TWI713230B - 太陽電池及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的特徵為：具備具有第一導電型的半導體基板；於該基板之第一主表面，具備具有與前述第一導電型相同的導電型之第一導電型層及具有與前述第一導電型相反的第二導電型之第二導電型層；於位在前述第一主表面的第一導電型層上具備第一集電電極；於位在前述第一主表面的第二導電型層上具備第二集電電極；於前述半導體基板的側面，具有前述第二導電型的第二導電型層，與位於前述第一主表面的第二導電型層是連續形成之太陽電池。藉此，可提供效率佳地收集載體，變換效率優異的太陽電池。

Description

太陽電池及其製造方法
本發明係關於太陽電池及其製造方法。
作為採用單結晶或多結晶半導體基板之具有比較高的光電變換效率之太陽電池構造之一，有將正負的電極全部設在非受光面(背面)之背面電極型太陽電池。首先，於圖6顯示背面的概觀。於太陽電池的背面，交互配列著背面射極層604及基底層603。此外，沿著背面射極層604上作為集電電極設置射極電極606、616，沿著基底層603上作為集電電極設置基底電極605、615。背面射極層604的寬幅一般為數mm~數百μm左右，基底層603的寬幅一般為數百μm~數十μm左右。此外，前述集電電極之中，射極電極606及基底電極605的電極寬幅一般為數百~數十μm左右，這些電極多被稱為指狀電極。另一方面，射極電極616及基底電極615的電極寬幅一般為數mm~數百μm左右，這些電極多被稱為匯流條電極。又，於本說明書，所謂集電電極意味著取出在基板內產生的載體之電極，是包含指狀電極與匯流條電極之概念。
其次，圖7顯示剖面構造之模式圖。太陽電池 700具備半導體基板702。在半導體基板702的背面的最表層附近形成背面射極層704及基底層703。各層厚最多為1μm左右。於背面射極層704上設置射極電極(指狀電極)706，於基底層703上設置基底電極(指狀電極)705。此外，非電極區域的表面係由氮化矽(SiNx)膜或氧化矽膜等之背面保護膜707所覆蓋。於受光面側在減低反射損失之目的下，設置防反射膜701。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-124193號公報
背面電極型之太陽電池，被要求高的光電變換效率。這樣的射極層被設於背面側的太陽電池之光電變換效率，強烈依存於基板的少數載體壽命。入射光的大半會在基板的表層附近被吸收，所以載體多發生於基板表層附近。為了發電有必要以射極層收集發生的載體，但載體壽命低的話會在到達射極層之前就再結合。亦即，為了高的光電變換效率，維持載體壽命為很高是必需要件。
作為背面電極型太陽電池之一例，例如有專利文獻1。在專利文獻1，抑制受光面的再結合，改善實效的載體壽命而謀求變換效率的提高。藉由此技術雖改善變 換效率，但為了改善必須增加工序數目而並不實用。
本發明係有鑑於上述問題點而作成，目的在於提供可以效率佳地收集載體，變換效率優異的太陽電池。此外，目的在於提供可以簡便地製造那樣的太陽電池之太陽電池之製造方法。
為了達成前述目的，在本發明，提供特徵為：具備具有第一導電型的半導體基板；於該基板之第一主表面，具備具有與前述第一導電型相同的導電型之第一導電型層及具有與前述第一導電型相反的第二導電型之第二導電型層；於位在前述第一主表面的第一導電型層上具備第一集電電極；於位在前述第一主表面的第二導電型層上具備第二集電電極；於前述半導體基板的側面，具有前述第二導電型的第二導電型層，與位於前述第一主表面的第二導電型層是連續形成之太陽電池。
若是這樣的太陽電池，因為第二導電型層由第一主表面連續形成到側面，所以特別可以效率佳地收集在基板的外周部生成的載體。藉此提高變換效率。又，在以下，也把第一主表面稱為背面，把第二主表面稱為受光面，把第一導電型層稱為基底層，把第二導電型層稱為射極層，把第一集電電極稱為基底電極，把第二集電電極稱為射極電極。
此外，於前述半導體基板之第二主表面的外 周部，具有前述第二導電型的第二導電型層，中介著前述半導體基板的側面與位在前述第一主表面的第二導電型層是連續形成為較佳。
