WO2012067119A1 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、太陽電池の受光面には電極を形成せず、受光面とは反対側の裏面にn電極およびp電極の双方を形成した裏面電極型太陽電池が提案されている。この裏面電極型太陽電池においては、受光面に形成された電極によって太陽光の入射が阻害されることがないことから、原理的には高い変換効率を期待することができる。
まず、シリコン基板の受光面及び裏面の全面にマスクとしての拡散制御マスクを形成する。ここで、拡散制御マスクは、シリコン基板内に不純物が拡散するのを抑制する機能を有する。
次に、シリコン基板の裏面の拡散制御マスクの一部を除去して開口部を形成する。
そして、拡散制御マスクの開口部からp型不純物をシリコン基板の裏面に拡散させると、開口部にのみp型不純物拡散層が形成される。
次に、シリコン基板の裏面の拡散制御マスクをすべて除去した後に、再度シリコン基板の裏面に拡散制御マスクを形成する。そして、シリコン基板の裏面の拡散制御マスクの一部を除去し、開口部からn型不純物をシリコン基板の裏面に拡散させて、n型不純物層を形成する。
続いて、シリコン基板の裏面の拡散制御マスクをすべて除去することで、裏面にp型不純物拡散層及びn型不純物拡散層が形成される。さらに、テクスチャ構造、反射防止膜、パッシベーション膜、電極等を形成することで裏面電極型太陽電池が完成する。
また、特開2009-76546号公報に記載の製造方法では、保護層を設ける工程及び除去する工程が必須であり、また拡散時の熱処理条件によっては、不必要な箇所にまで拡散層が形成される場合があった。
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、裏面電極型太陽電池の製造工程において、同一面上に互いに異なる2種の不純物拡散層を、簡便なプロセスで形成することが可能な太陽電池の製造方法の提供を課題とする。
<1> 半導体基板の一方の面上の第1の領域に、n型不純物を含むガラス粉末と分散媒とを含有するn型拡散層形成組成物を付与する工程と、前記半導体基板の前記第1の領域が設けられる面上であって、前記第1の領域以外の第2の領域に、p型不純物を含むガラス粉末と分散媒とを含有するp型拡散層形成組成物を付与する工程と、前記n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を熱処理してn型拡散層及びp型拡散層を形成する熱拡散工程と、前記n型拡散層が形成された第1の領域及びp型拡散層が形成された第2の領域のそれぞれに電極を形成する工程と、を含む、太陽電池の製造方法である。
n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物を第1の領域及び第2の領域にそれぞれ付与した後、熱処理することで、第1の領域ではn型拡散層形成組成物からn型不純物が半導体基板中に拡散してn型拡散層が、また、第2の領域ではp型拡散層形成組成物からp型不純物が半導体基板中に拡散してp型拡散層が、それぞれ所望の形状に精度よく形成される。また、第1の領域及び第2の領域以外の第3の領域に、n型拡散層またはp型拡散層が形成されることを抑制できる。
熱拡散工程の前に、保護層を設けることで、第1の領域及び第2の領域以外の第3の領域に、n型拡散層またはp型拡散層が形成されることがより効果的に抑制される。
前記n型拡散層形成組成物は、n型不純物を含むガラス粉末の少なくとも1種と、分散媒の少なくとも1種と、を含有し、更に塗布性などを考慮してその他の添加剤を必要に応じて含有してもよい。
ここで、n型拡散層形成組成物とは、n型不純物を含有し、シリコン基板に塗布した後に、このn型不純物を熱拡散することでn型拡散層を形成することが可能な材料をいう。n型拡散層形成組成物を用いることで、所望の部位にn型拡散層が形成される。
また、ガラス粉末中のn型不純物は焼成中でも揮散しにくいため、揮散ガスの発生によってn型拡散層形成組成物を付与した部分のみでなく裏面や側面にまでn型拡散層が形成されるということが抑制される。この理由として、n型不純物がガラス粉末中の元素と結合しているか、又はガラス中に取り込まれているため、揮散しにくいものと考えられる。
前記n型不純物とは、シリコン基板中に拡散することによってn型拡散層を形成することが可能な元素である。n型不純物としては第15族の元素が使用でき、例えばP(リン)、Sb(アンチモン)、Bi(ビスマス)、As(ヒ素)などが挙げられる。安全性、ガラス化の容易さなどの観点から、P又はSbが好適である。
n型不純物をガラス粉末に導入するために用いるn型不純物含有物質としては、P2O3、P2O5、Sb2O3、Bi2O3及びAs2O3が挙げられ、P2O3、P2O5及びSb2O3から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
また、n型不純物を含むガラス粉末は、必要に応じて成分比率を調整することによって、溶融温度、軟化点、ガラス転移点、化学的耐久性等を制御することが可能である。更に以下に記すガラス成分物質を含むことが好ましい。
n型不純物を含むガラス粉末の具体例としては、前記n型不純物含有物質と前記ガラス成分物質の双方を含む系が挙げられ、P2O5-SiO2系(n型不純物含有物質-ガラス成分物質の順で記載、以下同様)、P2O5-K2O系、P2O5-Na2O系、P2O5-Li2O系、P2O5-BaO系、P2O5-SrO系、P2O5-CaO系、P2O5-MgO系、P2O5-BeO系、P2O5-ZnO系、P2O5-CdO系、P2O5-PbO系、P2O5-V2O5系、P2O5-SnO系、P2O5-GeO2系、P2O5-TeO2系等のn型不純物含有物質としてP2O5を含む系、前記のP2O5を含む系のP2O5の代わりにn型不純物含有物質としてSb2O3を含む系のガラス粉末が挙げられる。
