JP2015118979A - Solar cell and method of manufacturing solar cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell in which photoelectric conversion efficiency is enhanced by reducing the contact resistance, and to provide a method of manufacturing a solar cell in which the masking process is reduced.SOLUTION: In a solar cell having, on the first principal surface of a first conductivity type semiconductor substrate, a first conductivity type layer of the same conductivity type as the first conductivity type and a second conductivity type layer of the conductivity type opposite from the first conductivity type, irregularities are provided on the surface of the first conductivity type layer and the second principal surface of the semiconductor substrate.

Description

本発明は、太陽電池および太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing a solar cell.

潜在的に高い光電変換効率を有する太陽電池として裏面電極型太陽電池がある。図4は、一般的な裏面電極型太陽電池の断面模式図である。図4に示すように、裏面電極型太陽電池200は、シリコン等の半導体基板201に対し、ベース層205およびエミッタ層203が同一面内に配置される構造をしており、これらの上に正負の電極209および210が配置されている。図4のように、同一面内に2つの拡散層(エミッタ層203およびベース層205)を設ける必要があるため、製造工程においては、相互拡散を避けるためシリコン酸化膜等で拡散マスクを形成したりする必要がある。   There is a back electrode type solar cell as a solar cell having a potentially high photoelectric conversion efficiency. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a general back electrode type solar cell. As shown in FIG. 4, the back electrode type solar cell 200 has a structure in which a base layer 205 and an emitter layer 203 are arranged in the same plane with respect to a semiconductor substrate 201 such as silicon, and positive and negative are formed on these layers. Electrodes 209 and 210 are arranged. As shown in FIG. 4, since it is necessary to provide two diffusion layers (emitter layer 203 and base layer 205) in the same plane, a diffusion mask is formed with a silicon oxide film or the like in the manufacturing process to avoid mutual diffusion. It is necessary to do.

受光面側には、通常反射率低減のためにテクスチャと呼ばれる微細な凹凸204aが形成され、さらにこの上に反射防止膜208が設けられる。また、裏面には、裏面パッシベーション層207が設けられる。前述のとおり、電極はすべて裏面側に配置されるため、電極による入射光のロスがなくなり、高い光電変換効率を示す。また、さらに変換効率を高めるため、基板表面に、基板の導電型と同じ電界層(FSF(Front Surface Field)層206)を設けることもある。FSF層については、特許文献1〜3などで公知の方法となっている。   On the light receiving surface side, fine unevenness 204a called texture is usually formed for reducing the reflectance, and an antireflection film 208 is further provided thereon. A back surface passivation layer 207 is provided on the back surface. As described above, since all the electrodes are disposed on the back surface side, loss of incident light due to the electrodes is eliminated, and high photoelectric conversion efficiency is exhibited. In order to further increase the conversion efficiency, an electric field layer (FSF (Front Surface Field) layer 206) having the same conductivity type as the substrate may be provided on the substrate surface. The FSF layer is a known method in Patent Documents 1 to 3 and the like.

上記エミッタ層、ベース層、FSF層の形成方法としては、熱拡散法が広く用いられる。例えば、基板上にエミッタ層を形成する際には、基板を熱処理炉に入れ、基板がn型の場合はp型の拡散源として、B、Al、Ga等、基板がp型の場合はn型の拡散源として、P、As、Sb等を用い、拡散源毎に所定の温度、時間滞留させて基板の表面から熱拡散させることで拡散層が形成される。   A thermal diffusion method is widely used as a method for forming the emitter layer, the base layer, and the FSF layer. For example, when an emitter layer is formed on a substrate, the substrate is put in a heat treatment furnace, and when the substrate is n-type, it is a p-type diffusion source, such as B, Al, Ga, etc. n when the substrate is p-type A diffusion layer is formed by using P, As, Sb, or the like as the diffusion source of the mold and allowing the diffusion source to stay for a predetermined temperature and time and thermally diffuse from the surface of the substrate.

特開平3−285360号公報JP-A-3-285360 特開2008−186927号公報JP 2008-186927 A 特開2011−159783号公報JP 2011-159783 A 特開2010−161310号公報JP 2010-161310 A

裏面電極型太陽電池においては、ベース層205の占有面積は小さい方が光生成キャリアの収集効率は向上する。しかしながら、ベース面積を小さくしていくと、電極との接触面積が減少しコンタクト抵抗が増大して、結果的には変換効率の低下をもたらす。一方、電極との接着性を向上させるためには、表面積は大きい方が好ましい。従って、変換効率を高めるためには、ベース面積を小さくしながらも、ベース層の表面積を大きくし、コンタクト抵抗を維持する必要があった。   In the back electrode type solar cell, the collection efficiency of photogenerated carriers is improved when the area occupied by the base layer 205 is smaller. However, as the base area is reduced, the contact area with the electrode decreases and the contact resistance increases, resulting in a decrease in conversion efficiency. On the other hand, in order to improve the adhesion to the electrode, it is preferable that the surface area be large. Accordingly, in order to increase the conversion efficiency, it is necessary to increase the surface area of the base layer and maintain the contact resistance while reducing the base area.

また、裏面電極型太陽電池は、上述のように相互拡散を避けるため、マスク工程が多く工数が多くなるという問題があった。これに対し、特許文献4では、裏面のパッシベーション膜を受光面テクスチャ形成のマスクとして利用する優れた発明が開示されている。しかしながら、この方法を用いても、2度のマスク形成、除去工程が生じ、簡易な方法とはいえなかった。   Further, the back electrode type solar cell has a problem that the number of man-hours is increased because the mask process is increased in order to avoid mutual diffusion as described above. On the other hand, Patent Document 4 discloses an excellent invention in which a passivation film on the back surface is used as a mask for forming a light receiving surface texture. However, even if this method is used, the mask forming and removing steps are generated twice, which is not a simple method.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、コンタクト抵抗を低減して光電変換効率を高めた太陽電池を提供することを目的とする。また、マスク工程の少ない太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the solar cell which reduced contact resistance and improved the photoelectric conversion efficiency. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of a solar cell with few mask processes.

上記課題を解決するため、本発明では、第一の導電型の半導体基板の第一主表面上に、前記第一の導電型と同じ導電型の第一導電型層及び前記第一の導電型と反対の導電型の第二導電型層を有する太陽電池であって、
前記第一導電型層の表面及び前記半導体基板の第二主表面上に凹凸を有するものであることを特徴とする太陽電池を提供する。
In order to solve the above problems, in the present invention, a first conductivity type layer of the same conductivity type as the first conductivity type and the first conductivity type on the first main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type. A solar cell having a second conductivity type layer opposite to the conductivity type,
Provided is a solar cell having irregularities on the surface of the first conductivity type layer and the second main surface of the semiconductor substrate.

