的玻璃质层残留在ρ型硅基板2的表面的情况下，在形成防反射膜4时防反射膜4白浊化。于是，防反射膜4上的反射率升高，也就是说，防反射效果消失，太阳能电池I中的发生电流降低。含掺杂物浆料21造成的玻璃质层的去除优选在水洗处理时一并使用气泡(bubbling)或者超声波清洗。
[0124]另外，包含含掺杂物浆料21的残留物在内的玻璃质层能够作为通常的工厂排水而排出。
[0125](防反射膜形成工序)
[0126]接着，为了改善光电转换效率，在半导体基板11的受光面侧(η型杂质扩散层3侦U以均匀的厚度形成例如氮化硅(SiN)膜而作为防反射膜4(图3-6，步骤S60)。防反射膜4的膜厚和折射率设定为最能抑制光反射的值。防反射膜4的形成使用例如等离子体CVD法，并使用硅烷(SiH4)气体和氨气(NH3)的混合气体作为原材料。另外，作为防反射膜4，也可以层叠折射率不同的两层以上的膜。此外，防反射膜4的形成方法除了等离子体CVD法之外，也可以使用蒸镀法、热CVD法等。另外，应当注意到这样地形成的防反射膜4是绝缘体，仅仅在其上形成受光面电极12的话不能作为太阳能电池起作用。
[0127](电极形成工序)
[0128]接着，通过丝网印刷形成电极(步骤S70)。首先，制作受光面侧电极12 (烧制前)。即，通过丝网印刷在半导体基板11的作为受光面的防反射膜4上，按表银栅极电极5和表银总线电极6的形状涂敷含有银和玻璃熔块的电极材料浆料(银浆料)后，使电极材料浆料干燥。接着，在通过丝网印刷在半导体基板11的背面侧的整个面涂敷了含铝的电极材料浆料(铝浆料)后，使电极材料浆料干燥。
[0129]此处，受光面侧电极12是在第一 η型杂质扩散层3a上对位形成的，但是在形成防反射膜4之后的半导体基板11的受光面侧识别第一 η型杂质扩散层3a与第二 η型杂质扩散层3b的区域是困难的。图8是用红外线照相机拍摄用卤素灯对通过两阶段的连续扩散工序(第一扩散工序和第二扩散工序)形成第一 η型杂质扩散层3a和第二 η型杂质扩散层3b之后形成了防反射膜4的半导体基板11的受光面侧照射光的状态而得到的图像。如图8所示，在照射了卤素灯的情况下，清晰识别第一 η型杂质扩散层3a与第二 η型杂质扩散层3b的区域是困难的。因此，在该情况下，印刷银浆料的位置精度恶化。
[0130]因此，在本实施方式中，用红外线照相机拍摄对通过两阶段的连续扩散工序(第一扩散工序和第二扩散工序)形成第一 η型杂质扩散层3a和第二 η型杂质扩散层3b之后形成了防反射膜4的半导体基板11的受光面侧照射红外线的状态。由此，能够识别第一 η型杂质扩散层3a与第二 η型杂质扩散层3b。由此，能够在第二 η型杂质扩散层3b上精度优良地印刷银浆料。
[0131]图9是用红外线照相机拍摄用小型灯泡对通过两阶段的连续扩散工序(第一扩散工序和第二扩散工序)形成第一 η型杂质扩散层3a和第二 η型杂质扩散层3b之后形成了防反射膜4的半导体基板11的受光面侧照射红外线的状态而得到的图像。如图9所示，通过用红外线照相机在对半导体基板11的受光面侧照射红外线的状态下拍摄，能够识别第一 η型杂质扩散层3a与第二 η型杂质扩散层3b的区域。图9中，第一 η型杂质扩散层3a被拍摄成颜色深的线状。
[0132]然后，通过在大气环境中以600°C?900°C左右的温度、例如760°C同时烧制半导体基板11的受光面侧和背面侧的电极浆料，在半导体基板11的表面侧，通过银浆料中所包含的玻璃材料，在防反射膜4熔融的期间，银材料与硅接触并再凝固。由此，得到作为受光面侧电极12的表银栅极电极5和表银总线电极6，并确保了受光面侧电极12与半导体基板11的娃之间的导通(图3-7)。这样的工艺也被称作烧穿(Fire-through)法。
[0133]此外，铝浆料也与半导体基板11的硅反应而得到背铝电极7，并且在背铝电极7的正下方形成P+层8。另外，图中仅示出了表银栅极电极5和背铝电极7，省略了表银总线电极6的记载。
[0134]通过实施以上那样的工序，能够制作如图1-1和图1-2所示的本实施方式的太阳能电池I。另外，也可以在受光面侧和背面侧交换作为电极材料的浆料向半导体基板11的配置顺序。
[0135]此外，在上述中示出了在第二扩散工序与玻璃质层去除之间进行ρη分离的情况，但也可以在形成电极后，例如对P型硅基板2的表面端照射激光来进行ρη结的端部的分离处理。