なお、P2O5-Sb2O3系、P2O5-As2O3系等のように、2種類以上のn型不純物含有物質を含むガラス粉末でもよい。
上記では2成分を含む複合ガラスを例示したが、P2O5-SiO2-V2O5、P2O5-SiO2-CaO等、3成分以上の物質を含むガラス粉末でもよい。
具体的には、P2O5-SiO2-CaO系ガラスの場合には、CaOの含有比率は、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、5質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
ガラス粉末の形状としては、略球状、扁平状、ブロック状、板状及び鱗片状等が挙げられ、n型拡散層形成組成物とした場合の基板への塗布性や均一拡散性の点から、略球状、扁平状又は板状であることが望ましい。ガラス粉末の平均粒径は、100μm以下であることが望ましい。100μm以下の平均粒径を有するガラス粉末を用いた場合には、平滑な塗膜が得られやすい。更に、ガラス粉末の平均粒径は50μm以下であることがより望ましく、10μm以下であることがさらに望ましい。なお、下限は特に制限されないが、0.01μm以上であることが好ましい。
ここで、ガラスの平均粒径は、体積平均粒子径を表し、レーザー散乱回折法粒度分布測定装置等により測定することができる。
最初に原料を秤量し、るつぼに充填する。るつぼの材質としては白金、白金-ロジウム、イリジウム、アルミナ、石英、炭素等が挙げられるが、溶融温度、雰囲気、溶融物質との反応性、不純物の混入等を考慮して適宜選ばれる。
次に、電気炉でガラス組成に応じた温度で加熱し融液とする。このとき融液が均一となるよう攪拌することが望ましい。
続いて得られた融液をジルコニア基板やカーボン基板等の上に流し出して融液をガラス化する。
最後にガラスを粉砕し粉末状とする。粉砕にはジェットミル、ビーズミル、ボールミル等公知の方法が適用できる。
次に、分散媒について説明する。
分散媒とは、組成物中において上記ガラス粉末を分散させる媒体である。具体的に分散媒としては、バインダーや溶剤などが採用される。
バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアミド類、ポリビニルピロリドン、ポリ(メタ)アクリル酸類、ポリエチレンオキサイド類、ポリスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、セルロースエーテル類、セルロース誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース、ゼラチン、澱粉及び澱粉誘導体、アルギン酸ナトリウム類、キサンタン及びキサンタン誘導体、グア及びグア誘導体、スクレログルカン及びスクレログルカン誘導体、トラガカント及びトラガカント誘導体、デキストリン及びデキストリン誘導体、(メタ)アクリル酸樹脂、(メタ)アクリル酸樹脂、(メタ)アクリル酸エステル樹脂(例えば、アルキル(メタ)アクリレート樹脂、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート樹脂等)、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、及びこれらの共重合体、並びに、シロキサン樹脂などを適宜選択しうる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
バインダーの分子量は特に制限されず、組成物としての所望の粘度を鑑みて適宜調整することが望ましい。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-iso-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、メチル-iso-ブチルケトン、メチル-n-ペンチルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジ-iso-ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4-ペンタンジオン、アセトニルアセトン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、メチル-n-プロピルエーテル、ジ-iso-プロピルエーテル、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールメチル-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチル-n-ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエチルエーテル、トリエチレングリコールメチル-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチル-n-ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールメチル-n-ヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル-n-ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチル-n-ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジメチルエーテル、テトラプロピレングリコールジエチルエーテル、テトラジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル、テトラプロピレングリコールメチル-n-ヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコールジ-n-ブチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸n-ペンチル、酢酸sec-ペンチル、酢酸3-メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸2-(2-ブトキシエトキシ)エチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸ジエチレングリコールメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールエチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸i-アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ-n-ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル、エチレングリコールメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等のエステル系溶剤;アセトニトリル、N-メチルピロリジノン、N-エチルピロリジノン、N-プロピルピロリジノン、N-ブチルピロリジノン、N-ヘキシルピロリジノン、N-シクロヘキシルピロリジノン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤;メタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、sec-ペンタノール、t-ペンタノール、3-メトキシブタノール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノール、sec-ヘキサノール、2-エチルブタノール、sec-ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、sec-オクタノール、n-ノニルアルコール、n-デカノール、sec-ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec-テトラデシルアルコール、sec-ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のアルコール系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル系溶剤;α-テルピネン、α-テルピネオール、ミルセン、アロオシメン、リモネン、ジペンテン、α-ピネン、β-ピネン、ターピネオール、カルボン、オシメン、フェランドレン等のテルペン系溶剤;水が挙げられる。これらは1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。n型拡散層形成組成物とした場合、基板への塗布性の観点から、α-テルピネオール、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、酢酸2-(2-ブトキシエトキシ)エチルが好ましい。
n型拡散層形成組成物の粘度は、塗布性を考慮して、10mPa・s以上1000000mPa・s以下であることが好ましく、50mPa・s以上500000mPa・s以下であることがより好ましい。
前記p型拡散層形成組成物は、p型不純物を含むガラス粉末の少なくとも1種と、分散媒の少なくとも1種と、を含有し、更に塗布性などを考慮してその他の添加剤を必要に応じて含有してもよい。
ここで、p型拡散層形成組成物とは、p型不純物を含有し、シリコン基板に塗布した後に、このp型不純物を熱拡散することでp型拡散層を形成することが可能な材料をいう。p型拡散層形成組成物を用いることで、所望の部位にp型拡散層が形成される。
また、ガラス粉末中のp型不純物は焼成中でも揮散しにくいため、揮散ガスの発生によってp型拡散層形成組成物を付与した部分のみでなく裏面や側面にまでp型拡散層が形成されるということが抑制される。この理由として、p型不純物がガラス粉末中の元素と結合しているか、又はガラス中に取り込まれているため、揮散しにくいものと考えられる。
前記p型不純物とは、シリコン基板中に拡散することによってp型拡散層を形成することが可能な元素である。p型不純物としては第13族の元素が使用でき、例えばB(ホウ素)、Al(アルミニウム)、及びGa(ガリウム)などが挙げられる。
p型不純物含有物質としては、B2O3、Al2O3、及びGa2O3が挙げられ、B2O3、Al2O3及びGa2O3から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
また、p型不純物を含むガラス粉末は、必要に応じて成分比率を調整することによって、溶融温度、軟化点、ガラス転移点、化学的耐久性等を制御することが可能である。
更に以下に記すガラス成分物質を含むことが好ましい。
