JPH0520914B2 - - Google Patents
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- JPH0520914B2 JPH0520914B2 JP62503286A JP50328687A JPH0520914B2 JP H0520914 B2 JPH0520914 B2 JP H0520914B2 JP 62503286 A JP62503286 A JP 62503286A JP 50328687 A JP50328687 A JP 50328687A JP H0520914 B2 JPH0520914 B2 JP H0520914B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L31/0216—Coatings
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- H—ELECTRICITY
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- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
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- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
請求の範囲
1 太陽セルの背面コンタクトの下側に不純物ド
ープ領域を形成する方法において、 ほぼ平行な主表面および主背面を有する半導体
材料のp型ウエハを形成し、 主表面と主背面との間にn+−p接合を形成す
るように前記ウエハの主表面からウエハ内にn+
層を形成し、 ほぼ平行な主表面と主背面との間の前記n+−
p接合と主背面との間にp+−p接合を形成する
ように前記ウエハの主背面からウエハ内にp+層
を形成してp+−p接合とn+−p接合との間に挟
まれたp型層領域を形成し、 前記主背面にほぼ平行な露出主面を有する非導
電層を前記主背面上に付着させ、 予め定められたパターンでアルニウムを含む金
属ペーストを前記非導電層の露出主面上に付着さ
せ、 ウエハおよび金属ペーストを予め定められた温
度まで加熱して金属ペースト中のアルミニウムを
前記非導電層との接触によつて酸化させて金属ペ
ーストの下に位置する前記非導電層の部分を減少
させ、ペースト中の酸化されずに残つた金属によ
り加熱温度、加熱時間、および使用されるアルミ
ニウムを含む金属ペーストの量により定められた
深さまで金属ペーストの下に位置する前記p+層
およびp型層の一部を溶融させて合金領域を形成
し、 ウエハを冷却してウエハの主背面からウエハ中
に予め定められた深さまで延在する前記アルミニ
ウムを含む金属ペーストのパターンにしたがつた
パターンのp+型の不純物ドープ領域を形成する
ことを特徴とする不純物ドープ領域の形成方法。
ープ領域を形成する方法において、 ほぼ平行な主表面および主背面を有する半導体
材料のp型ウエハを形成し、 主表面と主背面との間にn+−p接合を形成す
るように前記ウエハの主表面からウエハ内にn+
層を形成し、 ほぼ平行な主表面と主背面との間の前記n+−
p接合と主背面との間にp+−p接合を形成する
ように前記ウエハの主背面からウエハ内にp+層
を形成してp+−p接合とn+−p接合との間に挟
まれたp型層領域を形成し、 前記主背面にほぼ平行な露出主面を有する非導
電層を前記主背面上に付着させ、 予め定められたパターンでアルニウムを含む金
属ペーストを前記非導電層の露出主面上に付着さ
せ、 ウエハおよび金属ペーストを予め定められた温
度まで加熱して金属ペースト中のアルミニウムを
前記非導電層との接触によつて酸化させて金属ペ
ーストの下に位置する前記非導電層の部分を減少
させ、ペースト中の酸化されずに残つた金属によ
り加熱温度、加熱時間、および使用されるアルミ
ニウムを含む金属ペーストの量により定められた
深さまで金属ペーストの下に位置する前記p+層
およびp型層の一部を溶融させて合金領域を形成
し、 ウエハを冷却してウエハの主背面からウエハ中
に予め定められた深さまで延在する前記アルミニ
ウムを含む金属ペーストのパターンにしたがつた
