太阳能电池的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池的制造方法。
【背景技术】
[0002]一般的单晶硅太阳能电池或者多晶硅太阳能电池中，为了分离通过照射太阳光线而生成的载流子，需要形成pn结。例如，使用P型硅基板作为基板的情况下，通过使磷等5族元素扩散到基板的受光面侧，在基板的受光面侧形成η型硅层，从而形成pn结。将这样地扩散到基板的杂质元素称为掺杂物。
[0003]也就是说，在使用P型单晶硅基板或P型多晶硅基板作为基板的情况下，通过在700°C?1000°C左右的温度下将磷系掺杂物热扩散到基板的受光面侧，从而在基板双面的整个面上形成扩散层。然后，根据需要去除不需要的部分的扩散层而形成太阳能电池用的扩散层。
[0004]此外，在使用η型单晶硅基板或η型多晶硅基板作为基板的情况下，通过使硼等3族元素扩散到基板的受光面侧而在基板的受光面侧形成P型硅层，从而形成pn结。
[0005]另外，作为提高太阳能电池的光电转换效率的方法，已知在基板的受光面侧形成选择发射极构造的方法。所谓选择发射极构造是如下构造:在作为半导体的单晶硅基板或多晶硅基板中，将与金属制电极接合的接合区域的掺杂物的扩散浓度设为比该接合区域以外的区域的掺杂物的扩散浓度高的浓度，从而易于将作为半导体的硅基板与金属制电极电接合起来。
[0006]在基板的受光面侧，上述的接合区域以外的区域是受光面。受光面的掺杂物的扩散浓度比与金属制电极接合的接合区域的掺杂物的扩散浓度低。因此，选择发射极构造具有能够减少基于能级的不纯度的载流子的再结合并且能够增大光输出电流的优点。
[0007]作为这样的选择发射极构造的形成方法提出有如下方法:使用喷墨装置分开涂敷掺杂物浓度不同的涂敷剂或掺杂物不同的涂敷剂，通过一次热处理形成选择扩散层(例如，参照专利文献I)。此外，还提出有如下方法:使用喷墨装置局部改变掺杂物浓度而涂敷，通过一次热处理或局部的激光照射等形成选择发射极构造(例如，参照专利文献2、专利文献3) ο
[0008]专利文献1:日本特开2004-221149号公报
[0009]专利文献2:日本特开2003-224285号公报
[0010]专利文献3:日本特表2005-506705号公报
【发明内容】
[0011]然而，根据上述现有技术，有如下问题:无论哪种方法都需要专用的装置，或者都需要实施多个复杂的工序，而且装置的维护也困难。这些问题成为太阳能电池的制造成本上升的主要原因。
[0012]鉴于上述问题，本发明的目的在于获得能够容易且低成本地制造具有选择发射极构造的、光电转换效率优异的太阳能电池的太阳能电池制造方法。
[0013]为了解决上述问题并实现目的，本发明的太阳能电池的制造方法的特征在于，包括:第一工序，对第一导电类型的半导体基板的一面侧的一部分涂敷含有第二导电类型的杂质元素的浆料；第二工序，在处理室内对上述半导体基板实施不含有第二导电类型的杂质元素的气体的环境下的第一热处理，使第二导电类型的杂质元素从上述浆料扩散到上述半导体基板中的上述浆料的下部区域，从而在上述半导体基板的上述浆料的下部区域形成以第一浓度扩散了第二导电类型的杂质元素的第一杂质扩散层；第三工序，在上述处理室内，接着上述第一热处理对上述半导体基板实施含有第二导电类型的杂质元素的含掺杂物气体的环境下的第二热处理，使第二导电类型的杂质元素从上述含掺杂物气体扩散到上述半导体基板的一面侧中的未涂敷上述浆料的露出区域，从而在上述露出区域形成以低于上述第一浓度的第二浓度扩散了第二导电类型的杂质元素的第二杂质扩散层；第四工序，去除上述浆料；第五工序，在上述第一杂质扩散层上形成受光面侧电极；以及第六工序，在上述半导体基板的另一面侧形成背面侧电极。
[0014]根据本发明，起到能够容易且低成本地获得具有选择发射极构造的、光电转换效率优异的太阳能电池的效果。
【附图说明】
[0015]图1-1是示出本发明的实施方式的太阳能电池的概略构成的平面图。
[0016]图1-2是示出本发明的实施方式的太阳能电池的概略构成的要部断面图，是图1-1的线段A-A处的要部断面图。
[0017]图2是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造方法的一例的流程图。
