JP5236914B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池の製造方法に関し、特に、高い電気特性を有する太陽電池を安定して作製することができる太陽電池の製造方法に関する。
現在量産されている太陽電池の中では、シリコン基板の受光面にｎ電極を形成し、裏面にｐ電極を形成した両面電極型の太陽電池が多数を占めている。
しかしながら、両面電極型の太陽電池において受光面に形成されているｎ電極は太陽光の入射により発生した電流を外部に取り出すために不可欠なものである一方、ｎ電極の下方のシリコン基板には太陽光が入射しないためその部分においては電流が発生しない。
そこで、たとえば特許文献１には、太陽電池の受光面には電極を形成せず、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開示されている。
この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。
図１５の模式的断面図に、特許文献１に開示されている従来の裏面電極型太陽電池の概略の構成を示す。ここで、ｎ型シリコン基板１１０の裏面には高濃度のｐ型不純物が拡散されてなるｐ型ドーピング領域１１２と、ｎ型シリコン基板１１０の他の領域よりもｎ型不純物が高濃度に拡散されてなるｎ型ドーピング領域１１３とが向かい合って交互に配列されている。
そして、ｎ型シリコン基板１１０の受光面にはパッシベーション膜１１１が形成され、裏面にもパッシベーション膜１１８が形成されており、これらのパッシベーション膜によりキャリアの再結合が抑制されている。また、ｎ型シリコン基板１１０の裏面には、パッシベーション膜１１８の一部が除去されて、コンタクトホール１１６、１１７が形成されている。
そして、コンタクトホール１１６を通してｐ型ドーピング領域１１２上にｐ電極１１４が形成され、コンタクトホール１１７を通してｎ型ドーピング領域１１３にｎ電極１１５が形成されており、これらの電極から電流が取り出される。また、ｎ型シリコン基板１１０の受光面のパッシベーション膜１１１は反射防止膜としての機能も有している。
この裏面電極型太陽電池は、たとえば以下のようにして作製することができる。まず、ｎ型シリコン基板１１０の受光面および裏面にそれぞれ酸化シリコン膜を形成した後にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜を形成することによってパッシベーション膜１１１、１１８を形成する。
次に、フォトリソグラフィ技術を利用して、ｎ型シリコン基板１１０の裏面のパッシベーション膜１１８の一部を除去してコンタクトホール１１７を形成する。そして、ＣＶＤ法を用いて、ｎ型シリコン基板１１０の裏面側の全面にｎ型不純物を含むガラス層を堆積させる。
続いて、ｐ型ドーピング領域１１２が形成される部分に対応するガラス層の部分を除去した後、フォトリソグラフィ技術を利用して、その部分のパッシベーション膜１１８を除去してコンタクトホール１１６を形成する。そして、ＣＶＤ法を用いて、ｎ型シリコン基板１１０の裏面側にｐ型不純物を含むガラス層を堆積させる。
次いで、このようにガラス層が堆積されたｎ型シリコン基板１１０を９００℃に加熱することによって、ｎ型シリコン基板１１０の裏面にｐ型ドーピング領域１１２およびｎ型ドーピング領域１１３を形成する。
その後、パッシベーション膜１１８に堆積されているガラス層をすべて除去し、水素雰囲気下において９００℃以上の高温でｎ型シリコン基板１１０を熱処理する。これにより、ｎ型シリコン基板１１０とパッシベーション膜１１８の酸化シリコン膜との界面が水素化処理される。
そして、ｐ型ドーピング領域１１２およびｎ型ドーピング領域１１３上に残留しているガラス層を除去した後に、スパッタリング法によりｎ型シリコン基板１１０の裏面側にアルミニウム膜を堆積する。このアルミニウム膜についてフォトリソグラフィ技術を利用したパターンニングをすることによって、ｐ型ドーピング領域１１２上にｐ電極１１４を形成し、ｎ型ドーピング領域１１３上にｎ電極１１５を形成する。これにより、図１５に示す特許文献１に開示されている従来の裏面電極型太陽電池が得られる。
