JP2014112600A - Method for manufacturing back-electrode-type solar cell and back-electrode-type solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池に関する。 The present invention relates to a manufacturing method of a back electrode type solar cell and a back electrode type solar cell.
太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽電池は、近年、特に地球環境問題の観点から次世代のエネルギー源としての期待が高まっている。太陽電池としては、化合物半導体を使ったもの、および有機材料を使ったものなど、様々な種類があるが、近年の主流は、シリコン結晶を用いたものである。 In recent years, solar cells that directly convert solar energy into electrical energy have been increasingly expected as next-generation energy sources, particularly from the viewpoint of global environmental problems. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors and those using organic materials, but the mainstream in recent years is that using silicon crystals.
その中で、一般的な太陽電池は、太陽光を受ける受光面側には電極が設けられ、裏面には逆極性用の電極が設けられている構造を有するものである。このような構造を有する太陽電池においては、受光面側に設けられた電極は電流の取り出しのために必要である。しかしながら、受光面側の電極の下方の部分には太陽光が遮光されてしまうため、当該下方の部分では発電しない。したがって、電極面積が大きい場合には、太陽電池の変換効率が低下することになる。このような、太陽電池の受光面側の電極による損失は、シャドウロスと呼ばれている。この電極による損失を低減するために電極パターンを微細にする開発が行われている。 Among them, a general solar cell has a structure in which an electrode is provided on the light receiving surface side that receives sunlight, and an electrode for reverse polarity is provided on the back surface. In the solar cell having such a structure, the electrode provided on the light receiving surface side is necessary for extracting current. However, since sunlight is shielded in the lower part of the electrode on the light receiving surface side, power is not generated in the lower part. Therefore, when the electrode area is large, the conversion efficiency of the solar cell is lowered. Such a loss due to the electrode on the light receiving surface side of the solar cell is called a shadow loss. In order to reduce the loss due to this electrode, developments have been made to make the electrode pattern fine.
これに対し、受光面に電極がなく、P型領域用の電極およびN型領域用の電極の両方を裏面に形成した太陽電池も存在しており、裏面電極型太陽電池と呼ばれている。裏面電極型太陽電池においては、受光面に電極がないために、電極によるシャドウロスがなく、入射してくる太陽光のほぼ全てを基板内に取り込むことができるため、原理的には高効率が実現可能である。しかしながら、裏面電極型太陽電池は、両極の電極と拡散領域をパターニングして裏面に形成する必要があるため、製造プロセスが、従来の太陽電池よりも複雑化してしまう。製造プロセスの複雑化は、必然的に製造コストを増加させると共に、量産性を低下させるため、商業用として大量生産することが難しくなる。またN型基板を用いた場合は、P型領域を広く、基板よりN型不純物濃度が高い領域を狭くするほうが太陽電池の変換効率を向上し得ることが知られており、微細パターンの形成が必要となる。微細加工はさらに製造プロセスの複雑さをきたすこととなる。 On the other hand, there is a solar cell in which there is no electrode on the light receiving surface and both the electrode for the P-type region and the electrode for the N-type region are formed on the back surface, which is called a back electrode type solar cell. In the back electrode type solar cell, since there is no electrode on the light receiving surface, there is no shadow loss due to the electrode, and almost all of the incident sunlight can be taken into the substrate. It is feasible. However, since the back electrode type solar cell needs to be formed on the back surface by patterning electrodes and diffusion regions of both electrodes, the manufacturing process becomes more complicated than the conventional solar cell. The complexity of the manufacturing process inevitably increases the manufacturing cost and decreases the mass productivity, making it difficult to mass-produce for commercial use. In addition, when an N-type substrate is used, it is known that the conversion efficiency of the solar cell can be improved by widening the P-type region and narrowing the region where the N-type impurity concentration is higher than that of the substrate. Necessary. Microfabrication further increases the complexity of the manufacturing process.
そこで、たとえば特許文献1では、エッチングペーストなどを使用した製造方法が開発されている。
Therefore, for example, in
しかしながら、エッチングペーストなどを印刷によりパターニングする方法では、特に細線化が求められるN型領域を250μm以下にパターニングすることは線幅精度が±30μm程度は存在するため困難である。またP型領域、N型領域、電極等の複数の工程に対し適用する必要があるため、変換効率や歩留まりを低下させる要因となっている。 However, in a method of patterning an etching paste or the like by printing, it is difficult to pattern an N-type region that is particularly required to be thinned to 250 μm or less because the line width accuracy is about ± 30 μm. In addition, since it is necessary to apply to a plurality of processes such as a P-type region, an N-type region, and an electrode, it is a factor that reduces conversion efficiency and yield.
