JP5756352B2 - Manufacturing method of back electrode type solar cell - Google Patents

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Description

本発明は、裏面電極型太陽電池の製造方法、特に、裏面電極型太陽電池の半導体領域上のパッシベーション膜の作製に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a back electrode type solar cell, and more particularly, to the production of a passivation film on a semiconductor region of a back electrode type solar cell.

近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のCO 2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池を用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。 In recent years, development of clean energy has been demanded due to the problem of depletion of energy resources and global environmental problems such as increase of CO 2 in the atmosphere. In particular, solar power generation using solar cells has been developed as a new energy source. It has been put to practical use and is on the path of development.

太陽電池は、従来から、たとえば単結晶、または多結晶のシリコン基板の入射光側の面である受光面に、シリコン基板の導電型と異なる導電型となる不純物を拡散することによってpn接合を形成し、シリコン基板の受光面と、受光面の反対側である裏面(以下、「シリコン基板の裏面」という。)にそれぞれ電極を形成して製造されたものが主流となっている。   Conventionally, a solar cell forms a pn junction by diffusing an impurity having a conductivity type different from that of a silicon substrate into a light-receiving surface, for example, a surface on the incident light side of a monocrystalline or polycrystalline silicon substrate. However, the mainstream is one manufactured by forming electrodes on the light receiving surface of the silicon substrate and the back surface opposite to the light receiving surface (hereinafter referred to as “the back surface of the silicon substrate”).

また、シリコン基板の受光面には電極を形成せず、シリコン基板の裏面にpn接合を形成した、いわゆる裏面電極型太陽電池が開発されている。裏面電極型太陽電池は一般的に受光面に電極を有しないことから、電極によるシャドーロスがなく、シリコン基板の受光面および裏面にそれぞれ電極を有する上記の太陽電池と比べて高い出力を得ることが期待できる。裏面電極型太陽電池は、このような特性を活かしてソーラカーや集光用太陽電池などの用途に使用されている。そして、特許文献1には、裏面のみに電極が形成されている裏面接合型太陽電池の一例が示されている。   In addition, a so-called back electrode type solar cell has been developed in which an electrode is not formed on the light receiving surface of a silicon substrate but a pn junction is formed on the back surface of the silicon substrate. Since the back electrode type solar cell generally does not have an electrode on the light receiving surface, there is no shadow loss due to the electrode, and a higher output than the above solar cell having electrodes on the light receiving surface and the back surface of the silicon substrate can be obtained. Can be expected. Back electrode type solar cells are used in applications such as solar cars and concentrating solar cells by utilizing such characteristics. Patent Document 1 shows an example of a back junction solar cell in which an electrode is formed only on the back surface.

図8は、特許文献1に開示されている裏面接合型太陽電池200の断面を表す模式図である。n型のシリコン基板201の入射光側である受光面に、反射防止膜209が形成されている。シリコン基板201の受光面と反対側である裏面に、n層205、p層206が形成され、n層205上には第2パッシベーション膜204、p層206上には第1パッシベーション膜203と、それぞれ異なるパッシベーション膜が形成されている。207はn電極、208はp電極である。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a cross section of the back junction solar cell 200 disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. An antireflection film 209 is formed on the light receiving surface on the incident light side of the n-type silicon substrate 201. An n + layer 205 and a p + layer 206 are formed on the back surface opposite to the light receiving surface of the silicon substrate 201. The second passivation film 204 is formed on the n + layer 205, and the first passivation is formed on the p + layer 206. A different passivation film is formed from the film 203. 207 is an n-electrode and 208 is a p-electrode.

図9は、特許文献1に開示されている図8の裏面接合型太陽電池の製造方法の一例である。図9に示すように模式的断面図を参照して説明する。   FIG. 9 is an example of a manufacturing method of the back junction solar cell of FIG. 8 disclosed in Patent Document 1. This will be described with reference to a schematic cross-sectional view as shown in FIG.

まず、図9(a)に示すように、n型のシリコン基板401を用意する。その後、図9(b)に示すように、シリコン基板401の裏面に酸化珪素膜などからなるテクスチャマスク413を形成し、シリコン基板401の受光面にエッチングすることによりテクスチャ構造410を形成する。   First, as shown in FIG. 9A, an n-type silicon substrate 401 is prepared. Thereafter, as shown in FIG. 9B, a texture mask 413 made of a silicon oxide film or the like is formed on the back surface of the silicon substrate 401, and a texture structure 410 is formed by etching on the light receiving surface of the silicon substrate 401.

次に、図9(c)に示すように、まず、シリコン基板401の受光面と裏面の全面に、酸化珪素膜などからなる第1拡散マスク411を形成する。そして、シリコン基板401の裏面の第1拡散マスク411上にエッチング成分を含む第1エッチングペーストをたとえばスクリーン印刷法などによって所望のパターンに印刷する。この第1エッチングペーストの印刷後のシリコン基板401を加熱処理することにより、シリコン基板401の裏面に形成した第1拡散マスク411のうち第1エッチングペーストが印刷された部分のみエッチング、除去できる。その後、シリコン基板401を水中に浸し、超音波を印加して超音波洗浄などを行なうことによって、第1エッチングペーストを除去し、窓414を形成する。   Next, as shown in FIG. 9C, first, a first diffusion mask 411 made of a silicon oxide film or the like is formed on the entire light receiving surface and back surface of the silicon substrate 401. Then, a first etching paste containing an etching component is printed in a desired pattern on the first diffusion mask 411 on the back surface of the silicon substrate 401 by, for example, a screen printing method. By heat-treating the silicon substrate 401 after printing the first etching paste, only the portion on which the first etching paste is printed can be etched and removed from the first diffusion mask 411 formed on the back surface of the silicon substrate 401. Thereafter, the silicon substrate 401 is immersed in water, and ultrasonic cleaning is performed by applying ultrasonic waves, thereby removing the first etching paste and forming the windows 414.

次に、図9(d)に示すように、シリコン基板401に第1導電型不純物としてのp型不純物であるボロンなどを気相拡散することで、窓414部分に第1導電型不純物拡散層としてのp層406を形成する。その後、シリコン基板401の第1拡散マスク411ならびにボロンが拡散して形成されたBSG(ボロンシリケートガラス)をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。 Next, as shown in FIG. 9D, boron or the like, which is a p-type impurity as the first conductivity type impurity, is vapor-phase diffused in the silicon substrate 401, so that the first conductivity type impurity diffusion layer is formed in the window 414 portion. As a result, a p + layer 406 is formed. Thereafter, the first diffusion mask 411 of the silicon substrate 401 and BSG (boron silicate glass) formed by diffusing boron are all removed using an aqueous hydrogen fluoride solution or the like.

次に、図9(e)に示すように、シリコン基板401の受光面と裏面の全面に酸化珪素などからなる第2拡散マスク412を形成する。そして、シリコン基板401の裏面の第1拡散マスク412上のみに、第2エッチングペーストを所望のパターンに印刷する。第2エッチングペーストは上記の第1エッチングペーストと同一組成のものを用いることができるし、異なる組成のものであっても良い。第2エッチングペーストの印刷後のシリコン基板401を加熱処理することにより、シリコン基板401の裏面の第2拡散マスク412が形成された部分のうち第2エッチングペーストが印刷された部分をエッチングし除去する。加熱処理後は、前述した方法と同様に行い、窓415を形成する。   Next, as shown in FIG. 9E, a second diffusion mask 412 made of silicon oxide or the like is formed on the entire light receiving surface and back surface of the silicon substrate 401. Then, the second etching paste is printed in a desired pattern only on the first diffusion mask 412 on the back surface of the silicon substrate 401. The second etching paste can have the same composition as the first etching paste described above, or may have a different composition. By heat-treating the silicon substrate 401 after printing the second etching paste, the portion on the back surface of the silicon substrate 401 where the second diffusion mask 412 is formed is etched and removed. . After the heat treatment, a window 415 is formed in the same manner as described above.

次に、図9(f)に示すように、シリコン基板401に第2導電型不純物としてのn型不純物であるリンなどを気相拡散することで、窓415部分に第2導電型不純物拡散層としてのn層405を形成する。その後、シリコン基板401の受光面と裏面の第2拡散マスク412ならびにリンが拡散して形成されたPSG(リンシリケートガラス)をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。 Next, as shown in FIG. 9F, the second conductivity type impurity diffusion layer is formed in the window 415 by vapor-phase diffusing phosphorus or the like as the second conductivity type impurity into the silicon substrate 401. As an n + layer 405 is formed. Thereafter, the second diffusion mask 412 on the light-receiving surface and the back surface of the silicon substrate 401 and PSG (phosphorus silicate glass) formed by diffusing phosphorus are all removed using a hydrogen fluoride aqueous solution or the like.

