JP5545277B2 - Solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽電池の製造方法及びこの製造方法によって得られる太陽電池に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell that directly converts light energy into electric energy, and a solar cell obtained by the method.

太陽電池は、光エネルギーを電力に変換する半導体素子であり、p−n接合型、pin型、ショットキー型等があり、特にp−n接合型が広く用いられている。また、太陽電池をその基板材料を基に分類すると、シリコン結晶系太陽電池、アモルファス(非晶質)シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池の3種類に大きく分類される。シリコン結晶系太陽電池は、更に、単結晶系太陽電池と多結晶系太陽電池に分類される。太陽電池用シリコン結晶基板は比較的容易に製造できることから、その生産規模は現在最大となっており、今後も更に普及していくものと思われる(例えば、特許文献1:特開平8−073297号公報)。
太陽電池の出力特性は、一般に、ソーラーシミュレーターを用いて出力電流電圧曲線を測定することにより評価される。この曲線上で出力電流Imaxと出力電圧Vmaxとの積、Imax×Vmaxが最大となる点を最大出力Pmaxとよび、該Pmaxを太陽電池に入射する総光エネルギー(S×I:Sは素子面積、Iは照射する光の強度)で除した値:
η={Pmax/(S×I)}×100(%)
が太陽電池の変換効率ηとして定義される。
A solar cell is a semiconductor element that converts light energy into electric power, and includes a pn junction type, a pin type, a Schottky type, and the like, and in particular, a pn junction type is widely used. Further, when solar cells are classified based on their substrate materials, they are broadly classified into three types: silicon crystal solar cells, amorphous (amorphous) silicon solar cells, and compound semiconductor solar cells. Silicon crystal solar cells are further classified into single crystal solar cells and polycrystalline solar cells. Since a silicon crystal substrate for a solar cell can be manufactured relatively easily, its production scale is currently the largest and is expected to become more widespread in the future (for example, Patent Document 1: JP-A-8-073297). Publication).
The output characteristics of a solar cell are generally evaluated by measuring an output current voltage curve using a solar simulator. The product of the output current I max and the output voltage V max on this curve, the point at which I max × V max is maximum is called the maximum output P max , and this P max is the total light energy (S × (I: S is the element area, I is the intensity of the irradiated light))
η = {P max / (S × I)} × 100 (%)
Is defined as the conversion efficiency η of the solar cell.

変換効率ηを高めるには、短絡電流Isc(電流電圧曲線にてV=0の時の出力電流値)あるいはVoc(電流電圧曲線にてI=0の時の出力電圧値)を大きくすること、及び出力電流電圧曲線をなるべく角形に近い形状のものとすることが重要である。なお、出力電流電圧曲線の角形の度合いは一般に、
FF=Pmax/(Isc×Voc)
で定義されるフィルファクタ(曲線因子)により評価でき、該FFの値が1に近いほど出力電流電圧曲線が理想的な角形に近づき、変換効率ηも高められることを意味する。
上記変換効率ηを向上させるには、キャリアの表面再結合を低減させることが重要である。シリコン結晶系太陽電池においては、太陽光の入射光によって光生成した少数キャリアが、主に拡散によってp−n接合面へ到達した後、受光面及び裏面に取り付けられた電極から多数キャリアとして外部へ取り出され、電気エネルギーとなる。
その際、電極面以外の基板表面に存在する界面準位を介して、本来電流として取り出すことのできたキャリアが再結合して失われることがあり、変換効率ηの低下に繋がる。
In order to increase the conversion efficiency η, the short-circuit current Isc (output current value when V = 0 in the current-voltage curve) or Voc (output voltage value when I = 0 in the current-voltage curve) is increased. It is important to make the output current voltage curve as close to a square as possible. The squareness of the output current voltage curve is generally
FF = P max / (Isc × Voc)
It can be evaluated by the fill factor (curve factor) defined by the equation (1). The closer the FF value is to 1, the closer the output current-voltage curve becomes to an ideal square, and the higher the conversion efficiency η.
In order to improve the conversion efficiency η, it is important to reduce the surface recombination of carriers. In a silicon crystal solar cell, minority carriers generated by incident light of sunlight reach the pn junction surface mainly by diffusion, and then are transferred to the outside as majority carriers from the electrodes attached to the light receiving surface and the back surface. It is taken out and becomes electric energy.
At that time, carriers that could be extracted as current through the interface states existing on the substrate surface other than the electrode surface may be recombined and lost, leading to a decrease in conversion efficiency η.

そこで、高効率太陽電池においては、シリコン基板の表面に、電極とのコンタクト部を除いてSiO2からなるパッシベーション膜を形成し、シリコン基板とパッシベーション膜との界面におけるキャリア再結合を抑制することにより、変換効率ηの向上が図られている。
パッシベーション膜の形成方法としては、主に熱酸化法が用いられ、シリコン基板を酸素雰囲気中又は大気雰囲気中で熱酸化炉内において、900℃以上に加熱し、シリコン基板の表面に酸化膜を形成する。しかし、パッシベーション膜を熱酸化法にて形成する場合、900℃以上という高温でシリコン基板を処理する必要があり、このような高温処理による不純物の再拡散によって、シリコン基板のライフタイムが低下するといった問題が発生する。
Therefore, in a high-efficiency solar cell, a passivation film made of SiO 2 is formed on the surface of the silicon substrate except for the contact portion with the electrode, thereby suppressing carrier recombination at the interface between the silicon substrate and the passivation film. The conversion efficiency η is improved.
As a method for forming a passivation film, a thermal oxidation method is mainly used. A silicon substrate is heated to 900 ° C. or higher in a thermal oxidation furnace in an oxygen atmosphere or an air atmosphere to form an oxide film on the surface of the silicon substrate. To do. However, when the passivation film is formed by a thermal oxidation method, it is necessary to process the silicon substrate at a high temperature of 900 ° C. or higher, and the lifetime of the silicon substrate is reduced due to re-diffusion of impurities by such high temperature processing. A problem occurs.

