JPH11214722A

JPH11214722A - 太陽電池、およびその製造方法並びに製造装置

Info

Publication number: JPH11214722A
Application number: JP10015861A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hamamoto; 哲濱本; Shoichi Karakida; 昇市唐木田; Hiroaki Morikawa; 浩昭森川; Satoshi Arimoto; 智有本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的損傷を受けた表層部の除去と、光閉じ
込めを効果的にする為の凹凸構造の形成を一度のエッチ
ング工程で行うことができ、工程の簡略化と低コスト化
が実現できる太陽電池、およびその製造方法並びに製造
装置を提供すること。【解決手段】機械加工によりスライスされて形成され
た粗の表面を有するシリコン基板１に対して、主として
機械的損傷を受けた表層部７を除去すると共に機械加工
にて形成された凹凸形状９を残すエッチングを行うこと
を特徴とする太陽電池の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高効率の太陽電池
の製造方法に関するものであり、特に多結晶シリコン太
陽電池の高効率化に有効な方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、図面を用いて従来の太陽電池の製
造工程の一例を説明する。図７の（ａ）〜（ｈ）は、一
般的に行われている従来の太陽電池の製造工程を示す図
である（工程フロー）。図７の（ａ）〜（ｈ）の工程フ
ローにおいて、１は半導体基板としてのｐ型Ｓｉ基板、
２はｎ型拡散層、３はアルミペースト電極、４はｐ
⁺層、５は表面銀ペースト電極、６は裏面銀ペースト電
極、７は第１の表層部、８は第２の表層部、９は表面に
作製した凹凸構造である。

【０００３】図７の（ａ）は、インゴットからスライス
されたままの基板を示している。太陽電池の場合、イン
ゴットからスライスされたままの基板を用いることが多
いため、基板には、スライスに用いたＩＤソーやワイヤ
ソー等の傷による基板表面ダメージおよびウエハスライ
ス工程の汚染が存在する。

【０００４】そこで、図７の（ｂ）の工程は、第１の表
層部７を取り除くための１次エッチングの工程である。
第１の表層部７は、スライスに用いたワイヤソー等の傷
による基板表面ダメージおよびウエハスライス工程の汚
染部分を多く含んでおり、この部分が残存した状態で
は、基板全体として半導体結晶として十分に機能しな
い。半導体デバイスである太陽電池を有効に機能させる
為には、この損傷を受けた部分は除去される必要があ
る。

【０００５】具体的方法として、例えば特開昭６１−９
６７７２号公報に太陽電池用基板の表面処理方法として
記載されている従来例では、温度８０〜９０℃、濃度１
〜３ｍｏｌ／リットルの水酸化ナトリウムまたは水酸化
カリウム水溶液を用い、バブリングもしくは揺動の下で
処理する例が挙げられている。この方法は日本結晶成長
学会誌Ｖｏｌ．２３、Ｎｏ．４、３０４頁〜３１０頁に
記載のように、下記の化学反応式に基づく溶解反応を利
用したものである。

【０００６】Ｓｉ＋４０Ｈ^-＋４Ｈ⁺→Ｓｉ（ＯＨ）₄＋２Ｈ₂↑

【０００７】このエッチング反応を適切時間行って１０
〜２０μｍ程度の深さの表層部を、すなわち第１の表層
部７をエッチング除去する。表面ダメージおよびウエハ
スライス工程の汚染除去の状態を知ることのできる太陽
電池の特性として開放電圧（Ｖｏｃ）がある。これは、
太陽電池の正極と負極との間に何も接続しない状態での
電圧である。そして、表面ダメージおよびウエハスライ
ス工程の汚染の除去が不十分であると、このＶｏｃが低
下することが知られている。