上記のように、裏面電極型太陽電池において裏面側に微細なパターニングを実施することは太陽電池の変換効率を向上させるために重要であるが、従来、微細なパターニングを実施するためには、P型領域、N型領域、電極のパターニングを独立に実施したり、複雑な熱酸化・エッチング工程が必要であった。 As described above, it is important to perform fine patterning on the back surface side in a back electrode type solar cell in order to improve the conversion efficiency of the solar cell. Conventionally, in order to perform fine patterning, P The patterning of the mold region, the N-type region, and the electrode was performed independently, and a complicated thermal oxidation / etching process was required.
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、パターン形成工程を減少させ、量産性の高い裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a back electrode type solar cell and a back electrode type solar cell that reduce the pattern forming process and have high mass productivity.
本発明は、基板の裏面に第1導電型の不純物を拡散させて第1導電型領域を形成する工程と、前記第1導電型領域の一部を除去する工程と、前記第1導電型領域が除去された部分の少なくとも一部に第2導電型の不純物を拡散させて第2導電型領域を形成する工程と、を有する裏面電極型太陽電池の製造方法である。 The present invention includes a step of diffusing impurities of a first conductivity type on a back surface of a substrate to form a first conductivity type region, a step of removing a part of the first conductivity type region, and the first conductivity type region. And forming a second conductivity type region by diffusing impurities of the second conductivity type into at least a part of the portion from which is removed.
また、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法において、前記第1導電型領域の一部を除去する工程にて、レーザ光照射により前記第1導電型領域を除去することができる。 In the method for manufacturing a back electrode type solar cell of the present invention, the first conductivity type region can be removed by laser light irradiation in the step of removing a part of the first conductivity type region.
また、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法において、前記第1導電型領域を形成する工程は、第2導電型の前記基板に前記第1導電型領域を形成する工程であることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the back electrode type solar cell of the present invention, the step of forming the first conductivity type region is preferably a step of forming the first conductivity type region on the second conductivity type substrate. .
また、本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法において、前記第1導電型領域の一部を除去する工程にて、前記基板の厚み方向の除去量は、前記基板の厚さの10%未満であることが好ましい。 In the method for manufacturing a back electrode type solar cell according to the present invention, in the step of removing a part of the first conductivity type region, the removal amount in the thickness direction of the substrate is less than 10% of the thickness of the substrate. It is preferable that
また、本発明は、上記に記載の裏面電極型太陽電池の製造方法により製造された裏面電極型太陽電池であって、前記基板に前記レーザ光の照射跡を有する、裏面電極型太陽電池である。 Moreover, this invention is a back electrode type solar cell manufactured by the manufacturing method of the back electrode type solar cell as described above, and has the irradiation trace of the laser beam on the substrate. .
ここで、導電型はP型とN型があり、第1導電型がP型である場合には、第2導電型がN型となり、第1導電型がN型である場合には、第2導電型がP型となる。 Here, there are P-type and N-type conductivity, when the first conductivity type is P-type, the second conductivity type is N-type, and when the first conductivity type is N-type, The two conductivity type is P type.
本発明において、基板の裏面に第1導電型領域を形成して、その一部を除去して、第2導電型領域を形成することにより、第1導電型領域を形成する前にパターンを形成する必要がなく、量産性の高い裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池を提供することができる。 In the present invention, a pattern is formed before forming the first conductivity type region by forming a first conductivity type region on the back surface of the substrate and removing a part thereof to form a second conductivity type region. Therefore, it is possible to provide a manufacturing method of a back electrode type solar cell and a back electrode type solar cell with high mass productivity.
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
<本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法>
以下、図1に基づいて本発明の裏面電極型太陽電池の製造方法を説明する。
<The manufacturing method of the back electrode type solar cell of this invention>
Hereinafter, based on FIG. 1, the manufacturing method of the back electrode type solar cell of this invention is demonstrated.
