JP5780934B2 - 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子の製造方法および光電変換素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5780934B2 JP5780934B2 JP2011262810A JP2011262810A JP5780934B2 JP 5780934 B2 JP5780934 B2 JP 5780934B2 JP 2011262810 A JP2011262810 A JP 2011262810A JP 2011262810 A JP2011262810 A JP 2011262810A JP 5780934 B2 JP5780934 B2 JP 5780934B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- film
- conversion element
- substrate
- atmosphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
酸化膜を成膜する速度が遅く、生産性を向上させることが困難だった。
図1は、本発明の一実施形態に係る光電変換素子の製造方法を用いて製造された光電変換素子1を示す図である。図1に示すように、光電変換素子1は、具体的に、半導体基板(以下、単に基板という)2と、基板2の主面から離れるにつれて酸素の濃度が高くなっている酸化アルミニウムからなる酸化膜3とを有する。
できる。基板2の形状は、特に限定されるものではないが、製法上の観点から平面視で四角形状としてもよい。
に形成されている場合には、例えば逆導電型層2’はシリコン基板における第1面2A側にリン等の不純物を拡散させることによって形成できる。
定されている。
基板2は、酸化膜3と接する第1面2A(表面)付近に、水素を含んでいてもよい。このように基板2の表面付近に水素が含まれていることから、基板2の表面が終端化されることとなり、不規則な準位が形成されることを抑制することができる。
本発明の光電変換素子1の製造方法は、基板2を準備する準備工程、アルミニウム膜4を成膜する成膜工程、および酸化膜3を形成する加熱工程を有している。各工程について、詳細に以下説明する。
光電変換層2aを有する基板2を準備する工程について説明する。本実施形態において
基板2は、p型半導体基板を用いて、n型の逆導電型層2’が形成されることによって、光電変換層2aであるpn接合が形成されている。基板2が単結晶シリコン基板の場合は、例えば引き上げ法などによって形成される。また基板2が、多結晶シリコン基板の場合は、例えば鋳造法などによって形成される。なお、以下の説明において、基板2がp型の多結晶シリコン基板を用いた例について説明する。
ワイヤーに固着させた砥粒固着ワイヤーでスライスする固着砥粒タイプのワイヤーソー装置を用いて、インゴットをスライスする。その後、スライス工程で汚染された基板2は洗浄液を用いて清浄化される。このとき、基板2の切断面には機械的ダメージ層が存在する。走査型電子顕微鏡で基板2の切断面を観察すると、遊離砥粒タイプを用いた場合に比べて、マイクロクラックの数は少なく、その深さも約1μm以下と小さくすることができる。
ることにより、機械的ダメージ層が少なく且つマイクロクラック等の発生による残留応力の開放が少ない基板2が得られると推察することができる。
以上800℃以下の温度において、基板2を5分以上30分以下熱処理して燐ガラスを基板2
の表面に形成する。その後、アルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気中で、例えば800℃以
上900℃以下の高い温度において基板2を例えば10分以上40分以下の間、熱処理すること
により燐ガラスから基板2にリンが拡散して逆導電型層2’が形成される。
次に、図4に示すように、基板2に、酸素を含む雰囲気中でアルミニウム膜4を成膜する。アルミニウム膜4は、基板2の第1面2Aに成膜してもよいし、第2面2Bに成膜してもよいし、第1面2Aおよび第2面2Bの両面に成膜してもよい。本実施形態では、第2面2Bにアルミニウム膜4を成膜する場合について説明する。
成膜工程よりも高い濃度の酸素を含む雰囲気中で、アルミニウム膜4を加熱する。雰囲気中の酸素の濃度は、成膜工程の酸素の濃度よりも高くなるように設定されていればよい。酸素の濃度は、成膜工程と同様に、ガスの流量によって定めることができる。そのため、加熱工程では、成膜工程の酸素のガスの流量よりも高い流量に設定して、酸素のガスを雰囲気内に流入させる。
する時間の長時間化を招いており、生産性を向上させることは困難だった。一方、生産性を向上させるために、酸化膜をスパッタリング法で形成しようとした場合、ターゲットとして酸化アルミニウム(Al2O3)を用いると、スパッタ粒子の速度が速くなると基板2の表面にダメージを与えやすくなるため、成膜速度を速めることが困難だった。また、ターゲットをアルミニウムとしてスパッタリング法を用いてAl2O3からなる酸化膜を形成しようとした場合には、成膜工程の雰囲気中の酸素濃度を高くする必要があり、成長速度を速めることができなかった。
成膜工程において、図6に示すように、アルミニウム膜3を基板2の第2面2Bに成膜するにつれて雰囲気中の酸素の濃度を低くしていってもよい。具体的には、酸素の流量を、アルミニウム膜3の成膜時間が経つにつれて、小さくしていけばよい。
加熱工程において、図7に示すように、加熱時間が経つにつれて雰囲気中の酸素の濃度を低くしていってもよい。具体的に、酸素の流量を、加熱時間が経つにつれて、ガスの流量を小さくしていくことによって、雰囲気中に含まれる酸素の濃度を低くしてもよい。
成膜工程を、希ガスを主として含む雰囲気中で行なってもよい。希ガスとしては、例えばヘリウム、アルゴンまたはキセノンなどを用いることができる。希ガスは、主として雰囲気中に含まれるように設定され、例えば、雰囲気中に含まれる他の元素の濃度よりも高くなるように設定される。具体的には、希ガスは、例えば、全体に対して90%以上となるように設定することができる。
、成膜工程にかかる時間をさらに短縮することができ、光電変換素子の生産性を向上させることができる。
成膜工程を、水素を含む雰囲気中で行なってもよい。成膜工程の際に水素を含む雰囲気中で行なうことによって、基板2にダングリングボンドが存在していた場合、終端化することができる。このように基板2を終端化することによって、基板2の表面に不規則な準位が形成されることを抑制することができる。その結果、光電変換素子の光電変換効率の低下を抑制することができる。
加熱工程の前に、図8に示すように、アルミニウム膜4上に導電ペースト5を所定パターンに塗布する工程を有していてもよい。導電ペースト5としては、例えば銀を主成分とする材料を用いることができる。
2 基板(半導体基板)
2A 第1面(受光面)
2B 第2面
2’ 逆導電型層
2a 光電変換層
3 酸化膜
4 アルミニウム膜
5 導電ペースト
5’ 電極
Claims (9)
- 入射した光を光電変換する光電変換層を有する半導体基板を準備する準備工程と、
前記半導体基板の主面上に、酸素を含む雰囲気中でアルミニウム膜を成膜する成膜工程と、
該成膜工程よりも高い濃度の酸素を含む雰囲気中で前記アルミニウム膜を加熱して該アルミニウム膜の表面に酸化膜を形成する加熱工程と
を有する光電変換素子の製造方法。 - 前記成膜工程において、前記アルミニウム膜を前記主面に成膜するにつれて雰囲気中の酸素の濃度を低くしていく請求項1に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記加熱工程において、加熱時間が経つにつれて雰囲気中の酸素の濃度を低くしていく請求項1または2に記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記成膜工程を、希ガスを主として含む雰囲気中で行なう請求項1〜3のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記成膜工程を、水素を含む雰囲気中で行なう請求項1〜4のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記準備工程において、前記光電変換層がn型半導体層およびp型半導体層から構成されており、該p型半導体層が前記主面側に位置する前記半導体基板を準備する請求項1〜5のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