また、特許文献２には、リン等のｎ型不純物またはボロン等のｐ型不純物を含むドーパント・ペーストが開示されている。
米国特許第４９２７７７０号明細書
特表２００２−５３９６１５号公報
しかしながら、シリコンウエハにｎ型不純物またはｐ型不純物を含むドーパント・ペーストを塗布した後に高温の熱処理を施すことによってｎ+拡散層やｐ+拡散層を形成して太陽電池を作製した場合には、ドーパント・ペースト中に含まれるｎ型不純物またはｐ型不純物がターゲットとするｎ+拡散層およびｐ+拡散層の形成領域以外の領域にも拡散してしまい、太陽電池の電気特性を低下させる原因となり、特に裏面電極型太陽電池の場合にはｎ+拡散層およびｐ+拡散層が同一面内に形成されるためにその影響を顕著に受ける。
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、高い電気特性を有する太陽電池を安定して作製することができる太陽電池の製造方法を提供することにある。
本発明は、半導体基板上に、ｎ型不純物を含む第１の拡散剤とｐ型不純物を含む第２の拡散剤とを塗布する工程と、第１の拡散剤および第２の拡散剤のいずれか一方のみを覆う保護層を形成する工程と、保護層の形成後の半導体基板を熱処理することによって半導体基板の表面にｎ型不純物およびｐ型不純物の両方を拡散させて、間隔をあけた不純物拡散層を形成する工程と、を含み、保護層は酸化物膜であって、酸化物膜の膜厚は２００ｎｍ以上であって、ｎ型不純物およびｐ型不純物を半導体基板の同一表面内に拡散させる、太陽電池の製造方法である。
ここで、本発明の太陽電池の製造方法において、ｎ型不純物はリンおよびリン化合物の少なくとも一方であり、ｐ型不純物はボロンおよびボロン化合物の少なくとも一方であることが好ましい。
また、本発明の太陽電池の製造方法において、第１の拡散剤および第２の拡散剤の少なくとも一方は印刷により塗布されることが好ましい。
また、本発明の太陽電池の製造方法において、保護層の形成前に、第１の拡散剤および第２の拡散剤の少なくとも一方を焼成することが好ましい。
また、本発明の太陽電池の製造方法において、熱処理の温度は、８００℃以上１１００℃以下であることが好ましい。
また、本発明の太陽電池の製造方法において、半導体基板がｎ型であり、ｎ型不純物が拡散して形成されたｎ+拡散層と、ｐ型不純物が拡散して形成されたｐ+拡散層とが間隔をあけて形成されることが好ましい。
本発明によれば、高い電気特性を有する太陽電池を安定して作製することができる太陽電池の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。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。
図１〜図１４の模式的断面図を参照して、本発明の太陽電池の製造方法の一例について説明する。
まず、図１に示すように、ｎ型シリコン基板１の表面にあるダメージ層１ａを、たとえば酸性若しくはアルカリ性の溶液を用いてエッチングして図２に示すように除去する。
次に、図３に示すように、ｎ型シリコン基板１の一方の表面にたとえば珪素の酸化物膜若しくは珪素の窒化物膜からなる保護膜２を形成する。ここで、珪素の酸化物膜からなる保護膜２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、珪素の窒化物膜からなる保護膜２は、たとえば、シランガス、アンモニアガスおよ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、図４に示すように、ｎ型シリコン基板１の保護膜２が形成されていない側の表面にテクスチャ構造と呼ばれる微細な凹凸構造を形成する。ここで、テクスチャ構造は、たとえば、保護膜２が形成されたｎ型シリコン基板１を水酸化カリウムとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含む約８０℃程度の液に浸漬させることによって形成することができる。
