JP2958203B2 - 太陽電池素子の製造方法 - Google Patents
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池素子の製造方法
に関し、特に半導体基板の複数の所定箇所にスルーホー
ルを形成する太陽電池素子の製造方法に関する。
に関し、特に半導体基板の複数の所定箇所にスルーホー
ルを形成する太陽電池素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、特願平４−１０６８６５号
で、光反射が少なくかつキャリアの再結合を防ぐことが
できるスルーホールバックコンタクト型太陽電池素子を
提案した。この従来の太陽電池素子の構造を図３に示
す。図３において、１１はｐ型単結晶シリコン基板、１
２はシリコン基板１１に形成されたスルーホール、１３
はシリコン基板１の表面側からスルーホール１２の壁面
を介して裏面側に形成されたｎ領域、１４は裏面側のｎ
領域に形成された負電極、１５は裏面側のスルーホール
１２間に形成されたｐ+ 領域、１６はｐ+ 領域に形成さ
れた正電極、１７は窒化シリコン（ＳｉＮX ）などから
成る反射防止膜、１８は酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）など
から成る絶縁膜である。
で、光反射が少なくかつキャリアの再結合を防ぐことが
できるスルーホールバックコンタクト型太陽電池素子を
提案した。この従来の太陽電池素子の構造を図３に示
す。図３において、１１はｐ型単結晶シリコン基板、１
２はシリコン基板１１に形成されたスルーホール、１３
はシリコン基板１の表面側からスルーホール１２の壁面
を介して裏面側に形成されたｎ領域、１４は裏面側のｎ
領域に形成された負電極、１５は裏面側のスルーホール
１２間に形成されたｐ+ 領域、１６はｐ+ 領域に形成さ
れた正電極、１７は窒化シリコン（ＳｉＮX ）などから
成る反射防止膜、１８は酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）など
から成る絶縁膜である。
【０００３】シリコン基板１１の表面側にｎ領域１３を
形成すると、ｐ型半導体基板１１との間で半導体接合部
が形成され、この半導体接合部に光が照射されると、界
面近くでは多数キャリアである正孔がシリコン基板１１
の内部へ押しやられ、少数キャリアである電子がシリコ
ン基板１１の表面に引きつけられる。シリコン基板１１
の表面に引きつけられた電子は、スルーホール１２の壁
面に形成されたｎ領域１３を経由して、裏面側のｎ領域
１３に導かれ、負電極１４から取り出される。
形成すると、ｐ型半導体基板１１との間で半導体接合部
が形成され、この半導体接合部に光が照射されると、界
面近くでは多数キャリアである正孔がシリコン基板１１
の内部へ押しやられ、少数キャリアである電子がシリコ
ン基板１１の表面に引きつけられる。シリコン基板１１
の表面に引きつけられた電子は、スルーホール１２の壁
面に形成されたｎ領域１３を経由して、裏面側のｎ領域
１３に導かれ、負電極１４から取り出される。
【０００４】このように負電極１４が、シリコン基板１
の裏面側に形成されることから、シリコン基板１１の表
面には入射光を遮る電極が存在せず、変換効率を著しく
高めることができる。
の裏面側に形成されることから、シリコン基板１１の表
面には入射光を遮る電極が存在せず、変換効率を著しく
高めることができる。
【０００５】このような太陽電池素子のスルーホール１
２を形成する場合、従来はＹＡＧレーザなどを照射して
形成していた。ＹＡＧレーザを照射してスルーホール１
２を形成する場合、シリコン基板１１の厚みが薄いほど
スルーホール１２を形成しやすく、径も小さく加工でき
る。そのため、従来は３００μｍ程度の厚みを有するシ
リコン基板１１を、エッチングによって２００μｍ程度
の厚みになるまで薄くし、その後パルス光のＹＡＧレー
ザを照射してスルーホール１２を形成していた。
２を形成する場合、従来はＹＡＧレーザなどを照射して
形成していた。ＹＡＧレーザを照射してスルーホール１
２を形成する場合、シリコン基板１１の厚みが薄いほど
スルーホール１２を形成しやすく、径も小さく加工でき
る。そのため、従来は３００μｍ程度の厚みを有するシ
リコン基板１１を、エッチングによって２００μｍ程度
の厚みになるまで薄くし、その後パルス光のＹＡＧレー
ザを照射してスルーホール１２を形成していた。
【０００６】ところが、エッチングによってシリコン基
板１１全体の厚みを薄くすると、シリコン基板１１の抗
折強度が小さくなり、ハンドリングなどによってシリコ
ン基板１１が割れたり、歩留りが悪くなるという問題が
あった。また、シリコン基板１１の厚みを２００μｍ程
度にまで薄くした後に、ＹＡＧレーザでスルーホール１
２を形成しても、スルーホール１２の径は５０μｍφ程
度の大きなものになってしまう。スルーホール１２の径
が大きいと、その部分での入射光が無いため、太陽電池
の特性を下げる要因となるという問題があった。
板１１全体の厚みを薄くすると、シリコン基板１１の抗
折強度が小さくなり、ハンドリングなどによってシリコ
ン基板１１が割れたり、歩留りが悪くなるという問題が
あった。また、シリコン基板１１の厚みを２００μｍ程
度にまで薄くした後に、ＹＡＧレーザでスルーホール１
２を形成しても、スルーホール１２の径は５０μｍφ程
度の大きなものになってしまう。スルーホール１２の径
が大きいと、その部分での入射光が無いため、太陽電池
の特性を下げる要因となるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池素
