TW201637232A - 太陽電池之製造方法 - Google Patents

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TW201637232A
TW201637232A TW105100262A TW105100262A TW201637232A TW 201637232 A TW201637232 A TW 201637232A TW 105100262 A TW105100262 A TW 105100262A TW 105100262 A TW105100262 A TW 105100262A TW 201637232 A TW201637232 A TW 201637232A
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dopant
diffusion layer
oxide film
phosphorus
concentration
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TW105100262A
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西村邦彦
Original Assignee
三菱電機股份有限公司
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
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Abstract

本發明之太陽電池之製造方法,係包含下列步驟:第1步驟,其係在第1導電型半導體基板的第1面,形成膜厚大於50nm且200nm下列的第1氧化膜;第2步驟,其係在前述第1氧化膜上選擇性地形成含有第1摻雜物的第1擴散源;第3步驟,其係將形成有前述第1擴散源之前述半導體基板進行熱處理,而在前述第1面的表層之前述第1擴散源的正下方區域形成前述第1摻雜物擴散而成之第1摻雜物擴散層;及第4步驟,其係在前述第1摻雜物擴散層上形成電極。

Description

太陽電池之製造方法
本發明係有關於一種使用半導體基板之太陽電池之製造方法。
太陽電池係為了高效率化,可使用在受光面側之電極下部形成高濃度摻雜(doping)層,且在高濃度摻雜層以外的區域形成有低濃度摻雜層之選擇性射極(emitter)結構。因為低濃度之摻雜層係能夠抑制所入射後的光線之吸收,得到良好的短路電流,而且,能夠抑制光生成載體(carrier)的再結合損失,故在太陽電池中,係有助於實現良好的釋放電壓。另一方面,因為高濃度之摻雜層係能夠降低電極與半導體基板的接觸電阻,故在太陽電池中係有助於實現良好的曲線因子。
作為選擇性射極結構的形成方法,專利文獻1中係揭示在半導體基板的受光面側,將摻雜物糊(dopant paste)印刷形成為梳子形狀之後,進行半導體基板的熱處理。藉由進行熱處理,摻雜物糊內的摻雜物(dopant)會熱擴散至半導體基板內、且形成摻雜物濃度較高的高濃度摻雜物擴散層之第1擴散區域。同時,在氣相中從摻雜物糊揮 發的摻雜物成分附著在半導體基板表面之後,被熱擴散至半導體基板內且形成摻雜物濃度比第1擴散區域更低的低濃度摻雜物擴散層之第2擴散區域。藉此,可以一次的熱處理形成摻雜物濃度較高的第1擴散區域及摻雜物濃度比第1擴散區域更低的第2擴散區域。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-235174號公報
然而,在專利文獻1的技術中,因為來自摻雜物糊的揮發成分擴散至半導體基板而形成低濃度摻雜物擴散層,故有無法形成摻雜物濃度均勻的低濃度摻雜物擴散層之問題。此時,起因於在低濃度摻雜物擴散層之摻雜物濃度的不均勻,而在太陽電池的面內產生發電特性之偏差。
本發明係有鑒於上述而成者,其目的在於得到一種能夠防止來自摻雜物糊的揮發成分擴散至基板而形成摻雜物擴散層之太陽電池之製造方法。
為了解決上述課題,達成上述目的,本發明之特徵係包含下列步驟:第1步驟,係在第1導電型半導體基板的第1面,形 成膜厚大於50nm且200nm下列的第1氧化膜;第2步驟,係在前述第1氧化膜上選擇性地形成含有第1摻雜物的第1擴散源;第3步驟,係將形成有前述第1擴散源之前述半導體基板進行熱處理,而在前述第1面的表層之前述第1擴散源的正下方區域形成前述第1摻雜物擴散而成之第1摻雜物擴散層;及第4步驟,係在前述第1摻雜物擴散層上形成電極。
依照本發明,能夠達成防止來自摻雜物糊的揮發成分擴散至基板而形成摻雜物擴散層之效果。
1‧‧‧太陽電池單元
2‧‧‧半導體基板
3‧‧‧受光面側摻雜物擴散層
3a‧‧‧受光面側高濃度摻雜物擴散層
3b‧‧‧受光面側低濃度摻雜物擴散層
3c、82‧‧‧低濃度摻雜物擴散層
4‧‧‧抗反射膜
5‧‧‧受光面側電極
5a‧‧‧受光面側格柵電極
5b‧‧‧受光面側匯流電極
6‧‧‧背面側電極
7‧‧‧背面側BSF層
11‧‧‧半導體基板
12‧‧‧含磷玻璃層
13、83‧‧‧保護用氧化膜
14‧‧‧含磷摻雜物糊
15‧‧‧含鋁糊
16‧‧‧含銀糊
31‧‧‧含磷氧化膜
32‧‧‧保護用氧化膜
41‧‧‧太陽電池單元
42‧‧‧半導體基板
43‧‧‧受光面側摻雜物擴散層
43a‧‧‧摻雜物擴散層
45‧‧‧受光面側電極
45a‧‧‧受光面側格柵電極
45b‧‧‧受光面側匯流電極
46‧‧‧背面側電極
46a‧‧‧背面側格柵電極
46b‧‧‧背面側匯流電極
47‧‧‧背面側摻雜物擴散層
47a‧‧‧背面側高濃度摻雜物擴散層
47b‧‧‧背面側低濃度摻雜物擴散層
48‧‧‧背面側鈍化膜
51‧‧‧半導體基板
52‧‧‧含硼玻璃層
53‧‧‧含磷氧化膜
54‧‧‧保護用氧化膜
55‧‧‧含Ag糊
56‧‧‧含銀鋁糊
61‧‧‧太陽電池單元
63‧‧‧受光面側摻雜物擴散層
63a‧‧‧受光面側高濃度摻雜物擴散層
63b‧‧‧受光面側低濃度摻雜物擴散層
64‧‧‧含硼氧化膜
65‧‧‧保護用氧化膜
66‧‧‧含硼摻雜物糊
71‧‧‧半導體基板
81‧‧‧離子植入層
S101~S111‧‧‧階段
S201~S204‧‧‧階段
S301~S309‧‧‧階段
S401~S412‧‧‧階段
S501~S512‧‧‧階段
S701~S703‧‧‧階段
第1圖係顯示實施形態1的太陽電池單元(cell)之上面示意圖
第2圖係顯示實施形態1的太陽電池單元之主要部分剖面示意圖
第3圖係顯示實施形態1的太陽電池單元之製造方法之流程圖(flow chart)
第4圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第5圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第6圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第7圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第8圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第9圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第10圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第11圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第12圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第13圖係說明實施形態1的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第14圖係顯示在實施形態1之保護用氧化膜的膜厚與墊(pad)部及空白(blank)部的薄片(sheet)電阻之關係之特性圖
第15圖係顯示實施形態2的太陽電池單元之製造方法之流程圖
第16圖係說明實施形態2的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第17圖係說明實施形態2的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第18圖係說明實施形態2的太陽電池單元之製造步驟 之主要部分剖面圖
第19圖係說明實施形態2的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第20圖係說明實施形態2的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第21圖係說明實施形態2的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第22圖係顯示實施形態3的太陽電池單元之製造方法之流程圖
第23圖係說明實施形態3的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第24圖係說明實施形態3的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第25圖係說明實施形態3的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第26圖係說明實施形態3的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第27圖係顯示實施形態4的太陽電池單元之製造方法之流程圖
第28圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第29圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第30圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟 之主要部分剖面圖
第31圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第32圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第33圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第34圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第35圖係說明實施形態4的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第36圖係顯示實施形態5的太陽電池之上面示意圖
第37圖係顯示實施形態5的太陽電池之下面示意圖
第38圖係顯示實施形態5的太陽電池之主要部分剖面示意圖
第39圖係顯示實施形態5的太陽電池單元之製造方法之流程圖
第40圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第41圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第42圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第43圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟 之主要部分剖面圖
第44圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第45圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第46圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第47圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第48圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第49圖係說明實施形態5的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第50圖係顯示實施形態6的太陽電池之主要部分剖面示意圖
第51圖係顯示實施形態6的太陽電池單元之製造方法之流程圖
第52圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第53圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第54圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第55圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟 之主要部分剖面圖
第56圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第57圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第58圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第59圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第60圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第61圖係說明實施形態6的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第62圖係顯示實施形態7的太陽電池單元之製造方法之流程圖
第63圖係說明實施形態7的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第64圖係說明實施形態7的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第65圖係說明實施形態7的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第66圖係說明實施形態7的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖
第67圖係說明實施形態7的太陽電池單元之製造步驟 之主要部分剖面圖
(用以實施發明之形態)
下列,係依據圖式而詳細地說明本發明的實施形態之太陽電池之製造方法。又,本發明係不被該實施形態限定。又,在下列所顯示的圖式中,為了容易理解,各構件的縮尺與實際係有不同時。在各圖式之間亦同樣。下列,說明本發明的實施形態的太陽電池之太陽電池單元之製造方法。
實施形態1.
