TWI589009B - 太陽電池之製造方法及太陽電池 - Google Patents

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Description

太陽電池之製造方法及太陽電池
本發明有關具有選擇性射極(emitter)構造之太陽電池之製造方法以及太陽電池。
於結晶矽(silicon)太陽電池單元(cell)中，為了提高光電轉換效率，係利用有選擇性射極構造。選擇性射極構造是於形成在矽基板中之雜質的擴散區域中，在與電極連接的區域，以比受光部高的濃度形成表面雜質濃度之構造。於選擇性射極構造中，矽基板與電極之接觸電阻減低。進一步地，藉由使受光部之雜質擴散濃度變低，從而可抑制受光部之載子(carrier)的再結合，而謀求光電轉換效率的提升。
一般上形成選擇性射極構造之方法，於專利文獻1中，揭示有藉由網版(screen)印刷法於半導體基板上塗布糊(paste)等，於受光面側選擇性形成高濃度擴散有硼(boron)等雜質之擴散層之方法。此外，就其他的方法而言，於專利文獻2中，揭示有利用離子(ion)注入法形成射極層之方法。
(先前技術文獻) (專利文獻)
[專利文獻1]日本特開2010-56465號公報
[專利文獻2]日本特開2013-128095號公報
然而，於上述專利文獻1所記載之形成太陽電池之方法，為了易於校準(alignment)擴散有硼之雜質擴散區域與金屬電極之設計遮罩圖案(mask pattern)，必需使擴散有硼之面積變寬。高濃度的雜質擴散區域中，能夠藉由電場效果而提高有助於發電之少數載子之接面界面之鈍化(passivation)效果。另一方面，於雜質擴散區域內藉由太陽光生成之載子係無助於在高濃度的雜質擴散區域再結合之光電轉換。
於接面界面得到來自於電場之鈍化效果，以及減少歐姆(ohmic)接觸電阻，並且窄化高濃度之雜質擴散區域時，高濃度之雜質擴散區域與金屬電極之校準有時會發生偏移。若金屬電極從高濃度之雜質擴散區域偏移開時，於金屬電極與矽基板之接觸部分之電阻抗，亦即接觸電阻會變高，而導致填充係數(Fill Factor：FF)的減低。此外，於未經金屬電極覆蓋之高濃度之雜質擴散區域中，造成在雜質擴散區域內藉由太陽光所生成之載子的再結合所致之光電轉換特性的減低。亦即，產生了起因於高濃度之 雜質擴散區域與金屬電極之位置偏移的發電效率的減低。
本發明係有鑑於上述者，其目的在於實現於具有選擇性射極構造的太陽電池中，謀求提升電極對擴散有高濃度雜質之雜質擴散層的校準準確度之太陽電池。
為解決上述課題而達成目的，本發明之特徵在於包含：第1步驟，於第1導電型半導體基板之一面，形成：第2導電型雜質以第1濃度擴散之第1摻雜層，以及第2導電型雜質以比第1濃度更低之第2濃度擴散且表面粗糙度與第1摻雜層相異之第2摻雜(doped)層；以及第2步驟，於第1摻雜層上形成與第1摻雜層電性連接之金屬電極。其中，於第2步驟，基於因為第1摻雜層與第2摻雜層之表面粗糙度之差所產生之第1摻雜層與第2摻雜層之光反射率之差來檢測第1摻雜層之位置，並配合檢測出之第1摻雜層之位置形成金屬電極。
依據本發明，係發揮可得到於具有選擇性射極構造之太陽電池中，謀求提升電極對擴散有高濃度雜質之雜質擴散層之校準準確度之太陽電池之功效。
1‧‧‧n型單晶矽基板
2‧‧‧微小凹凸
3‧‧‧p型雜質摻雜層
3a‧‧‧高濃度硼摻雜層
3b‧‧‧第1低濃度硼摻雜層
3c‧‧‧第2低濃度硼摻雜層
3d‧‧‧高濃度硼摻雜層
3e‧‧‧第1低濃度硼摻雜層
4‧‧‧n型雜質摻雜層
4a‧‧‧高濃度磷摻雜層
4b‧‧‧低濃度磷摻雜層
5‧‧‧受光面矽氧化膜
6‧‧‧受光面矽氮化膜
7‧‧‧背面矽氧化膜
8‧‧‧背面矽氮化膜
9‧‧‧背面電極
9a‧‧‧背面指狀電極
9b‧‧‧背面匯流排電極
10‧‧‧受光面電極
10a‧‧‧受光面指狀電極
10b‧‧‧受光面匯流排電極
15、61‧‧‧突出部
16、62‧‧‧溝開口部
20、40‧‧‧遮罩
3(0‧‧‧硼離子束
31‧‧‧直進成分
32‧‧‧散射成分
50‧‧‧摻雜劑糊
S10‧‧‧步驟
S20‧‧‧步驟
S30‧‧‧步驟
S40‧‧‧步驟
S50‧‧‧步驟
S60‧‧‧步驟
S70‧‧‧步驟
W1‧‧‧高濃度硼摻雜層之寬
W2‧‧‧第1低濃度硼摻雜層之寬
W3‧‧‧高濃度硼摻雜層之寬
W4‧‧‧第1低濃度硼摻雜層之寬
第1圖係關於本發明之實施方式1之從結晶矽太陽電池之與受光面相反向之背面側來看之下表面圖。
第2圖係關於本發明之實施方式1之從結晶矽太陽電 池之受光面側來看之上表面圖。
第3圖係關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之示意剖面圖，係沿著第1圖中之A-A’線以及沿著第2圖中之B-B’線的剖面圖。
第4圖係表示觀注於關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之高濃度硼摻雜(boron doped)層與第1低濃度硼摻雜層與第2低濃度硼摻雜層之位置關係之圖，係切取結晶矽太陽電池之背面側之一部分來看之斜視圖。
第5圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第6圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第7圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第8圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第9圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第10圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第11圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第12圖係顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造方法之流程圖(flow chart)。
第13圖係顯示於本發明之實施方式1之離子注入法之示意剖面圖。
第14圖係顯示於本發明之實施方式1中選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係從n型單晶矽基板之背面側來看之下表面圖。
第15圖係顯示於本發明之實施方式1中藉由離子注入法形成之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板之背面側之一部分來看之斜視圖。
第16圖係顯示於關於本發明之實施方式1之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板之背面側之一部分來看之斜視圖。
第17圖係顯示於本發明之實施方式2中之摻雜劑糊(dopant paste)印刷法之示意剖面圖。
第18圖係顯示於本發明之實施方式2中之藉由摻雜劑糊印刷法形成之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板之背面側之一部分來看之斜視圖。
第19圖係顯示關於本發明之實施方式2之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板之背面側之一部分來看之斜視圖。
第20圖係關於本發明之實施方式3之結晶矽太陽電池之示意剖面圖。
第21圖係示意顯示關於本發明之實施方式3之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第22圖係示意顯示關於本發明之實施方式3之結晶矽 太電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第23圖係示意顯示關於本發明之實施方式3之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第24圖係示意顯示關於本發明之實施方式3之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第25圖係顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之製造方法流程圖。
第26圖係示意顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第27圖係示意顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第28圖係示意顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
第29圖係放大顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之p型雜質摻雜層之示意剖面圖。
以下，基於圖式來詳細說明關於本發明之實施方式之太陽電池之製造方法以及太陽電池。另外，本發明不限於本實施方式。此外，於下列所示之圖式中，為了便於理解，有時各構件之比例尺會與實際上相異。於各圖式間亦同。此外，即便是在平面圖中，為了使圖式易於觀看，有時會附有影線(hatching)。
實施方式1.