次に、図５に示すように、ｎ型シリコン基板１をフッ酸に浸漬させることによって、保護膜２をエッチングして除去する。
なお、上記においては、ｎ型シリコン基板１の一方の表面のみにテクスチャ構造を形成したが、本発明においては、ｎ型シリコン基板１の両面にテクスチャ構造を形成してもよい。また、テクスチャ構造が形成される表面の面方位は（１００）であることが好ましい。また、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。
次に、ｎ型シリコン基板１の同一表面内にｎ+拡散層およびｐ+拡散層をそれぞれ選択的に形成する。まず、図６に示すように、ｎ型シリコン基板１の保護膜２が除去されて露出した表面の一部にｎ型不純物を含む拡散剤３を塗布する。ここで、ｎ型不純物を含む拡散剤３の塗布は、スクリーン印刷法、グラビア印刷法またはインクジェット印刷法等を用いた印刷により行なうことが、ｎ型シリコン基板１の表面上に選択的にｎ型不純物を含む拡散剤３を塗布することができる点で好ましい。
次に、図７に示すように、ｎ型シリコン基板１のｎ型不純物を含む拡散剤３が塗布された表面と同一の表面内に、ｎ型不純物を含む拡散剤３の形成位置と所定の間隔をあけた位置に、ｐ型不純物を含む拡散剤４を塗布する。ここで、ｐ型不純物を含む拡散剤４の塗布も、スクリーン印刷法、グラビア印刷法またはインクジェット印刷法等を用いた印刷により行なうことが、ｎ型シリコン基板１の表面上に選択的にｐ型不純物を含む拡散剤４を塗布することができる点で好ましい。
なお、ｎ型不純物を含む拡散剤３はｎ型不純物を拡散できる成分からなるものであればよく、ｎ型不純物以外の成分として、たとえば、珪素化合物、有機溶剤および増粘剤を含むものを用いることができる。
また、ｐ型不純物を含む拡散剤４はｐ型不純物を拡散できる成分からなるものであればよく、ｐ型不純物以外の成分として、たとえば、珪素化合物、有機溶剤および増粘剤を含むものを用いることができる。
ここで、ｎ型不純物を含む拡散剤３および／またはｐ型不純物を含む拡散剤４に含まれ得る珪素化合物としては、たとえば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラプロポキシシラン等を単独で若しくはこれらを混合して用いることができ、すなわち、より長いアルキル鎖を有するシランまたは様々なアルキル残基を有するシラン等が挙げられる。
また、ｎ型不純物を含む拡散剤３および／またはｐ型不純物を含む拡散剤４に含まれ得る有機溶剤としては、たとえば、エチレングリコールモノメチルエーテルまたはプロピレングリコールモノメチルエーテル等を用いることができる。
また、ｎ型不純物を含む拡散剤３および／またはｐ型不純物を含む拡散剤４に含まれ得る増粘剤としては、たとえば、セルロース化合物、ポリビニルピロリドンまたはゼラチン等を用いることができる。
また、上記において、ｎ型不純物を含む拡散剤３に含まれるｎ型不純物としては、たとえば、リンおよび／またはリン化合物が用いられることが好ましい。また、ｐ型不純物を含む拡散剤４に含まれるｐ型不純物としては、たとえば、ボロンおよび／またはボロン化合物が用いられることが好ましい。
また、上記の拡散剤３および拡散剤４は、その粘度調整を行なうことが可能であり、塗布に用いられる印刷方法に合わせて、粘度調整されることが好ましい。また、拡散剤３および拡散剤４の粘度に合わせて、印刷方法を選択することもできる。
また、拡散剤３および拡散剤４の塗布後には、拡散剤３および拡散剤４をそれぞれ乾燥させてもよい。ここで、拡散剤３および拡散剤４の乾燥は、たとえば、塗布後の拡散剤３および拡散剤４をたとえば２００℃程度に加熱することにより行なうことができる。拡散剤３および拡散剤４を２００℃程度の温度に加熱することによって、拡散剤３および拡散剤４にそれぞれ含まれる揮発成分を予め取り除くことができる。また、拡散剤３および拡散剤４のうち一方の拡散剤を塗布、乾燥させた後に、他方の拡散剤を塗布、乾燥させてもよい。