第1圖係顯示本發明的實施形態1的太陽電池單元1之上面示意圖。第2圖係顯示本發明的實施形態1的太陽電池單元1之主要部分剖面示意圖,為第1圖的線段A-A之主要部分剖面圖。
在本實施形態1的太陽電池單元1中,p型摻雜物之磷(phosphorus)作為第1摻雜物,其被擴散後之n型的受光面側摻雜物擴散層3,係形成在p型半導體基板2的受光面側之全體且形成具有pn接合之半導體基板11。又,受光面側摻雜物擴散層3上係形成有由絕緣膜所構成之抗反射膜4。
作為半導體基板2,係使用p型單結晶矽(silicon)基板。下列,有時將由p型單結晶矽基板所構成之半導體基板2稱為p型矽基板2。又,半導體基板2係不 被p型單結晶矽基板限定,亦可使用p型多結晶矽基板。
在半導體基板11之受光面側、亦即在n型的受光面側摻雜物擴散層3之受光面側,係形成有用以封住光線之紋理(texture)結構。紋理結構係由被稱為紋理之微小凹凸所形成。微小凹凸係在受光面中增加吸收來自外部的光線之面積,且抑制在受光面之反射率,而成為效率良好地將光線封入太陽電池單元1之構造,例如形成角錐(pyramid)形狀的突起。微小凹凸的尺寸係一個突起的一邊為0.1μm~10μm左右,因為非常微細,故在第2圖及下列的圖式中係不以凹凸形狀的方式圖示。
抗反射膜4係以絕緣膜之氮化矽膜(SiN)所構成。又,抗反射膜4係不限定於氮化矽膜,亦可藉由矽氧化膜(SiO2)或氧化鈦(titanium)膜(TiO2)等的絕緣膜來形成。
又,在半導體基板11之受光面側,係複數個排列而設置長條細長的受光面側格柵(grid)電極5a,與該受光面側格柵電極5a導通之受光面側匯流(bus)電極5b,以匯流(bus)電極5b與受光面側格柵電極5a正交的方式設置,在各自底面部中電性連接n型受光面側摻雜物擴散層3的受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。受光面側格柵電極5a及受光面側匯流電極5b係以銀材料所構成。
受光面側格柵電極5a係線寬50μm左右的線狀圖案(pattern)以2mm左右的間隔平行配列,而且將在半導體基板11的內部發電所得到的電進行集電。又,受光面側匯流電極5b係具有1mm~3mm左右的寬度,同時在太陽 電池單元每1片平行配列2根~4根,將被受光面側格柵電極5a集電而成的電取出至外部。而且,藉由受光面側格柵電極5及受光面側匯流電極5b構成呈現梳子形狀之第1電極的受光面側電極5。
矽太陽電池的受光面側電極之電極材料,係通常使用銀糊(paste)且添加有燒結(frit)狀鉛硼玻璃(boron glass)。鉛硼玻璃係例如以750℃~850℃左右加熱進行溶解且具有侵蝕氮化矽之性質。又,通常在結晶系矽太陽電池之製造方法中,係使用一種利用玻璃燒結(glass frit)的特性而得到矽基板與銀糊的電性接觸之方法。
另一方面,在半導體基板11中與受光面相對的面之背面,係在遍及全體設置含有鋁(aluminum)材料的背面側電極6。又,在半導體基板11之背面的表層部,係形成有p+層之背面側BSF(Back Surface Field)層7,該p+層係含有比p型矽基板2更高濃度的p型摻雜物。背面側BSF層7係用以得到BSF效果而設置且以半導體基板2中的電子不消滅之方式,藉由能帶(band)構造的電場使半導體基板2的電子濃度提高。
而且,在太陽電池單元1中係形成2種類的層作為n型受光面側摻雜物擴散層3而形成選擇性射極結構。在p型矽基板2之受光面側表層部中,受光面側電極5的下部區域及其周邊區域係形成有n型摻雜物為相對高濃度地被擴散之受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。又,在p型矽基板2之受光面側表層部中,在未形成有受光面側 高濃度摻雜物擴散層3a之區域,係形成有n型摻雜物相對低濃度地擴散之受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。亦即,太陽電池單元1係具有具備受光面側高濃度摻雜物擴散層3a及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之選擇性射極結構。相較於受光面側低濃度摻雜物擴散層3b,受光面側高濃度摻雜物擴散層3a係具有較低的電阻之低電阻擴散層。相較於受光面側高濃度摻雜物擴散層3a,受光面側低濃度摻雜物擴散層3b係具有較高的電阻之高電阻擴散層。
因此,將受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的摻雜物擴散濃度設為第1擴散濃度,而將受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的摻雜物擴散濃度設為第2擴散濃度時,相較於第1擴散濃度,第2擴散濃度係較低。又,將受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的電阻值設為第1電阻值,將受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的電阻值設為第2電阻值時,相較於第1電阻值,第2電阻值係較大。
上述的受光面側電極5,係形成於受光面側高濃度摻雜物擴散層3a上。又,在受光面側高濃度摻雜物擴散層3a中不形成受光面側電極5的區域及形成有受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之區域,係成為光線入射於太陽電池單元1之受光面。而且,太陽電池單元1係在受光面側電極5的下部形成有電阻低的受光面側高濃度摻雜物擴散層3a,而使半導體基板11與受光面側電極5之間的接觸電阻減小。又,在半導體基板11的受光面側之受光面側高濃度摻雜物擴散層3a以外的區域,係形成有摻雜物濃度 較低的受光面側低濃度摻雜物擴散層3b,而減少載體的再結合速度。
其次,一邊參照第3圖~第14圖一邊說明本實施形態1的太陽電池單元1之製造方法。第3圖係顯示本發明的實施形態1的太陽電池單元1的製造方法之製造流程(process flow)之流程圖。第4圖~第13圖係說明本發明的實施形態1的太陽電池單元1之製造步驟之主要部分剖面圖。
第4圖係第3圖的階段(step)S101及階段S102之說明圖。在階段S101,係準備p型矽基板2作為半導體基板2。因為p型矽基板2係使用帶鋸(band saw)或多鋼線鋸(multi wire saw)等的切割裝置將以單結晶拉升所得到的單結晶矽錠(silicon ingot)切割(cut)及切片(slice)成為所需要的尺寸(size)及厚度來製造,故在表面殘留有切片時的損傷(damage)層。因此,將p型矽基板2表面蝕刻(etching)且亦兼具將損傷層除去,藉此,將矽基板切取時所產生且存在p型矽基板2表面附近之損傷層除去。
階段S102係在p型矽基板2表面形成微小凹凸而形成紋理結構。因為微小凹凸係非常微細,所以在第4圖~第13圖係不以凹凸形狀的方式顯現。紋理結構的形成係使用在6%的氫氧化鈉(sodium)(NaOH)水溶液中混合10%異丙醇(isopropyl alcohol)而成的藥液。藉由將被切片成板狀之p型矽基板2浸漬在經設定為80℃的藥液中10分鐘,蝕刻p型矽基板2表面,而能夠在p型矽基板2表面 全面得到紋理結構。
因為在上述的蝕刻條件下,能夠以10μm左右的深度蝕刻p型矽基板2表面,故亦能夠將切片時在p型矽基板2表面所形成的損傷層同時除去。因此,亦可在階段S102兼具將在階段S101產生的損傷層除去。在此,係顯示有關使用將異丙醇混入至NaOH水溶液而成的藥液之情況,但是使用在NaOH水溶液或氫氧化鉀(potassium)(KOH)水溶液等的鹼(alkali)性水溶液中,添加市售的紋理蝕刻(texture etching)用添加劑而成之藥液亦無妨。又,p型矽基板2為多結晶矽基板時,亦能夠使用氟酸(hydrofluoric acid)與硝酸的混合液。
第5圖係第3圖的階段S105之說明圖。階段S105係在p型矽基板2中,成為太陽電池單元1受光面之第1面、及成為太陽電池單元1的背面之第2面之雙面形成保護用氧化膜13作為第1氧化膜之步驟。保護用氧化膜13的形成,係能夠藉由實施乾式(dry)氧化或濕式(wet)氧化來實現。具體而言,例如將以3.5mm間隔載置有300片p型矽基板2之石英玻璃(glass)製晶舟(boat),裝入經加熱至700℃~800℃左右之橫型爐的石英管(tube)內。一邊導入10SLM的氮氣一邊將石英管內升溫至1100℃為止,石英管內的溫度到達1100℃時,使氧氣在石英管內流動30分鐘。30分鐘後停止導入氧氣,且將導入至石英管內的氣體(gas)切換氮氣。然後,將石英管內再次降溫至700℃~800℃左右之後,將晶舟從石英管取出。此時,在p型矽基板2的 表背面,係形成有60nm左右的膜厚之氧化膜。在此,形成保護用氧化膜13係使用將氧氣導入至高溫下的石英管內之乾式氧化,但是亦可使用將水蒸氣導入至石英管內之濕式氧化。所謂濕式氧化,係指藉由氧氣使純水起泡(bubbling)且將含有水蒸氣的氧氣導入至爐內之方法。使用濕式氧化時,係例如在石英管內的溫度為930℃的狀態下,藉由將含有水蒸氣之氧氣導入至石英管內15分鐘而能夠得到60nm左右的氧化膜。
第6圖係第3圖的階段S106之說明圖。階段S106係在保護用氧化膜13上印刷摻雜物糊作為第1擴散源之步驟。在此,作為摻雜物糊,係使用網版(screen)印刷法將含有磷氧化物的樹脂糊之含磷摻雜物糊14選擇性地印刷在保護用氧化膜13上。含磷摻雜物糊14的印刷圖案(pattern),係設為由將線寬150μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及將4根線寬1.2mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。印刷後,使含磷摻雜物糊14於250℃乾燥5分鐘。又,含磷摻雜物糊14的印刷方法,係不限於網版印刷法,亦能夠使用由噴墨(ink jet)法或噴嘴(nozzle)直接吐出之方法。
第7圖係第3圖的階段S107之說明圖。階段S107係使印刷有含磷摻雜物糊14之p型矽基板2進行熱處理之步驟。將載置有p型矽基板2之晶舟裝入橫型爐,將p型矽基板2於960℃左右熱處理10分鐘。藉由該熱處理,含磷摻雜物糊14內的摻雜物成分之磷係將保護用氧化 膜13貫穿且熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,形成第1摻雜物擴散層且薄片電阻為25Ω/□左右的受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。亦即,含磷摻雜物糊14內的磷係將保護用氧化膜13貫穿且擴散至在含磷摻雜物糊14的正下方區域之p型矽基板2而形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。因為含磷摻雜物糊14內的磷係熱擴散至該含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,所以受光面側高濃度摻雜物擴散層3a係形成與含磷摻雜物糊14的印刷圖案相同的梳子形狀圖案。又,含磷摻雜物糊14內的摻雜物成分之磷,係將保護用氧化膜13貫穿而在含磷摻雜物糊14的正下方區域、以及在p型矽基板2的面方向亦稍微地擴大地擴散至鄰接該正下方區域之區域。在本說明書中,亦包含該鄰接區域而稱為正下方區域。
另一方面,保護用氧化膜13係防止在熱處理時從含磷摻雜物糊14揮發的摻雜物成分擴散至正下方區域以外的p型矽基板2。下列,說明在階段S105所形成的保護用氧化膜13之作用效果。在階段S107的熱處理過程,摻雜物成分從含磷摻雜物糊14表面揮發至環境中。在此,依照本發明者的實驗係清楚明白下列的情形:在階段S107的熱處理過程所揮發的摻雜物成分,係受保護用氧化膜13阻礙而不會擴散至保護用氧化膜13的下面之p型矽基板2中。
保護用氧化膜13阻礙揮發後的摻雜物成分之阻礙程度,係取決於保護用氧化膜13的膜厚。因此,下列 係一邊顯示基礎實驗的結果一邊說明保護用氧化膜13膜厚與阻礙程度之關係。為了基礎實驗,本發明人等係準備複數片形成有紋理結構之156mm平方的p型矽基板。隨後,以類似第3圖的階段S105的方法,在p型矽基板表面形成各式各樣的膜厚之保護用氧化膜。保護用氧化膜膜厚的範圍,係設為從對應於無氧化膜之0nm至230nm為止。隨後,以類似第3圖的階段S106之方法,將含磷摻雜物糊印刷形成在p型矽基板的一面側表面。隨後,以類似第3圖的階段S107之方法,對p型矽基板實施熱處理。