次に、図9(g)に示すように、シリコン基板401について熱酸化を行ない、シリコン基板401の裏面の全面に酸化珪素膜からなる第1パッシベーション膜403を形成する。なお、このとき同時に受光面の全面にも酸化珪素膜403aを形成することとなる。   Next, as shown in FIG. 9G, the silicon substrate 401 is thermally oxidized to form a first passivation film 403 made of a silicon oxide film on the entire back surface of the silicon substrate 401. At this time, the silicon oxide film 403a is also formed on the entire light receiving surface.

次に、図9(h)に示すように、p層406を形成した面以外の第1パッシベーション膜403を、エッチングペーストを利用してエッチングして除去する。このとき用いるエッチングペーストは、前述したエッチングペーストと同じものでもよい。よって、裏面のp層406上にのみ第1パッシベーション膜403を形成する。 Next, as shown in FIG. 9H, the first passivation film 403 other than the surface on which the p + layer 406 is formed is removed by etching using an etching paste. The etching paste used at this time may be the same as the etching paste described above. Therefore, the first passivation film 403 is formed only on the p + layer 406 on the back surface.

次に、図9(i)に示すように、第1パッシベーション膜403を除去したシリコン基板401の表面に、第2パッシベーション膜404を形成する。具体的には、プラズマCVD法により窒化珪素を成膜することにより、シリコン基板401の表面およびn層405上には第2パッシベーション膜404として窒化珪素膜を形成する。この第2パッシベーション膜404は、第1パッシベーション膜403の上にも形成されている。 Next, as shown in FIG. 9I, a second passivation film 404 is formed on the surface of the silicon substrate 401 from which the first passivation film 403 has been removed. Specifically, a silicon nitride film is formed by plasma CVD, so that a silicon nitride film is formed as the second passivation film 404 on the surface of the silicon substrate 401 and the n + layer 405. The second passivation film 404 is also formed on the first passivation film 403.

次に、図9(j)に示すように、シリコン基板401の受光面の酸化珪素膜403aをフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去し、受光面上に窒化珪素膜などからなる反射防止膜409を形成する。同時に第1パッシベーション膜403および第2パッシベーション膜404の一部を除去してコンタクトホール416、コンタクトホール417を形成し、n層405およびp層406の一部を露出させる。コンタクトホール416、コンタクトホール417は、以下の方法で作成できる。まず、第2パッシベーション膜404上にエッチングペーストを印刷した後に、シリコン基板401をに加熱処理し、加熱処理後、超音波洗浄を行なう等によって、加熱処理後のエッチングペーストを除去する。 Next, as shown in FIG. 9J, the silicon oxide film 403a on the light receiving surface of the silicon substrate 401 is completely removed using an aqueous hydrogen fluoride solution or the like, and an antireflection film made of a silicon nitride film or the like on the light receiving surface. 409 is formed. At the same time, a part of the first passivation film 403 and the second passivation film 404 is removed to form a contact hole 416 and a contact hole 417, and a part of the n + layer 405 and the p + layer 406 are exposed. The contact hole 416 and the contact hole 417 can be created by the following method. First, after printing an etching paste on the second passivation film 404, the silicon substrate 401 is subjected to a heat treatment, and after the heat treatment, the etched paste after the heat treatment is removed by ultrasonic cleaning or the like.

次に、図9(k)に示すように、コンタクトホール416およびコンタクトホール417に、それぞれ銀ペーストを印刷した後、焼成することによって、n層405上にn電極407を形成し、p層406上にp電極408を形成する。これにより、裏面接合型太陽電池が完成する。 Next, as shown in FIG. 9 (k), an n electrode 407 is formed on the n + layer 405 by printing a silver paste in each of the contact hole 416 and the contact hole 417, followed by baking, and p + A p-electrode 408 is formed on the layer 406. Thereby, a back junction solar cell is completed.

特開2008−10746号公報(平成20年1月17日公開)JP 2008-10746 A (published January 17, 2008)

特許文献1に開示されている図9の裏面接合型太陽電池の製造方法では、シリコン基板の裏面に、n層、p層を形成するため、それぞれに対し、拡散マスク形成、パターニング、不純物拡散、拡散マスク除去の工程があり、その後に、n層上、p層上にそれぞれ異なるパッシベーション膜を形成するため、第1パッシベーション膜形成、パターニング、第1パッシベーション膜をp層上のみに残す工程、第2パッシベーション膜形成の工程とがあり、工程数が多くなっている。 In the method for manufacturing the back junction solar cell of FIG. 9 disclosed in Patent Document 1, an n + layer and a p + layer are formed on the back surface of the silicon substrate. There are steps of diffusion and diffusion mask removal. After that, in order to form different passivation films on the n + layer and the p + layer, respectively, the first passivation film is formed, patterned, and the first passivation film is formed only on the p + layer. And the second passivation film forming step, and the number of steps is increased.

本発明の目的は、工程数を低減しても、n層上、p層上に、それぞれ異なるパッシベーション膜を形成することが可能な裏面電極型太陽電池の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a back electrode type solar cell capable of forming different passivation films on an n + layer and a p + layer even when the number of steps is reduced. .

本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法は、シリコン基板の裏面の一部に、第1ドーパントを含む第1裏面パッシベーション膜を形成する工程と、シリコン基板の裏面及び第1裏面パッシベーション膜上に、第2ドーパントを含む膜を形成する工程と、シリコン基板を熱処理することにより、シリコン基板の裏面に、第1ドーパントを拡散させることにより第1半導体領域を形成し、シリコン基板の裏面の第1半導体領域以外の領域に、第2ドーパントを拡散させることにより第2半導体領域を形成する工程と、第2ドーパントを含む膜を除去する工程と、シリコン基板の裏面及び第1裏面パッシベーション上に第2裏面パッシベーション膜を形成する工程とを備える。   The method for manufacturing a back electrode type solar cell according to the present invention includes a step of forming a first back surface passivation film containing a first dopant on a part of a back surface of a silicon substrate, and a back surface of the silicon substrate and a first back surface passivation film. , A step of forming a film containing the second dopant, and a heat treatment of the silicon substrate to form a first semiconductor region by diffusing the first dopant on the back surface of the silicon substrate. Forming a second semiconductor region by diffusing a second dopant in a region other than the semiconductor region; removing a film containing the second dopant; and forming a second on the back surface and the first back surface passivation of the silicon substrate. Forming a backside passivation film.

ここで、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法は、第1半導体領域は、n型であり、第2半導体領域は、p型であってもよい。   Here, in the manufacturing method of the back electrode type solar cell of the present invention, the first semiconductor region may be n-type and the second semiconductor region may be p-type.

また、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法は、第2裏面パッシベーション膜は、酸化アルミニウム膜であってもよい。   In the method for manufacturing a back electrode type solar cell according to the present invention, the second back surface passivation film may be an aluminum oxide film.

また、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法は、第1裏面パッシベーション膜は、酸化シリコン膜であってもよい。   In the method for manufacturing a back electrode type solar cell according to the present invention, the first back surface passivation film may be a silicon oxide film.

本発明によれば、半導体領域形成前に、第1半導体領域上に残した膜を、第1半導体領域上の第1裏面パッシベーション膜としているので、新たに、第1半導体領域上にパッシベーション膜を形成する必要はないため、工程数を低減しても、第1半導体領域上、第2半導体領域上に、それぞれ異なるパッシベーション膜を形成することが可能な裏面電極型太陽電池の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, since the film left on the first semiconductor region before forming the semiconductor region is used as the first back surface passivation film on the first semiconductor region, a passivation film is newly added on the first semiconductor region. Provided is a method for manufacturing a back electrode type solar cell in which different passivation films can be formed on a first semiconductor region and a second semiconductor region even if the number of steps is reduced since it is not necessary to form the back electrode type solar cell. be able to.

本発明の裏面電極型太陽電池の一例の模式的な裏面図である。It is a typical back view of an example of the back electrode type solar cell of the present invention. 本発明の裏面電極型太陽電池の一例の模式的な断面構成図である。It is a typical section lineblock diagram of an example of the back electrode type solar cell of the present invention. 本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を示す模式的な図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this invention. 本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例を示す模式的な図である。It is a schematic diagram which shows another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this invention. 本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の模式的な裏面図である。It is a typical back view of another example of the back electrode type solar cell of this invention. 本発明の裏面電極型太陽電池の他の一例の模式的な断面構成図である。It is a typical section lineblock diagram of other examples of the back electrode type solar cell of the present invention. 本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法のさらに他の一例を示す模式的な図である。It is a schematic diagram which shows another example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this invention. 従来技術の裏面接合型太陽電池の一例の模式的な断面構成図である。It is a typical cross-section block diagram of an example of the back junction type solar cell of a prior art. 従来技術の裏面接合型太陽電池の製造方法の一例を示す模式的な図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of the back surface joining type solar cell of a prior art.