また、拡散剤３および拡散剤４の乾燥後には、拡散剤３および拡散剤４をそれぞれ焼成してもよい。ここで、拡散剤３および拡散剤４の焼成は、拡散剤３および拡散剤４をたとえば２００℃〜５００℃の温度に加熱することにより行なうことが好ましく、酸素雰囲気下で行なうことが好ましい。
このように焼成工程を行なうことによって、拡散剤３および拡散剤４を固形化および／または緻密化することができ、拡散剤３および拡散剤４が乾燥工程により固形化されている場合には焼成工程を省略することもできる。なお、上記において、拡散剤３と拡散剤４とを塗布する順序は逆であってもよい。
次に、図８に示すように、拡散剤３および拡散剤４が形成されている側のｎ型シリコン基板１の表面に拡散剤３および拡散剤４を覆うようにして保護層５を形成する。本実施の形態においては、保護層５は、拡散剤３および拡散剤４の双方を覆うようにして形成されているが、本発明においては、拡散剤３および拡散剤４の少なくとも一方を覆うようにして形成されていればよい。すなわち、保護層５が、拡散剤３および拡散剤４の一方を覆っていることで他方の拡散領域への不純物の侵入を有効に抑制することができる。
また、保護層５は、拡散剤３および拡散剤４が形成されている側のｎ型シリコン基板１の表面全体を覆うように形成されていることが好ましい。保護層５がｎ型シリコン基板１の表面全体を覆うように形成されていることで、拡散領域以外の箇所への不純物の侵入をより有効に抑制することができる。
また、保護層５としては、ｎ型不純物および／またはｐ型不純物の侵入を抑止する機能を有するものであれば特に限定されないが、珪素の酸化物膜を用いることが好ましい。ここで、保護層５として用いられる珪素の酸化物膜は、酸化剤を用いて形成することができる。たとえば、酸化剤として、珪素化合物、有機溶剤および増粘剤等を含むペーストを用いる場合には、スピンコート、スクリーン印刷法、グラビア印刷法またはインクジェット印刷法等により、酸化剤を塗布することによって保護層５を形成することができる。また、保護層５の形成に用いられる酸化剤は、粘度調整を行なうことが可能であり、塗布方法に合わせて粘度調整されていることが好ましい。また、酸化剤の粘度に合わせて塗布方法を選択することもできる。
なお、酸化剤を用いる方法以外にも、たとえば、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５を形成することもできる。
また、上記の珪素の酸化物膜からなる保護層５の厚さは２００ｎｍ以上であることが好ましい。保護層５の厚さが２００ｎｍ以上である場合には、後述する熱処理において、拡散剤３および拡散剤４の不純物が他の領域へ侵入するのを阻害するのに効果的な厚さとなる傾向にある。
次に、保護層５の形成後のｎ型シリコン基板１を熱処理することによって、図９に示すように、拡散剤３からｎ型不純物が拡散することによってｎ型シリコン基板１の表面にｎ+拡散層６が形成され、拡散剤４からｐ型不純物が拡散することによってｎ型シリコン基板１の表面にｐ+拡散層７が形成される。
ここで、熱処理の温度は８００℃以上１１００℃以下であることが好ましい。熱処理の温度が８００℃以上１１００℃以下である場合には、本発明の太陽電池の電気特性が高くなる傾向にある。ｎ+拡散層６におけるｎ型不純物の濃度およびｐ+拡散層７におけるｐ型不純物の濃度はそれぞれこの熱処理温度の高さに比例して高くなる傾向にあるため、この熱処理温度が８００℃未満の場合には拡散層における不純物の濃度が低くなり、１１００℃を超える場合には拡散層における不純物の濃度が高くなって、熱処理温度が８００℃未満の場合および１１００℃を超える場合のいずれの場合も本発明の太陽電池の電気特性が低下する傾向が大きくなる。
また、本発明においては、たとえば図９に示すように、ｎ+拡散層６とｐ+拡散層７との間にｎ型シリコン基板１と同一の導電型の領域（すなわち、ｎ型シリコン基板１の領域）が形成されるようにｎ+拡散層６とｐ+拡散層７とは間隔をあけて形成されることが好ましい。ｎ+拡散層６とｐ+拡散層７とを間隔をあけて形成するためには、ｎ型シリコン基板１の表面に拡散剤３と拡散剤４とを間隔をあけて塗布することが好ましい。