このような太陽電池であれば、第一導電型層(ベース層)の表面積を大きくしつつ、第一主表面(裏面)全体に対する第一導電型層の占有面積(ベース面積)を小さくすることができる。その結果、コンタクト抵抗を低減して光電変換効率を高めた太陽電池とすることができる。   In such a solar cell, the area of the first conductivity type layer (base area) with respect to the entire first main surface (back surface) is reduced while increasing the surface area of the first conductivity type layer (base layer). Can do. As a result, a solar cell with reduced contact resistance and increased photoelectric conversion efficiency can be obtained.

また、前記凹凸の高さが1〜50μmであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the height of the unevenness is 1 to 50 μm.

本発明の太陽電池は、このような高さの凹凸を有することが、特に好適である。   It is particularly preferable for the solar cell of the present invention to have such height irregularities.

また、前記凹凸がテクスチャであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said unevenness | corrugation is a texture.

このような太陽電池であれば、第二主表面の反射率をより低下することができる。   With such a solar cell, the reflectance of the second main surface can be further reduced.

また、前記第二導電型層の表面が凹凸を有しないことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the surface of said 2nd conductivity type layer does not have an unevenness | corrugation.

このような太陽電池であれば、裏面電極型太陽電池としてより好ましい。   Such a solar cell is more preferable as a back electrode type solar cell.

更に本発明では、第一の導電型の半導体基板の第一主表面上の少なくとも一部に、前記第一の導電型と反対の導電型の第二導電型層を形成する工程と、
前記第一主表面上に、部分的にマスクを形成する工程と、
前記半導体基板上の第二主表面上及び前記第一主表面上の前記マスクが形成されていない部分に凹凸を形成する工程と、
前記凹凸が形成された部分の前記第一主表面上に、前記第一の導電型と同じ導電型の第一導電型層を形成する工程と
を有することを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。
Furthermore, in the present invention, a step of forming a second conductivity type layer of a conductivity type opposite to the first conductivity type on at least a part of the first main surface of the first conductivity type semiconductor substrate;
Partially forming a mask on the first main surface;
Forming irregularities on the second main surface on the semiconductor substrate and on the first main surface where the mask is not formed;
And a step of forming a first conductivity type layer of the same conductivity type as the first conductivity type on the first main surface of the portion where the irregularities are formed. provide.

このような太陽電池の製造方法であれば、コンタクト抵抗を低減して光電変換効率を高めた太陽電池を安定して得ることができる。また、従来の裏面電極型太陽電池の製造方法と比べて、マスク工程を減らすことができる。その結果、製造コストを減らし、生産性を向上させることができる。   With such a solar cell manufacturing method, a solar cell with reduced contact resistance and increased photoelectric conversion efficiency can be stably obtained. Moreover, a mask process can be reduced compared with the manufacturing method of the conventional back electrode type solar cell. As a result, manufacturing costs can be reduced and productivity can be improved.

また、前記第二導電型層を形成する工程において、前記第二導電型層を前記第一主表面の全面に形成し、前記マスクを形成する工程において、前記第一導電型層を形成する部分以外に前記マスクを形成することが好ましい。   In the step of forming the second conductivity type layer, the second conductivity type layer is formed on the entire surface of the first main surface, and in the step of forming the mask, the first conductivity type layer is formed. In addition to the above, it is preferable to form the mask.

このような太陽電池の製造方法であれば、第二導電型層(エミッタ層)形成時に第一主表面等にマスクを形成する必要がないため、製造工数を更に減らすことができる。   With such a method of manufacturing a solar cell, it is not necessary to form a mask on the first main surface or the like when forming the second conductivity type layer (emitter layer), so that the number of manufacturing steps can be further reduced.

また、前記第二導電型層を形成する工程において、前記第二導電型層を前記第一主表面に部分的に形成し、前記マスクを形成する工程において、前記第二導電型層上に前記マスクを形成することが好ましい。   In the step of forming the second conductivity type layer, the second conductivity type layer is partially formed on the first main surface, and in the step of forming the mask, the second conductivity type layer is formed on the second conductivity type layer. It is preferable to form a mask.

このような太陽電池の製造方法であれば、所望のパターンの第二導電型層を予め第一主表面に形成することができる。   If it is the manufacturing method of such a solar cell, the 2nd conductivity type layer of a desired pattern can be previously formed in a 1st main surface.

また、前記凹凸をテクスチャとすることが好ましい。   Moreover, it is preferable to make the said unevenness into a texture.

凹凸をテクスチャとすることによって、第二主表面の反射率がより低下した太陽電池を得ることができる。   By making the unevenness as a texture, a solar cell in which the reflectance of the second main surface is further reduced can be obtained.

また、前記テクスチャを、アルカリ性溶液に前記半導体基板を浸漬することにより形成することが好ましい。   The texture is preferably formed by immersing the semiconductor substrate in an alkaline solution.

このような方法であれば、容易にテクスチャを形成することができる。   With such a method, a texture can be easily formed.

また、前記第一導電型層及び前記第二導電型層を熱拡散により形成することが好ましい。   The first conductive type layer and the second conductive type layer are preferably formed by thermal diffusion.

このような方法であれば、製造コストの面で好ましい。   Such a method is preferable in terms of manufacturing cost.

本発明の太陽電池であれば、第一導電型層(ベース層)の表面積を大きくしつつ、第一主表面全体に対する第一導電型層の占有面積(ベース面積)を小さくすることができる。その結果、コンタクト抵抗を低減して光電変換効率を高めた太陽電池とすることができる。また、本発明の太陽電池の製造方法であれば、裏面電極型太陽電池において、工程を簡略化しながら、ベース層とFSF層が一度に形成でき、さらに、ベース面積は小さくなっても凹凸(例えばテクスチャ)が存在するためベース領域の表面積は増加し、電極とのコンタクト抵抗は低い状態で維持される。従って、これにより得られる太陽電池は高い光電変換効率を有する。   If it is the solar cell of this invention, the occupation area (base area) of the 1st conductivity type layer with respect to the whole 1st main surface can be made small, enlarging the surface area of a 1st conductivity type layer (base layer). As a result, a solar cell with reduced contact resistance and increased photoelectric conversion efficiency can be obtained. Further, according to the method for manufacturing a solar cell of the present invention, in the back electrode type solar cell, the base layer and the FSF layer can be formed at a time while simplifying the process. The surface area of the base region increases and the contact resistance with the electrode is kept low. Therefore, the solar cell obtained by this has high photoelectric conversion efficiency.