パターンのp+型の不純物ドープ領域を形成する
ことを特徴とする不純物ドープ領域の形成方法。
2 前記金属ペーストは、直径約2.0乃至10マイ
クロメータの金属微粒子から成る請求項1記載の
方法。
クロメータの金属微粒子から成る請求項1記載の
方法。
3 前記ウエハおよび金属ペーストは、約680℃
乃至約1000℃の温度になるまで加熱される請求項
1記載の方法。
乃至約1000℃の温度になるまで加熱される請求項
1記載の方法。
4 前記ウエハの主背面下で形成された前記p+
層は、約0.05乃至0.3ミクロンの厚さである請求
項1記載の方法。
層は、約0.05乃至0.3ミクロンの厚さである請求
項1記載の方法。
5 前記p+層は、前記ウエハの主背面下から約
3乃至約15マイクロメータの深さまで延在する請
求項1記載の方法。
3乃至約15マイクロメータの深さまで延在する請
求項1記載の方法。
6 前記非導電層は、酸化物である請求項1記載
の方法。
の方法。
7 前記非導電層は、シリコン酸化物である請求
項6記載の方法。
項6記載の方法。
8 前記非導電層は、シリコン窒化物である請求
項1記載の方法。
項1記載の方法。
9 前記アルミニウムを含む金属ペーストの前記
付着は、この金属ペーストを前記非導電層の露出
主面上に予め定められたパターンでスクリーン印
刷することによつて行われる請求項1記載の方
法。
付着は、この金属ペーストを前記非導電層の露出
主面上に予め定められたパターンでスクリーン印
刷することによつて行われる請求項1記載の方
法。
10 太陽セルの背面コンタクトの下側に不純物
ドープ領域を形成する方法において、 ほぼ平行な主表面および主背面を有するシリコ
ンのp型ウエハを形成し、 主表面と主背面との間にn+−p接合を形成す
るように前記ウエハの主表面からウエハ内にn+
層を形成し、 前記ウエハを予め定められた期間p型不純物の
存在下に予め定められた温度に維持して主背面か
らウエハ内にp+層を形成すると共にこのp+層と
前記n+層との間に挟まれたp型層領域を形成し、 前記主背面にほぼ平行な露出主面を有する非導
電層を前記主背面上に付着させ、 溶媒中にアルミニウムを含む金属微粒子を懸濁
させた金属ペーストを前記非導電層の露出主面上
に予め定められたパターンでスクリーン印刷し、 ウエハおよびアルミニウムを含む金属ペースト
を予め定められた温度に加熱して金属ペーストの
アルミニウムを前記非導電層との接触によつて酸
化させ金属ペーストパターンの下に位置する前記
非導電層の部分を減少させ、ペースト中の酸化さ
れずに残つた金属により加熱温度、加熱時間、お
よび使用されるアルミニウムを含む金属ペースト
の量により定められた深さまで金属ペーストの下
に位置する前記p+層およびp型層の一部を溶融
させて合金領域を形成し、 ウエハを冷却してウエハの主背面から前記p型
層領域中に予め定められた深さまで延在する前記
金属ペーストのパターンにしたがつたパターンの
p+の不純物ドープ領域を形成し、 上記工程中に形成された酸化物および過剰な金
属を除去して前記非導電層の露出主面から前記
p+型の不純物ドープ領域まで延在する開口を有
する非導電層を残し、 導電材料を前記非導電層の露出主面に付着させ
てこの導電材料を前記p+型不純物ドープ領域に
電気的に接続させることを特徴とする不純物ドー
プ領域の形成方法。
ドープ領域を形成する方法において、 ほぼ平行な主表面および主背面を有するシリコ
ンのp型ウエハを形成し、 主表面と主背面との間にn+−p接合を形成す
るように前記ウエハの主表面からウエハ内にn+
層を形成し、 前記ウエハを予め定められた期間p型不純物の
存在下に予め定められた温度に維持して主背面か
らウエハ内にp+層を形成すると共にこのp+層と
前記n+層との間に挟まれたp型層領域を形成し、 前記主背面にほぼ平行な露出主面を有する非導
電層を前記主背面上に付着させ、 溶媒中にアルミニウムを含む金属微粒子を懸濁
させた金属ペーストを前記非導電層の露出主面上
に予め定められたパターンでスクリーン印刷し、 ウエハおよびアルミニウムを含む金属ペースト
を予め定められた温度に加熱して金属ペーストの
アルミニウムを前記非導電層との接触によつて酸
化させ金属ペーストパターンの下に位置する前記
非導電層の部分を減少させ、ペースト中の酸化さ