図1、図2は、受光面と反対側の面である裏面にのみ電極を形成した本発明の一例の裏面電極型太陽電池を表す図である。図1は、裏面電極型太陽電池1の裏面側から見た図であり、裏面電極型太陽電池1の裏面には、n型用電極2およびp型用電極3をそれぞれ帯状に交互に形成している。   FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing a back electrode type solar cell of an example of the present invention in which electrodes are formed only on the back surface that is the surface opposite to the light receiving surface. FIG. 1 is a view as seen from the back side of the back electrode type solar cell 1. On the back side of the back electrode type solar cell 1, n-type electrodes 2 and p-type electrodes 3 are alternately formed in a strip shape. ing.

図2は、図1で示したA−A′の断面を表す図である。n型シリコン基板4の受光面にはテクスチャ構造である凹凸形状5が形成されている。n型シリコン基板4の受光面上には受光面パッシベーション膜6を形成している。また、受光面パッシベーション膜6上には反射防止膜7を形成している。ここで、受光面パッシベーション膜6、反射防止膜7はいずれも窒化シリコン膜であり、受光面パッシベーション膜6の膜厚は10nm以下であり、反射防止膜7の膜厚は50nm以上100nm以下である。さらに、反射防止膜7の窒化シリコン膜は、受光面パッシベーション膜6の窒化シリコン膜よりも、窒素含有率が高く、屈折率が低い。なお、受光面パッシベーション膜6は酸化シリコン膜であってもよい。   FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line AA ′ shown in FIG. 1. An uneven shape 5 having a texture structure is formed on the light receiving surface of the n-type silicon substrate 4. A light-receiving surface passivation film 6 is formed on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 4. Further, an antireflection film 7 is formed on the light receiving surface passivation film 6. Here, each of the light-receiving surface passivation film 6 and the antireflection film 7 is a silicon nitride film, and the film thickness of the light-receiving surface passivation film 6 is 10 nm or less, and the film thickness of the antireflection film 7 is 50 nm or more and 100 nm or less. . Further, the silicon nitride film of the antireflection film 7 has a higher nitrogen content and a lower refractive index than the silicon nitride film of the light-receiving surface passivation film 6. The light-receiving surface passivation film 6 may be a silicon oxide film.

また、n型シリコン基板4の裏面側にはn型半導体領域であるn領域9とp型半導体領域であるp領域10とを交互に隣接して形成している。そして、n領域9上には第1裏面パッシベーション膜11である酸化シリコン膜を形成し、p領域10上及び第1裏面パッシベーション膜11上には、第2裏面パッシベーション膜12を形成している。第2裏面パッシベーション膜12は、酸化アルミニウム膜であり、その膜厚は5nm以上50nm以下である。さらに、n領域9にはn型用電極2が形成され、p領域10にはp型用電極3が形成されている。 Further, n + regions 9 that are n-type semiconductor regions and p + regions 10 that are p-type semiconductor regions are alternately formed adjacent to each other on the back side of the n-type silicon substrate 4. Then, a silicon oxide film which is the first back surface passivation film 11 is formed on the n + region 9, and a second back surface passivation film 12 is formed on the p + region 10 and the first back surface passivation film 11. Yes. The second back surface passivation film 12 is an aluminum oxide film, and the film thickness is not less than 5 nm and not more than 50 nm. Further, an n-type electrode 2 is formed in the n + region 9, and a p-type electrode 3 is formed in the p + region 10.

そして、より高い短絡電流を得るために、シリコン基板と異なる導電型であるp領域10の合計面積を、n領域9の合計面積よりも大きくしている。また、隣接するn領域は長さ方向に対し垂直方向に分離されていてもよい。その際、n領域間はp領域が形成されている。また、p領域が長さ方向に対し垂直方向に分離されている場合は、p領域間にn領域が形成されている。 In order to obtain a higher short-circuit current, the total area of the p + region 10 having a conductivity type different from that of the silicon substrate is made larger than the total area of the n + region 9. Further, adjacent n + regions may be separated in a direction perpendicular to the length direction. At that time, ap + region is formed between the n + regions. Further, when the p + regions are separated in the direction perpendicular to the length direction, n + regions are formed between the p + regions.

なお、裏面電極型太陽電池の各辺の最も外側の電極が同じ導電型なので、形成した電極を回転対称構造にすることが可能になり、裏面電極型太陽電池を複数並べる太陽電池モジュールを作製する際、例えば、図1に示す裏面電極型太陽電池の上下が反対になっても問題ない。   Since the outermost electrode on each side of the back electrode type solar cell has the same conductivity type, it is possible to make the formed electrode into a rotationally symmetric structure, and a solar cell module in which a plurality of back electrode type solar cells are arranged is manufactured. At this time, for example, there is no problem even if the back electrode type solar cell shown in FIG.

以下に、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を示す。   Below, an example of the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this invention is shown.

図3は、図1、および図2に示す本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法の一例である。図3に示すように模式的断面図を参照して説明する。   FIG. 3 is an example of a method for manufacturing the back electrode type solar cell of the present invention shown in FIGS. 1 and 2. This will be described with reference to a schematic sectional view as shown in FIG.

まず、図3(a)に示すように、n型シリコン基板4の受光面となる面(以下「n型シリコン基板の受光面」という。)の反対側の面である裏面(以下「n型シリコン基板の裏面」という。)に、窒化シリコン膜等のテクスチャマスク21をCVD(Chemical Vapor Deposition)法、またはスパッタ法等で形成する。その後、図3(b)に示すように、n型シリコン基板4の受光面にテクスチャ構造である凹凸形状5をエッチングにより形成する。エッチングは、たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加し、70℃以上80℃以下に加熱した溶液により行われる。   First, as shown in FIG. 3 (a), the back surface (hereinafter referred to as "n-type silicon substrate 4") is a surface opposite to the surface that serves as the light-receiving surface of n-type silicon substrate 4 (hereinafter referred to as "light-receiving surface of n-type silicon substrate"). A texture mask 21 such as a silicon nitride film is formed on the back surface of the silicon substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the uneven shape 5 having a texture structure is formed on the light receiving surface of the n-type silicon substrate 4 by etching. Etching is performed, for example, with a solution in which isopropyl alcohol is added to an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide and heated to 70 ° C. or higher and 80 ° C. or lower.

次に、図3(c)を用いて説明する。図3(c)は、n型シリコン基板4の裏面側が上となっている。まず、n型シリコン基板4の裏面に形成したテクスチャマスク21を除去する。その後、n型シリコン基板4の裏面全面に、第1ドーパントであるリンを含んだ酸化シリコン膜33をCVD法により形成し、その上に、酸化シリコン膜34をCVD法により形成する。リンを含んだ酸化シリコン膜33の厚さは50nm以上100nm以下であり、酸化シリコン膜34の厚さは200nm以上500nm以下である。次に、n型シリコン基板4の裏面側にn領域9を形成するため、酸化シリコン膜33及び酸化シリコン膜34を残すようにパターニングする。パターニングは、エッチングペーストをスクリーン印刷法などで塗布し加熱処理により行う。その後、パターニング処理を行ったエッチングペーストを超音波洗浄し酸処理により除去する。ここで、エッチングペーストとしては、例えば、エッチング成分としてリン酸、フッ化水素、フッ化アンモニウムおよびフッ化水素アンモニウムからなる群から選択された少なくとも1種を含み、水、有機溶媒および増粘剤を含むものである。 Next, description will be made with reference to FIG. In FIG. 3C, the back side of the n-type silicon substrate 4 is on the top. First, the texture mask 21 formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 is removed. Thereafter, a silicon oxide film 33 containing phosphorus as the first dopant is formed on the entire back surface of the n-type silicon substrate 4 by a CVD method, and a silicon oxide film 34 is formed thereon by the CVD method. The silicon oxide film 33 containing phosphorus has a thickness of 50 nm to 100 nm, and the silicon oxide film 34 has a thickness of 200 nm to 500 nm. Next, in order to form the n + region 9 on the back side of the n-type silicon substrate 4, patterning is performed so that the silicon oxide film 33 and the silicon oxide film 34 remain. The patterning is performed by applying an etching paste by a screen printing method or the like and performing a heat treatment. Thereafter, the etching paste subjected to the patterning process is ultrasonically cleaned and removed by acid treatment. Here, the etching paste includes, for example, at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride, and ammonium hydrogen fluoride as an etching component, and includes water, an organic solvent, and a thickener. Is included.