p型不純物を含むガラス粉末の具体例としては、前記p型不純物含有物質と前記ガラス成分物質の双方を含むが挙げられ、B2O3-SiO2系(p型不純物含有物質-ガラス成分物質の順で記載、以下同様)、B2O3-ZnO系、B2O3-PbO系、B2O3単独系等のp型不純物含有物質としてB2O3を含む系、Al2O3-SiO2系等のp型不純物含有物質としてAl2O3を含む系、Ga2O3-SiO2系、系等のp型不純物含有物質としてGa2O3を含む系などのガラス粉末が挙げられる。
また、Al2O3-B2O3系、Ga2O3-B2O3系等のように、2種類以上のp型不純物含有物質を含むガラス粉末でもよい。
上記では1成分ガラスあるいは2成分を含む複合ガラスを例示したが、B2O3-SiO2-Na2O等、3成分以上の物質を含むガラス粉末でもよい。
ガラス粉末の形状としては、略球状、扁平状、ブロック状、板状、および鱗片状等が挙げられ、n型拡散層形成組成物とした場合の基板への塗布性や均一拡散性の点から略球状、扁平状、または板状であることが望ましい。p型不純物を含むガラス粉末の平均粒径は、100μm以下であることが望ましい。100μm以下の平均粒径を有するガラス粉末を用いた場合には、平滑な塗膜が得られやすい。更に、ガラス粉末の平均粒径は50μm以下であることがより望ましく、10μm以下がさらに望ましい。なお、下限は特に制限されないが、0.01μm以上であることが好ましい。
またp型拡散層形成組成物中の分散媒の含有比率は、塗布性、p型不純物濃度を考慮し決定される。
p型拡散層形成組成物の粘度は、塗布性を考慮して、10mPa・S以上1000000mPa・S以下であることが好ましく、50mPa・S以上500000mPa・S以下であることがより好ましい。
まず、シリコン基板の表面にあるダメージ層を、酸性あるいははアルカリ性の溶液を用いてエッチングして除去する。
次に、シリコン基板の一方の表面に珪素の酸化物膜あるいは珪素の窒化物膜からなる保護膜を形成する。ここで、珪素の酸化物膜は、たとえばシランガスと酸素を用いた常圧CVD法により形成することができる。また、珪素の窒化物膜は、たとえば、シランガス、アンモニアガス及び窒素ガスを用いたプラズマCVD法により形成することができる。
続いて、シリコン基板をフッ酸に浸漬させることによって、保護膜をエッチング除去する。
上記のテクスチャ構造の形成工程は、後述する拡散層の形成後に行なってもよい。
前記第1の領域及び第2の領域の形状及び大きさは特に制限されず、裏面電極型太陽電池で通常採用されるn型拡散層及びp型拡散層の形状及び大きさから適宜選択することができる。
またシリコン基板の裏面上の第2の領域にはp型拡散層形成組成物が付与される。第2の領域の形状及び大きさは、例えば、形成されるp型拡散層の形状及び大きさに応じて適宜選択される。形状としては例えば、ライン状とすることができる。またライン幅は例えば、500μm~900μmとすることができる。
第1の領域及び第2の領域に所定の間隔が設けることで、構成される裏面電極型太陽電池の発電効率を向上させることができる。
前記n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物の付与量としては特に制限はない。例えば、ガラス粉末量として0.01g/m2~100g/m2とすることができ、0.1g/m2~10g/m2であることが好ましい。ここでn型拡散層形成組成物の付与量及びp型拡散層形成組成物の付与量は、n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物の構成や、形成されるn型拡散層及びp型拡散層における不純物濃度に応じて、それぞれ独立に適宜選択することができる。
加熱工程は、n型拡散層形成組成物又はp型拡散層形成組成物の付与後にそれぞれ行ってもよいし、両方をそれぞれ付与した後に行ってもよい。
本発明においては、前記n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物を用いることで、所望の形状に精度よくn型拡散層及びp型拡散層を形成することができ、さらに後述する保護層を設けなくても、拡散が不要領域にn型拡散層又はp型拡散層が形成されることを抑制できる。
熱処理温度はn型拡散層及びp型拡散層を形成可能であれば特に制限されないが、800℃以上1100℃以下であることが好ましく、さらに850℃以上1100℃以下が好ましく、900℃以上1100℃以下がより好ましい。
前記保護層は、シリコン基板の裏面上であって、前記第1の領域、第2の領域、並びに、第1の領域及び第2の領域以外の第3の領域から選択される少なくとも1つの領域の上に設けられる。すなわち、n型拡散層形成組成物が付与された第1の領域の上、及び、p型拡散層形成組成物が付与された第2の領域の上の少なくとも一方、第3の領域の上、または裏面の全面に保護層が設けられる。
ここで第3の領域に保護層を設ける場合は、n型拡散層形成組成物又はp型拡散層形成組成物が付与される前に保護層を設けてもよい。
また、シランガスと酸素ガスとを用いて常圧CVD法によって珪素の酸化物膜からなる保護層を形成することもできる。
具体的には例えば、裏面に形成されたパッシベーション膜の一部を除去することによって、n型拡散層及びp型拡散層のそれぞれの表面の一部を露出させる。ここで、パッシベーション膜の除去は、従来から公知の方法が用いられる。
そして、露出したn型拡散層の表面上にn電極を形成し、また露出したp型拡散層の表面上にp電極を形成することによって、裏面電極型太陽電池が製造される。n電極およびp電極は、n型拡散層およびp型拡散層のそれぞれの露出表面上に銀を含む電極材料を塗布し、乾燥および/または焼成することによって形成することができる。また、その他に、蒸着法を用いて、n電極およびp電極を形成することも可能である。
