TWI470817B - A manufacturing method of an electromotive force electric power device and a manufacturing apparatus for a photovoltaic electromechanical device - Google Patents

A manufacturing method of an electromotive force electric power device and a manufacturing apparatus for a photovoltaic electromechanical device Download PDF

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Description

光電動勢電力裝置的製造方法及光電動勢電力裝置的製造裝置
本發明係關於光電動勢電力裝置的製造方法及光電動勢電力裝置的製造裝置，特別係關於就矽(silicon)系基板的表面全體所形成接合中，供用以去除不需要部分之接合用的方法。
諸如太陽電池等光電動勢電力裝置，在性能提升之目的下，便有就效率佳將太陽光取入於裝置內部、以及將所取入的光能量(energy)效率佳轉換為電能之事下工夫。為提升性能的工夫之一，係可如就PN接合的隔離下工夫。由半導體素材構成的太陽電池大多係使用接合處的光電動勢電力進行發電。特別係當將結晶系矽使用為素材時，大多係利用熱擴散形成PN接合。
熱擴散在作為PN接合的形成方法時，就量產性及成本(cost)面而言係屬優異的手法。但，熱擴散的手法係無關於基板的受光面(表面)及其背面，均會擴散及基板露出部分全體。就太陽電池而言，需要PN接合的部分係基板的受光面側，而其背後的背面側與基板側面則不需要PN接合。若在受光面側、背面側及側面有殘留PN接合的狀態下，受光面側與背面 側之間會出現電流短路，導致損及作為太陽電池用時的機能。
所以，在光電動勢電力裝置的製造步驟中，追加將受光面側與背面側間之不需要之接合予以隔離或絕緣的步驟。具體而言，主要採取例如：利用電漿(plasma)放電進行的乾式蝕刻(dry etching)、以及雷射(laser)加工、濕式蝕刻(wet etching)等手法。
接合的隔離與絕緣步驟中，為求光電動勢電力裝置的性能提升、高效率化而應考慮事項之一，可例如正確地殘留必要地方的接合，而將應除去地方的接合予以除去之控制性。又，其他應考慮事項之一，可例如為求減輕對光電動勢電力裝置的特性造成不良影響，而儘量減少因加工對基板造成的損傷(damage)。
乾式蝕刻與雷射加工係就一般水準之太陽電池的適用而言障礙較少，但為求太陽電池的高效率化而言，會有控制性與損傷任一項較差，有被認為不適用的情形。濕式蝕刻係屬於能兼顧良好控制性與減輕損傷二者的手法，就達太陽電池高效率化而言較屬適用。
相關使用濕式蝕刻的接合隔離，例如專利文獻1有提案：藉由精密控制液面與基板在高度方向上的位置關係，而一邊殘留受光面側的接合，一邊去除背面側之接合的技術。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2005/093788號
根據專利文獻1的技術，能實施使用濕式蝕刻的所需接合隔離。但是，此項手法係將基板朝水平方向並排，且為精密控制液面與基板的位置關係，因而若為實現大量的基板處理便必需要非常寬大面積的液槽，會導致裝置大型化。為維持液面與基板的精密控制，基板的搬送速度、蝕刻(etching)速度便會受限制。又，為使在處理間能具有一貫性的便利性，在蝕刻後的洗淨、乾燥等處理亦採取類似蝕刻的形態。該等事項會成為阻礙生產性提升的要因。
