JP2020096126A - Manufacturing method of back electrode type solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、裏面電極型太陽電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a back electrode type solar cell.
電極による遮蔽損のない太陽電池として、裏面のみに電極を配置させた裏面電極型太陽電池が注目されている。 As a solar cell that does not have a shielding loss due to an electrode, a back electrode type solar cell in which an electrode is arranged only on the back surface has attracted attention.
裏面電極型太陽電池は、裏面にp型半導体層及びn型半導体層等を含むパターンを精度良く形成する必要がある。半導体層のパターンを形成する方法として、リフトオフ法がある。リフトオフ法は、半導体層よりも容易にエッチングされるリフトオフ層を半導体層の下層に選択的に設け、リフトオフ層をエッチングすることにより上層の半導体層をリフトオフ層と共に選択的に除去する手法である。リフトオフ法を用いることにより、太陽電池の裏面に高精度のパターンを容易に形成できると期待される(例えば、特許文献1を参照。)。 The back electrode type solar cell needs to accurately form a pattern including a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer on the back surface. There is a lift-off method as a method of forming a pattern of a semiconductor layer. The lift-off method is a method in which a lift-off layer that is more easily etched than the semiconductor layer is selectively provided in a lower layer of the semiconductor layer, and the lift-off layer is etched to selectively remove the upper semiconductor layer together with the lift-off layer. It is expected that a highly accurate pattern can be easily formed on the back surface of the solar cell by using the lift-off method (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、リフトオフ法においてエッチングされたリフトオフ層が、基板の表面から完全に脱離せずに残存する場合がある。このため、リフトオフ法においてリフトオフ層を基板の表面から適切に脱離させる技術が求められている。 However, the lift-off layer etched in the lift-off method may remain without being completely detached from the surface of the substrate. Therefore, in the lift-off method, a technique for appropriately detaching the lift-off layer from the surface of the substrate is required.
本開示の課題は、リフトオフ法を用いたパターン形成の際に基板表面にリフトオフ層が残存しにくくした、裏面電極型太陽電池の製造方法を実現できるようにすることである。 An object of the present disclosure is to realize a method for manufacturing a back electrode type solar cell in which a lift-off layer is less likely to remain on the surface of a substrate during pattern formation using the lift-off method.
本開示の裏面電極型太陽電池の製造方法の一態様は、基板の第1の面に第1導電型半導体層を形成する工程と、第1導電型半導体層の上にリフトオフ層を形成する工程と、リフトオフ層を選択的に除去してリフトオフ層パターンを形成する工程と、リフトオフ層パターンを覆うように第2導電型半導体層を形成する工程と、リフトオフ層パターンをエッチングする工程と、リフトオフ層パターンをエッチングする工程よりも後で、基板をリンス液に浸漬して基板の表面に残存するリフトオフ層パターンを除去する工程とを備え、基板のリンス液への浸漬は、基板の最初にリンス液と接する位置が、前回の浸漬の際とは異なった位置となるように複数回繰り返す。 One mode of a method for manufacturing a back electrode type solar cell according to the present disclosure is a step of forming a first conductivity type semiconductor layer on a first surface of a substrate, and a step of forming a lift-off layer on the first conductivity type semiconductor layer. A step of selectively removing the lift-off layer to form a lift-off layer pattern; a step of forming a second conductive type semiconductor layer so as to cover the lift-off layer pattern; a step of etching the lift-off layer pattern; And a step of removing the lift-off layer pattern remaining on the surface of the substrate by immersing the substrate in a rinse liquid after the step of etching the pattern. Repeat multiple times so that the position in contact with is different from the position during the previous immersion.
本開示の裏面電極型太陽電池の製造方法によれば、リフトオフ法を用いたパターン形成の際に基板表面にリフトオフ層が残存しにくくできる。 According to the method of manufacturing a back electrode type solar cell of the present disclosure, it is possible to prevent the lift-off layer from remaining on the substrate surface during pattern formation using the lift-off method.
まず、図1に示すように、第1の面101及び第2の面102にそれぞれテクスチャ構造TXを有する基板100を準備する。
First, as shown in FIG. 1, a
次に、図2に示すように、基板100の第2の面102の上に、例えばi型非晶質シリコンからなる第2面真性半導体層121を形成する。続いて、形成した第2面真性半導体層121の上に低反射層124を形成する。低反射層124は、光閉じ込めの観点から、適した光吸収係数及び屈折率を有する窒化硅素(SiNX)又は酸化珪素(SiOX)等を用いることができる。なお、第2面真性半導体層及び低反射層124は、必要に応じて形成すればよく、形成しなくてもよい。
Next, as shown in FIG. 2, a second-plane