(保護層を形成する工程)
まず、基板1を準備する。基板1は受光面にテクスチャ構造が形成されていてもよい。ここで、基板1のテクスチャエッチングは、たとえば、数%の水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウム溶液に数%のイソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液を70〜80℃に加熱した溶液を用いて、基板1の受光面をエッチングすることなどにより行なうことができる。
(Step of forming a protective layer)
First, the
次に、図1(a)に示すように、基板1の受光面に保護層3を形成する。保護層3の形成方法は、特に限定されていないが、たとえば、APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)による方法、あるいは、水蒸気雰囲気中で熱酸化処理する方法、あるいは、マスク材料を含む溶液を塗布後乾燥して焼成を行う方法などを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 1A, the
上記基板1としては、P型、N型のどちらでもよく、種類に限定されるものではないが、便宜上、N型のシリコン基板を用いて説明する。基板1としてN型のシリコン基板を用いる場合には、所望の厚さにスライスされたシリコンウエハのスライスダメージを除去するため、片面につき10〜20μm程度の厚さをフッ酸と硝酸の混酸若しくは水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液でエッチングしたものを用いることができる。基板1の大きさおよび形状は、特に限定されていないが、厚さを100〜300μmとし、外形を1辺100〜150mmの擬似四角形の表面を有するものとすることができる。また、基板1におけるN型不純物濃度は、たとえば、1×1015個/cm3以上1×1016個/cm3以下とすることができる。
The
上記保護層3としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえばSiO2層などの酸化物層を用いることができる。また、窒化物層としては、たとえばSiNなどの窒化物層を用いることができる。したがって、保護層3としては、たとえば、SiO2層の単層、SiN層の単層、またはSiO2層とSiN層との積層体などを用いることができる。保護層3の厚さは、特に限定されていないが、たとえば、50nm以上400nm以下の厚さとすることができる。
As the
(第1導電型領域を形成する工程)
図1(b)に示すように、基板1の裏面に第1導電型の不純物を拡散させて第1導電型領域6を形成する。第1導電型の不純物はP型、N型のどちらでもよいが、好ましくは基板1の導電型と異なる導電型である。ここでは、便宜上、P型を用いて説明する。基板1の裏面は図1(b)では全面としたが、面方向の一部としてよい。P型領域6の形成方法は、たとえば、ホウ素拡散源であるPBFを非受光にスピンコーティングで塗布する塗布拡散方法により行なうことができるが、これに限定されるものではなく、BBr3を用いた気相拡散方法等により行なうこともできる。
(Process of forming first conductivity type region)
As shown in FIG. 1B, a first
なお、塗布拡散方法によりP型領域を形成する場合には、たとえば100℃〜200℃の温度で乾燥処理を行い、その後、800℃〜1000℃の温度で熱拡散処理を行うことにより、P型不純物を拡散することが好ましい。第1導電型領域6におけるP型不純物濃度は1×1019個/cm3以上1×1021個/cm3以下が好ましい。
When forming the P-type region by the coating diffusion method, for example, a drying process is performed at a temperature of 100 ° C. to 200 ° C., and then a thermal diffusion process is performed at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. It is preferable to diffuse impurities. The P-type impurity concentration in the first
また、第1導電型領域6の厚さは50nm〜500nmであることが好ましい。
(拡散防止マスク層を形成する工程)
図1(c)に示すように、基板1の第1導電型領域6の上に拡散防止マスク層2を形成する。拡散防止マスク層2の形成方法は、特に限定されていないが、たとえば、APCVDによる方法、あるいは、水蒸気雰囲気中で熱酸化処理する方法、あるいは、マスク材料を含む溶液を塗布後乾燥して焼成を行う方法などを用いることができる。
Moreover, it is preferable that the thickness of the 1st conductivity type area |
(Step of forming a diffusion prevention mask layer)
As shown in FIG. 1C, a diffusion prevention mask layer 2 is formed on the first
拡散防止マスク層2としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえばSiO2層などの酸化物層を用いることができる。また、窒化物層としては、たとえばSiNなどの窒化物層を用いることができる。したがって、拡散防止マスク層2としては、たとえば、SiO2層の単層、SiN層の単層、またはSiO2層とSiN層との積層体などを用いることができる。拡散防止マスク層2の厚さは、特に限定されていないが、たとえば、50nm以上400nm以下の厚さとすることができる。 As the diffusion preventing mask layer 2, for example, at least one of an oxide layer and a nitride layer can be used. As the oxide layer, for example, an oxide layer such as a SiO 2 layer can be used. Further, as the nitride layer, for example, a nitride layer such as SiN can be used. Therefore, as the diffusion prevention mask layer 2, for example, a single layer of SiO 2 layer, a single layer of SiN layer, or a laminate of SiO 2 layer and SiN layer can be used. Although the thickness of the diffusion preventing mask layer 2 is not particularly limited, it can be set to a thickness of 50 nm to 400 nm, for example.