【０００８】続いて、図７の（ｃ）の工程は、太陽電池
の表面（受光面）に凹凸構造９を形成するために第２の
表層部８を除去する２次エッチングの工程である。太陽
電池として有効に機能する為には入射する光を効率良く
吸収する、いわゆる光閉じ込めを行う必要もあり、その
為の一要素として表面に凹凸形状を設けて光路の曲げや
多重反射を利用する方法が採られている。ところが上記
の１次エッチングの反応には比較的平坦性を持たせる傾
向があり、この工程だけでは光閉じ込めに効果的な表面
凹凸構造は得られない。従って、光閉じ込めに効果的な
表面凹凸構造９を得る為、２次エッチングによって第２
の表層部８を改めて除去する。上記と同じく特開昭６１
−９６７７２号公報に記載されている従来例では、２次
エッチングの具体的方法として、水１２リットルに対し
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を３リットル、水酸
化ナトリウムを３００ｇ添加した混合溶液を用いて、温
度８５℃の加熱沸騰下での処理を挙げている。

【０００９】この凹凸構造９により、通常の平坦な受光
面であれば一回の反射で外部へと逃げてしまう光であっ
ても、傾斜面を何回か反射させて、基板内部へと導入す
ることが可能となる。その結果、より多くの光を太陽電
池内部に吸収させることができ、太陽電池の特性が向上
する。なお、この特性向上の指針として短絡光電流密度
（Ｊｓｃ）といわれる太陽電池の特性がある。これは、
太陽光を入射した状態で太陽電池の正負両極を導線で接
続し、短絡した状態での電流を、その太陽電池の面積で
割った値である。このＪｓｃの値が大きいほど、より多
くの光が太陽電池内部に吸収されていることを示してお
り、上述の凹凸構造９が効率よく形成されていることに
なる。一般にこの図７の（ｃ）の工程を行うことによ
り、Ｊｓｃは、１ｍＡ／ｃｍ²程度上昇する。

【００１０】次に、図７の（ｄ）において例えばリン
（Ｐ）を熱的に拡散することにより、導電型を反転させ
たｎ型拡散層２を形成する。通常リンの拡散源として
は、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ₃）が用いられることが
多い。また特に工夫の無い場合、ｎ型拡散層はｐ型Ｓｉ
基板１の全面に形成される。なお、このｎ型拡散層２は
数十Ω／□程度、拡散層の深さは０．３〜０．５μｍ程
度である。

【００１１】詳細は省略するが、このｎ型拡散層２は例
えばレジストで片面を保護した後、図７の（ｅ）に示す
ように一主面のみにｎ型拡散層２を残すようにエッチン
グ除去し、後にこのレジストは有機溶剤等を用いて除去
される。

【００１２】この後、図７の（ｅ）におけるｎ型拡散層
２の対面に、図７の（ｆ）に示すように例えばスクリー
ン印刷法（またはロールコータ方式）でアルミペースト
電極３を印刷後、図７の（ｇ）に示すように、７００〜
９００℃で数分から数十分、炉の中で焼成することによ
りアルミペーストから不純物としてアルミがｐ型Ｓｉ基
板中に拡散し、高濃度不純物を含んだｐ⁺層４が形成さ
れる。この層は一般にＢＳＦ（ＢａｃｋＳｕｒｆａｃ
ｅＦｉｅｌｄ）層と呼ばれ、太陽電池のエネルギー変
換効率の向上に寄与するものである。また、図７では簡
略化のため省略したが、この後、ｎ型拡散層の表面に反
射防止膜を設けてもよい。

【００１３】この後、図７の（ｈ）に示すように表面
（受光面）と裏面に銀ペースト電極５、６を印刷し、再
度焼成を行うことで太陽電池が完成する。なお、工程簡
略化の為に図７の（ｇ）の焼成工程を省略し、図７の
（ｈ）の後に一度の焼成で太陽電池を完成させることも
可能である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来例では、表層部の
機械的損傷を受けた部分や汚染部分の除去を主な目的と
する１次エッチングと、光閉じ込めを有効にする表面凹
凸構造の形成を主な目的とする２次エッチングとの、２
つのエッチング工程を有している為、工程が複雑である
ことの他、各工程の為に複数の薬液槽が必要な点、エッ
チングの総量が多くなる為その分を見越してウェハ厚さ
を設定する必要がある点など、低コスト化に対して障害
となる問題があった。