若是這樣的第二導電型層由第一主表面中介著側面連續形成到第二主表面的外周部的太陽電池，可以使往射極層之載體的收集效率更為提高。特別是可以效率更佳地收集在基板表層的外周部生成的載體。
此外，位於距離前述第一主表面的最外周端最近的電極為前述第二集電電極為較佳。
這樣的太陽電池，因為位於側面的射極層或位於第二主表面的射極層與射極電極之距離很近，所以更不容易受到射極橫流電阻(被收集至射極層的載體，在射極層內朝向電極流去時產生的電阻)的影響。
進而，在本發明，提供太陽電池之製造方法，特徵為：於具有第一導電型的半導體基板的第一主表面，形成具有與前述第一導電型相反的第二導電型的第二導電型層之步驟，於前述第一主表面，形成具有與前述第一導電型相同導電型的第一導電型層之步驟，於位在前述第一主表面的第一導電型層上形成第一集電電極之步驟，於位在前述第一主表面的第二導電型層上形成第二集電電極之步驟；於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之步驟，藉由在前述半導體基板的側面把具有前述第二導電型的第二導電型層，與位在前述第一主表面的第二導電型層連續形成，而製造使具有前述第二導電型的第二導電型 層由前述第一主表面連續形成到前述側面之太陽電池。
若是這樣的太陽電池之製造方法，可以簡便地製造可以效率佳地收集載體，變換效率優異的太陽電池。
此外，於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之步驟，可以使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由塗布擴散處理而形成，該塗布擴散處理係由一回之塗布步驟以及擴散熱處理步驟所構成。
若是這樣的太陽電池之製造方法，可以簡便地把第二導電型層形成於第一主表面及側面。此外，藉由控制塗布擴散處理時之條件，可以簡便地把所要的第二導電型層形成於第一主表面及側面。
此外，於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之步驟，可以使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由在使具有前述第一導電型的半導體基板重疊2枚的狀態下進行氣相擴散熱處理而形成。
若是這樣的太陽電池之製造方法，可以簡便地把第二導電型層形成於第一主表面及側面。此外，藉由控制氣相擴散熱處理時之條件，可以簡便地把所要的第二導電型層形成於第一主表面及側面。
進而，在本發明，提供太陽電池之製造系統，特徵為具有：於具有第一導電型的半導體基板的第一 主表面，形成具有與前述第一導電型相反的第二導電型的第二導電型層之裝置，於前述第一主表面，形成具有與前述第一導電型相同導電型的第一導電型層之裝置，於位在前述第一主表面的第一導電型層上形成第一集電電極之裝置，以及於位在前述第一主表面的第二導電型層上形成第二集電電極之裝置；於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，藉由在前述半導體基板的側面把具有前述第二導電型的第二導電型層，與位在前述第一主表面的第二導電型層連續形成，而製造使具有前述第二導電型的第二導電型層由前述第一主表面連續形成到前述側面之太陽電池。
若是這樣的太陽電池之製造系統，成為可以簡便地製造可以效率佳地收集載體，變換效率優異的太陽電池之系統。
此外，於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，可以使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由塗布擴散處理而形成，該塗布擴散處理係由一回之塗布步驟以及擴散熱處理步驟所構成。
若是這樣的太陽電池之製造系統，可以簡便地把第二導電型層形成於第一主表面及側面。此外，藉由控制塗布擴散處理時之條件，可以簡便地把所要的第二導 電型層形成於第一主表面及側面。
此外，於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，可以使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由在使具有前述第一導電型的半導體基板重疊2枚的狀態下進行氣相擴散熱處理而形成。
