JPH0722634A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
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- JPH0722634A JPH0722634A JP5150408A JP15040893A JPH0722634A JP H0722634 A JPH0722634 A JP H0722634A JP 5150408 A JP5150408 A JP 5150408A JP 15040893 A JP15040893 A JP 15040893A JP H0722634 A JPH0722634 A JP H0722634A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射防止膜とＰＮ接合を同時に形成し，か
つ，基板裏面あるいは側面に形成される不要なＮ+層の
除去工程が不要な太陽電池製造方法において，変換効率
が向上し，基板割れの原因となるアルミ粒の発生しない
太陽電池製造方法を提供する。 【構成】 Ｐ型シリコン基板の受光面側にＮ型不純物を
含む層を形成し，この層上に酸化チタン膜を形成し，該
基板を熱処理し，該基板裏面にアルミペーストを印刷，
焼成してＰ+層及び裏面電極を形成し，受光面電極を形
成する。
つ，基板裏面あるいは側面に形成される不要なＮ+層の
除去工程が不要な太陽電池製造方法において，変換効率
が向上し，基板割れの原因となるアルミ粒の発生しない
太陽電池製造方法を提供する。 【構成】 Ｐ型シリコン基板の受光面側にＮ型不純物を
含む層を形成し，この層上に酸化チタン膜を形成し，該
基板を熱処理し，該基板裏面にアルミペーストを印刷，
焼成してＰ+層及び裏面電極を形成し，受光面電極を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池の製造方法に関
するものであり，特に反射防止膜とＰＮ接合を同時に形
成し，かつ，基板裏面あるいは側面に形成される不要な
Ｎ+層の除去工程を必要としない製造方法を提供するも
のである。
するものであり，特に反射防止膜とＰＮ接合を同時に形
成し，かつ，基板裏面あるいは側面に形成される不要な
Ｎ+層の除去工程を必要としない製造方法を提供するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】低コストシリコン太陽電池作製プロセス
では，ＰＮ接合と反射防止膜を同時に形成する方法が用
いられている。この方法では，五酸化リン，チタン酸エ
ステル及びアルコールよりなる塗布液をＰ型シリコン基
板の片面に回転塗布し，リンを含むＴｉＯ2膜，ＰＴＧ
膜（Phospho Titanate Glass),を形成し，次に約９００
℃で熱処理することにより，この膜からリンがシリコン
中に拡散してＰＮ接合が形成されると共に，この膜は反
射防止膜として作用する。しかし,この方法を用いた場
合，拡散中に拡散炉雰囲気中に放出したリンが基板裏面
及び側面に拡散しＮ+層を形成するため，このまま裏面
にアルミペーストを用いてＰ+層及び裏面電極を形成し
た場合，Ｎ+層とＰ+層が接触してしまうので，リーク電
流が増加し太陽電池特性を低下させてしまう。
では，ＰＮ接合と反射防止膜を同時に形成する方法が用
いられている。この方法では，五酸化リン，チタン酸エ
ステル及びアルコールよりなる塗布液をＰ型シリコン基
板の片面に回転塗布し，リンを含むＴｉＯ2膜，ＰＴＧ
膜（Phospho Titanate Glass),を形成し，次に約９００
℃で熱処理することにより，この膜からリンがシリコン
中に拡散してＰＮ接合が形成されると共に，この膜は反
射防止膜として作用する。しかし,この方法を用いた場
合，拡散中に拡散炉雰囲気中に放出したリンが基板裏面
及び側面に拡散しＮ+層を形成するため，このまま裏面
にアルミペーストを用いてＰ+層及び裏面電極を形成し
た場合，Ｎ+層とＰ+層が接触してしまうので，リーク電
流が増加し太陽電池特性を低下させてしまう。
【０００３】そこで,従来，Ｎ+層とＰ+層を分離するた
めに，受光面を耐酸性のテープあるいはレジストで被覆
し，硝酸とフッ酸の混合液を用いて基板裏面あるいは側
面のＮ+層を除去し，受光面を被覆したテープ及びレジ
ストを除去した後，裏面電極を形成していた。しかし，
この方法は工程が複雑であり低コスト化の妨げとなる。
この改善方法として，ＰＮ接合形成前に，基板裏面外周
部にＳｉＯ2，ＴｉＯ2及びＭｇＯを含むペーストを印刷
し，不純物拡散防止膜を形成することにより基板裏面に
Ｎ+層が形成されるのを防ぐ方法（例えば，特公平３−
６２０３１），あるいは基板裏面にチタンを含む溶液を
塗布し不純物拡散防止膜を形成する方法等がある（例え
ば，特開平４−２５６３７４）。