【００１５】本発明は上記のような従来の課題を解決
し、機械的損傷を受けた表層部の除去と、光閉じ込めを
効果的にする為の凹凸構造の形成を一度のエッチング工
程で行うことができ、工程の簡略化と低コスト化が実現
できる太陽電池、およびその製造方法並びに製造装置を
提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、機械加工によ
りスライスされて形成された粗の表面を有するシリコン
基板に対して、主として機械的損傷を受けた表層部を除
去すると共に機械加工にて形成された凹凸形状を残すエ
ッチングを行うことを特徴とする太陽電池の製造方法を
提供するものである。また本発明は、エッチング速度
が、シリコンを含まないエッチング液を用いた場合の初
期値に比して３０〜９０％であることを特徴とする前記
の太陽電池の製造方法を提供するものである。さらに本
発明は、エッチングを行うエッチング液が、シリコンを
含有する水酸化アルカリ水溶液であり、水酸化アルカリ
を１〜６ｍｏｌ／リットル、シリコンを水酸化アルカリ
に対しモル濃度で５〜１００％含有することを特徴とす
る前記の太陽電池の製造方法を提供するものである。さ
らにまた本発明は、前記エッチング液が、予めアルカリ
金属の珪酸塩を添加して調製されることを特徴とする前
記の太陽電池の製造方法を提供するものである。また本
発明は、前記エッチング液にシリコンを溶解し、前記エ
ッチング液の一部を廃棄し、水または前記水酸化アルカ
リを含む水溶液を補充することにより、シリコン濃度お
よびアルカリ金属の濃度、またはエッチング速度を制御
することを特徴とする前記の太陽電池の製造方法を提供
するものである。さらに本発明は、水酸化アルカリとし
て水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム
の中から１種類以上を用いることを特徴とする前記の太
陽電池の製造方法を提供するものである。さらにまた本
発明は、珪酸塩として珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、
珪酸セシウム、およびそれらの水和物の中から１種類以
上を用いることを特徴とする前記の製造方法を提供する
ものである。また本発明は、シリコン基板を浸漬し、前
記シリコン基板をエッチングするエッチング液を受容す
る薬液槽を備えてなる太陽電池の製造装置において、前
記エッチング液の排液口が、該薬液槽の全容量の５％を
占める部分より、鉛直方向で高い位置に設けられている
ことを特徴とする太陽電池の製造装置を提供するもので
ある。さらに本発明は、前記の製造方法により製造され
た太陽電池を提供するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下に、本発明に
よる太陽電池の製造方法、とくに太陽電池用基板の表面
処理方法の一実施態様を示す。図１の（ａ）〜（ｂ）は
本発明の一実施態様を説明するための図である。なお、
ここで用いるシリコン基板１は、例えば多結晶シリコン
インゴットをマルチワイヤーソーにて、例えばワイヤー
径０．１８ｍｍφ、ワイヤー速度５００〜７００ｍ／分
（一方向送り）、＃８００のＳｉＣの砥粒を用いて、３
５０μｍ程度の厚さに切り出したものであり、平均表面
粗さＲａは６〜８μｍ程度である。この他、図１は従来
例を示す図７（ａ）〜（ｂ）に準じた図であり、従って
図中において図７（ａ）〜（ｂ）と同じ番号を用いた個
所は同様または相当する個所を示すものとする。

【００１８】シリコン基板１の第１表層部７を除去する
ため、例えば珪酸ナトリウムＮａ₂ＳｉＯ₃５．５ｋｇを
水に溶解して体積を１５リットルとした水溶液を用いて
エッチングを行う。珪酸ナトリウム５．５ｋｇは約４５
ｍｏｌ分に相当し、すなわちナトリウムは６ｍｏｌ／リ
ットル、シリコンは３ｍｏｌ／リットルの濃度で含有し
ていることになる。珪酸ナトリウムは水に溶解すること
によりイオンに解離し、水酸化ナトリウム水溶液同様、
シリコンを溶解することができる。ただし、イオンへの
解離が水酸化ナトリウムのように完全には進まないた
め、エッチング速度が抑制される。