本發明係有鑑於上述而完成，目的在於獲得：能施行良好控制性與較少損傷的接合隔離，且能實現依小規模製造裝置進行高生產性之光電動勢電力裝置的製造方法、及光電動勢電力裝置的製造裝置。
為解決上述課題而達成目的，本發明包括：將雜質元素擴散於矽系基板表面上而形成雜質擴散層的步驟；以及為在上述矽系基板的第1面側之至少其中一部分，去除上述雜質擴散層的蝕刻步驟；其特徵在於：上述蝕刻步驟係包括蝕刻流體供應步驟與空氣供應步驟；而該蝕刻流體供應步驟係在上述第1面側，從供應位置朝上述矽系基板的外緣部供應蝕刻流體；該空氣供應步驟係配合上述蝕刻流體供應步驟的上述蝕刻流體供應，在上述矽系基板中之上述第1面側背後的第2面側，朝與上述蝕刻流體同方向供應空氣(air)。
根據本發明光電動勢電力裝置的製造方法，藉由使用蝕刻流體的濕式蝕刻，便可進行良好控制性與較少損傷的接合隔離。藉由朝第1面側的所需位置供應蝕刻流體，且朝第2面側供應空氣，便可阻止蝕刻流體從矽系基板的側面流入於第2面側，便可正確地限定所去除接合的範圍。能依較少限制設定適當的蝕刻速度與空氣吹抵強度。又，蝕刻步驟可在小規模裝置內實施。藉此，可達進行良好控制性及較少損傷的接合隔離，且依小規模製造裝置實現高生產性的效果。
1‧‧‧太陽電池單元
11‧‧‧半導體基板
11a‧‧‧P型多結晶矽基板
13‧‧‧P型多結晶矽層
15‧‧‧N型雜質擴散層
17‧‧‧抗反射膜
19‧‧‧受光面側電極
19a‧‧‧銀糊膏
21‧‧‧背面側電極
21a‧‧‧鋁糊膏
23‧‧‧表銀柵極
25‧‧‧表銀匯流排電極
30‧‧‧平台
31‧‧‧蝕刻流體供應部
32‧‧‧空氣供應部
33、35‧‧‧蝕刻液
34‧‧‧空氣
圖1-1係依照本發明實施形態1的光電動勢電力裝置的製造方法，所製成太陽電池單元(cell)的概略構造剖視圖。
圖1-2係依照本發明實施形態1的光電動勢電力裝置的製造方法，所製成太陽電池單元的概略構造俯視圖。
圖1-3係依照本發明實施形態1的光電動勢電力裝置的製造方法，所製成太陽電池單元的底視圖。
圖2-1係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖(其1)。
圖2-2係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖(其2)。
圖2-3係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖(其3)。
圖2-4係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序 說明剖視圖(其4)。
圖2-5係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖(其5)。
圖2-6係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖(其6)。
圖2-7係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖(其7)。
圖3係利用光電動勢電力裝置的製造裝置執行蝕刻步驟的樣子概略圖。
圖4係半導體基板中優先實施蝕刻的區域之說明剖視圖。
圖5係本發明實施形態2的光電動勢電力裝置之製造方法中，蝕刻步驟的樣子概略圖。
圖6係本發明實施形態3的光電動勢電力裝置之製造方法中，蝕刻步驟的樣子概略圖。
圖7係本發明實施形態4的光電動勢電力裝置之製造方法中，蝕刻步驟的樣子概略圖。
以下，針對本發明的光電動勢電力裝置之製造方法、及光電動勢電力裝置之製造裝置的實施形態，根據圖式進行詳細說明。另外，本發明並不僅侷限於以下的敘述，舉凡在不脫逸本發明主旨之範圍內均可進行適當變更。又，以下所示圖式中，為求理解的容易，各構件的縮小比例會有與實際不同的情況。各圖式間亦同。
實施形態1.