めに，受光面を耐酸性のテープあるいはレジストで被覆
し，硝酸とフッ酸の混合液を用いて基板裏面あるいは側
面のＮ+層を除去し，受光面を被覆したテープ及びレジ
ストを除去した後，裏面電極を形成していた。しかし，
この方法は工程が複雑であり低コスト化の妨げとなる。
この改善方法として，ＰＮ接合形成前に，基板裏面外周
部にＳｉＯ2，ＴｉＯ2及びＭｇＯを含むペーストを印刷
し，不純物拡散防止膜を形成することにより基板裏面に
Ｎ+層が形成されるのを防ぐ方法（例えば，特公平３−
６２０３１），あるいは基板裏面にチタンを含む溶液を
塗布し不純物拡散防止膜を形成する方法等がある（例え
ば，特開平４−２５６３７４）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし，上記の反射防
止膜とＰＮ接合を同時に形成するプロセスでは，ＰＴＧ
膜（Phospho Titanate Glass)をそのまま反射防止膜と
して用いるため，拡散後に基板をフッ酸または硫酸等の
溶液で処理することはできない。なぜなら，前記処理を
行った場合，反射防止膜として用いるリンを含むＴｉＯ
2膜が除去されてしまうからである。したがって，基板
裏面外周部に不純物拡散防止膜を形成した場合，基板を
フッ酸等で処理することができないので，この膜は残る
ことになる。そして，この膜の上からＰ+層及び裏面電
極を形成するためにアルミペーストを印刷，焼成するこ
とになるが，このとき残留している膜がアルミニウムと
シリコンの反応を阻害する。その結果，十分なＰ+層が
得られずに太陽電池の特性が低下し，あるいは，アルミ
ニウムの粒が発生し，後の工程において基板が割れる原
因となる。
止膜とＰＮ接合を同時に形成するプロセスでは，ＰＴＧ
膜（Phospho Titanate Glass)をそのまま反射防止膜と
して用いるため，拡散後に基板をフッ酸または硫酸等の
溶液で処理することはできない。なぜなら，前記処理を
行った場合，反射防止膜として用いるリンを含むＴｉＯ
2膜が除去されてしまうからである。したがって，基板
裏面外周部に不純物拡散防止膜を形成した場合，基板を
フッ酸等で処理することができないので，この膜は残る
ことになる。そして，この膜の上からＰ+層及び裏面電
極を形成するためにアルミペーストを印刷，焼成するこ
とになるが，このとき残留している膜がアルミニウムと
シリコンの反応を阻害する。その結果，十分なＰ+層が
得られずに太陽電池の特性が低下し，あるいは，アルミ
ニウムの粒が発生し，後の工程において基板が割れる原
因となる。
【０００５】本発明は，反射防止膜とＰＮ接合を同時に
形成し，かつ，基板裏面あるいは側面の不要なＮ+層の
除去工程を必要としない太陽電池製造プロセスにおい
て，変換効率が向上し，基板割れの原因となるアルミ粒
の発生しない太陽電池製造方法を提供するものである。
形成し，かつ，基板裏面あるいは側面の不要なＮ+層の
除去工程を必要としない太陽電池製造プロセスにおい
て，変換効率が向上し，基板割れの原因となるアルミ粒
の発生しない太陽電池製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池製造方
法では，Ｐ型シリコン基板の受光面側にＮ型不純物を含
む層を形成し，その上にＴｉＯ2膜を形成し，この基板
を熱処理する。次に，基板裏面にアルミペーストを印
刷，焼成してＰ+層及び裏面電極を形成する。次に，受
光面電極を形成して太陽電池が完成する。
法では，Ｐ型シリコン基板の受光面側にＮ型不純物を含
む層を形成し，その上にＴｉＯ2膜を形成し，この基板
を熱処理する。次に，基板裏面にアルミペーストを印
刷，焼成してＰ+層及び裏面電極を形成する。次に，受
光面電極を形成して太陽電池が完成する。
【０００７】上記のＮ型不純物を含む層として，ケイ酸
エステル，カルボン酸，アルコール及び五酸化リンを主
成分とする塗布液，あるいはケイ酸エステルをチタン酸
エステルで置き換えた塗布液を，回転塗布法あるいはス
プレー法により基板表面に塗布することにより形成され
るＰＳＧ膜（Phospho Silicate Glass），あるいはＰＴ
Ｇ膜（Phospho Titanate Glass）を用いることができ
る。また，ＴｉＯ2膜の形成法として，ＣＶＤ法あるい
はチタン酸エステル，カルボン酸及びアルコールを主成
分とする塗布液を用いて，回転塗布法あるいはスプレー
法により形成することができる。
エステル，カルボン酸，アルコール及び五酸化リンを主
成分とする塗布液，あるいはケイ酸エステルをチタン酸
エステルで置き換えた塗布液を，回転塗布法あるいはス
プレー法により基板表面に塗布することにより形成され
るＰＳＧ膜（Phospho Silicate Glass），あるいはＰＴ
Ｇ膜（Phospho Titanate Glass）を用いることができ