次に、図3(d)に示すように、n型シリコン基板4の裏面上、及び酸化シリコン膜34上に、ボロンを含んだ酸化シリコン膜31をCVD法により形成し、その上に、酸化シリコン膜32をCVD法により形成する。第2ドーパントであるボロンを含んだ酸化シリコン膜31の厚さは50nm以上100nm以下であり、酸化シリコン膜32の厚さは200nm以上500nm以下である。次に、n型シリコン基板4を熱処理することで、ボロンを含んだ酸化シリコン膜31からn型シリコン基板4の裏面の一部にボロンを熱拡散させてp領域10を形成し、リンを含んだ酸化シリコン膜33からn型シリコン基板4の裏面の一部にリンを熱拡散させn領域9を形成する。よって、1工程で、p領域10及びn領域9を形成することができる。そして、n領域9とp領域10は、隣接して形成される。この工程を用いることで、n領域9、p領域10を形成するため、それぞれに対し拡散マスクを形成してパターニングし、半導体領域形成後、拡散マスクを除去する工程が不要となる。なお、上記工程では、酸化シリコン膜34は、酸化シリコン膜31からn型シリコン基板4へのボロンの拡散を防止するための膜であり、また、酸化シリコン膜32は、酸化シリコン膜31からボロンがアウトディフュージョンすることを防止するための膜である。 Next, as shown in FIG. 3D, a silicon oxide film 31 containing boron is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 and on the silicon oxide film 34 by a CVD method, and an oxide film is formed thereon. A silicon film 32 is formed by a CVD method. The thickness of the silicon oxide film 31 containing boron as the second dopant is 50 nm to 100 nm, and the thickness of the silicon oxide film 32 is 200 nm to 500 nm. Next, the n-type silicon substrate 4 is heat-treated, so that boron is thermally diffused from the silicon oxide film 31 containing boron to a part of the back surface of the n-type silicon substrate 4 to form the p + region 10. Phosphorus is thermally diffused from the included silicon oxide film 33 to a part of the back surface of the n-type silicon substrate 4 to form an n + region 9. Therefore, the p + region 10 and the n + region 9 can be formed in one step. The n + region 9 and the p + region 10 are formed adjacent to each other. By using this process, the n + region 9 and the p + region 10 are formed, so that a diffusion mask is formed and patterned for each, and the process of removing the diffusion mask after forming the semiconductor region becomes unnecessary. In the above process, the silicon oxide film 34 is a film for preventing diffusion of boron from the silicon oxide film 31 to the n-type silicon substrate 4, and the silicon oxide film 32 is formed from the silicon oxide film 31 to boron. Is a film for preventing out diffusion.

次に、図3(e)に示すように、n型シリコン基板4の裏面に形成された酸化シリコン膜32、酸化シリコン膜31及び酸化シリコン膜34をエッチングにより除去する。上記に示したように、p領域10上には、酸化シリコン膜31及び酸化シリコン膜32が形成され、n領域9上には、これらの膜に加えて、酸化シリコン膜33及び酸化シリコン膜34が形成されている。そのため、酸化シリコン膜31及び酸化シリコン膜32を除去するまでエッチングを行なうと、n領域9上の酸化シリコン膜33だけが残る。 Next, as shown in FIG. 3E, the silicon oxide film 32, the silicon oxide film 31, and the silicon oxide film 34 formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 are removed by etching. As described above, the silicon oxide film 31 and the silicon oxide film 32 are formed on the p + region 10, and in addition to these films, the silicon oxide film 33 and the silicon oxide film are formed on the n + region 9. A film 34 is formed. Therefore, if etching is performed until the silicon oxide film 31 and the silicon oxide film 32 are removed, only the silicon oxide film 33 on the n + region 9 remains.

次に、図3(f)に示すように、n型シリコン基板4の裏面に第2裏面パッシベーション膜12である酸化アルミニウム膜をスパッタ法またはCVD法により形成する。n領域9上には、拡散マスクとして利用した酸化シリコン膜33が第1裏面パッシベーション膜として形成されているため、第2裏面パッシベーション膜12はp領域10上および酸化シリコン膜33上に形成される。その後、n型シリコン基板4の受光面に受光面パッシベーション膜6である窒化シリコン膜、及び反射防止膜7である窒化シリコン膜をCVD法により形成する。 Next, as shown in FIG. 3F, an aluminum oxide film as the second back surface passivation film 12 is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 by sputtering or CVD. Since the silicon oxide film 33 used as a diffusion mask is formed as the first back surface passivation film on the n + region 9, the second back surface passivation film 12 is formed on the p + region 10 and the silicon oxide film 33. Is done. Thereafter, a silicon nitride film as the light-receiving surface passivation film 6 and a silicon nitride film as the antireflection film 7 are formed on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 4 by the CVD method.

次に、図3(g)を用いて次工程を説明する。図3(g)は、n型シリコン基板4の受光面側が上となっている。n型シリコン基板4の裏面側に形成したn領域9上、p領域10上に電極を形成するため、n領域9上では、第1裏面パッシベーション膜である酸化シリコン膜33及び第2裏面パッシベーション膜12に、p領域10上では、第2裏面パッシベーション膜12にパターニングを行う。パターニングは、エッチングペーストをスクリーン印刷法などで塗布し加熱処理により行う。その後、パターニング処理を行ったエッチングペーストは超音波洗浄し酸処理により除去する。ここで、エッチングペーストとしては、例えば、エッチング成分としてリン酸、フッ化水素、フッ化アンモニウムおよびフッ化水素アンモニウムからなる群から選択された少なくとも1種を含み、水、有機溶媒および増粘剤を含むものである。 Next, the next step will be described with reference to FIG. In FIG. 3G, the light receiving surface side of the n-type silicon substrate 4 is on the top. In order to form electrodes on the n + region 9 and the p + region 10 formed on the back surface side of the n-type silicon substrate 4, the silicon oxide film 33 and the second back surface passivation film are formed on the n + region 9. On the back surface passivation film 12, on the p + region 10, the second back surface passivation film 12 is patterned. The patterning is performed by applying an etching paste by a screen printing method or the like and performing a heat treatment. Thereafter, the etching paste subjected to the patterning process is ultrasonically cleaned and removed by acid treatment. Here, the etching paste includes, for example, at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride, and ammonium hydrogen fluoride as an etching component, and includes water, an organic solvent, and a thickener. Is included.

次に、図3(h)に示すように、n型シリコン基板4の裏面の所定の位置に銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥する。その後、焼成により、n領域9にはn型用電極2が形成され、p領域10にはp型用電極3が形成され、裏面電極型太陽電池1を作製した。 Next, as shown in FIG. 3H, a silver paste is applied to a predetermined position on the back surface of the n-type silicon substrate 4 by a screen printing method and dried. Thereafter, by baking, an n-type electrode 2 was formed in the n + region 9, and a p-type electrode 3 was formed in the p + region 10, thereby manufacturing a back electrode type solar cell 1.

以上のように、上記の裏面電極型太陽電池の製造方法において、図3(e)のようにn領域9上の酸化シリコン膜33を残すことによって、n領域9上、p領域10上に、それぞれ、異なるパッシベーション膜を形成することができるので、工程を低減することが可能となる。また、多くの設備を必要としないので、生産性も向上する。さらに、この製造方法を用いれば、n領域9上に第1裏面パッシベーション膜を、p領域10上に第2裏面パッシベーション膜12を、それぞれ、位置ずれを抑えて形成することができる。さらに、p領域10上に負の固定電荷を有する酸化アルミニウム膜を形成するので、p領域10上では高いパッシベーション性を有する。 As described above, in the manufacturing method of the back electrode type solar cell described above, by leaving the silicon oxide film 33 on the n + region 9 as shown in FIG. 3E, the p + region 10 on the n + region 9 is left. In addition, since different passivation films can be formed, it is possible to reduce processes. Moreover, since many facilities are not required, productivity is also improved. Furthermore, if this manufacturing method is used, the first back surface passivation film can be formed on the n + region 9, and the second back surface passivation film 12 can be formed on the p + region 10 while suppressing displacement. Further, since the aluminum oxide film having a negative fixed charge on the p + region 10 has a high passivation properties on p + region 10.

図4は、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法の他の一例である。図4に示すように模式的断面図を参照して説明する。なお、裏面電極型太陽電池71は、裏面電極型太陽電池1の第1裏面パッシベーション膜に対応する膜がリンを含有していない以外は裏面電極型太陽電池1の構造と同様である。   FIG. 4 is another example of the method for producing the back electrode type solar cell of the present invention. This will be described with reference to a schematic sectional view as shown in FIG. The back electrode type solar cell 71 has the same structure as that of the back electrode type solar cell 1 except that the film corresponding to the first back surface passivation film of the back electrode type solar cell 1 does not contain phosphorus.