第1圖係關於本發明之實施方式1之從結晶矽太陽電 池之與受光面相反向之背面側來看之下表面圖。第2圖係關於本發明之實施方式1之從結晶矽太陽電池之受光面側來看之上表面圖。第3圖係關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之示意剖面圖，係沿著第1圖中之A-A’線以及沿著第2圖中之B-B’線的剖面圖。第2圖中之B-B’線之位置係對應於結晶矽太陽電池之面內之第1圖中之A-A’線之位置。
實施方式1之結晶矽太陽電池係具備為結晶矽基板之n型單晶矽基板1、屬於p型摻雜層之p型雜質摻雜層3、屬於n型摻雜層之n型雜質摻雜層4、屬於受光面鈍化膜之受光面矽氧化膜(SiO2膜)5以及受光面矽氮化膜(SiN膜)6、屬於背面鈍化膜之背面矽氧化膜(SiO2膜)7以及背面矽氮化膜(SiN膜)8、屬於金屬電極之背面電極9、以及屬於金屬電極之受光面電極10。
實施方式1之結晶矽太陽電池係具有結晶矽基板。結晶矽基板雖然包含單晶矽基板以及多結晶矽基板，但特佳為在表面上，亦即在主面形成有(100)面之單晶矽基板。此外，結晶矽基板可使用具有p型導電性之矽基板，亦可使用具有n型導電性之矽基板。在本實施方式1係說明使用n型單晶矽基板1之情形。在使用具有p型導電性之矽基板時，只要同樣地使用以下所示各構件即可。
在與屬於n型單晶矽基板1之光入射面之受光面相對向之背側的表層，形成屬於擴散有硼之摻雜層之p型雜質摻雜層3，形成pn接面。此外，在形成有p型 雜質摻雜層3之n型單晶矽基板1之背面上，依序形成由絕緣膜所成之背面鈍化膜之背面矽氧化膜7與背面矽氮化膜8。
p型雜質摻雜層3包含高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b與第2低濃度硼摻雜層3c。高濃度硼摻雜層3a係相對於第1低濃度硼摻雜層3b與第2低濃度硼摻雜層3c以相對高濃度擴散有硼。亦即，第1低濃度硼摻雜層3b與第2低濃度硼摻雜層3c係相對於高濃度硼摻雜層3a以相對低濃度擴散有硼。然後，第2低濃度硼摻雜層3c相對第1低濃度硼摻雜層3b係以同等或相對低濃度擴散有硼。
第4圖係表示觀注於關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b與第2低濃度硼摻雜層3c之位置關係之圖，係切取結晶矽太陽電池之背面側之一部分來看之斜視圖。於第4圖中係省略n型單晶矽基板1、高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b、第2低濃度硼摻雜層3c以外的構件。
高濃度硼摻雜層3a係於n型單晶矽基板1之背面，形成在屬於梳狀突出之第1突出部之突出部15之表層區域。第2低濃度硼摻雜層3c係於n型單晶矽基板1之背面，形成在梳狀突出之突出部15之區域以外之屬於第1溝開口部之溝開口部16之表層區域。第1低濃度硼摻雜層3b係在突出部15之側面與第2低濃度硼摻雜層3c之 間的區域與突出部15鄰接而形成。
此外，在n型單晶矽基板1之光入射面(亦即受光面)、高濃度硼摻雜層3a之表面以及與高濃度硼摻雜層3a鄰接之第1低濃度硼摻雜層3b之表面，係形成有由微小凹凸2所成之織構(texture)構造。形成在n型單晶矽基板1之受光面的織構構造係為增加受光面中來自外部之光之吸收面積，抑制受光面之光反射率，來封鎖光的構造。
在n型單晶矽基板1之背面側排列設有複數個長條細長之背面指狀(finger)電極9a，與該背面指狀電極9a導通之背面匯流排(bus)電極9b係以與該背面指狀電極9a正交之方式設置，分別形成在高濃度硼摻雜層3a上。亦即，背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b於底面部係與高濃度硼摻雜層3a電性連接。背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b係貫通背面矽氧化膜7與背面矽氮化膜8，與高濃度硼摻雜層3a連接。背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b不超出高濃度硼摻雜層3a，而形成在高濃度硼摻雜層3a上。
背面指狀電極9a以一例而言係具有10μm至100μm左右的高度、50μm至200μm左右的寬，同時以2mm左右的間隔平行配置，並收集結晶矽太陽電池之內部所發電之電。此外，背面匯流排電極9b以一例而言係具有500μm至2000μm左右的寬，同時於每片結晶矽太陽電池配置2條至4條左右，將背面指狀電極9a所集電之電取出至外部。由背面指狀電極9a與背面匯流排電極9b構 成為金屬電極之背面電極9。背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b係藉由鋁(aluminum)或鋁與銀之混合材料所構成。
n型單晶矽基板1之受光面側之表層形成有屬於擴散有磷(phosphorus)之摻雜層之n型雜質摻雜層4。n型雜質摻雜層4係設有含有比n型單晶矽基板1更高濃度的雜質之n+層。此外，在形成有n型雜質摻雜層4之n型單晶矽基板1之受光面上，依序形成屬於由絕緣膜所成之受光面鈍化膜之受光面矽氧化膜5與受光面矽氮化膜6。
n型雜質摻雜層4係由以相對高濃度擴散有磷之高濃度磷摻雜(phosphorus doped)層4a與以相對低濃度擴散有磷之低濃度磷摻雜層4b。高濃度磷摻雜層4a係於n型單晶矽基板1之受光面形成為梳狀。低濃度磷摻雜層4b係於n型單晶矽基板1之受光面形成在未形成高濃度磷摻雜層4a之區域之全面。
n型單晶矽基板1之受光面側係排列設有複數個長條細長之受光面指狀電極10a，與該受光面指狀電極10a導通之受光面匯流排電極10b係以與該受光面指狀電極10a垂直之方式設置，分別形成在高濃度磷摻雜層4a上。亦即，受光面指狀電極10a以及受光面匯流排電極10b於底面部與高濃度磷摻雜層4a電性連接。受光面指狀電極10a以及受光面匯流排電極10b係貫通受光面矽氧化膜5及受光面矽氮化膜6，與高濃度磷摻雜層4a連接。
受光面指狀電極10a以一例而言係具有10 μm至100μm左右的高度，50μm至200μm左右的寬，同時以2mm左右的間隔平行配置，收集結晶矽太陽電池之內部所發電之電。此外，受光面匯流排電極10b以一例而言係具有500μm至2000μm左右的寬，同時每片結晶矽太陽電池配置2條至4條左右，將受光面指狀電極10a所集電之電取出至外部。由受光面指狀電極10a與受光面匯流排電極10b構成屬於金屬電極之受光面電極10。受光面指狀電極10a以及受光面匯流排電極10b係由銀材料所構成。
p型摻雜層由於係於矽內含有大量的硼等雜質，且從表面到深處的位置為止具有含有雜質的分布(profile)，故比n型摻雜層有更多的光的吸收量。因此，將p型摻雜層配置在受光面側的表面時，比起將n型摻雜層配置在受光面側的表面，入射至結晶矽太陽電池之光中的會被吸收之光量變得更多，使用於光電轉換之光量變少。因此，使用如本實施方式1之結晶矽太陽電池般之n型單晶矽基板時，可藉由將p型摻雜層配置在背面側，使入射至結晶矽太陽電池之光之中使用於光電轉換之光量變多。
其次，依據圖式說明本實施方式1結晶矽太陽電池之製造方法，同時詳細說明結晶矽太陽電池。第5圖至第11圖係示意顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。第12圖係顯示關於本發明之實施方式1之結晶矽太陽電池之製造方法流程圖。
首先，準備n型單晶矽基板1。n型單晶矽基板1係將使溶融之矽成長而得之錠(ingot)以線鋸(wire saw)切割(slice)而製造。因此，n型單晶矽基板1較佳係使用除去了因切割矽錠(silicon ingot)而生之切割損害(slice damage)者。
以一例而言，切割損害的除去方法可舉使用將氟化氫水溶液(hydrofluoric acid)(HF)與硝酸(HNO3)之混合酸，或以氫氧化鈉(sodium)(NaOH)水溶液為代表之鹼性(alkali)水溶液之蝕刻(etching)。此外，切割損害之除去方法可使用電漿(plasma)，紫外線(Ultraviolet：UV)，臭氧(ozone)等乾式清潔(dry cleaning)法或熱處理等，適當使用對應矽基板之污染狀態之方法。n型單晶矽基板1之形狀以及大小並無特別限定，但例如較佳為厚度為80μm至400μm之範圍，比電阻為1.0Ω‧cm至10.0Ω‧cm者較佳。此外，主面，亦即由矽錠所切割出之面之面方位較佳為(100)面。
首先，於步驟(step)S10中，進行如第5圖所示於n型單晶矽基板1之兩面行成由微小凹凸2所成之織構構造之步驟。藉由設置織構構造，可封鎖入射至n型單晶矽基板1之光，而提高光之利用效率。織構構造係形成有由平均為1μm以上，未達10μm之凹凸周期與未達10μm之凹凸高度之尺寸(size)的微小凹凸2，以矽之(111)面為主而形成之四角錐形狀之三角金字塔(pyramid)狀的微小凹凸2。凹凸周期係以於n型單晶矽基板1之面方向之 凹凸的形成間隔，鄰接之微小凹凸2之頂點間的距離來定義。
