JP5813204B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池の製造方法に関し、より詳細には、基板切断の際に生じたダメージ除去エッチング（damage removal etching）工程、表面テクスチャリング（texturing）工程およびエッジアイソレーション工程を統合して太陽電池を製造する方法に関する。
近年、石油や石炭のような既存のエネルギー資源の枯渇が予測されるにつれてこれらに代える代替エネルギーへの関心が高まっている。その中でも太陽電池は、エネルギー資源が豊富で環境汚染に対する問題点がなく、特に注目されている。
太陽電池としては、太陽熱を用いてタービンを回転させるために必要な蒸気を発生する太陽熱電池と、半導体の性質を用いて太陽光（photons）を電気エネルギーに切り替える太陽光電池とが挙げられ、太陽電池とは、一般的に太陽光電池（以下、「太陽電池」とする）を指す。
太陽電池は、原料物質に応じてシリコン太陽電池（silicon solar cell）と、化合物半導体太陽電池（compound semiconductor solar cell）と、積層型太陽電池（tandem solar cell）と、に大別される。このような３種類の太陽電池のうち太陽電池の市場ではシリコン太陽電池が主に使用されている。
このような太陽電池に太陽光が入射されると、光起電力効果（photovoltaic effect）によって不純物がドーピングされたシリコン半導体から電子と正孔が発生する。
これらの電子と正孔は、それぞれｎ型シリコン半導体およびｐ型シリコン半導体の方に引き寄せられ、それぞれ基板の下部およびエミッタドーピング層の上部と接合した電極に移動し、この電極を電線で連結すると電流が流れる。
この際、このような従来の太陽光電池の工程は、下記の順に行われる。
１）表面テクスチャリング（texturing）工程
２）ドーピング（PN接合（PN Junction）形成）工程
３）酸化膜（ＰＳＧ：phosphor silicate glass）除去工程
４）反射防止膜（ＡＲＣ：antireflective coating）形成工程
５）金属化（metallizing）工程
６）エッジアイソレーション（edge isolation：エッジ分離）測定
２）ドーピング（PN接合（PN Junction）形成）工程
３）酸化膜（ＰＳＧ：phosphor silicate glass）除去工程
４）反射防止膜（ＡＲＣ：antireflective coating）形成工程
５）金属化（metallizing）工程
６）エッジアイソレーション（edge isolation：エッジ分離）測定
従来の太陽光電池（例えば、多結晶シリコン(silicon)太陽電池が挙げられる）のテクスチャリングは、主に、酸性溶液（ＨＮＯ3／ＨＦの組成）を用いたテクスチャリングの方式である。その他、ウェットＳＤＲ（sawing damage removal）工程＆テクスチャリングの後、ＲＩＥ（reactive ion etching）テクスチャリングにより反射率を低減して、Ｉｓｃ（short‐circuit current：回路が短絡した状態、すなわち、外部抵抗のない状態で光に露出した際に現れる逆方向（負の値）の電流密度である）を向上させる方式であった。
ＲＩＥテクスチャリングの場合、表面に生じたプラズマダメージにより、低い反射率にもかかわらずＦＦ（fill factor）とＶｏｃ（open‐circuit voltage）減少による効率増加幅を具現することが困難であるが、このようなプラズマダメージを除去するために、ＤＲＥ（damage removal etching）工程が行われる。すなわち、従来のＲＩＥテクスチャリングは、下記のような工程を含む。
１）Ｗｅｔ ＳＤＲ工程
２）ＲＩＥ工程
３）ＤＲＥ工程
４）Ｄｏｐｉｎｇ工程
５）ＰＳＧ除去工程
６）以降、従来の太陽電池の工程と同様
２）ＲＩＥ工程
３）ＤＲＥ工程
４）Ｄｏｐｉｎｇ工程
５）ＰＳＧ除去工程
６）以降、従来の太陽電池の工程と同様
多結晶基板（すなわち、ウェハ）を用いて１５％程度の変換効率を達成するためには、表面テクスチャリングが最も重要な要素ではないが、１６％以上の効率の多結晶太陽電池を製造するためには、光を捕獲できるテクスチャリング工程が重要視される。
このような従来方式の場合、工程ごとにウェットエッチング工程が伴われ、このようなウェットエッチング工程を行うためにウェットエッチング装置が設けられる。また、ＲＩＥ工程がドライエッチング方式により行われる反面、ＤＲＥ工程はウェットエッチング方式により行われるため、ＲＩＥ装備の他にウェットエッチングのための別のウェットエッチング装置を要する。