子の製造方法は、このような従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、その特徴とするところは、半導体
基板の複数の所定箇所にスルーホールを形成して太陽電
池素子を形成する太陽電池素子の製造方法において、前
記半導体基板の複数の所定箇所をエッチングで薄肉に
し、しかる後この薄肉部分にレーザ光を照射してスルー
ホールを形成する点にある。
子の製造方法は、このような従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、その特徴とするところは、半導体
基板の複数の所定箇所にスルーホールを形成して太陽電
池素子を形成する太陽電池素子の製造方法において、前
記半導体基板の複数の所定箇所をエッチングで薄肉に
し、しかる後この薄肉部分にレーザ光を照射してスルー
ホールを形成する点にある。
【０００８】
【作用】上記のように、半導体基板のスルーホールを形
成する箇所だけの厚みを薄くすると、半導体基板の抗折
強度はそれほど小さくならず、その結果ハンドリングな
どによって半導体基板が割れたり、製造歩留りが低下す
るという問題が無くなる。また、半導体基板の所定箇所
のみの厚みを薄くすることから、その所定箇所が極端に
薄くすることができ、レーザ光を照射してスルーホール
を形成する際に径の小さいスルーホールを形成でき、も
って受光面積を増大させて、太陽電池の特性を向上させ
ることができる。
成する箇所だけの厚みを薄くすると、半導体基板の抗折
強度はそれほど小さくならず、その結果ハンドリングな
どによって半導体基板が割れたり、製造歩留りが低下す
るという問題が無くなる。また、半導体基板の所定箇所
のみの厚みを薄くすることから、その所定箇所が極端に
薄くすることができ、レーザ光を照射してスルーホール
を形成する際に径の小さいスルーホールを形成でき、も
って受光面積を増大させて、太陽電池の特性を向上させ
ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】図１および図２は、本発明に係る太陽電池
素子の製造方法を説明するための工程図である。
素子の製造方法を説明するための工程図である。
【００１１】まず、図１（ａ）に示すように、半導体基
板１の表面に、酸化シリコン膜（ＳｉＯ2 ）や窒化シリ
コン膜（ＳｉＮX ）などから成る耐アルカリ性のマスク
２を形成する。マスク２を酸化シリコン膜で形成する場
合、熱酸化法やＣＶＤ法で形成し、窒化シリコン膜で形
成する場合、ＣＶＤ法で形成する。このマスク２は、１
０００Å程度の厚みに形成する。半導体基板１は、例え
ばボロン（Ｂ）などを含有する、３００μｍ程度の厚み
を有する単結晶シリコン基板などで構成される。
板１の表面に、酸化シリコン膜（ＳｉＯ2 ）や窒化シリ
コン膜（ＳｉＮX ）などから成る耐アルカリ性のマスク
２を形成する。マスク２を酸化シリコン膜で形成する場
合、熱酸化法やＣＶＤ法で形成し、窒化シリコン膜で形
成する場合、ＣＶＤ法で形成する。このマスク２は、１
０００Å程度の厚みに形成する。半導体基板１は、例え
ばボロン（Ｂ）などを含有する、３００μｍ程度の厚み
を有する単結晶シリコン基板などで構成される。
【００１２】次に、図１（ｂ）に示すように、マスク２
の所定箇所（２ａ部分）をフッ酸と純水の１：３の混合
液などによりエッチング除去する。
の所定箇所（２ａ部分）をフッ酸と純水の１：３の混合
液などによりエッチング除去する。
【００１３】次に、図１（ｃ）に示すように、マスク２
を除去した部分２ａをＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液によ
り、厚み２００μｍ程度をエッチング除去するすること
により、凹部３を形成する。したがって、この凹部３部
分の半導体基板１の厚みは、１００μｍ程度になる。
を除去した部分２ａをＮａＯＨ溶液やＫＯＨ溶液によ
り、厚み２００μｍ程度をエッチング除去するすること
により、凹部３を形成する。したがって、この凹部３部
分の半導体基板１の厚みは、１００μｍ程度になる。
【００１４】次に、図１（ｄ）に示すように、水酸化ナ
トリウム（ＮａＯＨ）が１％で８０〜９０℃の温度の水
溶液で、半導体基板１の表面を異方性エッチングするテ
キスチャー処理を行う。すなわち、単結晶シリコンなど
は、結晶の面方位に則してエッチングされ、表面が多数
のピラミッド状になる。このように、表面を多数のピラ
ミッド状にすると、光が照射された際の表面反射率が著
しく低減し、太陽電池を形成した場合には、高効率にな
る。
トリウム（ＮａＯＨ）が１％で８０〜９０℃の温度の水
溶液で、半導体基板１の表面を異方性エッチングするテ
キスチャー処理を行う。すなわち、単結晶シリコンなど
は、結晶の面方位に則してエッチングされ、表面が多数
のピラミッド状になる。このように、表面を多数のピラ
ミッド状にすると、光が照射された際の表面反射率が著
しく低減し、太陽電池を形成した場合には、高効率にな
る。
【００１５】次に、図１（ｅ）に示すように、半導体基
板１の表面に熱酸化膜４を形成する。この熱酸化膜４
は、水を導入した熱酸化炉に半導体基板１を搬入して、
９２０℃の温度で４時間加熱することにより、約５００
０Å程度の厚みに形成する。
板１の表面に熱酸化膜４を形成する。この熱酸化膜４
は、水を導入した熱酸化炉に半導体基板１を搬入して、
９２０℃の温度で４時間加熱することにより、約５００
０Å程度の厚みに形成する。
【００１６】次に、図１（ｆ）に示すように、凹部３部
分に、レーザ光を照射して、スルーホール５を形成す
る。レーザ光としては、電源電圧が４５０ＫＶ程度のパ
ルスＹＡＧレーザを用いる。この場合、凹部３部分の半