形成如此之織構構造之蝕刻條件係調整為於n型單晶矽基板1之兩面之(100)面的蝕刻速度為最快，其次以(110)面，(111)面之順序減慢蝕刻速度。形成織構構造之蝕刻係由在鹼性低濃度液，未達10wt%之氫氧化鈉或氫氧化鉀般之鹼性低濃度液中添加異丙醇(Isopropyl Alcohol：IPA)等促進異向性蝕刻之添加劑的溶液進行異向性蝕刻。亦即，可藉由對n型單晶矽基板1之表背面，進行使用鹼性系溶液之濕式蝕刻(wet etching)，而形成織構構造。此時，就n型單晶矽基板1之表背面可實施濕式蝕刻，但從生產性的觀點，較佳為將n型單晶矽基板1浸漬於鹼性系溶液。
形成織構構造之後，以酸、臭氧水、碳酸水等機能水洗淨n型單晶矽基板1之表面，並進行至將n型單晶矽基板1之表面之來自有機污染、金屬污染、粒子(particle)之污染充分減低至實用水準(level)為止。
其次，於步驟S20，在如第6圖所示n型單晶矽基板1之背面側形成作為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b。在此，n型單晶矽基板1之背面係作為於結晶矽太陽電池背面之面。於本實施方式1係使用離子注入法形成作為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層3a。另外，於第6圖至第11圖中省略微小凹凸2的圖示。
藉由離子(ion)注入法形成選擇性射極區域時，如第13圖所示，可使用遮罩(mask)20，將使硼離子化之質量數11之硼離子束(boron ion beam)30垂直注入n型單晶矽基板1之背面而形成選擇性射極區域。硼雖然有質量數為10者及質量數為11者，但一般上係使用質量數11的硼。遮罩20設有在與n型單晶矽基板1之背面校準時，對應於n型單晶矽基板1之背面形成選擇性射極區域之區域之位置的預定的圖案(pattern)之開口。第13圖係顯示於本發明之實施方式1中離子注入法之示意剖面圖。
然而，使用同方法時，由於硼離子束30之條件或n型單晶矽基板1與遮罩20之設置距離等之條件，會如第13圖至第15圖所示，在n型單晶矽基板1之背面，形成高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b。第14圖係顯示於本發明之實施方式1中選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係從n型單晶矽基板1之背面側來看之下表面圖。第15圖係顯示於本發明之實施方式1中藉由離子注入法形成之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板1之背面側之一部分來看之斜視圖。
透過遮罩20照射至n型單晶矽基板1之背面之硼離子束30係分散為垂直照射在n型單晶矽基板1之背面之直進成分31以及往直進成分31之外側擴散照射在n型單晶矽基板1之背面之散射成分32。然後，藉由直進成分31注入有硼離子(boron ion)之區域，成為以第1濃度摻雜有硼之高濃度硼摻雜層3a，藉由散射成分32注入 有硼離子之區域，成為以比第1濃度更低之第2濃度摻雜有硼之第1低濃度硼摻雜層3b。第1低濃度硼摻雜層3b相較於高濃度硼摻雜層3a，硼離子的注入量變小，深度亦變淺。另外，申請專利範圍中之第1摻雜層係對應高濃度硼摻雜層3a。
高濃度硼摻雜層3a之寬W1較佳為50μm至500μm之範圍。寬W1未達50μm時，變得難以使電極與高濃度硼摻雜層3a重合。寬W1比500μm大時，從n型單晶矽基板1通過pn接面之進入高濃度硼摻雜層3a之光之於高濃度硼摻雜層3a之吸收量變多。此時，以背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b反射而回到pn接面之光量變少，有助於光電轉換之光量變少。
第1低濃度硼摻雜層3b之寬W2雖亦取決於硼離子束30之條件或n型單晶矽基板1與遮罩20之設置距離等之條件，但會為高濃度硼摻雜層3a之寬W1之1/10左右。
其次，為了使注入至n型單晶矽基板1之硼電性活化，於900℃以上左右的溫度進行高溫退火(annealing)處理。高溫退火處理一般上使用燈退火(lamp annealing)法，雷射退火(laser annealing)法或爐退火法。於太陽電池之製造中，從生產性的觀點來看較佳為藉由一次可同時處理複數片之爐退火之熱處理。本實施方式1係使用橫型擴散爐進行高溫退火。退火處理條件係以改變最高溫度、處理時間、氛圍，以使形成在n型單晶矽基板1之 背面之高濃度硼摻雜層3a之質量數11為主之硼濃度為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下之方式來調整。
高濃度硼摻雜層3a形成在背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b之正下方。因此調整形成後述之背面指狀電極9a以及背面匯流排電極9b之時的，與對於高濃度硼摻雜層3a之電極之重合精度對應之n型單晶矽基板1之背面之寬、表面積。亦即，於n型單晶矽基板1之背面之寬、表面積係對應至高濃度硼摻雜層3a之電極之重合精度，至少為電極不會從高濃度硼摻雜層3a超出的程度。
其次，於步驟S30，藉由蝕刻n型單晶矽基板1之背面，形成如第7圖所示之溝開口部16。亦即，對n型單晶矽基板1之背面，進行以高濃度硼摻雜層3a作為遮罩之選擇蝕刻。本實施方式1中使用僅蝕刻n型單晶矽基板1之背面側之一面之蝕刻法。此外，亦可於n型單晶矽基板1之受光面形成氧化膜(SiO2)或氮化膜(SiN)等保護膜，於n型單晶矽基板1之全面進行蝕刻。選擇蝕刻係使用鹼性溶液作為蝕刻液進行蝕刻。鹼性溶液係可使用氫氧化鉀(potassium)(KOH)，氫氧化四甲基銨(Tetramethylammonium Hydroxide：TMAH)，伸乙基二胺兒茶酚(Ethylene Diamine Pyrocatechol：EDP)等溶液。
利用使用鹼性溶液之濕式蝕刻處理之蝕刻液的蝕刻溫度較佳為40℃至100℃左右，蝕刻時間較佳為1分鐘至30分鐘左右。蝕刻量取決於n型單晶矽基板1的背面之硼的表面雜質濃度，為1.0×1020/cm3以上時蝕刻速率 (etching rate)急劇減低。因此，蝕刻速率會以n型單晶矽基板1>第1低濃度硼摻雜層3b>高濃度硼摻雜層3a的順序變快。從而，可將高濃度硼摻雜層3a使用作為蝕刻遮罩(etching mask)。
n型單晶矽基板1之背面經蝕刻後的高濃度硼摻雜層3a之區域係如第7圖、第16圖所示，成為於蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面從其他的區域突出之突出部15。第16圖係顯示關於本發明之實施方式1之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板1之背面側之一部分來看之斜視圖。於蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面之第1低濃度硼摻雜層3b係隨著離開高濃度硼摻雜層3a之區域而降低高度。然後，未形成高濃度硼摻雜層3a之區域成為溝開口部16。另外，在此之溝開口部16中，亦含有未夾在n型單晶矽基板1的背面中鄰接於外周緣部的突出部15間的區域，係意指在未摻雜硼之區域藉由蝕刻所形成，比突出部15更低之面。
在本實施方式1中，由高濃度硼摻雜層3a之表面與蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面之高低差所成的溝開口部16的深度D1係以成為1μm至10μm左右的方式調整。亦即，溝開口部16之深度D1係高濃度硼摻雜層3a之上表面與n型單晶矽基板1之背面於n型單晶矽基板1之高度方向之高低差。微小凹凸2之凹凸高度以平均1μm至10μm之尺寸所形成。因此，藉由將溝開口部16之深度D1以比經形成之微小凹凸2之凹凸高度更大，且 成為1μm至10μm左右之方式調整，來蝕刻高濃度硼摻雜層3a以外之區域的微小凹凸2。
在此，於高濃度硼摻雜層3a中硼的表面雜質濃度為1.0×1020/cm3以上時，蝕刻速率急劇減低，幾乎未蝕刻高濃度硼摻雜層3a。因此，如第16圖所示，蝕刻後之高濃度硼摻雜層3a的表面維持具有織構構造的微小凹凸2的狀態。因此，蝕刻後之高濃度硼摻雜層3a之上表面的平均粗糙度成為1μm以上，未達10μm之範圍。然後，蝕刻後之高濃度硼摻雜層3a之上表面由於維持具有微小凹凸2原樣的狀態，故構成為以矽的(111)面為主。
另一方面，第1低濃度硼摻雜層3b係成為織構構造的微小凹凸2之一部分藉由蝕刻加工除去，成為矽的(100)面、(111)面、(110)面與(311)面混同存在的狀態。此外，蝕刻前的於n型單晶矽基板1之背面未注入硼的區域，亦即溝開口部16之底面的蝕刻速率最快，成為因蝕刻而挖深，成為微小凹凸2被更加放大之加工之面。因此，蝕刻後之高濃度硼摻雜層3a之上表面之表面粗糙度，亦即平均粗糙度，與溝開口部16之底面之表面粗糙度不同，高濃度硼摻雜層3a之上表面的表面粗糙度變大。另外，本實施方式1係就實施鹼性溶液的蝕刻之情況來說明，惟就等向性蝕刻而言，亦可組合利用以實施酸性溶液蝕刻之方法，乾式蝕刻(dry etching)法或蝕刻糊(etching paste)法。
其次，於步驟S40中，如第8圖所示，形成第2低濃度硼摻雜層3c。第2低濃度硼摻雜層3c係藉由 於n型單晶矽基板1之背面側之全面離子注入硼，在未形成有高濃度硼摻雜層3a以及第1低濃度硼摻雜層3b之溝開口部16的底面之的表層中形成。此外，依據結晶矽太陽電池之構成，亦可僅於n型單晶矽基板1之背面之基板外周部，形成未摻雜硼之未摻雜區域的方式，使用遮罩進行離子注入。
