KR20140139959A - Method for manufacturing solar cell - Google Patents

Method for manufacturing solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20140139959A
KR20140139959A KR20140046560A KR20140046560A KR20140139959A KR 20140139959 A KR20140139959 A KR 20140139959A KR 20140046560 A KR20140046560 A KR 20140046560A KR 20140046560 A KR20140046560 A KR 20140046560A KR 20140139959 A KR20140139959 A KR 20140139959A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
film
silicon substrate
silicon layer
ions
Prior art date
Application number
KR20140046560A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
토모히로 소가
Original Assignee
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Publication of KR20140139959A publication Critical patent/KR20140139959A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes 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 Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

A method for manufacturing a solar cell using an ion implanting method is provided. The method for manufacturing the solar cell according to one aspect comprises a preparation process of preparing for a substrate for the solar cell having a first conduction type silicon layer and a coated film covering the silicon layer; and an emitter layer forming process of forming an emitter layer on a partial area of a light receiving surface of the silicon layer by scanning a second conduction type ion toward the silicon layer via the coated film. In the emitter layer forming process, the ion is scanned with energy making an ion arrival distance become a distance from a surface of the coated film to an interface between the coated film and the silicon layer.

Description

태양전지셀의 제조방법{Method for manufacturing solar cell}[0001] The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell,

본 출원은 2013년 5월 27일에 출원된 일본 특허출원 제2013-110595호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-110595, filed on May 27, 2013. The entire contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은, 태양전지셀의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell.

태양전지는, 실리콘 등의 반도체 재료가 빛을 흡수했을 때에 발생하는 전자 정공쌍이, 전지 내부에 형성된 pn접합 등에 의한 전계에 의하여, 전자는 n층측으로, 정공은 p층측으로 이동함으로써, 외부 회로로 전류로서 취출된다. pn접합이나 콘택트층의 형성에는, 국소적으로 불순물의 농도나 종류를 상이하게 하는 처리가 필요하다. 또, 태양전지의 내부에 들어가는 빛을 최대한 많게 하기 위하여, 실리콘기판의 수광면측에는 반사방지막이 형성된다.In a solar cell, electrons and holes move to the n-layer side and the p-layer side, respectively, by an electric field caused by a pn junction or the like formed in the inside of a cell when a semiconductor material such as silicon absorbs light. And is taken out as a current. the formation of the pn junction and the contact layer requires a treatment for locally varying the concentration or type of the impurity. In order to increase the amount of light entering the interior of the solar cell as much as possible, an antireflection film is formed on the light receiving surface side of the silicon substrate.

구체적으로는, p형 실리콘기판의 표면에, 이온주입법을 이용하여 n형 불순물을 고농도로 도핑하여 n형층(이미터층)을 형성한 후, 반사방지막을 형성하는 태양전지의 제조방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).Specifically, there is known a manufacturing method of a solar cell in which an n-type layer (emitter layer) is formed by doping an n-type impurity at a high concentration on the surface of a p-type silicon substrate by ion implantation method and then forming an antireflection film See, for example, Patent Document 1).

선행기술문헌Prior art literature

(특허문헌)(Patent Literature)

특허문헌 1: 일본 특허공표공보 2010-527163호Patent Document 1: JP-A-2010-527163

그러나, 이온주입법을 이용하여 이미터층을 형성한 경우, 주입되는 이온의 도달거리는, 실리콘기판의 표면으로부터 어느 정도 진행된 위치(깊이)가 된다. 이로 인하여, 도핑이온의 깊이 방향의 농도 프로파일은, 실리콘기판표면으로부터 어느 정도의 깊이로 피크를 가지는 것이 된다. 이러한 불순물 농도의 피크의 존재는, 캐리어의 이동의 방해가 되기 때문에, 발전 효율의 저하를 초래하는 한 요인이 되기도 한다.However, when the emitter layer is formed using the ion implantation method, the reaching distance of the ions to be implanted is a position (depth) advanced to some extent from the surface of the silicon substrate. As a result, the concentration profile of the doping ions in the depth direction has a peak at a certain depth from the surface of the silicon substrate. The presence of such a peak of the impurity concentration is an obstacle to the movement of the carrier, which is one of the factors that causes a decrease in power generation efficiency.

본 발명의 일 양태의 예시적인 목적 중 하나는, 이온주입법을 이용한 새로운 태양전지셀의 제조방법을 제공하는 것에 있다.One of the exemplary objects of one aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a new solar cell using an ion implantation method.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태의 태양전지셀의 제조방법은, 제1 도전형의 실리콘층과 실리콘층을 덮는 피복막을 가지는 태양전지용의 기판을 준비하는 준비공정과, 피복막을 통하여 실리콘층을 향하여 제2 도전형의 이온을 조사하여, 실리콘층의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층을 형성하는 이미터층 형성공정을 포함한다. 이미터층 형성공정은, 이온의 도달거리가, 피복막의 표면으로부터 피복막과 실리콘층과의 계면까지의 거리가 되는 에너지로 상기 이온을 조사한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell including a preparation step of preparing a substrate for a solar cell having a silicon layer of a first conductivity type and a coating film covering the silicon layer; And an emitter layer forming step of irradiating ions of a second conductivity type toward the silicon layer to form an emitter layer in a part of the light receiving surface side of the silicon layer. The emitter layer forming step irradiates the ions with energy such that the ion reaching distance is the distance from the surface of the coating film to the interface between the coating film and the silicon layer.

본 발명의 다른 양태는, 태양전지셀의 제조방법이다. 이 방법은, 제1 도전형의 실리콘층과 실리콘층을 덮는 피복막을 가지는 태양전지용의 기판을 준비하는 준비공정과, 피복막을 통하여 실리콘층을 향하여 제2 도전형의 이온을 조사하여, 실리콘층의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층을 형성하는 이미터층 형성공정을 포함한다. 이미터층 형성공정은, 이온의 깊이 방향의 농도 프로파일의 피크 위치가, 피복막과 실리콘층과의 계면까지의 깊이(D)±0nm의 범위가 되는 에너지로 상기 이온을 조사한다.Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a solar cell. This method comprises a preparation step of preparing a substrate for a solar cell having a silicon layer of a first conductivity type and a coating film covering the silicon layer and a step of irradiating ions of a second conductivity type toward the silicon layer through the coating film, And an emitter layer forming step of forming an emitter layer in a part of the light receiving surface side. In the emitter layer forming step, the ions are irradiated with energy such that the peak position of the concentration profile in the depth direction of the ions is within the range (D) ± 0 nm to the interface between the coating film and the silicon layer.

본 발명에 의하면, 이온주입법을 이용한 새로운 태양전지셀의 제조방법을 실현할 수 있다.According to the present invention, it is possible to realize a new method of manufacturing a solar cell using an ion implantation method.

