TW201003939A - Method and apparatus for manufacturing solar battery, and solar battery - Google Patents

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201003939 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種太陽電池之製造方法、太陽電池之製 造裝置及太陽電池。 更詳細而言，本發明係關於一種可縮短於矽基板形成擴 散層時之熱處理時間，且可製造具有與先前之太陽電池同 等之光電轉換效率之太陽電池的太陽電池之製造方法、太 陽電池之製造裝置及太陽電池。 【先前技術】 近年來，隨著對能源之潔淨化之要求，對於利用太陽光 之具有高發電能力之太陽電池亦不斷進行各種改良。 作為太陽電池，先前以來具有代表性的是使用石夕系材料 所製造之太陽電池，眾所周知有使用單晶矽之單晶矽太陽 電池、使用多晶石夕層之多晶石夕太陽電池、及使用非晶石夕層 之非晶矽太陽電池等。 單晶石夕太陽電池例如具有如下構造：於P型單晶石夕基板 之表面側依序形成在矽單晶中擴散有作為η型摻雜物之磷 (Ρ)之擴散層、包含氮化矽（Si3N4)等之抗反射膜及表面電 極，且於該石夕基板之背面側依序形成有BSF(back surface field，背面電場）層及背面電極。 於該單晶矽基板之表面上藉由紋理蝕刻而形成有抗反射 用之紋理構造。 又，擴散層係藉由使磷（P)向上述矽基板之表面熱擴散 而獲得，作為使磷（P)擴散之方法，使用氣體擴散之方 139950.doc 201003939 法、塗佈擴散之方法等。該方法例如於日本專利特開平6_ 29562號公報或日本專利特開2__24736續公财有所揭 示。 由於該擴散層之表面上殘留有雜質’因此為了將該雜質 除去而使用氟酸等對擴散層之表面進行清洗。 、 口此於太陽電池之製造步驟中，必需自擴散步驟 :之：中暫時將基板取出至大氣氣體環境下進行清洗 後，再進-步將經清洗之基板搬入至形成抗反射膜 裝置中。 畀二 又，作為形成表面電極之方法，可採用所謂之穿火製程 ( Ugh卩咖叫’即對塗佈於抗反射膜上之銀膏進行 煅燒以形成特定圖案’藉此所形成之銀電極穿過抗反射膜 而與擴散層接觸。該方法例如日本專利特開平“Μ伽號 公報、日本專利特開平心州_公報、及日本u 開2000-323735號公報中有所揭示。 、 然而’先前之石夕太陽電池中，為了使雜）向石夕基板之 表面熱擴散而必需進杆具Η主 又，4之…、處理，且必需配合表面 電極之形成而進行2次以上之熱處理，其結果會存在製造 時間及步驟數增加，製造成本上升之問題。 又’擴散後必需對基板進行清洗，從而存在製造時間及 1數增加，太陽電池之製造中之通過量降低之問題。 【發明内容】 本^月係為解決上述問題而完成者，其目的在於提供— 種太陽電池之製造方法、太陽電池之製造裝置及太陽電 139950.doc 201003939 池，ί可縮短於石夕基板上形成擴散層時之熱處理時間，進 由冋時進行摻雜物之擴散與表面電極之穿火步驟而 縮短製造時間部私丨、士止 之光雷餘 ’並且可製造具有與先前同樣 之光電轉換效率之太陽電池。 二：’=發明之目的在於提供一種擴散步驟之後無需於 ^之^洗步驟的太陽電池之製造方法、太陽電池之製 &裝置及太陽電池。 、本發月者等對石夕系太陽電池進行認真研究之結果，發現 、 卩本發明者等發現：若於矽基板上使包含摻 献 彳層成m ’且於該石夕層力膜後或者與成冑同時進行 熱處理而使上祕昆丄 达矽層中所含之摻雜物向矽基板内擴散，則 可於該熱處理夕'A立。丄 " 、 ’、、' u中使矽層中所含之摻雜物向矽基板内 擴散而形成擴散層， 之熱處理時間基板上形成擴散層時 _ ^ 斤獲侍之太險電池之光電轉換效率亦盥先 别者同等，從而完成本發明。 主本發明之第1態樣之太陽電池之製造方法係：於導電型 型或η型之石夕基板上’形成含有導電型與上述石夕基板不 :之摻雜物之矽層(矽層形成步驟)，並將上述矽層進行熱 使上述矽層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散 (熱處理步驟）。 本發明之第2態樣之太陽電池之製造方法係：於導電型 ^型或η型之發基板上，形成含有導電型與上述石夕基板不 二摻雜物之石夕層’並於形成上述石夕層之期間加熱上述矽 土反而使上述矽層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散 I39950.doc 201003939 (矽層形成及熱處理步驟）。 