また、特許文献2(特開昭58−23486号公報)では、パッシベーション膜として酸化タンタル膜、酸化ニオブ膜をスピンコート法、スプレー法、ディップ法により基板表面に塗布後、焼成することでパッシベーション膜を形成する手法が報告されている。この手法によれば、高温処理を必要としないため、シリコン基板のライフタイムを低下させずにパッシベーション膜を形成することが可能だが、酸化タンタルや酸化ニオブ膜は、それ自身パッシベーション能力が低いため、十分なパッシベーション効果が得られず、シリコン基板表面でのキャリア再結合が多くなり、太陽電池の変換効率が低下する問題がある。   Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-23486), a passivation film is formed by applying a tantalum oxide film and a niobium oxide film to a substrate surface by spin coating, spraying, or dipping as a passivation film, followed by baking. A method for forming the above has been reported. According to this method, it is possible to form a passivation film without reducing the lifetime of the silicon substrate because high temperature processing is not required, but tantalum oxide and niobium oxide films themselves have low passivation ability. There is a problem that a sufficient passivation effect cannot be obtained, carrier recombination on the surface of the silicon substrate increases, and conversion efficiency of the solar cell decreases.

また、特許文献3(特開昭58−220477号公報)では、窒化珪素膜をシリコン基板表面にプラズマCVD法にて成膜することでパッシベーション効果が得られることが報告されている。窒化珪素膜は、結晶系シリコン太陽電池の反射防止膜としての機能と同時に、シリコン基板表面及び内部のパッシベーション効果にも優れているためパッシベーション膜として窒化珪素膜は有用な膜として使われている。しかし、プラズマCVD法は、プロセス温度が400℃程度と比較的低温であっても高い成膜速度を有するため、太陽電池の誘電体膜形成プロセスで多用されているが、プラズマ中で生成される高エネルギー荷電粒子が、成膜した膜やシリコン基板表面にダメージを与えやすいため、得られる窒化珪素膜は界面準位密度が多くなり、窒化珪素膜だけでは十分なパッシベーション効果が得られないといった問題があった。   Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 58-220477) reports that a passivation effect can be obtained by forming a silicon nitride film on the surface of a silicon substrate by a plasma CVD method. Since the silicon nitride film has a function as an antireflection film for a crystalline silicon solar cell and also has an excellent passivation effect on the surface and inside of the silicon substrate, the silicon nitride film is used as a useful film as a passivation film. However, since the plasma CVD method has a high film formation rate even at a relatively low process temperature of about 400 ° C., it is frequently used in the dielectric film formation process of solar cells, but is generated in plasma. Since high energy charged particles are likely to damage the deposited film and the surface of the silicon substrate, the resulting silicon nitride film has a high interface state density, and a sufficient passivation effect cannot be obtained with the silicon nitride film alone. was there.

また、拡散層と誘電体膜の固定電荷の関係に注目した研究が近年盛んに行われている。一般に正の固定電荷を有する窒化珪素膜は、n型領域のパッシベーション膜としては有効なパッシベーション性能を有するが、p型領域へのパッシベーション膜としては不適切と考えられており、窒化珪素膜だけではp型領域において十分なパッシベーション効果が得られないといった問題があった。   In recent years, research that focuses on the relationship between the fixed charge of the diffusion layer and the dielectric film has been actively conducted. In general, a silicon nitride film having a positive fixed charge has an effective passivation performance as a passivation film in an n-type region, but is considered inappropriate as a passivation film for a p-type region. There is a problem that a sufficient passivation effect cannot be obtained in the p-type region.

特開平8−073297号公報JP-A-8-073297 特開昭58−23486号公報JP 58-23486 A 特開昭58−220477号公報JP 58-220477 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シリコン基板における受光面側の拡散層上、特にp型拡散層上に最適なパッシベーション膜を形成することで、表面パッシベーションの優れた太陽電池の製造方法、及びその方法により製造される高変換効率な太陽電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by forming an optimum passivation film on the diffusion layer on the light-receiving surface side of the silicon substrate, particularly on the p-type diffusion layer, the solar cell having excellent surface passivation is provided. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a high conversion efficiency solar cell manufactured by the method.

上記目的を達成するため鋭意検討した結果、太陽電池を形成する工程において、シリコン基板の受光面側にシリコン基板の導電型とは異なる導電型の拡散層を形成後、下記一般式(1)で示される化合物を含有してなる組成物を塗布し、その後加熱処理により縮合反応させて、上記拡散層上に硬化膜を形成することで、形成された硬化膜が負の固定電荷を有していると予想され、上記拡散層、特にp型領域におけるパッシベーション効果が向上することを見出し、本発明をなすに至った。
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
As a result of intensive studies to achieve the above object, after forming a diffusion layer having a conductivity type different from the conductivity type of the silicon substrate on the light receiving surface side of the silicon substrate in the step of forming the solar cell, the following general formula (1) By applying a composition containing the compound shown and then subjecting it to a condensation reaction by heat treatment to form a cured film on the diffusion layer, the formed cured film has a negative fixed charge. As a result, it was found that the passivation effect in the diffusion layer, particularly in the p-type region, was improved, and the present invention was achieved.
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)