次に、図3に示すように、基板100の第1の面101の上に、第1真性半導体層111を形成する。続いて、形成した第1真性半導体層111の上に、第1導電型半導体層113を形成する。第1導電型半導体層113は、例えばp型半導体層とすることができる。なお、第1真性半導体層111は、必要に応じて設ければよく、設けなくてもよい。また、第1真性半導体層111は、第2面真性半導体層121と同じ工程において形成することもできる。
Next, as shown in FIG. 3, the first
次に、第1導電型半導体層113の上に、リフトオフ層116aを形成する。リフトオフ層116aは、例えば、酸化珪素(SiOX)を主成分とする層とすることができる。
Next, the lift-off
次に、図4に示すように、リフトオフ層116a、第1導電型半導体層113及び第1真性半導体層111を選択的に除去する。これにより、リフトオフ層116aがパターニングされ、リフトオフ層パターン116が形成される。リフトオフ層116a、第1導電型半導体層113及び第1真性半導体層111が選択的に除去された部分は、リフトオフ層パターン116が存在しない領域NAとなる。
Next, as shown in FIG. 4, the lift-off
リフトオフ層116aを含む各層のパターニングは、フォトリソグラフィ法、例えば所定のパターンを有するレジスト膜(不図示)をリフトオフ層116aの上に形成し、レジスト膜によってマスクされた領域がエッチングにより溶解せず、マスクされていない領域が溶解することにより実現できる。エッチングは、例えばフッ化水素酸と酸化性溶液との混合溶液(例えばフッ硝酸)、又はオゾンをフッ化水素酸に溶解させた溶液(以下、オゾン/フッ酸液)等により行うことができる。なお、パターニングは、エッチング溶液を用いたウェットエッチングに限定されず、例えばドライエッチングにより行ったり、エッチングペースト等を用いたパターン印刷により行ったりすることができる。
Patterning of each layer including the lift-off
なお、図4には、領域NAにおいて第1真性半導体層111を除去する例を示したが、第1真性半導体層111は残存させてもよい。この場合、後の工程において、第2真性半導体層を形成しなくてもよい。
Although FIG. 4 shows an example in which the first
次に、図5に示すように、リフトオフ層パターン116、第1導電型半導体層113及び第1真性半導体層111が残存する部分を含む、第1の面101上の全面に、第2真性半導体層112及び第2導電型半導体層114を順次形成する。第2導電型半導体層114は、第1導電型半導体層113と逆の導電型の層であり、例えばn型半導体層とすることができる。なお、第2真性半導体層112は必要に応じて形成すればよく、形成しなくてもよい。
Next, as shown in FIG. 5, the second intrinsic semiconductor is formed on the entire surface of the
次に、図6に示すように、エッチング溶液を用いて、リフトオフ層パターン116をエッチングする。エッチングされたリフトオフ層パターン116は、直ちに基板から脱離する部分もあるが、大部分は基板100の表面に付着した状態で残存する。リフトオフ層パターン116のエッチングは、例えば、フッ化水素酸を用いたウェットエッチングにより行うことができる。具体的には、エッチング溶液141を満たしたエッチング槽140に、基板100を浸漬して引き上げることにより行うことができる。基板100の浸漬(エッチング)時間は、リフトオフ層パターン116の形状及び材質等に応じて適宜設定すればよい。但し、パッシベーションの低下を抑える観点から、エッチング時間は好ましくは15分以下、より好ましくは10分以下であり、リフトオフ層パターン116のエッチングを十分に進行させる観点から、好ましくは3分以上、より好ましくは5分以上である。
Next, as shown in FIG. 6, the lift-off
次に、図7に示すように、基板100の表面に残存するエッチング液、及びリフトオフ層を除去するためにリンス工程を行う。リンス工程は、リンス液151を満たしたリンス槽150にエッチングを行った基板100を下降させて浸漬し、引き上げることにより行うことができる。エッチング後の基板100をリンス液151に浸漬することにより、基板100の表面に残存するリフトオフ層パターン116及びその上に形成されている第2真性半導体層112及び第2導電型半導体層114を基板100から脱離させ、第1導電型半導体層113を露出させることができる。第2導電型半導体層114のリフトオフ層パターン116が設けられていない領域NAに形成された部分は、基板100上に残存する。
Next, as shown in FIG. 7, a rinsing process is performed to remove the etchant and the lift-off layer remaining on the surface of the
基板100のリンス液への浸漬は、複数回繰り返す。浸漬を繰り返す際に、基板100のリンス液と最初に接する位置が、前回の浸漬とは異なる位置となるようにする。例えば、基板100の厚さ方向をz軸とした場合、次の浸漬の際にz軸を中心に基板100を回転させてから浸漬すればよい。
The immersion of the
エッチングした後のリフトオフ層パターン116が基板100の表面に残存している場合、図8に示すように、一部が浮き上がった状態となっている。この浮き上がった部分161からリンス液151に接するようにすれば、浮き上がっていない部分からリンス液151に接する場合よりも、残存するリフトオフ層パターン116が基板100から脱離し易くなる。リフトオフ層パターン116の浮き上がった部分161の位置は一定ではないため、基板100を回転させて、異なる位置からリンス液151に接するようにした方が、浮き上がった部分161からリンス液151に接する可能性を高くできる。
When the lift-off
基板100の回転角度は、特に限定されないが、浮き上がった部分161からリンス液151に接する可能性を大きくする観点から、1回前の浸漬を行った状態に対して好ましくは±45°以上であり、より好ましくは±90°以上、さらに好ましくは180°である。なお角度の正号は右回り、負号は左回りを意味する。浸漬を3回以上繰り返す場合には、最初にリンス液151と接する部分が毎回異なるようにすることも、1回おき又は数回おきに、同じ部分が最初にリンス液151と接するようにすることもできる。例えば、1回目に対して2回目は基板100を180°回転させて浸漬し、3回目は90°回転させることができる。また、3回目を180°回転させて1回目と同じ方向にして浸漬することもできる。
The rotation angle of the
リフトオフ層パターン116が、図7に示すように、幹パターン116Aが延びる方向(第1の方向)がX軸に沿い、複数の枝パターン116Bが延びる方向(第2の方向)がY軸に沿っている場合、基板100を枝パターン116Bが延びるY軸方向に沿って移動させて、リンス槽150への浸漬と引き上げとを行うことが好ましい。枝パターン116Bが延びるY軸方向に沿って浸漬を行うことにより、X軸方向に延びる幹パターン116Aの端部全体がリンス液151と最初に接するようになるため、浮き上がった部分161から、リフトオフ層パターン116がリンス液151と接する可能性が高くなる。この場合、次の浸漬の際には、基板100をz軸を中心に180°回転させて、枝パターン116Bの延びる方向が再びY軸方向に沿うようにして移動させることが好ましい。但し、複数回繰り返す浸漬の少なくとも1回について枝パターン116Bが延びる方向に沿って移動させればよく、基板100の移動方向が枝パターン116Bが延びる方向に沿っていない場合があってもよい。なお、図6及び図7には、幹パターン116Aが基板の端部側に配置されている例を図示したが、幹パターン116Aが基板の中央側に配置されていても構わない。
As shown in FIG. 7, in the lift-
酸化珪素を主成分とするリフトオフ層パターン116を、フッ化水素酸によりエッチングした場合には水素が発生し、発生した水素によりリフトオフ層パターン116に基板100から浮き上がった部分161が生じる。幹パターン116A及び枝パターン116Bの線幅は、種々であるが、一般的な幹パターンの線幅は1mm以上、5mm以下程度であり、500μm程度である枝パターンの線幅よりも広い。このため、幹パターン116Aの部分において枝パターン116Bの部分よりも水素の発生量が多くなり、基板100から浮き上がった部分161が生じやすい。このため、基板100をリンス槽150に浸漬する場合に、幹パターン116Aの部分が、枝パターン116Bの部分よりも先にリンス液151と接するように浸漬することが好ましい。