在此，第2低濃度硼摻雜層3c係以與第1低濃度硼摻雜層3b同濃度或比第1低濃度硼摻雜層3更低之濃度注入硼。此外，此時，在第1低濃度硼摻雜層3b之正下方區域亦注入硼，第2低濃度硼摻雜層3c捲入至第1低濃度硼摻雜層3b之正下方區域。藉此，高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b與第2低濃度硼摻雜層3c係電性地以及機械性地連接。申請專利範圍中的第2摻雜層係對應第2低濃度硼摻雜層3c。
其次，為了使注入至n型單晶矽基板1之硼電性活化，於900℃以上左右的溫度進行高溫退火處理。高溫退火處理一般上使用燈退火法，雷射退火法或爐退火法。退火處理條件係以改變最高溫度、處理時間、氛圍，以使形成於n型單晶矽基板1之背面之第2低濃度硼摻雜層3c之以質量數11為主之硼濃度為5.0×1018/cm3以上，5.0×1019/cm3以下左右之方式來調整。第2低濃度硼摻雜層3c之硼的濃度未達5.0×1018/cm3時，第2低濃度硼摻雜層3c的導電性有變得不充分的可能性。第2低濃度硼摻雜層3c之硼的濃度比5.0×1019/cm3大時，結晶矽太陽電池內因光電 轉換所生成之載子在第2低濃度硼摻雜層3c的再結合增加，光電轉換效率有減低的可能性。
接著說明本實施方式1中，為了使高濃度硼摻雜層3a以及第1低濃度硼摻雜層3b之硼電性活化，於900℃以上左右的溫度進行高溫退火處理，藉由蝕刻形成溝開口部16的情形。使高濃度硼摻雜層3a以及第1低濃度硼摻雜層3b之硼電性活化的其他的方法，亦可使用以下的方法。亦即，亦可使用首先形成高濃度硼摻雜層3a以及第1低濃度硼摻雜層3b後，不經電性活化而藉由蝕刻形成溝開口部16。然後，於形成第2低濃度硼摻雜層3c後藉由進行退火處理，將注入至高濃度硼摻雜層3a，第1低濃度硼摻雜層3b以及第2低濃度硼摻雜層3c之硼一起電性活化的方法。
此外，第2低濃度硼摻雜層3c可使用塗布含有硼之摻雜劑糊的方法，或可使用常壓CVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposiotion：APCVD，常壓化學氣相沉積)法形成。
其次，於步驟S50中，如第9圖所示，形成高濃度磷摻雜層4a與低濃度磷摻雜層4b。亦即，與n型單晶矽基板1之背面側相同，於n型單晶矽基板1之受光面側隔著遮罩照射使磷離子化之磷離子束(phosphorus ion beam)，形成高濃度磷摻雜層4a。進一步地，於n型單晶矽基板1之受光面側的全面照射磷離子束，形成低濃度磷摻雜層4b。之後，為了使注入至n型單晶矽基板1之受光 面側之磷電性活化，於900℃以上左右的高溫進行退火處理。
其次，於步驟S60中，如第10圖所示，於n型單晶矽基板1之受光面側以及背面側形成鈍化膜。亦即，作為背面鈍化膜，如第10圖所示，於n型單晶矽基板1之背面側之全面依序形成背面矽氧化膜7與背面矽氮化膜8。此外，作為受光面鈍化膜，如第10圖所示，於n型單晶矽基板1之受光面側之全面依序形成受光面矽氧化膜5與受光面矽氮化膜6。
首先，於n型單晶矽基板1之背面側之全面形成背面矽氧化膜7。因此，背面矽氧化膜7係被覆高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b與第2低濃度硼摻雜層3c而形成。然後，於n型單晶矽基板1之受光面側之全面形成受光面矽氧化膜5。因此，受光面矽氧化膜5係被覆高濃度磷摻雜層4a與低濃度磷摻雜層4b而形成。
受光面矽氧化膜5係藉由n型單晶矽基板1之受光面之乾式(dry)氧化而成膜。背面矽氧化膜7係藉由n型單晶矽基板1之背面之乾式氧化而成膜。乾式氧化可利用高溫電氣爐，使用高純度之氧來進行。氧化溫度較佳為900℃至1200℃左右。此外，受光面矽氧化膜5以及背面矽氧化膜7之膜厚設在10nm至40nm左右的範圍。受光面矽氧化膜5以及背面矽氧化膜7發揮作為n型單晶矽基板1表面之鈍化膜之功能。
其次，形成受光面矽氧化膜5以及背面矽氧 化膜7後，如第10圖所示，n型單晶矽基板1之受光面側以及背面側形成作為鈍化膜之受光面矽氮化膜6與背面矽氮化膜8。
亦即，如第10圖所示，於背面矽氧化膜7上之全面形成背面矽氮化膜8。此外，於受光面矽氧化膜5上之全面形成受光面矽氮化膜6。
受光面矽氮化膜6與背面矽氮化膜8之成膜係使用電漿CVD法。就成膜條件而言，反應氣體(gas)係使用矽烷氣(silane gas)(SiH4)、氮氣(N2)、氨氣(ammonia gas)(NH3)，成膜溫度設為300℃以上。受光面矽氮化膜6與背面矽氮化膜8之膜厚較佳為10nm至100nm左右的範圍。
矽氮化膜(SiN膜)有正的固定電荷。因此，矽氮化膜(SiN膜)，特別是在於矽基板之表面為n型層側之矽界面，可進一步提高鈍化效果。亦即，背面矽氮化膜8可進一步提高n型單晶矽基板1之背面側之鈍化效果。進一步地，矽氮化膜(SiN膜)於受光面側，不只有高鈍化效果，亦可利用作為抗反射膜。亦即，受光面矽氮化膜6可利用作為抗反射膜。另外，於n型單晶矽基板1之背面側之矽界面之鈍化膜可使用氧化鋁(Al2O3)膜等，亦可為氧化鋁(Al2O3)膜與矽氧化膜之積層膜。
另外，作為上述之使離子注入至n型單晶矽基板1之使雜質電性活化之退火處理的前洗淨，以及實施乾式氧化等在高溫之n型單晶矽基板1之熱處理之步驟的前洗淨，較佳係實施包含濃硫酸與雙氧水之洗淨液、含鹽 酸與雙氧水之洗淨液或氫氟酸(hydrofluoric acid)溶液之矽基板1之洗淨。藉由實施如此之洗淨，可將對n型單晶矽基板1之表面以及n型單晶矽基板1中來自有機污染、金屬污染、粒子之污染充分減低至實用水準為止。此外，亦可對n型單晶矽基板1進行藉由臭氧水之洗淨，藉由碳酸水之洗淨等藉由機能水之洗淨。此時，亦可將對n型單晶矽基板1之表面以及n型單晶矽基板1中之來自有機污染、金屬污染、粒子之污染充分減低至實用水準為止。
其次，於步驟S70中，如第11圖所示，於n型單晶矽基板1之兩面形成金屬電極。首先，如第11圖所示，在n型單晶矽基板1之背面側之高濃度硼摻雜層3a上形成屬於金屬電極之背面電極9，使該背面電極9與高濃度硼摻雜層3a電性地以及機械性地連接。
使背面電極9與高濃度硼摻雜層3a連接之方法，係將僅含有鋁(Al)，或含有鋁(Al)與銀(Ag)之混合材料而構成之電極形成用導電糊以網版印刷塗布在高濃度硼摻雜層3a上後，在700℃以上左右的高溫燒製。藉此，經印刷之導電糊中之金屬成分，亦即鋁(Al)或鋁(Al)與銀(Ag)之混合材料係在背面矽氮化膜8以及背面矽氧化膜7中燒製貫通(fire through)而與高濃度硼摻雜層3a連接。
同樣地，如第11圖所示，在n型單晶矽基板1之受光面側之高濃度磷摻雜層4a上形成屬於金屬電極之受光面電極10，而使該受光面電極10與高濃度磷摻雜層4a電性地以及機械性地連接。受光面電極10與高濃度 磷摻雜層4a之連接方法係將含有銀(Ag)而構成之電極形成用導電糊以網版印刷塗布在高濃度磷摻雜層4a上後，以700℃以上左右的高溫燒製。藉此，經印刷之導電糊中之金屬成分，亦即銀(Ag)，係於受光面矽氮化膜6以及受光面矽氧化膜5中燒製貫通而與高濃度磷摻雜層4a連接。
背面電極9之背面指狀電極9a以及受光面電極10之受光面指狀電極10a以一例而言為高度10μm至100μm左右，寬50μm至200μm左右，形成複數條。背面電極9之背面匯流排電極9b以及受光面電極10之受光面匯流排電極10b以一例而言，係以寬500μm至2000μm左右形成2條。
在此，說明將背面電極9之形成用導電糊以網版印刷塗布在高濃度硼摻雜層3a上時的校準。於形成背面電極9時，高濃度硼摻雜層3a之表面係維持全面有織構構造的微小凹凸2的狀態。另一方面，第1低濃度硼摻雜層3b之表面則為織構構造的微小凹凸2之一部分藉由蝕刻加工除去，矽之(100)面、(111)面、(110)面及(311)面混同存在的狀態。此外，第2低濃度硼摻雜層3c之表面係溝開口部16之底面，並將微小凹凸2更加放大之加工。
藉此，在全面具有微小凹凸2之狀態的高濃度硼摻雜層3a之表面，以及將微小凹凸2更加放大之加工之第2低濃度硼摻雜層3c之表面，光反射率會產生大的差異。亦即，在第2低濃度硼摻雜層3c之表面，會有比高濃度硼摻雜層3a之表面更多的正反射，正反射率變大。在此 之光反射率係指正反射率。因此，可藉由檢測於n型單晶矽基板1之背面之光反射率，並檢測光反射率相異之區域，而精確地檢測於n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3a之位置。亦即，可藉由檢測於n型單晶矽基板1之背面之光反射率少的區域，精確地檢測於n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3a之位置。藉此，印刷背面電極9之形成用導電糊時，可將高濃度硼摻雜層3a本身利用作為背面電極9之圖案化可見標記(mark)。因此，於背面電極9形成用之導電糊之印刷中可使導電糊之印刷位置精確地校準在高濃度硼摻雜層3a上。