従って、本発明は、下記の太陽電池及びその製造方法を提供する。
[1]シリコン基板の受光面側に形成されるシリコン基板の導電型とは異なる導電型のp型拡散層と、該p型拡散層上に形成される誘電体膜と、上記p型拡散層に電気的に接続する受光面電極とを有する太陽電池であって、上記p型拡散層と誘電体膜との間に、下記一般式(1)
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
で示される化合物、該化合物に対する配合量10〜1000ppmの酸触媒及び溶剤からなる組成物を上記p型拡散層上に塗布し、その後に加熱処理することにより一般式(1)の化合物が加水分解・縮合した硬化膜パッシベーション膜として有することを特徴とする太陽電池。
]シリコン基板の受光面側にシリコン基板の導電型とは異なる導電型のp型拡散層を形成し、次いで誘電体膜を形成した後、上記p型拡散層に電気的に接続する受光面電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、上記誘電体膜の形成前に、上記p型拡散層上に、下記一般式(1)で示される化合物、該化合物に対する配合量10〜1000ppmの酸触媒及び溶剤からなる組成物を塗布し、その後に加熱処理することにより一般式(1)の化合物が加水分解・縮合した硬化膜を形成する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
更に、シリコン基板の裏面側の少なくとも一部にシリコン基板の導電型と同じ導電型のn型拡散層を形成し、次いで誘電体膜を形成した後、上記n型拡散層に電気的に接続する裏面電極を形成する工程を含み、上記受光面側の誘電体膜の形成前に、上記受光面側p型拡散層上に、上記硬化膜を形成する工程を有することを特徴とする[2]記載の太陽電池の製造方法。
]上記加熱処理温度が80〜200℃である[]又は[]記載の太陽電池の製造方法。
]上記硬化膜の膜厚は、10〜100nmである[]乃至[]のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
]上記誘電体膜は、窒化珪素膜、二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜、酸化タンタル膜、酸化ニオブ膜、フッ化マグネシウム膜又は酸化アルミニウム膜であることを特徴とする[]乃至[]のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
]上記誘電体膜をプラズマCVD法により形成することを特徴とする[]乃至[]のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
Accordingly, the present invention provides a solar cell and a manufacturing how below.
[1] A p-type diffusion layer having a conductivity type different from that of the silicon substrate formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate, a dielectric film formed on the p-type diffusion layer, and the p-type diffusion layer A solar cell having a light receiving surface electrode electrically connected to the p-type diffusion layer and the dielectric film, the following general formula (1):
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)
The compound of formula (1) is hydrolyzed by applying a composition comprising an acid catalyst having a compounding amount of 10 to 1000 ppm to the compound and a solvent on the p-type diffusion layer and then heat-treating the composition. - solar cell characterized by having a condensed cured film as a passivation film.
[ 2 ] A p-type diffusion layer having a conductivity type different from the conductivity type of the silicon substrate is formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate, and then a dielectric film is formed, and then light reception electrically connected to the p-type diffusion layer. A method for producing a solar cell including a step of forming a surface electrode, wherein the compound represented by the following general formula (1) is added to the p-type diffusion layer on the p-type diffusion layer before the formation of the dielectric film, and the compounding amount for the compound The process comprising applying a composition comprising 10 to 1000 ppm of an acid catalyst and a solvent, followed by heat treatment to form a cured film obtained by hydrolysis and condensation of the compound of the general formula (1). Battery manufacturing method.
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)
[ 3 ] Further, an n-type diffusion layer having the same conductivity type as that of the silicon substrate is formed on at least a part of the back side of the silicon substrate, and then a dielectric film is formed. look including the step of forming a back surface electrode connected to, before forming the dielectric film of the light-receiving surface side, on the light-receiving surface side p-type diffusion layer, and wherein a step of forming the cured film The method for producing a solar cell according to [2] .
[ 4 ] The method for producing a solar cell according to [ 2 ] or [ 3 ], wherein the heat treatment temperature is 80 to 200 ° C.
[ 5 ] The method for manufacturing a solar cell according to any one of [ 2 ] to [ 4 ], wherein the cured film has a thickness of 10 to 100 nm.
[6] The dielectric film is a silicon nitride film, a titanium dioxide film, a zinc oxide film, a tin film oxide, tantalum oxide film, a niobium oxide film, characterized in that it is a magnesium film or aluminum oxide film fluoride [2 ] The manufacturing method of the solar cell in any one of [ 5 ].
[ 7 ] The method for manufacturing a solar cell according to any one of [ 2 ] to [ 6 ], wherein the dielectric film is formed by a plasma CVD method.

本発明によれば、R1 2−Al−O−Si−R2 3(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)で示される化合物、該化合物に対する配合量10〜1000ppmの酸触媒及び溶剤からなる組成物を、シリコン基板の受光面側拡散層、特にp型領域上に塗布/加熱処理し、硬化膜を形成することで、受光面側拡散層、特にp型領域におけるパッシベーション効果の優れたパッシベーション膜の形成が可能となり、その結果、高変換効率の太陽電池を提供することができる。
According to the present invention, R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (wherein R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. 1 and R 2 may be the same or different.) And a composition comprising an acid catalyst and a solvent in an amount of 10 to 1000 ppm based on the compound, a light-receiving surface side diffusion layer of a silicon substrate, particularly p-type By applying / heat-treating on the region and forming a cured film, it becomes possible to form a light-receiving surface side diffusion layer, particularly a passivation film having an excellent passivation effect in the p-type region, and as a result, a solar cell with high conversion efficiency. Can be provided.

本発明の太陽電池の製造工程の一例を示す概略断面図であり、(A)は基板、(B)は基板裏面にn型拡散層を形成した状態、(C)は基板表面にp型拡散層を形成した状態、(D)は基板表面に硬化膜を形成した状態、(E)は基板表裏面に反射防止膜(窒化珪素膜)を形成した状態、(F)は受光面及び非受光面電極を形成した状態をそれぞれ示す。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the manufacturing process of the solar cell of this invention, (A) is a board | substrate, (B) is the state which formed the n-type diffused layer in the board | substrate back surface, (C) is p-type diffusion on the substrate surface. (D) is a state in which a cured film is formed on the substrate surface, (E) is a state in which an antireflection film (silicon nitride film) is formed on the front and back surfaces of the substrate, and (F) is a light receiving surface and a non-light receiving surface. The state in which the surface electrodes are formed is shown respectively.