- 前記加熱工程の前に、前記アルミニウム膜上に銀を主成分として含む導電ペーストを所定のパターンに塗布する工程を有し、前記加熱工程において、前記アルミニウム膜および塗布した前記導電ペーストを加熱して、前記導電ペースト中の銀を前記アルミニウム膜内に拡散させることによって、前記半導体基板に銀を含む前記酸化膜からなる電極を形成する請求項1〜6のいずれかに記載の光電変換素子の製造方法。
- 入射した光を光電変換する光電変換層を有する半導体基板と、
該半導体基板の主面上に設けられた、該主面から離れるにつれて酸素の濃度が高くなっている酸化アルミニウムからなる酸化膜と
を有する光電変換素子。 - 前記半導体基板は、前記酸化膜と接する表面付近に、水素を含んでいる請求項8に記載の光電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011262810A JP5780934B2 (ja) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011262810A JP5780934B2 (ja) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013115376A JP2013115376A (ja) | 2013-06-10 |
JP5780934B2 true JP5780934B2 (ja) | 2015-09-16 |
Family
ID=48710614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011262810A Active JP5780934B2 (ja) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5780934B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3228644B2 (ja) * | 1993-11-05 | 2001-11-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 真空処理装置用素材及びその製造方法 |
KR102017558B1 (ko) * | 2009-09-18 | 2019-09-03 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 태양전지, 그 제조방법 및 태양전지 모듈 |
KR20110049218A (ko) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | 삼성전자주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
EP2339648A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | Applied Materials, Inc. | Enhanced passivation layer for wafer based solar cells, method and system for manufacturing thereof |
-
2011
- 2011-11-30 JP JP2011262810A patent/JP5780934B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013115376A (ja) | 2013-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2619806B1 (en) | Method of fabricating an emitter region of a solar cell | |
JP3926800B2 (ja) | タンデム型薄膜光電変換装置の製造方法 | |
US8129612B2 (en) | Method for manufacturing single-crystal silicon solar cell and single-crystal silicon solar cell | |
JP2012060080A (ja) | 結晶太陽電池及びその製造方法 | |
WO2012008436A1 (ja) | 太陽電池の製造方法及び製膜装置 | |
US20190006534A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing solar cell | |
KR101300790B1 (ko) | 확산방지층을 가지는 CdTe 박막 태양전지 및 이의 제조방법 | |
WO2015182503A1 (ja) | 太陽電池素子およびその製造方法並びに太陽電池モジュール | |
JP2013165160A (ja) | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 | |
JP2013161847A (ja) | 太陽電池 | |
JP5052309B2 (ja) | 光起電力装置及びその製造方法 | |
JP5830147B1 (ja) | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 | |
WO2015130334A1 (en) | Silicon solar cells with epitaxial emitters | |
CN107148681A (zh) | 太阳能电池用基板的制造方法及太阳能电池用基板 | |
WO2015130672A1 (en) | Silicon solar cells with epitaxial emitters | |
JP2014154656A (ja) | 結晶シリコン型太陽電池、およびその製造方法 | |
JP5780934B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 | |
TW201104898A (en) | Photovoltaic device and method for manufacturing same | |
JP2004281569A (ja) | 太陽電池素子の製造方法 | |
JP2013197295A (ja) | 光電変換素子および光電変換素子の製造方法 | |
JP3346907B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
JP5762575B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法および光電変換素子 | |
JP6317155B2 (ja) | 太陽電池素子 | |
Dou et al. | Maskless fabrication of selectively sized silicon nanostructures for solar cell application | |
JP7193393B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140616 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150616 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150714 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5780934 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |