光电动势装置的制造方法与流程

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光电动势装置的制造方法与流程

本发明例如涉及晶体硅系太阳能电池等光电动势装置的制造方法,特别涉及使用固相扩散来形成杂质扩散层的光电动势装置的制造方法。



背景技术:

当前,在晶体硅系太阳能电池(以下,简称为太阳能电池)中存在各种类型,任何类型的太阳能电池都是以批量生产的水平来制造的。在这里,作为太阳能电池,可列举通过使杂质扩散到受光面侧而形成杂质半导体层的扩散型的太阳能电池、通过非晶硅等的薄膜而形成杂质半导体层的异质结型的太阳能电池以及将与基板相同的导电类型的杂质半导体层和与基板不同的导电类型的杂质半导体装置在基板的背面侧交替地配置成梳形而得到的背面接合型的太阳能电池。这些太阳能电池中的扩散型的太阳能电池由于制造工序容易,所以占据当前制造的太阳能电池的大部分。

在厚度为200μm左右的晶体硅基板(以下,简称为硅基板)形成抑制光的反射的纹理、扩散层以及防反射膜,并且在硅基板的表面以及背面的非受光面通过丝网印刷形成栅电极以及总线电极等集电电极之后,在800℃左右下进行烧成,从而制作扩散型的太阳能电池。以往的使用p型的硅基板的扩散型的太阳能电池通过丝网印刷在硅基板的整个背面形成al电极,使该al电极中包括的al扩散到硅基板,从而形成扩散层(背面电场层),但通过丝网印刷形成的扩散层由于复合较大,所以无法大幅提高扩散型的太阳能电池的特性。

与此相对地,近年来,将采用在硅基板的背面形成钝化膜、并且与受光面同样地局部地形成电极的构造的太阳能电池作为效率更高的太阳能电池来制造。该构造不仅在使用p型的硅基板的扩散型的太阳能电池中采用,在使用n型的硅基板的扩散型的太阳能电池中也被采用。另外,关于上述构造,存在:在硅基板的整个背面形成与受光面不同的导电类型的扩散层的构造;以及仅在电极部形成扩散层、在其他部分不形成扩散层而利用钝化膜直接使基板终结的构造。在p型的硅基板的情况下,在整个背面不形成扩散层,与以往相同地利用通过使用al的丝网印刷来局部地形成电极以及扩散层的方法的情况较多。另一方面,在n型的硅基板的情况下,在通过丝网印刷形成电极时无法形成n型的扩散层,所以在整个背面进行磷等n型杂质的扩散的情况较多。因此,关于使用n型的硅基板的扩散型的太阳能电池,需要分别在表面以及背面形成不同的扩散层的工艺(制造工序)。

扩散层通过各种方法来形成。例如,存在如下方法:通过在作为p型杂质采用bbr3、作为n型杂质采用pocl3等的气体气氛中进行热处理,在硅基板的一侧的面形成bsg(硼硅酸盐玻璃)膜,在另一侧的面形成psg(磷硅酸盐玻璃)膜,分别从bsg膜以及psg膜使硼或者磷热扩散到硅基板。另外,存在如下方法:将sih4和b2h6或者sih4和ph3等包括硼或者磷的气体作为原料气体,通过等离子体cvd(chemicalvapordeposition,化学气相沉积)、减压cvd或者常压cvd等,在硅基板的一侧的面形成bsg,在另一侧的面形成psg,其后在高温下进行热处理,从而,分别从bsg膜以及psg膜使硼或者磷热扩散到硅基板。另外,存在如下方法:通过使b+,p+等的离子化的气体加速而打入(注入)到基板,并进一步地进行热处理,从而使所注入的离子激活,形成扩散层。

上述形成扩散层的各方法中的、在气体气氛中形成扩散层的方法由于能够使用1个扩散炉来进行扩散和热处理,所以能够通过简单的装置和工艺来形成扩散层。但是由于p型杂质以及n型杂质扩散到硅基板的两面,所以为了在硅基板的一侧的面形成p型的扩散层,在另一侧的面形成n型的扩散层,需要使用掩模。