【００１９】図２は上記の３ｍｏｌ／リットル珪酸ナト
リウム水溶液（シリコン溶解濃度３ｍｏｌ／リットル：
□）および６ｍｏｌ／リットル水酸化ナトリウム水溶液
（シリコン溶解濃度０ｍｏｌ／リットル：○）の液温９
０℃におけるエッチングの推移を比較した図である。図
２から明らかなように、ナトリウム濃度としては濃度の
等しい水酸化ナトリウム水溶液、すなわち従来例におけ
る１次エッチング液の初期値に対して６割程度のエッチ
ング速度の減少特性を示している。因みに、（１００）
方位の単結晶シリコン基板については、同様に約８割程
度の減少傾向を示した。なお、エッチングの絶対速度に
は変化があるものの、上記の傾向はエッチングが一般的
になされる８０〜９０℃の温度範囲に対して本質的に同
様である。

【００２０】次にこのエッチングの作業について説明す
る。図３は上記のエッチングを行う作業の手順を具体的
に示す図で、１０は薬液槽、１１はエッチング液、１２
は例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）より
なるカセット、１３は同様に例えばＰＴＦＥよりなるリ
テーナ、１４は水洗槽、１５は純水、１６はフッ酸処理
槽、１７は例えば濃度５％の希釈フッ酸水溶液、１８は
水洗槽、１９は純水である。１４と１８、１５と１９は
本質的に同じものである。カセット１２にシリコン基板
１をセットし、さらにリテーナ１３を用いて固定する。
これをエッチング液１１中に入れ、上記に示してきたよ
うにエッチングを行う。この処理は上述のように８０〜
９０℃という高温での処理であるため、溶媒である水の
蒸発が著しい。従って水分の蒸発による極端な濃度変動
が発生しないよう、随時水を継ぎ足して体積を一定に保
つことが望ましい。またその作業を実施しやすいよう、
薬液槽の内壁に周期的な凹凸や目盛りを設けると効率的
である。一方、水以外の構成要素は不揮発性なので水と
同様の補充は原理的には必要ない。しかし実際には上記
の化学反応からも判る通り、このエッチング反応は水素
ガスを発生させる反応である。発生した泡がはじける際
に極く微量ながら薬液が飛散し、薬液槽の内壁等に付着
することがある。そこで上記の水の補充にシャワー機能
を付加し、これら付着した成分を再び溶解して薬液中に
戻すようにすれば、薬液の管理をより正確におこなうこ
とができる。加えて、この処理は浮き上がりにも注意す
る必要がある。例えばこの実施の形態１．の場合、薬液
比重１．２〜１．４に対し、シリコンの比重は２．３
３、収納容器の材質であるＰＴＦＥは約２．１であり、
原理的に浮き上がりはおこらないはずである。しかし同
じく前述の通り、この反応は発泡反応であり、発生する
水素ガスは基板表面等に付着しやすい。その為、浮力が
働き基板がカセット１２から分離して浮き上がったり、
あるいはカセット１２ごと浮き上がることがある。この
ような事象が起こると、エッチングの不均一に繋がり、
有効な処理が行われない。これを防止する為には、特に
カセット１２の体積を調整して容器ごとの浮き上がりを
防ぐ措置を取ることが望ましい。リテーナ１３に関して
は、例えば線型を基調とした、水素ガスが滞留しないよ
うな構造である事がより効果的である。また、シリコン
の溶解濃度が高くなると、薬液全体の粘性が増して水素
ガスやガラス成分の付着を促し、同じくエッチングむら
に繋がる事がある。揺動や撹拌子の使用等で薬液を撹拌
すれば、これを避けて良好なエッチングを行うことがで
きる。

【００２１】エッチング処理を済ませた後は、以下の処
理を行うことができる。まず、純水１５の入った水槽１
４内で水洗を約５分間行う。これにより基板表面に付着
しているエッチング液の残留成分を洗い流す。水槽１４
内の純水１５は、常時追加補充してオーバーフローさせ
ておくと洗浄が効果的に進む。続いてフッ酸水溶液１７
に約３０秒間浸し、なお微量に残留しているエッチング
液の成分を中和除去すると共に基板の疎水面を現出させ
る。さらにもう一度、純水１９の入った水槽１８内で約
５分間水洗をおこない、基板表面に付着しているフッ酸
水溶液の残留分を洗い流す。最後に、水槽から出した基
板に例えばＩＰＡ蒸気による置換・乾燥を行い、一連の
処理全体を完了させる。