도 1은 표준적인 이온주입을 행한 경우의 도핑농도 프로파일의 결과를 나타내는 도이다.
도 2는 스크린막을 통하여 실리콘기판에 대해서 이온주입을 실시한 경우의 도핑농도 프로파일의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은 스크린막을 제거한 후의 실리콘기판 내부에서의 도핑농도 프로파일의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는 제1 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 플로우차트이다.
도 5에 있어서, 도 5(a)~도 5(f)는, 제1 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다.
도 6은 제2 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 플로우차트이다.
도 7에 있어서, 도 7(a)~도 7(e)는, 제2 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다.
도 8은 제3 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 플로우차트이다.
도 9에 있어서, 도 9(a)~도 9(e)는, 제3 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다.
도 10에 있어서, 도 10(a)~도 10(b)는, 제3 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a result of a doping concentration profile when standard ion implantation is performed. FIG.
2 is a diagram showing an example of a doping concentration profile when ion implantation is performed on a silicon substrate through a screen film.
3 is a diagram showing an example of the doping concentration profile in the silicon substrate after the screen film is removed.
4 is a flowchart of a manufacturing method of the solar cell according to the first embodiment.
5A to 5F are schematic cross-sectional views of a semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the first embodiment.
6 is a flowchart of a method of manufacturing a solar cell according to the second embodiment.
In Fig. 7, Figs. 7A to 7E are schematic sectional views of the semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the second embodiment.
8 is a flowchart of a manufacturing method of the solar cell according to the third embodiment.
In Fig. 9, Figs. 9 (a) to 9 (e) are schematic sectional views of the semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the third embodiment.
10 (a) to 10 (b) are schematic cross-sectional views of a semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the third embodiment.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 다만, 이하에 서술하는 구성은 예시이며, 본 발명의 범위를 전혀 한정하는 것은 아니다. 또, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 적절히 생략한다. 또, 제조방법을 설명할 때에 나타내는 각 단면도에 있어서, 반도체 기판이나 그 외의 층의 두께나 크기는 설명의 편의상의 것이며, 반드시 실제의 치수나 비율을 나타내는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the configurations described below are illustrative and do not limit the scope of the present invention at all. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals and redundant explanations are appropriately omitted. In each of the cross-sectional views illustrating the manufacturing method, the thickness and size of the semiconductor substrate and other layers are for convenience of explanation, and do not necessarily indicate actual dimensions or ratios.

(제1 실시형태)(First Embodiment)

태양전지는 다양한 타입의 것이 고안되고 있다. 예를 들면, 결정 Si계 태양전지는, 그 심플한 구조나 제법, 높은 변환 효율 등의 특징으로부터, 다른 타입의 태양전지에 대한 우위성을 유지하고 있다. 한편, 결정 Si계 태양전지에 있어서 보다 높은 변환 효율을 구하려면, 각 프로세스 단위에 최적인 조건을 찾아내는 것이 차별화에 매우 중요시되고 있다. 그 중에서, 광전 효과가 지배적으로 일어난다고 여겨지는 표면 이미터층의 형성은 매우 중요한 요소라고 생각되고, 이하의 특징을 가지는 것이 바람직하다고 생각된다.There are various types of solar cells. For example, a crystalline Si-based solar cell maintains superiority to other types of solar cells due to its simple structure, manufacturing method, and high conversion efficiency. On the other hand, in order to obtain a higher conversion efficiency in a crystalline Si-based solar cell, finding the optimum condition for each process unit is very important for differentiation. Among them, the formation of a surface emitter layer in which the photoelectric effect appears dominant is considered to be a very important factor, and it is considered desirable to have the following characteristics.

그러나, 현재, 일반적인 제법으로서 이용되고 있는 열확산법, 이온주입법 모두, 그 특성으로부터 이하의 특징을 동시에 만족시키는 것은 어렵다.However, at present, both the thermal diffusion method and the ion implantation method which are used as a general manufacturing method are difficult to satisfy the following characteristics at the same time from their characteristics.

(1) 얕은 접합일 것. 구체적으로는, 내부 확산 전위를 보다 표면에 근접시킬 것.(1) shallow junction. Specifically, the internal diffusion potential should be closer to the surface.

(2) 최적의 도핑농도일 것. 구체적으로는, 전극과의 콘택트나, 이미터층을 통한 다수 캐리어의 이동을 위하여, 이미터농도는 소정의 높은 농도를 가질 것. 한편, 소수 캐리어의 재결합 저감 관점에서 너무 고농도이지 않을 것.(2) Optimum doping concentration. Specifically, the emitter concentration should have a predetermined high concentration for the contact with the electrodes and the movement of the majority carriers through the emitter layer. On the other hand, the concentration should not be too high in view of reducing recombination of minority carriers.

(3) 표면 내측에 특이한 농도 피크를 가지지 않을 것. 구체적으로는, 소수 캐리어의 이동의 장벽이 될 정도의 강전계의 하이 로우 접합이 표면보다 내측에 존재하지 않을 것.(3) Do not have a specific concentration peak inside the surface. Specifically, the high-low junction of the strong electric field enough to become a barrier of the movement of the minority carriers does not exist inside the surface.

(4) 최표면에 약간의 하이 로우 접합을 가질 것. 구체적으로는, 표면으로부터 반대면으로 소수 캐리어를 내보내는 효과를 가질 것.(4) Have some high-low junction on top surface. Specifically, it should have the effect of emitting a minority carrier from the surface to the opposite surface.

열확산법에 대한 이온주입법의 특징은, 도핑 깊이, 농도를 제어할 수 있는 점에서, 상술한 (1), (2)에 관해서는, 매우 우위이다. 한편, 이온주입을 이용하는 경우, 이온의 가속 에너지에 따른 깊이로 도핑농도의 피크를 가지고, 그 피크 위치로부터 표면층을 향하여 도핑농도가 감소하는 프로파일이 된다.The feature of the ion implantation method for the thermal diffusion method is very advantageous in terms of the above-mentioned (1) and (2) in that the doping depth and concentration can be controlled. On the other hand, when ion implantation is used, the doping concentration decreases from the peak position toward the surface layer with a peak corresponding to the depth of the ion acceleration energy.

도 1은, 표준적인 이온주입을 행한 경우의 도핑농도 프로파일의 결과를 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 이온주입은, 주입이온종으로서 인(P)을 이용하고, 가속 에너지가 10keV, 도스량이 3×1015개/cm2인 조건으로 실리콘기판에 대해서 행해진 것이다. 이러한 조건의 이온주입에 의하면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 표면(S)으로부터 도핑농도가 서서히 증가하여, 표면(S)으로부터 약 0.015㎛(15nm) 정도의 깊이(D)에서 도핑농도가 피크가 되고, 그 후 도핑농도는 감소한다. 즉, 이 이온주입에 있어서의 이온주입 깊이(Rp)는 0.015㎛(15nm) 정도이다.Fig. 1 is a diagram showing a result of a doping concentration profile when standard ion implantation is performed. The ion implantation shown in Fig. 1 is performed on a silicon substrate under the condition that phosphorus (P) is used as an ion species to be implanted and the acceleration energy is 10 keV and the dose amount is 3 x 10 15 ions / cm 2 . 1, the doping concentration gradually increases from the surface S, and the doping concentration reaches a peak at a depth D of about 0.015 mu m (15 nm) from the surface S. As a result, , And then the doping concentration decreases. That is, the ion implantation depth Rp in the ion implantation is about 0.015 mu m (15 nm).