在此,含磷摻雜物糊的印刷圖案,係使用特殊的測試圖案(test pattern)。測試圖案係在156mm平方的p型矽基板之雙面的大致全面形成在第3圖的階段S106所說明的梳子形圖案,且部分地併設有以摻雜物糊塗滿10mm平方的部分,且部分地設置有在10mm平方完全不形成摻雜物糊的空白部分之圖案。下列,將部分地以摻雜物糊塗滿10mm平方的部分稱為墊部。又,將部分地在10mm平方完全不形成摻雜物糊的空白部分稱為空白部。墊部係為了在後步驟確認在p型矽基板中形成有摻雜物糊區域的薄片電阻變化而設置。又,空白部係為了確認在p型矽基板之不形成摻雜物糊的區域,來自摻雜物糊的揮發成分所引起之薄片電阻變化而設置。因為薄片電阻的評價係在1列使4根探針(probe)以1mm間隔接觸而進行4端子測定,故必須為10mm平方左右的評價區域。
熱處理後,係以類似第3圖的階段S108之方 法實施保護用氧化膜及含磷摻雜物糊之除去。將測定保護用氧化膜及含磷摻雜物糊除去後之墊部及空白部的薄片電阻之結果顯示在第14圖。第14圖係顯示在實施形態1之保護用氧化膜的膜厚與墊部及空白部的薄片電阻的關係之特性圖。在p型矽基板表面沒有保護用氧化膜時,亦即保護用氧化膜的膜厚為0nm時,得知即便不形成摻雜物糊之空白部亦顯示100Ω/□左右的薄片電阻,亦即藉由來自鄰接摻雜物糊的揮發成分以形成磷的擴散。
另一方面,在p型矽基板之表面形成保護用氧化膜且將保護用氧化膜的膜厚逐漸增厚時,空白部的薄片電阻係急遽地増加。而且,得知保護用氧化膜的膜厚大於50nm時,空白部的薄片電阻係成為300Ω/□左右以上,且成為幾乎沒有作為擴散層的功能之值。此事係表示磷係相較於矽中的擴散速度,在氧化膜中的擴散速度較慢,氧化膜達成作為擴散保護膜之功能。
另一方面,即便在墊部形成有保護用氧化膜,相對於保護用氧化膜的膜厚増加之薄片電阻的増加為較緩慢。但是,得知保護用氧化膜的膜厚大於200nm時,墊部的薄片電阻大於300Ω/□且作為擴散層的功能會消失。
從以上情形,得知藉由以50nm至200nm之間的膜厚形成保護用氧化膜,保護用氧化膜係達成作為防止來自摻雜物糊的揮發成分對p型矽基板表面產生擴散之保護膜的功能,且在摻雜物糊正下方,係自該摻雜物糊形成磷之擴散,在此,即便將保護用氧化膜的膜厚設定為 200nm下列,摻雜物糊正下方的p型矽基板之薄片電阻係有依照膜厚而慢慢地増加之傾向。此時,為了得到所需要的薄片電阻之p型矽基板,係只要依照保護用氧化膜的膜厚而變更熱處理條件即可。
第8圖係第3圖的階段S108之說明圖。階段S108係將保護用氧化膜13及含磷摻雜物糊14除去之步驟。保護用氧化膜13及含磷摻雜物糊14之除去,係能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液240秒左右來進行。
第9圖係第3圖的階段S103之說明圖。階段S103係對在p型矽基板2之成為太陽電池單元1的受光面之第1面、及成為太陽電池單元1的背面之第2面分別進行形成受光面側低濃度摻雜物擴散層3b或低濃度摻雜物擴散層3c的熱擴散之步驟。受光面側低濃度摻雜物擴散層3b及低濃度摻雜物擴散層3c之形成,係藉由將形成有紋理結構之p型矽基板2裝入於熱擴散爐,在磷醯氯(phosphorus oxychloride)(POCl3)蒸氣存在下進行熱處理來實現。具體而言,係例如將以3.5mm間隔載置有300片的p型矽基板2之石英玻璃製晶舟,裝入經加熱至750℃左右之橫型爐的石英管內。一邊導入10SLM的氮氣一邊將石英管內升溫至820℃為止,使材料氣體在石英管內流動10分鐘。材料氣體係使氮氣在封入於玻璃容器之POCl3起泡,而設為POCl3蒸氣。10分鐘後停止導入材料氣體,且在石英管內於820℃維持10分鐘後,再次降溫至750℃為止, 將晶舟從石英管取出。
此時,在p型矽基板2表面的表層,亦即p型矽基板2的受光面側之表層,係在不形成有受光面側高濃度摻雜物擴散層3a之區域,形成有第2摻雜物擴散層、且以磷比第1摻雜物擴散層更低之均勻濃度擴散而成之受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。進一步,在受光面側高濃度摻雜物擴散層3a及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之上,形成有氧化膜且含有磷而成之含雜質的玻璃層亦即含磷的玻璃層12。又,在p型矽基板2背面的表層係形成有磷以均勻濃度擴散而成之低濃度摻雜物擴散層3c。進而,在低濃度摻雜物擴散層3c上,形成有氧化膜且含有磷之含雜質的玻璃層亦即含磷的玻璃層12。
於p型矽基板2的受光面側,係在實施階段S103的熱擴散之前,已經存在形成有受光面側高濃度摻雜物擴散層3a之區域,但相較於受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的摻雜物濃度,在階段S103所形成之受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的摻雜物濃度係相對地低濃度。因此,經過階段S103的步驟之後,受光面側高濃度摻雜物擴散層3a亦以高濃度的狀態殘留在p型矽基板2的受光面側。因此,經過階段S103之後,p型矽基板2的受光面側係部分地存在受光面側高濃度摻雜物擴散層3a,且以填補受光面側高濃度摻雜物擴散層3a之間之方式存在受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。
又,如上述做法所得到的低濃度摻雜物擴散 層3c,係以4端子法測定之薄片電阻為100Ω/□左右。薄片電阻的測定係受到受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的影響,故在受光面側無法正確地進行。因此本發明人係評價無受光面側高濃度摻雜物擴散層3a之p型矽基板2背面之低濃度摻雜物擴散層3c。
亦可使用縱型爐代替橫型爐。又,材料氣體亦能夠使用POCl3以外的材料。又,在階段S103中,用以形成n型受光面側低濃度摻雜物擴散層3b及n型低濃度摻雜物擴散層3c之摻雜物,係只要為可使用在太陽電池單元之形成的n型摻雜物即可。
第10圖係第3圖的階段S104之說明圖。階段S104係將含磷的玻璃層12除去之步驟。含磷的玻璃層12,係能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液60秒左右來除去。
第11圖係第3圖的階段S109之說明圖。階段S109係形成抗反射膜4之步驟。抗反射膜4的形成係藉由電漿(plasma)CVD方式將折射率2.1、膜厚80nm的氮化矽膜成膜在受光面側摻雜物擴散層3上、亦即受光面側高濃度摻雜物擴散層3a上及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b上。氮化矽膜係不僅作為抗反射膜4,且亦能夠達成作為用以抑制p型矽基板2的受光面側表面再結合之鈍化(passivation)膜之功能。
第12圖係第3圖的階段S110之說明圖。階段S110係印刷電極之步驟。在p型矽基板2的背面,係在 低濃度摻雜物擴散層3c上的全面,將含有鋁(Al)的背面側電極形成用含鋁(Al)糊15進行網版印刷而形成燒製前的背面側電極。使含Al糊15於250℃乾燥5分鐘之後,在p型矽基板2的受光面側,將含有銀(Ag)之受光面側電極形成用含銀(Ag)糊16網版印刷在抗反射膜4上,形成燒製前的受光面側電極5。
含Ag糊16的印刷圖案,係與受光面側高濃度摻雜物擴散層3a相同之梳子形狀,且為由使線寬50μm的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及使線寬1mm的4根線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。又,含Ag糊16係被印刷在內包於階段S106所形成之含磷摻雜物糊14的圖案之寬度150μm的區域內及寬度1.2mm的區域內之位置。亦即,含Ag糊16係被印刷在內包於受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的圖案之寬度150μm的區域內及寬度1.2mm的區域內之位置。
含Ag糊16的印刷位置係必須對受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的圖案進行位置對準。使用紅外線攝影機(camera)而進行影像辨識受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的區域,決定含Ag糊16的印刷位置。除了使用紅外線攝影機之影像辨識以外,亦可以在階段S101的時點,以雷射(laser)加工機在p型矽基板2的外周緣部進行印上位置對準用之十字記號(mark),在階段S106之含磷摻雜物糊印刷步驟、及在階段S110之含Ag糊16的印刷步驟中,分別將十字記號作為基準而進行位置對準。又,亦可在階 段S106及階段S110,藉由辨識p型矽基板2外形的3點來決定含Ag糊16的印刷位置。假如含Ag糊16的印刷位置產生偏移時,受光面側電極5形成在受光面側低濃度摻雜物擴散層3b上,因受光面側摻雜物擴散層3與受光面側電極5的接觸電阻増大所致之曲線因子變差,因表面再結合増大所致之釋放電壓變差。因此,含Ag糊16的印刷位置對受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的圖案之位置對準係很重要。
第13圖係第3圖的階段S111的說明圖。階段S111係進行將電極形成用糊進行燒製而形成電極之熱處理之步驟。將形成有電極形成用糊之p型矽基板2裝入隧道(tunnel)爐,於尖峰(peak)溫度800℃進行短時間熱處理3秒鐘。藉此,糊中的樹脂成分會消失,而在含Ag糊16中所含有的玻璃粒子貫穿抗反射膜4的氮化矽膜,Ag粒子與受光面側高濃度摻雜物擴散層3a接觸而得到電性導通。藉此,能夠得到受光面側電極5。
又,在含Al糊15所含有的Al係與p型矽基板2背面的矽反應而形成鋁-矽(Al-Si)合金,Al-Si合金貫穿p型矽基板2背面的低濃度摻雜物擴散層3c,進而Al擴散至p型矽基板2背面的矽內而形成背面側BSF層7。藉此,能夠得到背面側電極6。
藉由實施以上的步驟,能夠得到在第1圖及第2圖所示之p型矽基板2的面方向,受光面側低濃度摻雜物擴散層3b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元 1。
又,亦可使用n型單結晶的矽基板或n型多結晶矽基板作為半導體基板2。此時,使在本實施形態1之各構件的導電型設為相反即可。此時,亦能夠藉由實施上述的步驟,得到具備p型受光面側低濃度摻雜物擴散層之太陽電池單元,p型受光面側低濃度摻雜物擴散層係具有在第1圖及第2圖所示的構成,且在n型矽基板的面方向具有均勻的摻雜物濃度。
如上述,在本實施形態1的太陽電池之製造方法中,係在p型矽基板2形成大於50nm且200nm下列的膜厚之保護用氧化膜13。然後,將含磷摻雜物糊14以既定圖案印刷在保護用氧化膜13上再進行熱處理。因此,被保護用氧化膜13覆蓋之p型矽基板2,係不產生因從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分所引起的擴散,而能夠排除在後來的步驟所形成的低濃度摻雜物擴散層3c中之摻雜物成分的擴散濃度之不均勻性。
藉此,依照實施形態1,能夠防止來自含磷摻雜物糊14的揮發成分擴至p型矽基板2而容易地得到具有具備受光面側高濃度摻雜物擴散層3a、及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的選擇性射極結構之太陽電池單元1。亦即,能夠容易地得到可防止起因於在p型矽基板2的面方向之受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的摻雜物濃度不均勻所引起之發電特性偏差,而且在面方向具有均勻的發電特性之太陽電池單元1。
實施形態2.
