型拡散ドーピング剤を塗布する工程を、さらに備える
    請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 前記誘電体膜はシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 前記誘電体膜の厚さは10〜150nmであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 前記p型ドーパントはボロン、前記n型ドーパントはリンであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 前記誘電体膜の一部をリン酸を含んだペーストで除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記n型ドーパントが拡散する領域と前記p型ドーパントが拡散する領域とは前記シリコン基板の同一面上にあることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
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