When the lift-
例えば、図7に示すような、基板100に、上下反転して2つのリフトオフ層パターン116が設けられている場合において、一方の幹パターン116Aに近い辺を下にした状態を0°の位置、他方の幹パターン116Aに近い辺を下にした状態を180°の位置とする。この場合、1回目の浸漬は、0°の位置において、枝パターン116Bの延びる方向に沿って基板100を下降させ、2回目の浸漬は、180°の位置において、枝パターン116Bの延びる方向に沿って基板100を下降させることが好ましい。但し、1回目の浸漬を0°の位置とすれば、2回目の浸漬は90°の位置又は270°の位置として、幹パターン116Aの延びる方向に沿って基板100を下降させて行うこともできる。
For example, when two lift-
図9に示すように、基板100に1つのリフトオフ層パターン116が設けられており、幹パターン116Aが第1の辺100Aに沿って、枝パターン116Bよりも第1の辺100Aに近い位置に設けられている場合には、基板100を最初にリンス液151に浸漬する際に、第1の辺100Aが他の辺よりも先にリンス液151と接するように浸漬を行うことが好ましい。この場合、2回目の浸漬は、基板100をz軸を中心として任意の角度に回転させて行うことができるが、180°回転させて行うことが好ましい。
As shown in FIG. 9, one lift-
なお、リフトオフ層パターン116として、幹パターン116Aから一方向にのみ枝パターン116Bが突出している形状を示したが、幹パターン116Aを中心に両方向に枝パターン116Bが突出している形状とすることもできる。この場合も、少なくとも1回は枝パターン116Bが延びる方向に沿って基板100を下降させてリンス槽150に浸漬することが好ましい。
Although the lift-
基板100をリンス槽150に向かって下降させる際に、基板100をリンス液151の液面に対して垂直に侵入させることができるが、角度をつけて侵入させてもよい。基板100をスムーズにリンス液151中に侵入させる観点から、液面に対する基板の角度は好ましくは5°以上、60°以下であり、設備の設計及び操作性の観点から好ましくは15°以上45°以下である。
When the
リンス液151への浸漬を繰り返す場合に、繰り返し同じリンス液151を使用することができるが、リンス液中を浮遊しているリフトオフ後の小片の基板100への再付着を低減する観点からは、毎回新たなリンス液を使用することが好ましい。リンス液151は、リフトオフ層パターン116の脱離を促進する観点、コンタミの観点、及びコストの観点から水が好ましく、超純水がより好ましい。
When the immersion in the rinse
リフトオフ層パターン116のエッチングとリンスによるリフトオフが終了した後、図10に示すように、基板100における第1の面101に、例えば、マスクを用いたスパッタリング法により、分離溝125を生じさせるように透明電極層117(117A、117B)を形成する。なお、透明電極層117の形成は、スパッタリング法に代えて、以下のようにしてもよい。例えば、マスクを用いずに透明導電性酸化物膜を第1の面101上の全面に成膜し、その後、フォトリソグラフィ法により、第1導電型半導体層113上及び第2導電型半導体層114上にそれぞれ透明導電性酸化物膜を残すエッチングを行って形成してもよい。第1導電型半導体層113と第2導電型半導体層114とを互いに分離絶縁する分離溝125を形成することにより、リークの発生を抑えることができる。
After the lift-
次に、図11に示すように、透明電極層117の上に、例えば開口部を有するメッシュスクリーン(図示せず)を用いて、線状の金属電極層118(118A、118B)を形成する。以上により、裏面電極型の太陽電池を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 11, a linear metal electrode layer 118 (118A, 118B) is formed on the
リフトオフ層116aは、均一な単層とすることができるが、密度が異なる2種類以上の酸化珪素膜の積層膜とすることもできる。この場合、リフトオフを容易にする観点から、基板100に近い側の層を密度が低く、エッチングレートが大きい膜とすることが好ましい。
The lift-
リフトオフ層116aの膜厚は、特に限定されないが、好ましくは20nm以上、600nm以下であり、より好ましくは50nm以上、450nm以下である。リフトオフ層を積層膜とする場合には、合計の膜厚がこの範囲に入るようにすればよく、この場合、基板100に最も近い膜の厚膜を最も薄くすることが好ましい。
The film thickness of the lift-
本実施形態において基板100は、単結晶シリコンで形成された半導体基板であっても、多結晶シリコンで形成された半導体基板であってもよい。基板100の導電型は、n型であっても、p型であってもよい。n型の単結晶基板は、キャリア寿命が長く好ましい。
In the present embodiment, the
基板100の厚さは、250μm以下とすることができる。なお、厚さを測定する場合の測定方向は、基板100の平均面(平均面とは、テクスチャ構造TXに依存しない基板全体としての面を意味する)に対する垂直方向である。
The thickness of the
なお、本実施形態においては、基板100の第1の面101及び第2の面102の両方がテクスチャ構造TXを有している例を示した。テクスチャ構造TXを第1の面101に設けることにより、光の取り込み効果が向上する。テクスチャ構造TXを第2の面102に設けた場合は、受光した光の取り込み効果及び閉じ込め効果が高くなる。
In addition, in the present embodiment, an example is shown in which both the
本実施形態においては、第1の面101と第2の面102とに同一パターンのテクスチャ構造TXが設けられている例を示したが、第1の面101と第2の面102とにおいてテクスチャ構造TXの凹凸の大きさを変えてもよい。なお、テクスチャ構造TXは、第1の面101及び第2の面の一方にのみ設けてもよく、テクスチャ構造TXを設けなくてもよい。
In the present embodiment, an example in which the texture structure TX having the same pattern is provided on the
テクスチャ構造TXは、例えば、基板100における面方位が(100)面のエッチングレートと、面方位が(111)面のエッチングレートとの差を応用した異方性エッチングによって形成することができる。テクスチャ構造TXにおける凹凸の大きさは、例えば、頂点の数で定義することが可能である。本実施形態では、特に限定されないが、光取り込み性能と生産性との観点から、頂点の数は好ましくは50000個/mm2以上、100000個/mm2以下の範囲であり、より好ましくは70000個/mm2個以上、85000個/mm2以下である。 The texture structure TX can be formed, for example, by anisotropic etching that applies the difference between the etching rate of the (100) plane in the plane orientation and the etching rate of the (111) plane in the plane orientation. The size of the unevenness in the texture structure TX can be defined by the number of vertices, for example. In the present embodiment, although not particularly limited, the number of vertices is preferably in the range of 50,000 pieces/mm 2 or more and 100,000 pieces/mm 2 or less, and more preferably 70,000 pieces from the viewpoint of light-trapping performance and productivity. /Mm 2 or more and 85,000/mm 2 or less.