れずに残つた金属により加熱温度、加熱時間、お
よび使用されるアルミニウムを含む金属ペースト
の量により定められた深さまで金属ペーストの下
に位置する前記p+層およびp型層の一部を溶融
させて合金領域を形成し、 ウエハを冷却してウエハの主背面から前記p型
層領域中に予め定められた深さまで延在する前記
金属ペーストのパターンにしたがつたパターンの
p+の不純物ドープ領域を形成し、 上記工程中に形成された酸化物および過剰な金
属を除去して前記非導電層の露出主面から前記
p+型の不純物ドープ領域まで延在する開口を有
する非導電層を残し、 導電材料を前記非導電層の露出主面に付着させ
てこの導電材料を前記p+型不純物ドープ領域に
電気的に接続させることを特徴とする不純物ドー
プ領域の形成方法。
11 前記金属ペーストは、直径約2.0乃至10マ
イクロメータの金属微粒子から成る請求項10記
載の方法。
イクロメータの金属微粒子から成る請求項10記
載の方法。
12 前記ウエハおよび金属ペーストは約680℃
乃至約1000℃の温度まで加熱される請求項10記
載の方法。
乃至約1000℃の温度まで加熱される請求項10記
載の方法。
13 主背面下で形成された前記p+層は、約0.05
乃至0.3ミクロンの厚さである請求項10記載の
方法。
乃至0.3ミクロンの厚さである請求項10記載の
方法。
14 前記p+型不純物ドープ領域は、ウエハの
主背面から約3乃至約15マイクロメータの深さま
で前記ウエハ中に延在する請求項12記載の方
法。
主背面から約3乃至約15マイクロメータの深さま
で前記ウエハ中に延在する請求項12記載の方
法。
15 前記非導電層は酸化物である請求項10記
載の方法。
載の方法。
16 前記非導電層はシリコン酸化物である請求
項15記載の方法。
項15記載の方法。
17 前記非導電層はシリコン窒化物である請求
項10記載の方法。
項10記載の方法。
18 前記アルミニウムを含む金属ペーストの予
め定められたパターンは、非導電層の露出主面の
1%以下を被覆する点状形状である請求項10記
載の方法。
め定められたパターンは、非導電層の露出主面の
1%以下を被覆する点状形状である請求項10記
載の方法。
19 前記アルミニウムを含む金属ペーストの予
め定められたパターンは、線状形状である請求項
10記載の方法。
め定められたパターンは、線状形状である請求項
10記載の方法。
[発明の技術分野]
本発明は一般に太陽セル、特に保護層を太陽セ
ルウエハ背面に設ける方法および保護層を通して
のセルの背面における選択領域に濃密ドーピング
を適用する方法に関する。
ルウエハ背面に設ける方法および保護層を通して
のセルの背面における選択領域に濃密ドーピング
を適用する方法に関する。
[関連技術]
従来の太陽セルは、n型とp型のドープ不純物
領域の相互に結合しているn−p接合と、受光主
面(エミツタ)および主背面(バルク)とを有す
る半導体材料から成る。光エネルギーがセルの受
光表面上に当ると、電子およびそれと対応するホ
ールがエミツタとバルクの両方において形成され
る。主にn−p接合存在のために電子はセルの主
面の1つに導入され、ホールは別の主面へ向い、
光電流密度を生じる。典型的なn−p接合太陽セ
ルにおいて、電子はセルの受光表面に、ホールは
背面に移動する。電気コンタクトは、一方のコン
タクトに電子を別のコンタクトにホールを収集す
るために太陽セル半導体材料の表面および背面に
結合される。目的は再結合する前にできる限り多
くの電子およびホールを収集し、最も高い光電流
密度を得ることである。
領域の相互に結合しているn−p接合と、受光主
面(エミツタ)および主背面(バルク)とを有す
る半導体材料から成る。光エネルギーがセルの受
光表面上に当ると、電子およびそれと対応するホ
ールがエミツタとバルクの両方において形成され
る。主にn−p接合存在のために電子はセルの主
面の1つに導入され、ホールは別の主面へ向い、
光電流密度を生じる。典型的なn−p接合太陽セ
ルにおいて、電子はセルの受光表面に、ホールは
背面に移動する。電気コンタクトは、一方のコン
タクトに電子を別のコンタクトにホールを収集す
るために太陽セル半導体材料の表面および背面に
結合される。目的は再結合する前にできる限り多
くの電子およびホールを収集し、最も高い光電流
密度を得ることである。