於背面電極9形成用之導電糊之網版印刷時，高濃度硼摻雜層3a之圖案位置的檢測係藉由檢測n型單晶矽基板1之背面之電磁放射量而檢測n型單晶矽基板1之背面之光反射率來進行。此時，例如對應n型單晶矽基板1之外形形狀之區域內配置複數的感應器(sensor)或相機(camera)，在該感應器或相機之下方配置背面朝上之n型單晶矽基板1。然後，藉由感應器或相機，檢測n型單晶矽基板1之背面之電磁放射量。使用檢測之數據(data)，亦即光反射率之數據，使形成有所期望的網版印刷圖案之網版印刷遮罩之方向以及位置與形成在n型單晶矽基板1之背面上之高濃度硼摻雜層3a配合。校準網版印刷遮罩後，通過網版印刷遮罩內所形成之開口部印刷導電糊，於高濃度硼摻雜層3a上配置背面電極9。在難以光學辨識之高濃度摻雜區域之情況，為了如以往般藉由影像處理來辨 識，影像辨識用的影像辨識系統(system)被要求有高機能。
亦即，藉由形成起因於微小凹凸2之有無之光反射率不同之高濃度硼摻雜層3a與第2低濃度硼摻雜層3c，可準確地檢測背面電極9之形成用導電糊應印刷在高濃度硼摻雜層3a之位置，於背面電極9形成用導電糊之印刷中，可高準確度的校準。藉此，可防止背面電極9偏離高濃度硼摻雜層3a之情況所產生之起因於於背面電極9與高濃度硼摻雜層3a之接觸部分之電阻抗，亦即接觸電阻的增加之填充係數之減低，而可防止發電效率之減低。此外，若不覆蓋背面電極9則可防止於高濃度硼摻雜層3a中載子之再結合所致光電轉換特性之減低，可防止發電效率之減低。
此外，可防止起因於背面電極9從高濃度硼摻雜層3a偏離之背面電極9與高濃度硼摻雜層3a之接觸電阻的增加，可實現背面電極9與高濃度硼摻雜層3a之歐姆接觸。
高濃度硼摻雜層3a之表面與第2低濃度硼摻雜層3c之表面之光反射率之檢測，可使用可檢測n型單晶矽基板1之背面之光反射率之任意的裝置。此外，於光反射率之檢測中，以一例而言檢測波長700nm之光之光反射率。
另外，第1低濃度硼摻雜層3b之表面為織構構造的微小凹凸2之一部分比藉由蝕刻加工切削而形成時小，矽之(100)面、(111)面、(110)面與(311)面混同存在 之狀態。第1低濃度硼摻雜層3b之表面比第2低濃度硼摻雜層3c之表面少，但正反射比高濃度硼摻雜層3a之表面多，故正反射率變大。因此，藉由光反射率之檢測而檢測第1低濃度硼摻雜層3b之位置，可藉此精確地檢測n型單晶矽基板1之於背面之高濃度硼摻雜層3a之位置。
將選擇性射極區域窄化時，選擇性射極區域與金屬電極之校準有時會產生偏移。金屬電極若形成在偏離高濃度之選擇性射極區域時，金屬電極與矽基板之接觸部分的電阻抗，亦即接觸電阻會變高而導致填充係數的減低。此外，於未經金屬電極覆蓋之高濃度之選擇性射極區域中，於雜質擴散區域內發生由於太陽光所生成之載子之再結合所致光電轉換特性的減低。亦即，產生起因於高濃度之雜質擴散區域與金屬電極之位置偏移之發電效率的減低。因此，為了抑制起因於作為選擇性射極區域之高濃度之雜質擴散區域與金屬電極之位置偏移之發電效率之減低，產生了擴大高濃度之雜質擴散區域之表面積之需要。
然而，在本實施方式1中，可藉由於n型單晶矽基板1之背面之光反射率之差而精確地檢測於n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3a之位置。因此，於本實施方式1中，背面電極9可精確地校準至高濃度硼摻雜層3a，無需為了抑制起因於成為選擇性射極區域之高濃度之雜質擴散區域與金屬電極之位置偏移之發電效率之減低，而擴大高濃度之雜質擴散區域之表面積。
此外，於本實施方式1中，背面電極9之印 刷時，不用使用複雜的影像處理或檢測系統之導電糊的校準。此外，無需使用校準用之標位(marker)，直接校準於高濃度硼摻雜層3a即可，無需在選擇性射極區域之形成時或形成前於n型單晶矽基板1另外藉由雷射(laser)等形成2點或以上之數量的導電糊校準用標位。藉由雷射等於n型單晶矽基板1形成校準標位時，會產生起因於校準標位之形成之n型單晶矽基板1的損害，而減低光電轉換效率、製造良率以及可靠度。
藉由實施以上的步驟，得到如第1圖至第3圖所示之本實施方式1之結晶矽太陽電池。
另外，於上述中，說明了利用燒製貫通之金屬電極形成方法，但金屬電極形成方法之形成方法不限於此。亦可使用蝕刻糊、雷射、或光微影(photolithography)，在高濃度硼摻雜層3a上之背面矽氮化膜8與背面矽氧化膜7形成開口。之後，透過該開口將導電糊以網版印刷塗布在高濃度硼摻雜層3a上，並在600℃以上左右的高溫進行燒製。此外，亦可使用蝕刻糊、雷射、或光微影，在高濃度磷摻雜層4a上之受光面矽氮化膜6與受光面矽氧化膜5形成開口。之後，透過該開口將導電糊以網版印刷塗布在高濃度磷摻雜層4a上，並在600℃以上左右的高溫進行燒製。
此外，其他的形成金屬電極之方法，亦可將銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(nickel)(Ni)，鈦(titanium)(Ti)等金屬以鍍覆(plating)法形成。
此外，於上述中係就背面指狀電極9a與背面匯流排電極9b係形成在高濃度硼摻雜層3a上之情況來說明，但在背面指狀電極9a與背面匯流排電極9b之中任意一者形成在高濃度硼摻雜層3a上之情況亦可得到上述效果。此時，背面指狀電極9a由於比背面匯流排電極9b更細而難以校準，使得上述校準的準確度提升的效果更為放大。
此外，於上述中，形成用以得到封光效果之對於受光面之織構構造時，由於利用於背面同時形成之織構構造，故1次的織構形成步驟係有助於封光效果與背面電極9之校準。
如上所述，本實施方式1於中，藉由利用起因於微小凹凸2之光反射率相異之高濃度硼摻雜層3a與第2低濃度硼摻雜層3c之光反射率之差，可精確地檢測印刷背面電極9形成用導電糊之高濃度硼摻雜層3a之位置，而於背面電極9形成用導電糊之印刷中，能夠高準確地校準。因此，依據本實施方式1，防止了由於背面電極9相對於高濃度硼摻雜層3a之形成位置之位置偏移而導致之發電效率的減低，可得到光電轉換效率優異的太陽電池。
實施方式2.實施方式2係就利用摻雜劑糊作為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層之形成方法之情況為說明。首先，進行實施方式1所說明過的步驟之步驟S10以及n型單晶矽基板1之表面之洗淨。
其次，利用摻雜劑糊形成選擇性射極區域。在利用摻雜劑糊形成選擇性射極區域時，如第17圖所示，使用遮罩40將硼等p型雜質、包含水、有機溶劑以及增黏劑等成分之摻雜劑糊50藉由網版印刷對n型單晶矽基板1之背面垂直印刷而塗布。遮罩40在校準至n型單晶矽基板1之背面之際於n型單晶矽基板1之背面在對應至形成有選擇性射極區域之區域之位置設有開口。第17圖係顯示本發明之實施方式2中摻雜劑糊印刷法之示意剖面圖。
塗布摻雜劑糊50後，在800℃以上左右的高溫加熱n型單晶矽基板1，形成摻雜劑糊50所含之硼擴散在n型單晶矽基板1之表層之高濃度硼摻雜層3d。
上述般塗布之摻雜劑糊50係於n型單晶矽基板1之面方向產生滲入以及擴散，愈靠端部厚度變得愈薄。藉由經塗布之摻雜劑糊50之厚度之不同，改變供給至n型單晶矽基板1之表層並擴散之硼濃度。然後，如第18圖所示，在n型單晶矽基板1中，與實施方式1同樣地形成質量數10與質量數11之硼以相對高濃度擴散之高濃度硼摻雜層3d，以及從藉由滲入以及擴散而塗布的較薄之摻雜劑糊50以相對低濃度擴散質量數10與質量數11之硼之第1低濃度硼摻雜層3e。在此，高濃度硼摻雜層3d係對應高濃度硼摻雜層3a，第1低濃度硼摻雜層3e係對應第1低濃度硼摻雜層3b。第18圖係顯示於本發明之實施方式2中藉由摻雜劑糊印刷法所形成之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板1之背面側之一部分來 觀看之斜視圖。
高濃度硼摻雜層3d之寬W3較佳為50μm至500μm之範圍。第1低濃度硼摻雜層3e之寬W4係取決於摻雜劑糊50之條件或n型單晶矽基板1與遮罩40之設置距離之關係等之條件，但大致上設為高濃度硼摻雜層3d之寬W3之1/10左右。
其次，為了注入至n型單晶矽基板1之硼電性活化，以900℃以上左右的溫度進行高溫退火處理。退火處理條件係以改變最高溫度、處理時間、氛圍，以使形成在n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3d之以質量數11為主之硼濃度成為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下之方式來調整。
其次，與實施方式1中之步驟S30相同，藉由蝕刻n型單晶矽基板1之背面，與實施方式1同樣地形成溝開口部16。亦即，對n型單晶矽基板1之背面，使用鹼性溶液作為蝕刻液，進行以高濃度硼摻雜層3d作為遮罩之選擇蝕刻。蝕刻量取決於n型單晶矽基板1之背面之硼的表面雜質濃度，在1.0×1020/cm3以上的蝕刻速率急劇減低。因此，蝕刻速率以n型單晶矽基板1>第1低濃度硼摻雜層3e>高濃度硼摻雜層3d的順序變快。因此，可使用高濃度硼摻雜層3d作為蝕刻遮罩。
n型單晶矽基板1之背面經蝕刻後之高濃度硼摻雜層3d之區域，與實施方式1之情況一樣，如第19圖所示，成為突出於蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面的 其他的區域之突出部15。於蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面，第1低濃度硼摻雜層3e係隨著離開高濃度硼摻雜層3d之區域而降低高度。然後，未形成高濃度硼摻雜層3d之區域成為溝開口部16。高濃度硼摻雜層3d之上表面與蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面，亦即溝開口部16之底面之高低差所成之溝開口部16之深度，係以成為1μm至10μm左右之方式來調整。第19圖係顯示關於本發明之實施方式2之選擇性射極區域之形狀之一例之圖，係切取n型單晶矽基板1之背面側之一部分來看之斜視圖。
在此，於高濃度硼摻雜層3d中硼之表面雜質濃度為1.0×1020/cm3以上時，蝕刻速率急劇減低，幾乎未蝕刻高濃度硼摻雜層3d。因此，如第19圖所示，蝕刻後之高濃度硼摻雜層3d之表面與高濃度硼摻雜層3a相同維持具有織構構造的微小凹凸2原樣的狀態。
另一方面，第1低濃度硼摻雜層3e與第1低濃度硼摻雜層3b相同地，蝕刻織構構造的微小凹凸2之一部分，成為矽之(100)面、(111)面、(110)面與(311)面混同存在之狀態。此外，蝕刻前的於n型單晶矽基板1之背面未注入硼的區域，亦即溝開口部16之底面的蝕刻速率最快，因蝕刻而被挖深，成為將微小凹凸2更加放大加工之面。
此外，於蝕刻前為了除去在n型單晶矽基板1之表面之摻雜劑糊成分之殘渣，較佳係實施藉由包含濃硫酸與雙氧水之洗淨液之洗淨，藉由氫氟酸溶液之洗淨， 藉由臭氧水之洗淨等洗淨。
於本實施方式2係藉由使用鹼性溶液作為蝕刻液之等向性蝕刻來形成溝開口部16，但作為等向性蝕刻之蝕刻液，亦可使用氫氟酸、硝酸、乙酸、過氧化氫之組合酸性混合液。此時，例如，可藉由塗布摻雜劑糊50並加熱，形成高濃度硼摻雜層3d與第1低濃度硼摻雜層3e後，不除去摻雜劑糊50並將其使用作為遮罩材料，而蝕刻n型單晶矽基板1，形成溝開口部16。此外，形成高濃度硼摻雜層3d後，亦可進一步利用鹼性溶液，控制溝開口部16之蝕刻量。
接下來，藉由實施實施方式1之步驟S40以後之步驟，得到具有與第1圖至第3圖所示之實施方式1之結晶矽太陽電池相同構成之結晶矽太陽電池。如此形成之實施方式2之結晶矽太陽電池，除了取代高濃度硼摻雜層3a具有高濃度硼摻雜層3d，取代第1低濃度硼摻雜層3b具有第1低濃度硼摻雜層3e以外，具有和實施方式1之結晶矽太陽電池相同之構成。
如上所述，於實施方式2中，可利用摻雜劑糊50形成作為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層3d。然後，於實施方式2中，與實施方式1之情況相同地，防止起因於背面電極9相對於高濃度硼摻雜層3d之形成位置之位置偏移而導致之發電效率之減低，可得到光電轉換效率優異的太陽電池。
實施方式3.
第20圖係關於本發明之實施方式3之結晶矽太陽電池之示意剖面圖。實施方式3中係就於結晶矽太陽電池中n型單晶矽基板1的基板厚度E1設為100μm至150μm左右之情況來說明。在此之n型單晶矽基板1之基板厚度E1係從n型單晶矽基板1之背面的溝開口部16之底面至n型單晶矽基板1之受光面之上表面為止之厚度，另外，微小凹凸2之上端位置係經平均化。
本實施方式3之結晶矽太陽電池除了p型雜質摻雜層3之構成以外，基本上具有和實施方式1之結晶矽太陽電池相同的構成。本實施方式3之結晶矽太陽電池和實施方式1之結晶矽太陽電池相異之點，在於未形成第1低濃度硼摻雜層3b，p型雜質摻雜層3係由高濃度硼摻雜層3a和第2低濃度硼摻雜層3c所構成之點，以及溝開口部16之深度D1之深度比實施方式1之結晶矽太陽電池更深之點。於第20圖中，與實施方式1相同之構件係附有相同之符號。
結晶矽太陽電池之轉換效率係由電流×電壓×曲線因子求得。然後，矽基板的厚度變薄時，為了得到高光電轉換效率，從電壓的增加與電流的減低之平衡(balance)之觀點來看，關於矽基板之厚度係存在有適當的厚度。於實施方式1之結晶矽太陽電池中，溝開口部16之深度D1係隨使用之矽基板之厚度而使適當的值改變。
藉由將基板厚度E1以成為100μm至150μm左右的方式來調整，可以解決n型單晶矽基板1容易 蹺曲，n型單晶矽基板1容易破裂等問題，同時以維持n型單晶矽基板1機械強度的原樣，形成電壓高，光電轉換效率高的太陽電池。基板厚度E1未達100μm時，n型單晶矽基板1d的機械強度變低，變得容易產生蹺曲以及破裂。基板厚度E1比150μm大時，電壓之增加與電流之減低的平衡變差，光電轉換效率減低。因此，基板厚度E1較佳設為100μm至150μm左右。以下，係就n型單晶矽基板1之基板厚度E1為100μm至150μm左右之情況為說明。
第21圖至第24圖係示意顯示關於本發明之實施方式3之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。首先，如第21圖所示，進行實施方式1所說明之形成由微小凹凸2所成之織構構造之步驟，即步驟S10。之後，進行n型單晶矽基板1之表面之洗淨。第21圖係顯示於n型單晶矽基板1之兩面形成由微小凹凸2所成之織構構造之狀態。在此，係就於n型單晶矽基板1之形成中使用由矽錠所切割之具有200μm厚度之矽基板的情況來說明。
使用由矽錠所切割之具有200μm厚度之矽基板時，矽基板係因為除去切割時的損害，就每單面切削10μm左右。藉此，矽基板之厚度為180μm左右。然後，形成織構構造時，亦即於形成微小凹凸2時之矽基板的厚度減少於單面為10μm左右時，形成微小凹凸2後之矽基板之厚度為160μm左右。亦即，織構構造形成後之n型 單晶矽基板1之基板厚度E2為160μm左右。
基板厚度E2係從於結晶矽太陽電池成為背面之n型單晶矽基板1之背面所形成之微小凹凸2之上端位置，到於結晶矽太陽電池成為受光面之n型單晶矽基板1之表面所形成之微小凹凸2之上端位置為止之厚度。此狀態之n型單晶矽基板1係與於實施方式1中參照第5圖所說明之步驟S10之實施後之狀態，亦即在160μm之厚度於基板表面具有織構構造之狀態對應。
其次，實施與實施方式1之情況相同的步驟S20之步驟，使用離子注入法，於n型單晶矽基板1之背面之表層形成高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b。另外，高濃度硼摻雜層3a可使用於實施方式2中所示之方法來形成。另外，於第22圖至第24圖中係省略微小凹凸2之圖示。
其次，與實施方式1之情況相同地，為了使注入n型單晶矽基板1之硼電性活化，以900℃以上左右的溫度進行高溫退火處理。
其次，與實施方式1之情況相同地，於步驟S30，藉由蝕刻n型單晶矽基板1之背面，如第23圖所示形成突出部15以及溝開口部16。在此，本於實施方式3中，n型單晶矽基板1之背面之蝕刻深度設為10μm至60μm之範圍。亦即，在本實施方式3，以高濃度硼摻雜層3a之表面與蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面之高低差所成之溝開口部16之深度D1成為10μm至60μm左右的方 式來調整。
微小凹凸2之凹凸高度係以平均1μm至10μm之尺寸來形成。因此，以溝開口部16之深度D1比形成之微小凹凸2之凹凸高度大，成為10μm至60μm左右的方式來調整，蝕刻高濃度硼摻雜層3a以外之區域的微小凹凸2。藉由將溝開口部16之深度D1設為10μm以上，能夠將高濃度硼摻雜層3a以外之區域之微小凹凸2加大加工，使高濃度硼摻雜層3a之光反射率與高濃度硼摻雜層3a以外之區域之光反射率設成有大的差異。溝開口部16之深度D1比60μm大時，突出部15的機械強度變低，突出部15容易彎折。藉由將與蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面成為高低差之溝開口部16之深度D1設為10μm至60μm左右，可使n型單晶矽基板1之基板厚度E1為100μm至150μm左右。
此外，於此步驟，如第23圖所示除去第1低濃度硼摻雜層3b。另外，即便殘存第1低濃度硼摻雜層3b亦無問題。
其次，於步驟S40，藉由於n型單晶矽基板1之背面側之全面離子注入硼，於未形成高濃度硼摻雜層3a之溝開口部16之底面之表層形成第2低濃度硼摻雜層3c。此時，藉由調整離子注入之條件，如第24圖所示在與n型單晶矽基板1之面方向之高濃度硼摻雜層3a之下部對應的區域不形成第2低濃度硼摻雜層3c。
此時，高濃度硼摻雜層3a與第2低濃度硼 摻雜層3c不直接電性連接，但由於高濃度硼摻雜層3a與第2低濃度硼摻雜層3c之間之距離較短，故對載子的移動影響不大。另外，對應n型單晶矽基板1之面方向之高濃度硼摻雜層3a的下部之區域即便形成第2低濃度硼摻雜層3c亦無問題。
接下來，藉由實施實施方式1之步驟S50以後之步驟，得到如第20圖所示之實施方式3之結晶矽太陽電池。
如上所述，於實施方式3中，與實施方式1之情況相同地，防止起因於背面電極9相對高濃度硼摻雜層3a之形成位置之位置偏移而導致之發電效率之減低，得到光電轉換效率優異的太陽電池。
此外，於實施方式3中，藉由以基板厚度E1成為100μm至150μm左右的方式來調整，可維持n型單晶矽基板1之機械強度之原樣，而形成電壓高、光電轉換效率高的太陽電池。然後，藉由使溝開口部16之深度D1設為10μm至60μm左右，可確保太陽電池之機械強度，同時使高濃度硼摻雜層3a之光反射率與高濃度硼摻雜層3a以外之區域之光反射率設成有大的差異。藉此，可實現於背面電極9形成用之導電糊之印刷之導電糊的印刷位置對高濃度硼摻雜層3a上之高準確度之校準。
實施方式4.
上述之實施方式1至實施方式3係就依序實施除去從矽錠切割矽基板而生之損害、對n型單晶矽基板1之兩面 形成由微小凹凸2所成之織構構造、對n型單晶矽基板1之背面側形成作為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b，來形成結晶矽太陽電池之狀況作說明。在本實施方式4，針對如第25圖所示，在除去從矽錠切割矽基板所生之損害後，依序進行於步驟S20之對n型單晶矽基板1之背面側形成作為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b，於步驟S10對n型單晶矽基板1之兩面形成由微小凹凸2所成之織構構造，從而形成結晶矽太陽電池之情況來作說明。第25圖顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之製造方法之流程圖。第26圖至第28圖係示意顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之製造步驟之一例之重點剖面圖。
於本實施方式4，於第12圖所示之流程圖中，將實施步驟S10與步驟S20之順序對調。亦即，除去從矽錠切割矽基板所生之損害後，於步驟S20中，如第26圖所示形成高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b。高濃度硼摻雜層3a之寬W1以及第1低濃度硼摻雜層3b之寬W2係與實施方式1之情況相同。高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b可藉由實施方式1或實施方式2所示之方法之任一種方法形成。
此時，在實施步驟S20之時點並未在高濃度硼摻雜層3a與第1低濃度硼摻雜層3b之表面形成由微小凹凸2所成之織構構造。步驟S20之實施的方法係與實施 方式1之情況相同。因此，高濃度硼摻雜層3a之硼之表面雜質濃度係設為1.0×1020/cm3以上。
其次，進行於步驟S10中對n型單晶矽基板1之兩面之微小凹凸2所成之織構構造之形成。此時，在形成硼之表面雜質濃度為1.0×1020/cm3以上之高濃度硼摻雜層3a後，藉由進行使用鹼性系溶液之濕式蝕刻，形成織構構造。因此，高濃度硼摻雜層3幾乎未蝕刻，於高濃度硼摻雜層3a之表面未形成由微小凹凸2所成之織構構造。
此外，於本實施方式4，步驟S10係兼具實施方式1中之屬於步驟S30之溝開口部16以及突出部15之形成步驟。高濃度硼摻雜層3a在形成織構構造時幾乎未蝕刻。因此，高濃度硼摻雜層3a在形成織構構造時的濕式蝕刻中擔任作為遮罩的角色。藉此，n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3a以外的區域被蝕刻而形成屬於第2溝開口部之溝開口部62。然後，於溝開口部62之底面形成由微小凹凸2所成之織構構造。此外，n型單晶矽基板1之背面經蝕刻後之高濃度硼摻雜層3a之區域係如第27圖所示，成為從蝕刻後之n型單晶矽基板1之背面之其他的區域突出之第2突出部之突出部61。
然後，於步驟S30形成溝開口部62以及突出部61之後，在突出部61之高濃度硼摻雜層3a之表面未形成微小凹凸2。因此，高濃度硼摻雜層3a之表面，亦即突出部61之上表面係為平坦。亦即，高濃度硼摻雜層3a之表面係以矽之(111)面為主所構成。另一方面，僅在溝開 口部62之底面之表面形成織構構造的微小凹凸2。因此，蝕刻後之溝開口部62之底面之表面具有微小凹凸2，並以矽之(111)面為主所構成。另外，第1低濃度硼摻雜層3b之表面部分形成織構構造的微小凹凸2，成為矽之(100)面、(111)面、(110)面、(311)面混同存在之狀態。
其次，藉由於步驟S40，於n型單晶矽基板1之背面側之全面離子注入硼，在未形成高濃度硼摻雜層3a之溝開口部62之底面之表層形成第2低濃度硼摻雜層3c。此時，藉由調整離子注入之條件，如第28圖所示在n型單晶矽基板1之面方向對應高濃度硼摻雜層3a之下部的區域未形成第2低濃度硼摻雜層3c。
此時，高濃度硼摻雜層3a與第2低濃度硼摻雜層3c不直接電性連接，但由於高濃度硼摻雜層3a與第2低濃度硼摻雜層3c之間之距離較短，故對載子的移動影響不大。另外，於n型單晶矽基板1之面方向之與高濃度硼摻雜層3a的下部以及第1低濃度硼摻雜層3b之下部對應之區域即便形成第2低濃度硼摻雜層3c亦無問題。
以下，藉由實施實施方式1之步驟S50以後的步驟，得到實施方式4之結晶矽太陽電池。
第29圖係擴大顯示關於本發明之實施方式4之結晶矽太陽電池之p型雜質摻雜層3之示意剖面圖。如上述般所製作之本實施方式4之結晶矽太陽電池除了p型雜質摻雜層3之構成以外，基本上具有與實施方式1之結晶矽太陽電池相同的構成。本實施方式4之結晶矽太陽 電池與實施方式1之結晶矽太陽電池主要相異之點係在於，未在高濃度硼摻雜層3a之表面形成織構構造的微小凹凸2，而在溝開口部62之底面，亦即第2低濃度硼摻雜層3c之表面形成織構構造的微小凹凸2之點。亦即，於本實施方式4之結晶矽太陽電池中，形成有織構構造的微小凹凸2之區域，與實施方式1之結晶矽太陽電池相反。另外，於第29圖中，與實施方式1相同之構件係附有相同之符號。
如上所述，本實施方式4之結晶矽太陽電池，在高濃度硼摻雜層3a之表面的正反射比第2低濃度硼摻雜層3c之表面多，正反射率變大。因此，可於n型單晶矽基板1之背面檢測光反射率，藉由檢測光反射率相異的區域，準確地檢測於n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3a之位置。亦即，可藉由檢測於n型單晶矽基板1之背面之光反射率大的區域，準確地檢測於n型單晶矽基板1之背面之高濃度硼摻雜層3a之位置。藉此，印刷背面電極9形成用導電糊時，高濃度硼摻雜層3a自身可利用作為背面電極9之圖案化可見標記。因此，於背面電極9形成用導電糊的印刷中，可高準確度地校準導電糊在高濃度硼摻雜層3a上的印刷位置。
因此，依據本實施方式4，防止起因於背面電極9相對於高濃度硼摻雜層3a之形成位置之位置偏移導致之發電效率之減低，得到光電轉換效率優異的太陽電池。
此外，在本實施方式4中，與實施方式1至實施方式3之情況相同地，形成用以得到封光效果之對 於受光面之織構構造時，係將在背面同時所形成之織構構造利用於校準背面電極9之形成位置。因此，1次的織構形成步驟係有助於光封效果與背面電極9之校準。
此外，在本實施方式4中，雖然於n型單晶矽基板1之背面形成選擇性射極區域，但是溝開口部62係具有光反射率足夠低的微小凹凸2，故可形成在作為太陽電池之表面之受光面以得到光封效果。
接著，依據具體的實施例說明實施方式1至實施方式4之結晶矽太陽電池。
實施例1.
依據在實施方式1所說明之製造方法製作結晶矽太陽電池，作為實施例1之結晶矽太陽電池。將高濃度硼摻雜層3a之硼濃度調整為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下。將第1低濃度硼摻雜層3b之硼濃度調整為5.0×1019/cm3以上，未達1.0×1020/cm3。將第2低濃度硼摻雜層3c之硼濃度調整為5.0×1018/cm3以上，5.0×1019/cm3以下。微小凹凸2係以平均3μm左右的凹凸周期與平均3μm左右的凹凸高度之尺寸所形成。
實施例2.