(第1導電型領域の一部を除去する工程)
図1(d)に示すように、まず拡散防止マスク層2の一部を除去し、その後拡散防止マスク層2を除去した領域の基板の一部を除去して除去部4を形成する。拡散防止マスク層2の除去方法は、特に限定されていないが、拡散防止マスク層2の除去された領域に第2導電型領域が形成され、拡散防止マスク層2が残っている領域が最終的には第1導電型領域となるので、拡散防止マスク層2の除去精度が第1導電型領域6及び第2導電型領域5のパターニング精度となり、高い加工精度を安価に形成する観点からは、レーザ光を照射して除去する方法が好ましい。
(Step of removing a part of the first conductivity type region)
As shown in FIG. 1D, first, a part of the diffusion preventing mask layer 2 is removed, and then a part of the substrate in the region where the diffusion preventing mask layer 2 is removed is removed to form the removal portion 4. The method for removing the diffusion prevention mask layer 2 is not particularly limited, but the second conductivity type region is formed in the removed region of the diffusion prevention mask layer 2 and the region where the diffusion prevention mask layer 2 remains is finally formed. Therefore, the removal accuracy of the anti-diffusion mask layer 2 becomes the patterning accuracy of the first
ここで、レーザ光の照射箇所は、除去部4に相当する。レーザ光の照射により拡散防止マスク層2の一部とともに第1導電型領域6の一部を除去する観点からはパルス幅が1〜100nsのナノ秒パルスレーザ光を用いることが好ましい。また、レーザ光の照射箇所における基板1の熱による溶融変形を抑制する観点からは、拡散防止マスク層1の除去にパルス幅が100ps以下のピコ秒パルスレーザ光を用いることが好ましい。さらに、拡散防止マスク層2のパターニングをより高精度に、かつより高効率で行ない、基板1の熱による溶融変形をより効果的に抑える観点からは、パルスレーザ光の波長が100nm以上1000nm以下であることが好ましい。
Here, the irradiated portion of the laser beam corresponds to the removing unit 4. From the viewpoint of removing a part of the first
拡散防止マスク層2をレーザ光の照射によりパターニングする場合には、フォトリソグラフィを用いて拡散防止マスク層2をパターニングする場合と比較して、フォトレジスト塗布、パターン露光、現像およびフォトレジスト剥離などの工程が不要となるため、製造工程を簡略化することができる。さらに、エッチングペーストおよびフォトレジストなどの材料が不要となるため、太陽電池セルの製造コストも低減することができる。 When patterning the diffusion prevention mask layer 2 by laser light irradiation, compared with the case of patterning the diffusion prevention mask layer 2 using photolithography, photoresist coating, pattern exposure, development, photoresist stripping, etc. Since a process becomes unnecessary, a manufacturing process can be simplified. Furthermore, since materials such as an etching paste and a photoresist are not necessary, the manufacturing cost of the solar battery cell can be reduced.