そのため、このような多数のウェットエッチング工程およびウェットエッチング装置により、基板（すなわち、ウェハ）の破損率が増加するという問題点がある。
また、このような多数のウェットエッチング工程のための追加のウェットエッチング装置が要求されるため、多くの設置費および維持費がかかるという問題点がある。
本発明は、従来技術による問題点を解決するために提案されるものであって、工程中に発生する基板の破損率を減少させる太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、多数のウェットエッチング工程のための追加のウェットエッチング装置を減少させることで設置費および維持費を低減する太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一つの局面からは、上述の課題を解決するために表面ダメージおよび酸化膜を同時に除去する太陽電池の製造方法を提供する。前記太陽電池の製造方法は、切断した基板上に生成されたダメージを除去する切断ダメージ除去（ＳＤＲ：saw damage removal）段階と、前記基板の上部にＲＩＥ（reactive ion etching）テクスチャリングを行う基板の表面構造化（texturing）段階と、前記基板の上部を前記基板と異なる物質でドーピングする基板ドーピング段階と、前記基板ドーピング段階において前記基板上に生成されたダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ：phosphoric silicate glass）を同時に除去する表面ダメージおよび酸化膜除去段階と、前記基板の表面上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成段階と、レーザエッチング方式により前記基板のエッジにレーザを照射して前記反射防止膜とエッジを分離させるエッジアイソレーション段階と、前記基板の前面および後面にそれぞれ前面電極および後面電極を形成する金属化処理段階と、を含むことを特徴とする。
この際、前記表面ダメージおよび酸化膜除去段階は、低濃度のＫＯＨまたはＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2溶液を用いて前記基板の表面ダメージを除去する段階と、ＨＣＬ／ＨＦ溶液を用いて前記基板の表面をクリーニングする段階と、を含むことを特徴とすることができる。
さらに、前記表面ダメージおよび酸化膜除去段階は、一つのウェットエッチング装置により行われることを特徴とする。
一方、本発明の他の局面からは、切断した基板上に生成されたダメージを除去する切断ダメージ除去（ＳＤＲ：saw damage removal）段階と、前記基板の上部にＲＩＥ（reactive ion etching）テクスチャリングを行う基板の表面構造化（texturing）段階と、前記基板の上部を前記基板と異なる物質でドーピングする基板ドーピング段階と、前記基板ドーピング段階において前記基板上に生成されたダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ：phosphoric silicate glass）に除去する第１表面ダメージおよび酸化膜除去段階と、前記基板上に生成されたダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ：phosphoric silicate glass）の残渣を除去する第２表面ダメージおよび酸化膜除去段階を行うとともに、ウェットエッチング方式により前記基板のエッジをエッチングすることで前記反射防止膜とエッジを分離させるエッジアイソレーション段階と、前記基板の表面上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成段階と、前記基板の前面および後面にそれぞれ前面電極および後面電極を形成する金属化処理段階と、を含む、太陽電池を製造する方法を提供する。
ここで、前記エッジアイソレーション段階は、ＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ2／Ｈ2Ｏ2溶液を用いてバックサイドエッチングにより前記反射防止膜と前記基板のエッジを分離させる段階と、低濃度のＫＯＨまたはＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2溶液を用いて前記基板の表面ダメージを除去する段階と、ＨＣl／ＨＦ溶液を用いて前記基板の表面をクリーニングする段階と、を含むことを特徴とする。
また、前記切断ダメージ除去（ＳＤＲ）段階は、酸性テクスチャリング（acid texturing）方式またはアルカリ性ＳＤＲ（sawing damage removal）方式を利用し、前記酸性テクスチャリング方式は、切断ダメージ除去段階と基板の表面構造化段階を同時に行うことを特徴とする。