若是這樣的太陽電池之製造系統，可以簡便地把第二導電型層形成於第一主表面及側面。此外，藉由控制氣相擴散熱處理時之條件，可以簡便地把所要的第二導電型層形成於第一主表面及側面。
在本發明，於背面電極型太陽電池，藉著於基板側面，較佳為從基板側面到受光面外周部設置射極層，而不使射極橫流電阻增加地改善在基板外周部之載體的收集效率，提高變換效率。此外，藉著使用塗布擴散法或氣相擴散法，能夠簡便地製作此構造。
100a、100b、101c‧‧‧太陽電池
102‧‧‧半導體基板
103‧‧‧第一導電型層(基底層)
104‧‧‧第二導電型層(背面射極層)
105‧‧‧第一集電電極(基底電極)
106‧‧‧第二集電電極(射極電極)
107‧‧‧背面保護膜
108a‧‧‧射極層
108b‧‧‧側面射極層
108c‧‧‧第二導電型層
109‧‧‧第二導電型層
201‧‧‧防反射膜
202‧‧‧半導體基板(N型矽基板)
203‧‧‧基底層
204‧‧‧第二導電型層
205‧‧‧第一集電電極
206‧‧‧第二集電電極
207‧‧‧背面保護膜
208‧‧‧第二導電型層(側面射極層)
303‧‧‧基底層
304‧‧‧背面射極層
305、315‧‧‧基底電極
306、316‧‧‧射極電極
403‧‧‧基底層
404‧‧‧背面射極層
405、415‧‧‧基底電極
406、416‧‧‧射極電極
503‧‧‧基底層
504‧‧‧背面射極層
505、515‧‧‧基底電極
506、516‧‧‧射極電極
603‧‧‧基底層
604‧‧‧背面射極層
605、615‧‧‧基底電極
606、616‧‧‧射極電極
700‧‧‧太陽電池
701‧‧‧防反射膜
702‧‧‧半導體基板
703‧‧‧基底層
704‧‧‧背面射極層
705‧‧‧基底電極
706‧‧‧射極電極
707‧‧‧背面保護膜
M‧‧‧擴散深度
L‧‧‧射極層寬幅
圖1係顯示本發明的太陽電池之一例之剖面模式圖。
圖2係顯示本發明的太陽電池之製造方法之一例之流程圖。
圖3係顯示本發明的太陽電池的第一主表面的概觀之 一例之平面模式圖。
圖4係顯示本發明的太陽電池的第一主表面的概觀之其他例之平面模式圖。
圖5係顯示本發明的太陽電池的第一主表面的概觀之其他例之平面模式圖。
圖6係顯示一般的背面電極型太陽電池的背面的概觀之平面模式圖。
圖7係顯示一般的背面電極型太陽電池之剖面模式圖。
以下，更詳細說明本發明。
如前所述，市面上追求著可效率佳地收集載體，變換效率優異的太陽電池。
本案發明人等為了達成前述目的而進行了銳意的檢討。結果，發現了第二導電型層由第一主表面連續形成到側面的太陽電池，可以解決前述課題，從而完成本發明。
在以下詳細的說明，為了提供本發明之全體理解、及在特定具體例怎樣實施，而說明許多特定的細部。然而，本發明係可理解為沒有該等特定的細部可以實施。以下，對於公知之方法、程序、及技術並沒有詳細地顯示，因為不會使本發明因而不明瞭。本發明，針對特定之具體例參照特定之圖式同時加以說明，但本發明並不以 此為限。在此包含記載之圖式係模式的，本發明之範圍並不此以為限。此外，在圖式，在圖示目地下幾個要素的大小會被誇張，故而不是按照比例尺。
[太陽電池]
以下，針對本發明之太陽電池使用圖式進行說明，但本發明並不受限於此。
圖1(a)~(c)係顯示本發明的太陽電池之一例之剖面模式圖。又，在圖1(a)~(c)、後述之圖2擴大了基板的周緣部，省略基板中央部。首先，如圖1(a)所示，本發明之太陽電池100a具備具有第一導電型的半導體基板102。此外，於半導體基板102之第一主表面，具備具有與第一導電型相同導電型的第一導電型層(基底層)103及具有與第一導電型相反的第二導電型之第二導電型層(背面射極層)104。此外，於位在第一主表面的第一導電型層103上具備第一集電電極(基底電極)105，於位在第一主表面的第二導電型層104上具備第二集電電極(射極電極)106。進而，於半導體基板102的側面，具有第二導電型的第二導電型層(側面射極層)108a，與位在第一主表面的第二導電型層104是連續形成。此外，於第二主表面多設有防反射膜101。此外，於第一主表面多設有背面保護膜107。