圖1-1至1-3所示係依照本發明實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法，所製成太陽電池單元的圖示。圖1-1所示係太陽電池單元的剖視圖。圖1-2所示係從受光面側所看到太陽電池單元的俯視圖。圖1-3所示係從受光面背後的背面側所看到太陽電池單元的底視圖。圖1-1所示係圖1-2的A-A剖面。
太陽電池單元1係具有光電轉換機能的太陽電池基板。如圖1-1至1-3所示，太陽電池單元1係具有：半導體基板11、抗反射膜17、受光面側電極19、及背面側電極21。半導體基板11係具有PN接合。抗反射膜17係形成於半導體基板11的受光面側之面(表面)上。抗反射膜17係防止受光面的入射光進行反射。
受光面側電極19係在半導體基板的受光面側之面(表面)上，由抗反射膜17包圍形成的第1電極。背面側電極21係在半導體基板11受光面的背後側之面(背面)上所形成第2電極。
半導體基板11係具有：P型(第1導電型)多結晶矽層13、與該P型多結晶矽層13的表面導電型相反之N型(第2導電型)雜質擴散層15。利用該等便在半導體基板11上構成PN接合。
半導體基板11中，在N型雜質擴散層15受光面側的表面上，依高密度形成當作紋路(texture)結構的微小凹凸(未圖示)。微小凹凸係具有在受光面上，特別係藉由改變反射光的角度，透過複數次反射抑制實質的反射率，而封鎖光的機能。
受光面側電極19係含有：太陽電池單元1的表銀柵(grid)極23及表銀匯流排(bus)電極25。表銀柵極23係為將由半導體基板11所發電的電氣予以集電，而在受光面上呈局部性設置。表銀匯流排電極25係為取出由表銀柵極23所集電的電氣，而與表銀柵極23呈大致正交設置。背面側電極21係在半導體基板11的背面所形成矩形中，剩餘距各邊端例如0.5至2mm程度，大致形成於半導體基板11的背面全體上。
依此構成的太陽電池單元1，若太陽光從太陽電池單元1的受光面側，照射於半導體基板11的PN接合面(P型多結晶矽層13與N型雜質擴散層15的接合面)，便會生成電洞(hole)與電子。利用PN接合面的電場，所生成的電子會朝向N型雜質擴散層15移動，而電洞則朝向P型多結晶矽層13移動。
在N型雜質擴散層15的電子過剩、而在P型多結晶矽層13中的電洞過剩，結果便會產生光電動勢電力。該光電動勢電力會將PN接合偏壓(bias)朝順向，使N型雜質擴散層15所連接的受光面側電極19成為負(minus)極，而P型多結晶矽層13所連接的背面側電極21成為正(plus)極，便在外部電路(未圖示)中流通著電流。
接著，此種太陽電池單元1的製造方法一例，參照圖2-1至2-7進行說明。圖2-1至2-7所示係實施形態1的光電動勢電力裝置之製造方法順序說明剖視圖。
成為半導體基板的矽系基板，係準備最常使用為例如民生用太陽電池的P型多結晶矽基板11a(參照圖2-1)。P 型多結晶矽基板11a的厚度與尺寸並無特別的限定，本實施形態一例的P型多結晶矽基板11a，厚度係設為200μm、尺寸係設為150mm×150mm。
P型多結晶矽基板11a係將由熔融矽施行冷卻固化而形成的鑄錠(ingot)，利用線鋸機(wire saw)進行切片(slice)而製造，因而表面會殘留切片時的損傷(損傷層)。該表層的損傷層，因為結晶性極差，因而為使能具有當作半導體元件用的充分機能，便必需除去。此處，首先兼具去除該損傷層，便將P型多結晶矽基板11a浸漬於酸、或經加熱的鹼(alkali)溶液中[例如氫氧化鈉(sodium)水溶液]，而蝕刻表面，藉此便將在矽基板切取時所產生，於P型多結晶矽基板11a表面附近存在的損傷區域予以去除。
在損傷層除去之後，接著在P型多結晶矽基板11a的受光面側之表面上，形成當作紋路結構的微小凹凸。紋路結構的形成係例如將P型多結晶矽基板11a利用含有IPA的氫氧化鹼水溶液施行蝕刻而實施。
藉由將此種紋路結構設置於P型多結晶矽基板11a的受光面側，便在太陽電池單元1的受光面側產生光的多重反射。藉由使入射於太陽電池單元1中的光效率佳地被吸收於半導體基板11的內部，便可有效地降低反射率，俾提升轉換效率。另外，圖2-2至2-7中省略微小凹凸的圖示。
