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JP2000101111A - Solar cell manufacturing method - Google Patents

Solar cell manufacturing method

Info

Publication number
JP2000101111A
JP2000101111A JP10283310A JP28331098A JP2000101111A JP 2000101111 A JP2000101111 A JP 2000101111A JP 10283310 A JP10283310 A JP 10283310A JP 28331098 A JP28331098 A JP 28331098A JP 2000101111 A JP2000101111 A JP 2000101111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
semiconductor substrate
silicon substrate
solar cell
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10283310A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Yokozawa
雄二 横沢
Toshihiro Machida
智弘 町田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP10283310A priority Critical patent/JP2000101111A/en
Publication of JP2000101111A publication Critical patent/JP2000101111A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546Polycrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体基板のpn接合部における破壊を防止
してエネルギー変換効率を向上させることのできる太陽
電池の製造方法を提供する。 【解決手段】 多結晶シリコン基板1の表面に、ドライ
エッチングを行い微細な凹凸2を形成する。その後、ウ
エットエッチングを行い凹凸2の角を滑らかにする。エ
ッチング後、多結晶シリコン基板1に対して不純物拡散
を行ってpn接合部を形成する。その後、多結晶シリコ
ン基板1の表面および裏面に導電性ペーストを焼成して
それぞれ表面電極7および裏面電極6を形成する。
(57) Abstract: Provided is a method for manufacturing a solar cell capable of improving energy conversion efficiency by preventing destruction at a pn junction of a semiconductor substrate. SOLUTION: Fine irregularities 2 are formed on the surface of a polycrystalline silicon substrate 1 by dry etching. Thereafter, the corners of the irregularities 2 are smoothed by wet etching. After the etching, impurity diffusion is performed on the polycrystalline silicon substrate 1 to form a pn junction. Thereafter, a conductive paste is baked on the front and back surfaces of the polycrystalline silicon substrate 1 to form a front surface electrode 7 and a back surface electrode 6, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の製造方
法に関し、特に半導体基板の表面における反射を低減す
るための凹凸を形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more particularly, to a method for forming irregularities for reducing reflection on the surface of a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、単結晶シリコン太陽電池では、
シリコン基板にアルカリ溶液を用いた異方性エッチング
を行い、シリコン基板の表面に微細なピラミッドまたは
逆ピラミッド構造を形成し、基板表面における反射を低
減している。
2. Description of the Related Art Generally, in a single crystal silicon solar cell,
Anisotropic etching using an alkaline solution is performed on a silicon substrate to form a fine pyramid or inverted pyramid structure on the surface of the silicon substrate, thereby reducing reflection on the substrate surface.

【0003】上記異方性エッチングでは、シリコンのエ
ッチング速度が(100)結晶方位面と(111)結晶
方位面とで異なることを利用している。そのため、様々
な面方位を持つ結晶粒が含まれる多結晶シリコン基板の
場合、(100)結晶方位面を有する結晶粒の基板内の
占有率は約20%程度と推定され、残りの(100)結
晶方位面以外の面方位を有する結晶粒が大勢を占めてお
り、表面反射を低減できる微細なピラミッド構造が形成
されないという欠点がある。
The above-described anisotropic etching utilizes the fact that the etching rate of silicon is different between the (100) crystal orientation plane and the (111) crystal orientation plane. Therefore, in the case of a polycrystalline silicon substrate including crystal grains having various plane orientations, the occupancy of the crystal grains having the (100) crystal orientation plane in the substrate is estimated to be about 20%, and the remaining (100) Crystal grains having a plane orientation other than the crystal orientation plane occupy a large part, and there is a disadvantage that a fine pyramid structure capable of reducing surface reflection is not formed.

【0004】この欠点を解決する方法として、例えば、
特開平9−148603号公報には機械的にシリコン基
板の表面を加工する方法、特開平3−89518号公報
にはレーザーを用いてシリコン基板の表面を加工する方
法、特開平9−167850号公報には酸水溶液を用い
てウエットエッチングを行う方法、特開平9−1026
25号公報にはマスク形成用ガスおよびエッチングガス
を用いてドライエッチングを行う方法等がそれぞれ開示
されている。
As a method of solving this drawback, for example,
JP-A-9-148603 discloses a method of mechanically processing the surface of a silicon substrate, JP-A-3-89518 discloses a method of processing the surface of a silicon substrate using a laser, and JP-A-9-167850. For performing wet etching using an aqueous acid solution, see JP-A-9-1026.
No. 25 discloses a method of performing dry etching using a mask forming gas and an etching gas, respectively.

【0005】また、例えば「門馬正,石崎芳宜,斎藤洋
司,電子情報通信学会技術報告,Vol.96,No.39
6,p19−24,1996」には、単結晶シリコン基
板において、三フッ化塩素ガス(ClF3)を用いた等
方性エッチングに関する技術が提案されており、このエ
ッチングによれば、シリコン基板の表面反射率を10%
程度まで低減できることが報告されている。上記エッチ
ングでは、シリコン基板をClF3ガス雰囲気にさらす
だけで、シリコン基板表面に微細でランダムな凹凸が形
成される。そのため、一度に大量のシリコン基板を処理
できる可能性があるとともに、プラズマレスエッチング
であるので、イオンダメージを受けないといったメリッ
トがある。
[0005] For example, "Tadashi Kadoma, Yoshinori Ishizaki, Yoji Saito, IEICE Technical Report, Vol. 96, No. 39
6, the p19-24,1996 ", in a single crystal silicon substrate, chlorine trifluoride gas (ClF 3) and techniques have been proposed regarding isotropic etching using, according to this etching, the silicon substrate 10% surface reflectance
It is reported that it can be reduced to the extent. In the above etching, fine random irregularities are formed on the silicon substrate surface only by exposing the silicon substrate to a ClF 3 gas atmosphere. Therefore, there is a possibility that a large amount of silicon substrates can be processed at one time, and there is an advantage that ion damage is not caused because of plasmaless etching.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の発明
者らは、ClF3ガスを用いたエッチングを多結晶シリ
コン基板に適用して太陽電池を試作、検討したところ、
次のような問題点を生じることが判明した。
The inventors of the present invention made a trial production of a solar cell by applying etching using ClF 3 gas to a polycrystalline silicon substrate.
It has been found that the following problems occur.

【0007】一般に、太陽電池の製造方法においては、
シリコン基板の表面に凹凸を形成した後に、不純物を拡
散してpn接合部を形成し、シリコン基板の表面に、ス
クリーン印刷法等で印刷された銀(Ag)ペーストを焼
成して受光面電極を形成する。
Generally, in a method for manufacturing a solar cell,
After irregularities are formed on the surface of the silicon substrate, impurities are diffused to form a pn junction, and a silver (Ag) paste printed by a screen printing method or the like is fired on the surface of the silicon substrate to form a light receiving surface electrode. Form.

【0008】上記ClF3ガスを用いてエッチングを行
った多結晶シリコン基板では、基板表面に形成された凹
凸が微細になるが、凹凸の先端部が鋭くなり、金属ペー
ストを加熱焼成する工程において、受光面電極直下のp
n接合部を電気的に破壊してしまうことがあった。その
ため、太陽電池の特性において、リーク電流が増加し、
その結果、曲線因子および開放電圧の低下が認められ
た。
In the polycrystalline silicon substrate etched by using the ClF 3 gas, the irregularities formed on the substrate surface become fine, but the tips of the irregularities become sharp. P just below the light-receiving surface electrode
In some cases, the n-junction was electrically destroyed. Therefore, in the characteristics of the solar cell, the leakage current increases,
As a result, a decrease in fill factor and open circuit voltage was observed.

【0009】本発明は、上記問題点に鑑み、表面反射の
低減を図りながら、半導体基板のpn接合部の破壊を防
止してエネルギー変換効率を向上させることのできる太
陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method of manufacturing a solar cell capable of preventing a pn junction of a semiconductor substrate from being broken and improving energy conversion efficiency while reducing surface reflection. The purpose is to:

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、半導体基板の表面に、異なる種類のエッチングを
複数回行うことにより微細な凹凸を形成して、さらに凹
凸の角を滑らかにし、エッチング後に、半導体基板にp
n接合部を形成し、その後半導体基板の表面および裏面
に電極を形成して太陽電池を製造するものである。
The object of the present invention is to form fine irregularities on the surface of a semiconductor substrate by performing different kinds of etchings a plurality of times, further smooth the corners of the irregularities, and perform etching. Later, p
A solar cell is manufactured by forming an n-junction and then forming electrodes on the front and back surfaces of the semiconductor substrate.