続いて、図１０に示すように、保護層５を除去する。ここで、保護層５の除去は、たとえば、保護層５がガラス層となっている場合には、ＨＦ（フッ酸）を用いて除去することが好ましい。
次に、図１１に示すように、ｎ+拡散層６とｐ+拡散層７とが形成されている側のｎ型シリコン基板１の表面にパッシベーション膜８を形成する。ここで、パッシベーション膜８としては、たとえば、珪素の酸化物膜、珪素の窒化物膜またはこれらの積層膜等を用いることができる。パッシベーション膜８を構成する珪素の酸化物膜はたとえば熱酸化法または常圧ＣＶＤ法により形成することができ、パッシベーション膜８を構成する珪素の窒化物膜はたとえばプラズマＣＶＤ法により形成することができる。また、パッシベーション膜８の形成前に、ｎ型シリコン基板１の表面を従来から公知の方法によって洗浄してもよい。
次に、図１２に示すように、ｎ型シリコン基板１のテクスチャ構造が形成されている側の表面に反射防止膜９を形成する。ここで、反射防止膜９としては、たとえばプラズマＣＶＤ法により形成された窒化物膜を用いることができる。反射防止膜９を構成する窒化物膜としては、たとえば、屈折率が２．４〜３．２程度（特に、屈折率が２．９以上３．２以下）の窒化物膜と屈折率が１．９〜２．２程度の窒化物膜との積層膜または屈折率が１．９〜２．２程度の膜の単層膜を用いることができる。
次に、図１３に示すように、パッシベーション膜８の一部を除去することによって、ｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７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８の除去は、たとえば、従来から公知のエッチングペーストをパッシベーション膜８の表面上に設置し、たとえば２００℃〜４００℃の温度でエッチングペーストを加熱し、その後、水洗することによって行なうことができる。
そして、図１４に示すように、ｎ+拡散層６の表面上にｎ電極１０を形成し、ｐ+拡散層７の表面上にｐ電極１１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。ここで、ｎ電極１０およびｐ電極１１は、たとえばｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７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１０およびｐ電極１１を形成することも可能である。
本発明においては、ｎ型不純物を含む拡散剤および／またはｐ型不純物を含む拡散剤が保護層によって覆われた状態で熱処理が行なわれてｎ+拡散層およびｐ+拡散層が形成されるため、これらの拡散層の形成時にｎ型不純物およびｐ型不純物が拡散不要な箇所に拡散して太陽電池が製造されるのを抑止することができるため、これらの不純物の拡散による太陽電池の電気特性の低下を効果的に抑制することができる。
したがって、本発明によれば、高い電気特性を有する太陽電池を安定して作製することができるのである。
なお、上記においては、半導体基板としてｎ型シリコン基板を用いる場合について説明したが、本発明においては、たとえばｐ型シリコン基板等のｎ型シリコン基板以外の半導体基板を用いることもできる。
また、上記においては、酸化物膜として珪素の酸化物膜を用いる場合について説明したが、本発明において、酸化物膜は珪素の酸化物膜に限定されるものではない。
また、上記においては、窒化物膜として珪素の窒化物膜を用いる場合について説明したが、本発明において、窒化物膜は珪素の窒化物膜に限定されるものではない。
また、上記においては、裏面電極型太陽電池の場合について主に説明したが、本発明は、裏面電極型太陽電池に限られず、両面電極型太陽電池等の裏面電極型太陽電池以外の太陽電池にも適用することができる。
（実施例）
まず、半導体基板として、表面の面方位が（１００）であるｎ型シリコン基板１を用意した（図１）。そして、アルカリ性の溶液により、ｎ型シリコン基板１の表面にあるダメージ層１ａをエッチングにより除去した（図２）。
まず、半導体基板として、表面の面方位が（１００）であるｎ型シリコン基板１を用意した（図１）。そして、アルカリ性の溶液により、ｎ型シリコン基板１の表面にあるダメージ層１ａをエッチングにより除去した（図２）。