[0136]如上述那样，在本实施方式中，通过在ρ型硅基板上涂敷含掺杂物浆料21，在除了含掺杂物浆料21以外没有掺杂物(磷)的扩散源的状态下实施第一扩散工序，从而形成第一 η型杂质扩散层3a。而且，在第一扩散工序后，不将ρ型硅基板2从热扩散炉取出，实施用三氯氧化磷(POCl3)作为掺杂物(磷)的扩散源的第二扩散工序，由此形成第二 η型杂质扩散层3b。也就是说，无需将ρ型硅基板2从热扩散炉取出即可实施使用了含掺杂物浆料21的第一扩散工序和使用了三氯氧化磷(POCl3)的第二扩散工序的两阶段的连续扩散工序。由此，能够高效地实施掺杂物(磷)的扩散处理，从而容易地分开制成第一 η型杂质扩散层3a和第二 η型杂质扩散层3b来形成选择发射极构造。由此，无需使用专用的装置，而且无需实施多个复杂的工序就能够容易且低成本地形成选择发射极构造。
[0137]因此，根据本实施方式，能够容易且低成本地形成实现了基于选择发射极构造的受光面侧电极与η型杂质扩散层之间的接触电阻的降低、输出电流的提高、开路电压(Voc)的提高的光电转换效率优异的太阳能电池。
[0138]此外，通过形成多个具有上述的实施方式中说明的结构的太阳能电池，并将相邻的太阳能电池彼此之间以串联或并联方式电连接，能够实现光电转换效率优异的太阳能电池模块。在该情况下，例如，将相邻的太阳能电池中一方的受光面侧电极与另一方的背面侧电极电连接即可。
[0139]如以上那样，本发明的太阳能电池的制造方法对于容易且低成本地制造光电转换效率优异的太阳能电池的情况是有用的。
【主权项】
1.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，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，在处理室内对所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所述浆料扩散到所述半导体基板中的所述浆料的下部区域，从而在所述半导体基板的所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，在所述处理室内，接着所述第一热处理对所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所述含掺杂物气体扩散到所述半导体基板的一面侧中的未涂敷所述浆料的露出区域，从而在所述露出区域形成以低于所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，去除所述浆料； 第五工序，在所述第一杂质扩散层上形成受光面侧电极；以及 第六工序，在所述半导体基板的另一面侧形成背面侧电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 在所述第一工序中，通过丝网印刷来印刷中性的所述浆料。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述浆料在所述第一热处理中的热处理温度下不升华以及不烧光。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 在所述第四工序中，通过蚀刻而同时去除在所述第三工序中堆积在所述第二杂质扩散层上的所述杂质元素的化合物和所述浆料。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于， 所述半导体基板是P型硅基板，所述杂质元素是磷。
【专利摘要】本发明通过包括如下工序而能够容易地实现选择发射极构造：第一工序，对第一导电类型的半导体基板(2)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(21)；第二工序，在处理室内对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浆料扩散到半导体基板中的浆料的下部区域，从而在半导体基板的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(3a)；第三工序，在处理室内接着第一热处理对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含掺杂物气体扩散到半导体基板的一面侧的未涂敷浆料的露出区域，从而在露出区域形成以低于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(3b)。
【IPC分类】H01L31-0216, H01L31-028, H01L31-0224, H01L31-18
【公开号】CN104521002
【申请号】CN201280075188
【发明人】米泽雅人, 西村邦彦, 太田成人, 森川浩昭
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2012年8月9日
【公告号】WO2014024297A1