また、前記基板は、３族元素または５族元素から選択される不純物でドーピングされることを特徴とする。
本発明によれば、ＲＩＥとＤＲＥ工程が行われ、ＤＲＥ／ＰＳＧ除去工程および／またはエッジアイソレーション（edge isolation）を同時に行うことで基板（すなわち、ウェハ）の移動が最小化して、基板の破損率が減少する。
また、本発明によれば、ＤＲＥ／ＰＳＧ除去工程および／またはエッジアイソレーション（edge isolation）を一つのウェットエッチング装置で同時に行うことでウェットエッチング装置の数を減少することができ、装置の設置費および維持費を低減できる。
本発明は、様々な変更を施し、様々な実施例を有することにより、特定の実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定するためでなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むことができる。各図について説明し、且つ類似の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。
「第１、第２」などの用語は、様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は一つの構成要素と他の構成要素とを区別する目的のみに使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れることなく、第１構成要素を第２構成要素と名づけることができ、同様に第２構成要素も第１構成要素と名づけることができる。「および／または」という用語は、複数の関連記載の項目の組み合わせまたは複数の関連記載の項目のいずれかの項目を意味する。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか「接続されて」いると言及されたときには、その他の構成要素に直接連結されているかまたは接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することがあると理解される。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか「直接接続されて」いると言及されたときには、中間に他の構成要素が存在していないと理解される。
本明細書で使用される用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明の範囲はこれらに限定されない。単数の表現は文脈上明らかに異なっていない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解される。
本明細書及び特許請求の範囲で使用される用語及び言葉は、代表的な意味又は辞書の定義に限定して解釈されるべきではなく、発明者が発明を実施するために知っている最良の方法を表現するための用語の概念を適切に定義できるというルールに基づき、本発明の技術的範囲に関連する意味や概念を有すると解釈すべきである。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は通常の太陽電池の表面の凹凸構造による光の反射経路を示す図である。通常、シリコン太陽電池は、ｐ型シリコン半導体からなる基板と、エミッタドーピング層、を含み、基板とエミッタドーピング層との界面にはダイオードと同様にｐ‐ｎ接合が形成されている。
前記のような構造を有する太陽電池に太陽光が入射されると、光起電力効果（photovoltaic effect）によって不純物がドーピングされたシリコン半導体から電子と正孔が発生する。
なお、ｎ型シリコン半導体からなるエミッタドーピング層からは電子が多数キャリアとして発生し、ｐ型シリコン半導体からなる基板からは正孔が多数キャリアとして発生する。
光起電力効果によって発生した電子と正孔は、それぞれｎ型シリコン半導体およびｐ型シリコン半導体の方に引き寄せられ、それぞれ基板の下部およびエミッタドーピング層の上部と接合した電極に移動し、この電極を電線で連結すると電流が流れる。
そのため、光吸収を高めるために表面をテクスチャリング（表面構造化とも称する）する工程が行われる。通常、表面のテクスチャリング（texturing）の目的は、前面から内部方向への多重反射により吸収される光の量を増加させ、光の通過長さを増やすことにある。
これによる効果として、太陽電池の短絡電流（Ｉｓｃ：short-circuit current）を向上させることができる。鏡面仕上げしたシリコンの表面反射率は３０％程度であり、テクスチャリングにより１０％内外に減少し、さらに反射防止膜を追加すると反射率は３％まで減少する。