本実施形態において、第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の表面にも、基板100のテクスチャ構造TXを反映したテクスチャ構造が存在している例を示した。第2導電型半導体層114がテクスチャ構造TXを有していると、リフトオフ層パターン116をリフトオフする際に、テクスチャ構造TXの凹において膜厚が薄く且つ膜厚方向にクラックが入りやすくなっており、ここからエッチング溶液がリフトオフ層パターン116に到達しやすくなるため、リフトオフが容易になるという利点も得られる。
In the present embodiment, an example in which the texture structure reflecting the texture structure TX of the
本実施形態において第2面真性半導体層121、第1真性半導体層111及び第2真性半導体層112は、基板100への不純物の拡散を抑えつつ、表面パッシベーションを行う。なお、「真性(i型)」とは、導電性不純物を含まない完全な真性に限られず、シリコン系層が真性層として機能し得る範囲で微量のn型不純物又はp型不純物を含む「弱n型」又は「弱p型」の実質的に真性である層をも包含する。
In the present embodiment, the second
第2面真性半導体層121、第1真性半導体層111及び第2真性半導体層112の材料は、特に限定されないが、非晶質シリコン系薄膜であってもよく、シリコンと水素とを含む水素化非晶質シリコン系薄膜(a−Si:H薄膜)であってもよい。なお、ここでいう非晶質とは、長周期で秩序を有していない構造を意味する。すなわち、完全な無秩序なだけでなく、短周期で秩序を有しているものも含まれる。
The material of the second-plane
第2面真性半導体層121、第1真性半導体層111及び第2真性半導体層112の厚さは、特に限定されないが、パッシベーション層としての効果の観点から、好ましくは2nm以上であり、高抵抗化により生じる変換特性の低下を抑える観点から、好ましくは20nm以下である。
The thicknesses of the second-plane
第2面真性半導体層121、第1真性半導体層111及び第2真性半導体層112の形成方法は、特に限定されないが、プラズマ化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を用いることができる。この方法によると、単結晶シリコンへの不純物の拡散を抑制しつつ、基板表面のパッシベーションを有効に行える。また、プラズマCVD法であれば、真性の半導体層における層中の水素濃度をその厚さ方向において変化させることにより、キャリアの回収を行う上で有効なエネルギーバンドギャッププロファイルの形成を行うことができる。
The method for forming the second-plane
なお、プラズマCVD法による薄膜の成膜条件は、例えば、基板温度が100℃以上、300℃以下、圧力が20Pa以上、2600Pa以下、及び高周波のパワー密度が0.003W/cm2以上、0.5W/cm2以下とすることができる。 The conditions for forming a thin film by the plasma CVD method are, for example, a substrate temperature of 100° C. or higher and 300° C. or lower, a pressure of 20 Pa or higher and 2600 Pa or lower, and a high frequency power density of 0.003 W/cm 2 or higher, and 0. It can be 5 W/cm 2 or less.
また、成膜の際に使用する原料ガスは、真性の半導体層の場合モノシラン(SiH4)及びジシラン(Si2H6)等のシリコン含有ガス、又はそれらのガスと水素(H2)とを混合したガスとすることができる。 In the case of an intrinsic semiconductor layer, raw material gases used for film formation are silicon-containing gases such as monosilane (SiH 4 ) and disilane (Si 2 H 6 ), or those gases and hydrogen (H 2 ). It can be a mixed gas.
なお、上記のガスに、メタン(CH4)、アンモニア(NH3)又はモノゲルマン(GeH4)等の異種の元素を含むガスを添加して、シリコンカーバイド(SiC)、窒化硅素(SiNX)又はシリコンゲルマニウム(SiGe)等のシリコン化合物を形成することにより、薄膜のエネルギーバンドギャップを適宜変更してもよい。 It should be noted that a gas containing a different element such as methane (CH 4 ), ammonia (NH 3 ) or monogermane (GeH 4 ) is added to the above gas to obtain silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiN x ). Alternatively, the energy band gap of the thin film may be changed as appropriate by forming a silicon compound such as silicon germanium (SiGe).
本実施形態において第1導電型半導体層113がp型、第2導電型半導体層114がn型である例を示したが、逆の導電型にすることもできる。
Although the example in which the first conductivity
第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の膜厚は、特に限定されないが、パッシベーション層としての効果の観点から、好ましくは2nm以上であり、高抵抗化により生じる変換特性の低下を抑える観点から、好ましくは20nm以下である。
The film thicknesses of the first conductive
第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114は、基板100の裏側において、第1導電型半導体層113と第2導電型半導体層114とが真性半導体層を介して電気的に分離されるように配置される。第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の幅は、好ましくは50μm以上、3000μm以下、より好ましくは80μm以上、1000μm以下である。なお、第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の幅は、特に断りがない限り、パターン化された各層の一部分の長さで、パターン化により、例えば、線状になった一部分の延び方向と直交する方向の長さを意味する。
In the first conductive
p型の半導体層は、p型のドーパント(ホウ素等)が添加されたシリコン層であって、不純物拡散の抑制又は直列抵抗の抑制の観点から、非晶質シリコンで形成された層とすることができる。一方、n型の半導体層は、n型のドーパント(リン等)が添加されたシリコン層であって、p型の半導体層と同様に、非晶質シリコン層で形成された層とすることができる。 The p-type semiconductor layer is a silicon layer to which a p-type dopant (boron or the like) is added, and is a layer formed of amorphous silicon from the viewpoint of suppressing impurity diffusion or series resistance. You can On the other hand, the n-type semiconductor layer is a silicon layer to which an n-type dopant (phosphorus or the like) is added, and like the p-type semiconductor layer, it may be a layer formed of an amorphous silicon layer. it can.