【００２２】ところで、本実施の形態１．におけるエッ
チングは、珪酸ナトリウムを使用しており、従来例の１
次エッチングとは異なる。珪酸ナトリウムは前述のよう
にイオンへの解離が完全には進まない。このことは単に
エッチング速度が減少するだけでなく、被エッチング表
面の形状にも大きく寄与し、所望の凹凸形状が得られ
る。従って、被エッチング表面の形状は従来例に比べ大
きく異なるものである。

【００２３】図４に前述の多結晶シリコン基板１のエッ
チング前（ａ）、従来例による１次エッチングの後
（ｂ）、本実施の形態１．によるエッチングの後（ｃ）
のそれぞれの表面形状を表す電子顕微鏡写真を順に示
す。処理は図２で示した条件に沿って４分間行なった。
図４からも明らかなように、従来のエッチング液では平
滑化されていた表面形状が、本実施の形態１．のエッチ
ング液ではエッチング前の凹凸の程度が保たれた状態で
エッチングが行われている。

【００２４】図５は、これら２種類のシリコン基板を用
いて太陽電池を作製し、短絡電流密度（Ｊｓｃ）の比較
を行なった結果を示した図である。本実施の形態１．の
場合（黒丸）は、１次エッチング相当の工程のみを経て
いるにも係わらず、また、エッチングの絶対量としては
明らかに小さいにも係わらず、従来例、すなわち特開昭
６１−９６７７２号公報に示された方法による１次、２
次の両エッチング工程を経たもの（△）と遜色無い特性
を示している。直接の比較に相当する、従来例の１次エ
ッチング工程のみのもの（○）との比較は、短絡電流密
度（Ｊｓｃ）が約０．５〜１ｍＡ／ｃｍ²増加してい
る。入射光強度、拡散長などの半導体物性が等しいとの
前提に立てば、短絡電流密度は光閉じ込め効果のひとつ
の尺度として考えることができる。従って、図５中の短
絡電流密度の差異により、光閉じ込めが有効になされて
いることが判る。

【００２５】以上のことから、本実施の形態１．でのエ
ッチングにより、従来の１次エッチングに相当する工程
のみで、機械的損傷をもった表層部を除去すると共に、
光閉じ込めに有効な凹凸構造が形成されることが確認さ
れた。

【００２６】実施の形態２．また、上記の実施の形態
１．では珪酸ナトリウムを水に溶解することで溶液中の
シリコンとナトリウムの濃度を設定する例を示したが、
その他の方法でシリコン溶解濃度を設定しても構わな
い。例えば、６ｍｏｌ／リットルの濃度をもつ水酸化ナ
トリウム水溶液１５リットルに１．２６ｋｇのシリコン
を溶解すれば、濃度の面では前述の珪酸ナトリウム水溶
液とほぼ同じ濃度構成になり、同様の効果が得られる。
更に、その後例えばエッチング工程を重ねシリコンを更
に１．２６ｋｇ溶解してシリコンの溶解濃度が６ｍｏｌ
／リットルとなったところで、その半量の７．５リット
ルを廃棄して、代わりに６ｍｏｌ／リットルの水酸化ナ
トリウム水溶液を７．５リットル継ぎ足せば、再度前述
のエッチング液と同様の濃度構成に戻り、同じ効果の処
理を続けることができる。即ち、例えばこのエッチング
工程自体がシリコン溶解濃度を増加させる行為であるこ
とを利用して、エッチング工程の累積処理数の管理と液
交換・補給を適切に行うことにより、同様の効果を得、
またその効果を継続して得ることができる。なお、本発
明者らの検討によれば、ナトリウム濃度１〜６ｍｏｌ／
リットルの範囲において、濃度で言えばこのナトリウム
濃度の５〜１００モル％の範囲のシリコン濃度、エッチ
ング速度で言えばナトリウム濃度が等しくかつシリコン
を含まない水酸化ナトリウム水溶液のエッチング速度の
初期値に対して３０〜９０％のエッチング速度を有する
溶液で、上記実施の形態と同様の効果があることが確認
されており、この範囲内でナトリウム濃度およびシリコ
ン濃度の設定および制御を行うのが適切である。