しかしながら主背面の方向に導びかれた電子の
一部分は背面近くで再結合し、したがつて光電流
密度に寄与しない。背面におけるこのキヤリアの
再結合を減じるために背面フイールドセルが開発
された。このセルでは太陽セルの背面中にp+不
純物ドープ層が拡散される。しかし効果的に背面
再結合を減じるためにはこの層が厚くなければな
らない。背面キヤリア再結合を減じるために使用
される他の技術は、バツクコンタクトを不動態化
するために薄い酸化層をセルの背面に設けるもの
である。キヤリアは、この酸化層を通つて後の電
子コンタクトに達しなくてはならない。
一部分は背面近くで再結合し、したがつて光電流
密度に寄与しない。背面におけるこのキヤリアの
再結合を減じるために背面フイールドセルが開発
された。このセルでは太陽セルの背面中にp+不
純物ドープ層が拡散される。しかし効果的に背面
再結合を減じるためにはこの層が厚くなければな
らない。背面キヤリア再結合を減じるために使用
される他の技術は、バツクコンタクトを不動態化
するために薄い酸化層をセルの背面に設けるもの
である。キヤリアは、この酸化層を通つて後の電
子コンタクトに達しなくてはならない。
米国特許第4395583号明細書において、不動態
化された背面セルと背面フイールドセルとを結合
する太陽セルが示されている。太陽セルの背面
は、p型の層中に拡散されたp+層を設けられて
いる。p+層の選択された領域はエツチングされ
て除去され、酸化層は露出されたp+層のエツチ
ングされない区域の表面領域を残しながらこれら
の選択された領域に設けられている。金属はこれ
らの露出p+領域に結合するように背面上に設置
されている。しかしながらエツチングが必要なた
めにかなりコスト高となり、その製造方法は複雑
になる。さらに背面キヤリア再結合により熱成長
酸化物のような高品質の酸化層は薄いp+層のた
めに0.3マイクロメータ以下に制限されてしまう。
化された背面セルと背面フイールドセルとを結合
する太陽セルが示されている。太陽セルの背面
は、p型の層中に拡散されたp+層を設けられて
いる。p+層の選択された領域はエツチングされ
て除去され、酸化層は露出されたp+層のエツチ
ングされない区域の表面領域を残しながらこれら
の選択された領域に設けられている。金属はこれ
らの露出p+領域に結合するように背面上に設置
されている。しかしながらエツチングが必要なた
めにかなりコスト高となり、その製造方法は複雑
になる。さらに背面キヤリア再結合により熱成長
酸化物のような高品質の酸化層は薄いp+層のた
めに0.3マイクロメータ以下に制限されてしまう。
[発明の要約]
本発明の目的は、背面フイールド効果および不
動態効果を有する太陽セル製造の信頼でき、費用
効果性のある方法を提供することである。
動態効果を有する太陽セル製造の信頼でき、費用
効果性のある方法を提供することである。
さらに本発明の目的は、改善された背面再結合
特性を有する太陽セルを製造する方法を提供する
ことである。
特性を有する太陽セルを製造する方法を提供する
ことである。
本発明による太陽セルの背面コタクトの下側に
不純物ドープ領域を形成する方法は、ほぼ平行な
主表面および主背面を有する半導体材料のp型ウ
エハを形成し、主表面と主背面との間にn+−p
接合を形成するように前記ウエハの主表面からウ
エハ内にn+層を形成し、ほぼ平行な主表面と主
背面との間の前記n+−p接合と主背面との間に
p+−p接合を形成するようにウエハの主背面か
らウエハ内にp+層を形成してp+−p接合とn+−
p接合とを間に挟まれたp型層領域を形成し、主
背面にほぼ平行な露出主面を有する非導電層を前
記主背面上に付着させ、予め定められたパターン
でアルニウムを含む金属ペーストを非導電層の露
出主面上に付着させ、ウエハおよび金属ペースト
を予め定められた温度まで加熱して金属ペースト
中のアルミニウムを前記非導電層との接触によつ
て酸化させて金属ペーストの下の位置する前記非
導電層の部分を減少させ、ペースト中の酸化され
ずに残つた金属により加熱温度、加熱時間、およ
び使用されるアルミニウムを含む金属ペーストの
量により定められた深さまで金属ペーストの下に
位置する前記p+層およびp型層の一部を溶融さ
せて合金領域を形成し、ウエハを冷却してウエハ
の背面からウエハ中に予め定められた深さまで延