図4(a)、図4(b)に示す工程は、図3(a)、図3(b)と同様であるので、図4(c)より以降を下記に示す。   Since the steps shown in FIGS. 4A and 4B are the same as those shown in FIGS. 3A and 3B, the steps after FIG. 4C will be described below.

まず、図4(c)を用いて次工程を説明する。図4(c)は、n型シリコン基板4の裏面側が上となっている。まず、n型シリコン基板4の裏面に形成したテクスチャマスク21を除去後、n型シリコン基板4の受光面に酸化シリコン膜等の拡散マスク22を形成する。その後、n型シリコン基板4の裏面において、n領域9を形成しようとする箇所以外に拡散マスク23を形成する。拡散マスク23は、例えば、溶剤、増粘剤および酸化シリコン前駆体を含むマスキングペーストをインクジェット、またはスクリーン印刷等で塗布し、熱処理により形成する。次に、POClを用いた気相拡散によって、n型シリコン基板4の裏面の露出した箇所に、第1ドーパントであり、n型不純物であるリンが拡散してn領域9を形成する。 First, the next step will be described with reference to FIG. 4C, the back side of the n-type silicon substrate 4 is on the top. First, after removing the texture mask 21 formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4, a diffusion mask 22 such as a silicon oxide film is formed on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 4. Thereafter, a diffusion mask 23 is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 except for the portion where the n + region 9 is to be formed. The diffusion mask 23 is formed by, for example, applying a masking paste containing a solvent, a thickener, and a silicon oxide precursor by inkjet or screen printing, and performing heat treatment. Next, phosphorus, which is the first dopant and n-type impurity, diffuses into the exposed portion of the back surface of the n-type silicon substrate 4 by vapor phase diffusion using POCl 3 to form the n + region 9.

次に、図4(d)に示すように、n型シリコン基板4に形成した拡散マスク22、23、および拡散マスク22、23にリンが拡散して形成されたガラス層をフッ化水素酸処理により除去した後、酸素または水蒸気による熱酸化を行い、酸化シリコン膜24を形成する。この際、図4(d)に示すように、n型シリコン基板4の裏面のn領域9上の酸化シリコン膜24が厚くなる。 Next, as shown in FIG. 4D, the diffusion masks 22 and 23 formed on the n-type silicon substrate 4 and the glass layer formed by diffusing phosphorus in the diffusion masks 22 and 23 are treated with hydrofluoric acid. Then, thermal oxidation with oxygen or water vapor is performed to form a silicon oxide film 24. At this time, as shown in FIG. 4D, the silicon oxide film 24 on the n + region 9 on the back surface of the n-type silicon substrate 4 becomes thick.

熱酸化時に、酸化シリコン膜の厚さが異なる理由は次の通りである。熱酸化による酸化シリコン膜の成長速度は、シリコン基板に拡散されている不純物の種類と濃度により異なる。特にn型不純物濃度が高い場合は、成長速度が速くなる。このため、n型シリコン基板4よりもn型不純物濃度が高いn領域9上の酸化シリコン膜24の膜厚の方が、n型シリコン基板4上よりも厚くなる。 The reason why the thicknesses of the silicon oxide films are different during thermal oxidation is as follows. The growth rate of the silicon oxide film by thermal oxidation differs depending on the type and concentration of impurities diffused in the silicon substrate. In particular, when the n-type impurity concentration is high, the growth rate is increased. Therefore, the thickness of the silicon oxide film 24 on the n + region 9 having a higher n-type impurity concentration than the n-type silicon substrate 4 is thicker than that on the n-type silicon substrate 4.

また、酸化シリコン膜24は、熱酸化時にシリコンと酸素とが結びつくことで形成されるので、n型シリコン基板4において、n領域9の表面は、n領域9が形成されていない領域の表面よりも凹状になる。 Further, the silicon oxide film 24 is so formed by silicon and oxygen is linked at the time of thermal oxidation, the n-type silicon substrate 4, the surface of the n + region 9, the region where the n + region 9 is not formed It becomes concave than the surface.

なお、酸化シリコン膜24を、p領域形成時のn領域の拡散マスクとして使用するには、n領域9上とn領域9上以外との酸化シリコン膜24の膜厚差は、60nm以上必要となる。 Incidentally, the silicon oxide film 24, p + for use as a diffusion mask for the n + region at the region forming the film thickness difference of the silicon oxide film 24 with non upper and the n + region on 9 n + region 9, 60 nm or more is required.

次に、図4(e)に示すように、n型シリコン基板4の受光面の酸化シリコン膜24および裏面のn領域9上以外の酸化シリコン膜24をエッチングにより除去する。裏面では、上記に示したように、酸化シリコン膜24がn領域9上に厚く形成されているので、n領域9以外の酸化シリコン膜24を除去するまでエッチングすると、n領域9上だけ酸化シリコン膜24が残る。その後、n型シリコン基板4の受光面に酸化シリコン膜等の拡散マスク25を形成して、n型シリコン基板4の裏面に、有機性高分子にホウ素化合物を反応させたポリマーをアルコール系溶媒に溶解させた溶液を塗布し、乾燥後、熱処理によりn型シリコン基板4の裏面の露出した箇所に、第2ドーパントであり、p型不純物であるボロンが拡散してp領域10を形成する。よって、p領域10は、n領域9に隣接して形成される。この工程を用いてp領域10、n領域9を形成することで、それぞれに対し拡散マスクを形成してパターニングし、半導体領域形成後、拡散マスクを除去する工程が不要となる。なお、上記工程では、n領域9上の酸化シリコン膜24は、n型シリコン基板4へのボロンの拡散を防止するための膜である拡散マスクになる。 Next, as shown in FIG. 4E, the silicon oxide film 24 on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 4 and the silicon oxide film 24 other than on the n + region 9 on the back surface are removed by etching. The back side, as indicated above, since the silicon oxide film 24 is thickly formed over the n + region 9, is etched until the removal of the silicon oxide film 24 other than the n + region 9, the n + region above 9 Only the silicon oxide film 24 remains. Thereafter, a diffusion mask 25 such as a silicon oxide film is formed on the light receiving surface of the n-type silicon substrate 4, and a polymer obtained by reacting a boron compound with an organic polymer is used as an alcohol solvent on the back surface of the n-type silicon substrate 4. After the dissolved solution is applied and dried, boron, which is the second dopant and p-type impurity, diffuses into the exposed portion of the back surface of the n-type silicon substrate 4 by heat treatment to form the p + region 10. Therefore, the p + region 10 is formed adjacent to the n + region 9. By forming the p + region 10 and the n + region 9 using this process, a diffusion mask is formed and patterned for each of them, and the process of removing the diffusion mask after forming the semiconductor region becomes unnecessary. In the above process, the silicon oxide film 24 on the n + region 9 serves as a diffusion mask that is a film for preventing the diffusion of boron into the n-type silicon substrate 4.

次に、図4(f)を用いて次工程を説明する。図4(f)は、n型シリコン基板4の受光面側が上となっている。図4(f)に示すように、拡散マスク25、および、拡散マスク25、酸化シリコン膜24にボロンが拡散して形成されたガラス層をフッ化水素酸処理により除去する。その後、n型シリコン基板4の裏面に第2裏面パッシベーション膜12である酸化アルミニウム膜をスパッタ法またはCVD法により形成する。n領域9上には、拡散マスクとして利用した酸化シリコン膜24が第1裏面パッシベーション膜として形成されているため、第2裏面パッシベーション膜12はp領域10上および酸化シリコン膜24上に形成される。次に、n型シリコン基板4の受光面に受光面パッシベーション膜6である窒化シリコン膜、及び反射防止膜7である窒化シリコン膜をCVD法により形成する。受光面パッシベーション膜6である窒化シリコン膜は、反射防止膜7である窒化シリコン膜よりも窒素含有率が低く、屈折率が高い膜である。また、受光面パッシベーション膜6は酸化シリコン膜でもよい。 Next, the next step will be described with reference to FIG. In FIG. 4F, the light receiving surface side of the n-type silicon substrate 4 is on the top. As shown in FIG. 4F, the diffusion mask 25 and the glass layer formed by diffusing boron in the diffusion mask 25 and the silicon oxide film 24 are removed by hydrofluoric acid treatment. Thereafter, an aluminum oxide film that is the second back surface passivation film 12 is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 by a sputtering method or a CVD method. Since the silicon oxide film 24 used as a diffusion mask is formed as the first back surface passivation film on the n + region 9, the second back surface passivation film 12 is formed on the p + region 10 and the silicon oxide film 24. Is done. Next, a silicon nitride film as the light-receiving surface passivation film 6 and a silicon nitride film as the antireflection film 7 are formed on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 4 by the CVD method. The silicon nitride film that is the light-receiving surface passivation film 6 is a film that has a lower nitrogen content and a higher refractive index than the silicon nitride film that is the antireflection film 7. The light-receiving surface passivation film 6 may be a silicon oxide film.