単結晶シリコンウェハをテクスチャリングするとピラミッド構造が形成され、この際、ピラミッド構造の角度が光の透過方向に重要な役目を果たす。これを示す図面が図１である。すなわち、図１はピラミッド構造（凹凸構造）の角度とそれに伴う光の反射経路を示す。
ｉ）ピラミッド構造の角度がα＝３０゜の場合、Ｖ字状の溝の下端部でのみ光が２回反射する。
ｉｉ）ピラミッド構造の角度がα＝４５゜の場合、入射光は２回反射する。
ｉｉｉ）ピラミッド構造の角度がα＝６０゜の場合、入射光は３回反射する。
ｉｉ）ピラミッド構造の角度がα＝４５゜の場合、入射光は２回反射する。
ｉｉｉ）ピラミッド構造の角度がα＝６０゜の場合、入射光は３回反射する。
そのため、ピラミッド構造の角度が大きいほど入射光の反射回数が増加し、それだけ光生成電流である短絡電流（Ｉｓｃ：short-circuit current）が増加する。
この現象を示す図面が図２である。すなわち、図２は図１のピラミッド構造（凹凸構造）による短絡電流（Ｉｓｃ）の変化を示すグラフである。図２を参照すると、ピラミッド構造の角度が５３．７゜以上で短絡電流（Ｉｓｃ）が急激に増加することが分かる。
テクスチャリングの効果は、下記の数式により表される。
ここで、前／後面までテクスチャリングを行う場合、前面と後面との再結合によりピラミッド構造の効率が減少するため、前／後面の規則的なピラミッド構造の効率は、前面ピラミッド構造の効率より減少する。
このようなピラミッド構造の表面を示す図面が図３である。すなわち、図３は単結晶基板の場合にテクスチャリングされた表面を示す拡大画面例である。図３はＮａＯＨやＫＯＨを含むアルカリ性溶液でテクスチャリング（すなわち、表面組織化）された単結晶基板（すなわち、ウェハ）の表面を示す。
単結晶基板（すなわち、ウェハ）の場合、ＮａＯＨやＫＯＨを含むアルカリ性溶液でシリコンの表面をテクスチャリングすることができる。ダイヤモンド格子構造では、１００面より１１１面において原子がより高密度に密集しており、１１１面のエッチング速度は１００面よりも遅い。したがって、シリコンの表面に生成する気泡がエッチング速度を遅くする特性を利用してシリコン表面をテクスチャリング（texturing）できる。
対照的に、図４は多結晶基板の場合にテクスチャリングした表面を示す拡大画面例である。多結晶基板の場合、結晶方向が一定でないため、酸性溶液を用いた等方性エッチングが有利である。酸性溶液は基本的に、ＨＦ、ＨＮＯ3及びＤＩを含む。ＨＮＯ3はシリコンの表面（すなわち、基板の表面）を酸化させ、ＨＦは酸化されたシリコン表面を除去する。
多結晶基板のテクスチャリングは、上述の化学的な方式だけでなくレーザ方式、ダイヤモンドブレードを用いた方式などにより可能である。ダイヤモンドブレード法によれば、機械的に基板表面を処理し、また、化学溶液で表面欠陥を除去して、傾斜角度３５゜内外の規則的なピラミッド構造が形成された表面を得ることができる。
ウェットエッチング（wet etching）技術だけでなくドライエッチング（dry etching）技術によるテクスチャリングの場合にも写真印刷工程やマスクの使用は要しない。勿論、ドライエッチングの場合、２％内外の極めて低い反射率が得られる。また、プラズマエッチングの際に生じたイオン（ions）により基板の表面が損傷を受けうるが、表面の欠陥の除去が必要である。
ＲＩＥ（reactive ion etching）方式は、通常のプラズマエッチングより高いエネルギーのイオン価が基板に加えられるが、これは接地した電極より高い負電位が電極に形成されるためである。ＲＩＥ（reactive ion etching）において、使用ガスとしてはＣｌ2／ＳＦ6／Ｏ2を一般に使用し、必要に応じてＣＦ4／ＣＨＦ3を使用することもある。ドライエッチング方式においてＯ2を含まないエッチングの場合、エッチングされた基板の形態の調節は非常に困難である。
このような基板の形態を調節するために、側面活性層（sidewall passivation layer）により基板側面パターンにエッチングが行われないようにするか基板のエッチング速度を著しく低減できるように膜を形成することである。
すなわち、エッチングガス（Ｃｌ2／ＳＦ6）にＯ2を添加すると、イオン衝撃のない基板側面に膜が形成され、イオン衝撃のある基板下部にはこのような膜が形成されず、下部にのみエッチング（etching）が施される現象によってエッチングされた基板の形態の調節が可能となる。