導体基板１の厚みは、１００μｍ程度しかないことか
ら、スルーホール５の径は約２０μｍφとなる。
分に、レーザ光を照射して、スルーホール５を形成す
る。レーザ光としては、電源電圧が４５０ＫＶ程度のパ
ルスＹＡＧレーザを用いる。この場合、凹部３部分の半
導体基板１の厚みは、１００μｍ程度しかないことか
ら、スルーホール５の径は約２０μｍφとなる。
【００１７】次に、図２（ｇ）に示すように、凹部３と
スルーホール５の壁面にリンを拡散させ、ｎ層６を形成
する。すなわち、半導体基板１を熱拡散炉に投入して、
オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）を拡散源として、９００
℃の温度で気相反応によりリン（Ｐ）を拡散して、スル
ーホール６の壁面にｎ層６を形成する。この場合、リン
の濃度は１×１０19〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 に
なるような時間、具体的には１時間程度の間、拡散す
る。
スルーホール５の壁面にリンを拡散させ、ｎ層６を形成
する。すなわち、半導体基板１を熱拡散炉に投入して、
オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）を拡散源として、９００
℃の温度で気相反応によりリン（Ｐ）を拡散して、スル
ーホール６の壁面にｎ層６を形成する。この場合、リン
の濃度は１×１０19〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 に
なるような時間、具体的には１時間程度の間、拡散す
る。
【００１８】次に、図１（ｈ）に示すように、熱酸化膜
４を、半導体基板１の側面部と底面部を残してエッチン
グ除去する。
４を、半導体基板１の側面部と底面部を残してエッチン
グ除去する。
【００１９】次に、図１（ｉ）に示すように、熱酸化膜
４を除去した部分に、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）を
拡散源として、リンを拡散させて、シリコン基板１の表
面からスルーホール５の壁面を経由して裏面側に至るｎ
層６を形成すると共に、熱酸化膜４を除去する。このよ
うに、スルーホール５の壁面部分のｎ層６と、表面部分
のｎ層６を別々に形成すると、それぞれの部分に最適な
ｎ層６を形成できる。すなわち、スルーホール６部分は
径が小さいことから、リンが拡散されにくく、適度の濃
度に拡散するために、長時間を要する。ところが、半導
体基板１の表面は比較的短時間で拡散でき、長時間拡散
するとｎ層６が深くなって、変換効率を低下させる原因
となる。したがって、スルーホール６部分と表面部分の
ｎ層６は別々に形成することが望ましい。
４を除去した部分に、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3 ）を
拡散源として、リンを拡散させて、シリコン基板１の表
面からスルーホール５の壁面を経由して裏面側に至るｎ
層６を形成すると共に、熱酸化膜４を除去する。このよ
うに、スルーホール５の壁面部分のｎ層６と、表面部分
のｎ層６を別々に形成すると、それぞれの部分に最適な
ｎ層６を形成できる。すなわち、スルーホール６部分は
径が小さいことから、リンが拡散されにくく、適度の濃
度に拡散するために、長時間を要する。ところが、半導
体基板１の表面は比較的短時間で拡散でき、長時間拡散
するとｎ層６が深くなって、変換効率を低下させる原因
となる。したがって、スルーホール６部分と表面部分の
ｎ層６は別々に形成することが望ましい。
【００２０】次に、図１（ｊ）に示すように、半導体基
板１の裏面側のスルーホール５間の中央部にアルミニウ
ムを１〜７μｍ蒸着し、８００〜９００℃の温度で加熱
することにより、半導体基板１の裏面側にｐ+ 層７を形
成する。
板１の裏面側のスルーホール５間の中央部にアルミニウ
ムを１〜７μｍ蒸着し、８００〜９００℃の温度で加熱
することにより、半導体基板１の裏面側にｐ+ 層７を形
成する。
【００２１】次に、図１（ｋ）に示すように、半導体基
板１の表面側に窒化シリコン膜（ＳｉＮx ）から成る反
射防止膜８を形成すると共に、裏面側に酸化シリコン膜
９を形成する。
板１の表面側に窒化シリコン膜（ＳｉＮx ）から成る反
射防止膜８を形成すると共に、裏面側に酸化シリコン膜
９を形成する。
【００２２】次に、裏面側の酸化シリコン膜９を部分的
に除去する。
に除去する。
【００２３】最後に、チタン（Ｔｉ）と銀（Ａｇ）を蒸
着するか、銀ペーストを印刷して焼成することにより、
ｎ電極１０とｐ電極１１を形成して完成する。
着するか、銀ペーストを印刷して焼成することにより、
ｎ電極１０とｐ電極１１を形成して完成する。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池素
子の製造方法によれば、半導体基板の複数の所定箇所に
スルーホールを形成して太陽電池素子を形成する太陽電
池素子の製造方法において、前記半導体基板の複数の所
定箇所をエッチングで薄肉にし、しかる後、この薄肉部
分にレーザ光を照射してスルーホールを形成することか
ら、シリコン基板の所定箇所のみの厚みを薄くすること
から、その所定箇所が極端に薄くすることができ、レー
ザ光を照射してスルーホールを形成する際に径の小さい
スルーホールを形成でき、もって受光面積を増大させ
て、太陽電池の特性を向上させることができる。
子の製造方法によれば、半導体基板の複数の所定箇所に
スルーホールを形成して太陽電池素子を形成する太陽電
池素子の製造方法において、前記半導体基板の複数の所