る。また，ＴｉＯ2膜の形成法として，ＣＶＤ法あるい
はチタン酸エステル，カルボン酸及びアルコールを主成
分とする塗布液を用いて，回転塗布法あるいはスプレー
法により形成することができる。
【０００８】
【作用】Ｎ型不純物を含む層上にＴｉＯ2膜を形成して
熱処理することにより，Ｎ型不純物を含む層から不純物
がシリコン表面に拡散してシリコン基板表面にＮ+層が
形成され，ＴｉＯ2膜は緻密化されて良好な反射防止膜
となる。また，Ｎ型不純物を含む層のＴｉＯ2側面から
放出されるＮ型不純物元素は，ＴｉＯ2膜中を拡散す
る。このＮ型不純物元素は網目形成元素であり，ＴｉＯ
2と網目構造を形成するのでＴｉＯ2膜中に補足され，拡
散雰囲気中へのＮ型不純物元素の放出は抑制される。し
たがって，基板裏面に不要なＮ+層が形成されない。
熱処理することにより，Ｎ型不純物を含む層から不純物
がシリコン表面に拡散してシリコン基板表面にＮ+層が
形成され，ＴｉＯ2膜は緻密化されて良好な反射防止膜
となる。また，Ｎ型不純物を含む層のＴｉＯ2側面から
放出されるＮ型不純物元素は，ＴｉＯ2膜中を拡散す
る。このＮ型不純物元素は網目形成元素であり，ＴｉＯ
2と網目構造を形成するのでＴｉＯ2膜中に補足され，拡
散雰囲気中へのＮ型不純物元素の放出は抑制される。し
たがって，基板裏面に不要なＮ+層が形成されない。
【０００９】
【実施例】本発明の太陽電池製造プロセスを，図１を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１０】まず，Ｐ型シリコン基板１を水酸化ナトリ
ウム水溶液及びアルコールの混合液を用いてテクスチャ
エッチングを行う。その後，ケイ酸エチル，カルボン
酸，エタノール及び五酸化リンを主成分とする塗布液
を，回転塗布法により基板片面に塗布し，膜厚約１０ｎ
ｍのＰＳＧ膜（Phospho Silicate Glass）２を形成し，
約２００℃で３０分乾燥する。このＰＳＧ膜２上にテト
ライソプロピルチタネート，カルボン酸及びアルコール
を主成分とする塗布液を回転塗布し，膜厚約６０ｎｍの
ＴｉＯ2膜３を形成する。次に熱拡散炉にて約９００℃
で加熱すると，ＰＳＧ膜２からシリコンへリンが拡散し
てＮ+層４が形成され，また，ＴｉＯ2膜３は緻密にな
る。その後，基板裏面にアルミペーストを，受光面に銀
ペーストをスクリーン印刷法により印刷し，次いで焼成
してＰ+層７，裏面電極５及び受光面電極６を形成し
た。
ウム水溶液及びアルコールの混合液を用いてテクスチャ
エッチングを行う。その後，ケイ酸エチル，カルボン
酸，エタノール及び五酸化リンを主成分とする塗布液
を，回転塗布法により基板片面に塗布し，膜厚約１０ｎ
ｍのＰＳＧ膜（Phospho Silicate Glass）２を形成し，
約２００℃で３０分乾燥する。このＰＳＧ膜２上にテト
ライソプロピルチタネート，カルボン酸及びアルコール
を主成分とする塗布液を回転塗布し，膜厚約６０ｎｍの
ＴｉＯ2膜３を形成する。次に熱拡散炉にて約９００℃
で加熱すると，ＰＳＧ膜２からシリコンへリンが拡散し
てＮ+層４が形成され，また，ＴｉＯ2膜３は緻密にな
る。その後，基板裏面にアルミペーストを，受光面に銀
ペーストをスクリーン印刷法により印刷し，次いで焼成
してＰ+層７，裏面電極５及び受光面電極６を形成し
た。
【００１１】また，本実施例のＰＳＧ膜厚とＴｉＯ2膜
厚の最適値を得るために，ＰＳＧ膜厚を１０〜４５ｎｍ
の範囲で変化させ，それぞれのＰＳＧ膜厚に対して波長
６００ｎｍ付近で表面反射率が最小となるように，Ｔｉ
Ｏ2膜厚を２０〜６０ｎｍの範囲で組み合わせ，太陽電
池を試作してその特性を調べた。図２にＰＳＧ膜厚と，
本発明太陽電池の変換効率ηsをη0で規格化した値との
関係を示す。η0は，ＰＳＧ膜のみを形成して拡散した
後，このＰＳＧ膜を除去し，ＴｉＯ2膜を形成し，基板
裏面の不要なＮ+層を除去して作製した太陽電池の効率
である。この結果から，ＰＳＧ膜厚が約１０ｎｍのとき
に最大効率を示し，この膜厚が最適であることが判明し
た。
厚の最適値を得るために，ＰＳＧ膜厚を１０〜４５ｎｍ
の範囲で変化させ，それぞれのＰＳＧ膜厚に対して波長
６００ｎｍ付近で表面反射率が最小となるように，Ｔｉ
Ｏ2膜厚を２０〜６０ｎｍの範囲で組み合わせ，太陽電
池を試作してその特性を調べた。図２にＰＳＧ膜厚と，
本発明太陽電池の変換効率ηsをη0で規格化した値との
関係を示す。η0は，ＰＳＧ膜のみを形成して拡散した
後，このＰＳＧ膜を除去し，ＴｉＯ2膜を形成し，基板
裏面の不要なＮ+層を除去して作製した太陽電池の効率
である。この結果から，ＰＳＧ膜厚が約１０ｎｍのとき
に最大効率を示し，この膜厚が最適であることが判明し
た。
【００１２】表１に本実施例及び比較例の太陽電池特性
及び−１Ｖでのリーク電流値を示す。