在する前記アルミニウムを含む金属ペーストのパ
ターンにしがつたパターンのp+型の不純物ドー
プ領域を形成することを特徴とする。
不純物ドープ領域を形成する方法は、ほぼ平行な
主表面および主背面を有する半導体材料のp型ウ
エハを形成し、主表面と主背面との間にn+−p
接合を形成するように前記ウエハの主表面からウ
エハ内にn+層を形成し、ほぼ平行な主表面と主
背面との間の前記n+−p接合と主背面との間に
p+−p接合を形成するようにウエハの主背面か
らウエハ内にp+層を形成してp+−p接合とn+−
p接合とを間に挟まれたp型層領域を形成し、主
背面にほぼ平行な露出主面を有する非導電層を前
記主背面上に付着させ、予め定められたパターン
でアルニウムを含む金属ペーストを非導電層の露
出主面上に付着させ、ウエハおよび金属ペースト
を予め定められた温度まで加熱して金属ペースト
中のアルミニウムを前記非導電層との接触によつ
て酸化させて金属ペーストの下の位置する前記非
導電層の部分を減少させ、ペースト中の酸化され
ずに残つた金属により加熱温度、加熱時間、およ
び使用されるアルミニウムを含む金属ペーストの
量により定められた深さまで金属ペーストの下に
位置する前記p+層およびp型層の一部を溶融さ
せて合金領域を形成し、ウエハを冷却してウエハ
の背面からウエハ中に予め定められた深さまで延
在する前記アルミニウムを含む金属ペーストのパ
ターンにしがつたパターンのp+型の不純物ドー
プ領域を形成することを特徴とする。
過剰なアルミニウムまたは酸化物は背面から除
去され、非導電層の露出表面からp+型の不純物
ドープ領域まで延在する開口を有する非導電層を
形成し、この非導電層の露出表面に導電材料を付
着させてこの導電材料をp+不純物ドープ領域に
電気的に接続させて電気接続が形成される。
去され、非導電層の露出表面からp+型の不純物
ドープ領域まで延在する開口を有する非導電層を
形成し、この非導電層の露出表面に導電材料を付
着させてこの導電材料をp+不純物ドープ領域に
電気的に接続させて電気接続が形成される。
本発明のその他の目的、効果性および特徴は、
添付図面と以下の詳細な本発明の好ましい実施例
の説明から容易に明らかになる。
添付図面と以下の詳細な本発明の好ましい実施例
の説明から容易に明らかになる。
第1a乃至第1h図は、本発明による低背面再
結合太陽セルを製造するための好ましい製造工程
であり、 第2aおよび第2b図は、第1d図に示された
段階における太陽セル背面の平面図であり、 第3a図および第3b図は、第1h図により示
された段階において設けられた金属被覆を有する
太陽セル背面の平面図である。
結合太陽セルを製造するための好ましい製造工程
であり、 第2aおよび第2b図は、第1d図に示された
段階における太陽セル背面の平面図であり、 第3a図および第3b図は、第1h図により示
された段階において設けられた金属被覆を有する
太陽セル背面の平面図である。
[好ましい実施例]
大きな特質を有する第1a図を参照すると、例
えば本質的に平行な主表面11および主背面12
をそれぞれ備えたシリコンのような半導体材料の
ウエハ10が示されている。ウエハ10は最初に
一定のp型の導電性を有するのに十分な濃度の不
純物を含んでいる。
えば本質的に平行な主表面11および主背面12
をそれぞれ備えたシリコンのような半導体材料の
ウエハ10が示されている。ウエハ10は最初に
一定のp型の導電性を有するのに十分な濃度の不
純物を含んでいる。
第1b図において、一定の浅い位置のn+−p
接合13をn+層14とp型層15との間に形成
するためにウエハ10の主表面11中に拡散され
たn型不純物が示されている。表面11中に拡散
されたn型不純物は、例えばリンでもよい。太陽
装置を製造するためにウエハ10においてn+−
p接合13を形成するn型不純物を拡散する処理
技術はよく知られており、例えばここで参照され
ている文献(“Semicondutors and Semimetals”
Vol.11、Solar Cells、1975年)に示されている。
接合13をn+層14とp型層15との間に形成
するためにウエハ10の主表面11中に拡散され
たn型不純物が示されている。表面11中に拡散
されたn型不純物は、例えばリンでもよい。太陽
装置を製造するためにウエハ10においてn+−