接著，將表面上已形成當作紋路結構用之微小凹凸的P型多結晶矽基板11a，投入於熱氧化爐中，再於N型雜質的磷(phosphorus)環境下施行加熱。藉由此項步驟，便使屬 於雜質元素的磷擴散於P型多結晶矽基板11a的表面上，而形成N型雜質擴散層15(圖2-2)。P型多結晶矽基板11a中，相對於有形成N型雜質擴散層15處的表層內側部分便成為P型多結晶矽層13。藉此便獲得有形成PN接合的半導體基板11。
本實施形態中，將P型多結晶矽基板11a在三氯氧磷(phosphprus oxychloride)(POCl3 )氣體(gas)環境中，依例如800℃~850℃溫度施行加熱，而形成N型雜質擴散層15。又，依N型雜質擴散層15的薄片(sheet)電阻成為30Ω/□~100Ω/□、較佳係50Ω/□~80Ω/□的方式控制著磷的擴散。
接著，在為去除N型雜質擴散層15的蝕刻步驟中，執行半導體基板11中的PN接合之隔離(圖2-3)。本實施形態中，N型雜質擴散層15係針對半導體基板11中，成為背面側的第1面之外緣部及其附近部分予以除去。另外，相關蝕刻步驟的詳細內容，容後述。
接合的隔離係如本實施形態，最好在擴散步驟與抗反射膜的成膜步驟之間執行。原理上，若在接合形成後，不管於哪一階段執行均可，因而不會妨礙到其他階段的實施。但，當後續所形成的構成物(抗反射膜、電極等)、會生成副產物時，多數情況係針對副產物必需附加性保護與對策。所以，為避免此種煩雜，最好依此階段執行。
另外，在擴散步驟與抗反射膜的成膜步驟之間，亦必需去除屬於擴散副產物的磷酸鹽玻璃(phosphate glass)，該2個步驟係只要配合所使用的蝕刻液依序選擇便可。溶解矽的蝕刻液大多係對磷酸鹽玻璃亦會依某程度的選擇比溶解。此 情況，更佳係首先針對欲接合隔離的地方，同時去除磷酸鹽玻璃與接合，然後再去除其他區域的磷酸鹽玻璃除去。
此情況，因為所隔離地方以外的磷酸鹽玻璃可以利用為暫時性保護膜，因而能使隔離地方與其他地方的區分更為明顯。當藥液選擇比較大、磷酸鹽玻璃溶解速度較慢時，依照上述順序，於隔離加工時較浪費地耗費時間，就從生產性的觀點反成為不良情況。此情況，最好設為在去除整面的磷酸鹽玻璃之後，才執行隔離加工的順序。
接著，在有形成N型雜質擴散層15的P型多結晶矽基板11a之受光面側，形成為改善光電轉換效率的抗反射膜17(圖2-4)。抗反射膜17係設為例如矽氮化膜(SiN膜)。抗反射膜17的形成係使用例如電漿CVD法。使用矽烷(silane)與氨(amonia)的混合氣體，形成屬於抗反射膜17的矽氮化膜。
抗反射膜17的膜厚與折射率係設定為最抑制光反射的值。另外，抗反射膜17亦可積層著折射率不同的2層以上膜。又，抗反射膜17的形成亦可使用濺鍍(sputtering)法等其他的成膜方法。又，抗反射膜17亦可形成矽氧化膜。
接著，利用網版(screen)印刷形成電極。首先，製作受光面側電極19(煅燒前)。即，在半導體基板11屬於受光面的抗反射膜17上，將屬於受光面側電極材料糊膏(paste)的銀糊膏19a，利用網版印刷塗佈呈表銀柵極23與表銀匯流排電極25的形狀後，便使銀糊膏乾燥(圖2-5)。
接著，製成背面側電極21(煅燒前)。即，在半導體基板11的背面側利用網版印刷，將屬於電極材料糊膏的鋁 糊膏(aluminum paste)21a塗佈呈背面側電極21的形狀，並使乾燥(圖2-6)。
然後，藉由煅燒糊膏便獲得當作受光面側電極19用的表銀柵極23、以及表銀匯流排電極25、與背面側電極21(圖2-7)。煅燒係在大氣環境中，選擇在例如750至850℃範圍內實施。煅燒溫度的選擇係經考慮電池槽構造與糊膏種類之後才實施。又，受光面側電極19中的銀會貫通抗反射膜17，使N型雜質擴散層15與受光面側電極19呈電氣式耦接。藉此，N型雜質擴散層15便可獲得與受光面側電極19呈良好的電阻性接合。
藉由實施如上述的步驟，便可製作圖1-1至1-3所示太陽電池單元1。另外，屬於電極材料的糊膏對半導體基板11的配置順序，亦可受光面側與背面側互換。
接著，針對本實施形態為接合隔離的蝕刻步驟詳細內容進行說明。圖3所示係利用光電動勢電力裝置之製造裝置執行的蝕刻步驟樣子概略圖。該製造裝置係設有：平台(stage)30、蝕刻流體供應部31、及空氣供應部32。