本発明の製造方法は、シリコン基板の受光面側にこのシリコン基板の導電型とは異なる導電型の拡散層を形成し、次いで拡散層上に誘電体膜を形成した後、上記拡散層に電気的に接続する受光面電極を形成する工程と、シリコン基板の裏面側の少なくとも一部にシリコン基板の導電型と同じ導電型の拡散層を形成し、次いで誘電体膜を形成した後、上記拡散層に電気的に接続する裏面電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、上記受光面側拡散層上に、下記一般式(1)で示される化合物を含有してなる組成物を塗布する工程を含み、該組成物塗布後に加熱処理することにより加水分解・縮合反応させて、上記受光面側拡散層上に硬化膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
In the manufacturing method of the present invention, a diffusion layer having a conductivity type different from the conductivity type of the silicon substrate is formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate, and then a dielectric film is formed on the diffusion layer. Forming a light receiving surface electrode to be electrically connected, forming a diffusion layer of the same conductivity type as the conductivity type of the silicon substrate on at least a part of the back surface side of the silicon substrate, and then forming a dielectric film and then the diffusion A method for producing a solar cell comprising a step of forming a back electrode electrically connected to a layer, comprising a compound represented by the following general formula (1) on the light-receiving surface side diffusion layer: And a step of forming a cured film on the light-receiving surface side diffusion layer by subjecting it to a hydrolysis / condensation reaction by heat treatment after application of the composition.
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)

以下、本発明の太陽電池の製造方法を、図面を用いて説明するが、この説明により本発明が限定されるものではない。
図1(A)〜(F)は、本発明の太陽電池の製造方法における一実施形態の製造工程を示す概略断面図である。以下、各工程について詳細に説明する。
Hereinafter, although the manufacturing method of the solar cell of this invention is demonstrated using drawing, this invention is not limited by this description.
1 (A) to 1 (F) are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of one embodiment in the method for manufacturing a solar cell of the present invention. Hereinafter, each step will be described in detail.

(1)基板
本発明で用いられるシリコン基板1はn型でもp型でもよいが、図1(A)においてはn型基板を示した。このシリコン単結晶基板はチョクラルスキー(CZ)法及びフロートゾーン(FZ)法のいずれの方法によって作製されていてもよい。シリコン基板1の比抵抗は、高性能の太陽電池を作る点から、0.3〜3.0Ω・cmが好ましく、0.5〜2.0Ω・cmがより好ましい。シリコン基板としては、比較的高いライフタイムが得られる点から、リンドープn型単結晶シリコン基板が好ましい。リンドープのドーパント濃度は1×1015cm-3〜5×1016cm-3が好ましい[図1(A)]。
(1) Substrate The silicon substrate 1 used in the present invention may be n-type or p-type, but FIG. 1A shows an n-type substrate. This silicon single crystal substrate may be produced by any of the Czochralski (CZ) method and the float zone (FZ) method. The specific resistance of the silicon substrate 1 is preferably 0.3 to 3.0 Ω · cm, and more preferably 0.5 to 2.0 Ω · cm, from the viewpoint of producing a high-performance solar cell. As the silicon substrate, a phosphorus-doped n-type single crystal silicon substrate is preferable because a relatively high lifetime can be obtained. The phosphorus-doped dopant concentration is preferably 1 × 10 15 cm −3 to 5 × 10 16 cm −3 [FIG. 1 (A)].

(2)ダメージエッチング/テクスチャ形成
例えば、シリコン基板1を水酸化ナトリウム水溶液に浸し、スライスによるダメージ層をエッチングで取り除く。この基板のダメージ除去は、水酸化カリウム等の強アルカリ水溶液を用いてもよく、フッ硝酸等の酸水溶液でも同様の目的を達成することが可能である。
ダメージエッチングを行った基板1にランダムテクスチャを形成する。太陽電池は通常、表面(受光面)に凹凸形状を形成するのが好ましい。その理由は、受光面における入射光の反射率を低減させるために、できる限り2回以上の反射を受光面で行わせる必要があるためである。これら一つ一つの山のサイズは1〜20μm程度が好ましい。代表的な表面凹凸構造としては、V溝、U溝が挙げられる。これらは、研削機を利用して形成可能である。また、ランダムな凹凸構造を作るには、水酸化ナトリウムにイソプロピルアルコールを加えた水溶液に浸してウェットエッチングや、他には、酸エッチングやリアクティブ・イオン・エッチング等を用いることができる。なお、図中では両面に形成したテクスチャ構造は微細なため省略する。
(2) Damage etching / texture formation For example, the silicon substrate 1 is immersed in a sodium hydroxide aqueous solution, and a damaged layer caused by slicing is removed by etching. For removing damage from the substrate, a strong alkaline aqueous solution such as potassium hydroxide may be used, and a similar purpose can be achieved with an acid aqueous solution such as hydrofluoric acid.
A random texture is formed on the substrate 1 subjected to damage etching. In general, a solar cell preferably has an uneven shape on the surface (light receiving surface). The reason is that in order to reduce the reflectance of incident light on the light receiving surface, it is necessary to cause the light receiving surface to perform reflection at least twice as much as possible. The size of each of these peaks is preferably about 1 to 20 μm. Typical surface uneven structures include V-grooves and U-grooves. These can be formed using a grinding machine. In order to create a random uneven structure, wet etching by immersion in an aqueous solution of sodium hydroxide and isopropyl alcohol, or acid etching, reactive ion etching, or the like can be used. In the drawing, the texture structure formed on both sides is fine and therefore omitted.