p接合13を形成するn型不純物を拡散する処理
技術はよく知られており、例えばここで参照され
ている文献(“Semicondutors and Semimetals”
Vol.11、Solar Cells、1975年)に示されている。
第1c図に示されているように、薄いp+層1
8はウエハの主背面12中に拡散される。この薄
いp+層18は前記のようにn+−p接合13が形
成される前または後に形成されてよい。p+層1
8はホウ素、アルミニウムまたはガリウムのよう
などのp型ドーパントによつて製造されることが
でき、ドーパントを供給する方法は液体、固体ま
たは気体状の供給源を使用する電子ビームまたは
加熱蒸発により可能である。ドーパントまたはイ
オンビーム源を使用して注入されることができ
る。p型ドーパントはレーザ、赤外線源または加
熱源を使用して加熱により背面中に拡散されるこ
とができる。コスト効果的で信頼できる薄いp+
層18の製造方法は、ここに参照されている文献
(Low Alpha、Boron BSF Solar Cell”17th
IEEE Photovoltaic Specialists Conference138
(1984))において明かにされている。0.05乃至
0.3ミクロンの薄いp+層18が望ましい。
8はウエハの主背面12中に拡散される。この薄
いp+層18は前記のようにn+−p接合13が形
成される前または後に形成されてよい。p+層1
8はホウ素、アルミニウムまたはガリウムのよう
などのp型ドーパントによつて製造されることが
でき、ドーパントを供給する方法は液体、固体ま
たは気体状の供給源を使用する電子ビームまたは
加熱蒸発により可能である。ドーパントまたはイ
オンビーム源を使用して注入されることができ
る。p型ドーパントはレーザ、赤外線源または加
熱源を使用して加熱により背面中に拡散されるこ
とができる。コスト効果的で信頼できる薄いp+
層18の製造方法は、ここに参照されている文献
(Low Alpha、Boron BSF Solar Cell”17th
IEEE Photovoltaic Specialists Conference138
(1984))において明かにされている。0.05乃至
0.3ミクロンの薄いp+層18が望ましい。
第1d図においてウエハ10の主背面12上に
付着された非導電層20が示されており、これに
より後の段階で薄いp+層から金属被覆を保護す
る。この非導電層20はシリコン酸化物またはシ
リコン窒化物またはその他低品質酸化物を使用し
て形成されてよく、0.05乃至0.3ミクロンの厚さ
でよい。例えば文献(“Thin Film Processes”、
1978年)のように非導電層を設ける周知の方法は
複数ある。(後に供給される)金属被覆から薄い
p+層18を不動態化する好ましい方法は、例え
ば約0.05乃至0.3ミクロンの厚さの層20を約400
℃乃至約600℃の温度で形成するためにシリコン
酸化物の低圧化学気化物質を主背面12上に付着
する方法である。
付着された非導電層20が示されており、これに
より後の段階で薄いp+層から金属被覆を保護す
る。この非導電層20はシリコン酸化物またはシ
リコン窒化物またはその他低品質酸化物を使用し
て形成されてよく、0.05乃至0.3ミクロンの厚さ
でよい。例えば文献(“Thin Film Processes”、
1978年)のように非導電層を設ける周知の方法は
複数ある。(後に供給される)金属被覆から薄い
p+層18を不動態化する好ましい方法は、例え
ば約0.05乃至0.3ミクロンの厚さの層20を約400
℃乃至約600℃の温度で形成するためにシリコン
酸化物の低圧化学気化物質を主背面12上に付着
する方法である。
第1e図において非導電層20の露出面21に
スキージ(sqeegee)を使用してパターン化され
たスクリーンを通して供給された金属ペースト2
5が示されている。金属ペースト25のパターン
は第2a図において示された点50の形状および
第2b図において示された線51の形状か、また
は直列抵抗を増加することなく背面金属の接触領
域を減少させるその他の予め定められたパターン
でもよい。点50または線51は、表面再結合速
度を低下させるために露出面21の1%以下を被
覆するとよい。金属ペーストは、媒体中に浮遊す