このような原理を利用すると、極めて低い反射度（４００〜１０００ｎｍの波長帯で加重（weighted）平均値が２％以下））が可能であるが、ＲＩＥテクスチャリングの衝撃による表面ダメージが存在することがあり、これに伴う表面再結合により達成可能電流が減少するという結果になる。また、表面ダメージによる低いＶｏｃと低いＦＦの原因となる。そのため、低い反射度と電気的な表面ダメージを同時に解決するための方法としてＤＲＥ（damage removal etching）工程が必要とされる。
上述のとおり、ＲＩＥテクスチャリングの場合、プラズマ（plasma）によって生じた表面ダメージ（damage）を必ず除去しなければならない。表面ダメージ（damage）が除去されなかった場合、表面再結合速度の上昇によって電流値が減少し、そのため、セル変換効率が増加すると期待することは困難となる。すなわち、ＲＩＥによって光吸収が増加したが、これとともに、電子正孔対は急速に消滅するため、光吸収の効果が得られなくなる。
しかし、ＤＲＥ工程において度が過ぎるエッチングが行われると、ＲＩＥによって形成された表面パターンがなくなり、反射率減少の効果が得られず、そのため、光吸収が高められないことになる。したがって、ＲＩＥ工程をうまく実施するには、ＲＩＥパターンを維持して低い反射率を確保し、且つダメージ（damage）も効果的に除去できるという中で、最適なＤＲＥの条件を満たさなければならない。
したがって、本発明の第１実施例では、ＤＲＥ（damage removal etching）工程とＰＳＧ（phosphor silicate glass）除去工程を同時に行う。この工程図を実施するフローチャートを図５に示す。すなわち、図５は本発明の第１実施例によるエッジアイソレーションをレーザエッチング方式で行う際のＲＩＥ（reactive ion etching）による太陽電池の製造工程を示すフローチャートである。
図５を参照すると、太陽電池を製造するためには、まず、太陽電池用シリコン基板を所定の大きさに切断した後、切断時に生じた表面ダメージを除去する切断およびエッチング（saw damage etching）工程が行われる（段階Ｓ５００）。
詳細には、切断（sawing）によって生じたダメージを除去するために、ＳＤＲ（sawing damage removal）工程を要し、この場合、ＳＤＥ（saw damage etching）を行うことで基板切断時に生成されたダメージが除去される。このようなＳＤＥ工程は、薬品（chemical）を用いて基板の表面をエッチングするか表面に形成された酸化膜層（phosphoric silicate glass layer）を除去する工程である。
このようなＳＤＥ工程を終了した基板に対してスクラッチングする工程であり、基板をテクスチャリング（texturing）するＲＩＥ（reactive ion etching）が行われる（段階Ｓ５１０）。
次に、基板の表面に伝導性を持たせるために他のタイプ（例えば、５族元素または３族元素）の不純物を拡散させてエミッタを形成するドーピング工程が行われる（段階Ｓ５２０）。
ドーピング工程時に生じた基板の表面上のダメージを除去するためにＤＲＥ（damage removal etching）を行い、これと同時に酸化膜（ＰＳＧ）を除去する（段階Ｓ５３０）。ＤＲＥ工程と酸化膜（ＰＳＧ）除去工程を同時に行う際、低濃度のＫＯＨ（常温）またはＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2溶液を用いて基板の表面ダメージを除去することでＤＲＥ工程を行い、ＨＣl／ＨＦ溶液を用いて基板のクリーニング（cleaning）を行うことで酸化膜（ＰＳＧ）除去工程を行う。
その後、太陽光の反射を防止して太陽電池の効率を高めるために、反射防止膜（ＡＲＣ：anti‐reflective coating）を形成する工程が行われる（段階Ｓ５４０）。
その後、エッジアイソレーション（edge isolation）工程が行われる（段階Ｓ５５０）。詳細には、基板のエッジ（edge）部分にもドーピング物質がドーピングされることで基板の前面電極と後面電極が電気的に連結されており、太陽電池の効率減少の原因となるため、前面電極と後面電極を分離させるためにエッジアイソレーション（edge isolation）工程が行われる。
このようなエッジアイソレーション工程は、ドーピング工程（Ｓ５２０）の後に行われてもよい。
エッジアイソレーション工程（Ｓ５５０）の後、後面電極と前面電極を形成する金属化処理工程が行われる（段階Ｓ５６０）。
図５に示すように、本発明の第１実施例によるＤＲＥ（damage removal etching）工程＋ＰＳＧ（phosphoric silicate glass）除去工程を同時に行う方式を利用する場合、従来技術との変換効率を比較すると、その結果は下記の表１のとおりである。