(3)n型拡散層形成
シリコン基板1がn型の場合は、裏面にドーパントを含む塗布剤を塗布した後に熱処理を行うことでn型拡散層3を裏面の少なくとも一部に、特に裏面全面に形成する[図1(B)]。なお、シリコン基板がp型の場合は受光面にドーパントを含む塗布剤を塗布した後に熱処理を行うことでn型拡散層を受光面に形成する。熱処理後、シリコン基板1に付いたガラス成分はガラスエッチング等により洗浄する。ドーパントはリンが好ましい。n型拡散層3の表面ドーパント濃度は、1×1018〜5×1020cm-3が好ましく、5×1018〜1×1020cm-3がより好ましい。
(3) Formation of n-type diffusion layer When the silicon substrate 1 is n-type, the n-type diffusion layer 3 is applied to at least a part of the back surface by applying a heat treatment after applying a coating agent containing a dopant to the back surface, particularly the entire back surface. [FIG. 1B]. When the silicon substrate is p-type, an n-type diffusion layer is formed on the light receiving surface by applying a coating agent containing a dopant to the light receiving surface and then performing heat treatment. After the heat treatment, the glass component attached to the silicon substrate 1 is washed by glass etching or the like. The dopant is preferably phosphorus. The surface dopant concentration of the n-type diffusion layer 3 is preferably 1 × 10 18 to 5 × 10 20 cm −3 and more preferably 5 × 10 18 to 1 × 10 20 cm −3 .

(4)p型拡散層形成
同様の処理を受光面で行い、p型拡散層2を受光面全体に形成する[図1(C)]。受光面にドーパントを含む塗布剤を塗布して熱処理を行い、p型拡散層2を形成する。ドーパントはボロンが好ましく、また、p型拡散層2の表面ドーパント濃度は、1×1018〜5×1020cm-3が好ましく、更には5×1018〜1×1020cm-3がより好ましい。
(4) Formation of p-type diffusion layer A similar process is performed on the light-receiving surface to form the p-type diffusion layer 2 over the entire light-receiving surface [FIG. 1 (C)]. A p-type diffusion layer 2 is formed by applying a coating agent containing a dopant to the light receiving surface and performing a heat treatment. The dopant is preferably boron, and the surface dopant concentration of the p-type diffusion layer 2 is preferably 1 × 10 18 to 5 × 10 20 cm −3, more preferably 5 × 10 18 to 1 × 10 20 cm −3. preferable.

(5)pn接合分離
プラズマエッチャーを用い、pn接合分離を行う。このプロセスでは、プラズマやラジカルが受光面や裏面に侵入しないよう、サンプルをスタックし、その状態で端面を数ミクロン削る。接合分離後、基板に付いたガラス成分、シリコン粉等はガラスエッチング等により洗浄する。
(5) Pn junction isolation Pn junction isolation is performed using a plasma etcher. In this process, the sample is stacked so that plasma and radicals do not enter the light-receiving surface and the back surface, and the end face is cut by several microns in this state. After bonding and separation, glass components, silicon powder, and the like attached to the substrate are washed by glass etching or the like.

(6)硬化膜形成
引き続き、図1(D)に示すように、p型拡散層2上に硬化膜4を形成する。硬化膜は、下記一般式(1)で表される化合物を含有してなる組成物を加水分解・縮合反応させて得られる膜である。
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、特にアルコキシ基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
(6) Formation of Cured Film Subsequently, as shown in FIG. 1D, the cured film 4 is formed on the p-type diffusion layer 2. The cured film is a film obtained by subjecting a composition containing a compound represented by the following general formula (1) to a hydrolysis / condensation reaction.
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, particularly an alkoxy group, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)

ここで加水分解性基R2としては、例えば、アルコキシ基、アセトキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン基等が挙げられる。これら加水分解性基の中で、組成物の安定性や取扱性等の観点からアルコキシ基が好適である。 Here, examples of the hydrolyzable group R 2 include an alkoxy group, an acetoxy group, a hydroxyl group, and a halogen group. Among these hydrolyzable groups, an alkoxy group is preferable from the viewpoint of the stability of the composition and the handleability.

加水分解性基R2がアルコキシ基である一般式(1)の組成物としては、ジブトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリプロポキシシラン等が挙げられる。また、加水分解性基R2がアセトキシ基である一般式(1)の組成物としては、上記アルコキシ基がアセトキシ基で置換されたものが挙げられる。また、ヒドロキシル基及びハロゲン基に関しても同様にアルコキシ基がそれぞれヒドロキシル基及びハロゲン基で置換されたものが挙げられる。 Examples of the composition of the general formula (1) in which the hydrolyzable group R 2 is an alkoxy group include dibutoxyaluminoxytrimethoxysilane, dibutoxyaluminoxytriethoxysilane, dibutoxyaluminoxytripropoxysilane, and the like. As the composition of the general formula hydrolysable group R 2 is an acetoxy group (1), the alkoxy group include those substituted with an acetoxy group. Further, regarding the hydroxyl group and the halogen group, those in which an alkoxy group is substituted with a hydroxyl group and a halogen group, respectively, can be mentioned.

また、加水分解・縮合反応を促進させる目的で、ギ酸、酢酸、シュウ酸、カルボン酸、安息香酸、アルキル酸等の有機酸、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸、ホウ酸、フッ酸等の無機酸を触媒として用い、上記組成物中に配合することができる。   Also, for the purpose of promoting hydrolysis / condensation reaction, organic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, carboxylic acid, benzoic acid and alkyl acid, inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, boric acid and hydrofluoric acid An acid can be used as a catalyst and can be blended in the composition.

上記触媒の使用量としては、一般式(1)で表される化合物に対して、10〜1,000ppmの範囲が好ましい。使用量が、1,000ppmを超えると、縮合反応によるゲル化の進行が速まり、シリコン基板表面への塗布性が悪化する傾向にあり、10ppm未満では、縮合反応が進行しない可能性がある。   As the usage-amount of the said catalyst, the range of 10-1,000 ppm is preferable with respect to the compound represented by General formula (1). When the amount used exceeds 1,000 ppm, the progress of gelation by the condensation reaction is accelerated, and the applicability to the surface of the silicon substrate tends to deteriorate. When the amount used is less than 10 ppm, the condensation reaction may not proceed.