另外,使用离子注入来形成扩散层的方法通过对硅基板一个面一个面地依次进行处理,能够分别在受光面(表面)以及背面容易地形成不同的导电类型的扩散层。但是在扩散层中容易产生缺陷。另外,虽然将硼直接打入到硅基板的表面,但由于硅基板的表面为露出的状态,所以硼在热处理时容易从硅基板的表面脱落。进一步地,在热处理时,硼容易发生集群化,难以形成良好的扩散分布图等,所以由于扩散层的表面的复合(表面复合),难以得到高的开路电压voc。

另外,使用cvd来形成bsg以及psg的方法能够将bsg以及psg各自分别形成于硅基板的各单面,在bsg以及psg各自的上方层叠厚的氧化硅,从而能够抑制硼以及磷从bsg以及psg蒸发成气相。因此,能够使杂质有效地扩散到硅基板内。另外,分别在受光面(表面)以及背面形成bsg以及psg的方法能够任意地选择,所以例如还考虑通过cvd形成硼层(bsg)侧、通过气相扩散形成背面(psg)侧这样的工艺。以往,公开了如下方法:在硅基板的一侧的面通过pecvd形成bsg,在该bsg上形成作为掩模的sio2膜,其后,在包括磷的原料气体气氛中进行热处理,从而,一并地在一侧的面形成bsg、在另一侧的面形成psg(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1:日本特表2013-526049号公报



技术实现要素:

在专利文献1中,公开了如下工艺:在通过pecvd形成bsg之后,在原料气体气氛中进行热处理,从而同时形成bsg以及psg。该工艺对于简化工艺是有效的,但形成于纹理的表面上的cvd膜由于其后的热处理时的应力而纹理的谷部的膜变薄等,在纹理的谷部与峰部之间产生膜厚差,或者能够使原料气体通过的针孔形成于通过cvd形成的sio2膜。因此,在其后的磷的热扩散处理中,磷经由薄膜部以及针孔扩散到bsg上,n+混合存在于p+区域,从而形成反向结(reversejunction),存在发生开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏这样的问题。

本发明是为了解决这样的问题而完成的,其目的在于,提供一种能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生的光电动势装置的制造方法。

为了解决上述课题,本发明的光电动势装置的制造方法具备:(a)在硅基板的第1主面形成金字塔状的纹理的工序;(b)在第1主面上形成包括第1导电类型的杂质的第1硅酸盐玻璃的工序;(c)在第1硅酸盐玻璃上形成不包括导电型杂质的第2硅酸盐玻璃的工序;(d)使第1硅酸盐玻璃中包括的第1导电类型的杂质扩散到硅基板的第1主面的工序;(e)在第2硅酸盐玻璃上形成包括第1导电类型的杂质的第3硅酸盐玻璃的工序;以及(f)在工序(e)之后使第2导电类型的杂质扩散到硅基板的与第1主面相反的一侧的第2主面的工序。

根据本发明,光电动势装置的制造方法具备:(a)在硅基板的第1主面形成金字塔状的纹理的工序;(b)在第1主面上形成包括第1导电类型的杂质的第1硅酸盐玻璃的工序;(c)在第1硅酸盐玻璃上形成不包括导电型杂质的第2硅酸盐玻璃的工序;(d)使第1硅酸盐玻璃中包括的第1导电类型的杂质扩散到硅基板的第1主面的工序;(e)在第2硅酸盐玻璃上形成包括第1导电类型的杂质的第3硅酸盐玻璃的工序;以及(f)在工序(e)之后使第2导电类型的杂质扩散到硅基板的与第1主面相反的一侧的第2主面的工序,所以能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生。

本发明的目的、特征、方式以及优点将通过以下的详细说明和附图而变得更明确。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的结构的一个例子的剖视图。

图2是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。

图3是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图4是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图5是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图6是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图7是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图8是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图9是示出本发明的实施方式1的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图10是比较例1的光电动势装置的剖视图。

图11是本发明的实施方式1的光电动势装置的剖视图。

图12是示出本发明的实施方式2的光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。

图13是示出本发明的实施方式3的光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。

图14是示出本发明的实施方式3的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图15是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的结构的一个例子的剖视图。

图16是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。

图17是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图18是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图19是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图20是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图21是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图22是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

图23是示出本发明的实施方式5的光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

(附图标记说明)

1硅基板;2第1扩散层;3第2扩散层;4第1钝化膜;5第2钝化膜;6第1电极、7第2电极、8~12硅酸盐玻璃;13缺陷部;14杂质扩散层;15杂质浓度增加部;16硅基板;17第1扩散层;18第2扩散层;19第1钝化膜;20第2钝化膜;21第1电极、22第2电极、23~26硅酸盐玻璃。

具体实施方式

以下根据附图,说明本发明的实施方式。

<实施方式1>

首先,说明本发明的实施方式1的光电动势装置的结构。此外,在本实施方式1中,设为光电动势装置是太阳能电池单元来进行说明。

图1是示出本实施方式1的光电动势装置的结构的一个例子的剖视图。

如图1所示,光电动势装置在第1主面(纸面上侧的面)以及第2主面(纸面下侧的面)形成有纹理。在第1主面上,层叠形成有包括p型的杂质(第1导电类型的杂质)的第1扩散层2以及第1钝化膜4。另外,以穿通第1钝化膜4而与第1扩散层2接触的方式,形成有第1电极6。

另一方面,在第2主面上,层叠形成有包括n型的杂质(第2导电类型的杂质)的第2扩散层3以及第2钝化膜5。另外,以穿通第2钝化膜5而与第2扩散层3接触的方式,形成有第2电极7。

接下来,关于光电动势装置的制造方法,使用图2~10来进行说明。

图2是示出光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。另外,图3~10是示出光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

在步骤s101中,如图3所示,在硅基板1的两面形成纹理。具体来说,将硅基板1浸渍到碱溶液中,去除切割时的线锯损伤。其后,通过使硅基板1浸渍到添加有异丙醇的碱溶液中,在硅基板1的两面(第1主面、第2主面)形成金字塔状的纹理。

此外,硅基板1由n型的单晶体构成,设为156mm□(一边为156mm的四边形)、电阻率1ωcm、厚度200μm左右。

另外,在本实施方式1中,说明在硅基板1的两面形成纹理的情况,但至少形成于光入射的一侧的面即可,也可以仅形成于一侧的面。

在步骤s102中,如图4所示,在硅基板1的第1主面上,通过常压cvd而层叠形成包括硼(第1导电类型的杂质)的硅酸盐玻璃8(第1硅酸盐玻璃)以及不包括赋予导电性的杂质的硅酸盐玻璃9(第2硅酸盐玻璃)。在这里,关于赋予导电性的杂质,如果是作为iv族元素的半导体的硅,则可列举iii族或者v族的硼、磷、镓、砷等。另外,在硅酸盐玻璃9中不包括杂质表示硅酸盐玻璃9中包括的赋予导电性的杂质充分少于在后面的步骤中的热处理之后从上述硅酸盐玻璃8扩散的量,是对在后面的步骤中形成的扩散层2或者扩散层3没有实质影响的程度以下的量,不一定意味着完全不含有。

在步骤s103中,如图5所示,在1000℃左右的气氛中,对步骤s102后的硅基板1进行退火(热处理),从而,使硼从硅酸盐玻璃8扩散到硅基板1的第1主面,形成第1扩散层2。

在步骤s104中,如图6所示,在硅酸盐玻璃9上,形成包括硼(第1导电类型的杂质)的硅酸盐玻璃10(第3硅酸盐玻璃)以及不包括赋予导电性的杂质的硅酸盐玻璃11(第4硅酸盐玻璃)。

此外,硅酸盐玻璃11是为了防止硼从硅酸盐玻璃10蒸发到气氛中并附着到第2主面而形成的。但是,在根据硅酸盐玻璃10的条件而硼的蒸发量少、或者光电动势装置的特性不由于硼附着到第2主面而降低的情况下,也可以省略硅酸盐玻璃11的形成。

在步骤s105中,如图7所示,使磷(第2导电类型的杂质)扩散到硅基板1的第2主面,形成第2扩散层3以及硅酸盐玻璃12。具体来说,通过起泡法使pocl3挥发,在炉内对步骤s104后的硅基板1进行加热,从而,在第2主面上形成硅酸盐玻璃12,并且在第2主面形成第2扩散层3。

此外,通过起泡法形成第2扩散层3的方法是形成n型的扩散层的一般方法,能够廉价地形成,但由于在硅基板1的两面形成硅酸盐玻璃12,需要在不形成硅酸盐玻璃12的第1主面侧预先形成掩模膜等。在本实施方式1中,硅酸盐玻璃8~11作为防止磷向硅基板1的第1主面扩散的掩模膜而发挥功能。

在步骤s106中,如图8所示,去除硅酸盐玻璃8、9、10、11、12。具体来说,通过使步骤s105后的硅基板1浸渍到10%左右的氢氟酸溶液,去除硅酸盐玻璃8、9、10、11、12。

在步骤s107中,如图9所示,在第1扩散层2上形成第1钝化膜4,在第2扩散层3上形成第2钝化膜5。具体来说,在氧气氛中,通过对步骤s106后的硅基板1进行退火(热处理),在第1扩散层2上形成基于热氧化的第1钝化膜4,并在第2扩散层3上形成基于热氧化的第2钝化膜5。

其后,在第1钝化膜4以及第2钝化膜5各自的上方,通过等离子体cvd,形成作为防反射膜的氮化硅膜(未图示)。

在步骤s108中,在图9所示的硅基板1的两面,在进行使用以ag作为主成分的印刷膏的印刷之后进行烧成,从而,形成包括栅电极以及总线电极的集电极(第1电极6、第2电极7)。由此,制作图1所示的光电动势装置。

接下来,说明本实施方式1的光电动势装置的效果。

图10是比较例1的光电动势装置的剖视图,示出光电动势装置的制造工序。此外,在图10中,虽然为了简化而未图示,但在硅基板1的两面形成有纹理。比较例1是用于说明后述的图11所示的本实施方式1的效果的图。

在比较例1的光电动势装置中,在其制造工序中未形成硅酸盐玻璃10、11。另外,设为在硅酸盐玻璃8、9处形成有缺陷部13(硅酸盐玻璃8、9的非形成部、针孔等)。

如图10所示,在使磷(第2导电类型的杂质)扩散到硅基板1的第2主面而形成第2扩散层3时,磷通过形成于硅基板1的第1主面侧的缺陷部13而扩散到第1扩散层2,在第1扩散层2以及缺陷部13处形成杂质扩散层14(此时,在硅酸盐玻璃9上形成硅酸盐玻璃12)。然后,当磷向第1扩散层2的扩散量变成相对于第1扩散层2的杂质浓度无法忽略的量时,引起开路电压以及填充因数的降低,或者发生施加反向偏压的情况下的电流泄漏。

在硅酸盐玻璃9处产生的缺陷部13有时是受到形成硅酸盐玻璃8、9时的粒子等的影响而产生的,另外,还有时是由于形成第1扩散层2时的热处理中的膜应力而产生的。在形成于太阳能电池的金字塔状的纹理中,硅酸盐玻璃在金字塔状的纹理的底部特别薄,这导致特性劣化。

对光电动势装置的特性造成影响的杂质扩散层14的杂质浓度(在图10的例子中,磷的浓度)也取决于硅酸盐玻璃8、9的杂质含量以及其后的退火条件,如果最终形成的杂质扩散层14的薄层电阻是第1扩散层2的薄层电阻的3倍以下,例如在第1扩散层2的薄层电阻是100ω/□时,杂质扩散层14的薄层电阻为300ω/□以下,则发生上述特性劣化或者电流泄漏。

图11是本实施方式1的光电动势装置的剖视图,示出光电动势装置的制造工序。此外,在图11中,虽然为了简化而未图示,但设为在硅基板1的两面形成有纹理。另外,设为未形成硅酸盐玻璃11。

如图11所示,在形成硅酸盐玻璃8、9后,为了形成第1扩散层2而进行热处理,但如上所述,由于形成硅酸盐玻璃8、9时或者热处理时的应力,在硅酸盐玻璃8、9处产生缺陷部13。在本实施方式1的光电动势装置中,在该热处理之后形成硅酸盐玻璃10。因此,在其后形成第2扩散层3时,能够通过硅酸盐玻璃10防止磷(第2导电类型的杂质)向缺陷部13的侵入。另外,通过形成第2扩散层3时的热处理,在第1扩散层2以及缺陷部13处形成杂质浓度增加部15,能够抑制缺陷部13处的特性降低。

具体来说,关于缺陷部13,作为其原因的粒子以及在形成硅酸盐玻璃8、9后附着的金属杂质等在后面的工序中扩散,使第1扩散层2与硅基板1的界面的状态降低,有时引起特性降低。在本实施方式1的光电动势装置中,通过形成杂质浓度增加部15而使第1扩散层2的场效应增加,从而能够防止硅基板1中的载流子接近缺陷部13,抑制在第1扩散层2与硅基板1的界面的状态降低的部分处载流子发生复合。

关于上述比较例1的光电动势装置(参照图10)以及本实施方式1的光电动势装置(参照图11),如果在am1.5的光照射下评价电流-电压特性,则本实施方式1相对于比较例1,得到开路电压高2mv、填充因数高0.005的结果。另外,在与电流-电压特性相反的方向上在施加10v的电压时流过的电流(泄漏电流)在比较例1中是1.0a,与此相对地,在本实施方式1中为0.2a,观察到改善的倾向。

根据以上所述,根据本实施方式1,能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生。

<实施方式2>

在图2的步骤s102(对应于图4)中,当在硅基板1的第1主面上形成硅酸盐玻璃8、9时,硅酸盐玻璃8、9蔓延而形成于硅基板1的第2主面上。在本发明的实施方式2中,其特征在于,去除形成于硅基板1的第2主面上的硅酸盐玻璃8、9。关于其他制造方法,由于与实施方式1相同,所以在这里省略说明。

图12是示出本实施方式2的光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。此外,图12的步骤s201、步骤s202、步骤s204~步骤s209对应于图2的步骤s101~步骤s108,所以在这里省略说明。以下,说明步骤s203。

在步骤s203中,使步骤s202后的硅基板1浸渍到1%的氢氟酸,去除形成于硅基板1的第2主面上的硅酸盐玻璃8、9。

形成于硅基板1的第2主面上的硅酸盐玻璃8、9自身成为掩模,妨碍其后的第2扩散层3的形成。另外,硅酸盐玻璃8、9由于形成第2扩散层3时的热处理,使第1杂质(在这里是硼)扩散到硅基板1的第2主面而引起特性降低。因此,形成于硅基板1的第2主面上的硅酸盐玻璃8、9最好用氢氟酸来处理(去除),但如果为了去除形成于第2主面上的硅酸盐玻璃8、9而将硅基板1整体浸渍到氢氟酸,则形成于第1主面侧的硅酸盐玻璃9薄化,使原本存在的缺陷部进一步增大,或者产生新的缺陷部。特别是形成于硅基板1的两面的纹理的底部由于因退火产生的应力而薄化,所以被氢氟酸轻易地溶融而产生缺陷部。针对这样的问题,在本实施方式2中,在步骤s203之后,在形成于硅基板1的第1主面侧的硅酸盐玻璃9上形成硅酸盐玻璃10(步骤s205),所以能够通过硅酸盐玻璃10补充在步骤s203中膜减薄了的第1主面侧的硅酸盐玻璃9。

将在图12中不形成硅酸盐玻璃10、11(不进行步骤s205)而制作的光电动势装置设为比较例2的情况下,如果在am1.5的光照射下评价电流-电压特性,则本实施方式2的光电动势装置相对于比较例2,得到开路电压高4mv、填充因数高0.008的结果。另外,在与电流-电压特性相反的方向上在施加10v的电压时流过的电流(泄漏电流)在比较例2中是2.0a,与此相对地,在本实施方式2中为0.2a,观察到改善的倾向。

这样的泄漏电流在pn结部处最容易产生,如果在发射极扩散层处形成导电类型与发射极相反的区域,则显著增大。因此,在如本申请那样将与基板不同的导电类型的扩散层形成于基板表面的情况下,在有可能在该扩散层的掩模膜处产生缺陷的情况下,在pn结部分处形成反向结,造成产生大的泄漏电流以及发生特性降低这样的问题。与其相比,针对与基板的导电类型相同的导电类型的扩散层,相反导电类型的扩散层的影响较小。

根据以上所述,根据本实施方式2,能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生。

<实施方式3>

在实施方式1、2中,说明了在形成第1扩散层2之后形成硅酸盐玻璃10的情况。在本发明的实施方式3中,其特征在于,在形成第1扩散层2之前形成硅酸盐玻璃10。关于其他制造方法,与实施方式2相同,所以在这里省略说明。

图13是示出本实施方式3的光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。此外,图13的步骤s301、步骤s302、步骤s307~步骤s309对应于图2的步骤s201、步骤s202、步骤s207~步骤s209,所以在这里省略说明。以下,说明步骤s303~步骤s306。

在步骤s303中,如图14所示,在硅酸盐玻璃9上形成硅酸盐玻璃10以及硅酸盐玻璃11。具体来说,通过溅射形成硅酸盐玻璃10以及硅酸盐玻璃11。

溅射与常压cvd相比,不易造成因热而产生的应力的影响,根据成膜条件,能够在纹理的底部较厚地形成。因此,除了能够在第1扩散层2的形成前(热处理前)形成硅酸盐玻璃10以及硅酸盐玻璃11之外,与常压cvd相比蔓延到第2主面侧的硅酸盐玻璃10以及硅酸盐玻璃11的量也较少,因此,在进行其后的使用氢氟酸的处理时,能够在保护第1主面的状态下去除形成于第2主面侧的硅酸盐玻璃8、9、10、11,所以不易产生缺陷部。

在步骤s304中,使步骤s303后的硅基板1浸渍到1%的氢氟酸,去除形成于硅基板1的第2主面上的硅酸盐玻璃8、9、10、11。

在步骤s305中,在1000℃左右的气氛中,对步骤s304后的硅基板1进行退火,从而,使硼从硅酸盐玻璃8扩散到硅基板1的第1主面,形成第1扩散层2。

在步骤s306中,使磷(第2导电类型的杂质)扩散到硅基板1的第2主面,形成第2扩散层3以及硅酸盐玻璃12。

将在图13中不形成硅酸盐玻璃10、11(不进行步骤s303)而制作的光电动势装置设为比较例3的情况下,如果在am1.5的光照射下评价电流-电压特性,则本实施方式3的光电动势装置相对于比较例3,得到开路电压高5mv、填充因数高0.01的结果。另外,在与电流-电压特性相反的方向上在施加10v的电压时流过的电流(泄漏电流)在比较例3中是2.0a,与此相对地,在本实施方式3中为0.2a,观察到改善的倾向。