亦即，在本發明之太陽電池，基板中央部可以是與從前的太陽電池(圖7)相同，但在基板側面被形成 射極層108a。此外，於本發明，側面射極層有必要與背面的射極層104連續。藉著採用這樣的構造，可以效率佳地收集在基板外周部生成的載體。進而，可以縮小增加的射極區域的範圍所以串聯電阻的增加幾乎不發生。結果，光電變換效率比從前提高。亦即，本發明之太陽電池具有高輸出。
此外，此基板側面射極層，沒有必要如圖1(b)所示的太陽電池100b之側面射極層108b那樣完全到達受光面。
此外，如圖1(c)所示的太陽電池100c，於半導體基板之第二主表面的外周部具有第二導電型的第二導電型層109，是中介著位在半導體基板的側面的第二導電型層108c而與位在第一主表面的第二導電型層連續形成亦可。亦即，射極層多少被形成於受光面側亦可。如此，藉由在受光面外周部也設射極層，可以更為提高往射極層之載體的收集效率。特別是可以效率更佳地收集在基板表層的外周部生成的載體。此場合之受光面的射極層寬幅L以從基板最外周端起算1.5mm以下為佳。若是此範圍，可得更高的光電變換效率改善效果。亦即，受光面的射極層寬幅為1.5mm以下的話，變得不容易受到射極橫流電阻(載體流過圖1(c)的s~u時之電阻)的影響，變換效率不容易降低。在此場合，射極層寬幅L的下限，例如可以為0mm。又，由提高載體的收集效率的觀點來看，亦有在受光面全面設射極層的考量，在此場合，會大幅承受射極橫流電阻 結果會使變換效率降低。亦即，設受光面射極層的場合，受光面射極層設於受光面外周部。又，射極層及基底層的厚度(擴散深度)M，例如可以為0.05~1μm左右。
此外，位於距離第一主表面的最外周端最近的電極(以下亦稱為背面最外周電極)為第二集電電極是較佳的。亦即，背面最外周電極以連接於射極層為佳。藉由如此，側面射極層與射極電極之距離變近，所以不容易受到射極橫流導致的串聯電阻增加的影響，變換效率改善效果也變大。特別是形成受光面射極層的場合，設為這樣的電極配置為更佳。藉此，受光面射極層與背面的射極電極之距離變近，所以可以更為確實地防止大幅承受射極橫流電阻結果使變換效率降低的問題。
在此場合，作為背面的概觀之具體例，可舉出圖3~5所示的構造。圖3~5所示的背面電極型太陽電池，均為在四角形的半導體基板的背面被形成正及負的集電電極(射極電極及基底電極)者。接著，射極電極及基底電極分別由指狀電極以及被形成在與該指狀，電極約略正交的位置之匯流條電極所構成。
首先，如圖3所示，於四角形的半導體基板之僅1邊，背面最外周電極，亦可為背面射極層304上的射極電極(匯流條電極)316。在此場合，於剩下的3邊，背面最外周電極為基底層303上的基底電極305、315。此外，射極電極(指狀電極)306被形成於比基底電極305更內側。
此外，如圖4所示，於四角形的半導體基板之 3邊，背面最外周電極，亦可為背面射極層404上的射極電極406、416。在此場合，於剩下的1邊，背面最外周電極為基底層403上的基底電極(匯流條電極)415。此外，基底電極(指狀電極)405被形成於比射極電極406更內側。
此外，如圖5所示，於四角形的半導體基板之4邊，背面最外周電極，亦可為背面射極層504上的射極電極506、516。在此場合，基底層503上的基底電極505、515被形成於比射極電極506、516更內側。在圖3~圖5中，如圖5包圍4邊的場合，射極橫流電阻減低效果等效果變得最大，但是即使如圖3僅有1邊背面最外周電極為射極電極的場合也可得到某左右的效果。背面最外周電極為射極電極的邊數越大效果也越大。
[太陽電池之製造方法]
以下，針對本發明之太陽電池之製造方法之一例，以具有第一導電型的半導體基板為N型矽基板的場合為例，使用圖2進行說明，但本發明並不受限於此。
圖2係顯示本發明的太陽電池之製造方法之一例之流程圖。首先，如圖2(a)所示，高純度矽裡摻雜磷或砷、銻之類的5價元素，比電阻0.1~5Ω‧cm之原切割(as-cut)單晶{100}N型矽基板202，將表面的切片損傷(slice damage)，使用濃度5~60%的氫氧化鈉或氫氧化鉀之類的高濃度鹼液，或者氟酸與硝酸的混合酸等來進行蝕刻。單晶矽基板，亦可藉由CZ法、FZ法之任一種方法來製作。 基板未必要是單晶矽，多晶矽亦可。
接著，於基板表面進行被稱作紋理的微小的凹凸成形。紋理是供降低太陽電池的反射率用之有效的方法。紋理(texture)，係藉由在加熱的氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹼溶液(濃度1~10%、溫度60~100℃)中，浸漬10分鐘到30分鐘左右而製作出。在上述溶液中，亦可溶解指定量的2-丙醇，促進反應進行。
紋理形成後，在鹽酸、硫酸、硝酸、氟酸等，或者這些的混合液之酸性水溶液中進行洗淨。於這些酸溶液之任一混合過氧化氫水(雙氧水)而加熱亦可，在此場合提高清淨度，所以較佳。
其次，如圖2(b)所示，於具有第一導電型的半導體基板(N型矽基板)202的第一主表面，形成具有與第一導電型相反的第二導電型的第二導電型層(背面射極層)204。在本發明，於此步驟，於半導體基板202的側面把具有第二導電型的第二導電型層(側面射極層)208，與位在第一主表面的第二導電型層204連續形成。此時，在本發明，由基板背面中介著側面連續形成射極層到受光面外周部亦可。
這些第二導電型層，係與基板相反的導電型(此場合為P型)，厚度通常為0.05~1μm左右。
根據本發明的話，於圖2(b)之步驟，可以使位於第一主表面的第二導電型層204與位於側面之第二導電 型層208，藉由塗布擴散處理而形成，該塗布擴散處理係由一回之塗布步驟以及擴散熱處理步驟所構成。亦即，這些第二導電型層(射極層)能夠以一回之塗布處理及擴散熱處理形成。例如，這些第二導電型層，可以將含有硼源的塗布劑在第一主表面全面加以塗布、在950~1050℃下進行熱處理之方法形成。具體而言，可以預先製作含有作為硼源之硼酸1~4%、作為增黏劑之聚乙烯醇0.1~4%之水溶液，將此旋轉塗布於第一主表面全面。雖也依存於塗布劑的黏度，但旋轉塗布時之轉速以每1分鐘800~2500轉為佳。又，在此場合，塗布劑的黏度以40~140mPa‧s左右為佳。以此條件塗布的話，可以使塗布劑產生繞入到達從基板側面起算第一主表面外周部1mm左右的範圍內。這最終會成為基板側面的射極層208及受光面外周部的射極層(圖1(c)之受光面射極層109)，對光電變換效率提高有所貢獻。又，如圖2(b)所示，藉著控制旋轉塗布時的轉速，也可使得形成側面射極層208，但不形成受光面射極層。
此外，根據本發明的話，於圖2(b)之步驟，可以使位於第一主表面的第二導電型層204與位於側面之第二導電型層208，藉由在使具有第一導電型的半導體基板202重疊2枚的狀態下進行氣相擴散熱處理而形成。在此場合，這些第二導電型層(射極層)，可以藉由使用BBr3等之氣相擴散而形成。在此方法，在將基板以2枚一組使受光面彼此重疊之狀態下載置於熱處理爐，導入BBr3與氧之混合氣體後於950~1050℃下進行熱處理。作為運載氣體以 氮或氬為佳。因為在2枚基板重疊的狀態下被處理，外側面之背面及基板側面係全面被形成硼的擴散層(射極層)，但重疊面(內側面之受光面)未被形成擴散層，或者即使形成也是外周起算1mm左右。結果，可以形成基板側面的射極層208，而且也可以因應需要而形成受光面外周部的射極層。
其次，如圖2(c)所示，於第一主表面，形成具有與第一導電型相同導電型的第一導電型層(基底層)203。例如，能夠以以下所示的方法實施此步驟。首先，把供基底層形成用之遮罩在兩主表面上形成。作為遮罩可以使用氧化矽膜或者氮化矽(SiNx)膜等。若採用化學氣相沉積(CVD)法，則藉由適宜選擇所導入的氣體種類，亦可形成任何膜。氧化矽膜之場合，也可以將基板熱氧化而形成。藉由將基板在氧氛圍中進行950~1100℃、30分鐘~4小時熱處理，形成100nm左右的矽熱氧化膜。此熱處理亦可在供上述射極層形成用之熱處理之後於同一真空室內實施。接著，將成為基底層之部分的遮罩開口。具體而言，以開口幅為50~400μm、0.6~2.0mm左右之間隔平行線狀地開口。開口可以使用光蝕刻法，但以蝕刻糊或雷射之開口較簡便為較佳。在開口遮罩後，將基板浸漬於加熱到50~90℃之氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)等之鹼水溶液中，去除開口部之不要的射極層(蝕刻)。又，此時，藉由射極層的除去使基板稍微(例如5μm左右)低凹，但由此產生的凹凸對於太陽電池的特性沒有影響，是可以忽視 的凹凸，所以在圖2(c)等沒有圖示。
在基底層203的形成可以使用用氧氯化磷之氣相擴散法。藉由在830~950℃、氧氯化磷與氮及氧混合氣體氛圍下進行熱處理基板，形成成為基底層之磷擴散層(N+層)。氣相擴散法之外，藉由將含有磷之材料或旋轉塗布、或印刷之後進行熱處理之方法亦可。
擴散層形成之後，將被形成在表面的玻璃用氟酸等去除。如此進行，可以形成圖2(c)所示之基底層203。
接著，如圖2(d)所示，進行第二主表面的防反射膜201的形成及第一主表面的背面保護膜207的形成。作為防反射膜，可以利用氮化矽(SiNx)膜或氧化矽膜等。氮化矽膜之場合係使用電漿CVD裝置、進行製膜約100nm。作為反應氣體，多混合使用單矽烷(SiH4)及氨(NH3)，也可以替代NH3而使用氮，此外，為了製程壓力的調整、反應氣體的稀釋，進而在基板使用多晶矽的場合為了要促進基板的塊狀鈍化效果，亦會在反應氣體混合氫氣。氧化矽膜之場合，也能以CVD法形成，但利用熱氧化法所得到之膜可以得到較高的特性。此外，為了提高表面的保護效果，也可以先在基板表面形成氧化鋁(AlO)膜之後，再形成防反射膜。
在第一主表面，作為背面保護膜207也可以利用氮化矽膜或氧化矽膜。膜厚以50~250nm為適切。與第二主表面(受光面)側同樣地，可以在氮化矽膜之場合用 CVD法、氧化矽膜之場合用熱氧化法或CVD法來形成。此外，為了提高表面的保護效果，也可以先在基板表面形成氧化鋁(AlO)膜之後，再形成SiNx膜、氧化矽膜等。
接著，如圖2(e)所示，於位在第一主表面的第一導電型層203上形成第一集電電極205。此外，於位在第一主表面的第二導電型層204上形成第二集電電極206。形成第一集電電極205及第二集電電極206的順序沒有特別限定，例如亦可先形成第二集電電極206。此外，同時形成第一集電電極205及第二集電電極206亦可。例如，能夠以網版印刷法形成這些集電電極(背面接觸用電極)。在此場合，首先，準備具有開口寬幅30~100μm、0.6~2.0mm間隔的平行線圖案之製版。其次，使用此製版，將混合了銀粉末與玻璃料與有機物結合劑之銀糊沿著基底層進行印刷。同樣作法，於背面射極層也印刷銀糊。以上的銀糊印刷之後，利用熱處理在氮化矽膜使銀粉末貫通(燒成貫通)，使電極與矽導通。又，供形成基底層用電極之銀糊及供形成射極層用電極之銀糊的燒成也可以分別進行。燒成，通常是藉由在溫度700~850℃處理5~30分鐘來進行。
電極，除了如前所述的網版印刷法以外，亦可以蒸鍍法或濺鍍法形成。
如此進行而製造具有第二導電型的第二導電型層由第一主表面連續形成到側面的太陽電池。
以上，以N型基板之場合為例加以敘述，而P 型基板之場合係在射極層形成使用含有磷、砷、銻等的塗布劑等，在基極層形成使硼、鋁等擴散即可，在此場合也可得變換效率提高的效果。
圖2所示的方法可以藉由下列系統實現。亦即，進而在本發明，提供一種太陽電池之製造系統，其特徵為具有：於具有第一導電型的半導體基板的第一主表面，形成具有與前述第一導電型相反的第二導電型的第二導電型層之裝置，於前述第一主表面，形成具有與前述第一導電型相同導電型的第一導電型層之裝置，於位在前述第一主表面的第一導電型層上形成第一集電電極之裝置，以及於位在前述第一主表面的第二導電型層上形成第二集電電極之裝置；於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，藉由在前述半導體基板的側面把具有前述第二導電型的第二導電型層，與位在前述第一主表面的第二導電型層連續形成，而製造使具有前述第二導電型的第二導電型層由前述第一主表面連續形成到前述側面之太陽電池。若是這樣的太陽電池之製造系統，成為可以簡便地製造可以效率佳地收集載體，變換效率優異的太陽電池之系統。
此外，於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，可以使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由塗布擴散處理而形成，該塗布擴散處理係由一回之塗布步驟以及擴散熱處理步驟所構成。若是這樣的太陽電池之製造系統，可以簡 便地把第二導電型層形成於第一主表面及側面。此外，藉由控制塗布擴散處理時之條件，可以簡便地把所要的第二導電型層形成於第一主表面及側面。
此外，於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，可以使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由在使具有前述第一導電型的半導體基板重疊2枚的狀態下進行氣相擴散熱處理而形成。若是這樣的太陽電池之製造系統，可以簡便地把第二導電型層形成於第一主表面及側面。此外，藉由控制氣相擴散熱處理時之條件，可以簡便地把所要的第二導電型層形成於第一主表面及側面。
作為形成第二導電型層的裝置，可以舉出熱處理爐，或者旋轉塗布機及熱處理爐。作為形成第一導電型層的裝置除了熱處理爐以外，塗布擴散的場合，可以舉出旋轉塗布機及熱處理爐、網版印刷機及熱處理爐。作為形成第一集電電極及第二集電電極的裝置除了網版印刷機及燒成爐以外，可以舉出蒸鍍裝置、濺鍍裝置。
[實施例]
以下，顯示實施例及比較例更具體地說明本發明，但本發明並不限於下列實施例。
為了確認本發明之有效性，而進行太陽電池特性之比較。
[實施例]
對於厚度200μm、比電阻1Ω‧cm之磷摻雜{100}N型原切割(as-cut)矽基板10枚，利用熱濃氫氧化鉀水溶液將損傷層去除後，浸漬到72℃的氫氧化鉀/2-丙醇水溶液中進行紋理形成，接著在加熱到75℃的鹽酸/過氧化氫混合溶液中進行洗淨。
接著，作為塗布劑把硼酸2%/聚乙烯醇(PVA)2%的水溶液旋轉塗布於背面上。旋轉轉速每1分鐘1000轉時，於受光面外周部約1mm部分被形成塗布劑繞入。把塗布了塗布劑之基板在氮氣氛圍下在1000℃熱處理18分鐘。藉此，連續形成了背面射極層、側面射極層及受光面射極層。以4探針法測定之結果，射極層的薄膜電阻為50Ω。
使熱處理後的基板在1000℃、3小時氧氛圍中熱氧化後形成遮罩。進而，將此基板的背面使用磷酸系的蝕刻糊，以網版印刷法以1.2mm間隔開口(把氧化膜部分蝕刻)，浸漬於80℃ KOH除去開口部的射極層。
其次，在氧氯化磷氛圍下，在870℃下在使受光面彼此重疊之狀態下進行40分鐘熱處理，在開口部形成了作為基底層之磷擴散層。之後，藉由浸漬在濃度12%的氟酸以去除表面玻璃。
以上處理之後，使用電漿CVD裝置將氮化矽膜形成於雙面。膜厚在受光面及背面都是100nm。
其次，將銀糊分別印刷在基底層上及背面射極層上予以乾燥。將此在780℃的空氣氛圍下予以燒成。 藉此，形成了基底電極及射極電極。
[比較例]
除了把塗布劑之硼酸/聚乙烯醇(PVA)水溶液旋轉塗布於背面上時的旋轉轉速改為每1分鐘4000轉以外，與實施例同樣地製作了太陽電池。於比較例，旋轉塗布時在受光面及側面未被確認到塗布劑的繞入。因此，射極層僅被形成於背面。
在擬似太陽光下測定了電流電壓特性。各條件之平均值顯示於下列表1。
在實施例，被形成側面射極層及受光面射極層，所以在受光面外周部生成的載體的收集效率提高，承認短路電流的增加。進而，受光面的射極範圍很小，故未見到形狀因子的降低。結果，於變換效率見到改善。另一方面，在比較例，未被形成側面射極層及受光面射極層，所以在受光面外周部生成的載體的收集效率下降，變換效率下降。
又，本發明並不以上述實施形態為限。上述實施型態為例示，與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想實質上具有相同的構成，可以發揮同樣的作用效果者，均被包含於本發明的技術範圍。
100a、100b、101c‧‧‧太陽電池
101‧‧‧防反射膜
102‧‧‧半導體基板
103‧‧‧第一導電型層(基底層)
104‧‧‧第二導電型層(背面射極層)
105‧‧‧第一集電電極(基底電極)
106‧‧‧第二集電電極(射極電極)
107‧‧‧背面保護膜
108a‧‧‧射極層
108b‧‧‧側面射極層
108c‧‧‧第二導電型層
