JP2585403B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、太陽電池の製造方法に関する。
〈従来の技術〉 従来、太陽電池は、例えば第３図に示すような方法で
製造されている。即ち、まず面指数（100）をもつＰ型
シリコン基板１を洗浄し（（ａ）参照）、入射光の表面
反射を防止すべく（111）面を得るようなテクスチャエ
ッチング即ち粗面化処理を施し、無数の四角錐を形成し
た後（（ｂ）参照）、この粗面を集電極形成部分を残し
てレジスト膜２で覆い（（ｃ）参照）、後にこの部分に
形成される接合のAgペースト電極印刷・焼成時での上記
四角錐の先端部における欠け等による破壊を防止して、
高開放電圧および良好な曲線因子を得るべく、この部分
をフォトエッチングで平坦化する（（ｄ）参照）。次
に、シリコン基板１の表面を接合形成のための熱拡散処
理から保護すべく、シリコン基板１の表面にCVD法等でS
iO2膜３を形成し（（ｅ）参照）、このSiO2膜を上述と
同様に集電極形成部分を残してレジスト膜２で覆った後
（（ｆ）参照）、この部分のSiO2膜をフォトエッチング
で除去するいわゆる窓開けを行ない（（ｇ）参照）、続
いて900〜1000℃のPOCl3ガス雰囲気中でこの窓部に熱拡
散性によって表面不純物濃度の高い（１〜２×1020c
m-3）n++層即ち第２の接合４を形成した後、SiO2膜を全
て除去する（（ｈ）参照）。
製造されている。即ち、まず面指数（100）をもつＰ型
シリコン基板１を洗浄し（（ａ）参照）、入射光の表面
反射を防止すべく（111）面を得るようなテクスチャエ
ッチング即ち粗面化処理を施し、無数の四角錐を形成し
た後（（ｂ）参照）、この粗面を集電極形成部分を残し
てレジスト膜２で覆い（（ｃ）参照）、後にこの部分に
形成される接合のAgペースト電極印刷・焼成時での上記
四角錐の先端部における欠け等による破壊を防止して、
高開放電圧および良好な曲線因子を得るべく、この部分
をフォトエッチングで平坦化する（（ｄ）参照）。次
に、シリコン基板１の表面を接合形成のための熱拡散処
理から保護すべく、シリコン基板１の表面にCVD法等でS
iO2膜３を形成し（（ｅ）参照）、このSiO2膜を上述と
同様に集電極形成部分を残してレジスト膜２で覆った後
（（ｆ）参照）、この部分のSiO2膜をフォトエッチング
で除去するいわゆる窓開けを行ない（（ｇ）参照）、続
いて900〜1000℃のPOCl3ガス雰囲気中でこの窓部に熱拡
散性によって表面不純物濃度の高い（１〜２×1020c
m-3）n++層即ち第２の接合４を形成した後、SiO2膜を全
て除去する（（ｈ）参照）。
さらに、シリコン基板１の表面全体に800〜900℃のPO
Cl3ガス雰囲気中で熱拡散性によって表面不純物濃度の
低い（３〜４×1019cm-3）n+層即ち第１の接合５を形成
する（（ｉ）参照）。なお、表面不純物濃度の高い上記
第２の接合４は、シリコン基板１と集電極金属との接触
特性を改善するためであり、表面不純物濃度の低い上記
第１の接合５は、表面再結合による損失を少なくするた
めである。次に、シリコン基板１の裏面にAlペーストを
スクリーン印刷し、これを750℃で焼成して、Al−Si合
金からなる再結合防止のためのP+層即ちBSF（背面電
界）層７および裏面電極６を同時に形成する（（ｊ）参
照）。最後に、シリコン基板１の表面にTiO2からなる反
射防止膜８を形成した後（（ｋ）参照）、上記平坦部に
上記反射防止膜８の上からAgペーストをスクリーン印刷
し、これを600℃で焼成貫通して集電極たる表面電極９
を形成する。
Cl3ガス雰囲気中で熱拡散性によって表面不純物濃度の
低い（３〜４×1019cm-3）n+層即ち第１の接合５を形成
する（（ｉ）参照）。なお、表面不純物濃度の高い上記
第２の接合４は、シリコン基板１と集電極金属との接触
特性を改善するためであり、表面不純物濃度の低い上記
第１の接合５は、表面再結合による損失を少なくするた
めである。次に、シリコン基板１の裏面にAlペーストを
スクリーン印刷し、これを750℃で焼成して、Al−Si合
金からなる再結合防止のためのP+層即ちBSF（背面電
界）層７および裏面電極６を同時に形成する（（ｊ）参
照）。最後に、シリコン基板１の表面にTiO2からなる反
射防止膜８を形成した後（（ｋ）参照）、上記平坦部に
上記反射防止膜８の上からAgペーストをスクリーン印刷