及び−１Ｖでのリーク電流値を示す。
【００１３】また，図３に本発明の実施例と比較例１の
Ｉ−Ｖ曲線を示す。
Ｉ−Ｖ曲線を示す。
【００１４】比較例１の太陽電池の製造方法を次に示
す。Ｐ型シリコン基板をテクスチャエッチングする。次
に，テトライソプロピルチタネート，カルボン酸，アル
コール及び五酸化リンを含む塗布液を基板片面に回転塗
布し，基板表面にＰＴＧ膜（Phospho Titanate Glass)
を形成し，約９００℃で熱処理してＰＮ接合と反射防止
膜を同時に形成しる。そして，基板裏面の不要なＮ+層
の除去を行わずに，アルミペーストを印刷，焼成してＰ
+層及び裏面電極を形成し，受光面電極を形成して素子
化した。比較例２は，基板裏面に不純物拡散防止膜とし
てＴｉＯ2膜を形成し，その他のプロセスは比較例１と
同様に作製した。
す。Ｐ型シリコン基板をテクスチャエッチングする。次
に，テトライソプロピルチタネート，カルボン酸，アル
コール及び五酸化リンを含む塗布液を基板片面に回転塗
布し，基板表面にＰＴＧ膜（Phospho Titanate Glass)
を形成し，約９００℃で熱処理してＰＮ接合と反射防止
膜を同時に形成しる。そして，基板裏面の不要なＮ+層
の除去を行わずに，アルミペーストを印刷，焼成してＰ
+層及び裏面電極を形成し，受光面電極を形成して素子
化した。比較例２は，基板裏面に不純物拡散防止膜とし
てＴｉＯ2膜を形成し，その他のプロセスは比較例１と
同様に作製した。
【００１５】
【表１】
【００１６】本実施例による太陽電池は，ＰＳＧ膜上に
ＴｉＯ2膜を形成するので，拡散時にリンが拡散雰囲気
中に放出することが抑制され，基板裏面にＮ+層が形成
されない。したがって，比較例１と比べてリーク電流値
が小さくなり，曲線因子及び開放電圧が改善されてい
る。また，基板裏面に不純物拡散防止膜を形成していな
いので，アルミペーストを焼成する際にアルミニウムと
シリコンの反応が阻害されずに十分なＰ+層が形成さ
れ，比較例２と比較して短絡電流及び開放電圧が向上し
ている。
ＴｉＯ2膜を形成するので，拡散時にリンが拡散雰囲気
中に放出することが抑制され，基板裏面にＮ+層が形成
されない。したがって，比較例１と比べてリーク電流値
が小さくなり，曲線因子及び開放電圧が改善されてい
る。また，基板裏面に不純物拡散防止膜を形成していな
いので，アルミペーストを焼成する際にアルミニウムと
シリコンの反応が阻害されずに十分なＰ+層が形成さ
れ，比較例２と比較して短絡電流及び開放電圧が向上し
ている。
【００１７】また，基板裏面に不純物拡散防止膜形成し
ていないので，後の工程で基板割れの原因となるアルミ
粒の発生はなかった。
ていないので，後の工程で基板割れの原因となるアルミ
粒の発生はなかった。
【００１８】
【発明の効果】本発明の太陽電池製造プロセスでは，Ｎ
型不純物元素を含む層上にＴｉＯ2膜を形成して熱処理
するので，ＰＮ接合と反射防止膜を同時に形成でき，か
つ，不要なＮ+層の除去工程が不必要となる。また，基
板裏面に不純物拡散防止膜を形成しないので，アルミニ
ウムとシリコンの反応を阻害せず，十分なＰ+層が形成
され太陽電池特性が向上し，また，後の工程で基板割れ
の原因となるアルミ粒も発生しない。
型不純物元素を含む層上にＴｉＯ2膜を形成して熱処理
するので，ＰＮ接合と反射防止膜を同時に形成でき，か
つ，不要なＮ+層の除去工程が不必要となる。また，基
板裏面に不純物拡散防止膜を形成しないので，アルミニ
ウムとシリコンの反応を阻害せず，十分なＰ+層が形成
され太陽電池特性が向上し，また，後の工程で基板割れ
の原因となるアルミ粒も発生しない。
【図１】本実施例の工程説明図である。
【図２】ＰＳＧ膜厚と変換効率の関係図である。
【図３】本実施例と比較例１のＩ−Ｖ曲線を示した図で
ある。
ある。
１ Ｐ型シリコン基板 ２ ＰＳＧ膜 ３ ＴｉＯ2膜 ４ Ｎ+層 ５ 裏面電極 ６ 受光面電極 ７ Ｐ+層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 哲啓 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｐ型シリコン基板の受光面側にＮ型不純
物を含む層を形成し，この層上に酸化チタン膜を形成し
た後，該基板を熱処理し，該基板裏面にアルミペースト
を印刷，焼成してＰ+層及び裏面電極を形成し，該基板
受光面に受光面電極を形成することを特徴とする太陽電