本發明之第1態樣之太陽電池之製造方法中較好的是， 於形成上述矽層（石夕層形成步驟）之後，在將上述矽基板保 持於真空環境中之狀態下，於上述石夕層上形成抗反射膜 (抗反射膜形成步驟）。 本發明之第1態樣之太陽電池之製造方法中較好的是， 於形成上述矽層（矽層形成步驟）之後，於上述矽層上形成 抗反射膜（抗反射膜形成步驟），於上述抗反射膜之上形成 表面電極（表面電極形成步驟），於使上述矽層中所含之上 述摻雜物向上述矽基板内擴散時（熱處理步驟），加熱形成 有上返夕層上述抗反射膜及上述表面電極之矽基板，藉 此使上述表面電極與上述矽層或上述矽基板導通，使上^ 摻雜物向上述矽基板擴散。 本發明之第丨態樣之太陽電池之製造方法中較好的是， 於形成上述矽層時（矽層形成步驟），在口型之矽基板之表面 上形成含有η型摻雜物之矽層，於形成上述矽層（矽層形成 步驟）之後，於上述石夕基板之背面形成含有銘之背面電極 (背面電極形成步驟），於使上述梦層中所含之上述接雜物 向上料基板内擴散時（熱處理步驟），加熱形成有上述石夕 層及上述背面電極之石夕基板’藉此使上述摻雜物向上述石夕 基板擴散，使上述背面電極之銘之一部分向上述矽 散。 、 本發明之第1態樣及第2態樣之太陽電池Μ 好的是，於使上述石夕層中所含之上述接雜物向上述石夕基板 139950.doc 201003939 内擴散時（熱處理步驟），將加熱溫度之最高值設定為細。c 以上且120(TC以下，且加熱時間為1分鐘以上且分鐘以 下。 本發明之第ill樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 好的是，於形成上述石夕層之期間加熱上述石夕基板而使上述 矽層中所含之上述摻雜物向上述石夕基板内擴散時（石夕層形 成及熱處理步驟），將加熱溫度之最高值設定為6G(TC以上 1200 C以下，且加熱時間為丨分鐘以上且1分鐘以下。 本，明之第1態樣及第2態樣之太陽電池之製造方法令較 好的是，於形成上述矽層（矽層形成步驟）之前，在真空中 將上述矽基板曝露於電漿下(電漿處理步驟），將上述矽基 板曝露於電衆中（電漿處理步驟）之後，在將上述梦基板保 持於真空環境中之狀態下，繼續形成上述矽層(矽 步驟）。 本發明之第i態樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 好的疋’於形成上述石夕層之期間加熱上述石夕基板而使上述 石夕層中所含之上述摻雜物向上述♦基板内擴散（石夕層形成 及熱處理步驟)之前，在真空中將上述矽基板曝露於電嘴 下(電漿處理步驟)，將上述石夕基板曝露於電漿中(電渡處理 步驟）之後，在將上述矽基板保持於真空環境中之狀熊 下，繼續於形成上述㈣之㈣加熱上料基板而使上$ 石夕層中所含之上述摻雜物向上料基板内擴散（石夕層形成 及熱處理步驟）。 本土月之第lg樣及第樣之太陽電池之製造方法中較好 139950.doc 201003939 的是’上述矽層係藉由電聚c VD(Chemicai Vap〇r吻〇驗η，化 學氣相沈積）法而成膜，使用同一電襞CVD裝置，將上述 矽基板曝露於電漿中（電聚處理步驟），形成上述石夕層（石夕層 形成步驟）。 本毛月之第1悲樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 好的是，上述矽層係藉由電漿CVD法而成膜，在使用同一 电水CVDI置，將上述矽基板曝露於電漿中（電漿處理步 驟），形成上述矽層之期間，加熱上述矽基板而使上述矽 層中所含之上述摻雜物向上述石夕基板内擴散（石夕層形成及 熱處理步驟）。 本發明之第1態樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 好的是，於形成上述矽層（矽層形成步驟）之前，在真空中 乾式蝕刻上述矽基板之表面而形成紋理（蝕刻步驟），於上 述蝕刻之後，在將上述矽基板保持於真空環境中之狀態 下，繼續形成上述矽層（矽層形成步驟）。 本發明之第1態樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 子的疋於形成上述矽層之期間加熱上述矽基板而使上述 夕層中所含之上述摻雜物向上述矽基板内擴散(矽層形成 及熱處理步驟）之前，於真空中乾式姓刻上述石夕基板之表 面而形成紋理（餘刻步驟），在上述钱刻之後，在將上述石夕 土板保持於真空環境中之狀態下，繼續於形成上述矽層之 期間加熱上述石夕隸而使上述石夕I中所含之上述換雜:向 上述矽基板内擴散（矽層形成及熱處理步驟）。 本發明之第1態樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 139950.doc 201003939 好的疋，於形成上述矽層（矽層形成步驟）之前，於真空中 乾式蝕刻上述矽基板之表面而形成紋理（蝕刻步驟），在上 述蝕刻之後，在將上述矽基板保持於真空環境中之狀態 下，繼續將上述矽基板曝露於電漿中（電漿處理步驟卜 本發明之第1態樣及第2態樣之太陽電池之製造方法中較 好的是，於形成上述石夕層之期間加熱上述石夕基板而使上述 矽層中所含之上述摻雜物向上述矽基板内擴散(矽層形成