本発明の太陽電池の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the solar cell of this invention. 本発明の太陽電池の製造方法の実施態様の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the embodiment of the manufacturing method of the solar cell of this invention. 本発明の太陽電池の製造方法の実施態様の別の例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows another example of the embodiment of the manufacturing method of the solar cell of this invention. 一般的な裏面電極型太陽電池の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a general back electrode type solar cell.

以下、本発明をより詳細に説明する。
上記のように、コンタクト抵抗を低減して光電変換効率を高めた太陽電池が求められている。
The present invention will be described in detail below.
As described above, there is a need for solar cells that have reduced contact resistance and increased photoelectric conversion efficiency.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、第一の導電型の半導体基板の第一主表面上に、前記第一の導電型と同じ導電型の第一導電型層及び前記第一の導電型と反対の導電型の第二導電型層を有する太陽電池であって、
前記第一導電型層の表面及び前記半導体基板の第二主表面上に凹凸を有する太陽電池が、コンタクト抵抗が低く、光電変換効率に優れることを見出し、本発明の太陽電池を完成させた。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the first conductivity type of the same conductivity type as the first conductivity type is formed on the first main surface of the first conductivity type semiconductor substrate. A solar cell having a mold layer and a second conductivity type layer opposite to the first conductivity type,
The solar cell having irregularities on the surface of the first conductivity type layer and the second main surface of the semiconductor substrate was found to have low contact resistance and excellent photoelectric conversion efficiency, and the solar cell of the present invention was completed.

更に、上記のように、マスク工程の少ない太陽電池の製造方法が求められている。   Furthermore, as described above, there is a need for a method for manufacturing a solar cell with few mask processes.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、第一の導電型の半導体基板の第一主表面上の少なくとも一部に、前記第一の導電型と反対の導電型の第二導電型層を形成する工程と、
前記第一主表面上に、部分的にマスクを形成する工程と、
前記半導体基板上の第二主表面上及び前記第一主表面上の前記マスクが形成されていない部分に凹凸を形成する工程と、
前記凹凸が形成された部分の前記第一主表面上に、前記第一の導電型と同じ導電型の第一導電型層を形成する工程と
を有する太陽電池の製造方法が、マスク工程の少ない太陽電池の製造方法であることを見出し、本発明を完成させた。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that at least a part of the first main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type has a conductivity opposite to that of the first conductivity type. Forming a second conductive type layer of the mold;
Partially forming a mask on the first main surface;
Forming irregularities on the second main surface on the semiconductor substrate and on the first main surface where the mask is not formed;
A method of manufacturing a solar cell having a step of forming a first conductivity type layer of the same conductivity type as the first conductivity type on the first main surface of the portion where the unevenness is formed has few masking steps. The present invention was completed by finding that it is a method for producing a solar cell.

以下の詳細な説明では、本発明の全体の理解、および特定の具体例でどのように実施するかを提供するために、多くの特定の細部が説明される。しかしながら、本発明は、それらの特定の細部無しに実施できることが理解されるであろう。以下では、公知の方法、手順、および技術は、本発明を不明瞭にしないために、詳細には示されない。本発明は、特定の具体例について特定の図面を参照しながら説明されるが、本発明はこれに限定されるものでは無い。ここに含まれ記載された図面は模式的であり、本発明の範囲を限定しない。また図面において、図示目的で幾つかの要素の大きさは誇張され、それゆえに縮尺通りではない。   In the following detailed description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention and how to implement it in specific embodiments. However, it will be understood that the invention may be practiced without these specific details. In the following description, well-known methods, procedures, and techniques are not shown in detail in order not to obscure the present invention. The present invention will be described with respect to particular embodiments and with reference to certain drawings but the invention is not limited thereto. The drawings included and described herein are schematic and are not limiting the scope of the invention. Also, in the drawings, the size of some of the elements is exaggerated for illustrative purposes and therefore is not to scale.

[太陽電池]
以下、本発明の太陽電池について、n型基板の場合を例にとって、図1を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下では、第一導電型層をベース層、第二導電型層をエミッタ層、第一主表面を裏面、第二主表面を表面または受光面とも記載する。
[Solar cell]
Hereinafter, although the solar cell of this invention is demonstrated using FIG. 1 taking the case of an n-type board | substrate as an example, this invention is not limited to this. Hereinafter, the first conductivity type layer is also referred to as a base layer, the second conductivity type layer as an emitter layer, the first main surface as a back surface, and the second main surface as a surface or a light receiving surface.

本発明の太陽電池は、上述のように、半導体基板の第一主表面の第一導電型層の表面及び第二主表面上に凹凸を有するもの、即ち半導体基板の裏面のベース層の表面と受光面に微細な凹凸を有するものである。このような太陽電池であれば、ベース層の表面積を大きくしつつ、裏面全体に対するベース層の占有面積を小さくすることができる。その結果、コンタクト抵抗を低減して光電変換効率を高めた太陽電池とすることができる。   As described above, the solar cell of the present invention has irregularities on the surface of the first conductivity type layer on the first main surface and the second main surface of the semiconductor substrate, that is, the surface of the base layer on the back surface of the semiconductor substrate. The light receiving surface has fine irregularities. With such a solar cell, the area occupied by the base layer with respect to the entire back surface can be reduced while increasing the surface area of the base layer. As a result, a solar cell with reduced contact resistance and increased photoelectric conversion efficiency can be obtained.

図1は、本発明の太陽電池の一例を示す断面模式図である。図1に示すように、本発明の太陽電池100は、シリコン等の半導体基板101に対し、ベース層105およびエミッタ層103が同一面内に配置される構造をしており、これらの上に正負の電極109および110が配置されている。更に、受光面には凹凸104a、ベース層105の表面には凹凸104bが形成されている。更に、通常、受光面には、FSF層106が形成されている。更に、FSF層106の上には、反射防止膜108が設けられ、裏面には、裏面パッシベーション層107が設けられる。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the solar cell of the present invention. As shown in FIG. 1, a solar cell 100 of the present invention has a structure in which a base layer 105 and an emitter layer 103 are arranged in the same plane with respect to a semiconductor substrate 101 made of silicon or the like, and positive and negative are formed on these layers. Electrodes 109 and 110 are arranged. Further, unevenness 104 a is formed on the light receiving surface, and unevenness 104 b is formed on the surface of the base layer 105. Further, normally, an FSF layer 106 is formed on the light receiving surface. Further, an antireflection film 108 is provided on the FSF layer 106, and a back surface passivation layer 107 is provided on the back surface.