また、上記の方法により拡散防止マスク層2を除去する場合、拡散防止マスク層2はその除去部4に対応する部分を厚さ方向で完全に除去する必要があるが、第1導電型領域6は、完全に除去しても一部残ってもよい。第1導電型領域6が一部残った場合には、HF等にてエッチングすることにより、第1導電型領域6の残渣と加工ダメージを除去することができる。
Further, when the diffusion prevention mask layer 2 is removed by the above method, it is necessary to completely remove the portion corresponding to the removal portion 4 in the thickness direction of the diffusion prevention mask layer 2. May be removed completely or partially. If a portion of the first
ここで、第1導電型領域6の除去による基板1の厚み方向の除去量は、基板1の厚さの10%未満であることが好ましい。基板の厚み方向の除去量が基板の厚さの10%以上であると、エッチング深さが大きくなってウエハの強度を低下させる恐れがあり、好ましくない。
Here, the removal amount in the thickness direction of the
(第2導電型領域を形成する工程)
図1(e)に示すように、第1導電型領域6が除去された部分(図1(e)では除去部4)の少なくとも一部に第2導電型の不純物を拡散させて第2導電型領域5を形成する。ここでは、第2導電型の不純物として、N型を用いて説明する。N型領域5の形成は、たとえば、POCl3雰囲気で熱拡散処理することにより行なうことができるが、これに限定されるものではなく、拡散材料を含む材料をスピンコート法や印刷法により塗布した後、150℃〜200℃程度で乾燥処理を行い、その後、800℃〜900℃程度に設定したチューブ炉で熱拡散処理を行うことにより行なうこともできる。第2導電型領域5におけるN型不純物濃度は基板1におけるN型不純物濃度より高くなるようにし、さらに1×1019個/cm3以上1×1021個/cm3以下であることが好ましい。
(Step of forming second conductivity type region)
As shown in FIG. 1E, the second conductivity type is diffused by diffusing impurities of the second conductivity type into at least a part of the portion where the first
また、第2導電型領域5の厚さは50nm〜300nmであることが好ましい。
(パッシベーション層を形成する工程)
まず、保護層3と拡散防止マスク層2を除去し、その後図1(f)に示すように、基板1の裏面側および受光面側のそれぞれにパッシベーション層7および8を形成する。
The thickness of the second conductivity type region 5 is preferably 50 nm to 300 nm.
(Step of forming a passivation layer)
First, the
パッシベーション層7および8としては、それぞれ、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、パッシベーション層7および8としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。 As the passivation layers 7 and 8, for example, at least one of an oxide layer and a nitride layer can be used, respectively. As the oxide layer, for example, a silicon oxide layer or the like can be used. As the nitride layer, for example, a silicon nitride layer can be used. Therefore, as the passivation layers 7 and 8, for example, a single layer of a silicon oxide layer, a single layer of a silicon nitride layer, or a stacked body of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer can be used.
ここで、酸化シリコン層としては、たとえば、スチーム酸化法、APCVD法、SOGの塗布・焼成により形成された厚さ300nm以上800nm以下のものを用いることができる。また、窒化シリコン層としては、たとえば、プラズマCVD法またはAPCVD法で形成された厚さ60nm以上100nmのものを用いることができる。 Here, as the silicon oxide layer, for example, a layer formed by steam oxidation method, APCVD method, SOG coating / firing and having a thickness of 300 nm to 800 nm can be used. As the silicon nitride layer, for example, a layer formed by plasma CVD or APCVD and having a thickness of 60 nm to 100 nm can be used.
(コンタクトホールを形成する工程)
図1(g)に示すように、パッシベーション層7にコンタクトホール9、10を形成して、コンタクトホール9から第1導電型領域6の表面を露出させ、コンタクトホール10から第2導電型領域5の表面を露出させる。コンタクトホール9、10の形成方法は、特に限定されないが、上述の短パルスレーザ光の照射によって形成することが好ましい。この場合には、上述したように、太陽電池セルの製造工程を簡略化することができるとともに、製造コストを低減することができ、さらには高い変換効率が実現可能な太陽電池セルを作製することができる。
(Process for forming contact holes)
As shown in FIG. 1G, contact holes 9 and 10 are formed in the passivation layer 7 to expose the surface of the first
(電極を形成する工程)
図1(h)に示すように、パッシベージョン層7に、コンタクトホール9を通じて第1導電型領域6の表面に接触する第1電極11を形成し、コンタクトホール10を通じて第2導電型領域5の表面に接触する第2電極12を形成する。第1電極11および第2電極12の形成は、たとえば、銀ペーストを塗布した後に、500℃以上600℃以下の温度で焼成することなどにより行なうことができる。
(Process for forming electrodes)
As shown in FIG. 1 (h), a
<本発明の裏面電極型太陽電池>
以上のようにして、受光面の反対側である裏面にPN接合が形成された裏面電極型太陽電池が得られる。本発明の裏面電極型太陽電池は、レーザ光によって拡散防止マスク層2と第1導電型領域6が一工程で除去される形態も含まれており、この場合、基板1にレーザ光の照射跡を有することがある。
<Back Electrode Type Solar Cell of the Present Invention>
As described above, a back electrode type solar cell in which a PN junction is formed on the back surface opposite to the light receiving surface is obtained. The back electrode type solar cell of the present invention includes a mode in which the diffusion prevention mask layer 2 and the first
<実施例1>
以下、図1に基づいて、本実施例を説明する。
<Example 1>
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG.