이러한 프로파일(Pr)은, 이후의 활성화 어닐에 의하여 다소 완화되지만, 이온주입법은, 상술한 (3)의 관점에서는 더욱 개선의 여지가 있다. 또, 얕은 접합을 형성하기 위해서는, 저에너지의 이온주입이 필요하지만, 일반적으로 저에너지가 될수록, 빔의 수송 효율이 저하되어, 생산성이 저하된다.This profile Pr is somewhat alleviated by the subsequent activation annealing, but the ion implantation method has room for further improvement from the viewpoint of the above-mentioned (3). Further, in order to form a shallow junction, ion implantation of low energy is required, but generally, the lower the energy is, the lower the transport efficiency of the beam, and the productivity is lowered.

본 발명은 이러한 점을 고려하여, 이온주입법을 이용한 새로운 태양전지셀의 제조방법을 실현하는 것이다. 이하의 양태에서는, 이온의 도달거리를 고려하여, 이미터층의 형성 전에, 소정 두께의 피복막을 형성해 두고, 그 피복막을 통하여 반도체층에 대해서 이온주입을 행함으로써 바람직한 도핑농도 프로파일을 가지는 이미터층을 형성하는 방법에 대하여 설명한다. 다만, 피복막은 적어도 기판의 일부를 덮고 있으면 되고, 기판을 완전히 덮고 있을 필요까지는 없다. 또, 피복막의 두께도 전체적으로 일정할 필요는 없고, 영역마다 두께가 상이해도 된다.In view of this point, the present invention realizes a method of manufacturing a new solar cell using an ion implantation method. In the following embodiments, a coating film having a predetermined thickness is formed before the formation of the emitter layer in consideration of the ion reaching distance, and ion implantation is performed on the semiconductor layer through the coating film to form an emitter layer having a desired doping concentration profile Will be described. However, the coating film needs to cover at least a part of the substrate and does not need to completely cover the substrate. The thickness of the coating film is not necessarily uniform on the whole, and the thickness may be different for each region.

본 실시형태에서는, 실리콘(반도체)층의 피복막으로서 스크린막을 이용하고 있다. 스크린막으로서, 실리콘기판 상에 형성하기 쉬운 산화막이나 질화막 등을 CVD나 스퍼터링 등의 기술로 형성하거나, 인쇄기술이나 도포기술 등으로 형성하거나 해도 된다. 다만, 생성되는 스크린막의 두께와 필요한 이온주입에너지를 고려하면, 산화막이나 질화막 등을 CVD나 스퍼터링 등의 기술로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 막의 재질은 이온을 투과할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 이온주입 시에 발생하는 노크온에 의한 실리콘기판 내부에 대한 영향이 작은 것이 바람직하다.In this embodiment, a screen film is used as a coating film of a silicon (semiconductor) layer. As the screen film, an oxide film or a nitride film which is easily formed on a silicon substrate may be formed by a technique such as CVD or sputtering, or may be formed by a printing technique or a coating technique. However, considering the thickness of the screen film to be produced and the required ion implantation energy, it is preferable to form an oxide film or a nitride film by a technique such as CVD or sputtering. The material of the film is not particularly limited as long as it can permeate ions, but it is preferable that the effect on the inside of the silicon substrate due to the knock-on occurred during ion implantation is small.

스크린막 형성 후, 이온주입 깊이(Rp)가 스크린막과 실리콘기판과의 계면 부근이 되도록, 이온주입의 에너지를 조정하고, 스크린막을 통하여 실리콘기판에 대해서 이온주입을 실시한다. 도 2는, 스크린막을 통하여 실리콘기판에 대해서 이온주입을 실시한 경우의 도핑농도 프로파일의 일례를 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 스크린막은 두께가 약 70nm의 산화막(SiO2막)이다. 그리고, 도 2에 나타내는 도핑농도 프로파일은, 주입이온종으로서 인(P)을 이용하여, 가속 에너지가 60keV, 도스량이 3×1015개/cm2인 조건으로 스크린막을 통하여 실리콘기판에 대해서 이온주입이 행해진 경우의 것이다.After the screen film is formed, the energy of the ion implantation is adjusted so that the ion implantation depth Rp is near the interface between the screen film and the silicon substrate, and the silicon substrate is ion-implanted through the screen film. 2 is a diagram showing an example of a doping concentration profile when ion implantation is performed on a silicon substrate through a screen film. The screen film shown in Fig. 2 is an oxide film (SiO 2 film) having a thickness of about 70 nm. Then, the dopant concentration profile shown in Figure 2, the implantation ion species as a by using a (P), the acceleration energy is 60keV, dose amount is 3 × 10 15 gae / cm 2 is ion-implanted with respect to the silicon substrate through the membrane screen under the conditions Is performed.

도 2에 나타내는 도핑농도 프로파일(Pr')은, 적어도 실리콘기판의 표면(S') 부근은 완만하고, 기판 내부를 향하여 서서히 급준하게 농도가 저하하는 이상적인 프로파일이다. 다만, 60keV 정도의 가속 에너지는, 1단 가속의 이온주입장치로서 대전류가 취출되기 쉬운 적합한 에너지이며, 그 도스량의 절반 가까이 스크린막에 잔여해도 생산성에 문제는 없다. 따라서, 주입이온의 가속 에너지로서는, 40keV 이상, 보다 바람직하게는 50keV 이상이 되도록 조정하면 된다. 또, 주입이온의 가속 에너지로서는, 예를 들면, 80keV 이하, 보다 바람직하게는 70keV 이하가 되도록 조정해도 된다. 다만, 주입이온의 가속 에너지는 상기의 예에 한정되지 않고, 스크린막이나 실리콘기판의 제반조건에 따라 적절히 변경해도 된다.The doping concentration profile Pr 'shown in FIG. 2 is an ideal profile in which at least the vicinity of the surface S' of the silicon substrate is gentle, and the concentration is gradually decreased steeply toward the inside of the substrate. However, the acceleration energy of about 60 keV is an energy for one stage acceleration of ion implantation, which is a suitable energy which is likely to take out large current, and there is no problem in productivity even if it remains on the screen film at half the dose. Therefore, the acceleration energy of the implanted ions may be adjusted to be 40 keV or more, more preferably 50 keV or more. The acceleration energy of the implanted ions may be adjusted to be, for example, 80 keV or less, more preferably 70 keV or less. However, the acceleration energy of the implanted ions is not limited to the above example, and may be appropriately changed according to various conditions of the screen film and the silicon substrate.