【００２７】実施の形態３．また、以下に述べるような
構造の液槽を用いれば、上記のような薬液の濃度管理・
制御を容易に行うことができる。例えば図６は本発明に
係る太陽電池の製造装置の一実施態様を示す、装置断面
図の概要図である。図において、１０は製造装置である
薬液槽、１１はエッチング液、２０は排液口である。図
６は、基本的には図３のエッチング槽に準じており、従
って同じ番号で示した部分は、同一または相当する部分
を示す。エッチング液１１にシリコン基板１を浸し、上
記に示してきたようにエッチングを行う。この時、図６
のように排液口２０が一定容積以上の部分より高い位置
に設けられていれば、排液時に排出分と残留分を容易に
制御できるため、上記のような濃度管理・制御も容易に
行うことができる。前記の実施の形態２．に記載した内
容を一例にとれば、液交換時のシリコン濃度をナトリウ
ム濃度の１００％と仮定した場合、全容積１５リットル
に対し、排液口１２より低い位置の容積を７．５リット
ルとすれば、上記で示したような液交換を容易に行うこ
とができる。また、残留分の容積比率に関しては、上記
の例に限らず適切な設定を行えば同様の効果を得ること
ができる。同じく液交換時のシリコン濃度をナトリウム
濃度の１００％と仮定した場合、残留分の容積設定が全
容積の５％以上であれば、前記実施の形態２に示したシ
リコン濃度の範囲を容易に制御でき、従って同様の効果
を得ることができる。

【００２８】実施の形態４．また、以上の実施の形態で
は全てナトリウム化合物による例を示したが、上述の内
容をカリウムやセシウムなど、他のアルカリ金属に置き
換えて実施しても差し支えない。また、両者を混合して
も、水和物を使用しても差し支えない。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、機械加工
によりスライスされて形成された粗の表面を有するシリ
コン基板に対して、主として機械的損傷を受けた表層部
を除去すると共に機械加工にて形成された凹凸形状を残
すエッチングを行うので、機械加工により形成された粗
の表面を有するシリコン基板を、１次エッチングにおい
てその表面形状を保ったまま機械的損傷を受けた表層部
を効果的かつ安定的に除去することができる。このた
め、機械的損傷を受けた表層部の除去と、光閉じ込めを
効果的にする為の凹凸構造の形成を一度のエッチング工
程で行う事ができ、工程の簡略化と低コスト化が実現で
きる。

【００３０】請求項２に係る発明によれば、エッチング
速度を、シリコンを含まないエッチング液を用いた場合
の初期値に比して３０〜９０％となるように設定するこ
とにより、１次エッチングにおいてその表面形状を保っ
たまま機械的損傷を受けた表層部を効果的かつ安定的に
除去することができるエッチング液を容易かつ安価に作
製できる。

【００３１】請求項３に係る発明によれば、エッチング
を行うエッチング液が、シリコンを含有する水酸化アル
カリ水溶液であり、水酸化アルカリを１〜６ｍｏｌ／リ
ットル、シリコンを水酸化アルカリに対しモル濃度で５
〜１００％含有するように設定したため、１次エッチン
グにおいてその表面形状を保ったまま機械的損傷を受け
た表層部を効果的かつ安定的に除去することができるエ
ッチング液を容易かつ安価に作製できる。

【００３２】請求項４に係る発明によれば、エッチング
液が、予めアルカリ金属の珪酸塩を添加して調製される
ため、エッチング液が、その初期段階から作製され得、
従って工程の運営を安定化できる。