第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114は、原料ガスとして、モノシラン(SiH4)又はジシラン(Si2H6)等のシリコン含有ガス、又はシリコン系ガスと水素(H2)との混合ガスを用いたプラズマCVD法等により形成することができる。p型の半導体層を形成する場合には、ドーパントガスとしてジボラン(B2H6)等を添加すればよい。n型の半導体層を形成する場合には、ドーパントガスとしてホスフィン(PH3)等を添加すればよい。また、ホウ素(B)又はリン(P)といった不純物の添加量は微量でよいため、ドーパントガスを原料ガスで希釈した混合ガスを用いてもよい。
The first-conductivity-
また、ドーパントガスとしてのエネルギーバンドギャップを調整するために、メタン(CH4)、二酸化炭素(CO2)、アンモニア(NH3)又はモノゲルマン(GeH4)等の異種の元素を含むガスを添加して、第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の少なくとも一方を合金化してもよい。
Further, in order to adjust the energy band gap as a dopant gas, a gas containing a different element such as methane (CH 4 ), carbon dioxide (CO 2 ), ammonia (NH 3 ) or monogermane (GeH 4 ) is added. Then, at least one of the first conductivity
低反射層124は、太陽電池が受けた光の反射を抑制する層である。低反射層124は、光を透過する透光性の材料からなる層であれば、特に限定されないが、例えば、酸化珪素SiOX)、窒化珪素(SiNX)、酸化亜鉛(ZnO)又は酸化チタン(TiOX)等からなる層とすることができる。低反射層124は、例えば、酸化亜鉛又は酸化チタン等の酸化物のナノ粒子を分散させた樹脂材料を塗布して形成することもできる。
The
本実施形態において、リフトオフ工程よりも前に低反射層124を形成する例を示したが、低反射層124は、リフトオフ工程よりも後で形成することもできる。
In the present embodiment, the example in which the
電極層119は、幹パターンと枝パターンとを有する櫛歯形状の第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の上に形成されている。電極層119の幹パターンの部分に形成された部分はいわゆるバスバー部であり、枝パターンの部分に形成された部分はいわゆるフィンガー部である。
The
フィンガー部の線幅は、第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114の枝パターンの部分の線幅と同じにすることができる。また、フィンガー部の線幅を枝パターンの部分の線幅よりも狭くすることもできる。また、隣接するフィンガー部同士の短絡を防止できる構成であれば、フィンガー部の幅を枝パターンの部分の線幅よりも広くすることもできる。
The line width of the finger portion may be the same as the line width of the branch pattern portions of the first conductivity
電極層119は、第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114に生じるキャリアを導く輸送層として機能する。電極層119は、第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114と電気的に接続されるように、各層を覆うように形成すればよい。なお、第1導電型半導体層113を覆う電極層119Aと、第2導電型半導体層114を覆う電極層119Bとを、乖離して配置することにより、第1導電型半導体層113と第2導電型半導体層114との短絡を防止する。
The
本実施形態において、電極層119は、透明導電性酸化物からなる透明電極層117と、金属電極層118とが順次積層された積層電極とした。金属電極層118と半導体層との間に透明電極層117を設けることにより、金属電極層118を構成する金属元素が第1導電型半導体層113及び第2導電型半導体層114に拡散することを抑制する効果が得られる。また、電気的な接合を良好にする効果も得られる。
In the present embodiment, the
透明電極層117は、特に限定されないが、例えば、酸化亜鉛(ZnO)又は酸化インジウム(InOX)等により形成することができる。また、酸化インジウムに種々の金属酸化物、例えば酸化チタン(TiOX)、酸化スズ(SnOX)、酸化タングステン(WOX)若しくは酸化モリブデン(MoOX)等を添加した透明導電性酸化物により形成することもできる。酸化インジウムに添加する金属酸化物の量は、好ましくは1重量%以上、15重量%以下である。
The
透明電極層117の厚さは、好ましくは20nm以上、200nm以下である。この厚さの透明電極層117を形成する方法として、例えば、スパッタ法等の物理気相堆積(PVD:Physical Vapor Deposition)法、又は有機金属化合物と酸素又は水との反応を利用した金属有機化学気相堆積(MOCVD:Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法等が挙げられる。
The thickness of the
金属電極層118は、特に限定されないが、例えば、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)又はニッケル(Ni)等により形成することができる。
The
金属電極層118の厚さは、好ましくは1μm以上、80μm以下である。この厚さの金属電極層118を形成する方法として、材料ペーストをインクジェットによる印刷若しくはスクリーン印刷する印刷法、又はめっき法が挙げられる。但し、これには限定されず、蒸着又はスパッタリング法等の真空プロセスを採用してもよい。
The thickness of the
本実施形態において、電極層119までの構造が形成された状態で、各層の接合面のパッシベーション、p型及びn型の半導体層及びその界面における欠陥準位の発生の抑制、並びに透明電極層117における透明導電性酸化物の結晶化等を目的として、アニール処理を施すことができる。
In the present embodiment, with the structure up to the
アニール処理は、例えば、各層を形成した基板100を好ましくは150℃以上、200℃以下のオーブンに投入して行うことができる。この場合、オーブン内は大気雰囲気とすることができる。また、より効果的なアニール処理を行う観点から、水素又は窒素雰囲気としてもよい。また、アニール処理は、各層を形成した基板100に、赤外線ヒータにより赤外線を照射するRTA(Rapid Thermal Annealing)等により行うこともできる。
The annealing treatment can be performed, for example, by placing the
以下に、実施例を用いて本開示の発明についてさらに詳細に説明する。以下の実施例は例示であり、本開示の発明をこれに限定する意図を有しない。 Hereinafter, the invention of the present disclosure will be described in more detail with reference to Examples. The following examples are illustrative and are not intended to limit the invention of the present disclosure thereto.
<残渣量の算出>
残渣量の算出は、リフトオフ層パターン116のエッチングとリンスによるリフトオフが終了したセル全体の画像をスキャナーで取得し、2値化処理した画像にて行った。残渣量は、リフトオフ層が完全に除去された場合を0%とし、リフトオフが進行せず、リフトオフ層パターン116が完全に残った場合を100%とした。
<Calculation of amount of residue>
The amount of the residue was calculated by obtaining an image of the entire cell in which the lift-
<電気的特性の測定>
AM1.5のスペクトル分布を有するソーラーシミュレータを用いて、得られた裏面電極形太陽電池に25℃の下で疑似太陽光を100mW/cm2のエネルギー密度で照射し、開放電圧VOC(Voltage Open Circuit)、短絡電流JSC(Short Circuit Current)、曲線因子FF(Fill Factor)、及び光電変換効率を測定した。各測定値は、実施例1の裏面電極形太陽電池の測定値を1.00として規格化した。
<Measurement of electrical characteristics>
Using a solar simulator having a spectral distribution of AM1.5, the obtained back electrode type solar cell was irradiated with pseudo sunlight at an energy density of 100 mW/cm 2 at 25° C. to open circuit voltage V OC (Voltage Open Circuit), short-circuit current JSC (Short Circuit Current), fill factor (FF), and photoelectric conversion efficiency were measured. Each measured value was standardized with the measured value of the back electrode type solar cell of Example 1 being 1.00.
<裏面電極型太陽電池の製造>
まず、基板として、厚さが200μmの単結晶シリコン基板を採用した。単結晶シリコン基板の第1の面及び第2の面に異方性エッチングを行い、基板にピラミッド型のテクスチャ構造を形成した。
<Manufacture of back electrode type solar cell>
First, a single crystal silicon substrate having a thickness of 200 μm was adopted as the substrate. Anisotropic etching was performed on the first surface and the second surface of the single crystal silicon substrate to form a pyramid type texture structure on the substrate.
基板をCVD装置に導入し、導入した基板の第1の面及び第2の面に、シリコンからなる真性半導体層(膜厚8nm)を形成した。製膜条件は、基板温度を150℃、圧力を120Pa、SiH4/H2流量比の値を3/10、及びパワー密度を0.011W/cm2とした。 The substrate was introduced into a CVD apparatus, and an intrinsic semiconductor layer (film thickness 8 nm) made of silicon was formed on the first surface and the second surface of the introduced substrate. The film forming conditions were a substrate temperature of 150° C., a pressure of 120 Pa, a SiH 4 /H 2 flow ratio value of 3/10, and a power density of 0.011 W/cm 2 .