在實施形態2中,係一邊參照第15圖~第21圖一邊說明實施形態1的太陽電池之製造方法的變形例。第15圖係顯示本發明的實施形態2的太陽電池單元的製造方法之製造流程之流程圖。第16圖~第21圖係說明本發明的實施形態2的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖。
在本實施形態2的太陽電池單元之製造方法中,在實施形態1之第3圖的流程圖之中,在階段S105的保護用氧化膜形成之前,係實施階段S103的熱擴散及階段S104之除去含磷的玻璃層。藉此,在形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a後,不必進行大於800℃的熱處理。因此,不會因大於800℃的熱處理致使受光面側高濃度摻雜物擴散層3a表面的摻雜物擴散至受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的內部。因此,不會起因於大於800℃的熱處理,而使受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的表面摻雜物濃度降落且能夠維持良好的電極接觸(contact)。
在本發明的實施形態2中,首先是與實施形態1之情形同樣地進行階段S101及階段S102。
第16圖係第15圖的階段S103之說明圖。階段S103係在p型矽基板2之成為太陽電池單元1的受光面之第1面、及成為太陽電池單元1的背面之第2面之雙面,進行形成低濃度摻雜物擴散層3c之熱擴散之步驟。低濃度摻雜物擴散層3c之形成,係能夠藉由將形成有紋理結構之 p型矽基板2裝入熱擴散爐且在磷醯氯(POCl3)蒸氣存在下進行熱處理來實現。具體而言,係例如將以3.5mm間隔載置有300片的p型矽基板2之石英玻璃製晶舟,裝入於經加熱至750℃左右之橫型爐的石英管內。一邊導入10SLM的氮氣一邊將石英管內升溫至820℃為止,使材料氣體在石英管內流動10分鐘。材料氣體係使氮氣在被封入玻璃容器之POCl3起泡而成為POCl3蒸氣者。10分鐘後停止導入材料氣體,進而在石英管內於820℃維持10分鐘後,再次降溫至750℃為止且將晶舟從石英管取出。此時,在p型矽基板2的表背面,在p型矽基板2的面方向,依照下列的順序形成有磷以比第1摻雜物擴散層更低的均勻濃度擴散而成之第2摻雜物擴散層亦即低濃度摻雜物擴散層3c、及氧化膜且含有磷之含雜質的玻璃層亦即含磷的玻璃層12。又,如此進行而得到的低濃度摻雜物擴散層3c,係以4端子法測定之薄片電阻為100Ω/□左右。亦可使用縱型爐代替橫型爐。又,於材料氣體亦能夠使用POCl3以外的材料。又,用以形成n型的低濃度摻雜物擴散層3c之摻雜物,係只要為可使用於太陽電池單元之形成的n型摻雜即可。
第17圖係第15圖的階段S104之說明圖。階段S104係除去含磷的玻璃層12之步驟。含磷的玻璃層12係能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液60秒左右來除去。
第18圖係第15圖的階段S105之說明圖。階 段S105係在p型矽基板2中,在成為受光面之第1面側的低濃度摻雜物擴散層3c上形成保護用氧化膜13作為第1氧化膜之步驟。作為保護用氧化膜13,係以矽烷(silane)(SiH4)作為材料氣體之常壓化學沉積(Chemical Vapor Deposition:CVD)法形成矽氧化膜。具體而言,係藉由將經加熱至500℃之p型矽基板2暴露在大氣壓下的矽烷與氧(O2)的混合環境中,以形成120nm膜厚的矽氧化膜。因為能夠在低溫以較快的成膜速度(rate)成膜,所以採用常壓CVD法,但是採用濕式氧化或乾式氧化所形成的熱氧化膜亦能夠使用作為保護用氧化膜13。但是,因為濕式氧化及乾式氧化,其製程(process)溫度高達900℃~1000℃左右,故必須注意以先前所形成的低濃度摻雜物擴散層3c中的摻雜物之濃度輪廓(profile)會變化。又,在濕式氧化及乾式氧化中,係以預先考量起因於製程溫度,致使以先前所形成的低濃度摻雜物擴散層3c中的摻雜物之濃度輪廓產生變化為佳。
第19圖係第15圖的階段S106之說明圖。階段S106係在保護用氧化膜13上印刷摻雜物糊作為第1擴散源之步驟。在此,作為摻雜物糊,係使用網版印刷法將含有磷氧化物的樹脂糊亦即含磷摻雜物糊14而選擇性地印刷在保護用氧化膜13上。含磷摻雜物糊14的印刷圖案,係設為由將線寬150μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及將4根線寬1.2mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。印刷後,使含磷摻 雜物糊14於250℃乾燥5分鐘。又,含磷摻雜物糊14的印刷方法,係不限於網版印刷法,亦能夠使用由噴墨法或噴嘴直接吐出之方法。
第20圖係第15圖的階段S107之說明圖。階段S107係將印刷有含磷摻雜物糊14之p型矽基板2熱處理之步驟。將載置有p型矽基板2的晶舟裝入於與階段S103同樣的橫型爐,在960℃將p型矽基板2熱處理10分鐘。藉由該熱處理,含磷摻雜物糊14內的摻雜物成分之磷,係貫穿保護用氧化膜13而熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,形成第1摻雜物擴散層且薄片電阻為25Ω/□左右的受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。亦即,含磷摻雜物糊14內的磷貫穿保護用氧化膜13而擴散至在含磷摻雜物糊14的正下方區域之低濃度摻雜物擴散層3c及p型矽基板2而形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。因為含磷摻雜物糊14內的磷係熱擴散至該含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,所以受光面側高濃度摻雜物擴散層3a係以與含磷摻雜物糊14的印刷圖案相同的梳子形狀圖案形成。又,含磷摻雜物糊14內的摻雜物成分之磷,係貫穿保護用氧化膜13而擴散至含磷摻雜物糊14的正下方區域、以及在p型矽基板2的面方向亦稍微地擴大地擴散至鄰接該正下方區域之區域。
另一方面,保護用氧化膜13係如在實施形態1所說明,可防止在熱處理時從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分擴散至低濃度摻雜物擴散層3c。亦即,在受光 面側的低濃度摻雜物擴散層3c中含磷摻雜物糊14的正下方的區域以外的區域,係摻雜物成分之磷不會從含磷摻雜物糊14擴散之,薄片電阻係仍維持100Ω/□左右。因此,p型矽基板2的受光面側的低濃度摻雜物擴散層3c之中,在含磷摻雜物糊14的正下方區域形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a,在不形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a之區域成為受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。藉此,形成受光面側摻雜物擴散層3,而得到半導體基板11。
因此,如在實施形態1所說明,藉由將保護用氧化膜13的膜厚設為大於50nm且200nm下列,在階段S107的熱處理過程揮發後的摻雜物成分係被保護用氧化膜13阻礙而不會擴散至p型矽基板2,而且從含磷摻雜物糊14使摻雜物成分擴散至含磷摻雜物糊14的正下方區域之p型矽基板2而能夠形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。亦即,在本實施形態2中,在階段S107的熱處理過程揮發後的摻雜物成分之擴散、與從含磷摻雜物糊14的直接擴散,係利用能夠貫穿保護用氧化膜13之膜厚不同,而將起因於揮發後的摻雜物成分擴散之摻雜物濃度的不均勻性排除。藉此,以使用含磷摻雜物糊14之熱擴散而形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a時,能夠防止以先前所形成的低濃度摻雜物擴散層3c的濃度在p型矽基板2的面內成為不均勻。
第21圖係第15圖的階段S108之說明圖。階段S108係除去保護用氧化膜13及含磷摻雜物糊14之步 驟。保護用氧化膜13及含磷摻雜物糊14的除去係能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液240秒左右來進行。
此後,係與實施形態1之情形同樣地,藉由進行階段S109~階段S111,如第1圖及第2圖所示,能夠得到在p型矽基板2的面方向受光面側低濃度摻雜物擴散層3b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元1。
藉此,依照實施形態2,能夠防止來自含磷摻雜物糊14的揮發成分擴至p型矽基板2而容易地得到具有具備受光面側高濃度摻雜物擴散層3a、及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的選擇性射極結構之太陽電池單元1,。亦即,能夠容易地得到可防止起因於p型矽基板2的面方向之受光面側低濃度摻雜物擴散層3b的摻雜物濃度不均勻之發電特性偏差,且在面方向具有均勻的發電特性之太陽電池單元1。又,依照實施形態2,因為在形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a後,不以大於800℃的溫度實施熱處理,所以不會使受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的表面摻雜物濃度降低而能夠維持良好的電極接觸。
實施形態3.
在實施形態3中,係一邊參照第22圖~第26圖一邊說明實施形態2的太陽電池之製造方法之變形例。第22圖係顯示本發明的實施形態3的太陽電池單元的製造方法之製造流程之流程圖。第23圖~第26圖係說明本發明的實施形 態3的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖。又,在第22圖中,針對與第3圖、第15圖相同步驟係附加相同編碼。又,在第23圖~第26圖中,針對與上述的實施形態相同構件係附加相同的編號。
在本實施形態3的太陽電池單元之製造方法中,在實施形態2的第15圖的流程圖中,將階段S104的除去含磷的玻璃層之步驟、及階段S105的保護用氧化膜形成步驟省略,同時在實施階段S103的熱擴散步驟中,實施形成保護用氧化膜。在實施形態2之階段S103中,係形成20nm左右之氧化膜的含磷玻璃層12,但在該膜厚中係在階段S107的摻雜物糊熱處理步驟,阻礙來自摻雜物糊的揮發成分之擴散會不充分。因此,在本實施形態3中,係在實施形態2的階段S103的熱擴散步驟之後半,插入於1100℃、30分鐘之乾式氧化步驟、或930℃、15分鐘的濕式氧化步驟。
在本發明的實施形態3中,首先係與實施形態1之情形同樣地進行階段S101及階段S102。
第23圖係第22圖的階段S201之說明圖。階段S201係在p型矽基板2表面進行形成低濃度摻雜物擴散層3c之熱擴散,進而,在熱擴散所形成之含磷玻璃層12殘留在p型矽基板2上的狀態下形成保護用氧化膜13之步驟。形成低濃度摻雜物擴散層3c之熱擴散,係與實施形態2的情形同樣地進行。此時在p型矽基板2的表背面,係在p型矽基板2的面方向依照下列的順序形成磷以均勻濃 度擴散而成之低濃度摻雜物擴散層3c、及為氧化膜且含有磷之含雜質的玻璃層之亦即含磷的玻璃層12。
而且,熱擴散之後,實施1100℃、30分鐘的乾式氧化步驟、或930℃、15分鐘的濕式氧化步驟。在乾式氧化步驟中,係進行熱擴散之後,不取出晶舟,而一邊導入10SLM的氮氣一邊將石英管內升溫至1000℃~1100℃左右,且使材料氣體在石英管內流動10分鐘。材料氣體係不含有水蒸氣的氧氣。又,在濕式氧化步驟中係進行熱擴散之後不取出晶舟,而一邊導入10SLM的氮氣一邊將石英管內升溫至930℃~1030℃左右,且使材料氣體在石英管內流動15分鐘。材料氣體係含有水蒸氣的氧氣。藉此,在p型矽基板2的表背面之含磷的玻璃層12上形成保護用氧化膜13。
第24圖係第22圖的階段S202之說明圖。階段S202係在受光面側的保護用氧化膜13上選擇性地印刷含磷摻雜物糊14之步驟。含磷摻雜物糊14的印刷係與實施形態2的情形同樣地進行。
第25圖係第22圖的階段S203之說明圖。階段S203係將印刷有含磷摻雜物糊14後的p型矽基板2進行熱處理之步驟。p型矽基板2的熱處理係與實施形態1的階段S107同樣地進行,將p型矽基板2在960℃進行熱處理10分鐘。藉由該熱處理,與階段S107同樣地,含磷摻雜物糊14內的磷係貫穿保護用氧化膜13而熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,且與階段S107 同樣地形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。亦即,含磷摻雜物糊14內的磷係貫穿保護用氧化膜13及含磷的玻璃層12而擴散至在含磷摻雜物糊14的正下方的區域之低濃度摻雜物擴散層3c及p型矽基板2而形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。
第26圖係第22圖的階段S204之說明圖。階段S204係除去保護用氧化膜13、含磷玻璃層12及含磷摻雜物糊14之步驟。保護用氧化膜13、含磷玻璃層12及含磷摻雜物糊14的除去,係與實施形態2的情形同樣地,能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液來進行。實施階段S204後的p型矽基板2之狀態,係成為與實施形態1的階段S108之實施後相同狀態。
此後,係與實施形態2的情形同樣地,藉由進行階段S109~階段S111,如第1圖及第2圖所示,能夠得到在p型矽基板2的面方向,受光面側低濃度摻雜物擴散層3b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元1。
又,亦可使用n型單結晶的矽基板或n型多結晶矽基板作為半導體基板2。此時,使在本實施形態3之各構件的導電型為相反即可。此時,亦能夠藉由實施上述的步驟,能夠容易地防止來自含磷摻雜物糊14的揮發成分擴散至p型矽基板2,而得到具備具有在第1圖及第2圖所顯示的構成,且在n型矽基板的面方向具有均勻的摻雜物濃度之p型受光面側低濃度摻雜物擴散層之太陽電池單元1。
在本實施形態3應注意事項如下列:在階段S201的熱擴散步驟所形成之含磷玻璃層12殘留在低濃度摻雜物擴散層3c上之狀態下,就保護用氧化膜13的形成步驟而言,係在1100℃左右或930℃左右進行加熱;又,在階段S203就熱處理而言係在960℃左右進行加熱。藉由施加該等之熱,磷係進一步從含磷玻璃層12擴散至p型矽基板2內。因此,必須調節含磷玻璃層12中的磷含量。
依照上述的實施形態3,能夠以比實施形態1的情形更少的步驟數來得到在p型矽基板2的面方向,受光面側低濃度摻雜物擴散層3b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元1。因此,能夠以更簡便的方法,製造在低濃度擴散區域之摻雜物濃度在半導體基板的面內為均勻之太陽電池。
實施形態4.