及熱處理步驟）之前’於真空中乾式㈣上述⑦基板之表 面而形成紋理(姓刻步驟)，在上侧之後，在將上述石夕 基板保持於真空環境中之狀態下，繼續將上述石夕基板曝露 於電漿中（電漿處理步驟）。 人 个赞明之第3態樣之太陽電池之製造裝置包含：第 -成膜農置’其係、—面將含有摻雜物之氣體導入至基板 上、’，一面於上述基板上形切層；第二成難置，其係於 上述石夕層上形成抗反射膜；電極形成裝置，其係於上述基 :上或抗反射膜上形成電極；及加熱裝置，其係加熱上述 基板。 本發明之第3態樣之太陽電池之製造裝置中較好的是， 上述第-成膜裝置包含加熱上述基板之加熱部。 本發明之第3態樣之太陽電池之製造裝置中較好的是， ::第-成膜裝置包含將上述基板曝露於電浆中 理部。 本發明之第3態樣之太陽電 含基板搬送機構，1传將上、…：衣置中較好的是包 再/、係將上迷基板依上述第一成膜裝置、 139950.doc 201003939 上述第二成膜裝置、上述電極形成裝置及上述加熱裝置之 順序搬送。 又’本發明之第4態樣之 八场包池包含：矽基板，其係 V龟型為p型或η型；擴散層，立 . 傭成增其係形成於上述矽基板内且 上述石夕基板之表面附近，且撼 擴放有導電型與上述矽基板不 同之摻雜物；及矽層，其係 ^ Α 、積層於上述擴散層上且含有上 述推雜物。 =發明之弟4態樣之太陽電池中較好的是，上述擴散層 之4雜物濃度低於上述矽層之摻雜物濃度。 根據本發明之第1態樣之太陽電池之製造方法，由於具 夕層形成步驟’其係於導電型為Ρ型或η型之石夕基板 上，使含有導電型與該石夕基板不同之推雜物之石夕層成膜； 及熱處理步驟，立择脾μ、+. Η 一糸將上述矽層進行熱處理而使上述矽層 中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散，因此可使光電轉換 效率亦與先前者同等。 又’與先前相比可以短時間形成擴散層，因此可謀求製 造時間之縮短、步驟數之削減、及製造成本之削減。 根據本發明之第2態樣之太陽電池之製造方法，由於具 夕層形成及熱處理步驟，其係於導電型為ρ型或η型之 =基板上使含有導電型與該石夕基板不同之換雜物之石夕層成 膜亚且在使該石夕層成膜之期間，力口熱上述石夕基板而使上 述夕層中所含之摻雜物向上述石夕基板内擴散’因此可使光 電轉換效率亦與先前者同等。 又’與先前相比可以短時間形成擴散層，因此可謀求製 139950.doc -10- 201003939 造時間之縮短、步驟數之削減、及製造成本之削減。 根據本發明之第3態樣之太陽電池之製造裝置，由於具 備·第一成膜裝置，j：伟一面將人 ' 且， ”係®將含有摻雜物之氣體導入至 基板上，-面於上述基板上形成石夕層；第二成膜震置，盆 係於上切層上形成抗反射膜；電極形成裝置，1係於上 = 反上或抗反射膜上形成電極；加熱裝置，其係加熱上 ::::因此與先前相比可以短時間製造光電轉換效率與 則同等之太陽電池。從而可謀求太陽電池之製造步驟 中之製造時間之縮短、步驟數之削減、及製造成本之削 減。 根據本發明之第4態樣之太陽電池，由於於導電型為p型 或η型之砍基板内且上述石夕基板之表面附近，形成擴散有 導電型與上述碎基板不同之摻雜物之擴散層，於該擴散芦 上積層有含有上述摻雜物之石夕層’因此與先前相比可以短 時間提供光電轉換效率與先前者同等且價格低之太陽電 池。 【實施方式】 對用以實施本發明之太陽電池之製造方法、太陽電池之 製造裝置、及太陽電池之最佳形態進行說明。 再者，該形態係用以更好地理解發明之主旨而進行之具 體說明，只要未特別指定則不會限定本發明。 ^ (第1實施形態） 圖1係表不本發明之第丨實施形態之太陽電池之剖面圖。 圖1中，符號1為矽基板，符號2為擴散層，符號3為矽層， 139950.doc 201003939 付號4為抗反射膜，符 is μ· 處為BSF層，符號6為第1昔而兩 極，符號7為第2背面電極，# 月面毛 付號8為表面電極。 作為;5夕基板1，可椒站_ ^ 中擴丐古 根據用途而適當地選擇使用於單晶矽 中擴散有硼（B)、鎵a 干曰曰y 型單曰矽其l )、鋁（A1)'銦（In)等P型摻雜物之p 寺鳴雜物之η型單^基板之任—種基板。）錦⑽) 凸之纹夕基板1之表面上’ #由紋理蝕刻而形成有微小凹 之紋理構造（省略圖示）。 