依據在實施方式2所說明之製造方法製作結晶矽太陽電池，作為實施例2之結晶矽太陽電池。將高濃度硼摻雜層3d之硼濃度調整為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下。將第1低濃度硼摻雜層3e之硼濃度調整為5.0×1019/cm3以上，未達1.0×1020/cm3。將第2低濃度硼摻雜層3c之硼 濃度調整為5.0×1018/cm3以上，5.0×1019/cm3以下。微小凹凸2係以平均3μm左右的凹凸周期與平均3μm左右的凹凸高度之尺寸形成。
實施例3.
依據在實施方式3所說明之製造方法製作結晶矽太陽電池，作為實施例3之結晶矽太陽電池。高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b以及第2低濃度硼摻雜層3c之硼濃度係與實施例1相同。調整溝開口部之深度D1，基板厚度E1設為120μm左右。
實施例4.
依據在實施方式4所說明之製造方法製作結晶矽太陽電池，作為實施例4之結晶矽太陽電池。高濃度硼摻雜層3a、第1低濃度硼摻雜層3b以及第2低濃度硼摻雜層3c之硼濃度係與實施例1相同。突出部61之上表面為平坦，於溝開口部62表面形成平均3μm左右的凹凸周期與平均3μm左右的凹凸高度之尺寸之微小凹凸2。
比較例1.
屬於選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層係以使用與實施例1相同地遮罩之離子注入法形成，將高濃度硼摻雜層之硼濃度調整為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下。然後，除了不實施將高濃度硼摻雜層作為遮罩之n型單晶矽基板之背面之蝕刻，而於n型單晶矽基板之背面側之全面離子注入硼而形成低濃度硼摻雜層以外，以與實施例1相同的步驟製作結晶矽太陽電池，作為比較例1之結晶矽太 陽電池。
比較例2.
屬於選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層係與實施例2相同地以使用遮罩之摻雜劑糊印刷法形成，將高濃度硼摻雜層之硼濃度調整為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下。然後，除了未實施將高濃度硼摻雜層作為遮罩之n型單晶矽基板之背面之蝕刻，於n型單晶矽基板之背面側之全面離子注入硼而形成低濃度硼摻雜層以外，以與實施例2相同的步驟製作結晶矽太陽電池，作為比較例2之結晶矽太陽電池。
比較例3.
在形成為選擇性射極區域之高濃度硼摻雜層之前，為了校準用在n型單晶矽基板之背面以雷射形成2點以上的校準標位。然後，使用摻雜劑糊形成選擇性射極區域時，將選擇性射極區域之位置調整為與校準標位一致。此外，除了以影像處理裝置讀取n型單晶矽基板之背面之影像，使用經讀取之影像而校準至與選擇性射極區域之位置相同之位置來形成背面電極9以外，以與比較例2相同之步驟製作結晶矽太陽電池，作為比較例3之結晶矽太陽電池。
於上述之實施例以及比較例之各結晶矽太陽電池，測定背面電極形成前之背面之於波長700nm之光反射率。光反射率係就高濃度硼摻雜層與低濃度硼摻雜層來測定。低濃度硼摻雜層係對應第2低濃度硼摻雜層3c之區域。此外，藉由太陽光模擬器(solar simulator)測量輸 出，作為各結晶矽太陽電池之光電轉換效率。其結果顯示於表1。
如表1所可理解，實施例1至實施例4和比較例1至比較例3相比較，在輸出特性有提升。咸認這是於具有選擇性射極構造之結晶矽太陽電池中，防止了背面電極9之形成位置之位置偏移，以及來自雷射之校準標位形成時對n型單晶矽基板之損害所致光電轉換效率之減低的效果。
此外，在實施例1至實施例3，低濃度硼摻雜層之光反射率大幅度地比高濃度硼摻雜層之反射率大。這是因為實施了將高濃度硼摻雜層作為遮罩之n型單晶矽基板之背面之蝕刻。此外，在實施例4，高濃度硼摻雜層 之光反射率大幅度地比低濃度硼摻雜層之反射率大。這是因為未於高濃度硼摻雜層3a之表面形成織構構造的微小凹凸2，而在第2低濃度硼摻雜層3c之表面形成織構構造的微小凹凸2。然後，在實施例1至實施例4，由於利用高濃度硼摻雜層與低濃度硼摻雜層之光反射率之差準確地進行了背面電極9之校準，故防止了背面電極9之形成位置之位置偏移所致光電轉換效率之減低。
另一方面，在比較例1至比較例3，高濃度硼摻雜層與低濃度硼摻雜層之光反射率幾乎為相同的值。這是因為未實施將高濃度硼摻雜層作為遮罩之n型單晶矽基板之背面之蝕刻。因此，雖然利用高濃度硼摻雜層與低濃度硼摻雜層之光反射率之差進行背面電極之校準，但背面電極的校準準確度低，相對實施例1至實施例4之光電轉換效率變低。
由上得知，實施例1至實施例4稱得上可得到光電轉換效率、製造良率以及可靠度優異的太陽電池。
以上的實施方式所示之構成係表示本發明之內容之一例，本申請發明不限定於上述實施方式，於實施段階在不逸脫其要旨之範圍可進行各種變形。此外，上述實施方式中係包含各種段階之發明，於揭示之複數之構成要件中可藉由適合的組合抽出各種發明。例如，即便從上述實施方式1至4中各別顯示之全構成要件刪除幾個構成要件，只要能解決發明欲解決之課題乙欄所述之課題，得到發明之效果乙欄所述之效果時，亦可將削除該構成要 件之構成抽出作為發明。進一步地，於上述實施方式1至4之構成要件亦可適宜地組合。
S10‧‧‧步驟
S20‧‧‧步驟
S30‧‧‧步驟
S40‧‧‧步驟
S50‧‧‧步驟
S60‧‧‧步驟
S70‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種太陽電池之製造方法，係包含第1步驟，於第1導電型半導體基板之一面，形成：第2導電型雜質以第1濃度擴散之第1摻雜層，以及前述第2導電型雜質以比前述第1濃度更低之第2濃度擴散且表面粗糙度與前述第1摻雜層相異之第2摻雜層；以及，第2步驟，於前述第1摻雜層上形成與前述第1摻雜層電性連接之金屬電極；其中，前述第1步驟包含：第3步驟，於前述半導體基板之一面形成第1織構(texture)構造；第4步驟，在形成有前述第1織構構造之前述半導體基板之一面之表層，以預定圖案形成前述第1摻雜層；第5步驟，蝕刻前述半導體基板之一面中之前述第1摻雜層以外之區域，形成第1溝開口部；以及第6步驟，在至少前述第1溝開口部之表層，形成前述第2摻雜層；於前述第2步驟，基於因為前述第1摻雜層與前述第2摻雜層之表面粗糙度之差所產生之前述第1摻雜層與前述第2摻雜層之光反射率之差，來檢測前述第1摻雜層之位置，並配合檢測出之前述第1摻雜層 之位置形成前述金屬電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池之製造方法，其中，於前述第5步驟，藉由使用濕式蝕刻或蝕刻糊之蝕刻，而形成前述第1溝開口部，前述第1溝開口部係具有前述織構構造經加工而一部分被除去而形成之底面。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之太陽電池之製造方法，其中，於前述第4步驟，係使用具有與前述第1摻雜層之形狀對應之開口部的遮罩，透過前述開口部藉由離子注入法將前述第2導電型雜質注入前述半導體基板之一面之表層後，進行前述半導體基板之熱處理。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之太陽電池之製造方法，其中，於前述第4步驟，係使用具有與前述第1摻雜層之形狀對應之開口部之遮罩，將包含前述第2導電型雜質之糊透過前述開口部而塗布於前述半導體基板之一面之表層後，進行前述半導體基板之熱處理。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽電池之製造方法，其中，前述半導體基板係單晶矽基板，前述一面係(100)面。
  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，形成被覆前述第1溝開口部之鈍化膜。
  7. 一種太陽電池，其具備，n型之半導體基板，於屬於與受光面相對向之背面之一面之表層具有擴散有第2導電型雜質元素之摻雜層；以及金屬電極，與前述摻雜層電性連接而形成在前述半導體基板之一面上，其中，前述摻雜層具有：第1摻雜層，在前述半導體基板之一面以預定的圖案形成並且在上表面具有第1織構構造之突出部之表層以第1濃度擴散有p型雜質，且與前述金屬電極電性地以及機械性地連接；以及第2摻雜層，於前述半導體基板之一面中之前述第1摻雜層以外之溝開口部之區域，以比前述第1濃度更低之第2濃度擴散有p型雜質，並且在上表面形成有第2織構構造；前述第1摻雜層之上表面的表面粗糙度比前述第2摻雜層之上表面之表面粗糙度更大，且其正反射率比前述第2摻雜層之上表面之正反射率更小。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之太陽電池，其中，前述第1摻雜層之上表面主要由(111)面構成，表面粗糙度設為1μm以上，未達10μm， 前述第1摻雜層之上表面與前述第2摻雜層之上表面之高低差為比前述第1摻雜層之表面粗糙度還大。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之太陽電池，其中，前述第1濃度為1.0×1020/cm3以上，1.0×1021/cm3以下，前述第2濃度為5.0×1018/cm3以上，5.0×1019/cm3以下。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之太陽電池，其中，前述第1摻雜層之上表面與前述第2摻雜層之上表面之高低差為1μm以上，60μm以下。
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