一邊參照第27圖~第35圖一邊說明本實施形態4的太陽電池單元之製造方法。第27圖係顯示在本發明的實施形態4的太陽電池單元的製造方法之製造流程之流程圖。第28圖~第35圖係說明本發明的實施形態4的太陽電池單元的製造步驟之主要部分剖面圖。又,在第28圖~第35圖中,針對與上述的實施形態相同構件係賦予相同編號。
第28圖係第27圖的階段S301及階段S302之說明圖。在階段S301及階段S302係實施與實施形態1的階段S101及階段S102相同的處理。
第29圖係第27圖的階段S303的說明圖。在階段S303中,係在p型矽基板2的受光面側形成含磷氧化膜31及保護用氧化膜32作為氧化膜之步驟。在此,係將矽烷(SiH4)、氧(O2)及膦(phosphine)(PH3)作為材料氣體而藉常壓CVD法形成矽氧化膜。具體而言,係藉由將經加熱至500℃之p型矽基板2暴露在大氣壓的矽烷、氧及膦的混合環境中,首先在p型矽基板2的受光面側,形成含有磷之30nm膜厚的第1下層氧化膜亦即含磷氧化膜31。此後,停止膦的混合,藉由將p型矽基板2暴露在矽烷及氧的混合環境中,而在含磷氧化膜31上形成不含有磷之120nm膜厚的第1上層氧化膜亦即保護用氧化膜32。在含磷氧化膜31之磷的含有濃度係比含磷摻雜物糊14更低。
第30圖係第27圖的階段S304之說明圖。階段S304係將含磷摻雜物糊14選擇性地印刷在保護用氧化膜32上之步驟。含磷摻雜物糊14的印刷,係與實施形態1的階段S106同樣地進行。含磷摻雜物糊14的印刷圖案,係由將線寬150μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及將4根線寬1.2mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。印刷後,使含磷摻雜物糊14於250℃乾燥5分鐘。
第31圖係第27圖的階段S305之說明圖。階段S305係將印刷有含磷摻雜物糊14的p型矽基板2進行熱處理之步驟。具體而言,係將載置有p型矽基板2之晶舟裝入橫型爐,於960℃將p型矽基板2熱處理15分鐘。 藉由該熱處理,含磷摻雜物糊14內的摻雜物成分之磷,係貫穿保護用氧化膜32及含磷氧化膜31而熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,又,含磷氧化膜31內的磷,係熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內且形成薄片電阻為20Ω/□左右的受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。受光面側高濃度摻雜物擴散層3a係使用與含磷摻雜物糊14的印刷圖案相同之梳子形狀圖案形成。
另一方面,在p型矽基板2的受光面側表層,含磷摻雜物糊14的正下方區域以外的區域,含磷摻雜物糊14的摻雜物成分係未擴散。但是,含磷氧化膜31內的磷係熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方區域以外的區域之p型矽基板2的受光面側表層。而且,在p型矽基板2的面方向,磷以均勻濃度擴散而成之第3摻雜物擴散層,係形成薄片電阻為100Ω/□左右的受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。藉此,能夠形成具有受光面側高濃度摻雜物擴散層3a及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之受光面側摻雜物擴散層3。
藉由實施上述的步驟,能夠以比實施形態1的情形更少的步驟數,形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a、及在p型矽基板2的面方向中受光面側低濃度摻雜物擴散層3b具有均勻的摻雜物濃度之受光面側摻雜物擴散層3。
在此,在本實施形態4中,氧化膜之含磷氧 化膜31與保護用氧化膜32的積層膜,因為含磷氧化膜31係含有磷,所以成為磷往p型矽基板2的擴散源之第2擴散源。又,該積層膜係達成阻止來自含磷摻雜物糊14之揮發後的摻雜物成分擴散至受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之任務。此時,若為氧化膜之積層膜的膜厚為200nm時,來自含磷摻雜物糊14的摻雜物能夠貫穿積層膜而往p型矽基板2擴散。而且,因為含磷氧化膜31係被保護用氧化膜32保護,所以在熱處理中能夠防止含磷氧化膜31內的磷在大氣中揮發,使得來自含磷氧化膜31之磷往p型矽基板2擴散能夠效率良好地進行。
另一方面,來自含磷摻雜物糊14之揮發後的摻雜物成分,因為無法貫穿膜厚大於50nm的氧化膜,所以保護用氧化膜32能夠達成作為保護膜之功能。因此,不受到來自含磷摻雜物糊14之揮發成分的影響,且能夠得到磷以均勻濃度擴散之受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。
又,在此,係以後來的熱處理步驟,來自含磷氧化膜31的磷不在環境中揮發之方式,將120nm的保護用氧化膜32與含磷氧化膜31重疊而成膜作為封蓋(capping)膜,但是亦可設為使含磷氧化膜31成為150nm而不形成保護用氧化膜32之形態。不形成保護用氧化膜32,而以大於50nm且200nm下列的膜厚只設置含磷氧化膜31時,含磷氧化膜31亦可達成阻止從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分擴散至受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之任務。
第32圖係第27圖的階段S306之說明圖。階段S306係除去氧化膜之保護用氧化膜32及含磷氧化膜31、及含磷摻雜物糊14之步驟。氧化膜及含磷摻雜物糊14的除去,係能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液360秒左右來進行。
第33圖係第27圖的階段S307之說明圖。階段S307係形成抗反射膜4之步驟。抗反射膜4的形成係與實施形態1的階段S109同樣地進行。
第34圖係第27圖的階段S308之說明圖。階段S308係印刷電極之步驟。電極的印刷係與實施形態1的階段S110同樣地進行含Al糊15及含Ag糊16之印刷。此時,含Al糊15係被印刷在p型矽基板2背面的矽表面。
第35圖係第27圖的階段S309之說明圖。階段S309係進行將電極形成用糊燒製而形成電極之熱處理之步驟。電極的熱處理係與實施形態1的階段S111同樣地進行。
藉由實施以上的步驟,能夠得到在第1圖及第2圖所示之p型矽基板2的面方向中,受光面側低濃度摻雜物擴散層3b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元1。
又,亦可使用n型單結晶的矽基板或n型多結晶矽基板作為半導體基板2。此時,使在本實施形態4之各構件的導電型為相反即可。此時,亦能夠藉由實施上述的步驟,來得到具備具有在第1圖及第2圖所顯示的構 成,且在n型矽基板的面方向為具有均勻的摻雜物濃度之p型受光面側低濃度摻雜物擴散層之太陽電池單元。
依照上述的實施形態4,藉由氧化膜之含磷氧化膜31及保護用氧化膜32之積層膜,防止熱處理時摻雜物糊的揮發成分擴散至低濃度摻雜物擴散層,同時使用該積層膜作為摻雜物的擴散源。藉此,能夠以比實施形態1的情形更少的步驟數有效率地得到具有具備受光面側高濃度摻雜物擴散層3a、及在p型矽基板2的面方向中摻雜物濃度均勻的受光面側低濃度摻雜物擴散層3b之選擇性射極結構之太陽電池單元1。
實施形態5.
第36圖係顯示本發明的實施形態5的太陽電池單元41之上面示意圖。第37圖係顯示本發明的實施形態5的太陽電池單元41之下面示意圖。第38圖係顯示本發明的實施形態5的太陽電池單元41之主要部分剖面示意圖且為在第36圖及第37圖的線段B-B之主要部分剖面圖。
在本實施形態5的太陽電池單元41中,硼(boron)(B)擴散後的p型受光面側摻雜物擴散層43係形成在n型半導體基板42的受光面全體,且形成具有pn接合之半導體基板51。又,在受光面側摻雜物擴散層43上,形成有由絕緣膜所構成之抗反射膜4。
作為半導體基板42,係使用n型單結晶矽基板。下列,有時由n型單結晶矽基板所構成之半導體基板 42稱為n型矽基板42。又,半導體基板42係不限定於n型單結晶矽基板,亦可使用n型多結晶矽基板。
在n型矽基板42之受光面側、亦即在p型受光面側摻雜物擴散層43之受光面側,係形成紋理結構。因為紋理結構的微小凹凸非常微細,故在第38圖及下列的圖式中不以凹凸形狀的方式圖示。
在半導體基板42之受光面側,複數根排列而設置有長條細長的受光面側格柵電極45a,且與該受光面側格柵電極45a導通之受光面側匯流電極45b,係以與受光面側格柵電極45a正交的方式設置,且在各自底面部電性連接至p型受光面側摻雜物擴散層43。受光面側格柵電極45a及受光面側匯流電極45b係由銀材料所構成。受光面側格柵電極45a及受光面側匯流電極45b係除了電性連接至p型受光面側摻雜物擴散層43以外,係由與上述的受光面側格柵電極5a及受光面側匯流電極5b相同之構成所形成。而且,藉由受光面側格柵電極45a及受光面側匯流電極45b構成呈現梳子形狀之第1電極的受光面側電極45。
另一方面,在半導體基板42中,與受光面相對面之背面側係複數根排列而設置長條細長的背面側格柵電極46a,與該背面側格柵電極46a導通之背面側匯流電極46b係以與背面側格柵電極46a正交的方式設置,且在各自底面部電性連接至n型背面側摻雜物擴散層47的背面側高濃度摻雜物擴散層47a。背面側格柵電極46a及背面側匯流電極46b係由銀材料所構成。而且,由背面側格柵 電極46a及背面側匯流電極46b構成呈現梳子形狀之第2電極的背面側電極46。又,在背面側摻雜物擴散層47上,係形成有由絕緣膜所構成之背面側鈍化膜48。
n型背面側摻雜物擴散層47,係磷被擴散至半導體基板42之背面的表層作為n型摻雜物之n型摻雜物擴散層。在太陽電池單元41中,係形成有2種類的層且形成選擇擴散結構作為n型背面側摻雜物擴散層47。亦即,在n型矽基板42的背面側之表層部,背面側電極46的下部區域及其周邊區域,係形成有n型摻雜物相對高濃度地被擴散而成之背面側高濃度摻雜物擴散層47a。又,在n型矽基板42的背面側之表層部中,在不形成背面側高濃度摻雜物擴散層47a之區域,係形成有n型摻雜物相對較低濃度被均勻地擴散而成之背面側低濃度摻雜物擴散層47b。相較於背面側低濃度摻雜物擴散層47b,背面側高濃度摻雜物擴散層47a係具有較低的電阻之低電阻擴散層。相較於背面側高濃度摻雜物擴散層47a,背面側低濃度摻雜物擴散層47b係具有較高的電阻之高電阻擴散層。而且,藉由背面側高濃度摻雜物擴散層47a及背面側低濃度摻雜物擴散層47b構成背面側摻雜物擴散層47。
因此,將背面側高濃度摻雜物擴散層47a的摻雜物擴散濃度設為第3擴散濃度,將背面側低濃度摻雜物擴散層47b的摻雜物擴散濃度設為第4擴散濃度時,第4擴散濃度係比第3擴散濃度更低。又,將背面側高濃度摻雜物擴散層47a的電阻值設為第3電阻值,將背面側低 濃度摻雜物擴散層47b的電阻值設為第4電阻值時,第4電阻值係比第3電阻值更大。
在如以上所構成之本實施形態5的太陽電池單元41中,因為背面側低濃度摻雜物擴散層47b係作為BSF層而能夠抑制在n型矽基板42的背面之載體再結合,所以能夠得到良好的釋放電壓。又,因為背面側高濃度摻雜物擴散層47a可減低背面側摻雜物擴散層47與背面側電極46的接觸電阻,所以能夠得到良好的曲線因子。
其次,一邊參照第39圖~第49圖一邊說明本實施形態5的太陽電池單元41之製造方法。第39圖係顯示本發明的實施形態5的太陽電池單元41的製造方法之製造流程之流程圖。第40圖~第49圖係說明本發明的實施形態5的太陽電池單元41之製造步驟之主要部分剖面圖。
第40圖係第39圖的階段S401及階段S402的說明圖。在階段S401及階段S402係除了使用n型矽基板2作為半導體基板42以外,其餘係實施與實施形態1的階段S101及階段S102相同之處理。