【００３３】請求項５に係る発明によれば、エッチング
液にシリコンを溶解し、エッチング液の一部を廃棄し、
水または水酸化アルカリの水溶液を補充するようにした
ことにより、エッチング液を継続的に制御することがで
き、より一層の低コスト化を実現できる。

【００３４】請求項６に係る発明によれば、アルカリ金
属として従来より広く用いられているナトリウムまたは
カリウムを用いることにより、エッチング液をより一層
容易に作製し、制御することができる。

【００３５】請求項７に係る発明によれば、アルカリ金
属の珪酸塩として従来より広く用いられているナトリウ
ム、カリウム、またはセシウムの珪酸塩、およびその水
和物を用いることにより、エッチング液が、その初期段
階から作製され得、従って工程の運営を安定化でき、し
かもエッチング液をより一層容易に作製することができ
る。

【００３６】請求項８に係る発明によれば、薬液槽全容
積の５％以上を占める容積が残留するよう排液口の高さ
を設定するようにしたことにより、エッチング液を継続
的に制御することができ、より一層の低コスト化を図る
ことができる。

【００３７】請求項９に係る発明によれば、請求項１な
いし７の製造方法により太陽電池を作製することによ
り、安価で高い効率を有する太陽電池を安定的に供給す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における太陽電池用基板の表面処理方
法の一実施態様を示す図である。

【図２】本発明の一実施態様におけるエッチング速度
の特徴を示す図である。

【図３】本発明の一実施態様における作業の手順を示
す図である。

【図４】本発明の一実施態様におけるエッチングによ
って形成されるシリコン基板の表面形状を示す図であ
る。

【図５】本発明の一実施態様によってエッチングを用
いて作製した太陽電池の短絡電流の特徴を示す図であ
る。

【図６】本発明の一実施態様におけるエッチング液を
作製し制御する装置を示す図である。

【図７】従来の太陽電池の製造工程を示す図である。

【符号の説明】

１Ｓｉ基板、２ｎ型拡散層、３アルミペースト電
極、４Ｐ⁺層、５表面銀ペースト電極、６裏面銀
ペースト電極、７第１の表層部、８第２の表層部、
９表面に作製した凹凸構造、１０薬液槽、１１エ
ッチング液、２０排液口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者有本智東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械加工によりスライスされて形成され
た粗の表面を有するシリコン基板に対して、主として機
械的損傷を受けた表層部を除去すると共に機械加工にて
形成された凹凸形状を残すエッチングを行うことを特徴
とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】エッチング速度が、シリコンを含まない
エッチング液を用いた場合の初期値に比して３０〜９０
％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。
【請求項３】エッチングを行うエッチング液が、シリ
コンを含有する水酸化アルカリ水溶液であり、水酸化ア
ルカリを１〜６ｍｏｌ／リットル、シリコンを水酸化ア
ルカリに対しモル濃度で５〜１００％含有することを特
徴とする請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】前記エッチング液が、予めアルカリ金属
の珪酸塩を添加して調製されることを特徴とする請求項
２または３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】前記エッチング液にシリコンを溶解し、
前記エッチング液の一部を廃棄し、水または前記水酸化
アルカリを含む水溶液を補充することにより、シリコン
濃度およびアルカリ金属の濃度、またはエッチング速度
を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の
太陽電池の製造方法。
【請求項６】水酸化アルカリとして水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化セシウムの中から１種類以
上を用いることを特徴とする請求項２ないし５のいずれ
か１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】珪酸塩として珪酸ナトリウム、珪酸カリ
ウム、珪酸セシウム、およびそれらの水和物の中から１
種類以上を用いることを特徴とする請求項４に記載の太
陽電池の製造方法。
【請求項８】シリコン基板を浸漬し、前記シリコン基
板をエッチングするエッチング液を受容する薬液槽を備
えてなる太陽電池の製造装置において、前記エッチング
液の排液口が、該薬液槽の全容量の５％を占める部分よ
り、鉛直方向で高い位置に設けられていることを特徴と
する太陽電池の製造装置。
【請求項９】請求項１ないし７のいずれか１項に記載
の製造方法により製造された太陽電池。