定箇所をエッチングで薄肉にし、しかる後、この薄肉部
分にレーザ光を照射してスルーホールを形成することか
ら、シリコン基板の所定箇所のみの厚みを薄くすること
から、その所定箇所が極端に薄くすることができ、レー
ザ光を照射してスルーホールを形成する際に径の小さい
スルーホールを形成でき、もって受光面積を増大させ
て、太陽電池の特性を向上させることができる。
【図１】本発明に係る太陽電池素子の製造工程を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の他の製造工程を説
明するための図である。
明するための図である。
【図３】従来の太陽電池素子の構造を示す断面図であ
る。
る。
１・・・半導体基板、３・・・凹部、５・・・スルーホ
ール。
ール。
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板の複数の所定箇所にスルーホ
ールを形成して太陽電池素子を形成する太陽電池素子の
製造方法において、前記半導体基板の複数の所定箇所を
エッチングで薄肉にし、しかる後、この薄肉部分にレー
ザ光を照射してスルーホールを形成することを特徴とす
る太陽電池素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4334136A JP2958203B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 太陽電池素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4334136A JP2958203B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 太陽電池素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181323A JPH06181323A (ja) | 1994-06-28 |
| JP2958203B2 true JP2958203B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=18273935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4334136A Expired - Fee Related JP2958203B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 太陽電池素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958203B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101969086A (zh) * | 2010-07-29 | 2011-02-09 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种防止边缘漏电的聚光太阳电池芯片制作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101212198B1 (ko) | 2006-04-06 | 2012-12-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양 전지 |
| JP2009158575A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Sharp Corp | 光電変換装置および光電変換装置の製造方法 |
| EP2485263A1 (en) | 2009-09-28 | 2012-08-08 | Kyocera Corporation | Solar cell element and method of manufacture thereof |
| WO2016117073A1 (ja) * | 2015-01-22 | 2016-07-28 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池の製造方法および太陽電池 |
| CN111326606A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-23 | 苏州光汇新能源科技有限公司 | N型分片太阳能电池结构及其制作方法 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4334136A patent/JP2958203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101969086A (zh) * | 2010-07-29 | 2011-02-09 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种防止边缘漏电的聚光太阳电池芯片制作方法 |
| CN101969086B (zh) * | 2010-07-29 | 2012-11-14 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种防止边缘漏电的聚光太阳电池芯片制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06181323A (ja) | 1994-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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