作為秒基板1，可準備形成 能Φ介-Γ β i 战有、、文理之基板，於本實施形 心中亦可精由對基板進行乾式钱刻而形成紋理。 太陽電池中若使用形成有 電效率。 有、，文理之石夕基板卜則可提高發 料該#W，除上述之單W基板之外可較佳地1 用多晶妙基板，可根據用途而適當地選擇使用。 於矽基板1為P型矽基板之情形時，藉由使磷⑻、石 二S)銻(Sbhn型摻雜物向矽基板】之表面附近擴散而名 得之厚度較薄的層為擴散層2。 又於矽基板]為η型矽基板之情形時，藉由使硼（B)、 鎵（Ga)、鋁（Α1)、銦（111)等]^型摻雜物向矽基板〗之表面附近 擴散而獲得之厚度較薄的層為擴散層2。 夕層3係已g結晶組織之一部分或全部含有多結晶石夕之 夕曰曰矽、非晶質（非晶）矽之任—者之厚度較薄的層。該矽 層3中含有導電型與擴散層2相同之摻雜物，即，若擴散層 2為η型，則矽層3中含有磷（P)、砷（As)、銻型摻雜 139950.doc 12 201003939 夕層3中含有硼（B)、鎵 (Ga)、銘（A1)、銦（in)等p型摻雜物。 人該擴散層2係藉由對石夕層3進行熱處理而使該石夕層3中所 έ之摻雜物向石夕基板1之表面擴 幻夕政^擴欢所獲得的區域。該擴散 層2之摻雜物濃度係以產生太 ’、 也所需之Pn接合之方或 而決疋。例如，擴散層2之摻雜 飞 曰π 物濃度係取決於來自矽層 多。通當，所㈣ ^層之摻雜物濃度低之情形較 ( 夕通书，所成膜之矽層3之播雜 擴散層2所要求之摻雜物濃度。辰㈣^為而於對 m包含積層有高折射率之料低折射率之臈 :的：作為抗反射膜4之情形時，作為構; 科’可較佳地使用例如折射率 肢之材 氧化钴Πη、 為.〇〜4·0之氮化矽（SiNx)、 鈦⑽2)、氧域（Nb2Q5)、氟 (Mg〇)、氧化石夕（Si〇2)等。 乳化鎂 日车 Ah '-h 於進行穿火步驟之情开！ 時，作為該膜，可較^ 鄉之㈣ (Ti〇2)。 便用氮化石夕（⑽x)、氧化鈦 5係藉由熱處理而使構切基板R背面電 ^ ’、擴散至矽基板而形成之厚度較薄的層。 ' 例：’於P型碎基板之背面形成含有銘之背 進仃熱處理而使鋁擴散 並 第P而干4仏文至石夕基板，猎此形成咖層5。 弟1月面電極6、笫2呰品帝乂。 銀、紹等導電性及表面電極8係對含有 金屬之貧進行煅燒所獲 第2背面電極7伟以且…丄 “于之孟屬電極。 之背面上案之方式形成於石夕基板】 又為板牙該矽基板〗之背面之中央部。 139950.doc -J3- 201003939 第1 面電極6設於第2背面電極7之兩側，且 木之方式而形成於矽基板丨之背面上。 表面電極8形成於矽基板丨之表 表 有沿著第2背面#極7…/ 具有排列 -和之長度方向而形成之複數個(例如5。 们）▼狀曼極片之構成。 表面電極8藉由穿火製程而與秒層3或擴散層2連接。 可個別地進行形成上述擴散層2之熱處理步驟、形成 B二層5之熱處理步驟、及藉由穿火製程而對表面電極8進 行熱處理之步驟 它 ' — 若同時進行任意兩個步驟或 乂、’則可實現製造時間之縮短、步驟數 及裝置之削減。 j減 …其次’根據圖式對本實施形態之太陽電池之製造方法進 行說明。 圖2係表示本實施形態之太陽電池之製造裝置之模式 圖圖2中，符號11係一面將含有#雜物之氣體導人至& ^ 一面於基板上形切層之第—成㈣置，符號12係於 ^上形成抗反射膜之第二成膜裝置，符號13係於基板上 進行加熱之加_置。惰對基板 該第—成«置U中具備對基板進行加熱之加埶部15及 露於電榮中之„處理部16。於該等第—成膜裝 —成艇裝置12、電極形成裝置13、及加熱裝置14 中，以通過該等裝w夕古斗.；# 士 ia ^ 置之方式而汉有搬送基板之基板搬送機 構1 7。 139950.doc • 14 - 201003939 二=置11及第二成膜裝置12之内部維持為真空狀 二第設定為特定壓力之狀態下使用第-成膜裝置 11及第一成膜裝置12。 電極形成㈣13及加熱裝置14之内部維持為 態，於該大氣壓下㈣電極形成裝置13及加㈣置Μ。 因=’亦可於第二成膜裝置12與電極形成裝㈣之間設 有加載互鎖室（省略圖示）。 :第《膜#置11及第二成膜裝置12之間在維持著 真二之狀態下搬送基板。 又’在基板之搬送路徑上，亦可於第—成膜裝置^之上 游側設有進行紋理之乾式蚀刻之敍刻裝置（省略圖示）。 /此情形時’於㈣震置、第—成臈裝置U及第二成膜 、置12之間在維持著真空之狀態下搬送基板。 /繼而’根據圖3對使用該製造裝置製造本實施形態之太 陽電池之方法進行說明。 如圖3⑷所*，將？型或n型導電型之石夕基板^表面曝 露於電漿中進行清洗（電漿處理）。 為卩^或η型導電型之石夕基板21，可根據用途而自單晶 mu晶_基板之中選擇。又’選擇在石夕基板21之表 上形成有紋理構造（省略圖示型或η型導電型之矽基 板。 