상술의 조건으로 이온주입을 행한 후, 표면의 산화막을 버퍼드 불산 등으로 에칭 제거한다. 도 3은, 스크린막을 제거한 후의 실리콘기판 내부에서의 도핑농도 프로파일의 일례를 나타내는 도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 실리콘기판의 표면(S')이 노출되고, 실리콘기판 내에는 이상적인 도핑농도 프로파일(Pr'')이 형성되어 있다.After the ion implantation is performed under the above-described conditions, the oxide film on the surface is removed by etching with a buffered hydrofluoric acid or the like. 3 is a diagram showing an example of the doping concentration profile in the silicon substrate after the screen film is removed. As shown in Fig. 3, the surface S 'of the silicon substrate is exposed, and an ideal doping concentration profile Pr' 'is formed in the silicon substrate.

도 4는, 제1 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 플로우차트이다. 도 5(a)~도 5(f)는, 제1 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다.4 is a flowchart of a manufacturing method of a solar cell according to the first embodiment. 5A to 5F are schematic cross-sectional views of a semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the first embodiment.

본 실시형태에서는, 반도체 기판으로서 p형의 단결정 실리콘기판을 사용한 경우에 대하여 설명하지만, n형의 실리콘기판이나 다결정 기판, 다른 p형 또는 n형의 화합물 반도체 기판을 사용하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이하, 도 4, 도 5를 참조하여 제1 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법에 대하여 설명한다.In the present embodiment, a case where a p-type single crystal silicon substrate is used as the semiconductor substrate is described. However, even when an n-type silicon substrate, a polycrystalline substrate, or another p-type or n-type compound semiconductor substrate is used, can do. Hereinafter, a manufacturing method of the solar cell according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 4 and 5. Fig.

먼저, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 단결정 실리콘 잉곳을 멀티와이어법으로 슬라이스함으로써 p형의 실리콘기판(10)을 준비한다. 다음으로, 기판표면의 슬라이스에 의한 데미지를 알칼리 용액으로 제거한 후, 최대 높이 10㎛ 정도의 미세 요철(텍스쳐: 도 5(a)에서는 도시하지 않음)을 수광면에 형성한다(도 4의 S10). 이러한 요철 구조에 의한 산란에 의해 빛의 가둠 효과가 얻어져, 변환 효율의 향상에 기여한다.First, as shown in Fig. 5 (a), a p-type silicon substrate 10 is prepared by slicing a single crystal silicon ingot by a multi-wire method. Next, the damage caused by the slice on the substrate surface is removed with an alkali solution, and fine irregularities (texture: not shown in Fig. 5A) with a maximum height of about 10 mu m are formed on the light receiving surface (S10 in Fig. 4) . The light scattering effect is obtained by scattering by the concavo-convex structure, thereby contributing to the improvement of the conversion efficiency.

다음으로, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 실리콘기판(10)의 표면 상에, SiO2 등의 막(또는 피복막)으로 이루어지는 스크린막(12)을 형성한다(도 4의 S12). 스크린막(12)의 두께는, 예를 들면, 10~100nm 정도이다. 이로써 p형(제1 도전형)의 실리콘기판(10)과 실리콘기판(10)을 덮는 피복막으로서의 스크린막(12)을 가지는 태양전지용의 기판이 준비된다. 다음으로, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 스크린막(12)을 통하여 실리콘기판(10)을 향하여, 실리콘기판(10)과는 역(逆)도전형이 되는 n형(제2 도전형)의 이온을 조사하여, 실리콘기판(10)의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층(14)을 형성한다(도 4의 S14).To form Next, the screen film 12 formed on the surface of the silicon substrate 10, a film (or coating film) of SiO 2, etc. as shown in Fig. 5 (b) (S12 in Fig. 4). The thickness of the screen film 12 is, for example, about 10 to 100 nm. Thereby, a substrate for a solar cell having a silicon substrate 10 of p-type (first conductivity type) and a screen film 12 as a coating film covering the silicon substrate 10 is prepared. Next, as shown in Fig. 5 (c), an n-type (second conductive type) semiconductor layer 10 is formed so as to face the silicon substrate 10 through the screen film 12, ) To form an emitter layer 14 in a part of the light receiving surface side of the silicon substrate 10 (S14 in Fig. 4).

본 실시형태에 관한 이미터층 형성공정에서는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 이온주입 깊이(Rp)가, 스크린막(12)의 표면(S)부터 스크린막(12)과 실리콘기판(10)과의 계면(실리콘기판(10)의 표면(S'))까지의 거리가 되는 에너지로 이온을 조사한다(도 5(b) 참조).2, the ion implantation depth Rp is set such that the ion implantation depth Rp is equal to the sum of the ion implantation depth Rp from the surface S of the screen film 12 to the surface of the screen film 12 and the silicon substrate 10 Ions are irradiated with an energy that is a distance to the interface (surface S 'of the silicon substrate 10) (see Fig. 5 (b)).

다음으로, 도 5(d)에 나타내는 바와 같이, 스크린막(12)을 제거하고(도 4의 S16), 이온주입에 의한 실리콘기판(10)의 데미지를 완화시키기 위하여 활성화 어닐 처리를 행한다(도 4의 S18). 다만, 스크린막(12)의 제거와 활성화 어닐 처리의 순서를 바꾸어도 된다. 그리고, 도 5(e)에 나타내는 바와 같이, 이미터층(14)의 표면 상에, CVD법 등에 의하여 SiN이나 TiO2 등의 반사방지막(16)을 형성한다(도 4의 S20). 반사방지막(16)의 두께는, 예를 들면, 10~100nm 정도이다.Next, as shown in Fig. 5 (d), the screen film 12 is removed (S16 in Fig. 4), and an activation annealing process is performed to alleviate the damage of the silicon substrate 10 by ion implantation 4, S18). However, the order of the removal of the screen film 12 and the activation annealing process may be changed. 5 (e), an antireflection film 16 such as SiN or TiO 2 is formed on the surface of the emitter layer 14 by CVD or the like (S20 in FIG. 4). The thickness of the antireflection film 16 is, for example, about 10 to 100 nm.

다음으로, 도 5(f)에 나타내는 바와 같이, 반사방지막(16)의 패턴을 따라, 이미터층(14)의 소정 영역의 위에 직접 수광면 전극(18)을 형성한다(도 4의 S22). 수광면 전극(18)은, 은(Ag)을 주성분으로 하는 수광면 전극용 페이스트를, 예를 들면 폭 50~100㎛ 정도의 빗형상으로 인쇄, 소성함으로써 형성한다. 수광면 전극(18)의 높이는 10~50㎛ 정도이다.5 (f), the light receiving surface electrode 18 is formed directly on the predetermined region of the emitter layer 14 along the pattern of the antireflection film 16 (S22 in FIG. 4). The light-receiving surface electrode 18 is formed by printing and firing a light-receiving surface electrode paste containing silver (Ag) as a main component, for example, in a comb shape having a width of about 50 to 100 mu m. The height of the light receiving surface electrode 18 is about 10 to 50 mu m.