池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150408A JPH0722634A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150408A JPH0722634A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722634A true JPH0722634A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15496309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5150408A Pending JPH0722634A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722634A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093418A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| US7368657B2 (en) | 2002-01-30 | 2008-05-06 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Paste composition and solar cell employing the same |
| JP2009081470A (ja) * | 2009-01-19 | 2009-04-16 | Sharp Corp | 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール |
| WO2009105840A1 (ru) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Институт Физики Национальной Академии Наук Азербайджана | Способ повышения эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую и устройство для его реализаций |
| KR101499967B1 (ko) * | 2008-09-25 | 2015-03-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP5150408A patent/JPH0722634A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7368657B2 (en) | 2002-01-30 | 2008-05-06 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Paste composition and solar cell employing the same |
| JP2006093418A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法 |
| JP4646584B2 (ja) * | 2004-09-24 | 2011-03-09 | シャープ株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| WO2009105840A1 (ru) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Институт Физики Национальной Академии Наук Азербайджана | Способ повышения эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую и устройство для его реализаций |
| EA017011B1 (ru) * | 2008-02-27 | 2012-09-28 | Институт Физики Национальной Академии Наук Азербайджана | Способ повышения эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую и устройство для его реализации |
| KR101499967B1 (ko) * | 2008-09-25 | 2015-03-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
| JP2009081470A (ja) * | 2009-01-19 | 2009-04-16 | Sharp Corp | 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール |
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