また、硬化膜の膜厚を調整する目的で、溶剤を用いてもよい。使用する溶剤として例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、グリセロール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族乃至脂環式炭化水素、水、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の極性溶剤が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも極性溶剤がより好ましい。   Moreover, you may use a solvent in order to adjust the film thickness of a cured film. Examples of the solvent used include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol and glycerol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, tetrahydrofuran and dioxane Ethers such as benzene, toluene, etc., aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-heptane, n-hexane, cyclohexane, water, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N Examples include polar solvents such as dimethylacetamide, formamide, N-methylformamide, N-methylpyrrolidone, ethylene carbonate, and propylene carbonate. These can be used alone or in admixture of two or more. Among these, polar solvents are more preferable.

次に、上記組成物をシリコン基板表面へ塗布し、硬化膜を形成する。シリコン基板表面へ塗布方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法など、特に限定されないが、スピンコート法が簡便であり好適である。硬化膜を形成するための加熱温度としては80〜200℃、特に90〜150℃の範囲で、1〜100分間、特に1〜10分間行うことが好ましい。加熱温度が低すぎると、加水分解・縮合反応が遅くなり硬化膜形成に時間を要するという不利が生じ、加熱温度が高すぎると、シリコン基板の性能を低下させるという不利が生じるおそれがある。また、加熱時間が短すぎると、加水分解・縮合反応が不十分である可能性があり、長すぎることで、硬化膜形成に問題はないが、無駄な加熱時間は生産性を悪化させるおそれがある。   Next, the composition is applied to the silicon substrate surface to form a cured film. The method for coating the silicon substrate surface is not particularly limited, such as spin coating, spray coating, dip coating, and roll coating, but spin coating is simple and suitable. The heating temperature for forming the cured film is preferably 80 to 200 ° C., particularly 90 to 150 ° C., for 1 to 100 minutes, particularly 1 to 10 minutes. If the heating temperature is too low, the hydrolysis / condensation reaction is slowed down, and there is a disadvantage that it takes time to form a cured film. If the heating temperature is too high, there is a possibility that the performance of the silicon substrate is deteriorated. In addition, if the heating time is too short, the hydrolysis / condensation reaction may be insufficient, and if it is too long, there is no problem in forming a cured film, but the useless heating time may deteriorate productivity. is there.

加熱方法は、特に制限されないが、ホットプレートで加熱する方法、電気炉を用いる方法等が挙げられ、コスト上、作業上の簡便さからホットプレートを用いる方法が好ましい。硬化膜の膜厚は、誘電体膜の膜厚との兼ね合いで決定されるが、10〜100nmが好ましく、より好ましくは30〜70nmである。膜厚が薄すぎても厚すぎてもパッシベーション効果が得られなくなる場合がある。
ここで得られる硬化膜は、上記式(1)の化合物の加水分解縮合物であり、AlとSiとOとを含むものである。
The heating method is not particularly limited, and examples thereof include a method of heating with a hot plate and a method of using an electric furnace, and the method of using a hot plate is preferable from the viewpoint of cost and convenience of work. The film thickness of the cured film is determined in consideration of the film thickness of the dielectric film, but is preferably 10 to 100 nm, more preferably 30 to 70 nm. If the film thickness is too thin or too thick, the passivation effect may not be obtained.
The cured film obtained here is a hydrolysis condensate of the compound of the above formula (1), and contains Al, Si, and O.

(7)誘電体膜形成
引き続き、図1(D)に示すように、プラズマCVD法により、n型拡散層3及び/又はp型拡散層2上に誘電体膜5である窒化珪素膜を堆積する。この膜厚は70〜100nmが好ましい。他の反射防止膜として二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜、酸化タンタル膜、酸化ニオブ膜、フッ化マグネシウム膜、酸化アルミニウム膜等があり、代替が可能である。また、形成方法も上記以外にコーティング法、真空蒸着法等があるが、経済的な観点から、上記、窒化珪素膜をプラズマCVD法によって形成するのが好適である。
(7) Dielectric Film Formation Subsequently, as shown in FIG. 1D, a silicon nitride film as the dielectric film 5 is deposited on the n-type diffusion layer 3 and / or the p-type diffusion layer 2 by plasma CVD. To do. This film thickness is preferably 70 to 100 nm. Other antireflection films include a titanium dioxide film, a zinc oxide film, a tin oxide film, a tantalum oxide film, a niobium oxide film, a magnesium fluoride film, and an aluminum oxide film, which can be substituted. In addition to the above, the forming method includes a coating method, a vacuum deposition method, and the like. From the economical viewpoint, it is preferable to form the silicon nitride film by the plasma CVD method.

(8)電極形成
スクリーン印刷装置等を用い、受光面側及び裏面側に、例えば銀からなるペーストを、スクリーン印刷装置を用いてp型拡散層及びn型拡散層上に印刷し、櫛形電極パターン状に塗布して乾燥させる。シリコン基板にp型を使用する場合は、裏面側にアルミニウム粉末を有機バインダで混合したペーストをスクリーン印刷し乾燥させる。最後に、焼成炉において、500〜900℃で1〜30分間焼成を行い、前記p型拡散層及びn型拡散層と電気的に接続するフィンガー電極6、裏面電極7、及びバスバー電極8を形成する[図1(F)]。
(8) Electrode formation Using a screen printing device or the like, a paste made of, for example, silver is printed on the p-type diffusion layer and the n-type diffusion layer using the screen printing device on the light-receiving surface side and the back surface side, and the comb electrode pattern Apply to shape and dry. When p-type silicon is used for the silicon substrate, a paste obtained by mixing aluminum powder with an organic binder on the back side is screen-printed and dried. Finally, firing is performed at 500 to 900 ° C. for 1 to 30 minutes in a firing furnace to form the finger electrode 6, the back electrode 7, and the bus bar electrode 8 that are electrically connected to the p-type diffusion layer and the n-type diffusion layer. [FIG. 1 (F)].