第41圖係第39圖的階段S403之說明圖。階段S403係在n型矽基板42之表面進行形成p型摻雜物擴散層43a之熱擴散之步驟。摻雜物擴散層43a的形成,係藉由將形成有紋理結構之n型矽基板42裝入熱擴散爐且在三溴化硼(boron tribromide)(BBr3)蒸氣存在下進行熱處理來實現。具體而言,係例如將以3.5mm間隔載置有300片的n型矽基板42之石英玻璃製晶舟,裝入經加熱至750℃左 右之橫型爐的石英管內。一邊導入10SLM的氮氣一邊將石英管內升溫至940℃為止,使材料氣體在石英管內流動10分鐘。材料氣體係使氮氣在被封入玻璃容器之BBr3起泡而成為BBr3蒸氣者。
10分鐘後停止導入材料氣體,進而在石英管內於940℃維持10分鐘後,再次使石英管內降溫至750℃為止且將晶舟從石英管取出。此時,在n型矽基板42表背面,在n型矽基板42的面方向,係依照下列的順序形成有硼以均勻濃度擴散而成之p型摻雜物擴散層43a、及為氧化膜且含有硼之含雜質的玻璃層亦即含硼玻璃層52。又,如此進行而得到的p型摻雜物擴散層43a,以4端子法測定之薄片電阻為90Ω/□左右。亦可使用縱型爐代替橫型爐。又,只要為p型摻雜物,亦能夠使用BBr3以外的材料。又,於材料氣體亦能夠使用BBr3以外的材料。又,用以形成p型摻雜物擴散層43a之摻雜物,係只要可使用於形成太陽電池單元的p型摻雜物即可。
第42圖係第39圖的階段S404之說明圖。階段S404係在n型矽基板42中,將在與受光面相反的背面之面所形成的含摻雜物層亦即p型摻雜物擴散層43a及含硼玻璃層52除去之步驟。使用市售的刻邊(edge isolation)裝置,使儲存在藥液槽而以氟酸:硝酸:純水=1:7:3的體積比率混合而成之藥液的液面只接觸n型矽基板42的背面而進行滾輪(roller)搬運。藉此,能夠以2μm的深度將n型矽基板42之背面的矽削掉。
藉由將藥液的液溫保持在15℃,在n型矽基板42的上方設置排氣口而將所產生的氣體排氣,藥液不會迴繞進入n型矽基板42的表面,而能夠只將背面的含摻雜物層除去。通過藥液槽後的n型矽基板42,係以噴淋沖洗(shower rinse)洗淨,且以室溫的10%KOH水溶液將表面變質層除去,進一步以噴淋沖洗洗淨且以氣動刮刀(air knife)進行乾燥。藉此,將在n型矽基板42背面之摻雜物擴散層亦即p型摻雜物擴散層43a除去,且在n型矽基板42表面所殘留的p型摻雜物擴散層43a係成為p型受光面側摻雜物擴散層43。
第43圖係第39圖的階段S405之說明圖。階段S405係在n型矽基板42的背面側形成背面氧化膜之含磷氧化膜53及保護用氧化膜54作為第2氧化膜之步驟。在此,使用與在實施形態4之階段S303同樣的方法,在n型矽基板42的背面側依照下列的順序形成30nm膜厚的第2下層氧化膜之含磷氧化膜53、及120nm膜厚的第2上層氧化膜之保護用氧化膜54。在含磷氧化膜53之磷的含有濃度係比含磷摻雜物糊14更低。
第44圖係第39圖的階段S406之說明圖。階段S406係在n型矽基板42的背面之保護用氧化膜54上,選擇性地印刷含磷摻雜物糊14作為第3擴散源之背面側摻雜物糊之步驟。含磷摻雜物糊14的印刷,係與實施形態1的階段S106同樣地進行。含磷摻雜物糊14的印刷圖案,由將線寬150μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而 成的圖案、及將4根線寬1.2mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。印刷後,係使含磷摻雜物糊14於250℃乾燥5分鐘。
第45圖係第39圖的階段S407之說明圖。階段S407係將印刷有含磷摻雜物糊14之n型矽基板42進行熱處理之步驟。具體而言,係將載置有n型矽基板42之晶舟裝入橫型爐,將n型矽基板42於960℃左右熱處理15分鐘。藉由該熱處理,含磷摻雜物糊14內的摻雜物成分之磷係將保護用氧化膜54及含磷氧化膜53貫穿且熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之n型矽基板42內。又,含磷摻雜物糊14的正下方之含磷氧化膜53內的磷係熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之n型矽基板42內。藉此,在含磷摻雜物糊14的正下方之n型矽基板42表層,形成第4摻雜物擴散層之薄片電阻為20Ω/□左右的背面側高濃度摻雜物擴散層47a。背面側高濃度摻雜物擴散層47a係使用與含磷摻雜物糊14的印刷圖案相同之梳子形狀圖案形成。
另一方面,在n型矽基板42的背面側表層中含磷摻雜物糊14的正下方區域以外的區域,含磷摻雜物糊14的摻雜物成分係無擴散。但是含磷氧化膜53內的磷,係熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方區域以外的區域之n型矽基板42的背面側表層。而且,在n型矽基板42的面方向形成磷以均勻濃度擴散而成之第5摻雜物擴散層,且薄片電阻為100Ω/□左右的背面側低濃度摻雜物擴散層 47b。藉此,形成具有背面側高濃度摻雜物擴散層47a及背面側低濃度摻雜物擴散層47b之背面側摻雜物擴散層47。
在本實施形態5中,氧化膜之含磷氧化膜53及保護用氧化膜54之積層膜,係因為含磷氧化膜53含有磷,所以成為磷往n型矽基板42的擴散源之第4擴散源。又,該積層膜係達成阻止從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分擴散至背面側低濃度摻雜物擴散層47b之任務。此時,若積層膜的膜厚為200nm為止時,來自含磷摻雜物糊14能夠貫穿積層膜而往n型矽基板42擴散。而且,因為含磷氧化膜53係被保護用氧化膜54保護,所以在熱處理中能夠防止含磷氧化膜53內的磷在大氣中揮發,使得來自含磷氧化膜53之磷往n型矽基板42擴散能夠效率良好地進行。
另一方面,因為從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分,係無法貫穿膜厚大於50nm的氧化膜,所以保護用氧化膜54可達成作為保護膜的功能。因此,不受到來自含磷摻雜物糊14的揮發成分之影響,而能夠得到磷以均勻濃度擴散而成之背面側低濃度摻雜物擴散層47b。
在此,係將120nm保護用氧化膜54與含磷氧化膜53重疊而成膜作為封蓋膜,使磷在熱處理步驟不會從含磷氧化膜53揮發至環境中,但是亦可為將含磷氧化膜53設為150nm而不形成保護用氧化膜54之形態。不形成保護用氧化膜54,而以大於50nm且200nm下列的膜厚只設置含磷氧化膜53時,含磷氧化膜53亦可達成阻止從含 磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分擴散至背面側低濃度摻雜物擴散層47b之任務。
第46圖係第39圖的階段S408之說明圖。階段S408係將氧化膜之含硼玻璃層52、保護用氧化膜54、含磷氧化膜53、及含磷摻雜物糊14除去之步驟。氧化膜及含磷摻雜物糊14的除去,係能夠藉由將n型矽基板42浸漬於10%氟酸水溶液360秒左右來進行。
第47圖係第39圖的階段S409及階段S410之說明圖。階段S409係形成抗反射膜4之步驟。抗反射膜4的形成係使用與實施形態1的階段S109同樣的方法在受光面側摻雜物擴散層43上,使形成折射率2.1、膜厚80nm的氮化矽膜成膜。又,因為在本實施形態5中,p型受光面側摻雜物擴散層43係使硼擴散而成之p型層,所以為得到良好的鈍化性能,亦能夠使用具有負的固定電荷之氧化鋁(alumina)膜。又,藉由在n型矽基板42側層積氧化鋁膜、及在上層層積氮化矽膜而成之2層膜構成反射膜4,亦能夠得到電場效果與氫終端效果之兩者的效果。階段S410係形成背面側鈍化膜48之步驟。背面側鈍化膜48係與抗反射膜4同樣地進行而將氮化矽膜形成在背面側摻雜物擴散層47上。
第48圖係第39圖的階段S411之說明圖。階段S411係印刷電極之步驟。電極的印刷係使用與實施形態1的階段S110同樣的方法,進行印刷含銀糊55及含有Ag及Al的含銀鋁糊56。在本實施形態5中,因為n型矽基 板42的受光面側係成為硼擴散而成之p型受光面側摻雜物擴散層43,為了將受光面側電極45與受光面側摻雜物擴散層43保持充分的電導通,使用含有3重量%左右的Al之Ag糊。含銀糊55係印刷在n型矽基板42背面的背面側鈍化膜48上。含銀鋁糊56係以與實施形態1的情況同樣的梳子形狀圖案印刷在抗反射膜4上。
含銀糊55的刷圖案,係與背面側高濃度摻雜物擴散層47a相同之梳子形狀,且係由以2mm間隔平行配列線寬50μm的線狀圖案而成之圖案、及將4根線寬1mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。又,含Ag糊55係印刷在被內包在階段S406所形成之含磷摻雜物糊14的圖案之寬度150μm的區域內及寬度1.2mm的區域內之位置。亦即,含Ag糊55係印刷在被內包在背面側高濃度摻雜物擴散層47a的圖案之寬度150μm的區域內及寬度1.2mm的區域內之位置。
含Ag糊55的印刷位置,必須對背面側高濃度摻雜物擴散層47a的圖案進行位置對準。含銀糊55的印刷位置之位置對準,係能夠在實施形態1之階段S110中以所敘述的方法來進行。假如含Ag糊55的印刷位置產生偏移時,背面側電極46形成在背面側低濃度摻雜物擴散層47b上,因背面側摻雜物擴散層47與背面側電極46之接觸電阻増大致使曲線因子變差,因載體之表面再結合増大致使產生釋放電壓變差。因此,含Ag糊55的印刷位置對背面側高濃度摻雜物擴散層47a的圖案之位置對準係重要 的。
第49圖係第39圖的階段S412的說明圖。階段S412係進行將電極形成用糊燒製而形成電極之熱處理之步驟。電極的熱處理係與實施形態1的階段S111同樣地進行。藉此,糊中的樹脂成分消失。而且,在受光面側之含銀鋁糊56所含有的玻璃粒子係貫穿氮化矽膜且Ag粒子係與受光面側摻雜物擴散層43接觸,得到電性導通。藉此,能夠得到受光面側電極45。又,在背面側,在含銀糊55所含有的Ag粒子係與背面側高濃度摻雜物擴散層47a接觸,得到電性導通。藉此,能夠得到背面側電極46。
藉由實施以上的步驟,能夠得到如第36圖~第38圖所示,在n型矽基板42的面方向中,背面側低濃度摻雜物擴散層47b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元41。
又,亦能夠使用p型單結晶的矽基板或p型多結晶矽基板作為半導體基板42。此時,只要使在本實施形態5之各構件的導電型為相反即可。此時,亦能夠藉由實施上述的步驟,得到具備具有在第36圖~第38圖所示的構成,且在p型矽基板的面方向為具有均勻的摻雜物濃度之p型背面側低濃度摻雜物擴散層之太陽電池單元。
如上述,在本實施形態5的太陽電池之製造方法中,在n型矽基板42背面上,以大於50nm且200nm下列的膜厚形成含磷氧化膜53及保護用氧化膜54之積層膜作為氧化膜。然後,將含磷摻雜物糊14以既定圖案印刷 在保護用氧化膜54上而進行熱處理。因此,被保護用氧化膜54覆蓋之n型矽基板42的背面,不產生因從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分引起的擴散,而能夠排除在背面側低濃度摻雜物擴散層47b中摻雜物成分擴散濃度之不均勻性。
藉此,依照本實施形態5,能夠以較少的步驟數有效率地得到可防止來自含磷摻雜物糊14的揮發成分擴散至n型矽基板42,且具有選擇擴散結構之太陽電池單元41,其中該選擇擴散結構係具備背面側高濃度摻雜物擴散層47a、及在n型矽基板42的面方向中摻雜物濃度均勻的背面側低濃度摻雜物擴散層47b。亦即,能夠抑制起因於在n型矽基板42的面方向中背面側低濃度摻雜物擴散層47b的摻雜物濃度不均勻致使在作為BSF層的n型矽基板42的背面之載體產生再結合的偏差,且能夠容易地得到在面方向具有均勻的發電特性之太陽電池單元41。
實施形態6.