또, 이 단계에서, 이면 전극(20)도 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 이면 전극용 페이스트를 이용하여 인쇄, 소성함으로써 형성된다. 그 때, 페이스트에 포함되어 있는 Al이 실리콘기판(10)의 내부에 확산되어, 이면 전극(20) 부근에 p+층(22)을 형성한다. 이로써, BSF(Back Surface Field) 효과를 얻을 수 있다.In this step, the back electrode 20 is also formed by printing and firing using a back electrode paste mainly composed of aluminum (Al). At this time, Al contained in the paste is diffused into the silicon substrate 10 to form the p + layer 22 in the vicinity of the back electrode 20. As a result, a BSF (Back Surface Field) effect can be obtained.

이상의 공정에 의하여, 태양전지셀(100)이 제조된다. 이 태양전지셀(100)은, 도핑된 이온의 농도 프로파일의 피크가 이미터층(14)에 존재하지 않게 되기 때문에, 발전 시에 캐리어가 이동하기 쉬워진다. 즉, 스크린막(12)을 통하여 이온주입함으로써, 일반적인 이온주입에서 보여지는 도핑농도 프로파일, 구체적으로는 실리콘기판표면으로부터 도핑농도가 한 번 증가한 후 감소하는 프로파일을 피할 수 있다. 상술하면, 본 실시형태에 관한 태양전지셀(100)의 이미터층(14)에서는, 도핑농도 프로파일이, 표면 부근은 완만한 농도 구배로, 표면으로부터 깊어짐에 따라 서서히 농도 구배가 커지는 이상적인 형상이 된다. 그 결과, 발전 효율이 높은 태양전지셀이 얻어진다.By the above process, the solar cell 100 is manufactured. In this solar cell 100, since the peak of the concentration profile of the doped ions is not present in the emitter layer 14, the carrier is likely to move during power generation. That is, by doping ions through the screen film 12, it is possible to avoid the doping concentration profile seen in general ion implantation, specifically, the profile in which the doping concentration increases once from the silicon substrate surface and then decreases. As described above, in the emitter layer 14 of the solar cell 100 according to the present embodiment, the doping concentration profile becomes an ideal shape with a gradual concentration gradient in the vicinity of the surface and a gradual gradient in concentration from the surface . As a result, a solar cell having high power generation efficiency can be obtained.

또, 도 4에 나타내는 스텝 S16과 스텝 S18과의 처리를 바꾸어, 활성화 어닐 처리를 행한 후에 스크린막을 제거하는 경우, 스크린막과 실리콘기판과의 계면에 발생된다고 여겨지는 도펀트의 고농도층은, 스크린막 제거에 의하여 일부가 제거되기 때문에, 고농도층에 의한 캐리어 재결합 등이 경감된다.When the process of steps S16 and S18 shown in Fig. 4 is changed to remove the screen film after performing the activation annealing process, the high concentration layer of the dopant, which is considered to be generated at the interface between the screen film and the silicon substrate, Since the part is removed by removal, carrier recombination due to the high concentration layer is reduced.

또, 스크린막의 막두께를 적정하게 선택함으로써, 이온주입장치에 있어서, 이온의 수송 효율이 높은 조건에서의 이온주입처리가 가능해져, 생산성이 향상한다. 즉, 스크린막의 두께를 소정치 이상(예를 들면 10nm 이상)으로 함으로써, 이온의 가속 에너지를 높일 수 있기 때문에, 이온의 주입 효율이 높아진다. 한편, 스크린막의 두께를 소정치 이하(예를 들면 100nm 이하)로 함으로써, 기판까지 도달하지 않고 스크린막 내부에 머무는 불필요한 이온을 줄일 수 있다.In addition, by appropriately selecting the film thickness of the screen film, the ion implantation process can be performed under conditions where the ion transport efficiency is high in the ion implantation apparatus, and the productivity is improved. That is, by setting the thickness of the screen film to a predetermined value or more (for example, 10 nm or more), the acceleration energy of the ions can be increased, so that the ion implantation efficiency is enhanced. On the other hand, when the thickness of the screen film is set to a predetermined value or less (for example, 100 nm or less), unnecessary ions staying in the screen film without reaching the substrate can be reduced.

다만, 본 실시형태에서는, 태양전지셀(100)의 표면측(실리콘기판(10)보다 표면측)에만 패시베이션막(반사방지막(16))이 형성되어 있지만, 태양전지셀(100)의 표면측 및 이면측의 양방에 패시베이션막이 형성되어도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 실리콘기판(10)의 표면측으로부터 이온을 조사하는 경우를 설명하였지만, 이면측으로부터 이온을 조사하는 경우나 표면측 및 이면측의 양방로부터 이온을 조사하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.In this embodiment, the passivation film (antireflection film 16) is formed only on the front surface side (the surface side of the silicon substrate 10) of the solar cell 100, And a passivation film may be formed on both sides of the back surface. In the present embodiment, the case of irradiating ions from the surface side of the silicon substrate 10 has been described. However, in the case of irradiating ions from the back surface side or irradiating ions from both the front surface side and the back surface side, Can be applied.

(제2 실시형태)(Second Embodiment)

본 실시형태에서는, 반사방지막을 스크린막으로서 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 도 6은, 제2 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 플로우차트이다. 도 7(a)~도 7(e)는, 제2 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다. 다만, 제1 실시형태와 동일한 구성요소나 공정에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 적절히 생략한다.In the present embodiment, a case where the antireflection film is used as a screen film will be described. 6 is a flowchart of a manufacturing method of a solar cell according to the second embodiment. 7A to 7E are schematic cross-sectional views of a semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the second embodiment. However, the same reference numerals are given to the same components and processes as those of the first embodiment, and the description thereof will be appropriately omitted.

먼저, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, p형의 실리콘기판(10)의 수광면에 텍스쳐를 형성한다(도 6의 S10). 다음으로, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 실리콘기판(10)의 표면 상에, CVD법 등에 의하여 SiN이나 TiO2 등의 반사방지막(16)을 형성한다(도 6의 S24). 반사방지막(16)의 두께는, 예를 들면, 10~100nm 정도이다. 이로써 p형(제1 도전형)의 실리콘기판(10)과 실리콘기판(10)을 덮는 피복막으로서의 반사방지막(16)을 가지는 태양전지용의 기판이 준비된다.First, as shown in Fig. 7 (a), a texture is formed on the light receiving surface of the p-type silicon substrate 10 (S10 in Fig. 6). Next, Fig. 7 (b) as shown in, to form the anti-reflection film 16 of on the surface of the silicon substrate (10), SiN or TiO 2, etc., by CVD method (S24 in Fig. 6). The thickness of the antireflection film 16 is, for example, about 10 to 100 nm. Thereby, a substrate for a solar cell having a p-type (first conductivity type) silicon substrate 10 and an antireflection film 16 as a coating film covering the silicon substrate 10 is prepared.