根据以上所述,根据本实施方式3,能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生。

此外,在上述中,说明了将本实施方式3应用于实施方式2的情况,但不限于此,也可以将本实施方式3应用于实施方式1。

<实施方式4>

在本发明的实施方式4中,其特征在于,通过涂敷而部分地形成硅酸盐玻璃10、11。关于其他制造方法,由于与实施方式1相同,所以在这里省略说明。

例如,在图2的步骤s104中,仅在硅基板1的端部、最好仅在从端部起5mm左右的部分,通过喷墨进行涂敷,从而形成硅酸盐玻璃10、11。

在这里,与实施方式1同样地将不进行相当于步骤s104的通过喷墨的涂敷而制作的光电动势装置设为比较例4。比较例4的工艺与实施方式1中的比较例1相同,电流-电压特性以及电流泄漏特性也与比较例1相同。本实施方式4与比较例4相比,得到开路电压高2mv、填充因数高0.005的结果。另外,在与电流-电压特性相反的方向上在施加10v的电压时流过的电流(泄漏电流)在比较例4中是1.0a,与此相对地,在本实施方式4中为0.3a,虽然与实施方式1相比改善效果小,但观察到改善的倾向。这表示特性降低的部分集中于从硅基板1的端部起的5mm。即,在本实施方式4中,通过使用涂敷这样的简单方法,得到与实施方式1相同的效果。

根据以上所述,根据本实施方式4,能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生。

此外,在上述中,说明了将本实施方式4应用于实施方式1的情况,但不限于此,也可以将本实施方式4应用于实施方式2。

<实施方式5>

首先,说明本发明的实施方式5的光电动势装置的结构。此外,在本实施方式5中,设为光电动势装置是太阳能电池单元来进行说明。

图15是示出本实施方式5的光电动势装置的结构的一个例子的剖视图。

如图15所示,光电动势装置在第1主面(纸面上侧的面)以及第2主面(纸面下侧的面)形成有纹理。在第1主面上,层叠形成有包括n型的杂质(第1导电类型的杂质)的第1扩散层17以及第1钝化膜19。另外,以穿通第1钝化膜19而与第1扩散层17接触的方式,形成有第1电极21。

另一方面,在第2主面上,层叠形成有包括p型的杂质(第2导电类型的杂质)的第2扩散层18以及第2钝化膜20。另外,以穿通第2钝化膜20而与第2扩散层18接触的方式,形成有第2电极22。

接下来,关于光电动势装置的制造方法,使用图16~23来进行说明。

图16是示出光电动势装置的制造方法的一个例子的流程图。另外,图17~23是示出光电动势装置的制造工序的一个例子的图。

在步骤s401中,如图17所示,在硅基板16的两面形成纹理。具体来说,将硅基板16浸渍到碱溶液中,去除切割时的线锯损伤。其后,通过使硅基板16浸渍到添加有异丙醇的碱溶液中,在硅基板16的两面(第1主面、第2主面)形成金字塔状的纹理。

此外,硅基板16由p型的单晶体构成,设为156mm□(一边为156mm的四边形)、电阻率1ωcm、厚度200μm左右。

另外,在本实施方式5中,说明在硅基板16的两面形成纹理的情况,但至少形成于光入射的一侧的面即可,也可以仅形成于一侧的面。

在步骤s402中,如图18所示,在硅基板16的第1主面上,通过常压cvd层叠形成包括磷(第1导电类型的杂质)的硅酸盐玻璃23(第1硅酸盐玻璃)以及不包括赋予导电性的杂质的硅酸盐玻璃24(第2硅酸盐玻璃)。

在步骤s403中,如图19所示,在900℃左右的气氛中,对步骤s402后的硅基板16进行退火(热处理),从而,使磷从硅酸盐玻璃23扩散到硅基板16的第1主面,形成第1扩散层17。

在步骤s404中,如图20所示,在硅酸盐玻璃24上,形成包括磷(第1导电类型的杂质)的硅酸盐玻璃25(第3硅酸盐玻璃)以及不包括具有导电性的杂质的硅酸盐玻璃26(第4硅酸盐玻璃)。