CVD装置を用いて、第1の面の真性半導体層の上にp型の水素化非晶質シリコン系薄膜(膜厚10nm)からなる第1導電型半導体層を形成した。製膜条件は、基板温度を150℃、圧力を60Pa、SiH4/B2H6流量比の値を1/3、及びパワー密度を0.01W/cm2とした。また、B2H6ガスの流量は、B2H6がH2により5000ppmまで希釈された希釈ガスの流量である。 A first conductivity type semiconductor layer made of a p-type hydrogenated amorphous silicon thin film (film thickness 10 nm) was formed on the intrinsic semiconductor layer on the first surface by using a CVD device. The film forming conditions were a substrate temperature of 150° C., a pressure of 60 Pa, a SiH 4 /B 2 H 6 flow rate ratio value of 1/3, and a power density of 0.01 W/cm 2. The flow rate of B 2 H 6 gas is the flow rate of the diluent gas B 2 H 6 was diluted by H 2 to 5000 ppm.
プラズマCVD装置を用いて、第1導電型半導体層の上に、主成分を酸化珪素(SiOX)とするリフトオフ層を形成した。リフトオフ層の膜厚は400nmとした。 A lift-off layer containing silicon oxide (SiO x ) as a main component was formed on the first conductivity type semiconductor layer using a plasma CVD apparatus. The film thickness of the lift-off layer was 400 nm.
リフトオフ層を形成した第1の面に感光性レジスト膜を製膜した。これをフォトリソグラフィ法により露光・現像を行い、リフトオフ層、第1導電型半導体層及び真性半導体層を除去する領域を露出させた。次に基板を、7重量%のフッ化水素に40ppmのオゾンを混合したオゾン/フッ化水素酸に浸漬し、リフトオフ層、第1導電型半導体層及び真性半導体層を選択的に除去してリフトオフ層パターンを形成した。 A photosensitive resist film was formed on the first surface on which the lift-off layer was formed. This was exposed and developed by a photolithography method to expose a region where the lift-off layer, the first conductivity type semiconductor layer and the intrinsic semiconductor layer were removed. Next, the substrate is immersed in ozone/hydrofluoric acid in which 7 wt% of hydrogen fluoride is mixed with 40 ppm of ozone, and lift-off is performed by selectively removing the lift-off layer, the first conductivity type semiconductor layer and the intrinsic semiconductor layer. A layer pattern was formed.
次に、露出した第1の面を濃度が2重量%のフッ化水素酸によって洗浄した後、基板をCVD装置に導入し、第2の面に真性半導体層(膜厚8nm)を1回目の真性半導体層と同様の成膜条件で形成した。続いて、形成した真性半導体層の上に、n型の水素化非晶質シリコン系薄膜(膜厚10nm)からなる第2導電型半導体層を形成した。製膜条件は、基板温度が150℃、圧力が60Pa、SiH4/PH3/H2流量比の値が1/2、及びパワー密度が0.01W/cm2とした。また、PH3ガスの流量は、PH3がH2により5000ppmまで希釈された希釈ガスの流量である。 Next, after cleaning the exposed first surface with hydrofluoric acid having a concentration of 2% by weight, the substrate is introduced into a CVD apparatus, and an intrinsic semiconductor layer (film thickness 8 nm) is formed on the second surface for the first time. The film was formed under the same film forming conditions as the intrinsic semiconductor layer. Subsequently, a second conductivity type semiconductor layer made of an n-type hydrogenated amorphous silicon thin film (film thickness 10 nm) was formed on the formed intrinsic semiconductor layer. The film forming conditions were a substrate temperature of 150° C., a pressure of 60 Pa, a SiH 4 /PH 3 /H 2 flow ratio value of 1/2, and a power density of 0.01 W/cm 2 . The flow rate of the PH 3 gas is the flow rate of the diluent gas PH 3 is diluted by H 2 to 5000 ppm.
第2導電型半導体層が形成された基板を、所定の条件でエッチング槽に浸漬して、リフトオフ層パターンのエッチングを行った。次に、リフトオフ層パターンのエッチングを行った基板に対して、所定の条件でリンス工程を行った。 The lift-off layer pattern was etched by immersing the substrate on which the second conductivity type semiconductor layer was formed in an etching bath under predetermined conditions. Next, a rinse process was performed on the substrate on which the lift-off layer pattern was etched under predetermined conditions.
次に、低反射層として、基板の第2の面に窒化硅素層を形成した。その後、マグネトロンスパッタリング装置を用いて、透明電極層となる酸化物膜(膜厚80nm)を、基板の第1導電型半導体層及び第2導電型半導体層の上に形成した。透明導電性酸化物としては、酸化スズを10重量%の濃度で含有する酸化インジウム(ITO)をターゲットとして使用した。装置のチャンバ内にアルゴンと酸素との混合ガスを導入し、チャンバ内の圧力を0.3Paに設定した。アルゴンと酸素との混合比率は、抵抗率が最も低くなる(いわゆるボトム)条件とした。また、直流電源を用いて、0.4W/cm2の電力密度で成膜を行った。 Next, a silicon nitride layer was formed on the second surface of the substrate as a low reflection layer. Then, using a magnetron sputtering device, an oxide film (film thickness 80 nm) to be a transparent electrode layer was formed on the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer of the substrate. As the transparent conductive oxide, indium oxide (ITO) containing tin oxide at a concentration of 10% by weight was used as a target. A mixed gas of argon and oxygen was introduced into the chamber of the apparatus, and the pressure inside the chamber was set to 0.3 Pa. The mixing ratio of argon and oxygen was set so that the resistivity was the lowest (so-called bottom). A DC power supply was used to form a film at a power density of 0.4 W/cm 2 .
次に、フォトリソグラフィ法により、第1導電型半導体層及び第2導電型半導体層上にまたがっている透明導電性酸化物膜を選択的にエッチングして、透明電極層を形成した。このエッチングにより形成された透明電極層により、p型半導体層上の透明導電性酸化物膜と、n型半導体層上の透明導電性酸化物膜との間の導通を防止した。 Next, the transparent conductive oxide film extending over the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer was selectively etched by photolithography to form a transparent electrode layer. The transparent electrode layer formed by this etching prevented conduction between the transparent conductive oxide film on the p-type semiconductor layer and the transparent conductive oxide film on the n-type semiconductor layer.
次に、透明電極層の上に、銀ペーストをスクリーン印刷し、温度が180℃のオーブンで60分間の加熱処理を行い、金属電極層を形成した。 Next, a silver paste was screen-printed on the transparent electrode layer, and heat treatment was performed for 60 minutes in an oven at a temperature of 180° C. to form a metal electrode layer.
(実施例1)
リフトオフ層パターンをエッチングする際のエッチング液は、7重量%のフッ化水素酸とし、エッチング液への浸漬時間は10分間とした。
(Example 1)
The etching solution for etching the lift-off layer pattern was 7 wt% hydrofluoric acid, and the immersion time in the etching solution was 10 minutes.