次に、テクスチャ防止マスクとして珪素の酸化物膜からなる保護膜２を常圧ＣＶＤ法により形成した（図３）。その保護膜２の形成後のｎ型シリコン基板１を水酸化カリウムとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）とを含む約８０℃の液に浸漬させることによってｎ型シリコン基板１の一方の表面にテクスチャ構造を形成した（図４）。その後、フッ酸に浸漬させることによってｎ型シリコン基板１の保護膜２を除去した（図５）。
次に、リン化合物、珪素化合物、有機溶剤および増粘剤からなる拡散剤３をスクリーン印刷によりｎ型シリコン基板の表面に部分的に塗布し、窒素雰囲気下で２００℃に加熱することによって乾燥させた（図６）。次に、リン化合物を含む拡散剤３を塗布したｎ型シリコン基板１の表面と同一の表面内にリン化合物を含む拡散剤の塗布領域と間隔をあけて部分的にボロン化合物、珪素化合物、有機溶剤および増粘剤からなる拡散剤４をスクリーン印刷により塗布し、窒素雰囲気下で２００℃に加熱することによって乾燥させた（図７）。その後、４００℃の酸素雰囲気下で１０分間焼成することによって、拡散剤３および拡散剤４の固形化および緻密化を行なった。
次に、拡散剤３および拡散剤４が塗布された側のｎ型シリコン基板１の表面の全面に常圧ＣＶＤ法により珪素の酸化物膜を３００ｎｍの厚さに形成して保護層５とした（図８）。その後、９５０℃程度に昇温された石英炉内に保護層５の形成後のｎ型シリコン基板１を投入し、５０分間保持することによって、ｎ型シリコン基板１中にリンおよびボロンを拡散させて、ｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７を間隔をあけて形成した（図９）。そして、ｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７の形成後にｎ型シリコン基板１の表面に残されるガラス層をフッ酸によって除去した（図１０）。
次に、水、塩酸、過酸化水素水の混合液を７０℃程度に熱し、それにガラス層の除去後のｎ型シリコン基板１を浸漬させることによってｎ型シリコン基板１の表面を洗浄した。その後、フッ酸に浸漬させることによって、ｎ型シリコン基板１の表面をフッ酸処理した。そして、ｎ型シリコン基板１を酸素雰囲気で８５０℃に昇温された石英炉内に投入し、３０分間保持することによって、ｎ型シリコン基板１の表面に熱酸化膜を形成し、その後、常圧ＣＶＤ法により、珪素の酸化物膜を２００ｎｍの厚さに形成して、フッ酸処理後のｎ型シリコン基板の表面にパッシベーション膜８を形成した（図１１）。
次に、ｎ型シリコン基板のテクスチャ構造が形成されている方の表面にプラズマＣＶＤ法により珪素の窒化物膜からなる反射防止膜９を形成した。ここで、反射防止膜９は、屈折率が３．２の珪素の窒化物膜と屈折率が２．１の珪素の窒化物膜との積層膜からなっていた（図１２）。
次に、ｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７のそれぞれの形成位置に対応するパッシベーション膜８の表面部分にリン酸を主成分とするエッチングペーストをスクリーン印刷法により印刷した。続けて、３３０℃に加熱されたホットプレートでエッチングペーストを２分間加熱した。さらに、パッシベーション膜の表面に残る残渣を超音波水洗することによって洗い流し、ｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７のそれぞれの表面を露出させた（図１３）。
次に、ｎ+拡散層６およびｐ+拡散層７のそれぞれの露出表面上に銀ペーストを印刷した。そして、銀ペースト印刷後のｎ型シリコン基板１を乾燥炉に通して、５００℃の温度で加熱することによって焼成した（図１４）。これにより、ｎ+拡散層６に電気的に接続するｎ電極１０と、ｐ+拡散層７に電気的に接続するｐ電極１１とが形成された。
以上の工程により、図１４に示す構成の実施例の裏面電極型太陽電池を作製した。