次に、図4(g)に示すように、n型シリコン基板4の裏面側に形成したn領域9上、p領域10上に電極を形成するため、n領域9上では、第1裏面パッシベーション膜である酸化シリコン膜24及び第2裏面パッシベーション膜12に、p領域10上では、第2裏面パッシベーション膜12にパターニングを行う。パターニングは、エッチングペーストをスクリーン印刷法などで塗布し加熱処理により行う。その後、パターニング処理を行ったエッチングペーストを超音波洗浄し酸処理により除去する。ここで、エッチングペーストとしては、例えば、エッチング成分としてリン酸、フッ化水素、フッ化アンモニウムおよびフッ化水素アンモニウムからなる群から選択された少なくとも1種を含み、水、有機溶媒および増粘剤を含むものである。 Next, as shown in FIG. 4 (g), on n + regions 9 formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4, to form the electrode on the p + region 10, is on the n + region 9, the On the p + region 10, the second back surface passivation film 12 is patterned on the silicon oxide film 24 and the second back surface passivation film 12 that are the first back surface passivation film. The patterning is performed by applying an etching paste by a screen printing method or the like and performing a heat treatment. Thereafter, the etching paste subjected to the patterning process is ultrasonically cleaned and removed by acid treatment. Here, the etching paste includes, for example, at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride, and ammonium hydrogen fluoride as an etching component, and includes water, an organic solvent, and a thickener. Is included.

次に、図4(h)に示すように、n型シリコン基板4の裏面の所定の位置に銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥する。その後、焼成により、n領域9にはn型用電極2を形成し、p領域10にはp型用電極3を形成し、裏面電極型太陽電池71を作製した。 Next, as shown in FIG. 4H, a silver paste is applied to a predetermined position on the back surface of the n-type silicon substrate 4 by a screen printing method and dried. Thereafter, by baking, the n-type electrode 2 was formed in the n + region 9, the p-type electrode 3 was formed in the p + region 10, and the back electrode type solar cell 71 was produced.

以上のように、上記の裏面電極型太陽電池の製造方法において、図4(e)のようにn領域9上の酸化シリコン膜24を残すことによって、n領域9上、p領域10上に、それぞれ、異なるパッシベーション膜を形成することができるので、工程を低減することが可能になる。また、多くの設備を必要としないので、生産性も向上する。さらに、この製造方法を用いれば、n領域9上に第1裏面パッシベーション膜を、p領域10上に第2裏面パッシベーション膜12を、それぞれ、位置ずれを抑えて形成することができる。そしてさらに、p領域10上に負の固定電荷を有する酸化アルミニウム膜を形成するので、p領域10上では高いパッシベーション性を有する。 As described above, in the manufacturing method of the back electrode type solar cell described above, by leaving the silicon oxide film 24 on the n + region 9 as shown in FIG. 4E, the n + region 9 and the p + region 10 are left. In addition, since different passivation films can be formed, it is possible to reduce processes. Moreover, since many facilities are not required, productivity is also improved. Furthermore, if this manufacturing method is used, the first back surface passivation film can be formed on the n + region 9, and the second back surface passivation film 12 can be formed on the p + region 10 while suppressing displacement. And further, since to form an aluminum oxide film having a negative fixed charge on the p + region 10 has a high passivation properties on p + region 10.

図5、図6は、本発明の他の一例の裏面電極型太陽電池を表す図である。図5は、裏面電極型太陽電池81の裏面側から見た図であり、裏面電極型太陽電池81の裏面には、n型用電極102およびp型用電極103をそれぞれ帯状に交互に形成している。   5 and 6 are diagrams showing a back electrode type solar cell of another example of the present invention. FIG. 5 is a view as seen from the back surface side of the back electrode type solar cell 81. On the back surface of the back electrode type solar cell 81, n-type electrodes 102 and p-type electrodes 103 are alternately formed in a strip shape. ing.

図6は、図5で示したB−B′の断面を表す図である。n型シリコン基板104の受光面にはテクスチャ構造である凹凸形状105が形成されている。n型シリコン基板104の受光面上には受光面パッシベーション膜106を形成している。また、受光面パッシベーション膜106上には反射防止膜107を形成している。ここで、受光面パッシベーション膜106、反射防止膜107はいずれも窒化シリコン膜であり、受光面パッシベーション膜106の膜厚は10nm以下であり、反射防止膜107の膜厚は50nm以上100nm以下である。さらに、反射防止膜107の窒化シリコン膜は、受光面パッシベーション膜106の窒化シリコン膜よりも、窒素含有率が高く、屈折率が低い。なお、受光面パッシベーション膜106は酸化シリコン膜であってもよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-section of BB ′ illustrated in FIG. 5. An uneven shape 105 having a texture structure is formed on the light receiving surface of the n-type silicon substrate 104. A light-receiving surface passivation film 106 is formed on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 104. An antireflection film 107 is formed on the light receiving surface passivation film 106. Here, each of the light-receiving surface passivation film 106 and the antireflection film 107 is a silicon nitride film, the film thickness of the light-receiving surface passivation film 106 is 10 nm or less, and the film thickness of the antireflection film 107 is 50 nm or more and 100 nm or less. . Further, the silicon nitride film of the antireflection film 107 has a higher nitrogen content and a lower refractive index than the silicon nitride film of the light-receiving surface passivation film 106. The light-receiving surface passivation film 106 may be a silicon oxide film.

また、n型シリコン基板104の裏面側には、n型半導体領域であるn領域109とp型半導体領域であるp領域110とを交互に隣接して形成している。そして、p領域110上には第1裏面パッシベーション膜111である酸化シリコン膜を形成し、n領域109上及び第1裏面パッシベーション膜111上には、第2裏面パッシベーション膜112を形成している。第2裏面パッシベーション膜112は、窒化シリコン膜であり、その膜厚は5nm以上50nm以下である。さらに、n領域109にはn型用電極102が形成され、p領域110にはp型用電極103が形成されている。 In addition, n + regions 109 that are n-type semiconductor regions and p + regions 110 that are p-type semiconductor regions are alternately formed adjacent to each other on the back side of the n-type silicon substrate 104. Then, a silicon oxide film that is the first back surface passivation film 111 is formed on the p + region 110, and a second back surface passivation film 112 is formed on the n + region 109 and the first back surface passivation film 111. Yes. The second back surface passivation film 112 is a silicon nitride film, and the film thickness is not less than 5 nm and not more than 50 nm. Further, an n-type electrode 102 is formed in the n + region 109, and a p-type electrode 103 is formed in the p + region 110.

そして、より高い短絡電流を得るために、シリコン基板と異なる導電型であるp領域110の合計面積を、n領域109の合計面積よりも大きくしている。また、隣接するn領域は長さ方向に対し垂直方向に分離されていてもよい。その際、n領域間はp領域が形成されている。また、p領域が長さ方向に対し垂直方向に分離されている場合は、p領域間にn領域が形成されている。 In order to obtain a higher short-circuit current, the total area of the p + region 110 having a conductivity type different from that of the silicon substrate is made larger than the total area of the n + region 109. Further, adjacent n + regions may be separated in a direction perpendicular to the length direction. At that time, ap + region is formed between the n + regions. Further, when the p + regions are separated in the direction perpendicular to the length direction, n + regions are formed between the p + regions.

なお、裏面電極型太陽電池の各辺の最も外側の電極が同じ導電型なので、形成した電極を回転対称構造にすることが可能になり、裏面電極型太陽電池を複数並べる太陽電池モジュールを作製する際、例えば、図5に示す裏面電極型太陽電池の上下が反対になっても問題ない。   Since the outermost electrode on each side of the back electrode type solar cell has the same conductivity type, it is possible to make the formed electrode into a rotationally symmetric structure, and a solar cell module in which a plurality of back electrode type solar cells are arranged is manufactured. At this time, for example, there is no problem even if the back electrode type solar cell shown in FIG.

以下に、本発明の裏面電極型太陽電池81の製造方法の一例を示す。   Below, an example of the manufacturing method of the back surface electrode type solar cell 81 of this invention is shown.