此外,硅酸盐玻璃26是为了防止磷从硅酸盐玻璃25蒸发到气氛中并附着到第2主面而形成的。但是,在根据硅酸盐玻璃25的条件而磷的蒸发量少、或者光电动势装置的特性不由于磷附着到第2主面而降低的情况下,也可以省略硅酸盐玻璃26的形成。

在步骤s405中,如图21所示,使硼(第2导电类型的杂质)扩散到硅基板16的第2主面,形成第2扩散层18以及硅酸盐玻璃27。具体来说,通过起泡法使溴化硼(bbr3)挥发,在炉内对步骤s404后的硅基板16进行加热,从而,在第2主面上形成硅酸盐玻璃27,并且在第2主面形成第2扩散层18。

此外,通过起泡法形成第2扩散层18的方法是形成p型的扩散层的一般方法,能够廉价地形成,但由于在硅基板16的两面形成硅酸盐玻璃27,需要在不形成硅酸盐玻璃27的第1主面侧预先形成掩模膜等。在本实施方式5中,硅酸盐玻璃23~26作为防止硼向硅基板16的第1主面扩散的掩模膜而发挥功能。

在步骤s406中,如图22所示,去除硅酸盐玻璃23、24、25、26、27。具体来说,通过使步骤s405后的硅基板16浸渍到10%左右的氢氟酸溶液,去除硅酸盐玻璃23、24、25、26、27。

在步骤s407中,如图23所示,在第1扩散层17上形成第1钝化膜19,在第2扩散层18上形成第2钝化膜20。具体来说,在氧气氛中,通过对步骤s406后的硅基板16进行退火(热处理),在第1扩散层17上形成基于热氧化的第1钝化膜19,在第2扩散层18上形成基于热氧化的第2钝化膜20。

其后,在第1钝化膜19以及第2钝化膜20各自的上方,通过等离子体cvd形成作为防反射膜的氮化硅膜(未图示)。

在步骤s408中,在图23所示的硅基板16的两面,在进行使用以ag作为主成分的印刷膏的印刷之后进行烧成,从而形成包括栅电极以及总线电极的集电极(第1电极21、第2电极22)。由此,制作图15所示的光电动势装置。

接下来,关于本实施方式5的光电动势装置的效果,使用比较例5来进行说明。

在比较例5的光电动势装置中,在其制造工序中未形成硅酸盐玻璃25、26。其他制造工序与实施方式5相同。另外,比较例5的光电动势装置的剖面与图10相同。此外,图10的硅基板1、第1扩散层2、第2扩散层3、硅酸盐玻璃8、9、12分别对应于比较例5中的硅基板16、第1扩散层17、第2扩散层18、硅酸盐玻璃23、24、27。参照图10,在比较例5的光电动势装置中,设为在硅酸盐玻璃23、24处形成有缺陷部(硅酸盐玻璃23、24的非形成部、针孔等)。

另一方面,本实施方式5的光电动势装置的剖面与图11相同。此外,图11的硅基板1、第1扩散层2、第2扩散层3、硅酸盐玻璃8、9、10、12分别对应于本实施方式5中的硅基板16、第1扩散层17、第2扩散层18、硅酸盐玻璃23、24、25、27。

关于上述比较例5的光电动势装置(参照图10)以及本实施方式5的光电动势装置(参照图11),如果在am1.5的光照射下评价电流-电压特性,则本实施方式5相对于比较例5,得到开路电压高2mv、填充因数高0.005的结果。另外,在与电流-电压特性相反的方向上在施加10v的电压时流过的电流(泄漏电流)在比较例5中是1.2a,与此相对地,在本实施方式5中为0.2a,观察到改善的倾向。

根据以上所述,根据本实施方式5,能够抑制开路电压以及填充因数的降低或者电流泄漏的发生。

此外,本发明能够在其发明范围内将各实施方式自由地组合或者对各实施方式适当地进行变形、省略。

虽然详细说明了本发明,但上述说明在所有方式中都是示例,本发明不限定于此。应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,能够设想未例示的无数变形例。

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