JP5861604B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕 半導体基板について少なくともエッチング液によるエッチング及びリンス水によるリンスを行うウエット洗浄工程と熱処理工程とを含む太陽電池の製造方法であって、ウエット洗浄工程では、キャリアカセットの内部に所定間隔で設けられた溝ごとに2枚の半導体基板の端部が挿入されて、キャリアカセットをエッチング液及びリンス水の基板処理液に浸漬した時に該基板処理液が2枚の半導体基板間を通過可能に離間させると共に、リンス取り出し時にリンス水により2枚の半導体基板が貼り付き可能に近接して配置する一組とされ、溝同士の間隔によりこれらの半導体基板の組同士がリンス取り出し時にリンス水により貼り付かないように離間して並列配置されており、該キャリアカセットごとエッチング液及びリンス水に順次浸漬して半導体基板の両面をエッチング及びリンスし、次いでキャリアカセットをリンス水から取り出して上記2枚一組単位の半導体基板ごとに基板同士がリンス水を介して貼り付いた状態で取り出し、上記熱処理工程では、熱処理ボート内に所定間隔で設けられた溝ごとに上記リンス水を介して貼り付いた状態の2枚一組の半導体基板の端部が挿入されると共に、溝同士の間隔によりこれらの半導体基板の組同士が所定間隔で離間して収納されており、該熱処理ボートごと熱処理炉内に配置して半導体基板の熱処理を行うことを特徴とする太陽電池の製造方法。
〔2〕 上記ウエット洗浄工程が上記半導体基板の両面に微小な凹凸構造のテクスチャを形成するものであり、次いで行われる上記熱処理工程がドーパント化合物蒸気を用いて上記半導体基板の片面にエミッタ層を形成するものであることを特徴とする〔1〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔3〕 上記熱処理ボートの溝幅は、板厚tの半導体基板を保持する場合、2t+0.1mm以上2t+0.3mm以下であることを特徴とする〔2〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔4〕 上記ウエット洗浄工程がドーパント化合物蒸気を用いてエミッタ層を形成した際に上記半導体基板表面に形成されたガラスを除去するものであり、次いで行われる上記熱処理工程が酸化剤を用いた熱酸化により上記半導体基板の両面にSiO 2 膜を形成するものであることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔5〕 上記熱処理ボートの溝幅は、その溝で保持した2枚の半導体基板間を酸化剤が通過可能に離間させるものであることを特徴とする〔4〕に記載の太陽電池の製造方法。
上記のスクリーン印刷法による電極形成、並びに開口後の蒸着法による電極形成は、基板の受光面と裏面に組合せて使用することも可能である。
厚さ250μm、比抵抗1Ω・cmのホウ素ドープ{100}p型アズカットシリコン基板1240枚を、図5に示したごとく、キャリアカセット100の保持溝102a,102bの一溝に対し2枚一組単位の組Usで近接配置すると共に、これらの組Us同士を所定間隔で離間した状態で収納し、熱濃水酸化カリウム水溶液によりダメージ層を除去後、水酸化カリウム/2−プロパノール水溶液中に浸漬しテクスチャ形成を行い、引き続き塩酸/過酸化水素混合溶液中で洗浄を行った後、リンス水洗浄、乾燥処理を行った(図3(a))。
上記ウエット洗浄処理後、シリコン基板11は2枚一組単位でリンス水の表面張力により貼り付いた状態で取出され、この状態を維持したまま、図6に示したごとく、熱処理ボート200の保持溝202a,202b,202c,202dの一溝に対し上記2枚一組単位で収納し、オキシ塩化リン雰囲気下、870℃にて気相拡散を行うことによりエミッタ層12の形成を行った(図3(b))。
上記熱拡散処理後、図5に示したごとく、キャリアカセット100の保持溝102a,102bの一溝に対し2枚一組単位の組Usで近接配置すると共に、これらの組Us同士を所定間隔で離間した状態で収納し、フッ酸にてガラスを除去し、洗浄、リンス水処理、乾燥処理を行った。ここでも、エミッタ層12を有するシリコン基板11は2枚一組単位でリンス水の表面張力により貼り付いた状態で取出され、この状態を維持したまま、図6に示したごとく、熱処理ボート200の保持溝202a,202b,202c,202dの一溝に対し上記2枚一組単位で収納し、温度1050℃にて60分間ドライ酸化雰囲気中で熱酸化処理を行った(図3(c))。
上記熱酸化処理後の基板同士の接着は全く確認されず、外観はいずれも青色を呈し、いずれの基板とも面内に色むらや洗浄むらは全く確認されなかった。