リフトオフ層パターンをエッチングした後のリンス工程は、基板を超純水からなるリンス液を満たした第1のリンス槽及び第2のリンス槽に順次浸漬して行った。基板を第1のリンス槽に浸漬する際には、一方の幹パターン近傍の辺が下方になる位置(以後、この配置を0°の位置という。)に基板を配置し、枝パターンが延びる方向に沿って基板を下降させることにより、一方の幹パターン近傍の辺が最初にリンス液に接触するようにした。10秒間浸漬を行った後、基板を引き上げ、z軸を中心に元の位置に対して180°基板を回転させた(以後、この位置を180°の位置という)。続いて、基板を枝パターンの延びる方向に沿って下降させ、第2のリンス槽に浸漬した。10秒間浸漬を行った後、基板を引き上げ、残渣量を測定した。 The rinse step after etching the lift-off layer pattern was performed by successively immersing the substrate in a first rinse tank and a second rinse tank filled with a rinse liquid made of ultrapure water. When the substrate is dipped in the first rinse tank, the substrate is placed at a position where one side near the trunk pattern is downward (hereinafter, this arrangement is referred to as a 0° position), and the branch pattern extends in the extending direction. By lowering the substrate along, the side near one of the trunk patterns first comes into contact with the rinse liquid. After dipping for 10 seconds, the substrate was pulled up, and the substrate was rotated 180° with respect to the original position around the z axis (hereinafter, this position is referred to as a 180° position). Subsequently, the substrate was lowered along the extending direction of the branch pattern and immersed in the second rinse bath. After dipping for 10 seconds, the substrate was pulled up and the amount of residue was measured.
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は4%であった。また、電極形成後のVOC、JSC、FF及び光電変換効率は良好であった。 The amount of residue after pulling up from the second rinse tank was 4%. In addition, V OC , J SC , FF and photoelectric conversion efficiency after forming the electrode were good.
(実施例2)
第1のリンス槽から引き上げた後、基板を90°回転させて90°の位置とし、幹パターンの延びる方向に沿って下降させて、第2のリンス槽に浸漬した以外は、実施例1と同様にした。
(Example 2)
After the substrate was pulled up from the first rinse tank, the substrate was rotated 90° to the position of 90°, lowered along the extending direction of the trunk pattern, and immersed in the second rinse tank. I did the same.
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は10%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化JSCはいずれも1.00であり、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも0.98であった。 The amount of residue after pulling up from the second rinse tank was 10%. Further, the standardized V OC and the standardized J SC based on the back electrode type solar cell of Example 1 are both 1.00, and the standardized FF and the standardized photoelectric conversion efficiency are both 0.98. It was
(実施例3)
基板を第2のリンス槽から引き上げた後、基板を−90°回転させて90°の位置として、幹パターンの延びる方向に沿って下降させて、第3のリンス槽に浸漬し、基板を第3のリンス槽から引き上げた後、基板を180°回転させて270°の位置として、幹パターンの延びる方向に沿って下降させて、第4のリンス槽に浸漬した以外は、実施例1と同様にした。
(Example 3)
After pulling the substrate out of the second rinse tank, the substrate is rotated by −90° to the position of 90°, lowered along the extending direction of the trunk pattern, and immersed in the third rinse tank to make the substrate Same as Example 1 except that the substrate was rotated 180° to a position of 270° after being pulled up from the rinse tank of No. 3, lowered along the extending direction of the trunk pattern, and immersed in the fourth rinse tank. I chose
第4のリンス槽から引き上げた後の残渣量は0%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化JSCは1.00、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも1.01であった。
(実施例4)
第1のリンス槽から引き上げた後、基板を180°回転させて180°の位置とし、枝パターンの延びる方向に沿って下降させて、再び第1のリンス槽に浸漬した以外は、実施例1と同様にした。
The amount of residue after pulling up from the fourth rinse tank was 0%. Further, the normalized V OC and the normalized J SC based on the back electrode type solar cell of Example 1 were 1.00, and the normalized FF and the normalized photoelectric conversion efficiency were all 1.01.
(Example 4)
Example 1 except that after the substrate was pulled out of the first rinse tank, the substrate was rotated by 180° to the position of 180°, lowered along the direction in which the branch pattern extends, and immersed again in the first rinse tank. Same as.
基板を180°の位置として第1のリンス槽に浸漬してから引き上げた後の残渣量は9%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化ISCはいずれも1.00であり、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも0.98であった。 The amount of residue after dipping the substrate in the first rinse tank at a position of 180° and then withdrawing it was 9%. Further, the standardized V OC and the standardized I SC of the back electrode type solar cell of Example 1 were both 1.00, and the standardized FF and the standardized photoelectric conversion efficiency were both 0.98. It was
(実施例5)
リフトオフ層パターンを図9に示すような、基板の一の辺の近傍にのみ幹パターンが設けられている形状とし、第1のリンス槽に浸漬する際に、幹パターンの近傍の第1の辺100Aが最初にリンス液に接触するように基板を配置してこの位置を0°の位置とした以外は、実施例1と同様にした。
(Example 5)
As shown in FIG. 9, the lift-off layer pattern has a shape in which the trunk pattern is provided only near one side of the substrate, and when the lift-off layer pattern is immersed in the first rinse bath, the first side near the trunk pattern is formed. Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the substrate was placed so that 100A first came into contact with the rinse liquid and this position was set at a position of 0°.
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は4%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC、規格化JSC、規格化FF及び光電変換効率はいずれも1.00であった。 The amount of residue after pulling up from the second rinse tank was 4%. Further, the normalized V OC , the normalized J SC , the normalized FF, and the photoelectric conversion efficiency based on the back electrode type solar cell of Example 1 were all 1.00.
(実施例6)
第1のリンス槽に浸漬する際に、90°の位置として第1の辺100Aと隣接する辺が最初にリンス液に接触するように基板を下降させ、基板を第2のリンス槽から引き上げた後、基板を180°回転させて270°の位置としてから第2のリンス槽に浸漬した以外は、実施例5と同様にした。
(Example 6)
When immersed in the first rinse tank, the substrate was lowered so that the side adjacent to the
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は13%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化JSCはいずれも1.00であり、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも0.97であった。 The amount of residue after being pulled out from the second rinse tank was 13%. Further, the standardized V OC and the standardized J SC based on the back electrode type solar cell of Example 1 are both 1.00, and the standardized FF and the standardized photoelectric conversion efficiency are both 0.97. It was
(比較例1)
リフトオフ層パターンをエッチングした後のリンスにおいて、第2のリンス槽への浸漬を行わなかった以外は、実施例1と同様にした。
(Comparative Example 1)
The rinse after etching the lift-off layer pattern was performed in the same manner as in Example 1 except that immersion in the second rinse tank was not performed.