다음으로, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 반사방지막(16)을 통하여 실리콘기판(10)을 향하여, 실리콘기판(10)과는 역도전형이 되는 n형(제2 도전형)의 이온을 조사하여, 실리콘기판(10)의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층(14)을 형성한다(도 6의 S26).Next, as shown in Fig. 7 (c), an n-type (second conductivity type) ion which is opposite in conductivity to the silicon substrate 10 is applied to the silicon substrate 10 through the antireflection film 16 And the emitter layer 14 is formed in a part of the light receiving surface side of the silicon substrate 10 (S26 in Fig. 6).

본 실시형태에 관한 이미터층 형성공정에서는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 이온주입 깊이(Rp)가, 반사방지막(16)의 표면(S)부터 반사방지막(16)과 실리콘기판(10)과의 계면(실리콘기판(10)의 표면(S'))까지의 거리가 되는 에너지로 이온을 조사한다(도 7(b) 참조).In the emitter layer forming step according to the present embodiment, the ion implantation depth Rp is set such that the ion implantation depth Rp of the antireflection film 16 from the surface S of the antireflection film 16 to the silicon substrate 10 Ions are irradiated with an energy that is a distance to the interface (surface S 'of the silicon substrate 10) (see Fig. 7 (b)).

다음으로, 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 이온주입에 의한 실리콘기판(10)의 데미지를 완화시키기 위하여 활성화 어닐 처리를 행한다(도 6의 S28). 그리고, 도 7(e)에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태와 동일한 스텝 S22의 처리에 의하여 수광면 전극(18)이나 이면 전극(20)을 형성한다.Next, as shown in Fig. 7 (d), an activation annealing process is performed in order to alleviate the damage of the silicon substrate 10 by ion implantation (S28 in Fig. 6). Then, as shown in Fig. 7 (e), the light receiving surface electrode 18 and the back electrode 20 are formed by the process of step S22, which is the same as that of the first embodiment.

이상의 공정에 의하여, 태양전지셀(200)이 제조된다. 이 태양전지셀(200)은, 제1 실시형태에 관한 태양전지셀(100)과 동일한 효과가 얻어진다. 이에 더해, 스크린막으로서 반사방지막(16)을 이용함으로써, 제1 실시형태에 관한 태양전지셀(100)의 제조방법과 비교하여 공정을 삭감할 수 있다. 또, 반사방지막(16) 내에서는 광전 반응은 일어나지 않기 때문에, 반사방지막(16)에 있어서의 도핑농도 프로파일은 소수 캐리어의 이동에 영향을 주지 않는다.By the above process, the solar cell 200 is manufactured. This solar cell 200 has the same effect as the solar cell 100 according to the first embodiment. In addition, the use of the antireflection film 16 as the screen film can reduce the number of steps compared with the method of manufacturing the solar cell 100 according to the first embodiment. Since the photoelectric reaction does not occur in the antireflection film 16, the doping concentration profile in the antireflection film 16 does not affect the movement of the minority carriers.

다만, 본 실시형태에서는, 실리콘기판(10)의 위에 직접 반사방지막(16)이 형성되어 있지만, 실리콘기판(10)과 반사방지막(16)과의 사이에 다른 패시베이션막이 형성되어도 된다. 이 경우, 실리콘기판(10) 상에 다른 패시베이션막을 형성하고, 다른 패시베이션막측으로부터 이온을 조사한 후에 반사방지막(16)을 형성해도 되며, 실리콘기판(10) 상에 다른 패시베이션막 및 반사방지막(16)을 형성한 후에 다른 패시베이션막 및 반사방지막(16)측으로부터 이온을 조사해도 된다.In this embodiment, the antireflection film 16 is directly formed on the silicon substrate 10, but another passivation film may be formed between the silicon substrate 10 and the antireflection film 16. [ In this case, another passivation film may be formed on the silicon substrate 10 and the antireflection film 16 may be formed after the ions are irradiated from the other passivation film side. Alternatively, another passivation film and antireflection film 16 may be formed on the silicon substrate 10, Ions may be irradiated from the other passivation film and antireflection film 16 side.

(제3 실시형태)(Third Embodiment)

본 실시형태에서는, 반사방지막을 스크린막으로서 이용함과 함께, 이미터층에 더해 콘택트영역을 형성하는 경우에 대하여 설명한다. 도 8은, 제3 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 플로우차트이다. 도 9(a)~도 9(e)는, 제3 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다. 도 10(a)~도 10(b)는, 제3 실시형태에 관한 태양전지셀의 제조방법의 각 공정에 있어서의 반도체 기판의 개략 단면도이다. 다만, 상술의 각 실시형태와 동일한 구성요소나 공정에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 적절히 생략한다.In the present embodiment, a case where the antireflection film is used as a screen film and the contact region is formed in addition to the emitter layer will be described. 8 is a flowchart of a manufacturing method of the solar cell according to the third embodiment. 9 (a) to 9 (e) are schematic sectional views of a semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the third embodiment. 10 (a) to 10 (b) are schematic sectional views of a semiconductor substrate in each step of the method for manufacturing a solar cell according to the third embodiment. However, the same reference numerals are given to the same constituent elements and processes as those of the above-described embodiments, and the description thereof will be omitted as appropriate.

먼저, 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, p형의 실리콘기판(10)의 수광면에 텍스쳐를 형성한다(도 8의 S10). 다음으로, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 실리콘기판(10)의 표면 상에, CVD법 등에 의하여 SiN이나 TiO2 등의 반사방지막(16)을 형성한다(도 8의 S24). 다음으로, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 반사방지막(16)을 통하여 실리콘기판(10)을 향하여, 실리콘기판(10)과는 역도전형이 되는 n형(제2 도전형)의 이온을 조사하여, 실리콘기판(10)의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층(14)을 형성한다(도 8의 S26).First, as shown in Fig. 9 (a), a texture is formed on the light receiving surface of the p-type silicon substrate 10 (S10 in Fig. 8). Next, Figure 9 (b) as shown in, to form the anti-reflection film 16 of on the surface of the silicon substrate (10), SiN or TiO 2, etc., by CVD method (S24 in Fig. 8). Next, as shown in Fig. 9 (c), an n-type (second conductivity type) ion which is opposite in conductivity to the silicon substrate 10 is applied to the silicon substrate 10 through the antireflection film 16 And the emitter layer 14 is formed on a part of the light receiving surface side of the silicon substrate 10 (S26 in Fig. 8).