八體而σ，將矽基板配置於形成矽層之電漿CVD裝置 二、’對该電漿CVD農置之内部進行減壓，之後，一面將氬 it導入至琶▲ CVD裝置之内部一面產生電裝。藉此，將基 139950.doc 201003939 板:露於電漿中對基板進行清洗（電漿處理）。 再:吏用專用之電漿產生裝置來實施上述電漿處理。 於^中、=清洗前基板表面上形成紋理構造，故而亦可 、〃二中進行乾式敍刻之步驟。 又於進行乾式敍刻之後 一面於基板上形成下一矽層 大氣中進行清洗之工時。 ,若一面維持著真空氣體環境 則可省去暫時將基板取出至 、繼而，如圖3(b)所示，於該石夕基板21之表面上，使含有 導電型與該⑪基板21不同之摻雜物之⑪層22成膜。 矽層22為多晶矽、非晶矽、微晶矽、或該等之混合物。 例如於矽基板21為P型矽基板之情形時，使含有磷 (P)中（As)、銻（Sb)等η型摻雜物之石夕層22成膜。 又，於矽基板21為η型矽基板之情形時，使含有硼（Β)、 鎵（Ga)、鋁（Α1)等ρ型摻雜物之矽層22成膜。 繼而，藉由CVD法、磁控濺鍍法、高頻（RF，radi〇 frequency，射頻）磁控濺鍍法等，而於矽層22上使包含氮 化矽（SiNx)、氧化鈦（Ti〇2)、氧化鈮（Nb2〇5)、氟化鎂 (MgF2)、氧化鎖（MgO)、氧化矽（Si〇2)等之抗反射膜4成 膜。該抗反射膜4係一面對矽基板2丨進行加熱一面進行成 膜。 繼而，如圖3(c)所示’藉由網版印刷法而於抗反射膜4上 形成特定形狀之銀之表面電極8。 繼而’藉由網版印刷法而於矽基板21之背面形成具有特 定形狀之第1背面電極6及第2背面電極7。 139950.doc -16- 201003939 於矽基板21為p型之情形時， 鋁，第2背面電極7之材料為銀。 。h之材料為 4繼/面，：圖3⑷所示’對形成有該_、抗反射膜 4、表面電極8、第”遣面電極 21進行熱處理。 面電極⑴夕基板 "亥熱處理之條件係：氣體淨丨冑A ,胃$ u γ 衣兄4還原性氣體環境或惰性 軋耝裱丨兄，溫度為60(rc以上 、 乂上且i20〇C以下，時間為！分鐘 以上且12 0分鐘以下。 藉由該熱處理而使矽層29由π人Λ 中所3之摻雜物向石夕基板2丨内 擴散而形成擴散層2。 進而’於砍基板21為p型之情形時，藉由該熱處理而使 仏背面電極6中所含之㈣散至石夕基板21，於石夕基板21之 背面形成BSF層5。 進而，表面電極8藉由穿火而穿過抗反射媒4,與石夕扣 或矽基板21連接。 根據上述而可獲得本實施形態之太陽電池。 根據本’施形恕之太陽電池，於p型(或打型)矽基板^之 表面附近形成擴散有n型（或P型）摻雜物之擴散層2，且於該 擴散層2上積層有含有η型（或P型）摻雜物之石夕層3，因此可 獲得與先前之太陽電池同等之光轉換效率。 又，可同時形成擴散層2與BSF層5，並且與先前相比可 於短時間形成。因此，可縮短用以形成擴散層2及膨層5 之處理時間，因此，可謀求製造時間之縮短、步驟數之削 減、及製造成本之削減。 139950.doc •17- 201003939 進而’可於一系列之真空裝置中處理以乾式蝕刻形成紋 理之步驟、形成矽層之步驟、及形成抗反射膜之步驟等。 口此’無需重複進行將真空裝置内之氣體環境自真空狀態 文更為大氣氣體環境，或自大氣氣體環境變更為真空狀態 之動作，而可縮短排氣時間，並且可保持基板潔淨。 (第2實施形態） 繼而，根據圖式4對本發明之第2實施形態之太陽電池之 製造方法進行說明。 再者，圖4中對與圖3相同之構成要素標註相同符號並省 略說明。 如圖4(a)所示，對表面形成有紋理構造（省略圖示）之p型 或11型導電型之矽基板21之表面進行清洗。 曾繼而，如圖4(b)所示，於該矽基板21之表面上形成含有 ^包型與該矽基板21不同之摻雜物的矽層3 1。 作為形成矽層31之方法，使用加熱器或者紅外線照射裝 ，，如符號32所示對處於成膜過程中之矽層31進行加熱， 藉此來實施熱處理。 該：處理之條件係於大氣壓之惰性氣體(例如⑹環境 下’溫度為6〇〇°C以上且120CTC以下。 猎此，如圖4⑷所示，使石夕層31中所含之推雜物向石夕』 板21内擴散。藉此，於矽基板2丨内且為與矽層η之界㈣ 近：形成有摻雜物濃度低於矽層31之摻雜物,濃度之擴散層 2，該矽層3 1成為摻雜物濃度降低之矽層3。 曰 繼而，如圖4(d)所示，藉由⑽法、磁控賤錄法、高頻 139950.doc -18- 201003939 (RF)磁控濺鍍法等，而於矽層3上使包含氮化矽（SiNx)、氧 化鈥（Ti〇2)、氡化鈮（Nb205)、氟化鎂（MgF2)、氧化鎮 (MgO)、氧化矽（Si〇2)等之抗反射膜4成膜。 繼而’藉由網版印刷法而於抗反射膜4上形成特定形狀 之銀表面電極8。 