図7は、図5、および図6に示す本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法の一例である。図7に示すように模式的断面図を参照して説明する。   FIG. 7 is an example of a method for manufacturing the back electrode type solar cell of the present invention shown in FIGS. 5 and 6. This will be described with reference to a schematic sectional view as shown in FIG.

まず、図7(a)に示すように、n型シリコン基板104の裏面に、窒化シリコン膜等のテクスチャマスク121をCVD法、またはスパッタ法等で形成する。その後、図7(b)に示すように、n型シリコン基板104の受光面にテクスチャ構造である凹凸形状105をエッチングにより形成する。エッチングは、たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加し、70℃以上80℃以下に加熱した溶液により行われる。   First, as shown in FIG. 7A, a texture mask 121 such as a silicon nitride film is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 104 by a CVD method or a sputtering method. Thereafter, as shown in FIG. 7B, a concavo-convex shape 105 having a texture structure is formed on the light receiving surface of the n-type silicon substrate 104 by etching. Etching is performed, for example, with a solution in which isopropyl alcohol is added to an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide and heated to 70 ° C. or higher and 80 ° C. or lower.

次に、図7(c)を用いて次工程を説明する。図7(c)は、n型シリコン基板104の裏面側が上となっている。まず、n型シリコン基板104の裏面に形成したテクスチャマスク121を除去する。その後、n型シリコン基板104の裏面全面に、第1ドーパントであるボロンを含んだ酸化シリコン膜131をCVD法により形成し、その上に、酸化シリコン膜132をCVD法により形成する。ボロンを含んだ酸化シリコン膜131の厚さは50nm以上100nm以下であり、酸化シリコン膜132の厚さは200nm以上500nm以下である。次に、n型シリコン基板104の裏面側にn領域109を形成するために、酸化シリコン膜131及び酸化シリコン膜132をパターニングする。パターニングは、エッチングペーストをスクリーン印刷法などで塗布し加熱処理により行う。その後、パターニング処理を行ったエッチングペーストを超音波洗浄し酸処理により除去する。ここで、エッチングペーストとしては、例えば、エッチング成分としてリン酸、フッ化水素、フッ化アンモニウムおよびフッ化水素アンモニウムからなる群から選択された少なくとも1種を含み、水、有機溶媒および増粘剤を含むものである。 Next, the next step will be described with reference to FIG. In FIG. 7C, the back side of the n-type silicon substrate 104 is on the top. First, the texture mask 121 formed on the back surface of the n-type silicon substrate 104 is removed. Thereafter, a silicon oxide film 131 containing boron as a first dopant is formed on the entire back surface of the n-type silicon substrate 104 by a CVD method, and a silicon oxide film 132 is formed thereon by the CVD method. The thickness of the silicon oxide film 131 containing boron is 50 nm to 100 nm, and the thickness of the silicon oxide film 132 is 200 nm to 500 nm. Next, in order to form the n + region 109 on the back surface side of the n-type silicon substrate 104, the silicon oxide film 131 and the silicon oxide film 132 are patterned. The patterning is performed by applying an etching paste by a screen printing method or the like and performing a heat treatment. Thereafter, the etching paste subjected to the patterning process is ultrasonically cleaned and removed by acid treatment. Here, the etching paste includes, for example, at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride, and ammonium hydrogen fluoride as an etching component, and includes water, an organic solvent, and a thickener. Is included.

次に、図7(d)に示すように、n型シリコン基板104の裏面上、及び酸化シリコン膜132上に、第2ドーパントであるリンを含んだ酸化シリコン膜133をCVD法により形成し、その上に、酸化シリコン膜134をCVD法により形成する。リンを含んだ酸化シリコン膜133の厚さは50nm以上100nm以下であり、酸化シリコン膜134の厚さは200nm以上500nm以下である。次に、n型シリコン基板104を熱処理することで、ボロンを含んだ酸化シリコン膜131からn型シリコン基板104の裏面の一部にボロンを熱拡散させてp領域110を形成し、リンを含んだ酸化シリコン膜133からn型シリコン基板104の裏面の一部にリンを熱拡散させてn領域109を形成する。よって、1工程で、p領域110及びn領域109を形成することができる。そして、n領域109とp領域110は、隣接して形成される。この工程を用いて、n領域109、p領域110を形成することで、それぞれに対し拡散マスクを形成してパターニングし、半導体領域形成後、拡散マスクを除去する工程が不要となる。なお、上記工程では、酸化シリコン膜132は、酸化シリコン膜133からn型シリコン基板104へのリンの拡散を防止するための膜であり、また、酸化シリコン膜134は、酸化シリコン膜133からリンがアウトディフュージョンすることを防止するための膜である。 Next, as shown in FIG. 7D, a silicon oxide film 133 containing phosphorus as the second dopant is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 104 and the silicon oxide film 132 by a CVD method. A silicon oxide film 134 is formed thereon by a CVD method. The thickness of the silicon oxide film 133 containing phosphorus is 50 nm to 100 nm, and the thickness of the silicon oxide film 134 is 200 nm to 500 nm. Next, by heat-treating the n-type silicon substrate 104, boron is thermally diffused from the silicon oxide film 131 containing boron to a part of the back surface of the n-type silicon substrate 104 to form a p + region 110, and phosphorus is added. Phosphorus is thermally diffused from the included silicon oxide film 133 to part of the back surface of the n-type silicon substrate 104 to form an n + region 109. Therefore, the p + region 110 and the n + region 109 can be formed in one step. The n + region 109 and the p + region 110 are formed adjacent to each other. By forming the n + region 109 and the p + region 110 using this process, a diffusion mask is formed and patterned for each of them, and the process of removing the diffusion mask after the formation of the semiconductor region becomes unnecessary. In the above process, the silicon oxide film 132 is a film for preventing diffusion of phosphorus from the silicon oxide film 133 to the n-type silicon substrate 104, and the silicon oxide film 134 is formed from the silicon oxide film 133. Is a film for preventing out diffusion.

次に、図7(e)に示すように、n型シリコン基板104の裏面に形成された酸化シリコン膜134、酸化シリコン膜133及び酸化シリコン膜132をエッチングにより除去する。上記に示したように、n領域109上には、酸化シリコン膜133及び酸化シリコン膜134が形成され、p領域110上には、これらの膜に加えて、酸化シリコン膜131及び酸化シリコン膜132が形成されている。そのため、酸化シリコン膜133及び酸化シリコン膜134を除去するまでエッチングを行なうと、p領域110上の酸化シリコン膜131だけが残る。 Next, as shown in FIG. 7E, the silicon oxide film 134, the silicon oxide film 133, and the silicon oxide film 132 formed on the back surface of the n-type silicon substrate 104 are removed by etching. As described above, the silicon oxide film 133 and the silicon oxide film 134 are formed on the n + region 109, and in addition to these films, the silicon oxide film 131 and the silicon oxide film are formed on the p + region 110. A film 132 is formed. Therefore, if etching is performed until the silicon oxide film 133 and the silicon oxide film 134 are removed, only the silicon oxide film 131 on the p + region 110 remains.

次に、図7(f)に示すように、n型シリコン基板4の裏面に第2裏面パッシベーション膜135である窒化シリコン膜をスパッタ法またはCVD法により形成する。p領域110上には、拡散マスクとして利用した酸化シリコン膜131が第1裏面パッシベーション膜として形成されているため、第2裏面パッシベーション膜135はn領域109上および酸化シリコン膜131上に形成される。その後、n型シリコン基板104の受光面に受光面パッシベーション膜106である窒化シリコン膜、及び反射防止膜107である窒化シリコン膜をCVD法により形成する。受光面パッシベーション膜106である窒化シリコン膜は、反射防止膜107である窒化シリコン膜よりも窒素含有率が低く、屈折率が高い膜である。また、受光面パッシベーション膜106は酸化シリコン膜でもよい。 Next, as shown in FIG. 7F, a silicon nitride film as the second back surface passivation film 135 is formed on the back surface of the n-type silicon substrate 4 by a sputtering method or a CVD method. Since the silicon oxide film 131 used as a diffusion mask is formed on the p + region 110 as the first back surface passivation film, the second back surface passivation film 135 is formed on the n + region 109 and the silicon oxide film 131. Is done. Thereafter, a silicon nitride film as the light-receiving surface passivation film 106 and a silicon nitride film as the antireflection film 107 are formed on the light-receiving surface of the n-type silicon substrate 104 by a CVD method. The silicon nitride film that is the light-receiving surface passivation film 106 has a lower nitrogen content and a higher refractive index than the silicon nitride film that is the antireflection film 107. The light-receiving surface passivation film 106 may be a silicon oxide film.