また、凹凸の高さは1〜50μmであることが好ましい。本発明の太陽電池は、このような高さの凹凸を有することが、特に好適である。1〜50μmの範囲であれば、反射防止効果が大きい上に、形成するのも比較的容易にできる。   Moreover, it is preferable that the uneven | corrugated height is 1-50 micrometers. It is particularly preferable for the solar cell of the present invention to have such height irregularities. When the thickness is in the range of 1 to 50 μm, the antireflection effect is large and it can be formed relatively easily.

また、凹凸がテクスチャであることが好ましい。このような太陽電池であれば、第二主表面の反射率をより低下することができる。   Moreover, it is preferable that an unevenness | corrugation is a texture. With such a solar cell, the reflectance of the second main surface can be further reduced.

また、前記第二導電型層の表面が凹凸を有しないことが好ましい。このような太陽電池であれば、裏面電極型太陽電池としてより好ましい。これは、発電時、エミッタ層で発生した少数キャリアは、表面において少なからず再結合してしまうからである。すなわち、凹凸をなくし表面積を小さくすれば、再結合する可能性は減少し、ひいては光電変換効率の向上につながる。   Moreover, it is preferable that the surface of said 2nd conductivity type layer does not have an unevenness | corrugation. Such a solar cell is more preferable as a back electrode type solar cell. This is because, during power generation, minority carriers generated in the emitter layer recombine on the surface. That is, if the unevenness is eliminated and the surface area is reduced, the possibility of recombination is reduced, leading to an improvement in photoelectric conversion efficiency.

[太陽電池の製造方法]
以下に、本発明の太陽電池の製造方法の一例を、n型基板の場合を例にとって、図2、3を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[Method for manufacturing solar cell]
Hereinafter, an example of a method for manufacturing a solar cell according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 taking an n-type substrate as an example, but the present invention is not limited to this.

図2は、本発明の太陽電池の製造方法の実施態様の一例を示すフロー図であり、第二導電型層(エミッタ層)を第一主表面(裏面)に部分的に形成する工程を含むフロー図である。図3は、本発明の太陽電池の製造方法の実施態様の別の例を示すフロー図であり、第二導電型層(エミッタ層)を第一主表面(裏面)の全面に形成する工程を含むフロー図である。   FIG. 2 is a flowchart showing an example of an embodiment of the method for manufacturing a solar cell of the present invention, and includes a step of partially forming a second conductivity type layer (emitter layer) on the first main surface (back surface). FIG. FIG. 3 is a flowchart showing another example of the embodiment of the method for manufacturing a solar cell according to the present invention, and a process of forming the second conductivity type layer (emitter layer) on the entire surface of the first main surface (back surface). FIG.

まず、図2の工程(2−a)、図3の工程(3−a)に示すように、高純度シリコンにリン、砒素、アンチモンのようなV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}n型シリコン基板101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する。単結晶シリコン基板は、CZ法、FZ法いずれの方法によって作製されてもよく、また、後のドーパント拡散が再現性よくできるのであれば該エッチング工程は必ずしも必要ではない。また、基板は必ずしも単結晶である必要はなく、多結晶でもかまわないが、多結晶の場合は少数キャリアのライフタイムが小さい等の理由から、高効率を狙うには単結晶が好ましい。   First, as shown in the step (2-a) of FIG. 2 and the step (3-a) of FIG. 3, high purity silicon is doped with a group V element such as phosphorus, arsenic, and antimony, and the specific resistance is 0.1. Slicing damage on the surface of an as-cut single crystal {100} n-type silicon substrate 101 of ˜5 Ω · cm, high concentration alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide at a concentration of 5 to 60%, or hydrofluoric acid and nitric acid Etching is performed using a mixed acid or the like. The single crystal silicon substrate may be produced by either the CZ method or the FZ method, and the etching step is not necessarily required if subsequent dopant diffusion can be performed with good reproducibility. Further, the substrate is not necessarily a single crystal and may be a polycrystal. However, in the case of a polycrystal, a single crystal is preferable for aiming at high efficiency because the lifetime of minority carriers is small.

次に、n型基板101の裏面にエミッタ層(第二導電型層)103を形成する。エミッタ層はパターン状に形成してもよいし、後の理由から、裏面全面に形成してもよい。エミッタ層はエピタキシャル製膜やドーパント元素を加速して基板に照射するインプラ(イオン注入)法等で形成することができるが、コストの面から熱拡散法が好ましい。拡散源としては、ホウ素、アルミニウム、ガリウム等が使用できる。ホウ素を用いる場合は、BBrなどの拡散源をキャリアガスと共に熱処理炉内に導入して拡散させる気相拡散法や、ホウ酸などのホウ素源を溶剤に溶解して基板に塗布し熱処理する塗布拡散法等を用いることができる。 Next, an emitter layer (second conductivity type layer) 103 is formed on the back surface of the n-type substrate 101. The emitter layer may be formed in a pattern, or may be formed on the entire back surface for later reasons. The emitter layer can be formed by epitaxial film formation or an implantation (ion implantation) method of accelerating the dopant element and irradiating the substrate, but the thermal diffusion method is preferable from the viewpoint of cost. As the diffusion source, boron, aluminum, gallium or the like can be used. When boron is used, a diffusion source such as BBr 3 is introduced into a heat treatment furnace together with a carrier gas and diffused, or a boron source such as boric acid is dissolved in a solvent and applied to a substrate for heat treatment. A diffusion method or the like can be used.

ここで、まず、エミッタ層を基板裏面の全面に形成した場合について下記に示す。
図3の工程(3−d)に示すように、基板101、101´の2枚を重ね合わせた状態で熱処理炉に載置し、BBr等の拡散源、アルゴン、窒素等のキャリアガスとともに900〜1100℃、1〜60分程度の熱処理を施すことにより、裏面全面にエミッタ層103、103´を形成することができる(2枚重ね拡散)。また、ホウ酸などを純水やアルコールに溶解した塗布剤を裏面上に塗布し、900〜1100℃、1〜60分程度の熱処理を施すことでも裏面全面にエミッタ層を形成することができる。この際、上記の2枚重ね拡散をすれば、受光面へのホウ素の回り込みを小さくでき、生産性も向上できるので好ましい。
Here, the case where the emitter layer is formed on the entire back surface of the substrate will be described below.
As shown in the step (3-d) of FIG. 3, the two substrates 101 and 101 ′ are placed in a superposed state in a heat treatment furnace, together with a diffusion source such as BBr 3 and a carrier gas such as argon and nitrogen. By performing heat treatment at 900 to 1100 ° C. for about 1 to 60 minutes, the emitter layers 103 and 103 ′ can be formed on the entire back surface (two-layer diffusion). The emitter layer can also be formed on the entire back surface by applying a coating agent in which boric acid or the like is dissolved in pure water or alcohol on the back surface and performing heat treatment at 900 to 1100 ° C. for about 1 to 60 minutes. At this time, it is preferable to carry out the above two-layer diffusion because the wraparound of boron to the light receiving surface can be reduced and the productivity can be improved.