繼而’藉由鋼版印刷法而於矽基板21之背面形成特定形 狀之第1背面電極6及第2背面電極7。於使用p型石夕基板之 情形時，第1背面電極6之材料為鋁，第2背面電極7之材料 為銀。 繼而，對成膜有該矽層3、抗反射膜4、表面電極8、第1 背面電極6及第2背面電極7之矽基板21進行熱處理。 於使用P型矽基板之情形時，藉由該熱處理而使第i背面 電極6中所含之鋁擴散至矽基板21而形成BSF層5，除該 BSF層5以外之部分成為矽基板1。 進而，表面電極8藉由穿火而穿過抗反射膜4，與矽基板 連接。 土 19 201003939 因此.，可進一步縮短用以形成擴散層2之熱處理時間， 從而可謀求製造時間之縮短、步驟數之削減、及製造成本 之削減。 (實施例） 以下，根據貫把例及比較例來對本發明作具體說明，但 本發明並未受該等實施例之限定。 (實施例1) 在藉由紋理蝕刻而於表面上形成有紋理構造之厚度220 μιη、156 mm見方之p型單晶矽基板上，藉由^乂口法而使含 有磷（P)之矽層成膜。 成膜條件係基板溫度為300°C，SiH4氣體之流量為300 seem，經出稀釋之i vol% ph3氣體之流量為36〇 w，功 率為300 W。 所獲得之石夕層係於非晶質（非晶）石夕争散布有微細的多晶 石夕之被稱作非晶微晶者，其厚度為5〇 nm。 繼而，ii*CVD法而使包含氮化石夕（SiNx)之抗反射膜於 矽層上成膜。

SiH4氣體之流量為30 作為载氣之N2氣體之流 成膜條件係基板溫度為400°c seem，NH3氣體之流量為3〇 sccm 量為600 seem，功率為300 w。 所獲付之抗反射膜之厚度為7〇 nm。 繼而，於該矽基板背面之形成第2背面電極7的帶議 中，藉由網版印刷法而塗佈20 μιη厚度之銀膏， 150°C乾燥10分鐘。 八 139950.doc •20- 201003939 、、而“於5亥矽基板背面之除第2背面電極7以外之整個區 域中’猎由網版印席丨 j法而主佈20 μιη厚度之鋁膏，其後以 15 0 C乾燥1 〇分鐘。 、 於°亥石夕基板表面之形成表面電極之區域中，藉由 網版印刷法而塗佈20 _厚度之銀膏，其後以15吖乾㈣ 分鐘。 藉匕幵V成有fl月面電極6、第2背面電極7、及表面電極 8 ° 、廬而卩750 C對該⑪基板進行丨分鐘之熱處理。 藉此’於㈣基板之背面上形成有深度約ig _之膽 層。同時’該表面電極穿過抗反射膜而與擴散層接觸。 又，使石夕層中所含之摻雜物向石夕基板内擴散而形成擴散層 2 〇 以如此方式獲得之太陽電池，可獲得與以先前方法形成 擴散層之太陽電池同等的光轉換效率。 (實施例2) 在藉由紋理㈣而於表面上形成有紋理構造之厚度22〇 μη- 156 _見方之η型單晶石夕基板上，藉由CVD法而使含 有硼（B)之矽層成膜。 成膜條件係基板溫度為，叫氣體之流量為· seem，經私稀釋之0.5 vo〗％ B2h6氣體之流量為36〇 sccm， 功率為300 W。 所獲得之石夕層係於非晶質(非晶)石夕中散布有微細的多晶 矽之被稱作非晶微晶者，其厚度為5〇 nm。 139950.doc -21 * 201003939 繼而，藉由CVD法而使包含氮化矽（SiNx)之抗反射膜於 矽層上成膜。 成膜條件係基板溫度為400°C，SiH4氣體之流量為30 seem，NH3氣體之流量為30 seem，作為載氣之n2氣體之流 量為600 seem，功率為300 W。 所獲得之抗反射膜之厚度為70 nm。 繼而，於該矽基板之背面上，藉*DC(Direct cUrrent， 直/瓜包）磁控滅鐘法而使厚度為〇 · 5 之摻雜有鱗（？）之矽 層成膜，於該矽基板背面之形成第2背面電極7之帶狀區域 中，藉由網版印刷法而塗佈2〇 μηι厚度之銀膏，其後以 150°C乾燥10分鐘。 進而’於㈣基板表面之形成表面電極之區域中，藉由 網版印刷法而塗佈2G _厚度之銀膏，其後以15代乾燥1〇 分鐘。藉此形成第2背面電極7及表面電極8。 繼而，以750°c對該石夕基板進行1分鐘之熱處理。 藉此，於該矽基板之背面