る直径約2.0乃至10マイクロメータの高いアルミ
ニウム微粒子から構成されてよい。約68%のアル
ミニウムパウダー、約29%の媒体および約3%の
ブチルカルビトールアセテートの組成が優れた金
属印刷ペーストを提供することが明らかになつ
た。金属ペーストの粘度はブルカルビトールアセ
テートの量を増減することによつて変化できる。
また約44.3%のアルフアテルピノール、約44.3%
のブチルカルビトールアセテート、約9.9%のエ
チルセルローズおよび約1.5%のチクサトールST
の媒体組成は優れた結果をもたらすことが分つ
た。添加の後、金属ペースト25は例えば約150
℃乃至約400℃でオーブン中で乾燥される。
スキージ(sqeegee)を使用してパターン化され
たスクリーンを通して供給された金属ペースト2
5が示されている。金属ペースト25のパターン
は第2a図において示された点50の形状および
第2b図において示された線51の形状か、また
は直列抵抗を増加することなく背面金属の接触領
域を減少させるその他の予め定められたパターン
でもよい。点50または線51は、表面再結合速
度を低下させるために露出面21の1%以下を被
覆するとよい。金属ペーストは、媒体中に浮遊す
る直径約2.0乃至10マイクロメータの高いアルミ
ニウム微粒子から構成されてよい。約68%のアル
ミニウムパウダー、約29%の媒体および約3%の
ブチルカルビトールアセテートの組成が優れた金
属印刷ペーストを提供することが明らかになつ
た。金属ペーストの粘度はブルカルビトールアセ
テートの量を増減することによつて変化できる。
また約44.3%のアルフアテルピノール、約44.3%
のブチルカルビトールアセテート、約9.9%のエ
チルセルローズおよび約1.5%のチクサトールST
の媒体組成は優れた結果をもたらすことが分つ
た。添加の後、金属ペースト25は例えば約150
℃乃至約400℃でオーブン中で乾燥される。
それから金属ペースト25およびウエハ10
は、一般に約680℃から約1000℃に及び高温で加
熱される。媒体中を浮遊するアルミニウム微粒子
から構成された金属ペーストを使用して、例示の
ようにアルミニウム微粒子はこの高温で容積に対
する面積の比が高いために急速に酸化され、金属
ペーストパターン25の下の非導電層20の一部
分を減少させる。その結果生じた酸化物は面の方
向に移動し、一方残りのアルニウム粒子はp+層
18に溶け出す。この残留アルミニウム金属は
p+層18中に溶け出し、p+層の部分と合金し、
p型の層15中に突出して、約3乃至15マイクロ
メータの距離までp型の層15の選択された区域
中に溶け出して合金する。それからウエハ10は
冷却され、アルミニウムおよび半導体材料は、第
1f図に示されるようにウエハ中において高ドー
プp+領域30を形成するように合金される。第
1a図乃至第1h図は実際のスケールでは示され
ていない。
は、一般に約680℃から約1000℃に及び高温で加
熱される。媒体中を浮遊するアルミニウム微粒子
から構成された金属ペーストを使用して、例示の
ようにアルミニウム微粒子はこの高温で容積に対
する面積の比が高いために急速に酸化され、金属
ペーストパターン25の下の非導電層20の一部
分を減少させる。その結果生じた酸化物は面の方
向に移動し、一方残りのアルニウム粒子はp+層
18に溶け出す。この残留アルミニウム金属は
p+層18中に溶け出し、p+層の部分と合金し、
p型の層15中に突出して、約3乃至15マイクロ
メータの距離までp型の層15の選択された区域
中に溶け出して合金する。それからウエハ10は
冷却され、アルミニウムおよび半導体材料は、第
1f図に示されるようにウエハ中において高ドー
プp+領域30を形成するように合金される。第
1a図乃至第1h図は実際のスケールでは示され
ていない。
アルミニウムおよび酸化物35の過剰な付着物
は、50%の塩化水素溶液の中でウエハを煮沸する
ことによつて、合金されていない酸化層20に影
響を及ぼすことなく除去される。第1g図はこの
段階における装置を示し、高ドープp+領域30
の上方の層20においてそれらの露出面領域40
および開口36を有するこれら領域30を示して
いる。
は、50%の塩化水素溶液の中でウエハを煮沸する
ことによつて、合金されていない酸化層20に影