【0011】より詳細には、半導体基板の表面に、ドラ
イエッチングを行うことにより微細な凹凸を形成した
後、ウエットエッチングを行って凹凸の角を滑らかに
し、半導体基板に対して不純物拡散を行ってpn接合部
を形成し、その後半導体基板の表面および裏面に導電性
ペーストを焼成してそれぞれ電極とする。
More specifically, after fine irregularities are formed on the surface of the semiconductor substrate by dry etching, the corners of the irregularities are smoothed by wet etching, and impurities are diffused into the semiconductor substrate. A pn junction is formed, and then a conductive paste is fired on the front and back surfaces of the semiconductor substrate to form electrodes.

【0012】ドライエッチングでは、半導体基板を塩素
性ガス、例えば三フッ化塩素ガスにさらして行う。ま
た、ウエットエッチングでは、半導体基板をアルカリ水
溶液、例えば水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリ
ウム水溶液に浸漬して行う。あるいは酸水溶液、例えば
硝酸およびフッ酸の混合液に浸漬してもよい。
In the dry etching, the semiconductor substrate is exposed to a chlorine gas, for example, a chlorine trifluoride gas. In wet etching, the semiconductor substrate is immersed in an alkaline aqueous solution, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide. Alternatively, it may be immersed in an aqueous acid solution, for example, a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.

【0013】このように、半導体基板を三フッ化塩素ガ
ス等の塩素性ガスにさらし、さらに水酸化ナトリウム水
溶液等のアルカリ水溶液に浸漬するといった複数回のエ
ッチングを行うことにより、基板表面に形成された微細
な凹凸の角は滑らかになる。そのため、例えば、半導体
基板を三フッ化塩素ガスにさらしただけで形成された微
細な凹凸の場合、電極を形成した際にpn接合部の破壊
が発生していたが、凹凸の角は滑らかになるのでそれを
防止できる。
As described above, the semiconductor substrate is exposed to a chlorine gas such as chlorine trifluoride gas and is immersed in an alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium hydroxide solution, and is etched a plurality of times to form the semiconductor substrate on the substrate surface. The corners of the fine irregularities become smooth. Therefore, for example, in the case of fine irregularities formed only by exposing the semiconductor substrate to chlorine trifluoride gas, the pn junction was destroyed when the electrode was formed, but the corners of the irregularities were smooth. Can prevent it.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実
施形態に係る太陽電池の製造方法を示す図である。以
下、同図を参照して太陽電池の作製手順を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a solar cell according to one embodiment of the present invention. Hereinafter, the manufacturing procedure of the solar cell will be described with reference to FIG.

【0015】本実施形態の特徴は、シリコン基板の表面
に、異なる種類のエッチングを複数回行うことにより微
細な凹凸を形成して、さらに凹凸の角を滑らかにして、
太陽電池におけるエネルギー変換効率の向上を図ること
にある。具体的には、厚さ約0.4mmのp型多結晶シ
リコン基板1を石英製のボートにセットし、減圧可能な
石英製あるいはステンレス製のチューブ炉に搬入する。
チューブ炉内を減圧した後、基板温度を約30℃に保
つ。
The feature of the present embodiment is that fine irregularities are formed on the surface of a silicon substrate by performing different types of etching a plurality of times, and the corners of the irregularities are further smoothed.
An object of the present invention is to improve the energy conversion efficiency of a solar cell. Specifically, the p-type polycrystalline silicon substrate 1 having a thickness of about 0.4 mm is set in a quartz boat, and is loaded into a quartz or stainless steel tube furnace that can be decompressed.
After reducing the pressure in the tube furnace, the substrate temperature is kept at about 30 ° C.

【0016】ここで、シリコン基板1に対してドライエ
ッチングを行う。ドライエッチングでは、エッチングガ
スであるClF3ガスおよび希釈ガスであるArガス
を、それぞれ0.2 l/分、2 l/分の流量でチュー
ブ内に導入する。圧力調整バルブで全圧を約10kPa
に保ちながら、約15分間エッチングを行い、同図(a)
に示すように、シリコン基板1の表面に1μmより微細
な凹凸2を形成する。このとき、シリコン基板1の裏面
にも、微細な凹凸2は形成される。なお、上記エッチン
グガスとしては、ClF3ガスに代わり、塩素(Cl)
ガス等の他の塩素性ガスや酸素(O2)ガス、あるいは
六フッ化硫黄(SF6)ガス等を用いてもよい。
Here, dry etching is performed on the silicon substrate 1. In dry etching, a ClF 3 gas as an etching gas and an Ar gas as a diluting gas are introduced into the tube at a flow rate of 0.2 l / min and 2 l / min, respectively. Approximately 10 kPa total pressure with pressure adjustment valve
Etching for about 15 minutes while maintaining
As shown in FIG. 1, unevenness 2 finer than 1 μm is formed on the surface of the silicon substrate 1. At this time, fine irregularities 2 are also formed on the back surface of the silicon substrate 1. The etching gas is chlorine (Cl) instead of ClF 3 gas.
Other chlorine gas such as gas, oxygen (O 2 ) gas, sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas, or the like may be used.