（比較例）
また、比較例として、拡散剤が塗布されたｎ型シリコン基板の表面の全面に保護層を形成しなかったこと以外は実施例と同様にして裏面電極型太陽電池を作製した。
（比較例）
また、比較例として、拡散剤が塗布されたｎ型シリコン基板の表面の全面に保護層を形成しなかったこと以外は実施例と同様にして裏面電極型太陽電池を作製した。
（評価）
上記のようにして作製された実施例および比較例の裏面電極型太陽電池についてそれぞれ、短絡電流Ｊsc（ｍＡ）、開放電圧Ｖoc（Ｖ）、曲線因子Ｆ．Ｆおよび変換効率Ｅff（％）を測定した。その結果を表１に示す。
上記のようにして作製された実施例および比較例の裏面電極型太陽電池についてそれぞれ、短絡電流Ｊsc（ｍＡ）、開放電圧Ｖoc（Ｖ）、曲線因子Ｆ．Ｆおよび変換効率Ｅff（％）を測定した。その結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例の裏面電極型太陽電池は、比較例の裏面電極型太陽電池と比較して、短絡電流Ｊsc、開放電圧Ｖoc、曲線因子Ｆ．Ｆおよび変換効率Ｅffのすべての電気特性が優れる傾向にあった。
これは、比較例の裏面電極型太陽電池においては、保護層が形成されずにｎ型不純物およびｐ型不純物の拡散が行なわれるため、ｎ型不純物およびｐ型不純物のそれぞれの不純物が拡散してｎ+拡散層とｐ+拡散層とが分離されずに電流がリークして、実施例の裏面電極型太陽電池と比べて電気特性が低下することによるものと考えられる。
今回開示された実施の形態および実施例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。
本発明によれば、高い電気特性を有する太陽電池を安定して作製することができる太陽電池の製造方法を提供することができる。
１，１１０ ｎ型シリコン基板、２ 保護膜、３，４ 拡散剤、５ 保護層、６ ｎ+拡散層、７ ｐ+拡散層、８，１１１，１１８ パッシベーション膜、９ 反射防止膜、１０，１１５ ｎ電極、１１，１１４ ｐ電極、１１２ ｐ型ドーピング領域、１１３ ｎ型ドーピング領域、１１６，１１７ コンタクトホール。
Claims (6)
- 半導体基板上に、ｎ型不純物を含む第１の拡散剤とｐ型不純物を含む第２の拡散剤とを塗布する工程と、
前記第１の拡散剤および前記第２の拡散剤のいずれか一方のみを覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層の形成後の前記半導体基板を熱処理することによって前記半導体基板の表面にｎ型不純物およびｐ型不純物の両方を拡散させて、間隔をあけた不純物拡散層を形成する工程と、
を含み、
前記保護層は酸化物膜であって、
前記酸化物膜の膜厚は２００ｎｍ以上であって、
前記ｎ型不純物および前記ｐ型不純物を前記半導体基板の同一表面内に拡散させる、太陽電池の製造方法。 - 前記ｎ型不純物はリンおよびリン化合物の少なくとも一方であり、前記ｐ型不純物はボロンおよびボロン化合物の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記第１の拡散剤および前記第２の拡散剤の少なくとも一方は印刷により塗布されることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記保護層の形成前に、前記第１の拡散剤および前記第２の拡散剤の少なくとも一方を焼成することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記熱処理の温度は、８００℃以上１１００℃以下であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記半導体基板がｎ型であり、前記ｎ型不純物が拡散して形成されたｎ+拡散層と、前記ｐ型不純物が拡散して形成されたｐ+拡散層とが間隔をあけて形成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
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