次に、レーザーを用いて裏面のパッシベーション膜14であるシリコン酸化膜に開口部を形成し、裏面の電極16としてAlペーストを裏面全面にスクリーン印刷し乾燥させた。次いで、反射防止膜13上に受光面の電極15としてAgペーストをスクリーン印刷し乾燥させた。最後に780℃の空気雰囲気下で電極を焼成して太陽電池を作製した(図3(d))。
厚さ250μm、比抵抗1Ω・cmのホウ素ドープ{100}P型アズカットシリコン基板1240枚を、図1に示したごとく、キャリアカセット800の保持溝802a,802bの一溝に対し1枚の基板を収納させ、熱濃水酸化カリウム水溶液によりダメージ層を除去後、水酸化カリウム/2−プロパノール水溶液中に浸漬しテクスチャ形成を行い、引き続き塩酸/過酸化水素混合溶液中で洗浄を行った後、リンス水洗浄、乾燥処理を行った。
次に、図2に示したごとく、熱処理ボート900の保持溝902a,902b,902c,902dの一溝に対し1枚の基板を収納させ、オキシ塩化リン雰囲気下、870℃にて気相拡散を行うことによりエミッタ層の形成を行った。
上記熱拡散処理後、図1に示したごとく、キャリアカセット800の保持溝802a,802bの一溝に対し1枚の基板を収納し、フッ酸にてガラスを除去し、洗浄、リンス水処理、乾燥処理を行った。
次に、図2に示したごとく、熱処理ボート900の保持溝902a,902b,902c,902dの一溝に対し1枚の基板を収納させ、温度1050℃にて60分間ドライ酸化雰囲気中で熱酸化処理を行った。
更に、レーザーを用いて裏面のシリコン酸化膜に開口部を形成し、裏面の電極層としてAlペーストを裏面全面にスクリーン印刷し乾燥させた。次いで受光面の電極層としてAgペーストをスクリーン印刷し乾燥させた。最後に780℃の空気雰囲気下で電極を焼成して太陽電池を作製した。
11a テクスチャ
12 エミッタ層
13 反射防止膜
14 パッシベーション膜
15、16 電極
100、800 キャリアカセット
101、801 側板
102a、102b、802a、802b 基板保持溝(保持溝)
200、900 熱処理ボート
201、901 梁
202a、202b、202c、202d、902a、902b、902c、902d
203、903 支柱
S 半導体基板
Us 組
W リンス水
Claims (5)
- 半導体基板について少なくともエッチング液によるエッチング及びリンス水によるリンスを行うウエット洗浄工程と熱処理工程とを含む太陽電池の製造方法であって、ウエット洗浄工程では、キャリアカセットの内部に所定間隔で設けられた溝ごとに2枚の半導体基板の端部が挿入されて、キャリアカセットをエッチング液及びリンス水の基板処理液に浸漬した時に該基板処理液が2枚の半導体基板間を通過可能に離間させると共に、リンス取り出し時にリンス水により2枚の半導体基板が貼り付き可能に近接して配置する一組とされ、溝同士の間隔によりこれらの半導体基板の組同士がリンス取り出し時にリンス水により貼り付かないように離間して並列配置されており、該キャリアカセットごとエッチング液及びリンス水に順次浸漬して半導体基板の両面をエッチング及びリンスし、次いでキャリアカセットをリンス水から取り出して上記2枚一組単位の半導体基板ごとに基板同士がリンス水を介して貼り付いた状態で取り出し、上記熱処理工程では、熱処理ボート内に所定間隔で設けられた溝ごとに上記リンス水を介して貼り付いた状態の2枚一組の半導体基板の端部が挿入されると共に、溝同士の間隔によりこれらの半導体基板の組同士が所定間隔で離間して収納されており、該熱処理ボートごと熱処理炉内に配置して半導体基板の熱処理を行うことを特徴とする太陽電池の製造方法。
- 上記ウエット洗浄工程が上記半導体基板の両面に微小な凹凸構造のテクスチャを形成するものであり、次いで行われる上記熱処理工程がドーパント化合物蒸気を用いて上記半導体基板の片面にエミッタ層を形成するものであることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
- 上記熱処理ボートの溝幅は、板厚tの半導体基板を保持する場合、2t+0.1mm以上2t+0.3mm以下であることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池の製造方法。
- 上記ウエット洗浄工程がドーパント化合物蒸気を用いてエミッタ層を形成した際に上記半導体基板表面に形成されたガラスを除去するものであり、次いで行われる上記熱処理工程が酸化剤を用いた熱酸化により上記半導体基板の両面にSiO 2 膜を形成するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池の製造方法。
- 上記熱処理ボートの溝幅は、その溝で保持した2枚の半導体基板間を酸化剤が通過可能に離間させるものであることを特徴とする請求項4に記載の太陽電池の製造方法。
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