このような方法であれば、エミッタ層形成時に裏面等にマスクを形成する必要がないため、製造工数を更に減らすことができる。   With such a method, since it is not necessary to form a mask on the back surface or the like when forming the emitter layer, the number of manufacturing steps can be further reduced.

次に、エミッタ層をパターン状(部分的に)に形成する場合の方法について下記に示す。
エミッタ層は、パターン状に形成してもよい。パターン形成の場合は、マスク(拡散マスク)が必要となる。拡散マスクとしてはシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜等が使用できる。シリコン窒化膜の製膜には化学気相成長(CVD)法が、シリコン酸化膜の製膜にはCVD法や熱酸化法が使用できる。図2の工程(2−b)に示すように、これらの方法を用いて裏面全面に拡散マスク102a、102bを製膜した後、図2の工程(2−c)に示すように、フォトリソグラフィー法やエッチングペースト等を用いてエミッタ形成する部分のみ開口する。パターンは例えば0.5〜2mm周期の平行線が可能であるが、線ではなく周期的に点在させてもかまわないし、略全面をエミッタとし非エミッタ領域を点在させてもかまわない。開口した後、図2の工程(2−d)に示すように、上記方法を用いてエミッタ拡散を行い、エミッタ層103を形成する。
Next, a method for forming the emitter layer in a pattern (partially) will be described below.
The emitter layer may be formed in a pattern. In the case of pattern formation, a mask (diffusion mask) is required. As the diffusion mask, a silicon oxide film, a silicon nitride film or the like can be used. A chemical vapor deposition (CVD) method can be used for forming the silicon nitride film, and a CVD method or a thermal oxidation method can be used for forming the silicon oxide film. As shown in step (2-b) of FIG. 2, after these methods are used to form diffusion masks 102a and 102b on the entire back surface, photolithography is performed as shown in step (2-c) of FIG. Only the portion where the emitter is to be formed is opened using a method or etching paste. The pattern may be parallel lines with a period of 0.5 to 2 mm, for example, but may be periodically scattered instead of the line, or the substantially entire surface may be an emitter and non-emitter regions may be scattered. After opening, as shown in step (2-d) of FIG. 2, emitter diffusion is performed using the above method to form the emitter layer 103.

エミッタ層拡散後、受光面に酸化膜がある場合には、これの除去が必要である。また、拡散を行うと表面には少なからずガラス層が形成される。ふっ酸などでこれら酸化膜やガラス層を除去する。例えば濃度1〜10%のふっ酸水溶液に基板ごと短時間浸漬させることで除去することが可能である。なお、受光面に酸化膜がない場合はこの除去工程は必ずしも必要な工程ではない。   After the emitter layer is diffused, if there is an oxide film on the light receiving surface, it must be removed. Further, when diffusion is performed, a glass layer is formed on the surface. These oxide film and glass layer are removed with hydrofluoric acid or the like. For example, it can be removed by immersing the entire substrate in an aqueous hydrofluoric acid solution having a concentration of 1 to 10% for a short time. Note that this removal step is not necessarily a necessary step when there is no oxide film on the light receiving surface.

次に、第一主表面上(裏面)に、部分的にマスクを形成しベース層(第一導電型層)105形成の準備をする。上記同様、拡散マスクとしてはシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜等が使用できる。シリコン窒化膜の製膜にはCVD法が、シリコン酸化膜の製膜にはCVD法や熱酸化法が使用できる。これらの方法を用いて裏面全面にマスク製膜した後、フォトリソグラフィー法やエッチングペースト等を用いてベース形成する部分のみ開口する。熱酸化法を用いた場合、受光面にも酸化膜が形成されてしまうため、これも同様の方法で除去する。パターンは例えば0.5〜2mm周期の平行線が可能であるが、線ではなく周期的に点在させてもかまわない。   Next, a mask is partially formed on the first main surface (back surface) to prepare for forming the base layer (first conductivity type layer) 105. As described above, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like can be used as the diffusion mask. A CVD method can be used for forming the silicon nitride film, and a CVD method or a thermal oxidation method can be used for forming the silicon oxide film. After these methods are used to form a mask on the entire back surface, only the portion where the base is to be formed is opened using a photolithographic method or an etching paste. When the thermal oxidation method is used, an oxide film is also formed on the light receiving surface, and this is also removed by the same method. The pattern can be parallel lines with a period of 0.5 to 2 mm, for example, but may be periodically scattered instead of the line.

エミッタ層が全面に形成されている場合は、図3の工程(3−e)に示すように、ベース層を形成する部分以外にマスク102cを形成する。エミッタ層が部分的に形成されている場合は、図2の工程(2−e)に示すように、部分的に形成されたエミッタ層上にマスク102cを形成する。   When the emitter layer is formed on the entire surface, as shown in step (3-e) of FIG. 3, a mask 102c is formed in addition to the portion for forming the base layer. When the emitter layer is partially formed, a mask 102c is formed on the partially formed emitter layer as shown in step (2-e) of FIG.

引き続き、図2の工程(2−f)、図3の工程(3−f)に示すように、半導体基板の第二主表面上(受光面)及び第一主表面上(裏面)のマスクが形成されていない部分(ベース形成する部分)に微小な凹凸104a、104bの形成を行う。受光面に凹凸104aを形成することによって、受光面の反射率を低下することができる。ベース形成する部分に凹凸104bを形成することによって、ベース形成する部分の表面積を大きくすることができる。   Subsequently, as shown in the step (2-f) of FIG. 2 and the step (3-f) of FIG. 3, the masks on the second main surface (light receiving surface) and the first main surface (back surface) of the semiconductor substrate are formed. The minute irregularities 104a and 104b are formed on the portion that is not formed (the portion where the base is formed). By forming the unevenness 104a on the light receiving surface, the reflectance of the light receiving surface can be reduced. By forming the unevenness 104b in the base formation portion, the surface area of the base formation portion can be increased.