第50圖係顯示本發明的實施形態6的太陽電池單元61之主要部分剖面示意圖,且對應第38圖之主要部分剖面圖。又,對於與實施形態5的太陽電池單元41相同之構件,係賦予相同符號。又,因為從太陽電池單元61的上面及下面觀看之構成,係與實施形態5的太陽電池單元41相同,所以藉由參照第36圖及第37圖而將說明省略。太陽電池單元61與實施形態5的太陽電池單元41不同之點 係受光面側摻雜物擴散層的構成。因此,下列係說明與太陽電池單元41不同之受光面側摻雜物擴散層。
在本實施形態6的太陽電池單元61,係在n型半導體基板42的受光面全體形成硼(B)經擴散而成之p型受光面側摻雜物擴散層63而形成具有pn接合之半導體基板71。又,在受光面側摻雜物擴散層63上,係形成有由絕緣膜所構成之抗反射膜4。
而且,在太陽電池單元61中,係形成有2種類的層作為p型受光面側摻雜物擴散層63且形成有選擇性射極結構。亦即,在n型矽基板42之受光面側表層部中受光面側電極45的下部區域及其周邊區域,係形成p型摻雜物相對高濃度地擴散而成之受光面側高濃度摻雜物擴散層63a。又,在n型矽基板42之受光面側表層部中不形成受光面側高濃度摻雜物擴散層63a的區域,係形成p型摻雜物相對較低濃度地擴散而成之受光面側低濃度摻雜物擴散層63b。相較於受光面側低濃度摻雜物擴散層63b,受光面側高濃度摻雜物擴散層63a係具有較低的電阻之低電阻擴散層。相較於受光面側高濃度摻雜物擴散層63a,受光面側低濃度摻雜物擴散層63b係具有高的電阻之高電阻擴散層。
因此,將受光面側高濃度摻雜物擴散層63a的摻雜物擴散濃度設為第5擴散濃度,將受光面側低濃度摻雜物擴散層63b的摻雜物擴散濃度設為第6擴散濃度時,第6擴散濃度係比第5擴散濃度更低。又,將受光面 側高濃度摻雜物擴散層63a的電阻值設為第5電阻值,將受光面側低濃度摻雜物擴散層63b的電阻值設為第6電阻值時,第6電阻值係比第5電阻值更大。
在如以上所構成之本實施形態6的太陽電池單元61,因為受光面側高濃度摻雜物擴散層63a降低受光面側摻雜物擴散層63與受光面側電極45的接觸電阻,所以能夠得良好的曲線因子。又,受光面側低濃度摻雜物擴散層63b係減小n型矽基板42的受光面側之載體的再結合速度。
其次,一邊參照第51圖~第61圖一邊說明本實施形態6的太陽電池單元61之製造方法。第51圖係顯示本發明的實施形態6的太陽電池單元61之製造方法的製造流程之流程圖。第52圖~第61圖係說明本發明的實施形態6的太陽電池單元61之製造步驟之主要部分剖面圖。
第52圖係第51圖的階段S501及階段S502之說明圖。在階段S501及階段S502係除了準備n型矽基板42作為半導體基板以外,其餘係實施與實施形態1的階段S101及階段S102相同之處理。
第53圖係第51圖的階段S503之說明圖。在階段S503,係在n型矽基板42的受光面側,形成含硼氧化膜64及保護用氧化膜65作為受光面側氧化膜之步驟。在此,係將矽烷、氧氣、及二硼烷(diborane)(B2H6)作為材料氣體且藉由常壓CVD法形成矽氧化膜。具體而言,係藉由使經加熱至450℃~550℃左右的n型矽基板42暴露在大 氣壓的矽烷、氧氣、及二硼烷的混合環境中,首先在n型矽基板42的受光面側形成含有硼之30nm膜厚的含硼氧化膜64。此後,停止二硼烷的混合,且藉由使n型矽基板42暴露在矽烷及氧氣的混合環境中,而在含硼氧化膜64上形成不含有硼之120nm膜厚的保護用氧化膜65。在含硼氧化膜64之硼的含有濃度係比含硼摻雜物糊66更低。
在此,係將120nm保護用氧化膜65與含硼氧化膜64重疊而成膜作為封蓋膜,以使硼在熱處理步驟不會從含硼氧化膜64揮發至環境中,但是亦可設為使含硼氧化膜64設作150nm而不形成保護用氧化膜65之形態。不形成保護用氧化膜65,而以大於50nm且200nm下列的膜厚只設置含硼氧化膜64之情形,含硼氧化膜64亦可達成阻止從後述之含硼摻雜物糊66揮發後的摻雜物成分擴散至受光面側低濃度摻雜物擴散層63b之任務。
第54圖係第51圖的階段S504的說明圖。階段S504係在n型矽基板42的背面側形成背面氧化膜之含磷氧化膜53及保護用氧化膜54之步驟。在此,係以與在實施形態4之第27圖的階段S303同樣的方法,在n型矽基板42的背面側依照下列的順序形成30nm的膜厚之含磷氧化膜53、及120nm的膜厚之保護用氧化膜54。在此,係以在後來的熱處理步驟,來自含磷氧化膜53的磷不在環境中揮發之方式,將120nm的保護用氧化膜54與含磷氧化膜53重疊而成膜作為封蓋膜,但是亦可設為使含磷氧化膜53設作150nm而不形成保護用氧化膜54之形態。
第55圖係第51圖的階段S505的說明圖。階段S505係將含硼摻雜物糊66選擇性地印刷在n型矽基板42的受光面側的保護用氧化膜65上作為受光面側摻雜物糊之步驟。在此,作為含硼摻雜物糊66,係將含有硼氧化物的樹脂糊使用網版印刷法而印刷在保護用氧化膜65上。含硼摻雜物糊66的印刷圖案,係由將線寬150μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及將4根線寬1.2mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。印刷後,使含硼摻雜物糊66在250℃乾燥5分鐘。含硼摻雜物糊66的印刷方法,係不限定於網版印刷法,亦能夠使用噴墨法或由噴嘴直接吐出之方法。
第56圖係第51圖的階段S506之說明圖。階段S506係將含磷摻雜物糊14選擇性地印刷在n型矽基板42背面的保護用氧化膜54上作為背面側摻雜物糊之步驟。含磷摻雜物糊14的印刷,係使用與實施形態1的情形同樣的方法進行。含磷摻雜物糊14的印刷圖案,係由將線寬150μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及將4根線寬1.2mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。印刷後,使含磷摻雜物糊14在250℃乾燥5分鐘。
第57圖係第51圖的階段S507之說明圖。階段S507係將印刷有含硼摻雜物糊66及含磷摻雜物糊14之n型矽基板42進行熱處理之步驟。具體而言,係將載置有n型矽基板42的晶舟裝入橫型爐,在960℃將n型矽基板 42熱處理15分鐘。
藉由該熱處理,在n型矽基板42的受光面側,含硼摻雜物糊66內的摻雜物成分之硼係貫穿保護用氧化膜65及含硼氧化膜64而熱擴散至含硼摻雜物糊66的正下方之n型矽基板42內。又,含硼摻雜物糊66的正下方之含硼氧化膜64內的硼係熱擴散至含硼摻雜物糊66的正下方之n型矽基板42。藉此,在含硼摻雜物糊66的正下方之n型矽基板42的表層,形成薄片電阻為30Ω/□左右的受光面側高濃度摻雜物擴散層63a。受光面側高濃度摻雜物擴散層63a係使用與含硼摻雜物糊66的印刷圖案相同之梳子形狀圖案所形成。
另一方面,在n型矽基板42的受光面側之表層中,含硼摻雜物糊66的正下方區域以外的區域,係含硼摻雜物糊66的摻雜物成分不會擴散。但是含硼氧化膜64內的硼係熱擴散至含硼摻雜物糊66的正下方區域以外的區域之n型矽基板42的背面側之表層。而且,在n型矽基板42的面方向,係形成硼以均勻濃度擴散而成之薄片電阻為90Ω/□左右的受光面側低濃度摻雜物擴散層63b。藉此,形成選擇性射極結構的受光面側摻雜物擴散層63,該選擇性射極結構係具有受光面側高濃度摻雜物擴散層63a及受光面側低濃度摻雜物擴散層63b。
在本實施形態6中,係氧化膜之含硼氧化膜64與保護用氧化膜65之積層膜,因為含硼氧化膜64含有硼,所以成為硼往n型矽基板42的擴散源。又,該積層膜 係達成阻止從含硼摻雜物糊66揮發後的摻雜物成分擴散至受光面側低濃度摻雜物擴散層63b之任務。此時,若積層膜的膜厚為200nm為止時,來自含硼摻雜物糊66的摻雜物能夠貫穿積層膜而往n型矽基板42擴散。而且,因為含硼氧化膜64係被保護用氧化膜65保護,所以在熱處理中能夠防止含硼氧化膜64內的硼在大氣中揮發,使得來自含硼氧化膜64之硼往n型矽基板42擴散能夠效率良好地進行。
又,n型矽基板42的背面側係與實施形態5的階段S407同樣地,形成薄片電阻為20Ω/□左右的背面側高濃度摻雜物擴散層47a、及磷在n型矽基板42的面方向以均勻濃度擴散而成之薄片電阻為100Ω/□左右的背面側低濃度摻雜物擴散層47b。藉此,形成由背面側摻雜物擴散層47所構成之背面選擇擴散BSF層,其中該背面側摻雜物擴散層47係具有背面側高濃度摻雜物擴散層47a及背面側低濃度摻雜物擴散層47b。因此,能夠藉由1次的熱處理而同時形成受光面側的選擇性射極結構及背面選擇擴散BSF層。
第58圖係第51圖的階段S508之說明圖。階段S508係將摻雜物糊及氧化膜除去之步驟。在該步驟中,將含磷摻雜物糊14及含硼摻雜物糊66除去。又,將氧化膜之保護用氧化膜65、含硼氧化膜64、保護用氧化膜54及含磷氧化膜53除去。氧化膜及含磷摻雜物糊14的除去,係能夠藉由將n型矽基板42浸漬在10%氟酸水溶液360秒 左右來進行。
第59圖係第51圖的階段S509及階段S510之說明圖。階段S509係在受光面側摻雜物擴散層63上形成抗反射膜4之步驟。抗反射膜4的形成係與實施形態5的階段S409同樣地進行。階段S510係形成背面側鈍化膜48之步驟。背面側鈍化膜48係與抗反射膜4同樣地進行而在背面側摻雜物擴散層47上形成氮化矽膜。
第60圖係第51圖的階段S511之說明圖。階段S511係印刷電極之步驟。電極的印刷係與實施形態5的階段S411同樣地進行。又,含銀鋁糊56的印刷圖案係與受光面側高濃度摻雜物擴散層63a相同之梳子形狀,且由將線寬50μm寬度的線狀圖案以2mm間隔平行配列而成的圖案、及將4根線寬1mm的線狀圖案平行配列而成的圖案所構成之梳子形狀圖案。又,含銀鋁糊56係印刷在被內包在階段S505所形成之含硼摻雜物糊66的圖案之寬度150μm的區域內及寬度1.2mm的區域內之位置。亦即,含含銀鋁糊56係印刷在被內包在受光面側高濃度摻雜物擴散層63a的圖案之寬度150μm的區域內及寬度1.2mm的區域內之位置。
含銀鋁糊56的印刷位置必須對受光面側高濃度摻雜物擴散層63a的圖案進行位置對準。含銀鋁糊56的印刷位置之位置對準,係能夠使用在實施形態1中以階段S110的說明所敘述的方法來進行。
第61圖係第51圖的階段S512之說明圖。階 段S512係進行將電極形成用糊燒製而形成電極之熱處理之步驟。電極的熱處理係與實施形態1的階段S111同樣地進行。藉此,糊中的樹脂成分會消失。而且,在受光面側係含銀鋁糊56所含有的玻璃粒子會貫穿氮化矽膜,Ag粒子係與受光面側高濃度摻雜物擴散層63a接觸而得到電性導通。藉此,能夠得到受光面側電極45。又,在背面側係含銀糊55所含有的Ag粒子會與背面側高濃度摻雜物擴散層47a接觸而得到電性導通。藉此,得到背面側電極46。
藉由實施以上的步驟,如第50圖所示,能夠得到具有下列之太陽電池單元61:在n型矽基板42的面方向具有均勻的摻雜物濃度之p型受光面側低濃度摻雜物擴散層63b;及在n型矽基板42的面方向具有均勻的摻雜物濃度之p型背面側低濃度摻雜物擴散層47b。
又,亦可使用p型單結晶的矽基板或p型多結晶矽基板作為半導體基板42。此時,係使在本實施形態6之各構件的導電型為相反地即可。此時,亦藉由實施上述的步驟,而具有如第50圖所顯示的構成,能夠得到在p型矽基板的面方向具有均勻的摻雜物濃度之n型受光面側低濃度摻雜物擴散層;及在p型矽基板的面方向具有均勻的摻雜物濃度之p型背面側低濃度摻雜物擴散層。亦即,藉由1次的熱處理,能夠同時在p型矽基板的面方向具備摻雜物濃度均勻的低濃度摻雜物擴散層之受光面側的選擇性射極層;及在p型矽基板的面方向具備摻雜物濃度均勻的低濃度摻雜物擴散層之背面側的選擇擴散BSF構造。
在上述的本實施形態6中,可防止在熱處理時摻雜物糊的揮發成分擴散至低濃度摻雜物擴散層,而能夠藉由1次的熱處理,同時形成在n型矽基板42的面方向具備摻雜物濃度均勻的低濃度摻雜物擴散層之選擇性射極結構;及在n型矽基板42的面方向具備摻雜物濃度均勻的低濃度摻雜物擴散層之選擇擴散BSF層。因此,依照本實施形態6,能夠以較少的步驟數有效率地形成具有受光面側的選擇性射極結構及背面側選擇擴散BSF層之太陽電池單元61。
實施形態7.