다음으로, 도 9(d)에 나타내는 바와 같이, 반사방지막(16)의 소정의 영역이 노출되도록 패터닝된 마스크(24)를 형성한다(도 8의 S30). 마스크(24)는, 포토리소그래피법, 인쇄법에 의하여 형성된 것이나, 하드 마스크를 이용할 수 있다.Next, as shown in Fig. 9 (d), a patterned mask 24 is formed so as to expose a predetermined region of the antireflection film 16 (S30 in Fig. 8). The mask 24 is formed by a photolithography method or a printing method, but a hard mask can be used.

다음으로, 도 9(e)에 나타내는 바와 같이, 재차, 기판의 수광면측에, 기판과는 역도전형이 되는 n형 도펀트를 이온주입에 의하여 전면 주입한다. 이 때, 마스크에 의하여 피복되어 있지 않은, 반사방지막(16)의 노출된 소정의 영역(16a)을 통하여, 그 하부에 있는 이미터층(14)의 일부의 영역에 선택적으로 이온이 주입된다. 이로써, 이미터층(14)의 소정의 영역에 불순물 농도가 다른 것보다 높은 콘택트영역(26)이 형성된다(도 8의 S32). 이와 같이 기판의 일부에 선택적으로 이온을 주입하여, 불순물 농도가 높은 콘택트영역을 형성하는 수법을 선택 이미터라고도 한다. 이러한 수법에 의하여, 이온주입이 불필요한 개소를 마스킹한 후에, 이온주입이 행해짐으로써, 마스킹이 되어 있지 않은 부분에 대응한 선택적인 이온주입 패턴이 기판의 소정의 영역에 형성된다.Next, as shown in Fig. 9 (e), an n-type dopant which is opposite in conductivity to the substrate is again injected into the light receiving surface side of the substrate by ion implantation. At this time, ions are selectively implanted into a region of a part of the emitter layer 14 under the antireflection film 16, which is not covered by the mask, through the exposed predetermined region 16a of the antireflection film 16. Thus, a contact region 26 having a higher impurity concentration than the other impurity concentration is formed in a predetermined region of the emitter layer 14 (S32 in Fig. 8). The method of selectively implanting ions into a part of the substrate as described above to form a contact region having a high impurity concentration is also referred to as a selective emitter. According to this method, after the portion where ion implantation is unnecessary is performed, ion implantation is performed, so that a selective ion implantation pattern corresponding to a portion which is not masked is formed in a predetermined region of the substrate.

다음으로, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 실리콘기판(10)으로부터 마스크(24)를 제거하여(도 8의 S34), 기판 전체에 활성화 어닐 처리를 실시한다(도 8의 S36). 그리고, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태와 동일한 스텝 S22의 처리에 의하여 수광면 전극(18)이나 이면 전극(20)을 형성한다.Next, as shown in Fig. 10A, the mask 24 is removed from the silicon substrate 10 (S34 in Fig. 8), and the entire substrate is subjected to activation annealing (S36 in Fig. 8). Then, as shown in Fig. 10 (b), the light receiving surface electrode 18 and the back electrode 20 are formed by the process of step S22, which is the same as that of the first embodiment.

이상의 공정에 의하여, 태양전지셀(300)이 제조된다. 이 태양전지셀(300)은, 상술의 각 실시형태에 관한 태양전지셀과 동일한 효과가 얻어진다.By the above process, the solar cell 300 is manufactured. The solar cell 300 has the same effect as the solar cell according to each of the above-described embodiments.

다만, 본 실시형태에서는, 실리콘기판(10)의 위에 직접 반사방지막(16)이 형성되어 있지만, 실리콘기판(10)과 반사방지막(16)과의 사이에 다른 패시베이션막이 형성되어도 된다. 이 경우, 실리콘기판(10) 상에 다른 패시베이션막을 형성하고, 다른 패시베이션막측으로부터 이온을 조사한 후에 반사방지막(16)을 형성해도 되며, 실리콘기판(10) 상에 다른 패시베이션막 및 반사방지막(16)을 형성한 후에 다른 패시베이션막 및 반사방지막(16)측으로부터 이온을 조사해도 된다.In this embodiment, the antireflection film 16 is directly formed on the silicon substrate 10, but another passivation film may be formed between the silicon substrate 10 and the antireflection film 16. [ In this case, another passivation film may be formed on the silicon substrate 10 and the antireflection film 16 may be formed after the ions are irradiated from the other passivation film side. Alternatively, another passivation film and antireflection film 16 may be formed on the silicon substrate 10, Ions may be irradiated from the other passivation film and antireflection film 16 side.

상술의 각 실시형태에 관한 태양전지셀은, 스크린막(12)이나 반사방지막(16)을 통하여 기판에 이온을 조사(주입)함으로써, 에너지를 그다지 저하시키지 않고 기판 표층에서의 얕은 접합을 실현할 수 있다. 또, 이온주입 시의 에너지를 그다지 저하시키지 않기 때문에, 빔의 수송 효율의 저하를 피할 수 있어, 생산성이 향상된다.The solar cell according to each of the embodiments described above can irradiate (inject) ions to the substrate through the screen film 12 and the antireflection film 16 to realize shallow junctions in the surface layer of the substrate without significantly lowering the energy have. Further, since the energy at the time of ion implantation is not reduced so much, the decrease in the transport efficiency of the beam can be avoided, and the productivity is improved.

다만, 도핑농도 프로파일의 피크 위치는, 반드시 스크린막(12)이나 반사방지막(16)의 내부가 아니어도 된다. 예를 들면, 이미터층 형성공정은, 이온의 깊이 방향의 농도 프로파일의 피크 위치가, 스크린막(12)이나 반사방지막(16)과 실리콘기판(10)과의 계면까지의 깊이(D) ±10nm의 범위가 되는 에너지로 그 이온을 조사해도 된다. 이로써, 도핑된 이온의 농도 프로파일의 피크가 스크린막이나 반사방지막(16)과 실리콘기판(10)과의 계면의 근방에 존재하기 때문에, 발전 시에 캐리어가 이동하기 쉬워진다.However, the peak position of the doping concentration profile does not necessarily have to be inside the screen film 12 or the anti-reflection film 16. For example, in the emitter layer forming step, the peak position of the concentration profile in the depth direction of the ions is set to a depth (D) of 10 nm to the interface between the screen film 12 and the antireflection film 16 and the silicon substrate 10 The ions may be irradiated with energy in the range of As a result, the peak of the concentration profile of the doped ions exists in the vicinity of the interface between the screen film and the antireflection film 16 and the silicon substrate 10, so that the carrier tends to move at the time of power generation.

이상, 본 발명을 상술한 각 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 각 실시형태의 구성을 적절히 조합한 것이나 치환한 것에 대해서도 본 발명에 포함되는 것이다. 또, 당업자의 지식에 근거하여 각 실시형태에 있어서의 이온주입장치, 반송 용기 등에 있어서 각종의 설계 변경 등의 변형을 실시형태에 대해서 더하는 것도 가능하고, 이러한 변형이 더해진 실시형태도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. It is also possible to add various modifications to the embodiment in the ion implantation apparatus, the transport container, and the like in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and embodiments in which such modifications are added are also within the scope of the present invention .