し、これを600℃で焼成貫通して集電極たる表面電極９
を形成する。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の太陽電池の製造方法は、集電極
９の直下部分の平坦化およびこの部分への第２の接合４
の形成のために第３図（ｃ），（ｄ）および（ｆ），
（ｇ）に示す２回のフォトエンチング工程を必要とし、
さらに拡散マスク用のSiO2膜３の形成，第２の接合４お
よび第１の接合５の形成のために第３図（ｅ），（ｈ）
および（ｉ）に示す３回の高温処理を必要とする。その
ため、製造工程が手間のかかる複雑なものになるばかり
でなく、３回もの高温処理が太陽電池の特性に悪影響を
及ぼし、製造能率の悪化と製品の高価格化および製品品
質の低下をもたらすという欠点がある。とりわけ、この
製造方法を低価格化を目指す多結晶シリコン基板に適用
すると、各高温処理の終り毎に−120℃/hrという除冷が
必要になり、１回の高温処理だけでも数時間を要し、製
造能率が極端に低下することになる。
９の直下部分の平坦化およびこの部分への第２の接合４
の形成のために第３図（ｃ），（ｄ）および（ｆ），
（ｇ）に示す２回のフォトエンチング工程を必要とし、
さらに拡散マスク用のSiO2膜３の形成，第２の接合４お
よび第１の接合５の形成のために第３図（ｅ），（ｈ）
および（ｉ）に示す３回の高温処理を必要とする。その
ため、製造工程が手間のかかる複雑なものになるばかり
でなく、３回もの高温処理が太陽電池の特性に悪影響を
及ぼし、製造能率の悪化と製品の高価格化および製品品
質の低下をもたらすという欠点がある。とりわけ、この
製造方法を低価格化を目指す多結晶シリコン基板に適用
すると、各高温処理の終り毎に−120℃/hrという除冷が
必要になり、１回の高温処理だけでも数時間を要し、製
造能率が極端に低下することになる。
そこで、本発明の目的は、集電極直下部分の平坦化と
この部分への第２の接合の形成を新規かつ能率的な手法
で同時に行なうことによって、製造工程を簡素化し、し
かも品質を向上させて、高効率かつ安価な太陽電池の製
造方法を提供することである。
この部分への第２の接合の形成を新規かつ能率的な手法
で同時に行なうことによって、製造工程を簡素化し、し
かも品質を向上させて、高効率かつ安価な太陽電池の製
造方法を提供することである。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の太陽電池の製造方
法は、洗浄および粗面化処理を施した半導体基板の表面
に第１の接合を形成した後、この第１の接合の集電極を
形成すべき領域のみに短波長レーザ光を照射して、この
領域の平坦化とこの領域における上記第１の接合よりも
高い表面不純物濃度をもつ第２の接合の熱拡散による形
成を同時に行う。
法は、洗浄および粗面化処理を施した半導体基板の表面
に第１の接合を形成した後、この第１の接合の集電極を
形成すべき領域のみに短波長レーザ光を照射して、この
領域の平坦化とこの領域における上記第１の接合よりも
高い表面不純物濃度をもつ第２の接合の熱拡散による形
成を同時に行う。
〈作用〉 短波長レーザ光は、そのスポットサイズを光学系によ
って１μｍ程度以上の任意の大きさに設定でき、従来の
フォトエッチングと同等の加工精度を直描によるパター
ニングで実現できる。そこで、その半導体基板に最適の
波長の短波長レーザ光を、例えば第２の接合の不純物元
素を含むガス雰囲気中において上記半導体基板に照射す
ると、高温処理のような基板全体の温度上昇を伴わず
に、集電極を形成すべき表面層領域のみが溶融し、平坦
化が行なわれるとともに、ガス雰囲気から溶融部に不純
物元素が熱拡散し、第１の接合よりも高い表面不純物濃
度をもつ第２の接合が形成される。従って、従来の集電
極直下部の平坦化および第２の接合形成のための２回の
フォトエッチングならびに第２の接合形成のための１回
の高温処理が、一度の短波長レーザ光の直描で完了する
うえ、拡散マスク用のSiO2膜形成のための１回の高温処
理が不要になる。また、高温処理で太陽電池の特性が悪
化することもない。
って１μｍ程度以上の任意の大きさに設定でき、従来の
フォトエッチングと同等の加工精度を直描によるパター
ニングで実現できる。そこで、その半導体基板に最適の
波長の短波長レーザ光を、例えば第２の接合の不純物元
素を含むガス雰囲気中において上記半導体基板に照射す