響を及ぼすことなく除去される。第1g図はこの
段階における装置を示し、高ドープp+領域30
の上方の層20においてそれらの露出面領域40
および開口36を有するこれら領域30を示して
いる。
第1h図はセルの背面21に設けられた金属被
覆45を示す。金属を設ける前に、その背面は清
掃される。一般的にアルミニウム、チタン、パラ
ジウムおよび銀はセルコンタクトを形成するため
に背面21上で蒸着される。コンタクトは、第3
a図に示されるようにセルの背面全体55または
第3b図に示されるグリツド製造56のようなセ
ルの特定部分だけを被覆することができる。金属
被覆45の部分は、非導電層20における開口を
通る表面区域40でp+ドープ不純物領域30と
電気的な接触をする。金属金属被覆は、高ドープ
p+表面区域40とのオームコンタクトを形成す
るために加熱処理される。金属被覆はまたセルの
前面にも設けられる。
覆45を示す。金属を設ける前に、その背面は清
掃される。一般的にアルミニウム、チタン、パラ
ジウムおよび銀はセルコンタクトを形成するため
に背面21上で蒸着される。コンタクトは、第3
a図に示されるようにセルの背面全体55または
第3b図に示されるグリツド製造56のようなセ
ルの特定部分だけを被覆することができる。金属
被覆45の部分は、非導電層20における開口を
通る表面区域40でp+ドープ不純物領域30と
電気的な接触をする。金属金属被覆は、高ドープ
p+表面区域40とのオームコンタクトを形成す
るために加熱処理される。金属被覆はまたセルの
前面にも設けられる。
完成した製品は、高い効率および定背面再結合
速度を具備した太陽セルとなり、これは安価な材
料により確実で簡単化された集積処理シーケンス
で製造されることができる。
速度を具備した太陽セルとなり、これは安価な材
料により確実で簡単化された集積処理シーケンス
で製造されることができる。
本発明は特定の1実施例を図示および説明して
いる。しかしながら本発明の関連分野における技
術者に明らかな種々の変更および修正は、本発明
の技術的範囲から逸脱することなく行われるもの
である。
いる。しかしながら本発明の関連分野における技
術者に明らかな種々の変更および修正は、本発明
の技術的範囲から逸脱することなく行われるもの
である。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US875,028 | 1986-06-16 | ||
US06/875,028 US4703553A (en) | 1986-06-16 | 1986-06-16 | Drive through doping process for manufacturing low back surface recombination solar cells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63503497A JPS63503497A (ja) | 1988-12-15 |
JPH0520914B2 true JPH0520914B2 (ja) | 1993-03-22 |
Family
ID=25365075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62503286A Granted JPS63503497A (ja) | 1986-06-16 | 1987-05-11 | 低背面再結合太陽電池製造用ドライブスルードーピング方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4703553A (ja) |
EP (1) | EP0270603A1 (ja) |
JP (1) | JPS63503497A (ja) |
WO (1) | WO1987007766A1 (ja) |
Families Citing this family (59)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62234379A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置 |
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