微小な凹凸は、CF、CHFなどのエッチングガスを使用する気相エッチング法や、アルカリ性もしくは酸性溶液中に基板を浸漬させる液相エッチング法のいずれかの方法を用いることによって、形成することができる。特に、アルカリ性溶液を使用する場合は、単結晶基板の面方位によりエッチング速度が異なる性質を利用するもので、{100}基板を用いた場合は、テクスチャと呼ばれる正四面体の微細なピラミッド型構造が基板表面に無数に形成できる。これらいずれかの方法で形成される凹凸形状は、例えば走査型電子顕微鏡などで確認することができる。電子顕微鏡で得られた像の中で最も高い箇所と、低い箇所の差を凹凸高さとみなすことができる。 The minute irregularities are formed by using either a gas phase etching method using an etching gas such as CF 4 or CHF 3 or a liquid phase etching method in which the substrate is immersed in an alkaline or acidic solution. Can do. In particular, when an alkaline solution is used, it utilizes the property that the etching rate varies depending on the plane orientation of the single crystal substrate. When a {100} substrate is used, a regular tetrahedral fine pyramid structure called a texture is used. Can be formed innumerably on the substrate surface. The uneven shape formed by any one of these methods can be confirmed by, for example, a scanning electron microscope. The difference between the highest point and the lowest point in the image obtained by the electron microscope can be regarded as the unevenness height.

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多い。   The texture is immersed for about 10 to 30 minutes in an alkali solution (concentration 1 to 10%, temperature 60 to 100 ° C.) such as heated sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, etc. It is formed. In many cases, a predetermined amount of 2-propanol is dissolved in the solution to promote the reaction.

これにより、マスクが開口された部分のみテクスチャが形成される。すなわち、図2の工程(2−f)に示すように、エミッタ層は変質せず、ベース部および受光面のみにテクスチャが形成される。さらに、上述において裏面全面にエミッタ形成してあった場合、図3の工程(3−f)に示すように、このエッチング処理により開口部の拡散層は除去される。   As a result, the texture is formed only in the portion where the mask is opened. That is, as shown in step (2-f) of FIG. 2, the emitter layer is not altered, and a texture is formed only on the base portion and the light receiving surface. Further, when the emitter is formed on the entire back surface in the above description, as shown in step (3-f) of FIG. 3, the diffusion layer in the opening is removed by this etching process.

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洗浄する。これらの酸溶液いずれかに過酸化水素水を混合し加熱してもよく、この場合清浄度が向上するため好ましい。   After texture formation, washing is performed in an acidic aqueous solution of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, or the like, or a mixture thereof. Hydrogen peroxide water may be mixed with any of these acid solutions and heated, and in this case, cleanliness is improved, which is preferable.

引続き図2の工程(2−g)、図3の工程(3−g)に示すように、ベース層105形成を行う。ベース層もエピタキシャル製膜やドーパントを加速して基板に照射するインプラ法等で形成することができるが、コストの面から熱拡散法が好ましい。拡散源としては、リン、砒素、アンチモン等が使用できる。リンを用いる場合は、オキシ塩化リンなどの拡散源をキャリアガスと共に熱処理炉内に導入して拡散させる気相拡散法や、リン酸などのリン源を溶剤に溶解して基板に塗布し熱処理する塗布拡散法等を用いることができる。   Subsequently, as shown in the step (2-g) of FIG. 2 and the step (3-g) of FIG. 3, the base layer 105 is formed. The base layer can also be formed by epitaxial film formation or an implantation method in which the substrate is accelerated to irradiate the substrate, but the thermal diffusion method is preferable from the viewpoint of cost. As a diffusion source, phosphorus, arsenic, antimony, or the like can be used. When phosphorus is used, a diffusion source such as phosphorus oxychloride is introduced into a heat treatment furnace together with a carrier gas and diffused, or a phosphorus source such as phosphoric acid is dissolved in a solvent and applied to a substrate for heat treatment. A coating diffusion method or the like can be used.

基板を熱処理炉に載置し、オキシ塩化リン等の拡散源、アルゴン、窒素等のキャリアガスとともに800〜1000℃、1〜60分程度の熱処理を施すことにより、裏面開口部にベース層105を、受光面にFSF層106をそれぞれ同時に形成することができる。また、リン酸などを純水やアルコールに溶解した塗布剤を裏面上に塗布し、800〜1000℃、1〜60分程度の熱処理を施してもベース層を形成できる。この場合、リンはオートドープにより受光面へ拡散し、薄い拡散層を形成するためFSF層としては好ましい。   The substrate is placed in a heat treatment furnace and subjected to heat treatment at 800 to 1000 ° C. for about 1 to 60 minutes together with a diffusion source such as phosphorus oxychloride and a carrier gas such as argon and nitrogen, whereby the base layer 105 is formed on the back opening. The FSF layer 106 can be simultaneously formed on the light receiving surface. Also, the base layer can be formed by applying a coating agent in which phosphoric acid or the like is dissolved in pure water or alcohol on the back surface and performing a heat treatment at 800 to 1000 ° C. for about 1 to 60 minutes. In this case, phosphorus diffuses to the light receiving surface by autodoping and forms a thin diffusion layer, which is preferable as the FSF layer.

次いで、図2の工程(2−h)、図3の工程(3−h)に示すように、受光面に反射防止膜108形成を行う。反射防止膜としてはプラズマCVD装置によるSiNx膜やSiO膜などが使用でき、熱酸化膜も使用可能である。膜厚は85〜105nmが反射率低減効果が最大となり好適である。SiNx膜の場合は、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ることも可能であり、また、プロセス圧力の調整、反応ガスの希釈、さらには、基板に多結晶シリコンを用いた場合には基板のバルクパッシベーション効果を促進するため、反応ガスに水素を混合することもある。SiOの場合は、テトラエトキシシランを分解して使用する方法が一般的である。 Next, as shown in the step (2-h) of FIG. 2 and the step (3-h) of FIG. 3, the antireflection film 108 is formed on the light receiving surface. The antireflection film such as SiNx film or SiO 2 film by a plasma CVD apparatus can be used, the thermal oxide film can be used. A film thickness of 85 to 105 nm is preferable because the effect of reducing the reflectance is maximized. In the case of a SiNx film, monosilane (SiH 4 ) and ammonia (NH 3 ) are often mixed and used as the reaction gas. However, nitrogen can be used instead of NH 3 , and the process pressure In some cases, hydrogen is mixed into the reaction gas in order to promote the adjustment, dilution of the reaction gas, and further to promote the bulk passivation effect of the substrate when polycrystalline silicon is used for the substrate. In the case of SiO 2 , a method of decomposing and using tetraethoxysilane is common.

