JP5213826B2 - 光起電力装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明にかかる光起電力装置の製造方法及び製造装置の実施の形態1としてのレーザ加工装置200Aを用いて形成される光起電力装置100の概略構成について説明する。図1−1〜図1−3は、実施の形態1としてのレーザ加工装置を用いて形成される光起電力装置100の概略構成を示す図である。図1−1は、光起電力装置100の上面図であり、図1−2は、光起電力装置100の底面図であり、図1−3は、図1−2中の1−3〜1−3線に沿った光起電力装置100の断面図である。図2は、図1−1〜図1−3に示される光起電力装置100のグリッド電極周辺の一部を拡大して示す断面図である。
本発明にかかる光起電力装置の製造方法の実施の形態2は、レーザ光を用いて耐エッチング膜に開口を形成する工程でのレーザ光の走査方法のみが実施の形態1と異なる。よって、以下の説明では、実施の形態1と異なる部分のみを説明し、同一の部分については説明を省略する。図7は、本発明にかかる光起電力装置の製造方法の実施の形態2としてのレーザ加工装置の構成の一例を模式的に示す図である。レーザ加工装置200Bは、ステージ201、レーザ発振部202、レーザ強度調整部203、ビーム径調整部204、反射鏡205、回折光学素子206、集光レンズ207、z軸ステージ208、ビーム偏向部209及び制御部220を有する。ステージ201は、耐エッチング膜103が形成されたP型シリコン基板101を載置し、加工対象と平行な面内で移動させる。レーザ発振部202は、レーザ光Lを出力する。レーザ強度調整部203は、レーザ光Lのレーザビーム強度を調整する。ビーム径調整部204は、レーザ光Lのビーム形状を調整して拡大する。反射鏡205は、1又は複数枚が設けられており、レーザ光Lを反射させながら光路へ導く。回折光学素子206は、レーザ光Lを複数のレーザ光に分岐させる。集光レンズ207は、レーザ光Lを加工対象上に集光する。z軸ステージ208は、P型シリコン基板101との距離を調整する。ビーム偏向部209は、レーザ光Lを加工対象面上で二次元的に走査する。制御部220は、レーザ発振のタイミングやステージ201の移動やz軸ステージ208の変位、ビーム偏向部209によるビーム偏向などを制御する。
本発明にかかる光起電力装置の製造方法の実施の形態3は、P型シリコン基板が多結晶シリコン基板ではなく単結晶シリコン基板であることと、テクスチャ構造を形成するためのエッチング工程を、実施の形態1や実施の形態2における混酸系のエッチング液を用いた等方性エッチングではなく、NaOHやKOHなどのアルカリ溶液を用いた異方性エッチングによって行うこととで実施の形態1、2と相違する。よって、以下の説明では、実施の形態1、2と異なる部分のみを説明し、同一の部分については説明を省略する。
101 P型シリコン基板
102 N型拡散層
102H 高濃度N型拡散層
102L 低濃度N型拡散層
103 耐エッチング膜
104 開口
105a 凹部形成領域
105b 電極形成領域
106 凹部
109 反射防止膜
110 P+層
111 グリッド電極
112 接合部分
113 バス電極
121 裏面電極
122 裏側集電電極
200A、200B レーザ加工装置
201 ステージ
202 レーザ発振部
203 レーザ強度調整部
204 ビーム径調整部
205 反射鏡
206 回折光学素子
207 集光レンズ
208 z軸ステージ
209 ビーム偏向部
220 制御部
300 レーザビーム分岐パターン
301 ビームスポット
Claims (5)
- 反射率の低減及び装置内への光の閉じ込めのための微細な凹凸構造をシリコン基板の表面に備えた光起電力装置の製造方法であって、
前記シリコン基板の表面に耐エッチング性を有する耐エッチング膜を形成する工程と、
回折光学素子で分岐させたレーザビームによって前記耐エッチング膜に前記凹凸構造の凹部に対応する開口を形成する開口形成工程と、
前記耐エッチング膜をマスクとして前記シリコン基板をエッチングして、前記凹凸構造を形成する工程とを有し、
前記開口形成工程においては、分岐レーザビームの各々の前記耐エッチング膜上でのビームスポット径を、該分岐レーザビームのピッチよりも大きくして、隣接するビームスポット同士を干渉させることを特徴とする光起電力装置の製造方法。 - 前記開口形成工程においては、前記分岐させたレーザビームを偏向させ、該偏向させたレーザビームをfθレンズによって前記耐エッチング膜に集光させることを特徴とする請求項1に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記シリコン基板として単結晶シリコンからなる基板を用い、前記エッチングの際に異方性エッチングを行って前記凹凸構造を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の光起電力装置の製造方法。
- 反射率の低減及び装置内への光の閉じ込めのための微細な凹凸構造をシリコン基板の表面に備えた光起電力装置の製造装置であって、
レーザビームを出力するレーザ発振手段と、
前記レーザビームを2以上に分岐させて分岐レーザビームを形成する回折光学素子と、
前記シリコン基板の表面に形成された耐エッチング性を有する耐エッチング膜に前記分岐レーザビームを集光させる集光レンズとを有し、
前記回折光学素子は、前記分岐レーザビームの各々を、前記耐エッチング膜上でのビームスポット径よりも狭いピッチで分岐させて、隣接するビームスポット同士に干渉を生じさせることを特徴とする光起電力装置の製造装置。 - 前記分岐レーザビームを偏向させる手段をさらに有し、
前記集光レンズはfθレンズであることを特徴とする請求項4に記載の光起電力装置の製造装置。
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