粒子形状が略球状で、平均粒径が0.25μm、軟化温度が約800℃のガラス粉末(P2O5、SiO2、CaOを主成分とし、それぞれ50%、43%、7%)、エチルセルロース、テルピネオールをそれぞれ10g、4g、86g混合してペースト化し、n型拡散層形成組成物を作製した。
続いて、粒子形状が略球状で、平均粒径が1.5μm、軟化温度が約810℃のガラス粉末(B2O3、SiO2、CaO、MgO、BaOを主成分とし、それぞれ30%、40%、10%、10%、10%)、エチルセルロース、テルピネオールをそれぞれ、20g、4g、76g混合してペースト化し、p型拡散層形成組成物を作製した。
次に、大気中で950℃で10分間熱処理し、n型不純物及びp型不純物をシリコン基板中に拡散させ、n型拡散層及びp型拡散層を形成した。
続いて、シリコン基板の表面に残存したガラス層をフッ酸によって除去した。
尚SIMS測定は、CAMECA社製IMS-7Fを用いて、O2 +及びCs+を一次イオンとして行なった。
実施例1において、脱バインダー処理後、拡散層形成組成物塗布面の全面に、保護膜として珪素の酸化物膜を常圧CVD法により300nmの厚さに形成し、窒素雰囲気で熱処理した以外は、実施例1と同様にして、n型拡散層及びp型拡散層を形成した。続いて、シリコン基板の表面に残存したガラス層をフッ酸によって除去した。
次に、上記と同様SIMS測定により、シリコン基板への不純物の拡散状態を確認した。n型拡散層形成組成物塗布部には表面から約0.7μmまでP(リン)が拡散していた。また、p型拡散層形成組成物塗布部には表面から約0.6μmまでB(ほう素)が拡散していた。それに対して、拡散層形成組成物未塗布部にはP(リン)、B(ほう素)ともに拡散していなかった。
上記で得られたn型拡散層及びp型拡散層が形成されたシリコン基板を用い、常法により、n型拡散層上にn電極を、p型拡散層上にp電極をそれぞれ形成して、裏面電極型太陽電池を作製した。得られた裏面電極型太陽電池は、良好な光変換特性を示した。
Claims (7)
- 半導体基板の一方の面上の第1の領域に、n型不純物を含むガラス粉末と分散媒とを含有するn型拡散層形成組成物を付与する工程と、
前記半導体基板の前記第1の領域が設けられる面上であって、前記第1の領域以外の第2の領域に、p型不純物を含むガラス粉末と分散媒とを含有するp型拡散層形成組成物を付与する工程と、
前記n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を熱処理してn型拡散層及びp型拡散層を形成する熱拡散工程と、
前記n型拡散層が形成された第1の領域及びp型拡散層が形成された第2の領域のそれぞれに電極を形成する工程と、
を含む、太陽電池の製造方法。 - 半導体基板の一方の面上の第1の領域に、n型不純物を含むガラス粉末と分散媒とを含有するn型拡散層形成組成物を付与する工程と、
前記半導体基板の前記第1の領域が設けられる面上であって、前記第1の領域以外の第2の領域に、p型不純物を含むガラス粉末と分散媒とを含有するp型拡散層形成組成物を付与する工程と、
前記n型拡散層形成組成物及びp型拡散層形成組成物が付与された半導体基板を熱処理してn型拡散層及びp型拡散層を形成する熱拡散工程と、
前記熱拡散工程の前に、前記半導体基板の前記第1の領域及び第2の領域が設けられる面上であって、前記第1の領域、第2の領域、並びに、第1の領域及び第2の領域以外の第3の領域から選択される少なくとも1つの領域の上に、保護層を設ける工程と、
前記n型拡散層が形成された第1の領域及びp型拡散層が形成された第2の領域のそれぞれに電極を形成する工程と、
を含む、太陽電池の製造方法。 - 前記保護層は、酸化物膜である請求項2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記n型不純物は、P(リン)及びSb(アンチモン)から選択される少なくとも1種の元素を含む請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記p型不純物は、B(ほう素)、Al(アルミニウム)及びGa(ガリウム)から選択される少なくとも1種の元素を含む請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記n型不純物を含むガラス粉末は、P2O3、P2O5及びSb2O3から選択される少なくとも1種のn型不純物含有物質と、
SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2、TiO2、及びMoO3から選択される少なくとも1種のガラス成分物質と、
を含有する請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記p型不純物を含むガラス粉末は、B2O3、Al2O3及びGa2O3から選択される少なくとも1種のp型不純物含有物質と、
SiO2、K2O、Na2O、Li2O、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V2O5、SnO、ZrO2、TiO2、及びMoO3から選択される少なくとも1種のガラス成分物質と、
を含有する請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。
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