ると、高温処理のような基板全体の温度上昇を伴わず
に、集電極を形成すべき表面層領域のみが溶融し、平坦
化が行なわれるとともに、ガス雰囲気から溶融部に不純
物元素が熱拡散し、第１の接合よりも高い表面不純物濃
度をもつ第２の接合が形成される。従って、従来の集電
極直下部の平坦化および第２の接合形成のための２回の
フォトエッチングならびに第２の接合形成のための１回
の高温処理が、一度の短波長レーザ光の直描で完了する
うえ、拡散マスク用のSiO2膜形成のための１回の高温処
理が不要になる。また、高温処理で太陽電池の特性が悪
化することもない。
〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図は、本発明による太陽電池の製造方法の一例を
示している。まず、同図（ａ）に示すように、面指数
（100），抵抗率１〜２Ω・cmをもつＰ型のシリコン基
板１を洗浄し、続いて３％NaOH水溶液を用いて85℃で30
分間テクスチャエッチングを行って、基板表面を同図
（ｂ）の如く粗面化する。次に、シリコン基板１を830
℃のPOCl3ガス雰囲気中に17分間保持して、熱拡散によ
り基板表面に表面不純物濃度の低い（３〜４×1019c
m-3）n+層即ち第１の接合５を同図（ｃ）の如く形成す
る。
示している。まず、同図（ａ）に示すように、面指数
（100），抵抗率１〜２Ω・cmをもつＰ型のシリコン基
板１を洗浄し、続いて３％NaOH水溶液を用いて85℃で30
分間テクスチャエッチングを行って、基板表面を同図
（ｂ）の如く粗面化する。次に、シリコン基板１を830
℃のPOCl3ガス雰囲気中に17分間保持して、熱拡散によ
り基板表面に表面不純物濃度の低い（３〜４×1019c
m-3）n+層即ち第１の接合５を同図（ｃ）の如く形成す
る。
次に、第１の接合５が形成されたシリコン基板１を、
第２図（ａ）に示すように、PH3等不純物を含む雰囲気
ガス13を充填したチャンバ11内に保持し、シリコン基板
表面の集電極を形成しようとする領域に、波長350nm以
下の紫外光より好ましくは波長308nmのXeCl線からなる
エネルギ密度1.5J/cm2程度の短波長レーザ光10を、チャ
ンバの窓12を通して適切なスポットサイズで照射する。
上記短波長レーザ光10は、そのスポットサイズを光学系
によって１μｍ程度以上の任意の大きさに設定でき、直
描によるパターニングで従来のフォトエッチングと同等
の加工精度を実現できる。また、上記短波長レーザ光10
は、シリコン基板１に対する吸収係数が大きく、しかも
表層の非常に浅い領域にしか進入しないので、従来の高
温処理のように基板全体が温度上昇することなく、極く
表層のみが溶融する。従って、この溶融によって粗面の
平坦化が進むとともに、雰囲気ガス13から溶融部に不純
物元素が熱拡散し、第２図（ｂ）に示すように、上記第
１の接合５よりも表面不純物濃度の高い（１〜２×1020
cm-3）n++層即ち第２の接合４が形成される。こうし
て、シリコン基板１は、第１図（ｄ）に示す状態とな
る。
第２図（ａ）に示すように、PH3等不純物を含む雰囲気
ガス13を充填したチャンバ11内に保持し、シリコン基板
表面の集電極を形成しようとする領域に、波長350nm以
下の紫外光より好ましくは波長308nmのXeCl線からなる
エネルギ密度1.5J/cm2程度の短波長レーザ光10を、チャ
ンバの窓12を通して適切なスポットサイズで照射する。
上記短波長レーザ光10は、そのスポットサイズを光学系
によって１μｍ程度以上の任意の大きさに設定でき、直
描によるパターニングで従来のフォトエッチングと同等
の加工精度を実現できる。また、上記短波長レーザ光10
は、シリコン基板１に対する吸収係数が大きく、しかも
表層の非常に浅い領域にしか進入しないので、従来の高
温処理のように基板全体が温度上昇することなく、極く
表層のみが溶融する。従って、この溶融によって粗面の
平坦化が進むとともに、雰囲気ガス13から溶融部に不純
物元素が熱拡散し、第２図（ｂ）に示すように、上記第
１の接合５よりも表面不純物濃度の高い（１〜２×1020
cm-3）n++層即ち第２の接合４が形成される。こうし
て、シリコン基板１は、第１図（ｄ）に示す状態とな
る。
その後、第１図（ｅ）でシリコン基板１の裏面に、Al
−Si合金からなるBSF層７およびAlからなる裏面電極６
を同時形成し、同図（ｆ）でシリコン基板１の表面にTi
O2からなる反射防止膜８を形成し、最後に同図（ｇ）で