なお、図1(F)ではフィンガー電極6、裏面電極7が、拡散層2,3と接続されていないように示されているが、焼成によりファイヤースルーされ、実際は拡散層と接続されている。   In FIG. 1 (F), the finger electrode 6 and the back electrode 7 are shown as not being connected to the diffusion layers 2 and 3, but are fired through by firing and are actually connected to the diffusion layer.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例において、部は質量部を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In addition, in the following example, a part shows a mass part.

[実施例1]
図1に示すように、結晶面方位(100)、15.65cm角、200μm厚、アズスライス比抵抗2Ω・cm(ドーパント濃度7.2×1015cm-3)リンドープn型単結晶シリコン基板を、水酸化ナトリウム水溶液に浸してダメージ層をエッチングで取り除き、水酸化カリウム水溶液にイソプロピルアルコールを加えた水溶液に浸してアルカリエッチングすることでテクスチャ形成を行った。得られたシリコン基板1の裏面に、リンドーパントを含む塗布剤を塗布した後に、900℃,1時間熱処理を行い、n型拡散層3を裏面に形成した。熱処理後、基板に付いたガラス成分は高濃度フッ酸溶液等により除去後、洗浄した。
引き続き受光面にボロンドーパントを含む塗布剤を塗布した後に、1,000℃で1時間熱処理を行い、p型拡散層2を受光面全体に形成した。
[Example 1]
As shown in FIG. 1, a crystal plane orientation (100), 15.65 cm square, 200 μm thickness, as-slice specific resistance 2 Ω · cm (dopant concentration 7.2 × 10 15 cm −3 ) phosphorus-doped n-type single crystal silicon substrate Then, it was immersed in an aqueous solution of sodium hydroxide to remove the damaged layer by etching, and texture formation was performed by immersion in an aqueous solution of potassium hydroxide solution added with isopropyl alcohol and alkaline etching. After applying the coating agent containing a phosphorus dopant to the back surface of the obtained silicon substrate 1, heat treatment was performed at 900 ° C. for 1 hour to form the n-type diffusion layer 3 on the back surface. After the heat treatment, the glass component attached to the substrate was removed by high concentration hydrofluoric acid solution and then washed.
Subsequently, a coating agent containing boron dopant was applied to the light receiving surface, followed by heat treatment at 1,000 ° C. for 1 hour to form the p-type diffusion layer 2 over the entire light receiving surface.

次に、プラズマエッチャーを用い、pn接合分離を行った。プラズマやラジカルが受光面や裏面に侵入しないよう、対象をスタックした状態で端面を数ミクロン削った。基板に付いたガラス成分を高濃度フッ酸溶液等により除去後、洗浄した。
引き続きジブトキシアルミノキシトリエトキシシラン5部、N,N−ジメチルアセトアミド10部、0.01mol/l塩酸水溶液0.02部を混合した組成物をスピンコート法にて塗布し、200℃で5分間ホットプレートにて加熱し、縮合反応させ、硬化膜4を形成させた。膜厚は30nmであった。
Next, pn junction isolation was performed using a plasma etcher. In order to prevent plasma and radicals from entering the light-receiving surface and back surface, the end face was cut several microns with the target stacked. The glass component attached to the substrate was removed with a high-concentration hydrofluoric acid solution and then washed.
Subsequently, a composition obtained by mixing 5 parts of dibutoxyaluminoxytriethoxysilane, 10 parts of N, N-dimethylacetamide, and 0.02 part of 0.01 mol / l hydrochloric acid aqueous solution was applied by a spin coating method, and then at 200 ° C. for 5 minutes. The cured film 4 was formed by heating and condensing reaction with a hot plate. The film thickness was 30 nm.

次に、平行平板型CVD装置を用い、成膜用ガスとしてモノシランとアンモニアと水素の混合ガスを使用して、受光面側p型拡散層、及び裏面n型拡散層上に誘電体膜5である窒化珪素膜を積層した。この膜厚は60nmであった。
引き続き、受光面側及び裏面側にそれぞれ銀ペーストを電極印刷し、乾燥後800℃で20分間焼成を行い、フィンガー電極6、裏面電極7及びバスバー電極8を形成した。
Next, using a parallel plate type CVD apparatus and using a mixed gas of monosilane, ammonia and hydrogen as a film forming gas, the dielectric film 5 is formed on the light receiving surface side p-type diffusion layer and the back surface n-type diffusion layer. A silicon nitride film was laminated. This film thickness was 60 nm.
Subsequently, a silver paste was electrode-printed on each of the light-receiving surface side and the back surface side, dried, and then baked at 800 ° C. for 20 minutes to form the finger electrode 6, the back electrode 7 and the bus bar electrode 8.

[比較例1]
pn接合分離後、硬化膜を形成する工程を省いた以外は、実施例1と同様な方法にて作製した。
即ち、p型拡散層2上に硬化膜4を形成せずに作製したものである。
実施例及び比較例で得られた太陽電池を、25℃の雰囲気の中、ソーラーシミュレーター(光強度:1kW/m2,スペクトル:AM1.5グローバル)の下で電流電圧特性を測定した。結果を表1に示す。なお、表中の数字は実施例1及び比較例1で作製したセル10枚の平均値である。
[Comparative Example 1]
It was produced by the same method as in Example 1 except that the step of forming a cured film was omitted after pn junction separation.
That is, it was produced without forming the cured film 4 on the p-type diffusion layer 2.
The current-voltage characteristics of the solar cells obtained in Examples and Comparative Examples were measured in a 25 ° C. atmosphere under a solar simulator (light intensity: 1 kW / m 2 , spectrum: AM1.5 global). The results are shown in Table 1. The numbers in the table are average values of 10 cells prepared in Example 1 and Comparative Example 1.