次に、図7(g)を用いて次工程を説明する。図7(g)は、n型シリコン基板104の受光面側が上となっている。n型シリコン基板104の裏面側に形成したn領域109上、p領域110上に電極を形成するため、p領域110上では、第1裏面パッシベーション膜である酸化シリコン膜131及び第2裏面パッシベーション膜135に、n領域109上では、第2裏面パッシベーション膜135にパターニングを行う。パターニングは、エッチングペーストをスクリーン印刷法などで塗布し加熱処理により行う。その後、パターニング処理を行ったエッチングペーストは超音波洗浄し酸処理により除去する。ここで、エッチングペーストとしては、例えば、エッチング成分としてリン酸、フッ化水素、フッ化アンモニウムおよびフッ化水素アンモニウムからなる群から選択された少なくとも1種を含み、水、有機溶媒および増粘剤を含むものである。 Next, the next step will be described with reference to FIG. In FIG. 7G, the light receiving surface side of the n-type silicon substrate 104 is on the top. In order to form electrodes on the n + region 109 and the p + region 110 formed on the back surface side of the n-type silicon substrate 104, the silicon oxide film 131 and the second back surface passivation film are formed on the p + region 110. The second back surface passivation film 135 is patterned on the back surface passivation film 135 and on the n + region 109. The patterning is performed by applying an etching paste by a screen printing method or the like and performing a heat treatment. Thereafter, the etching paste subjected to the patterning process is ultrasonically cleaned and removed by acid treatment. Here, the etching paste includes, for example, at least one selected from the group consisting of phosphoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride, and ammonium hydrogen fluoride as an etching component, and includes water, an organic solvent, and a thickener. Is included.

次に、図7(h)に示すように、n型シリコン基板104の裏面の所定の位置に銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥する。その後、焼成により、n領域109にはn型用電極102が形成され、p領域110にはp型用電極103が形成され、裏面電極型太陽電池81を作製した。 Next, as shown in FIG. 7H, a silver paste is applied to a predetermined position on the back surface of the n-type silicon substrate 104 by a screen printing method and dried. Thereafter, by baking, an n-type electrode 102 was formed in the n + region 109 and a p-type electrode 103 was formed in the p + region 110, whereby a back electrode type solar cell 81 was fabricated.

以上のように、上記の裏面電極型太陽電池の製造方法において、図7(e)のようにp領域110上の酸化シリコン膜131を残すことによって、n領域109上、p領域110上に、それぞれ、異なるパッシベーション膜を形成することができるので、工程を低減することが可能となる。また、多くの設備を必要としないので、生産性も向上する。さらに、この製造方法を用いれば、p領域110上に第1裏面パッシベーション膜を、n領域109上に第2裏面パッシベーション膜135を、それぞれ、位置ずれを抑えて形成することができる。そしてさらに、n領域109上に正の固定電荷を有する窒化シリコン膜を形成するので、n領域109上では高いパッシベーション性を有する。 As described above, in the above method for manufacturing a back electrode type solar cell, by leaving the silicon oxide film 131 on the p + region 110 as shown in FIG. 7E, the n + region 109 and the p + region 110 are left. In addition, since different passivation films can be formed, it is possible to reduce processes. Moreover, since many facilities are not required, productivity is also improved. Furthermore, if this manufacturing method is used, the first back surface passivation film can be formed on the p + region 110 and the second back surface passivation film 135 can be formed on the n + region 109 while suppressing displacement. And further, since a silicon nitride film having a positive fixed charge on the n + region 109 has a high passivation properties on n + region 109.

上記では、n型シリコン基板について記載したが、p型シリコン基板を用いることも可能である。p型シリコン基板を用いる場合は、より高い短絡電流を得るために、シリコン基板の導電型であるp型と異なる導電型であり、電極が形成されたn領域の合計面積のほうが、電極が形成されたp領域の合計面積よりも大きい。 Although an n-type silicon substrate has been described above, a p-type silicon substrate can also be used. In the case of using a p-type silicon substrate, in order to obtain a higher short-circuit current, a p-type and a conductivity type different from a conductivity type of the silicon substrate, more of the total area of the electrodes are formed n + region, the electrode It is larger than the total area of the formed p + regions.

さらに、本発明の裏面電極型太陽電池の概念には、MWT(Metal Wrap Through)型(半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池)などの構成の太陽電池等も含まれる。   Furthermore, the concept of the back electrode type solar cell of the present invention includes a solar cell having a configuration such as an MWT (Metal Wrap Through) type (a solar cell having a configuration in which a part of an electrode is disposed in a through hole provided in a semiconductor substrate). Etc. are also included.

1 裏面電極型太陽電池、2 n型用電極、3 p型用電極、4 n型シリコン基板、5 凹凸形状、6 受光面パッシベーション膜、7 反射防止膜、9 n領域、10 p領域、11 第1裏面パッシベーション膜、12 第2裏面パッシベーション膜、21 テクスチャマスク、22 拡散マスク、23 拡散マスク、24 酸化シリコン膜、25 拡散マスク、31 酸化シリコン膜、32 酸化シリコン膜、33 酸化シリコン膜、34 酸化シリコン膜、35 第2裏面パッシベーション膜、71 裏面電極型太陽電池、81 裏面電極型太陽電池、102 n型用電極、103 p型用電極、104 n型シリコン基板、105 凹凸形状、106 受光面パッシベーション膜、107 反射防止膜、109 n領域、110 p領域、111 第1裏面パッシベーション膜、112 第2裏面パッシベーション膜、121 テクスチャマスク、131 酸化シリコン膜、132 酸化シリコン膜、133 酸化シリコン膜、134 酸化シリコン膜、135 第2裏面パッシベーション膜。
1 back electrode type solar cell, 2 n type electrode, 3 p type electrode, 4 n type silicon substrate, 5 uneven shape, 6 light receiving surface passivation film, 7 antireflection film, 9 n + region, 10 p + region, 11 First Back Passivation Film, 12 Second Back Passivation Film, 21 Texture Mask, 22 Diffusion Mask, 23 Diffusion Mask, 24 Silicon Oxide Film, 25 Diffusion Mask, 31 Silicon Oxide Film, 32 Silicon Oxide Film, 33 Silicon Oxide Film, 34 Silicon oxide film, 35 Second back passivation film, 71 Back electrode type solar cell, 81 Back electrode type solar cell, 102 n type electrode, 103 p type electrode, 104 n type silicon substrate, 105 uneven shape, 106 light reception surface passivation film, 107 anti-reflection film, 109 n + regions, 110 p + regions, 111 first back surface passive Shon film, 112 a second back surface passivation film, 121 a texture mask, 131 a silicon oxide film, 132 a silicon oxide film, 133 a silicon oxide film, 134 a silicon oxide film, 135 a second back surface passivation film.

Claims (4)

シリコン基板の裏面の一部に、第1ドーパントを含む第1裏面パッシベーション膜を形成する工程と、
前記シリコン基板の裏面及び前記第1裏面パッシベーション膜上に、第2ドーパントを含む膜を形成する工程と、
前記シリコン基板を熱処理することにより、
前記シリコン基板の裏面に、前記第1ドーパントを拡散させることにより第1半導体領域を形成し、前記シリコン基板の裏面の前記第1半導体領域以外の領域に、前記第2ドーパントを拡散させることにより第2半導体領域を形成する工程と、
前記第2ドーパントを含む膜を除去する工程と、
前記シリコン基板の裏面及び前記第1裏面パッシベーション上に第2裏面パッシベーション膜を形成する工程とを備えた裏面電極型太陽電池の製造方法。
Forming a first back surface passivation film containing a first dopant on a part of the back surface of the silicon substrate;
Forming a film containing a second dopant on the back surface of the silicon substrate and the first back surface passivation film;
By heat treating the silicon substrate,
A first semiconductor region is formed by diffusing the first dopant on the back surface of the silicon substrate, and the second dopant is diffused in a region other than the first semiconductor region on the back surface of the silicon substrate. 2 forming a semiconductor region;
Removing the film containing the second dopant;
And a step of forming a second back surface passivation film on the back surface of the silicon substrate and the first back surface passivation.
前記第1半導体領域は、n型であり、前記第2半導体領域は、p型である請求項1に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a back electrode type solar cell according to claim 1, wherein the first semiconductor region is n-type and the second semiconductor region is p-type. 前記第2裏面パッシベーション膜は、酸化アルミニウム膜である請求項2に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a back electrode type solar cell according to claim 2, wherein the second back surface passivation film is an aluminum oxide film. 前記第1裏面パッシベーション膜は、酸化シリコン膜である請求項1〜3のいずれかに記載の裏面電極型太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a back electrode type solar cell according to claim 1, wherein the first back surface passivation film is a silicon oxide film.
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