平台30係設有載置半導體基板11用的載置面。平台30係利用例如吸附而在載置面上固定著半導體基板11。平台30係能以載置面的垂直中心軸為中心進行旋轉。
蝕刻流體供應部31係對平台30上所載置的半導體基板11上面，供應蝕刻液33。蝕刻液33係為去除N型雜質擴散層15用的蝕刻流體。空氣供應部32係朝半導體基板11的下面側供應空氣34。
已形成PN接合的半導體基板11係載置於平台30上。在平台30上，半導體基板11係依外緣部及其附近部分伸出於平台30外側的狀態載置。載置於平台30上的半導體基板11上面，成為受光面側的第1面。半導體基板11中靠平台30載置面側的下面，成為背面側的第2面。製造裝置係在蝕刻步驟中，一邊使平台30旋轉，一邊同時進行蝕刻流體供應步驟的蝕刻液33供應、以及空氣供應步驟的空氣34供應。
蝕刻流體供應部31係對平台30上所載置半導體基板11的第1面供應蝕刻液33。蝕刻流體供應部31係在第1面側，從既定的供應位置起朝向半導體基板11側面位置的外緣部供應蝕刻液33。蝕刻液33係可例如氫氟酸(hydrofluoric acid)與硝酸的混合液、以及將氫氧化鹼水溶液從70度加熱至90度者，並無特別的指定。
空氣供應部32係配合利用蝕刻流體供應部31進行的蝕刻液33供應，而供應空氣34。空氣供應部32係在半導體基板11的第2面側，從半導體基板11中伸出於平台30外之部分的下方，朝向半導體基板11的外緣部供應空氣34。空氣供應部32係朝向與蝕刻流體供應部31供應蝕刻液33的方向同向，進行空氣34供應。空氣34係可例如乾燥空氣、氮等。
若一邊使半導體基板11旋轉一邊供應蝕刻液33，蝕刻液33便利用離心力從供應位置朝向半導體基板11的外緣部擴展，並從外緣部朝半導體基板11的外側脫離。使接觸到蝕刻液33的區域會進行蝕刻。磷擴散的情況，大半係接合深度未滿0.5μm的情況，因而蝕刻量係例如換算為深度設定成 0.5μm程度份。當將前所例示物質使用為蝕刻液33時，因為對矽的蝕刻速度係每分鐘數μm至10μm左右，因而矽的蝕刻時間便設定為例如數秒至十數秒。
假設即便沒有施行空氣34供應的情況，蝕刻液33仍幾乎在不會與應殘留接合的區域相接觸情況下，利用離心力而脫離。但，蝕刻液33其中一部分會從半導體基板11的側面迂迴繞入受光面側。因為從半導體基板11的受光面側繞入蝕刻液33，會導致發電面積減少，因而必需制止。
本實施形態中，除離心力之外，尚藉由空氣34的供應，便可確實地抑制蝕刻液33從半導體基板11的側面傳遞於受光面側。另外，相關半導體基板11側面的蝕刻，亦可配合狀況而適當調整。
半導體基板11背面的蝕刻並不僅侷限於以全體為對象的情況。背面中應該優先蝕刻的對象係形成背面側電極21的區域以外之區域，例如距外緣部數百μm至2mm程度的範圍。若在該部分有殘留接合，便會因與背面側電極21相接觸而發生短路。即便有形成接合的隔離，但隔離地方與背面側電極21端部之間的部分仍會吸收附近的載子(carrier)，亦會有產生妨礙發電的作用。所以，為達成太陽電池單元1的高效率化，便如圖4所示，依半導體基板11背面中距外緣部既定範圍的區域成為最優先之方式實施蝕刻。
相對於此，半導體基板11背面中有形成背面側電極21的區域，無關於蝕刻，均會隨電極材料的煅燒，導致導電型再度轉換為強P型。所以，相較於有形成背面側電極221 的區域以外之區域，有形成背面側電極21的區域之蝕刻優先度會降低。有形成背面側電極21的區域即便有蝕刻亦無妨，但並非必需。蝕刻流體供應部31係如上述，最好依應最優先蝕刻的區域能充分進行蝕刻液33的方式，設定蝕刻液33的供應位置、方向、及流速。
根據本實施形態的電動勢電力裝置之製造方法，藉由使用蝕刻液33的濕式蝕刻，便可依良好控制性與較少損傷進行接合隔離。藉由隨朝受光面側的所需位置供應蝕刻液33，亦在背面側供應空氣，便可限制蝕刻液33從半導體基板11的側面傳遞於第2面側，便可正確地限定去除接合的範圍。
根據本實施形態，可依較少限制地設定適當蝕刻速度與空氣吹抵強度，便可提升生產性。又，根據本實施形態，因為不需要寬廣面積的液槽，因而蝕刻步驟可在小規模裝置內實施。藉此，可進行良好控制性與較少損傷的接合隔離，並達能依小規模製造裝置實現高生產性的效果。
實施形態2.