第1のリンス槽から引き上げた後の残渣量は20%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化JSCはいずれも1.00であり、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも0.95であった。 The amount of residue after being pulled out from the first rinse tank was 20%. Further, the normalized V OC and the normalized J SC of the back electrode type solar cell of Example 1 were both 1.00, and the normalized FF and the normalized photoelectric conversion efficiency were both 0.95. It was
(比較例2)
リフトオフ層パターンをエッチングした後のリンスにおいて、第1のリンス槽に基板を浸漬する際に、基板の位置を90°の位置として、幹パターンの延びる方向に沿って下降させた以外は、比較例1と同様にした。
(Comparative example 2)
In the rinse after etching the lift-off layer pattern, when the substrate was immersed in the first rinse bath, the position of the substrate was set at 90° and the substrate was lowered along the extending direction of the trunk pattern. Same as 1.
第1のリンス槽から引き上げた後の残渣量は23%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化JSCはいずれも1.00であり、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも0.94であった。 The amount of residue after being pulled out from the first rinse tank was 23%. Further, the standardized V OC and the standardized J SC based on the back electrode type solar cell of Example 1 are both 1.00, and the standardized FF and the standardized photoelectric conversion efficiency are both 0.94. It was
(比較例3)
第2のリンス槽へ基板を浸漬する前に、基板を回転させず、基板を0°の位置としたまま第2のリンス槽へ浸漬した以外は、実施例1と同様にした。
(Comparative example 3)
Before immersing the substrate in the second rinse tank, the same procedure was performed as in Example 1 except that the substrate was not rotated and the substrate was immersed in the second rinse tank while the substrate was kept at 0°.
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は15%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOC及び規格化JSCはいずれも1.00であり、規格化FF及び規格化光電変換効率はいずれも0.96であった。 The amount of residue after being pulled out from the second rinse tank was 15%. Further, the normalized V OC and the normalized J SC of the back electrode type solar cell of Example 1 are both 1.00, and the normalized FF and the normalized photoelectric conversion efficiency are both 0.96. It was
(比較例4)
リフトオフ層パターンをエッチングする際の浸漬時間を20分とした以外は、比較例3と同様にした。
(Comparative example 4)
The procedure of Comparative Example 3 was repeated, except that the immersion time for etching the lift-off layer pattern was 20 minutes.
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は13%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOCは0.95、規格化JSCは1.00、規格化FFは0.93、規格化光電変換効率は0.88あり、パッシベーションの低下がみられた。 The amount of residue after being pulled out from the second rinse tank was 13%. Further, the normalized V OC based on the back electrode type solar cell of Example 1 is 0.95, the normalized J SC is 1.00, the normalized FF is 0.93, and the normalized photoelectric conversion efficiency is 0.88. Yes, there was a decrease in passivation.
(比較例5)
リフトオフ層パターンをエッチングする際の浸漬時間を30分とした以外は、比較例3と同様にした。
(Comparative example 5)
The procedure of Comparative Example 3 was repeated, except that the immersion time for etching the lift-off layer pattern was 30 minutes.
第2のリンス槽から引き上げた後の残渣量は11%であった。また、実施例1の裏面電極形太陽電池を基準とした規格化VOCは0.90、規格化JSCは1.00、規格化FFは0.90、規格化光電変換効率は0.81あり、パッシベーションの低下がみられた。 The amount of residue after pulling up from the second rinse tank was 11%. Further, the normalized V OC based on the back electrode type solar cell of Example 1 is 0.90, the normalized J SC is 1.00, the normalized FF is 0.90, and the normalized photoelectric conversion efficiency is 0.81. Yes, there was a decrease in passivation.
表1に、各実施例及び比較例の、条件及び結果をまとめて示す。 Table 1 collectively shows the conditions and results of each Example and Comparative Example.
100 基板
100A 第1の辺
101 第1の面
102 第2の面
111 第1真性半導体層
112 第2真性半導体層
113 第1導電型半導体層
114 第2導電型半導体層
116 リフトオフ層パターン
116A 幹パターン
116B 枝パターン
116a リフトオフ層
117 透明電極層
118 金属電極層
119 電極層
119A 電極層
119B 電極層
121 第2面真性半導体層
124 低反射層
125 分離溝
140 エッチング槽
141 エッチング溶液
150 リンス槽
151 リンス液
161 浮き上がった部分
100
Claims (6)
第1導電型半導体層の上にリフトオフ層を形成する工程と、
前記リフトオフ層を選択的に除去してリフトオフ層パターンを形成する工程と、
前記リフトオフ層パターンを覆うように第2導電型半導体層を形成する工程と、
前記リフトオフ層パターンをエッチングする工程と、
前記リフトオフ層パターンをエッチングする工程よりも後で、前記基板をリンス液に浸漬して前記基板の表面に残存するリフトオフ層パターンを除去する工程とを備え、
前記基板の前記リンス液への浸漬は、前記基板の最初に前記リンス液と接する位置が、前回の浸漬の際とは異なった位置となるように複数回繰り返す、裏面電極型太陽電池の製造方法。 Forming a first conductivity type semiconductor layer on the first surface of the substrate;
Forming a lift-off layer on the first conductivity type semiconductor layer;
Forming a lift-off layer pattern by selectively removing the lift-off layer;
Forming a second conductive type semiconductor layer so as to cover the lift-off layer pattern;
Etching the lift-off layer pattern,
After the step of etching the lift-off layer pattern, the step of immersing the substrate in a rinse liquid to remove the lift-off layer pattern remaining on the surface of the substrate,
Immersion of the substrate in the rinse liquid is repeated a plurality of times so that the position of the substrate in contact with the rinse liquid at the beginning is different from the position at the time of the previous immersion, a method for manufacturing a back electrode type solar cell. ..
前記基板を前記リンス液へ浸漬を繰り返す際に、少なくとも1回は前記基板を前記第2の方向に沿って移動させて浸漬を行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法。 The lift-off layer pattern has a trunk pattern extending in a first direction, and a plurality of branch patterns extending in a second direction intersecting the first direction,
The back electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein when the substrate is repeatedly immersed in the rinse liquid, the substrate is moved along the second direction at least once for immersion. Type solar cell manufacturing method.
前記基板の前記リンス液への最初の浸漬は、前記第1の辺が他の辺よりも先に前記リンス液と接するように行う、請求項4又は5に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法。
The trunk pattern is formed along the first side at a position closer to the first side of the substrate than the branch pattern,
The back electrode type solar cell according to claim 4 or 5, wherein the first immersion of the substrate in the rinse liquid is performed so that the first side comes into contact with the rinse liquid before other sides. Method.
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