【0017】次に、ドライエッチングを行ったシリコン
基板1に対して、ウエットエッチングを行う。すなわ
ち、アルカリ水溶液である水酸化ナトリウム(NaO
H)の10%水溶液を用いて室温で約5分間エッチング
を行い、同図(b) に示すように、シリコン基板1の凹凸
2の形状を変化させる。図2は、凹凸2の変化の様子を
示す図であり、(a) はドライエッチング後、(b) はウエ
ットエッチング後を示す。また、図3は、ドライエッチ
ング後のシリコン基板1の表面を示し、図4は、ウエッ
トエッチング後のそれを示す。これらの図によれば、凹
凸2は、ドライエッチング後にさらにアルカリ水溶液で
エッチングしたことにより、その角が滑らかになり、凹
凸2の形状が大きくなっていることがわかる。具体的に
は、凹凸2の大きさが4μm〜8μmになっていること
が観察できた。なお、ウエットエッチングでは、NaO
H水溶液に代わり、同じアルカリ水溶液である水酸化カ
リウム(KOH)水溶液が用いられてもよい。また、酸
水溶液である、硝酸(HNO)とフッ酸(HF)の混合
液等を用いることもできる。
Next, wet etching is performed on the dry-etched silicon substrate 1. That is, sodium hydroxide (NaO) which is an alkaline aqueous solution
Etching is performed for about 5 minutes at room temperature using a 10% aqueous solution of H) to change the shape of the unevenness 2 of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 2A and 2B are diagrams showing a state of change of the unevenness 2, wherein FIG. 2A shows a state after dry etching and FIG. 2B shows a state after wet etching. FIG. 3 shows the surface of the silicon substrate 1 after the dry etching, and FIG. 4 shows the surface after the wet etching. According to these figures, it can be understood that the corners of the unevenness 2 are smoothed and the shape of the unevenness 2 is increased by further etching with an alkaline aqueous solution after the dry etching. Specifically, it was observed that the size of the unevenness 2 was 4 μm to 8 μm. In the wet etching, NaO
Instead of the H aqueous solution, a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution which is the same alkaline aqueous solution may be used. Further, a mixed solution of nitric acid (HNO) and hydrofluoric acid (HF), which is an aqueous acid solution, can also be used.

【0018】次いで、このシリコン基板1表面に、オキ
シ塩化リン(POCl3)等の不純物拡散源を用いて不
純物拡散を行い、図1(c) に示すように、n+層3を形
成してpn接合部を形成する。n+層3を形成した後、
シリコン基板1裏面や側面の不要なn+層3を除去す
る。すなわち、シリコン基板1の表面側のn+層3のみ
を残して他の部分を除去する。具体的には、シリコン基
板1の表面側にのみエッチングのレジスト膜を形成し、
硝酸とフッ酸の混合液に浸漬して、表面側以外のn+
3を除去した後に、レジスト膜を除去し、シリコン基板
1を純水で洗浄する。
Next, impurities are diffused on the surface of the silicon substrate 1 using an impurity diffusion source such as phosphorus oxychloride (POCl 3 ) to form an n + layer 3 as shown in FIG. A pn junction is formed. After forming the n + layer 3,
Unnecessary n + layer 3 on the back and side surfaces of silicon substrate 1 is removed. That is, other portions are removed except for the n + layer 3 on the surface side of the silicon substrate 1. Specifically, a resist film for etching is formed only on the surface side of the silicon substrate 1,
After immersion in a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid to remove the n + layer 3 other than the surface side, the resist film is removed, and the silicon substrate 1 is washed with pure water.

【0019】そして、同図(d) に示すように、n+層3
上に反射防止膜4を形成する。反射防止膜4は、シリコ
ン基板1に入射する光を効率よく吸収するための膜であ
り、例えばシランとアンモニアとの混合ガスを原料とし
てプラズマCVD法で形成される窒化シリコン膜、ある
いはチタン酸アルコキシドを原料として常圧CVD法で
形成される酸化チタン膜等からなる。
[0019] Then, as shown in FIG. (D), n + layer 3
An anti-reflection film 4 is formed thereon. The anti-reflection film 4 is a film for efficiently absorbing light incident on the silicon substrate 1. For example, a silicon nitride film formed by a plasma CVD method using a mixed gas of silane and ammonia as a raw material, or a titanate alkoxide And a titanium oxide film formed by a normal pressure CVD method.