成面上屯成有沬度約丨〇 μηι之B SF 層。同時，該表面電極空讲4上 牙k抗反射膜而與擴散層接觸。 又’使石夕層中所含之捧雜物h坊甘上 ”物向矽基板内擴散而形成擴散層 2 〇 以如此方式所獲得之太 ' <太％電池，可獲得與以先前 成擴散層之太陽電池同等之㈣㈣^ (比較例） 在藉由紋理蝕刻而於表 、 上形成有紋理構造之厚度 pm、156 mm見方之口型 于 早日日矽基板之表面上塗佈含； I39950.doc •22- 201003939 (P)之塗料，繼而，以900°C實施10分鐘之熱處理，從而於 該石夕基板之表面附近形成厚度約〇. 5 pm之n型擴没欠^g 繼而’使用氫氟酸清洗該擴散層，進而使用超純水對該 擴散層進行水洗，繼而，藉由CVD法而使包含氮化石夕 . (siN>0之抗反射膜於該擴散層上成膜。 成膜條件係基板溫度為3〇〇。(：，SiH4氣體之流量為3〇 seem，ΝΑ氣體之流量為30 SCCm，作為载氣之乂氣體之流 量為600 seem，功率為300 W。 f -> ' 所獲得之抗反射膜之厚度為70 nm。 繼而，於該石夕基板背面之形成第2背面電極7之帶狀區域 中，藉由網版印刷法而塗佈70 μηι厚度之銀膏，其後以 1 5 0 °C乾燥1 〇分鐘。 繼而+，於該石夕基板背面之形成第電極6之矩形區域 中，藉由網版印刷法而塗佈70 μιη厚度之鋁膏，其後以 150°C乾燥2分鐘。 ( 進而，於§亥矽基板表面之形成表面電極之區域中，藉由 網版印刷法而塗佈20 μιη厚度之銀膏，其後以15〇它乾：ι〇 分鐘。藉此形成第〗背面電極6、第2背面電極7及表面電 . 繼而，以75〇。(：對該矽基板進行3秒鐘之熱處理。藉此， 於忒矽基板之背面上形成有深度約1〇 pm之bsf層。同 時，表面電極穿過含有氮化石夕（SiNx)之抗反射膜而與擴散 層接觸。 以士此方式所獲得之太陽電池之光電轉換效率為 139950.doc •23- 201003939 12〜170/〇。 然而’於清洗不充分之情形時或清洗後基 潔淨狀離之,}·主肜抻+ 不保将於 狀心之一形％，存在光電轉換效率降低之情形， 在品質不穩定之情形。 仔 ψ根據以上之結果得知，實施例1、2與比較例相比，輸 '光電轉換效率均為同等或有所提高。 Α知例1 2中’可藉由1次熱處理而同時形成擴散 曰、SF層、兩個背面電極、及表面電極，與先前之梦造 方法相比製造步驟所需之時間得以大幅縮短。 又 =上所詳述般，本發明適於可縮短在⑪基板上形成擴 盘^之熱處理時間、進而可藉由同時進行摻雜物之擴散 一面電極之穿火而縮短製造時間並削減步驟數，並且可 製造光電轉換效率亦盥先前者且了 、无别者冋寺之太險電池的太陽電池 之衣造方法'太陽電池之製造裝置及太陽電池。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之第1實施形態之太陽電池之剖面圖； 圖2係表示本發明之第i實施形態之太陽電池之製造 之模式圖； ~ 圖3⑷至圖3(d)係表示本發明之第ι實施形態之太陽電池 之製造方法之剖面圖；及 圖4⑷至圖4(d)係表示本發明之第2實施形態之太陽電池 之製造方法之剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 矽基板 139950.doc •24- 201003939 2 擴散層 3 矽層 4 抗反射膜 5 BSF層 6 第1背面電極 7 第2背面電極 8 表面電極 11 第一成膜裝置 12 第二成膜裝置 13 電極形成裝置 14 加熱裝置 15 加熱部 16 電漿處理部 17 基板搬送機構 21 $夕基板 22 矽層 31 矽層 32 加熱 139950.doc •25

Claims (1)

1. 201003939 七、申請專利範圍： 1. 一種太陽電池之製造方法，其特徵在於： 於導電型為p型或η型之矽基板上，形成含有導電型與 上述石夕基板不同之摻雜物之石夕層； 、 中所含之摻雜物 將上述矽層進行熱處理而使上述石夕層 向上述矽基板内擴散。 2. ί 一種太陽電池之製造方法’其特徵在於： 於導電型為ρ型或η型之矽基板上，形成含有導電型與 上述石夕基板不同之摻雜物之石夕層； 於形成上述矽層之期間，加熱上述矽基板而使上述矽 層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散。 3. 如請求項1之太陽電池之製造方法，其中 於形成有上述矽層之後，在將上述矽基板保持於真空 環境中之狀態下，於上述矽層上形成抗反射膜。一 4. 如印求項1之太陽電池之製造方法其中 於形成有上述矽層之後， 於上述矽層上形成抗反射膜， 於上述彳几反射膜之上形成表面電極； 士在使上述矽層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散 “藉由加熱形成有上述矽層、上述抗反射膜及上述表 面电極之矽基板，而使上述表面電極與上述矽層或上述 土板導通，使上述摻雜物向上述矽基板擴散。 5.如請求項1或3之太陽電池之製造方法，其中 於形成上述矽層時，在Ρ型之矽基板表面上形成含有η 139950.doc 201003939 型摻雜物之石夕層； 於形成有上述矽層之後，在上述矽基板之背面上形成 含有鋁之背面電極； 在使上述矽層_所含之摻雜物向上述矽基板内擴散 時，藉由加熱形成有上述矽層及上述背面電極之矽基 板，而使上述摻雜物向上述矽基板擴散，使上述背面^ 極之紹之一部分向上述矽基板擴散。 