受光面側にランダムテクスチャが形成された150μm厚のN型単結晶シリコン基板1の受光面側に、APCVD法により150nmの保護層3を形成した。
A
次に、PBFを非受光全面にスピンコーティングで塗布した。150℃〜200℃程度で乾燥処理を行い、その後、800℃〜900℃程度に設定したチューブ炉で熱拡散処理を行うことにより拡散処理を行なった。この拡散処理により厚さ約100nmのP型領域6が形成された。
Next, PBF was applied to the entire non-light-receiving surface by spin coating. A drying process was performed at about 150 ° C. to 200 ° C., and then a diffusion process was performed by performing a thermal diffusion process in a tube furnace set at about 800 ° C. to 900 ° C. By this diffusion treatment, a P-
上記P型領域6が形成された基板1を水蒸気雰囲気下で約900℃にて熱酸化処理を行い、基板1の裏面に約200nmの拡散防止マスク層2を形成した。この段階では特にパターニングをせず、基板の裏面にP型領域6と拡散防止マスク層2が形成されるようにした。
The
次に、パルス幅4ns、波長532nmのナノ秒パルスレーザ光を基板1の上から基板1の面方向の一部に照射し、レーザ光照射部の拡散防止マスク層2とP型領域6を除去した。これにより、レーザ光照射部にのみP型不純物が拡散されていないシリコン基板1が露出された。シリコン基板1の露出部にはレーザ照射跡が残った。
Next, a nanosecond pulsed laser beam having a pulse width of 4 ns and a wavelength of 532 nm is irradiated from above the
さらに、得られた基板1をチューブ炉に入れ、POCl3の雰囲気下で800℃〜900℃で熱拡散を行うことにより、レーザ光で形成した開口部にのみリンを拡散させてN型領域5を形成した。
Further, the obtained
保護層3、拡散防止マスク層2をHF処理にて除去したのち、裏面にSiO2膜をAPCVD法によりパッシベーション層7として形成した。受光面側はプラズマCVDにてSiN膜をパッシベーション層8として形成した。
After removing the
裏面のパッシベーション層7の一部をレーザ光照射によるパターニングにて除去し、この上にスクリーン印刷でAg電極11、12を形成することで裏面電極型太陽電池セルを製造した。
A part of the back surface passivation layer 7 was removed by patterning by laser light irradiation, and
<実施例2>
受光面側にランダムテクスチャが形成された150μm厚のN型単結晶シリコン基板1の受光面側に、APCVD法により150nmの保護層3を形成した。
<Example 2>
A
次に、PBFを非受光面全面にスピンコーティングで塗布した。150℃〜200℃程度で乾燥処理を行い、その後、800℃〜900℃程度に設定したチューブ炉で熱拡散処理を行うことにより拡散処理工程を行なった。この拡散処理により約100nmのP型領域6が形成された。
Next, PBF was applied to the entire non-light-receiving surface by spin coating. A drying treatment was performed at about 150 ° C. to 200 ° C., followed by a thermal diffusion treatment in a tube furnace set at about 800 ° C. to 900 ° C. By this diffusion treatment, a P-
得られた基板1を水蒸気雰囲気下で約900℃にて熱酸化処理を行い、基板の裏面に約200nmの拡散防止マスク層2を形成した。この段階では特にパターニングをせず、基板1の裏面にP型領域6と拡散防止マスク層2が形成されるようにした。
The obtained
次に、パルス幅15ps、波長355nmのピコ秒パルスレーザ光を基板1の上から基板1の面方向の一部に照射し、レーザ光照射部の拡散防止マスク層2を除去した。その後、HFエッチングにより、拡散防止マスク層が除去された部分のP型領域6を除去した。これにより、レーザ光照射部にのみP型不純物が拡散されていないシリコン基板1が露出された。
Next, a picosecond pulse laser beam having a pulse width of 15 ps and a wavelength of 355 nm was irradiated from above the
さらに、得られた基板1をチューブ炉に入れ、POCl3の雰囲気下で800℃〜900℃で熱拡散を行うことにより、レーザ光で形成した開口部にのみリンを拡散させてN型領域5を形成した。
Further, the obtained
保護層3、拡散防止マスク層2をHF処理にて除去したのち、裏面にSiO2膜をAPCVD法によりパッシベーション層7として形成した。受光面側はプラズマCVDにてSiN膜をパッシベーション層8として形成した。
After removing the
裏面のパッシベーション層7の一部をレーザ光照射によるパターニングにて除去し、この上にスクリーン印刷でAg電極11、12を形成することで裏面電極型太陽電池セルを製造した。
A part of the back surface passivation layer 7 was removed by patterning by laser light irradiation, and
<実施例3>
受光面側にランダムテクスチャが形成された150μm厚のN型単結晶シリコン基板1の受光面側に、APCVD法により150nmの保護層3を形成した。
<Example 3>
A
次に、PBFを非受光面全面にスピンコーティングで塗布した。150℃〜200℃程度で乾燥処理を行い、その後、800℃〜900℃程度に設定したチューブ炉で熱拡散処理を行うことにより拡散処理工程を行なった。この拡散処理により約100nmのP型領域6が形成された。