次いで、図2の工程(2−h)、図3の工程(3−h)に示すように、裏面にSiNx膜等を製膜してパッシベーションを行い、裏面パッシベーション層107を形成する。反射防止膜として熱酸化膜を使用した場合は、裏面の追加製膜は不要である。   Next, as shown in the step (2-h) of FIG. 2 and the step (3-h) of FIG. 3, a back surface passivation layer 107 is formed by forming a SiNx film or the like on the back surface and performing passivation. When a thermal oxide film is used as the antireflection film, additional film formation on the back surface is unnecessary.

最後に図2の工程(2−i)、図3の工程(3−i)に示すように、電極形成を行う。電極形成には、蒸着法、スパッタ法、めっき法、インクジェット法等が使用できるが、コストの観点から印刷法が好ましい。スクリーン印刷法を用いる場合は、Ag粉末とガラスフリットを有機物バインダと混合したAgペーストを、例えば櫛歯状のパターン状に印刷する。電極印刷の後、焼成により表面絶縁膜にAg粉末を貫通させ(ファイアースルー)、電極109および110とシリコン等の半導体基板101を導通させる。焼成は、通常700〜900℃の温度で5〜30分間処理することで行われる。   Finally, as shown in step (2-i) in FIG. 2 and step (3-i) in FIG. 3, electrodes are formed. For electrode formation, a vapor deposition method, a sputtering method, a plating method, an ink jet method or the like can be used, but a printing method is preferable from the viewpoint of cost. When the screen printing method is used, an Ag paste in which Ag powder and glass frit are mixed with an organic binder is printed in a comb-like pattern, for example. After the electrode printing, Ag powder is penetrated through the surface insulating film by firing (fire through), and the electrodes 109 and 110 are electrically connected to the semiconductor substrate 101 such as silicon. Firing is usually performed by treating at a temperature of 700 to 900 ° C. for 5 to 30 minutes.

本発明の太陽電池の製造方法によれば、工程を簡略化しながらも、ベース層とFSF層が一度に形成でき、さらに、ベース面積は小さくなっても凹凸(例えばテクスチャ)が存在するため表面積は増加し、電極とのコンタクト抵抗は低い状態で維持される。従って、これにより得られる太陽電池は、高い光電変換効率を有する。本発明の太陽電池の製造方法であれば、上記のように工程が簡略化されているため、従来よりも低コストで、高い出力を有する太陽電池を製造することができる。   According to the method for manufacturing a solar cell of the present invention, the base layer and the FSF layer can be formed at one time while simplifying the process, and furthermore, even if the base area is reduced, unevenness (for example, texture) exists, so the surface area is As a result, the contact resistance with the electrode is kept low. Therefore, the solar cell obtained by this has high photoelectric conversion efficiency. If it is the manufacturing method of the solar cell of this invention, since the process is simplified as mentioned above, the solar cell which has a high output can be manufactured at low cost than before.

以上、n型基板の場合を例に説明したが、p型基板の場合でも、上記のドーパント材料を逆に使用すればよく、何ら問題はない。   As described above, the case of an n-type substrate has been described as an example, but even in the case of a p-type substrate, the above dopant material may be used in reverse, and there is no problem.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these Examples.

本発明の有効性を確認するため、本発明の太陽電池の製造方法で太陽電池を作製した。   In order to confirm the effectiveness of this invention, the solar cell was produced with the manufacturing method of the solar cell of this invention.

[実施例]
基板厚さ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8枚に対し、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。
[Example]
The damage layer was removed with a hot concentrated potassium hydroxide aqueous solution on eight phosphorus-doped {100} n-type as-cut silicon substrates having a substrate thickness of 200 μm and a specific resistance of 1 Ω · cm.

次に、BBrを用いた気相拡散法により、裏面エミッタ層を形成した。基板2枚を重ね合わせた状態で熱処理炉に投入し、キャリアガスをアルゴンとしたBBr雰囲気下で1000℃、30分の熱処理を行った。四探針法で測定したシート抵抗は35Ωとなった。 Next, a back emitter layer was formed by a vapor phase diffusion method using BBr 3 . The two substrates were put into a heat treatment furnace, and heat treatment was performed at 1000 ° C. for 30 minutes in a BBr 3 atmosphere using argon as a carrier gas. The sheet resistance measured by the four probe method was 35Ω.

次に拡散マスクとして熱酸化膜形成を行った。温度1050℃、2時間、酸素雰囲気中で熱処理し、約110nmの酸化膜が基板両面に形成された。引続き、レジストを裏面にスピン塗布し、パターン状に露光、現像し、濃度10%ふっ酸に浸漬して、ベース層形成部および受光面の酸化膜を除去した。パターンは1.4mm周期、開口は200μmの平行線とした。   Next, a thermal oxide film was formed as a diffusion mask. A heat treatment was performed in an oxygen atmosphere at a temperature of 1050 ° C. for 2 hours, and an oxide film of about 110 nm was formed on both surfaces of the substrate. Subsequently, a resist was spin coated on the back surface, exposed and developed in a pattern, and immersed in 10% concentration hydrofluoric acid to remove the base layer forming portion and the oxide film on the light receiving surface. The pattern was a 1.4 mm period and the opening was a parallel line of 200 μm.

開口後、72℃の水酸化カリウム/2−プロパノール水溶液中に浸漬しテクスチャ形成を行い、引き続き75℃に加熱した塩酸/過酸化水素混合溶液中で洗浄を行った。これにより、開口部(ベース層形成部および受光面)のみテクスチャが形成されたことが、反射率の低下として目視にて確認された。引続きオキシ塩化リンを用いて、温度850℃、40分の気相拡散を行い、裏面開口部にベース層を、受光面にFSF層をそれぞれ同時に形成した。   After opening, it was immersed in a 72 ° C. aqueous potassium hydroxide / 2-propanol solution to form a texture, and subsequently washed in a hydrochloric acid / hydrogen peroxide mixed solution heated to 75 ° C. Thereby, it was visually confirmed that the texture was formed only in the openings (base layer forming portion and light receiving surface) as a decrease in reflectance. Subsequently, vapor phase diffusion was performed using phosphorus oxychloride at a temperature of 850 ° C. for 40 minutes, and a base layer was formed at the back opening and an FSF layer was simultaneously formed at the light receiving surface.

次いで、プラズマCVDを用い、受光面および裏面にシリコン窒化膜を95nm製膜した。反応ガスはモノシランおよびアンモニアとし、製膜温度は400℃とした。   Next, a silicon nitride film having a thickness of 95 nm was formed on the light receiving surface and the back surface by using plasma CVD. The reaction gas was monosilane and ammonia, and the film forming temperature was 400 ° C.