6.如凊求項1或2之太陽電池之製造方法，其中 在使上述矽層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散 時，將加熱溫度之最高值設定為60(rc以上且12〇〇ct以 下且加熱時間為1分鐘以上且1 2 0分鐘以下。 如請求項1或2之太陽電池之製造方法，其中 在形成上述矽層之期間加熱上述矽基板而使上述矽層 中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散時，將加熱溫度之 最高值設定為600。〇以上且120(rc以下，且加熱時間為^ 分鐘以上且120分鐘以下。 8·如凊求項1或2之太陽電池之製造方法，其中 於形成上述矽層之前，在真空中將上述矽基板曝露於 電漿下； 於將上述矽基板曝露於電漿中之後，在將上述矽基板 保持於真空環境中之狀態下，繼續形成上述矽層。 月求項1或2之太陽電池之製造方法，其中 升7成上述石夕層之期間加熱上述石夕基板而使上述石夕層 中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散之前，在真空中將 139950.doc 201003939 上述矽基板曝露於電漿下； 矽基板内擴散 保：：ΐ:!基板曝露於電漿中之後，在將上_板 …、工％境中之狀態下，繼續在形成上述矽層之 間加熱上料基板而使上述石夕層t所含之摻雜物向上述 士明求項8之太陽電池之製造方法，其中 上述矽層係藉由電漿CVD法而成膜；

   使用同一電漿CVD裝置，將上述矽基板曝露於電聚 中’形成上述矽層。 11. 如請求項9之太陽電池之製造方法，其中 上述石夕層係藉由電漿CVD法而成膜； 在使用肖％漿CVD裝置，將上述矽基板曝露於電漿 中形成上述矽層之期間，加熱上述矽基板而使上述矽 層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散。 12. 如請求項1或2之太陽電池之製造方法，其中 於形成上述矽層之前，在真空中乾式蝕刻上述矽基板 之表面而形成紋理； 於上述姓刻之後’在將上述石夕基板保持於真空環境中 之狀態下，繼續形成上述矽層。 13.如請求項丨或2之太陽電池之製造方法，其中 在形成上述矽層之期間加熱上述矽基板而使上述矽層 中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散之前，在真空中乾 式飯刻上述矽基板之表面而形成紋理； 於上述蝕刻之後’在將上述矽基板保持於真空環境中 139950.doc 201003939 \下，繼續於形成上述矽層之期間加熱上述矽基板 述矽層中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散。 14.如請求項8之太陽電池之製造方法，其中 於形成上述矽層之前，在真空中乾式蝕刻上述矽基板 之表面而形成紋理； 於上述蝕刻之後，在將上述矽基板保持於真空環境令 之狀態下，繼續將上述矽基板曝露於電漿中。 15.如請求項9之太陽電池之製造方法其中 在形成上述矽層之期間加熱上述矽基板而使上述矽層 中所含之摻雜物向上述矽基板内擴散之前，在真空中乾 式名虫刻上述石夕基板之表面而形成紋理； 於上述蝕刻之後，在將上述矽基板保持於真空環境中 之狀態下，繼續將上述矽基板曝露於電漿中。 16'種太陽電池之製造裝置，其特徵在於包括： 第一成膜裝置，其係一面將含有摻雜物之氣體導入至 基板上，一面於上述基板上形成矽層； 第二成膜裝置，其係於上述矽層上形成抗反射膜； 電極形成裝置，其係於上述基板上或抗反射膜上形成 電極；及 加熱裝置，其係加熱上述基板。 17. 如請求項16之太陽電池之製造裝置，其中 上述第一成膜裝置包括加熱上述基板之加熱部。 18. 如請求項16或17之太陽電池之製造裝置，其中 上述第一成膜裝置包括將上述基板曝露於電漿中之電 139950.doc -4 - 201003939 漿處理部。 19.如请求項16或1?之太陽電池之製造裝置，其中包括基板 搬送機構，其係將上述基板依上述第一成膜裝置、上述 第二成膜裝置、上述電極形成裝置及上述加熱裝置之順 序搬送。 20. —種太陽電池，其特徵在於包括： 石夕基板’其係導電型為p型或η型； Γ 擴散層，其係形成於上述矽基板内且上述矽基板之表 面附近，且擴散有導電型與上述石夕基板不同之摻雜物；及 矽層，其係積層於上述擴散層上且含有上述播雜物。 21 ·如請求項20之太陽電池，其中 上述擴散層之摻雜物濃度低於上述矽層之找吨& β 度。 江夕層之接雜物濃 139950.doc