ここで、Ｉｓｃは短絡電流（short circuit current）、Ｖｏｃは開放電圧（open circuit voltage）、ＦＦは曲線因子（fill factor）、Ｅｆｆは光変換効率を示す。
本発明の第２実施例によれば、エッジアイソレーション（edge isolation）工程、ＤＲＥ工程及びＰＳＧ除去工程が同時に行われる。図６はこのような工程を実施するフローチャートを示す。すなわち、図６は本発明の第２実施例によるエッジアイソレーションをＲＩＥ（reactive ion etching）により太陽電池を製造する工程を示すフローチャートである。
図６を参照すると、図５に示されたように、ＳＤＲ工程、ＲＩＥ工程、ドーピング工程およびＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程が同様に行われる（段階Ｓ６００〜Ｓ６３０）。
勿論、ここで、ＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程（Ｓ６３０）は、第１のＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程となり、この第１のＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程は、エッジアイソレーションとともに行われる第２のＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程と区別される。通常、ウェットエッチング方式は、一つのウェットエッチング装置でＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程が行われるが、図６では第１のＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程を予め行った後、エッジアイソレーションとともに第２のＤＲＥ＆ＰＳＧ除去工程が同時に行われる（段階Ｓ６４０）。
ここで、ＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ2／Ｈ2Ｏ2溶液を用いて基板の裏面エッチング（back side etching）によりエッジアイソレーション（edge isolation）を行い、低濃度のＫＯＨ（常温）またはＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ／Ｈ2Ｏ2溶液を用いて基板の表面ダメージ除去およびクリーニング（Cleaning）を行ってＤＲＥ工程を行い、このＤＲＥ工程を行った後、ＨＦ溶液を用いて基板をクリーニング（cleaning）することでＰＳＧ除去工程を行う。
この際、これらの溶液の濃度を調節してＲＩＥテクスチャリングによる反射率が１５％以内、基板の表面抵抗の変化が１０％以内の水準で行われるようにする。
エッジアイソレーション工程（Ｓ６４０）の後、太陽光の反射を防止して太陽電池の効率を高めるために、反射防止膜（ＡＲＣ：anti‐reflective coating）を形成する工程が行われる（段階Ｓ６５０）。
次に、前面電極と後面電極を形成する金属化処理工程が行われる（段階Ｓ６６０）。
図７は本発明に係るエッジアイソレーションが完了した太陽電池を示す断面図である。図７は基板３０に、エミッタ層３２、反射防止膜３４、前面電極３８、後面電極３６、後面電界層３９が形成された状態で、エミッタ層３２および反射防止膜３４のエッジ部分４０が除去された太陽電池の状態を示している。これにより、後面電極３６と前面電極３８がシャント（shunt）されることが防止される。
勿論、図７に示された太陽電池の構造は、本発明を理解するためのものであって、構造において多少相違することがあり、このような構造の差は当業者であれば当然理解できる。
α 構造物の角度
β 反射および／または入射角度
ａ 第１光景路
ｂ 第２光景路
ｃ１、ｃ２ 反射点
３０ 基板
３２ エミッタ層
３４ 反射防止膜
３６ 後面電極
３８ 前面電極
３９ 後面電界層
４０ エッジ部分
β 反射および／または入射角度
ａ 第１光景路
ｂ 第２光景路
ｃ１、ｃ２ 反射点
３０ 基板
３２ エミッタ層
３４ 反射防止膜
３６ 後面電極
３８ 前面電極
３９ 後面電界層
４０ エッジ部分
Claims (6)
- 基板を切断した後、ＳＤＲ（sawing damage removal）により前記基板の表面からダメージを除去する段階と、
ＲＩＥ（reactive ion etching）により前記基板の表面を構造化する（texturing）段階と、
前記基板の表面を、前記基板を構成する物質とは異なる物質でドーピングする段階と、
前記基板表面からダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ（phosphoric silicate glass））を同時に除去する段階と、