上記平坦部に集電極たるAgからなる表面電極９を形成し
て、太陽電池が完成する。なお、上記（ｅ）〜（ｇ）の
工程は、第３図の従来例の（ｊ）〜（ｌ）の工程と全く
同じである。また、第３図の従来の太陽電池も、その構
造自体は第１図の実施例のものと何ら異ならないから、
同一部分には同一番号を付している。
−Si合金からなるBSF層７およびAlからなる裏面電極６
を同時形成し、同図（ｆ）でシリコン基板１の表面にTi
O2からなる反射防止膜８を形成し、最後に同図（ｇ）で
上記平坦部に集電極たるAgからなる表面電極９を形成し
て、太陽電池が完成する。なお、上記（ｅ）〜（ｇ）の
工程は、第３図の従来例の（ｊ）〜（ｌ）の工程と全く
同じである。また、第３図の従来の太陽電池も、その構
造自体は第１図の実施例のものと何ら異ならないから、
同一部分には同一番号を付している。
このように、上記実施例を含む本発明によれば、第３
図に示した従来の工程のうち、（ｃ），（ｄ）のフォト
レジスト２の塗布，マスク露光、パターンエッチングな
ど一連のフォトエッチングによる平坦化工程が不要にな
り、（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）の拡散マスク用の
SiO2膜３の形成，フォトレジスト２の塗布を含む一連の
フォトエッチング，高温処理による第２の接合４の形成
などの工程が不要になる。そして、これらの工程に代え
て不純物元素を含む雰囲気ガス13中での短波長レーザ光
10の直描によって、粗面の平坦化と第２の接合４の形成
を同時に行うことができ、従来の製造工数を大幅に削減
して、迅速かつ能率的な製造が可能になる。また、拡散
マスク膜および第２の接合を形成するための２回の高温
処理を行なわず、表層のみの溶融で第２の接合を形成す
るので、従来のように高温処理で太陽電池の特性が悪化
することもない。従って、高効率，高品質な太陽電池を
安価に製造することができる。
図に示した従来の工程のうち、（ｃ），（ｄ）のフォト
レジスト２の塗布，マスク露光、パターンエッチングな
ど一連のフォトエッチングによる平坦化工程が不要にな
り、（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）の拡散マスク用の
SiO2膜３の形成，フォトレジスト２の塗布を含む一連の
フォトエッチング，高温処理による第２の接合４の形成
などの工程が不要になる。そして、これらの工程に代え
て不純物元素を含む雰囲気ガス13中での短波長レーザ光
10の直描によって、粗面の平坦化と第２の接合４の形成
を同時に行うことができ、従来の製造工数を大幅に削減
して、迅速かつ能率的な製造が可能になる。また、拡散
マスク膜および第２の接合を形成するための２回の高温
処理を行なわず、表層のみの溶融で第２の接合を形成す
るので、従来のように高温処理で太陽電池の特性が悪化
することもない。従って、高効率，高品質な太陽電池を
安価に製造することができる。
なお、本発明が図示の実施例に限られないのはいうま
でもない。
でもない。
〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の太陽電池の製
造方法は、洗浄および粗面化処理を施した半導体基板の
表面に第１の接合を形成した後、この第１の接合の集電
極を形成すべき領域のみに短波長レーザ光を照射して、
この領域の平坦化とこの領域における上記第１の接合よ
りも高い表面不純物濃度をもつ第２の接合の熱拡散によ
る形成を同時に行うので、従来の製造工程が大幅に簡素
化され、無欠陥化されて、高効率，高品質な太陽電池を
安価かつ能率的に提供することができる。
造方法は、洗浄および粗面化処理を施した半導体基板の
表面に第１の接合を形成した後、この第１の接合の集電
極を形成すべき領域のみに短波長レーザ光を照射して、
この領域の平坦化とこの領域における上記第１の接合よ
りも高い表面不純物濃度をもつ第２の接合の熱拡散によ
る形成を同時に行うので、従来の製造工程が大幅に簡素
化され、無欠陥化されて、高効率，高品質な太陽電池を
安価かつ能率的に提供することができる。
第１図は本発明の太陽電池の製造方法の一実施例を示す
図、第２図はこの実施例の短波長レーザ光照射工程を示
す図、第３図は従来の太陽電池の製造方法を示す図であ