最後に、ベース層、エミッタ層それぞれの上に、Agペーストを櫛歯状にスクリーン印刷して乾燥し、780℃の空気雰囲気下で焼成して太陽電池を完成させた。   Finally, Ag paste was screen printed in a comb shape on each of the base layer and the emitter layer, dried, and fired in an air atmosphere at 780 ° C. to complete a solar cell.

[比較例]
比較例として、ベース層にテクスチャを形成しないセルの作製も行った。上記の拡散マスク形成およびマスク開口後にテクスチャ形成せずリン拡散を行い、裏面にのみシリコン窒化膜をプラズマCVDにより95nm製膜した。この後受光面のテクスチャを形成し、受光面にシリコン窒化膜を製膜し、最後にスクリーン印刷法にて電極を形成した。
[Comparative example]
As a comparative example, a cell in which no texture was formed on the base layer was also produced. Phosphorus diffusion was performed without forming a texture after the above-described diffusion mask formation and mask opening, and a silicon nitride film having a thickness of 95 nm was formed by plasma CVD only on the back surface. Thereafter, a texture of the light receiving surface was formed, a silicon nitride film was formed on the light receiving surface, and finally an electrode was formed by screen printing.

スペクトルAM1.5G(グローバル)、照度1cmあたり100mWの擬似太陽光条件下で電流電圧特性を測定した。各条件の平均値を下記表1に示す。 The current-voltage characteristics were measured under pseudo-sunlight conditions of spectrum AM1.5G (global) and 100 mW per illuminance 1 cm 2 . The average value of each condition is shown in Table 1 below.

Figure 2015118979
Figure 2015118979

ベース層にテクスチャを形成しないセルである比較例に比べて、実施例は、受光面のFSF層形成により短絡電流および開放電圧が改善し、さらには、ベース層表面にテクスチャが形成されることによりコンタクト抵抗が改善し、形状因子の改善が見られる。   Compared to the comparative example, which is a cell in which no texture is formed on the base layer, in the example, the short-circuit current and the open-circuit voltage are improved by forming the FSF layer on the light receiving surface, and further, the texture is formed on the surface of the base layer. Contact resistance is improved and form factor is improved.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

100、200…太陽電池、 101、101´、201…半導体基板、
102a、102b、102c…拡散マスク、
103、103´、203…エミッタ層(第二導電型層)、
104a、104b、204a…凹凸、 105、205…ベース層(第一導電型層)、
106、206…FSF層、 107、207…裏面パッシベーション層、
108、208…反射防止膜、 109、110、209、210…電極。
100, 200 ... solar cell, 101, 101 ', 201 ... semiconductor substrate,
102a, 102b, 102c ... diffusion mask,
103, 103 ', 203 ... emitter layer (second conductivity type layer),
104a, 104b, 204a ... irregularities 105, 205 ... base layer (first conductivity type layer),
106, 206 ... FSF layer, 107, 207 ... backside passivation layer,
108, 208 ... antireflection film, 109, 110, 209, 210 ... electrode.

Claims (10)

第一の導電型の半導体基板の第一主表面上に、前記第一の導電型と同じ導電型の第一導電型層及び前記第一の導電型と反対の導電型の第二導電型層を有する太陽電池であって、
前記第一導電型層の表面及び前記半導体基板の第二主表面上に凹凸を有するものであることを特徴とする太陽電池。
On the first main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, the first conductivity type layer of the same conductivity type as the first conductivity type and the second conductivity type layer of the conductivity type opposite to the first conductivity type. A solar cell having
A solar cell having irregularities on the surface of the first conductivity type layer and the second main surface of the semiconductor substrate.
前記凹凸の高さが1〜50μmであることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 1, wherein the height of the unevenness is 1 to 50 μm. 前記凹凸がテクスチャであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の太陽電池。   The solar cell according to claim 1, wherein the unevenness is a texture. 前記第二導電型層の表面が凹凸を有しないことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池。   The solar cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the second conductivity type layer has no irregularities. 第一の導電型の半導体基板の第一主表面上の少なくとも一部に、前記第一の導電型と反対の導電型の第二導電型層を形成する工程と、
前記第一主表面上に、部分的にマスクを形成する工程と、
前記半導体基板上の第二主表面上及び前記第一主表面上の前記マスクが形成されていない部分に凹凸を形成する工程と、
前記凹凸が形成された部分の前記第一主表面上に、前記第一の導電型と同じ導電型の第一導電型層を形成する工程と
を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。
Forming a second conductivity type layer of a conductivity type opposite to the first conductivity type on at least a part of the first main surface of the first conductivity type semiconductor substrate;
Partially forming a mask on the first main surface;
Forming irregularities on the second main surface on the semiconductor substrate and on the first main surface where the mask is not formed;
Forming a first conductivity type layer of the same conductivity type as the first conductivity type on the first main surface of the portion where the irregularities are formed.
前記第二導電型層を形成する工程において、前記第二導電型層を前記第一主表面の全面に形成し、前記マスクを形成する工程において、前記第一導電型層を形成する部分以外に前記マスクを形成することを特徴とする請求項5に記載の太陽電池の製造方法。   In the step of forming the second conductivity type layer, the second conductivity type layer is formed on the entire surface of the first main surface, and in the step of forming the mask, in addition to the portion for forming the first conductivity type layer. The method for manufacturing a solar cell according to claim 5, wherein the mask is formed. 前記第二導電型層を形成する工程において、前記第二導電型層を前記第一主表面に部分的に形成し、前記マスクを形成する工程において、前記第二導電型層上に前記マスクを形成することを特徴とする請求項5に記載の太陽電池の製造方法。   In the step of forming the second conductivity type layer, the second conductivity type layer is partially formed on the first main surface, and in the step of forming the mask, the mask is formed on the second conductivity type layer. It forms, The manufacturing method of the solar cell of Claim 5 characterized by the above-mentioned. 前記凹凸をテクスチャとすることを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 5, wherein the unevenness is textured. 前記テクスチャを、アルカリ性溶液に前記半導体基板を浸漬することにより形成することを特徴とする請求項8に記載の太陽電池の製造方法。   The method of manufacturing a solar cell according to claim 8, wherein the texture is formed by immersing the semiconductor substrate in an alkaline solution. 前記第一導電型層及び前記第二導電型層を熱拡散により形成することを特徴とする請求項5から請求項9のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims 5 to 9, wherein the first conductive type layer and the second conductive type layer are formed by thermal diffusion.
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