109‧‧‧第二導電型層
M‧‧‧擴散深度
L‧‧‧射極層寬幅

Claims (8)

  1. 一種太陽電池，其特徵為：具備具有第一導電型的半導體基板；於該基板之第一主表面，具備具有與前述第一導電型相同的導電型之第一導電型層及具有與前述第一導電型相反的第二導電型之第二導電型層；於位在前述第一主表面的第一導電型層上具備第一集電電極；於位在前述第一主表面的第二導電型層上具備第二集電電極；於前述半導體基板的側面，具有前述第二導電型的第二導電型層，與位於前述第一主表面的第二導電型層是連續形成；僅於前述半導體基板之第二主表面的外周部，具有前述第二導電型的第二導電型層，中介著前述半導體基板的側面與位在前述第一主表面的第二導電型層是連續形成。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之太陽電池，其中位於距離前述第一主表面的最外周端最近的電極為前述第二集電電極。
  3. 一種太陽電池之製造方法，其特徵為具有：於具有第一導電型的半導體基板的第一主表面，形成 具有與前述第一導電型相反的第二導電型的第二導電型層之步驟，於前述第一主表面，形成具有與前述第一導電型相同導電型的第一導電型層之步驟，於位在前述第一主表面的第一導電型層上形成第一集電電極之步驟，於位在前述第一主表面的第二導電型層上形成第二集電電極之步驟；於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之步驟，藉由僅在前述半導體基板的側面及前述半導體基板的第二主表面的外周部把具有前述第二導電型的第二導電型層，與位在前述第一主表面的第二導電型層連續形成，而製造使具有前述第二導電型的第二導電型層由前述第一主表面連續形成到前述側面之太陽電池。
  4. 如申請專利範圍第3項記載之太陽電池之製造方法，其中於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之步驟，使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由塗布擴散處理而形成，該塗布擴散處理係由一回之塗布步驟以及擴散熱處理步驟所構成。
  5. 如申請專利範圍第3項記載之太陽電池之製造方法，其中 於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之步驟，使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由在使具有前述第一導電型的半導體基板重疊2枚的狀態下進行氣相擴散熱處理而形成。
  6. 一種太陽電池之製造系統，其特徵為具有：於具有第一導電型的半導體基板的第一主表面，形成具有與前述第一導電型相反的第二導電型的第二導電型層之裝置，於前述第一主表面，形成具有與前述第一導電型相同導電型的第一導電型層之裝置，於位在前述第一主表面的第一導電型層上形成第一集電電極之裝置，以及於位在前述第一主表面的第二導電型層上形成第二集電電極之裝置；於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，藉由僅在前述半導體基板的側面及前述半導體基板的第二主表面的外周部把具有前述第二導電型的第二導電型層，與位在前述第一主表面的第二導電型層連續形成，而製造使具有前述第二導電型的第二導電型層由前述第一主表面連續形成到前述側面之太陽電池。
  7. 如申請專利範圍第6項記載之太陽電池之製造系統，其中 於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由塗布擴散處理而形成，該塗布擴散處理係由一回之塗布步驟以及擴散熱處理步驟所構成。
  8. 如申請專利範圍第6項記載之太陽電池之製造系統，其中於形成具有前述第二導電型的第二導電型層之裝置，使位於前述第一主表面的第二導電型層與位於前述側面之第二導電型層，藉由在使具有前述第一導電型的半導體基板重疊2枚的狀態下進行氣相擴散熱處理而形成。
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