る。 １……シリコン基板、４……第２の接合、 ５……第１の接合、６……裏面電極、７……BSF層、 ８……反射防止膜、９……表面電極、 10……短波長レーザ光、13……雰囲気ガス。
図、第２図はこの実施例の短波長レーザ光照射工程を示
す図、第３図は従来の太陽電池の製造方法を示す図であ
る。 １……シリコン基板、４……第２の接合、 ５……第１の接合、６……裏面電極、７……BSF層、 ８……反射防止膜、９……表面電極、 10……短波長レーザ光、13……雰囲気ガス。
Claims (1)
- 【請求項１】洗浄および粗面化処理を施した半導体基板
の表面に第１の接合を形成した後、この第１の接合の集
電極を形成すべき領域のみに短波長レーザ光を照射し
て、この領域の平坦化とこの領域における上記第１の接
合よりも高い表面不純物濃度をもつ第２の接合の熱拡散
による形成を同時に行う太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298855A JP2585403B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298855A JP2585403B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143467A JPH02143467A (ja) | 1990-06-01 |
| JP2585403B2 true JP2585403B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=17865070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298855A Expired - Fee Related JP2585403B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585403B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446593B1 (ko) * | 1997-03-05 | 2005-07-04 | 삼성전자주식회사 | 실리콘태양전지및그제조방법 |
| JP4518731B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2010-08-04 | シャープ株式会社 | 多結晶シリコン基板表面の凹凸形成方法 |
| JP4128161B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2008-07-30 | 富士通株式会社 | ハードディスクドライブのキャリッジアセンブリ、およびその製造方法 |
| US8975172B2 (en) | 2006-09-27 | 2015-03-10 | Kyocera Corporation | Solar cell element and method for manufacturing solar cell element |
| GB2486626B (en) * | 2009-10-20 | 2012-09-26 | Solar Group Pl Sp Z O O | A solar cell and a method for manufacturing of a solar cell |
| JP6120172B2 (ja) * | 2011-08-12 | 2017-04-26 | 小林 光 | 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、半導体装置、半導体装置の製造プログラム、半導体用処理剤、並びに転写用部材 |
| JP2015515747A (ja) * | 2012-03-14 | 2015-05-28 | アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ | めっきされたコンタクトを有する太陽電池の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63298855A patent/JP2585403B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02143467A (ja) | 1990-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |