TWI578560B - 光伏電力裝置之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係例如有關矽晶太陽能電池等之光伏電力裝置之製造方法，尤其是有關使用固相擴散形成雜質擴散層之光伏電力裝置之製造方法。
現在，於矽晶太陽能電池(以下，僅簡稱為太陽電池)係有種種型態，任一型態的太陽電池皆以量產水準來製造。在此，就太陽電池而言，可舉出擴散型的太陽電池與異質接合型(heterojunction)太陽電池以及背面接合型的太陽電池，其中擴散型的太陽電池係藉由使雜質擴散至受光面側而形成雜質半導體層；異質接合太陽電池係藉由非晶質矽等的薄膜而形成雜質半導體層；背面接合型的太陽電池係將與基板相同的導電型之雜質半導體層以及與基板不同之導電型的雜質半導體裝置，在基板的背面側交互地配置成櫛狀。此等太陽電池中之擴散型的太陽電池因製造步驟容易，故佔有目前所製造的太陽電池之大部分。
擴散型的太陽電池係藉由於厚度為200μm左右之結晶矽基板(以下，僅簡稱矽基板)上形成抑制光的
反射之紋理(texture)、擴散層以及抗反射膜，且利用網版印刷將柵電極及匯流排電極等的集電電極形成在矽基板的表面及背面之非受光面後，以800℃左右予以燒結來製造。使用習知的p型之矽基板的擴散型之太陽電池係藉由藉由網版印刷在矽基板的整個背面形成Al電極，且使在該Al電極所含之Al擴散至矽基板，以形成擴散層(背面電場層)，但藉由網版印刷所形成的擴散層因再結合大，故無法使擴散型的太陽電池的特性大幅地提高。
相對地，近幾年，太陽電池被製造為效率更高的太陽電池，該太陽電池係採用一種在矽基板的背面形成鈍化膜，且與受光面相同地局部性地形成電極之構造。該構造不僅以使用有p型矽基板之擴散型的太陽電池被採用，亦以使用有n型矽基板的擴散型之太陽電池被採用。此外，上述構造係有兩種構造：於矽基板的整個背面形成與受光面不同的導電型之擴散層的構造；及，僅於電極部形成擴散層，且在其他部分不形成擴散層而以鈍化膜直接使基板端接之構造。在p型之矽基板中，多使用不在整個背面形成擴散層，而與以往相同，藉由使用有Al的網版印刷而局部性地形成電極及擴散層之方法。另一方面，在n型之矽基板中，係藉由網版印刷形成電極時，無法形成n型擴散層，故常在整個背面進行磷等之n型雜質的擴散。因此，在使用有n型矽基板之擴散型的太陽電池中，必須各別在表面及背面形成不同的擴散層之過程(製造步驟)。
擴散層係藉由各種方法而形成。例如，有
一種方法，其係藉由作為p型雜質之BBr3、作為n型雜質之POCl3等之氣體環境中進行熱處理，而在矽基板的一側之面形成BSG(硼矽酸鹽玻璃)膜，且在另一側的面形成PSG(磷矽酸鹽玻璃)膜，分別從BSG膜及PSG膜使硼或磷熱擴散至矽基板。此外，有一種方法，其係以SiH4與B2H6或SiH4與PH3等含有硼或磷之氣體作為原料氣體而藉由電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)、減壓CVD或常壓CVD等，在矽基板之一側的面形成BSG，且在另一側的面形成PSG，之後，藉由以高溫進行熱處理而分別從BSG膜及PSG膜使硼或磷熱擴散至矽基板。再者，有一種方法，其係使B+、P+等之離子化的氣體加速而打進(注入)至基板，復藉由熱處理，使所注入的離子活化而形成擴散層。
在形成上述擴散層之各方法中的氣體環境中形成擴散層的方法係可使用1個擴散爐進行擴散與熱處理，故可藉由簡單的裝置與製程而形成擴散層。惟，p型雜質及n型雜質被擴散到矽基板的兩面，因將p型擴散層形成在矽基板之一側的面，且在另一側的面形成n型擴散層，故不需要遮罩。
再者，使用離子注入形成擴散層之方法，係藉由各在矽基板的單面進行處理，而分別在受光面(表面)及背面可容易地形成不同的導電型之擴散層。惟，容易在擴散層產生缺陷。再者，直接將硼打進矽基板的表面，但矽基板的表面成為露出之狀態，故硼在進行熱處理時，容
易從矽基板的表面脫落。更且，熱處理時硼容易聚集成簇，不易形成良好的擴散輪廓等，故擴散層的表面之再結合(表面再結合)成為原因而不易得到高的開放電壓Voc。
此外，使用CVD形成BSG及PSG之方法係可分別將BSG及PSG各形成在矽基板的單面，且藉由將厚的氧化矽分別積層在BSG及PSG之上，而可抑制從BSG及PSG蒸發為硼及磷的氣相。因此，可使雜質有效地擴散到矽基板內。再者，分別在受光面(表面)及背面形成BSG及PSG之方法可任意地選擇，故例如亦可想到如利用CVD形成硼層(BSG)側，且利用氣相擴散形成背面(PSG)側之製程。以往，揭示有一種方法，其係藉由PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition，電漿輔助化學氣相沉積)在矽基板之一側的面形成BSG，且在該BSG上形成成為遮罩之SiO2膜，之後，藉由在含有磷之原料氣體環境中進行熱處理，而於一側的面形成BSG，且在另一側的面一次地形成PSG之方法(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特表2013-526049號公報
在專利文獻1中，揭示有一種製程，其係藉由PECVD形成BSG後，藉由在原料氣體環境中進行熱處
理而同時形成BSG及PSG。該製程係於簡化過程上有效，但形成於紋理的表面上之CVD膜係藉由其後的熱處理時之應力而使紋理的谷部之膜變薄等，於紋理的谷部與山部產生膜厚差，或於藉由CVD所形成的SiO2膜上，係形成使原料氣體通過之類的針孔。因此，在其後的磷之熱擴散處理中，磷透過薄膜部及針孔擴散至BSG上，且藉由n+混在p+區域而形成逆接合，而產生開放電壓及填充因數的降低，或電流洩漏之問題。
本發明係鑑於解決此問題而研創者，其目的在於提供一種光伏電力裝置之製造方法，其係可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
為了解決上述課題，本發明之光伏電力裝置之製造方法係具備：(a)在矽基板的第1主面形成錐形狀的紋理之步驟；(b)在第1主面上形成含有第1導電型的雜質之第1矽酸鹽玻璃的步驟；(c)在第1矽酸鹽玻璃上形成不含導電型雜質的第2矽酸鹽玻璃之步驟；(d)使在第1矽酸鹽玻璃所含之第1導電型的雜質擴散到矽基板的第1主面之步驟；(e)在第2矽酸鹽玻璃上形成含有第1導電型的雜質之第3矽酸鹽玻璃的步驟；以及(f)在步驟(e)之後，使第2導電型的雜質擴散到矽基板的與第1主面相反側的第2主面之步驟。
若依據本發明，光伏電力裝置之製造方法
係具備：(a)在矽基板的第1主面形成錐形狀的紋理之步驟；(b)在第1主面上形成含有第1導電型的雜質之第1矽酸鹽玻璃的步驟；(c)在第1矽酸鹽玻璃上形成不含導電型雜質的第2矽酸鹽玻璃之步驟；(d)使在第1矽酸鹽玻璃所含之第1導電型的雜質擴散到矽基板的第1主面之步驟；(e)在第2矽酸鹽玻璃上形成含有第1導電型的雜質之第3矽酸鹽玻璃的步驟；以及(f)在步驟(e)之後，使第2導電型的雜質擴散到矽基板的與第1主面相反側的第2主面之步驟，故可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
本發明的目的、特徵、態樣及優點藉由以下詳細的說明與附屬圖示，變為更容易明白。
1、16‧‧‧矽基板
2、17‧‧‧第1擴散層
3、18‧‧‧第2擴散層
4、19‧‧‧第1鈍化膜
5、20‧‧‧第2鈍化膜
6、21‧‧‧第1電極
7、22‧‧‧第2電極
8至12‧‧‧矽酸鹽玻璃
13‧‧‧缺陷部
14‧‧‧雜質擴散層
15‧‧‧雜質濃度增加部
23至26‧‧‧矽酸鹽玻璃
第1圖係表示本發明第1實施形態之光伏電力裝置的構成之一例的剖面圖。
第2圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造方法的一例之流程圖。
第3圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第4圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第5圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第6圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第7圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第8圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第9圖係表示本發明第1實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第10圖係比較例1之光伏電力裝置的剖面圖。
第11圖係本發明第1實施形態之光伏電力裝置的剖面圖。
第12圖係表示本發明第2實施形態之光伏電力裝置之製造方法之一例的流程圖。
第13圖表示本發明第3實施形態之光伏電力裝置之製造方法之一例的流程圖。
第14圖係表示本發明第3實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第15圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之構成的一例之剖面圖。
第16圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造方法的一例之流程圖。
第17圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第18圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之
製造步驟的一例之圖。
第19圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第20圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第21圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第22圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
第23圖係表示本發明第5實施形態的光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
就本發明的實施形態，根據圖示而說明如下。
首先，說明有關本發明第1實施形態之光伏電力裝置的構成。此外，在本第1實施形態中，光伏電力裝置係設為太陽能電池而加以說明。
第1圖係表示本第1實施形態之光伏電力裝置的構成之一例的剖面圖。
如第1圖所示，光伏電力裝置係在第1主面(紙面上側之面)及第2主面(紙面下側之面)形成有紋理。於第1主面上，係含有p型雜質(第1導電型的雜質)之第1
擴散層2、與第1鈍化膜4積層而形成。此外，以貫穿第1鈍化膜4而與第1擴散層2接觸之方式形成第1電極6。
另一方面，於第2主面上，係含有n型雜質(第2導電型的雜質)之第2擴散層3、與第2鈍化膜5積層而形成。再者，以貫穿第2鈍化膜5而與第2擴散層3接觸之方式形成第2電極7。
其次，有關光伏電力裝置之製造方法，使用第2圖至第10圖加以說明。
第2圖係表示光伏電力裝置之製造方法的一例之流程圖。此外，第3圖至第10圖係表示光伏電力裝置的製造步驟之一例的圖。
在步驟S101中，如第3圖所示，於矽基板1的兩面形成紋理。具體而言，使矽基板1浸漬在鹼溶液中，除去切片時之線鋸切割損傷。之後，藉由使矽基板1浸漬於添加有異丙醇之鹼溶液中，而在矽基板1的兩面(第1主面、第2主面)形成錐形狀的紋理。
此外，矽基板1係由n型單結晶所構成，設為156mm□(一邊為156mm之四角形)、比電阻1Ω cm、厚度200μm左右。
再者，在本第1實施形態中，說明有關在矽基板1的兩面形成紋理之情形，但只要至少形成在光入射之側的面即可，亦可僅形成在一側之面。
在步驟S102中，如第4圖所示，在矽基板1之第1主面上，藉由常壓CVD而將含有硼(第1導電型之
雜質)之矽酸鹽玻璃8(第1矽酸鹽玻璃)、不含具有導電性之雜質的矽酸鹽玻璃9(第2矽酸鹽玻璃)予以積層而形成。在此，所謂具有導電性之雜質，只要為IV族元素的半導體之矽，可舉出III族或V族之硼、磷、鎵、砷等。此外，所謂在矽酸鹽玻璃9不含雜質，係意指表示在矽酸鹽玻璃9所含之具有導電性的雜質，比起在以後的步驟之熱處理後從前述矽酸鹽玻璃8擴散之量，非常少，而為實質上不對以後的步驟所形成之擴散層2或擴散層3造成影響之程度以下的量，未必完全不含有。
在步驟S103中，如第5圖所示，在1000℃左右的空氣中，藉由將步驟S102後之矽基板1進行退火(熱處理)而使硼從矽酸鹽玻璃8擴散到矽基板1之第1主面，形成第1擴散層2。
在步驟S104中，如第6圖所示，在矽酸鹽玻璃9上，形成含有硼(第1導電型之雜質)之矽酸鹽玻璃10(第3矽酸鹽玻璃)、與不含具有導電性的雜質之矽酸鹽玻璃11(第4矽酸鹽玻璃)。
此外，矽酸鹽玻璃11係為防止硼從矽酸鹽玻璃10蒸發到環境氣體中而附著在第2主面而形成。惟，依矽酸鹽玻璃10的條件而硼的蒸發量少，或如藉由硼附著在第2主面而以免光伏電力裝置的特性降低時，可省略矽酸鹽玻璃11的形成。
在步驟S105中，如第7圖所示，使磷(第2導電型之雜質)擴散到矽基板1的第2主面，形成第2擴散
層3及矽酸鹽玻璃12。具體而言，藉由以起泡法使POCl3揮發，且在爐內使步驟S104後之矽基板1予以加熱，而在第2主面上形成矽酸鹽玻璃12之同時，在第2主面形成第2擴散層3。
再者，以起泡法形成第2擴散層3之方法係形成n型擴散層之一般性方法，可廉價地形成，但因在矽基板1的兩面形成矽酸鹽玻璃12，故必須於不形成矽酸鹽玻璃12之第1主面側事先形成遮罩膜等。在本第1實施形態中，矽酸鹽玻璃8至11發揮防止磷朝矽基板1的第1主面擴散之遮罩膜的功能。
在步驟S106中，如第8圖所示，去除矽酸鹽玻璃8、9、10、11、12。具體而言，藉由使步驟S105後的矽基板1浸漬到10%左右的氟化氫(hydrogen fluoride)溶液，而去除矽酸鹽玻璃8、9、10、11、12。
在步驟S107中，如第9圖所示，在第1擴散層2上形成第1鈍化膜4，且在第2擴散層3上形成第2鈍化膜5。具體而言，在氧環境中，藉由將步驟S106後之矽基板1進行退火(熱處理)，而以熱氧化之第1鈍化膜4形成於第1擴散層2上，且以熱氧化之第2鈍化膜5形成在第2擴散層3上。
之後，各自在第1鈍化膜4及第2鈍化膜5之上，藉由電漿CVD而形成作為抗反射膜之氮化矽膜(未圖示)。
在步驟S108中，藉由於第9圖所示之矽基
板1的兩面，進行使用以Ag作為主成分之印刷膏劑的印刷後進行燒結，而形成由柵電極及匯流排電極所構成之集電極(第1電極6、第2電極7)。藉此，製造如第1圖所示之光伏電力裝置。
其次，說明有關本第1實施形態之光伏電力裝置的效果。
第10圖係比較例1之光伏電力裝置的剖面圖，表示光伏電力裝置的製造步驟。此外，在第10圖中，為了簡單起見，雖未圖示，但於矽基板1的兩面，設為形成有紋理者。第1比較例係為了說明後述之第11圖所示之本第1實施形態的效果所使用的圖。
在第1比較例之光伏電力裝置中，在其製造步驟中未形成矽酸鹽玻璃10、11。再者，在矽酸鹽玻璃8、9，係設為形成有缺陷部13(矽酸鹽玻璃8、9之無形成部、針孔等)。
如第10圖所示，於矽基板1之第2主面使磷(第2導電型的雜質)擴散而形成第2擴散層3時，磷通過在矽基板1的第1主面側所形成之缺陷部13而被擴散到第1擴散層2，在第1擴散層2及缺陷部13形成雜質擴散層14(此時，在矽酸鹽玻璃9上形成矽酸鹽玻璃12)。然後，若磷朝第1擴散層2之擴散量，相對於第1擴散層2之雜質濃度成為不可忽視的量，引起開放電壓及填充因數(fillfactor,FF)的降低，或產生施加有反向偏壓時之電流洩漏。
在矽酸鹽玻璃9產生之缺陷部13係有時受到形成矽酸鹽玻璃8、9時之粒子等的影響而產生，此外，亦有時藉由第1擴散層2形成時之熱處理的膜應力而產生。在太陽電池所形成之錐形狀的紋理上，矽酸鹽玻璃在錐狀的紋理之底部特別變薄，此係與特性惡化有關。
對光伏電力裝置的特性造成影響之雜質擴散層14的雜質濃度(在第10圖的例中，磷的濃度)係亦依矽酸鹽玻璃8、9的雜質含有量以及其後的退火條件而不同，惟最後所形成之雜質擴散層14的薄片電阻在第1擴散層2的薄片電阻之3倍以下，例如，第1擴散層2的薄片電阻為100Ω/□時，雜質擴散層14的薄片電阻成為300Ω/□以下時，產生上述特性惡化或電流洩漏。
第11圖係本第1實施形態之光伏電力裝置的剖面圖，表示光伏電力裝置的製造步驟。此外，在第11圖中，為簡單起見，未圖示，惟在矽基板1的兩面，係設為形成有紋理。再者，設為未形成有矽酸鹽玻璃11。
如第11圖所示，矽酸鹽玻璃8、9於形成後為形成第1擴散層2而進行熱處理，如上述，惟矽酸鹽玻璃8、9形成時，或藉由熱處理時的應力而在矽酸鹽玻璃8、9產生缺陷部13。在本第1實施形態之光伏電力裝置中，在該熱處理之後形成矽酸鹽玻璃10。因此，形成其後的第2擴散層3時，可藉由矽酸鹽玻璃10防止磷(第2導電型的雜質)侵入到缺陷部13。此外，藉由形成第2擴散層3時的熱處理，在第1擴散層2及缺陷部13形成雜質濃度增加
部15，且可抑制缺陷部13之特性降低。
具體而言，缺陷部13係有時成為其原因的粒子及矽酸鹽玻璃8、9形成後附著之金屬雜質等在後面的步驟進行擴散，且使第1擴散層2與矽基板1之界面的狀態降低，引起特性降低。在本第1實施形態之光伏電力裝置中，係藉由形成雜質濃度增加部15而使第1擴散層2的電場效果增加，以防止矽基板1中的載體接近缺陷部13，且在第1擴散層2與矽基板1的界面之狀態降低的部分可抑制載體再結合。
就上述第1比較例之光伏電力裝置(參照第10圖)與本第1實施形態之光伏電力裝置(參照第11圖)，在AM1.5的光照射下將電流-電壓特性予以評估時，本第1實施形態相對於第1比較例，其開放電壓高出2mV，填充因數高出0.005。此外，於與電流-電壓特性之反方向，施加10V的電壓時流動之電流(洩漏電流)在第1比較例中為1.0A，相對地在本第1實施形態中可看出改善為0.2A的傾向。
由此得知，依據本第1實施形態，可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
在第2圖的步驟S102(對應於第4圖)中，在矽基板1的第1主面上形成矽酸鹽玻璃8、9時，矽酸鹽玻璃8、9係以繞道於矽基板1的第2主面上而形成。在本發明的第
2實施形態中，將形成在矽基板1的第2主面上之矽酸鹽玻璃8、9予以去除。關於其他的製造方法，係與第1實施形態相同，故在此省略說明。
第12圖係表示本第2實施形態之光伏電力裝置之製造方法之一例的流程圖。此外，第12圖的步驟S201、步驟S202、步驟S204至步驟S209係對應於第2圖的步驟S101至步驟S108，故在此省略說明。以下，就步驟S203加以說明。
在步驟S203中，使步驟S202後之矽基板1浸漬在1%的氟化氫酸，且將形成在矽基板1的第2主面上之矽酸鹽玻璃8、9去除。
形成在矽基板1之第2主面上之矽酸鹽玻璃8、9本身成為遮罩，阻礙其後的第2擴散層3的形成。此外，矽酸鹽玻璃8、9係藉由形成第2擴散層3時的熱處理，而使第1雜質(在此為硼)擴散到矽基板1的第2主面而引起特性降低。因此，形成在矽基板1之第2主面上之矽酸鹽玻璃8、9，最佳係以氟化氫酸處理(去除)，惟為了將形成在第2主面上之矽酸鹽玻璃8、9去除，若將矽基板1整體浸漬在氟化氫酸時，形成在第1主面側之矽酸鹽玻璃9會變薄，且復使原本存在之缺陷部增大，或產生新的缺陷部。尤其，形成在矽基板1的兩面之紋理的底部係因退火之應力而薄化，故以容易被氟化氫酸融溶而產生缺陷部。針對此種問題，在本第2實施形態中，於步驟S203之後，於形成在矽基板1的第1主面側之矽酸鹽玻璃9上
形成矽酸鹽玻璃10(步驟S205)，故在步驟S203可藉由矽酸鹽玻璃10補充膜薄化之第1主面側的矽酸鹽玻璃9。
在第12圖不形成矽酸鹽玻璃10、11(不進行步驟S205)而使所製造之光伏電力裝置設為第2比較例之情況下，若在AM1.5的光照射下評估電流-電壓特性，相對於第2比較例，本第2實施形態之光伏電力裝置係開放電壓為高達4mV，且填充因數高達0.008之結果。此外，於與電流-電壓特性相反方向，施加10V的電壓時流動之電流(洩漏電流)，在第2比較例中為2.0A，相對地在本第2實施形態中可看出改善為0.2A的傾向。
此種洩漏電流在pn接合部上最容易發生，且在射極擴散層形成射極與逆導電型的區域時顯著地增大。因此，如本申請案在與基板不同的導電型的擴散層形成在基板表面的情況下，有可能在此擴散層的遮罩膜產生缺陷時，在pn接合部分形成逆接合，有產生大的洩漏電流及特性降低之問題。與此相較，相對於與基板的導電型相同的導電型之擴散層，逆導電型之擴散層的影響較小。
由以上可知，依據本第2實施形態，可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
在第1、第2實施形態中，係說明有關在形成第1擴散層2後形成矽酸鹽玻璃10之情形。在本發明第3實施形態中，特徵在於形成第1擴散層2前形成矽酸鹽玻璃10。
關於其他的製造方法，與第2實施形態相同，故在此省略說明。
第13圖係表示本第3實施形態之光伏電力裝置之製造方法之一例的流程圖。此外，第13圖之步驟S301、步驟S302、步驟S307至步驟S309係對應於第2圖的步驟S201、步驟S202、步驟S207至步驟S209，故在此省略說明。以下，係說明有關步驟S303至步驟S306。
在步驟S303中，如第14圖所示，在矽酸鹽玻璃9上形成矽酸鹽玻璃10及矽酸鹽玻璃11。具體而言，藉由濺鍍而形成矽酸鹽玻璃10及矽酸鹽玻璃11。
濺鍍係比常壓CVD更不易受到熱而引起應力之影響，依成膜條件而可厚地形成紋理的底部。因此，除了在第1擴散層2的形成前(熱處理前)可形成矽酸鹽玻璃10及矽酸鹽玻璃11之外，比常壓CVD，繞道於第2主面側之矽酸鹽玻璃10及矽酸鹽玻璃11的量更少，故進行使用其後的氟化氫酸的處理時，在保護第1主面之狀態下可去除形成在第2主面側之矽酸鹽玻璃8、9、10、11，故變得不易產生缺陷部。
在步驟S304中，使步驟S303後之矽基板1浸漬在1%的氟化氫酸中，並去除形成在矽基板1的第2主面上之矽酸鹽玻璃8、9、10、11。
在步驟S305中，於1000℃左右的環境中，藉由使步驟S304後之矽基板1進行退火而使硼從矽酸鹽玻璃8擴散到矽基板1之第1主面，形成第1擴散層2。
在步驟S306中，使磷(第2導電型之雜質)擴散到矽基板1之第2主面，且形成第2擴散層3及矽酸鹽玻璃12。
在第13圖中不形成矽酸鹽玻璃10、11(不進行步驟S303)而將所製造之光伏電力裝置設為第3比較例時，在AM1.5的光照射下評估電流-電壓特性時，本第3實施形態之光伏電力裝置，相對於第3比較例，其開放電壓高達5mV，填充因數高達0.01之結果。此外，於與電流-電壓特性反方向施加10V的電壓時流動之電流(洩漏電流)係在第3比較例中為2.0A，相對於此，在本第3實施形態中可看到改善為0.2A之傾向。
由以上可知，依據本第3實施形態，可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
再者，在上述中，說明有關將本第3實施形態適用於第2實施形態之情況，但不限定於此，亦可將本第3實施形態適用於第1實施形態。
在本發明的第4實施形態中，特徵在於：藉由塗佈部分地形成矽酸鹽玻璃10、11。有關其他的製造方法，與第1實施形態相同，故在此省略說明。
例如，在第2圖的步驟S104中，矽酸鹽玻璃10、11係僅在矽基板1的端部，最佳係僅在距離端部5mm左右的部分藉由以噴墨進行塗佈來形成。
在此，將與第1實施形態相同地不進行相當於步驟S104之噴墨的塗佈而以所製造之光伏電力裝置設為第4比較例。第4比較例的製程係與第1實施形態之比較例1相同，且電流-電壓特性以及電流洩漏特性亦與比較例1相同。本第4實施形態相對於比較例4，其開放電壓高達2mV，且填充因數高達0.005之結果。此外，在與電流-電壓特性反方向施加10V的電壓時流動之電流(洩漏電流)，在相對於比較例4中為1.0A，在本第4實施形態中為0.3A，與第1實施形態比較，其改善效果小，但可看出改善的傾向。此係表示特性降低的部分集中在距離矽基板1的端部5mm之處。亦即，在本第4實施形態中，藉由使用所謂塗佈之簡單的方法，而可得到與第1實施形態相同的效果。
由以上可知，依據本第4實施形態，可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
再者，在上述中，說明有關將本第4實施形態適用於第1實施形態之情況，但不限定於此，亦可將本第4實施形態適用於第2實施形態。
首先，說明有關本發明第5實施形態之光伏電力裝置的構成。此外，在本第5實施形態中，說明光伏電力裝置為太陽能電池。
第15圖係表示本第5實施形態的光伏電力
裝置之構成的一例之剖面圖。
如第15圖所示，光伏電力裝置在第1主面(紙面上側之面)及第2主面(紙面下側之面)形成紋理。於第1主面上，係含有n型雜質(第1導電型的雜質)之第1擴散層17與第1鈍化膜19積層而形成。再者，以貫穿第1鈍化膜19而與第1擴散層17接觸之方式形成第1電極21。
另一方面，於第2主面上，係含有p型雜質(第2導電型的雜質)之第2擴散層18與第2鈍化膜20積層而形成。此外，以貫穿第2鈍化膜20而與第2擴散層18接觸之方式形成第2電極22。
其次，使用第16圖至第23圖而說明光伏電力裝置之製造方法，。
第16圖係表示光伏電力裝置之製造方法的一例之流程圖。此外，第17圖至第23圖係表示光伏電力裝置之製造步驟的一例之圖。
在步驟S401中，如第17圖所示，於矽基板16的兩面形成紋理。具體而言，將矽基板16浸漬在鹼溶液中，除去切片時之線鋸切割損傷。之後，藉由使矽基板16浸漬在添加有異丙醇之鹼溶液中，而在矽基板16的兩面(第1主面、第2主面)形成錐形狀的紋理。
此外，矽基板16係由p型單結晶所構成，設為156mm□(一邊為156mm的四角形)、比電阻1Ω cm、厚度200μm左右。
再者，在本第5實施形態中，說明有關在矽
基板16的兩面形成紋理之情形，但只要至少形成於光入射的側之面即可，亦可僅形成在一側之面。
在步驟S402中，如第18圖所示，在矽基板16之第1主面上，藉由常壓CVD將含有磷(第1導電型的雜質)之矽酸鹽玻璃23(第1矽酸鹽玻璃)、與不含具有導電性的雜質之矽酸鹽玻璃24(第2矽酸鹽玻璃)予以積層而形成。
在步驟S403中，如第19圖所示，在900℃左右的環境中，藉由使步驟S402後的矽基板16進行退火(熱處理)而使磷從矽酸鹽玻璃23擴散到矽基板16的第1主面，形成第1擴散層17。
在步驟S404中，如第20圖所示，在矽酸鹽玻璃24上，形成含有磷(第1導電型之雜質)之矽酸鹽玻璃25(第3矽酸鹽玻璃)、與不含具有導電性的雜質之矽酸鹽玻璃26(第4矽酸鹽玻璃)。
此外，矽酸鹽玻璃26係為防止磷從矽酸鹽玻璃25蒸發到環境中而附著在第2主面而形成。惟，依矽酸鹽玻璃25的條件而磷的蒸發量少，或藉由磷附著在第2主面而以免光伏電力裝置之特性降低時，亦可省略矽酸鹽玻璃26的形成。
在步驟S405中，如第21圖所示，使硼(第2導電型的雜質)擴散到矽基板16的第2主面，形成第2擴散層18及矽酸鹽玻璃27。具體而言，藉由以起泡法使溴化硼(BBr3)揮發，且在爐內使步驟S404後的矽基板16
予以加熱，而在第2主面上形成矽酸鹽玻璃27之同時，在第2主面形成第2擴散層18。
此外，藉由起泡法形成第2擴散層18之方法係形成p型擴散層之一般的方法，且可廉價地形成，而在矽基板16的兩面形成矽酸鹽玻璃27，故於未形成矽酸鹽玻璃27的第1主面側須事先形成遮罩膜等。在本第5實施形態中，矽酸鹽玻璃23至26具有作為防止硼朝矽基板16之第1主面擴散之遮罩膜的功能。
在步驟S406中，如第22圖所示，去除矽酸鹽玻璃23、24、25、26、27。具體而言，藉由使步驟S405後之矽基板16浸漬在10%左右的氟化氫酸溶液，而去除矽酸鹽玻璃23、24、25、26、27。
在步驟S407中，如第23圖所示，在第1擴散層17上形成第1鈍化膜19，且在第2擴散層18上形成第2鈍化膜20。具體而言，在氧氣氛中，藉由將步驟S406後之矽基板16進行退火(熱處理)，而受熱氧化所引起之第1鈍化膜19形成在第1擴散層17上，且受熱氧化所引起之第2鈍化膜20形成在第2擴散層18上。
其後，分別在第1鈍化膜19及第2鈍化膜20之上，藉由電漿CVD而形成作為抗反射膜之氮化矽膜(未圖示)。
在步驟S408中，藉由在第23圖所示之矽基板16的兩面，於進行過使用以Ag作為主成分的印刷膏劑之印刷後進行燒結，而形成柵電極及匯流排電極所構成之
集電極(第1電極21、第2電極22)。藉此方式，製造如第15圖所示之光伏電力裝置。
其次，使用第5比較例而說明有關本第5實施形態之光伏電力裝置的效果。
於第5比較例之光伏電力裝置中，係在該製造步驟中未形成矽酸鹽玻璃25、26。其他的製造步驟係與第5實施形態相同。再者，第5比較例之光伏電力裝置的剖面係與第10圖相同。此外，第10圖的矽基板1、第1擴散層2、第2擴散層3、矽酸鹽玻璃8、9、12，各別對應於第5比較例之矽基板16、第1擴散層17、第2擴散層18、矽酸鹽玻璃23、24、27。參照第10圖，在第5比較例之光伏電力裝置中，於矽酸鹽玻璃23、24係設為形成有缺陷部(矽酸鹽玻璃23、24之無形成部、針孔等)。
另一方面，本第5實施形態之光伏電力裝置的剖面係與第11圖相同。再者，第11圖之矽基板1、第1擴散層2、第2擴散層3、矽酸鹽玻璃8、9、10、12，各別對應於本第5實施形態之矽基板16、第1擴散層17、第2擴散層18、矽酸鹽玻璃23、24、25、27。
有關上述第5比較例之光伏電力裝置(參照第10圖)、與本第5實施形態之光伏電力裝置(參照第11圖)，在AM1.5的光照射下評估電流-電壓特性時，本第5實施形態相對於第5比較例，其開放電壓高達2mV，填充因數高達0.005之結果。再者，於與電流-電壓特性反方向施加10V的電壓時流動之電流(洩漏電流)，在第5比較
例中為1.2A，相對於此，在本第5實施形態中可看出改善為0.2A之傾向。
由以上可知，依據本第5實施形態，可抑制開放電壓及填充因數的降低或電流洩漏的發生。
此外，本發明係在該發明的範圍內，可自由地將各實施形態予以組合，或可將各實施形態適宜地予以替代、省略。
雖已詳細地說明本發明，但上述之說明在所有的態樣中為例示，本發明不限定於此。未例示之無數的替代例在不脫離本發明的範圍內理解為可構思者。
1‧‧‧矽基板
2‧‧‧第1擴散層
3‧‧‧第2擴散層
4‧‧‧第1鈍化膜
5‧‧‧第2鈍化膜
6‧‧‧第1電極
7‧‧‧第2電極
Claims (11)
- 一種光伏電力裝置之製造方法，其係具備：(a)在矽基板(1、16)的第1主面形成錐形狀的紋理之步驟；(b)在前述第1主面上形成含有第1導電型的雜質之第1矽酸鹽玻璃(8、23)的步驟；(c)在前述第1矽酸鹽玻璃(8、23)上形成不含導電型雜質的第2矽酸鹽玻璃(9、24)之步驟；(d)使在前述第1矽酸鹽玻璃(8、23)所含之前述第1導電型的雜質擴散至前述矽基板(1、16)的前述第1主面之步驟；(e)在前述第2矽酸鹽玻璃(9、24)上形成含有前述第1導電型的雜質之第3矽酸鹽玻璃(10、25)的步驟；以及(f)在前述步驟(e)之後，使第2導電型的雜質擴散至前述矽基板(1、16)之與前述第1主面相反側的第2主面之步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，前述矽基板的導電型為n型時，前述第1導電型為p型，且前述第2導電型為n型。
- 如申請專利範圍第1項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，前述矽基板的導電型為p型時，前述第1導電型為 n型，且前述第2導電型為p型。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(f)之前，還具備(g)在前述第3矽酸鹽玻璃(10、25)上形成不含具有導電性的雜質之第4矽酸鹽玻璃(11、26)之步驟。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(b)中，前述第1矽酸鹽玻璃(8、23)係藉由CVD所形成。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(c)之後，含具備(h)將形成在前述矽基板(1、16)的前述第2主面上之前述第1矽酸鹽玻璃(8、23)以及前述第2矽酸鹽玻璃(9、24)去除之步驟。
- 如申請專利範圍第6項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(h)中，前述去除係使用氟化氫來進行。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(e)中，前述第3矽酸鹽玻璃(10、25)係藉由濺鍍所形成。
- 如申請專利範圍第4項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(g)中，前述第4矽酸鹽玻璃(11、26)係藉由濺鍍來形成。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(e)中，前述第3矽酸鹽玻璃(10、25)係形成於前述矽基板(1、16)的端部。
- 如申請專利範圍第4項所述之光伏電力裝置之製造方法，其中，在前述步驟(g)中，前述第4矽酸鹽玻璃(11、26)係形成於前述矽基板(1、16)的端部。
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