JP2020043255A - バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
項1.
半導体基板の表面及び/又は裏面に拡散層を形成する工程(A)、
前記拡散層にレーザーを照射して切り欠き部を形成せしめ、1つ又は複数の拡散層の島部を形成する工程(B)、
前記工程(B)で得られた半導体基板の全面にパッシベーション膜を形成する工程(C)、及び
前記島部の表面のパッシベーション膜を除去し、露出した拡散層表面に1つ又は複数のアルミニウム電極を形成する工程(D)を、
この順に備えることを特徴とする、バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法。
項2.
前記工程(C)の後に、パッシベーション膜表面に1つ又は複数の銀電極を形成する工程(D´)をさらに備え、
前記工程(D)及び前記工程(D´)は順不同である、項1記載の製造方法。
項3.
前記アルミニウム電極は、アルミニウム粉末100質量部に対し、
有機ビヒクル2〜20質量部及びガラスフリット0.15〜15質量部を含むアルミニウムペーストを前記島部に塗布し、650〜900℃で焼成して形成される、項1又は2に記載の製造方法。
項4.
前記アルミニウム電極及び前記銀電極が、交互に配置されていることを特徴とする、項2又は3に記載の製造方法。
半導体基板の主面及び/又は裏面に拡散層を形成する工程(A)、
前記拡散層にレーザーを照射して切り欠き部を形成せしめ、1つ又は複数の拡散層の島部を形成する工程(B)、
前記工程(B)で得られた半導体基板の全面にパッシベーション膜を形成する工程(C)、及び
前記島部の表面のパッシベーション膜を除去し、露出した拡散層表面に1つ又は複数のアルミニウム電極を形成する工程(D)を、
この順に備えることを特徴とする。
工程(A)では、半導体基板10(図1(a))の主面及び/又は裏面に拡散層20を形成する(図1(b))。尚、本明細書において主面とは、半導体基板10の裏面と反対側に存在するおもて面であると定義される。
工程(B)では、前記拡散層20にレーザーを照射して切り欠き部30を形成せしめ、1つ又は複数の拡散層の島部32を形成する(図1(c))。工程(B)は、前記工程(A)において得られた主面及び/又は裏面の拡散層に対して実施される。
工程(C)では、前記工程(B)で得られた半導体基板の全面にパッシベーション膜40、42を形成する(図1(d))。すなわち、切り欠き部が存在している場所については、当該切り欠き部の上に、切り欠き部の存在しない場所については、拡散層の上にパッシベーション膜を形成する。
工程(D)では、前記島部32の表面のパッシベーション膜40を除去し(図1(e))、露出した拡散層表面34に1つ又は複数のアルミニウム電極60を形成する(図1(f))。ここで、1つ又は複数の島部の表面のパッシベーション膜を除去し、露出した拡散層表面1つに対して1つずつアルミニウム電極を設けることが好ましい。
工程(D´)では、前記工程(C)の後に、拡散層20の上に残されたパッシベーション膜40表面に1つ又は複数の銀電極50を形成することも好ましい(図1(g))。ここで、島部の周囲(換言すれば、島部とは異なる領域である。)表面のパッシベーション膜表面上に、銀電極50を1つ又は複数設けることが好ましい。また、工程(C)を実施した後、工程(D)及び工程(D´)はいずれを先に実施してもよい。
p型の単結晶シリコンからなる半導体基板を準備した(基板:6inch、厚み200μm)。準備したシリコン基板の切断面ダメージ層の除去とテクスチャを形成する目的で、シリコン基板の表面をKOHでウエットエッチングを行った。
続いてガス状にしたPOCl3(オキシ塩化リン)を用いて気層熱拡散法によって0.3〜1μm程度の厚み、及び40〜200Ω/□程度のシート抵抗を有するようにn+層を形成した。具体的にはPOCl3からなる拡散ガスを有する雰囲気中で600〜800℃にてシリコン基板を30分熱処理し、リン酸ガラス(PSG)をシリコンウエハ主面と裏面に形成した。その後、アルゴン雰囲気中にて800〜900℃においてさらに熱処理を施し、PSGからシリコン基板側にリンを拡散させ、n+層を形成した。
続いて、拡散層の一部を除去する工程として、深さ0.3〜1.0μm幅30μmのライン状となるようにレーザー照射を調整し、n+層形成面に島状に分断され且つ半導体基板の表面の一部が露出した開口部を形成した。
その開口部間の距離としては、Al電極を印刷する領域のAl電極幅方向の隣接したレーザー開口部の中心から中心までの距離Lが150μmとなるように開口部を形成した。
続いてアルミ電極を用いたP+層形成用の開口部を形成する工程として、島状に分断された拡散層表面のパッシベーション膜について、前記Lの開口部間の中央に深さ0.3〜1.0μm幅30μmのライン状となるようにレーザー照射を調整し、Al電極によるP+層形成用開口部を設けた。
また図2及び3に示すように、Al電極と櫛歯で対応するように、Ag電極の幅方向の中心から中心までの距離が2000μmとなるように、公知のAg電極を印刷幅50μmで印刷し、100℃で10分乾燥させ、ベルト炉にてピーク温度を900℃に設定して焼成した。以上のようにして、バックコンタクト型太陽電池セルを得た。
従来技術と同様に、半導体基板の受光面表面をテクスチャエッチングにより凹凸形状を形成し、半導体基板の全面に接するように誘電体層を形成し、更に絶縁層を形成し、併せて半導体基板の裏面にn+層とP+層を形成するためにパターニングとエッチングを繰りかえすことでバックコンタクト型太陽電池セルを得た。具体的な手順を以下に詳述する。
20 拡散層
30 切り欠き部
32 島部
34 露出した拡散層表面
40 パッシベーション膜
42 パッシベーション膜
50 銀電極
60 アルミニウム電極
70 アルミニウム電極
72 銀電極
74 アルミニウム接合用銀電極
Claims (4)
- 半導体基板の主面及び/又は裏面に拡散層を形成する工程(A)、
前記拡散層にレーザーを照射して切り欠き部を形成せしめ、1つ又は複数の拡散層の島部を形成する工程(B)、
前記工程(B)で得られた半導体基板の全面にパッシベーション膜を形成する工程(C)、及び
前記島部の表面のパッシベーション膜を除去し、露出した拡散層表面に1つ又は複数のアルミニウム電極を形成する工程(D)を、
この順に備えることを特徴とする、バックコンタクト型太陽電池セルの製造方法。 - 前記工程(C)の後に、パッシベーション膜表面に1つ又は複数の銀電極を形成する工程(D´)をさらに備え、
前記工程(D)及び前記工程(D´)は順不同である、請求項1記載の製造方法。 - 前記アルミニウム電極は、アルミニウム粉末100質量部に対し、
有機ビヒクル2〜20質量部及びガラスフリット0.15〜15質量部を含むアルミニウムペーストを前記島部に塗布し、650〜900℃で焼成して形成される、請求項1又は2に記載の製造方法。 - 前記アルミニウム電極及び前記銀電極が、交互に配置されていることを特徴とする、請求項2又は3に記載の製造方法。
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2018
- 2018-09-12 JP JP2018170509A patent/JP7126909B2/ja active Active
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