圖5所示係本發明實施形態2的光電動勢電力裝置之製造方法中，蝕刻步驟的樣子概略圖。就與實施形態1相同的部分便賦予相同元件符號，並適當地省略重複說明。
蝕刻流體供應部31係供應泡狀蝕刻液35。蝕刻液35係為去除N型雜質擴散層15用的蝕刻流體。本實施形態中，藉由使用泡狀蝕刻液35，相較於通常使用液體狀蝕刻液的情況，會減輕半導體基板11從蝕刻液35所受到的力。又，亦會使為抑制蝕刻液35傳遞於受光面側的空氣34強度減輕。
本實施形態情況係與實施形態1同樣的能進行良好控制性及較少損傷的接合隔離，且能依小規模的製造裝置實現高生產性。又，本實施形態會減弱蝕刻液35及空氣34影響及半導體基板11的力，便可減輕半導體基板11的破損。又，藉由減輕空氣34的強度，便可降低空氣34供應時所需要的消耗功率。
實施形態3.
圖6所示係本發明實施形態3的光電動勢電力裝置之製造方法中，蝕刻步驟的樣子概略圖。就與實施形態1相同的部分便賦予相同元件符號，並適當地省略重複說明。
蝕刻流體供應部31係將蝕刻液33射出方向與半導體基板11的第1面所形成的夾角度θ，設定在30度以下。蝕刻流體供應部31係依相對於半導體基板11的面呈30度以下的角度供應蝕刻液33。
蝕刻流體供應部31係依碰抵半導體基板11的蝕刻液33角度變小之方式，例如將角度θ設定為30度以下，便可使依存於蝕刻液33的速度成分之力中，半導體基板11面的鉛直方向作用成分變小。又，蝕刻液33流動的力之中，藉由增加半導體基板11面的平行水平方向作用成分，便可有效活用於抑止蝕刻液33迂迴繞入受光面側。又，亦可減輕為抑制蝕刻液35傳遞於受光面側的空氣34強度。
本實施形態情況係與實施形態1同樣的能進行良好控制性及較少損傷的接合隔離，且能依小規模的製造裝置實現高生產性。又，根據本實施形態，藉由降低碰抵半導體基板 11的蝕刻液33之角度，便可減輕半導體基板11的破損、以及有效地抑制蝕刻液33傳遞於受光面側。又，藉由減輕空氣34的強度，便可降低空氣34供應時所需要的消耗功率。
實施形態4.