Figure 0005545277
Figure 0005545277

上記のように、本発明の製造方法による太陽電池は、p型領域のパッシベーション効果が優れた太陽電池の作製が可能となり、高い変換効率の太陽電池が得られる。   As described above, the solar cell produced by the production method of the present invention can produce a solar cell having an excellent passivation effect in the p-type region, and a high conversion efficiency solar cell can be obtained.

1 シリコン基板
2 p型拡散層
3 n型拡散層
4 硬化膜
5 誘電体膜(反射防止膜)
6 受光面電極(フィンガー電極)
7 裏面電極
8 バスバー電極
1 silicon substrate 2 p-type diffusion layer 3 n-type diffusion layer 4 cured film 5 dielectric film (antireflection film)
6 Light-receiving surface electrode (finger electrode)
7 Back electrode 8 Bus bar electrode

Claims (7)

シリコン基板の受光面側に形成されるシリコン基板の導電型とは異なる導電型のp型拡散層と、該p型拡散層上に形成される誘電体膜と、上記p型拡散層に電気的に接続する受光面電極とを有する太陽電池であって、上記p型拡散層と誘電体膜との間に、下記一般式(1)
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
で示される化合物、該化合物に対する配合量10〜1000ppmの酸触媒及び溶剤からなる組成物を上記p型拡散層上に塗布し、その後に加熱処理することにより一般式(1)の化合物が加水分解・縮合した硬化膜パッシベーション膜として有することを特徴とする太陽電池。
A p-type diffusion layer having a conductivity type different from that of the silicon substrate formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate, a dielectric film formed on the p-type diffusion layer, and the p-type diffusion layer electrically A solar cell having a light-receiving surface electrode connected to, and between the p-type diffusion layer and the dielectric film, the following general formula (1):
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)
The compound of formula (1) is hydrolyzed by applying a composition comprising an acid catalyst having a compounding amount of 10 to 1000 ppm to the compound and a solvent on the p-type diffusion layer and then heat-treating the composition. - solar cell characterized by having a condensed cured film as a passivation film.
シリコン基板の受光面側にシリコン基板の導電型とは異なる導電型のp型拡散層を形成し、次いで誘電体膜を形成した後、上記p型拡散層に電気的に接続する受光面電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法であって、上記誘電体膜の形成前に、上記p型拡散層上に、下記一般式(1)で示される化合物、該化合物に対する配合量10〜1000ppmの酸触媒及び溶剤からなる組成物を塗布し、その後に加熱処理することにより一般式(1)の化合物が加水分解・縮合した硬化膜を形成する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
1 2−Al−O−Si−R2 3 (1)
(式中、R1は炭素数1〜4の有機基、R2は加水分解性基又はヒドロキシル基を示す。各R1及びR2は同一でも異なっていてもよい。)
A p-type diffusion layer having a conductivity type different from the conductivity type of the silicon substrate is formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate, a dielectric film is formed, and a light-receiving surface electrode electrically connected to the p-type diffusion layer is then formed. A method for manufacturing a solar cell including a step of forming a compound represented by the following general formula (1) on the p-type diffusion layer and a blending amount of 10 to 1000 ppm with respect to the compound before forming the dielectric film: A process for producing a solar cell comprising a step of forming a cured film obtained by applying a composition comprising an acid catalyst and a solvent, followed by heat treatment to hydrolyze and condense the compound of general formula (1) Method.
R 1 2 -Al-O-Si-R 2 3 (1)
(In the formula, R 1 represents an organic group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group. Each R 1 and R 2 may be the same or different.)
更に、シリコン基板の裏面側の少なくとも一部にシリコン基板の導電型と同じ導電型のn型拡散層を形成し、次いで誘電体膜を形成した後、上記n型拡散層に電気的に接続する裏面電極を形成する工程を含み、上記受光面側の誘電体膜の形成前に、上記受光面側p型拡散層上に、上記硬化膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項2記載の太陽電池の製造方法。 Further, an n-type diffusion layer having the same conductivity type as that of the silicon substrate is formed on at least a part of the back side of the silicon substrate, and then a dielectric film is formed, and then electrically connected to the n-type diffusion layer. look including the step of forming a back electrode, the claims before the formation of the dielectric film of the light-receiving surface side, on the light-receiving surface side p-type diffusion layer, and having a step of forming the cured film 2. The method for producing a solar cell according to 2 . 上記加熱処理温度が80〜200℃である請求項又は記載の太陽電池の製造方法。 The method for manufacturing a solar cell according to claim 2 or 3 , wherein the heat treatment temperature is 80 to 200 ° C. 上記硬化膜の膜厚は、10〜100nmである請求項乃至のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。 Thickness of the cured film, method of manufacturing a solar cell of any one of claims 2 to 4 is 10 to 100 nm. 上記誘電体膜は、窒化珪素膜、二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜、酸化タンタル膜、酸化ニオブ膜、フッ化マグネシウム膜又は酸化アルミニウム膜であることを特徴とする請求項乃至のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。 The dielectric film is a silicon nitride film, a titanium dioxide film, a zinc oxide film, a tin film oxide, tantalum oxide film, a niobium oxide film, according to claim 2 to 5, characterized in that a magnesium film or aluminum oxide film fluoride The manufacturing method of the solar cell of any one of these. 上記誘電体膜をプラズマCVD法により形成することを特徴とする請求項乃至のいずれか1項記載の太陽電池の製造方法。 The dielectric film photovoltaic cell manufacturing method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that formed by a plasma CVD method.
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JP2006054353A (en) * 2004-08-13 2006-02-23 Az Electronic Materials Kk Siliceous film having little flat-band shift and its manufacturing method
US7563727B2 (en) * 2004-11-08 2009-07-21 Intel Corporation Low-k dielectric layer formed from aluminosilicate precursors
JP5715440B2 (en) * 2011-02-24 2015-05-07 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Alkali-soluble polymer, photosensitive resin composition containing the same, and use thereof

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