JPWO2014123060A1 - 太陽電池セルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図3に示すように、2枚の基板Wの裏面BS同士を当接させた状態を1組の基板群WGとして、複数組の基板群WGをウェハボート1の所定の位置に載せる。そして、ウェハボート1を拡散炉に搬入し、拡散炉を密閉する。その後、拡散炉内の温度を950℃まで加熱する。そして、窒素及び酸素の混合ガスをキャリアガスとして、三臭化ボロン(BBr3)を拡散炉内に導入する。このとき、拡散炉内の雰囲気中の窒素と酸素の流量比が99.5:0.5〜95:5の範囲内となるようにキャリアガスを調節する。このような状態を5〜120分間維持することにより、ボロン拡散が行われる(ボロン拡散工程−第1のステップ)。
ボロン拡散処理(第1のステップ)の終了後、拡散炉内の雰囲気を排気すると共に、拡散炉内に酸化性ガス(例えば酸素、オゾン、二酸化窒素等)を導入する。このとき、拡散炉内の温度を調節し、ボロン拡散処理(第1のステップ)の温度(本実施の形態では950℃)を維持する。拡散炉内を酸化雰囲気にした後、例えば15分間保持し、その後降温して拡散炉から取り出す。この保持時間および降温時において、基板Wに形成されたボロンシリサイド層3が酸化される(ボロン拡散工程‐第2のステップ)。
2 ボロン拡散層
3 ボロンシリサイド層
4 ボロンシリケートガラス層
5 レジスト膜
6 リン拡散層
7 リンシリケートガラス層
8 反射防止膜
9 導電性ペースト
10 Agグリッド電極
11 基板周縁部
W 基板
WG 基板群
S 表面
BS 裏面
技術分野
[0001]
本発明は、シリコン基板にボロン拡散層を形成するボロン拡散工程を有する太陽電池セルの製造方法に関する。本願は、2013年2月6日に日本に出願された特願2013−021205号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002]
太陽電池セルは、光エネルギーを電力に変換する半導体素子であり、p−n接合型、pin型、ショットキー型等があり、特にp−n接合型が広く用いられている。また、太陽電池をその基板材料をもとに分類すると、シリコン結晶系太陽電池、アモルファス(非晶質)シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池の3種類に大きく分けられる。シリコン結晶系太陽電池は、さらに、単結晶系太陽電池と多結晶系太陽電池に分類される。太陽電池用シリコン結晶基板は比較的容易に製造できることから、シリコン結晶系太陽電池が最も普及している。
[0003]
太陽電池は、クリーンなエネルギー源として近年需要が高まっており、それに伴い太陽電池セルの需要も高まっている。また、エネルギー効率の観点から、太陽電池セルの、光エネルギーから電力への変換効率(以下、単に「変換効率」とも表記する)ができるだけ高いものが望まれている。そのような太陽電池セルの1つとして、両面受光型太陽電池セルがある。両面受光型太陽電池セルは、散乱光や反射光をセル裏面から吸収し発電することができ、従来の片面受光太陽電池セルよりも変換効率を向上させるものであるが、更なる変換効率の向上が求められている。
[0004]
両面受光型太陽電池セルでは、n型基板を使用し、p+層を形成する際にボロンを拡散源とする熱拡散を用いることがあるが、この両面受光型太陽電池セルの変換効率の向上を阻む1つの要因として、太陽電池セルの製造工程
ボロンシリケートガラス層を得られない場合もあり、シリコン基板表面のボロン拡散層内にリンが拡散してしまうことがあった。
[0009]
本発明の目的は、上記問題点を解決するため、シリコン基板に形成されたボロンシリサイド層を完全に酸化させて確実に除去すると共に、良質なボロンシリケートガラス層を得ることができるボロン拡散工程を有する太陽電池セルの製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010]
上記課題を解決するため、本発明によれば、シリコン基板にボロンを熱拡散させる第1のステップと、前記第1のステップにおいてシリコン基板に形成されたボロンシリサイド層を酸化させる第2のステップとから成るボロン拡散工程を有する太陽電池セルの製造方法であって、前記第2のステップにおいて、900℃以上、かつ、前記第1のステップの処理温度以下の温度となる状態を15分以上有する、太陽電池セルの製造方法が提供される。
[0011]
また、本発明によれば、前記ボロン拡散工程の終了後、前記シリコン基板の裏面に、意図せず形成されるボロン拡散層及びボロンシリケートガラス層を除去する工程において、前記シリコン基板の表面にレジスト膜を形成した後に、化学ウェット処理により前記シリコン基板の裏面に形成されたボロン拡散層及びボロンシリケートガラス層を除去し、その後、前記シリコン基板の表面のレジスト膜を除去する太陽電池セルの製造方法も提供される。
発明の効果
[0012]
本発明によれば、ボロン拡散工程において、シリコン基板に形成されたボロンシリサイド層を完全に酸化させることができる。これにより、従来よりもボロンシリサイド層を確実に除去することができると共に、シリコン基板表面のボロン拡散層上に膜厚が厚く、且つ、緻密なボロンシリケートガラス層を形成することができる。
図面の簡単な説明
Claims (11)
- シリコン基板にボロンを熱拡散させる第1のステップと、前記第1のステップにおいてシリコン基板に形成されたボロンシリサイド層を酸化させる第2のステップとから成るボロン拡散工程において、シリコン基板にボロン拡散層を形成するボロン拡散層形成方法であって、
前記第2のステップにおいて、900℃以上、かつ、前記第1のステップの処理温度以下の温度となる状態を15分以上有する、ボロン拡散層形成方法。 - 前記第1のステップを、920℃以上、かつ、1050℃以下で行う請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- 前記第1のステップを、窒素と酸素の流量比が99.5:0.5〜95:5となる雰囲気下において行う請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- 前記第1のステップを5〜120分間行う請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- 前記第1および第2のステップにより形成されるボロンシリケートガラス層の膜厚が100〜200nmとなる請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- 三臭化ボロン(BBr3)又は三塩化ボロン(BCl3)を拡散源とする請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- ボロン化合物を含む材料をスピン塗布法でシリコン基板上に塗布することによりボロン拡散源を形成する請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- ボロン化合物を含む材料をスクリーン印刷法でシリコン基板上に塗布することによりボロン拡散源を形成する請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- ボロン化合物を含む材料をインクジェット法でシリコン基板上に塗布することによりボロン拡散源を形成する請求項1に記載のボロン拡散層形成方法。
- 請求項1に記載のボロン拡散層形成方法によりボロン拡散層が形成されたシリコン基板を用いる太陽電池セルの製造方法であって、
前記シリコン基板の裏面に形成されたボロン拡散層及びボロンシリケートガラス層を除去する工程において、
前記シリコン基板の表面にレジスト膜を形成した後に、化学ウェット処理により前記シリコン基板の裏面に形成されたボロン拡散層及びボロンシリケートガラス層を除去し、その後、前記シリコン基板の表面のレジスト膜を除去する工程を含む太陽電池セルの製造方法。 - 前記レジスト膜を除去する工程の終了後、前記シリコン基板の裏面にリンを拡散させるリン拡散工程と、前記シリコン基板の両面に反射防止膜を形成する工程と、前記シリコン基板の両面にAgグリッド電極を形成する工程とを順に行う請求項10に記載の太陽電池セルの製造方法。
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