圖7所示係本發明實施形態4的光電動勢電力裝置之製造方法中，蝕刻步驟的樣子概略圖。就與實施形態1相同的部分便賦予相同元件符號，並適當地省略重複說明。
蝕刻流體供應部31係朝平台30上所載置半導體基板11的下面，供應蝕刻液33。空氣供應部32係在半導體基板11的上面側供應空氣34。
平台30上所載置半導體基板11中，載置面側的下面係成為受光面側的第1面。平台30上所載置半導體基板11的上面係成為背面側的第2面。蝕刻流體供應部31係朝半導體基板11的第1面中從平台30伸出的部分供應蝕刻液33。蝕刻流體供應部31係在第1面側，從既定供應位置朝向半導體基板11的側面位置之外緣部供應蝕刻液33。
空氣供應部32係在半導體基板11的第2面側，從半導體基板11上的位置，朝向半導體基板11的外緣部供應空氣34。空氣供應部32係朝向與蝕刻流體供應部31供應蝕刻液33的方向同向供應空氣34。
從蝕刻流體供應部31所供應的蝕刻液33係利用蝕刻液33自身的重力，在依存於蝕刻液33速度成分的力之中，降低半導體基板11面的鉛直方向作用成分。又，藉由蝕刻液33流動的力之中，增加平行於半導體基板11面的水平方 向作用成分，便可有效活用於抑制蝕刻液33繞入於受光面側。又，亦可使為抑制蝕刻液33傳遞於受光面側的空氣34強度減輕。
本實施形態情況係與實施形態1同樣的能進行良好控制性及較少損傷的接合隔離，且能依小規模的製造裝置實現高生產性。又，根據本實施形態，藉由將半導體基板11中成為加工對象的面朝下，便可減輕半導體基板11的破損、以及有效地抑制蝕刻液33傳遞於受光面側。又，藉由減輕空氣34的強度，便可降低空氣34供應時所需要的消耗功率。
另外，上述實施形態中，針對半導體基板係使用P型矽基板的情況進行說明，但即便半導體基板係使用N型矽基板而形成P型擴散層的逆導電型太陽電池單元，亦可獲得上述的本發明效果。又，上述實施形態中，半導體基板係使用多結晶矽基板，但即便半導體基板係使用單結晶矽基板的情況，當然亦可獲得上述的本發明效果。
再者，上述實施形態中，針對半導體基板的基板厚為200μm之情況進行說明，惟基板在屬於能自我保持的厚度前提下，亦可使用薄板化至例如50μm程度的基板。又，上述實施形態中，針對半導體基板尺寸為150mm×150mm的情況進行說明，但即便使用較該尺寸更大尺寸或更小尺寸的基板，當然仍可獲得上述本發明的效果。
[產業上之可利用性]
如上述，本發明光電動勢電力裝置的製造方法，有效利用於能依小面積小巧(compact)執行高效率化有效進行 接合隔離方法的濕式蝕刻，特別適用於太陽電池的高效率化、及其製造生產性提升。
11‧‧‧半導體基板
13‧‧‧P型多結晶矽層
15‧‧‧N型雜質擴散層
30‧‧‧平台
31‧‧‧蝕刻流體供應部
32‧‧‧空氣供應部
33‧‧‧蝕刻液
34‧‧‧空氣

Claims (4)

  1. 一種光電動勢電力裝置的製造方法，包括：將雜質元素擴散於矽系基板的兩面的表面上而形成雜質擴散層的步驟；以及為了僅在上述已完成雜質元素擴散的矽系基板的第1面側之至少其中一部分，去除上述雜質擴散層的蝕刻步驟；其特徵在於：上述蝕刻步驟係包括：蝕刻流體供應步驟，其乃僅在上述第1面側，從供應位置朝上述矽系基板的外緣部供應泡狀蝕刻流體而除去上述第1面側的僅一部分的雜質擴散層；以及空氣供應步驟，其至少在上述蝕刻流體供應步驟的上述蝕刻流體的供應期間，從上述矽系基板中之上述第1面側背後的第2面側朝向上述矽系基板，與上述蝕刻流體同方向供應空氣，而防止上述蝕刻流體到達上述第2面側。
  2. 如申請專利範圍第1項之光電動勢電力裝置的製造方法，其中，上述蝕刻流體供應步驟中，依對上述矽系基板的面呈30度以下的角度供應上述蝕刻流體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光電動勢電力裝置的製造方法，其中，上述蝕刻步驟中，將上述第1面側朝下設置上述矽系基板。
  4. 一種光電動勢電力裝置的製造裝置，其特徵在於設置有：平台，其乃載置在兩面已形成雜質擴散層的矽系基板；蝕刻流體供應部，其乃就上述平台上所載置的上述矽系基 板中，僅對第1面側至少其中一部分供應為去除上述雜質擴散層用的泡狀蝕刻流體而除去上述第1面側的僅一部分的雜質擴散層；以及空氣供應部，其乃就上述矽系基板中，對上述第1面側背後的第2面側供應空氣，而防止上述蝕刻流體到達上述第2面側；其中，上述蝕刻流體供應部係在上述第1面側，供應從供應位置朝上述矽系基板外緣部流動的上述蝕刻流體；上述空氣供應部係至少在利用上述蝕刻流體供應部進行上述蝕刻流體的供應的期間，從上述第2面側朝向上述矽系基板，向與上述蝕刻流體的相同方向供應上述空氣。
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