Next, PBF was applied to the entire non-light-receiving surface by spin coating. A drying treatment was performed at about 150 ° C. to 200 ° C., followed by a thermal diffusion treatment in a tube furnace set at about 800 ° C. to 900 ° C. By this diffusion treatment, a P-
得られた基板1を水蒸気雰囲気下で約900℃にて熱酸化処理を行い、基板の裏面に約200nmの拡散防止マスク層2を形成した。この段階では特にパターニングをせず、基板1の裏面にP型領域6と拡散防止マスク層2が形成されるようにした。
The obtained
次に、パルス幅15ps、波長355nmのピコ秒パルスレーザ光を基板1の上から基板1の面方向の一部に照射し、レーザ光照射部の拡散防止マスク層2を除去した。その後、パルス幅4ns、波長532nmのナノ秒パルスレーザ光の照射を行ない、拡散防止マスク層が除去された部分のP型領域6を除去した。これにより、レーザ光照射部にのみP型不純物が拡散されていないシリコン基板1が露出された。
Next, a picosecond pulse laser beam having a pulse width of 15 ps and a wavelength of 355 nm was irradiated from above the
さらに、得られた基板1をチューブ炉に入れ、POCl3の雰囲気下で800℃〜900℃で熱拡散を行うことにより、レーザ光で形成した開口部にのみリンを拡散させてN型領域5を形成した。
Further, the obtained
保護層3、拡散防止マスク層2をHF処理にて除去したのち、裏面にSiO2膜をAPCVD法によりパッシベーション層7として形成した。受光面側はプラズマCVDにてSiN膜をパッシベーション層8として形成した。
After removing the
裏面のパッシベーション層7の一部をレーザ光照射によるパターニングにて除去し、この上にスクリーン印刷でAg電極11、12を形成することで裏面電極型太陽電池セルを製造した。
A part of the back surface passivation layer 7 was removed by patterning by laser light irradiation, and
上記のように、実施の形態の裏面電極型太陽電池の製造方法によれば、第1導電型領域を形成する工程においてパターンを形成する必要がなく、量産性の高い裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池を提供することができる。 As described above, according to the manufacturing method of the back electrode type solar cell of the embodiment, it is not necessary to form a pattern in the step of forming the first conductivity type region, and the manufacturing of the back electrode type solar cell with high mass productivity is achieved. A method and a back electrode solar cell can be provided.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、裏面電極型太陽電池の製造方法および裏面電極型太陽電池に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for a manufacturing method of a back electrode type solar cell and a back electrode type solar cell.
1 基板、2 拡散防止マスク層、3 保護層、4 除去部、5 第2導電型領域(N型領域)、6 第1導電型領域(P型領域)、7,8 パッシベーション層、9,10 コンタクトホール、11 第1電極、12 第2電極。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1導電型領域の一部を除去する工程と、
前記第1導電型領域が除去された部分の少なくとも一部に第2導電型の不純物を拡散させて第2導電型領域を形成する工程と、
を有する裏面電極型太陽電池の製造方法。 Forming a first conductivity type region by diffusing impurities of the first conductivity type on the back surface of the substrate;
Removing a portion of the first conductivity type region;
Forming a second conductivity type region by diffusing a second conductivity type impurity into at least a part of the portion from which the first conductivity type region has been removed;
The manufacturing method of the back electrode type solar cell which has this.
前記基板に前記レーザ光の照射跡を有する、裏面電極型太陽電池。 A back electrode type solar cell manufactured by the method for manufacturing a back electrode type solar cell according to claim 2,
The back electrode type solar cell which has the irradiation trace of the said laser beam on the said board | substrate.
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