[0018]图3-1是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0019]图3-2是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0020]图3-3是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0021]图3-4是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0022]图3-5是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0023]图3-6是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0024]图3-7是用于说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造工序的一例的要部断面图。
[0025]图4-1是示出使用了不锈钢网的丝网印刷版的耐性试验前状态(新品状态)下的要部的平面图像。
[0026]图4-2是示出使用了不锈钢网的丝网印刷版的耐性试验后的要部的平面图像。
[0027]图5-1是示出使用了树脂网的丝网印刷版的耐性试验前状态(新品状态)下的要部的平面图像。
[0028]图5-2是示出使用了树脂网的丝网印刷版B的试验后的要部的平面图像。
[0029]图6是示出两阶段的连续扩散工序(第一扩散工序和第二扩散工序)的扩散条件的一例的图。
[0030]图7-1是示出基于扩散工序时的三氯氧化磷(POCl3)气体的流量的形成η型杂质扩散层之后的P型硅基板的受光面的方块电阻的变化的特性图。
[0031]图7-2是示出横宽设置的热扩散炉内的P型硅基板上的测定位置的示意图。
[0032]图8是用红外线照相机拍摄用卤素灯对在通过两阶段的连续扩散工序形成第一 η型杂质扩散层和第二η型杂质扩散层之后形成了防反射膜的半导体基板的受光面侧照射光的状态而得到的图像。
[0033]图9是用红外线照相机拍摄用小型灯泡对在通过两阶段的连续扩散工序形成第一η型杂质扩散层和第二η型杂质扩散层之后形成了防反射膜的半导体基板的受光面侧照射红外线的状态而得到的图像。
[0034](附图标记说明)
[0035]1:太阳能电池；2:半导体基板(P型娃基板)；3:η型杂质扩散层；3a:第一 η型杂质扩散层；3b:第二 η型杂质扩散层；4:防反射层；5:表银栅极(grid)电极；6:表银总线电极；7:背销电极；8:p+层(BSF(Back Surface Field，背场));11:半导体基板；12:受光面侧电极；13:背面侧电极；21:含掺杂物浆料；22氧化膜；31:不锈钢网；32:开口部；33:树脂网；34:开口部；51:热扩散炉；52:p型硅基板。
【具体实施方式】
[0036]以下，基于附图详细说明本发明的太阳能电池的制造方法的实施方式。另外，本发明并不限于以下的叙述，能够在不脱离本发明的要旨的范围内进行适当变更。此外，以下所示的附图中，为了易于理解，有时各部件的缩放比例与实际不同。在各幅附图之间也是同样的。
[0037]实施方式
[0038]图1-1是示出本发明的实施方式的太阳能电池的概略构成的平面图。图1-2是示出本发明的实施方式的太阳能电池的概略构成的要部断面图，是图1-1的线段A-A处的要部断面图。
[0039]在实施方式的太阳能电池I中，在由P型硅构成的半导体基板2 (以下称为P型硅基板2)的受光面侧通过磷扩散而形成η型杂质扩散层3，形成具有ρη结的半导体基板11。此外，在η型杂质扩散层3上形成由例如氮化硅膜(SiN膜)构成的防反射膜4。另外，作为半导体基板2可以使用P型单晶硅基板或P型多晶硅基板中的某一种。此外，作为半导体基板2，不限于P型的硅基板，还可以使用η型的多晶的硅基板或η型的单晶硅基板。
[0040]此外，在P型硅基板2的受光面侧，形成有构成用于封住光的纹理构造的微小凹凸(纹理，texture)(未图示)。微小凹凸(纹理)是增加在受光面中吸收来自外部的光的面积、抑制受光面中的反射率、效率良好地将光封到太阳能电池I中的构造。
[0041]防反射膜4由作为绝缘膜的氮化硅膜(SiN膜)构成。另外，防反射膜4并不限于氮化硅膜(SiN膜)，还可以用氧化硅膜6102膜)或氧化钛膜(T12)膜等绝缘膜形成。
[0042]另外，在半导体基板11的受光面侧排列设置多个细长条状的表银栅极(grid)电极5，与该表银栅极电极5大致正交地设置与该表银栅极电极5导通的表银母线(bus)电极6，各自在底面部与η型杂质扩散层3电连接。表银栅极电极5和表银总线电极6由银材料构成。
[0043]表银栅极电极5具有例如70μπι?200 μπι左右的宽度且以例如2mm左右的间隔大致平行地配置，收集半导体基板11的内部所发出的电。此外，