상술한 각 실시형태에서는, 실리콘기판의 위에 새롭게 피복막을 형성하는 경우에 대하여 설명하였지만, 실리콘기판의 표면을 처리하여 표층 부분을 실리콘 산화막으로 변질시키고, 이것을 피복막으로 하여 이온주입을 행해도 된다.In each of the above-described embodiments, the coating film is newly formed on the silicon substrate. However, the surface of the silicon substrate may be treated to change the surface layer into a silicon oxide film, and the coating film may be ion-implanted.

10: 실리콘기판
12: 스크린막
14: 이미터층
16: 반사방지막
18: 수광면 전극
20: 이면 전극
24: 마스크
26: 콘택트영역
100, 200, 300: 태양전지셀
10: silicon substrate
12: Screen membrane
14:
16: Antireflection film
18: Light receiving surface electrode
20: back electrode
24: Mask
26: contact area
100, 200, 300: solar cell

Claims (4)

제1 도전형의 실리콘층과 상기 실리콘층을 덮는 피복막을 가지는 태양전지용의 기판을 준비하는 준비공정과,
상기 피복막을 통하여 상기 실리콘층을 향하여 제2 도전형의 이온을 조사하여, 상기 실리콘층의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층을 형성하는 이미터층 형성공정을 포함하고,
상기 이미터층 형성공정은, 상기 이온의 주입깊이가, 상기 피복막의 표면으로부터 상기 피복막과 상기 실리콘층과의 계면까지의 거리가 되는 에너지로 상기 이온을 조사하는 것을 특징으로 하는 태양전지셀의 제조방법.
A preparation step of preparing a substrate for a solar cell having a silicon layer of a first conductivity type and a coating film covering the silicon layer;
And an emitter layer forming step of irradiating ions of a second conductivity type toward the silicon layer through the coating film to form an emitter layer in a part of the light receiving surface side of the silicon layer,
Wherein the ion implantation depth in the emitter layer forming step is such that the ions are irradiated with energy such that the ion implantation depth is a distance from a surface of the coating film to an interface between the coating film and the silicon layer Way.
제 1 항에 있어서,
상기 피복막은, 반사방지막인 것을 특징으로 하는 태양전지셀의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coating film is an antireflection film.
제 1 항에 있어서,
상기 이미터층이 형성된 후에 상기 피복막을 제거하는 제거 공정과,
상기 제거 공정의 후에, 상기 이미터층의 위에 반사방지막을 형성하는 반사방지막 형성공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지셀의 제조방법.
The method according to claim 1,
A removing step of removing the coating film after the emitter layer is formed,
Further comprising an antireflection film forming step of forming an antireflection film on the emitter layer after the removing step.
제1 도전형의 실리콘층과 상기 실리콘층을 덮는 피복막을 가지는 태양전지용의 기판을 준비하는 준비공정과,
상기 피복막을 통하여 상기 실리콘층을 향하여 제2 도전형의 이온을 조사하여, 상기 실리콘층의 수광면측의 일부의 영역에 이미터층을 형성하는 이미터층 형성공정을 포함하고,
상기 이미터층 형성공정은, 상기 이온의 깊이 방향의 농도 프로파일의 피크 위치가, 상기 피복막과 상기 실리콘층과의 계면까지의 깊이(D)±10nm의 범위가 되는 에너지로 상기 이온을 조사하는 것을 특징으로 하는 태양전지셀의 제조방법.
A preparation step of preparing a substrate for a solar cell having a silicon layer of a first conductivity type and a coating film covering the silicon layer;
And an emitter layer forming step of irradiating ions of a second conductivity type toward the silicon layer through the coating film to form an emitter layer in a part of the light receiving surface side of the silicon layer,
In the emitter layer forming step, the ions are irradiated with energy such that the peak position of the concentration profile in the depth direction of the ions is within a range (D) ± 10 nm from the interface between the coating film and the silicon layer Wherein the method comprises the steps of:
KR20140046560A 2013-05-27 2014-04-18 Method for manufacturing solar cell KR20140139959A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013110595A JP2014229851A (en) 2013-05-27 2013-05-27 Method for manufacturing solar cell
JPJP-P-2013-110595 2013-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140139959A true KR20140139959A (en) 2014-12-08

Family

ID=51964570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20140046560A KR20140139959A (en) 2013-05-27 2014-04-18 Method for manufacturing solar cell

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2014229851A (en)
KR (1) KR20140139959A (en)
CN (1) CN104183668A (en)
TW (1) TW201445755A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170019597A (en) * 2015-08-12 2017-02-22 엘지전자 주식회사 Solar cell and manufacturing method thereof
CN115799364B (en) 2023-02-07 2023-05-26 天合光能股份有限公司 Solar cell

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004039998A (en) * 2002-07-05 2004-02-05 Sharp Corp Semiconductor device provided with light receiving element unit and manufacturing method thereof
CN101312222A (en) * 2007-05-21 2008-11-26 国硕科技工业股份有限公司 Method of manufacturing solar cell
TWI451527B (en) * 2011-01-31 2014-09-01 Inventec Solar Energy Corp Method of forming a solar cell having depletion region increment and the structure of the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN104183668A (en) 2014-12-03
JP2014229851A (en) 2014-12-08
TW201445755A (en) 2014-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI474494B (en) Patterned doping for polysilicon emitter solar cells
US8481845B2 (en) Method to form a photovoltaic cell comprising a thin lamina
JP2020092269A (en) Solar battery emitter region manufacture using ion implantation
KR101871273B1 (en) Solar cell and method for manufacutring the same
JP6538009B2 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
EP2494605A2 (en) Reducing surface recombination and enhancing light trapping in solar cells
KR20130073350A (en) Method for manufacturing the same
KR20120082663A (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US20170179310A1 (en) Solar cell fabrication using laser patterning of ion-implanted etch-resistant layers and the resulting solar cells
KR102148427B1 (en) Photoelectric device and the manufacturing method thereof
US8153496B1 (en) Self-aligned process and method for fabrication of high efficiency solar cells
KR102320551B1 (en) Method for manufacturing solar cell
KR20140139959A (en) Method for manufacturing solar cell
KR102010390B1 (en) Method for manufacturing solar cell and dopant region thereof
CN115483311A (en) Preparation method of solar cell
US20130213466A1 (en) Method of manufacturing solar cell, and solar cell
KR20140140200A (en) Solar cell and method for manufacturing the same
EP2088633A2 (en) Method to form a photovoltaic cell comprising a thin lamina
CN117374169B (en) Preparation method of back contact solar cell and back contact solar cell
JP2024022416A (en) Solar cell and solar cell manufacturing method, photovoltaic module
KR20130082257A (en) Solar cell manufacturing method
US20140120647A1 (en) Techniques for manufacturing devices
KR20130122347A (en) Method for manufacturing solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application