在實施形態7中,一邊參照第62圖~第67圖一邊說明實施形態3的太陽電池之製造方法的變形例。第62圖係顯示本發明的實施形態7的太陽電池單元的製造方法之製造流程之流程圖。第63圖~第67圖係說明本發明的實施形態7的太陽電池單元之製造步驟之主要部分剖面圖。又,在第62圖中,對於與第3圖及第22圖相同之步驟係賦予相同之編號。又,在第63圖~第67圖中,對於與上述的實施形態相同之構件,係賦予相同之編號。
在本實施形態7的太陽電池單元之製造方法,係在實施形態3之第22圖的流程圖之中,實施在階段S701之離子(ion)植入、及在階段S702之熱擴散及形成保護用氧化膜,來代替在階段S201實施熱擴散及形成保護用氧化膜。
在本發明的實施形態7中,係首先與實施形態1的情形同樣地進行階段S101及階段S102。
第63圖係第62圖的階段S701之說明圖。階段S701係對p型矽基板2之成為受光面側的一面,藉由離子植入法植入第1摻雜物之磷的離子,而形成離子植入層81之步驟。在以離子植入法植入磷,材料氣體為PH3氣體,植入能量為6.5keV,離子劑量(ion dose)為5×1015(atoms/cm2)。
第64圖係第62圖的階段S702的說明圖。階段S702係使藉由離子植入法在一面植入磷後之p型矽基板2進行熱處理,以使相較於受光面側低濃度摻雜物擴散層3b更高濃度地注入離子植入層81之磷,從p型矽基板2的表層擴散至p型矽基板2的深度方向、亦即p型矽基板2的內部方向之步驟。具體而言,係例如將以3.5mm間隔載置有300片p型矽基板2之石英玻璃製的晶舟,裝入經加熱至750℃之橫型爐的石英管內。一邊導入氮氣一邊將石英管內升溫至900℃為止,在石英管內的溫度到達900℃之時點,使氧氣在石英管內流動30分鐘且保持30分鐘。隨後,直接以導入氧後使石英管內升溫至1050℃,進而保持70分鐘。隨後,停止氧的導入且將導入石英管內之氣體切換成為氮氣。然後,使石英管內降溫至750℃之後,將晶舟從石英管取出。
此時,在p型矽基板2表面的表層、亦即p型矽基板2的受光面側之表層,磷以均勻濃度被擴散而形 成有例如薄片電阻為90Ω/□的低濃度摻雜物擴散層82。進而,低濃度摻雜物擴散層82上形成保護用氧化膜83。又,在p型矽基板2背面係形成有保護用氧化膜83。藉此,例如能夠得到膜厚為65nm的保護用氧化膜83。
第65圖係第62圖的階段S202之說明圖。階段S202係在受光面側的保護用氧化膜83上選擇性地印刷含磷摻雜物糊14之步驟。含磷摻雜物糊14的印刷係與實施形態3的情形同樣地進行。
第66圖係第62圖的階段S203之說明圖。階段S203係將印刷有含磷摻雜物糊14之p型矽基板2進行熱處理之步驟。p型矽基板2的熱處理係與實施形態3的階段S203同樣地進行,將p型矽基板2於960℃左右熱處理10分鐘。藉由該熱處理,含磷摻雜物糊14內的磷會貫穿保護用氧化膜83而熱擴散至含磷摻雜物糊14的正下方之p型矽基板2內,形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。亦即,含磷摻雜物糊14內的磷會貫穿保護用氧化膜83而擴散至在含磷摻雜物糊14的正下方區域之低濃度摻雜物擴散層82及p型矽基板2而形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a。
另一方面,保護用氧化膜83係可防止在熱處理時從含磷摻雜物糊14揮發後的摻雜物成分擴散至低濃度摻雜物擴散層82。亦即,受光面側的低濃度摻雜物擴散層82中含磷摻雜物糊14的正下方的區域以外的區域係來自含磷摻雜物糊14的摻雜物成分之磷不會擴散,薄片電阻 仍然維持90Ω/□左右。因此,p型矽基板2的受光面側的低濃度摻雜物擴散層82之中,在含磷摻雜物糊14的正下方區域形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a,且不形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a之區域成為受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。
第67圖係第62圖的階段S703之說明圖。階段S204係除去保護用氧化膜83及含磷摻雜物糊14之步驟。保護用氧化膜83及含磷摻雜物糊14的除去,係與實施形態3的情形同樣地,能夠藉由將p型矽基板2浸漬在10%氟酸水溶液來進行。實施階段S204後之p型矽基板2的狀態,係在實施實施形態3的階段S204後,p型矽基板2的背面側成為無低濃度摻雜物擴散層之狀態。亦即,p型矽基板2表面的表層、亦即在p型矽基板2的受光面側表層,係形成有受光面側高濃度摻雜物擴散層3a、及受光面側低濃度摻雜物擴散層3b,其中該受光面側低濃度摻雜物擴散層3b係形成在不形成受光面側高濃度摻雜物擴散層3a的區域之第2摻雜物擴散層且磷以比第1摻雜物擴散層更低的均勻濃度擴散而成。
此後,係與實施形態3的情形同樣地,藉由進行階段S109~階段S11,能夠得到具有如第1圖及第2圖所示,且在p型矽基板2的面方向中受光面側低濃度摻雜物擴散層3b為具有均勻的摻雜物濃度之太陽電池單元1。
依照上述的實施形態7時,藉由在低濃度摻 雜物擴散層82的形成,組合離子植入及熱處理,能夠得到在p型矽基板2的面方向之摻雜物濃度的面內均勻性更高的受光面側低濃度摻雜物擴散層3b。因此,能夠製造在低濃度擴散區域之摻雜物濃度的面內均勻性在半導體基板的面內更均勻的太陽電池。
以上揭示了實施形態之構成,係顯示本發明的內容之一個例子,亦能夠與另外眾所周知的技術組合,且亦能夠組合以上的實施形態之技術,而且在不脫離本發明的要旨之範圍,亦能夠將構成的一部分省略、及變更。
S101~S111‧‧‧階段

Claims (19)

  1. 一種太陽電池之製造方法,包含下列步驟:第1步驟,係在第1導電型半導體基板的第1面,形成膜厚大於50nm且200nm下列的第1氧化膜;第2步驟,係在前述第1氧化膜上選擇性地形成含有第1摻雜物的第1擴散源;第3步驟,係將形成有前述第1擴散源之前述半導體基板進行熱處理,而在前述第1面的表層之前述第1擴散源的正下方區域形成前述第1摻雜物擴散而成之第1摻雜物擴散層;及第4步驟,係在前述第1摻雜物擴散層上形成電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池之製造方法,包含在前述第3步驟之後之第5步驟,該第5步驟係在前述第1面的表層之前述第1摻雜物擴散層以外的區域,以比前述第1摻雜物擴散層更低的濃度形成前述第1摻雜物擴散而成之第2摻雜物擴散層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池之製造方法,包含在前述第1步驟之前之第6步驟,該第6步驟係以比前述第1摻雜物擴散層更低的濃度在前述第1面的表層形成前述第1摻雜物擴散而成之第2摻雜物擴散層;在前述第1步驟中,係在前述第2摻雜物擴散層上形成前述第1氧化膜,在前述第3步驟中,係在前述第2摻雜物擴散層之前述第1擴散源的正下方區域,形成前述第1摻雜物擴 散層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1步驟係在1次的熱處理步驟中變更熱處理條件而在前述第6步驟之後連續地進行。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之太陽電池之製造方法,其中,在前述第6步驟中,係藉由將前述第1摻雜物的離子植入於前述第1面的表層之後,將前述半導體基板熱處理來形成前述第2摻雜物擴散層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池之製造方法,其中,前述第1氧化膜係以比前述第1擴散源更低的濃度含有前述第1摻雜物之第2擴散源,在前述第3步驟中,係在前述第1面的表層之前述第2擴散源的正下方區域且前述第1摻雜物擴散層以外的區域,以比前述第1摻雜物擴散層更低的濃度形成前述第1摻雜物擴散而成之第3摻雜物擴散層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽電池之製造方法,其中,在前述第1步驟中係包含下列步驟:在前述第1面上以比前述第1擴散源更低的濃度形成含有前述第1摻雜物之第1下層氧化膜之步驟;及在前述第1下層氧化膜的上層形成作為前述第1氧化膜的表層且不含有摻雜物之第1上層氧化膜之步驟。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第2導電型摻雜物。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第2導電型摻雜物。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第1導電型摻雜物。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第1導電型摻雜物。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之太陽電池之製造方法,其係在前述第3步驟之前,具有第7步驟,該第7步驟係在前述半導體基板中與前述第1面相對之第2面形成膜厚大於50nm且200nm下列的第2氧化膜。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之太陽電池之製造方法,其係在前述第7步驟與前述第3步驟之間具有第8步驟,該第8步驟係在前述第2氧化膜上選擇性地形成含有第2摻雜物之第3擴散源;其中,在前述第3步驟中,係在前述第2面的表層之前述第3擴散源的正下方區域形成前述第2摻雜物擴散而成之第4摻雜物擴散層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第2氧化膜係以比前述第3擴散源更低的濃度含有前述第2摻雜物之第4擴散源,在前述第3步驟中,係在前述第2面的表層之前述第4擴散源的正下方區域且前述第4摻雜物擴散層以外的區域,形成前述第2摻雜物以比前述第4摻雜物擴散層更低的濃度擴散而成之第5摻雜物擴散層。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之太陽電池之製造方法,其中在前述第7步驟中,係包含下列步驟:在前述第2面上以比前述第3擴散源更低的濃度形成含有前述第2摻雜物之第2下層氧化膜之步驟;及在前述第2下層氧化膜的上層形成作為前述第2氧化膜的表層且不含有摻雜物之第2上層氧化膜之步驟。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第2導電型摻雜物,前述第2摻雜物係第1導電型摻雜物。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第2導電型摻雜物,前述第2摻雜物係第1導電型摻雜物。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第1導電型摻雜物,前述第2摻雜物係第2導電型摻雜物。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之太陽電池之製造方法,其中前述第1摻雜物係第1導電型摻雜物,前述第2摻雜物係第2導電型摻雜物。
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