前記基板の表面上に反射防止膜（anti-reflective coating）を形成する段階と、
レーザエッチング方式により前記基板のエッジにレーザを照射して前記反射防止膜（antireflective coating）とエッジを分離させる段階と、
前記基板の前面および後面に前面電極および後面電極を形成するように基板を金属化する段階と、を含み、
前記基板表面からダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ（phosphoric silicate glass））を同時に除去する段階が、低濃度のＫＯＨまたはＮＨ 4 ＯＨ／Ｈ 2 Ｏ／Ｈ 2 Ｏ 2 溶液を用いて前記基板の表面からダメージを除去する段階と、ＨＣl／ＨＦ溶液を用いて前記基板の表面をクリーニングする段階とを含み、一つのウェットエッチング装置で行われることを特徴とする、太陽電池の製造方法。 - 前記基板を切断した後、ＳＤＲ（sawing damage removal）により前記基板の表面からダメージを除去する段階において、ダメージの除去が、酸性テクスチャリング（acid texturing）またはアルカリ性ＳＤＲ（sawing damage removal）を利用し、前記酸性テクスチャリングにおいて、前記基板のＳＤＲ（sawing damage removal）と前記基板の表面の構造化とを同時に行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記基板が、３族元素または５族元素から選択される不純物でドーピングされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 基板を切断した後、ＳＤＲ（sawing damage removal）により前記基板の表面からダメージを除去する段階と、
ＲＩＥ（reactive ion etching）により前記基板の表面を構造化する（texturing）段階と、
前記基板の表面を、前記基板を構成する物質とは異なる物質でドーピングする段階と、
第１に前記基板の表面からダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ（phosphoric silicate glass））を除去する段階と、
第２に前記基板の表面からダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ（phosphoric silicate glass））の残渣を除去し、前記基板をバックサイドエッチング（Back side Etch）する段階と、
前記基板の表面上に前記反射防止膜（anti-reflective coating）を形成する段階と、
前記基板の前面および後面に前面電極および後面電極を形成するように基板を金属化する段階と、
前記反射防止膜（anti-reflective coating）と前記基板のエッジを分離させるためにＨＮＯ 3 ／Ｈ 2 ＳＯ 2 ／Ｈ 2 Ｏ 2 溶液を用いて前記基板の裏面（back side）をエッチング段階と、
低濃度のＫＯＨまたはＮＨ 4 ＯＨ／Ｈ 2 Ｏ／Ｈ 2 Ｏ 2 溶液を用いて前記基板の表面から前記ダメージを除去する段階と、
ＨＣl／ＨＦ溶液を用いて前記基板の表面をクリーニングする段階と、を含み、
第１に前記基板表面からダメージおよび酸化膜（ＰＳＧ（phosphoric silicate glass））を同時に除去する段階、および第２に前記基板の表面からダメージおよび酸化膜の残渣を除去し、前記基板をバックサイドエッチング（Back side Etch）する段階が、一つのウェットエッチング装置で行われることを特徴とする、方法。 - 前記基板を切断した後、ＳＤＲ（sawing damage removal）により前記基板の表面からダメージを除去する段階において、ダメージの除去が、酸性テクスチャリング（acid texturing）およびアルカリ性ＳＤＲ（saw damage removal）を利用し、前記酸性テクスチャリングでは、前記基板の切断ダメージ除去（sawing damage removal）と前記基板の表面の構造化（texturing）を同時に行うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
- 前記基板は、３族元素または５族元素から選択される不純物でドーピングされることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
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