【0020】次に、同図(e) に示すように、シリコン基
板1の裏面に、導電性ペーストであるアルミペーストを
印刷し、ベルト焼成炉を用いて約700℃で焼成して、
+層5および裏面電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 2E, an aluminum paste as a conductive paste is printed on the back surface of the silicon substrate 1 and fired at about 700 ° C. using a belt firing furnace.
A p + layer 5 and a back electrode 6 are formed.

【0021】そして、同図(f) に示すように、シリコン
基板1の表面(受光面)に、導電性ペーストであるAg
ペーストを印刷、焼成して表面電極7を形成する。この
とき、表面電極7を形成するところにある反射防止膜4
は除去しておく。なお、表面電極7および裏面電極6
は、メッキ法や真空蒸着法等を用いて形成してもよい。
Then, as shown in FIG. 1F, the surface (light receiving surface) of the silicon substrate 1 is coated with a conductive paste of Ag.
The surface electrode 7 is formed by printing and baking the paste. At this time, the antireflection film 4 where the surface electrode 7 is to be formed
Is removed. The front electrode 7 and the back electrode 6
May be formed using a plating method, a vacuum evaporation method, or the like.

【0022】このように、塩素性ガスによりドライエッ
チングを行い、さらにアルカリ水溶液によりウエットエ
ッチングを行うことにより、多結晶シリコン基板1表面
に角の滑らかな微細な凹凸2が形成された構造の太陽電
池を製造することができる。従来では、多結晶シリコン
基板において、ドライエッチングのみを行って先端部が
鋭い凹凸が形成され、導電性ペーストを加熱焼成して表
面電極を形成した際に、pn接合部を破壊することがあ
ったが、上述したような複数回のエッチングを行うこと
により、凹凸2の角が滑らかになって、凹凸2の先端部
が鋭くなくなり、pn接合部の破壊を防止することがで
きる。また、多結晶シリコン基板においても、ClF3
ガスを用いたエッチングを適用できるので、大量のシリ
コン基板を処理でき、プラズマレスエッチングのためイ
オンダメージを受けないといったメリットを享受でき
る。
As described above, a solar cell having a structure in which fine irregularities 2 with smooth corners are formed on the surface of a polycrystalline silicon substrate 1 by performing dry etching with a chlorine gas and further performing wet etching with an alkaline aqueous solution. Can be manufactured. Conventionally, on a polycrystalline silicon substrate, sharp irregularities are formed at the tip by performing only dry etching, and when a conductive paste is heated and fired to form a surface electrode, the pn junction may be broken. However, by performing etching as described above a plurality of times, the corners of the unevenness 2 become smooth, the tip of the unevenness 2 becomes less sharp, and the pn junction can be prevented from being broken. Also, in a polycrystalline silicon substrate, ClF 3
Since etching using a gas can be applied, a large amount of silicon substrates can be processed, and advantages such as no ion damage due to plasmaless etching can be obtained.

【0023】<実施例1>上記の製造方法に基づいて、
ドライエッチング後にウエットエッチングした試料を作
製した(以下、「実施例1」という。)。一方、比較例
1として、一般的にテクスチャエッチングといわれてい
る、約90℃のNaOH水溶液とイソプロピルアルコー
ルとの混合溶液を用いてウエットエッチングのみを行っ
た試料を用意した。なお、比較例1は、n+層を形成す
る以降のプロセスは、実施例1と同様のプロセスで作製
している。
<Example 1> Based on the above manufacturing method,
A sample that was wet-etched after dry etching was manufactured (hereinafter, referred to as “Example 1”). On the other hand, as Comparative Example 1, a sample prepared by performing only wet etching using a mixed solution of NaOH aqueous solution and isopropyl alcohol at about 90 ° C., which is generally called texture etching, was prepared. In Comparative Example 1, the processes after forming the n + layer are the same as those in Example 1.

【0024】図5,6は、比較例1のシリコン基板の表
面を示し、特に図5は低反射部分の結晶粒を示し、図6
は高反射部分の結晶粒を示す。ここで、実施例1のシリ
コン基板の表面(図4参照)と比較すると、実施例1で
は結晶粒による表面形状の違いはほとんど見られなかっ
た。
FIGS. 5 and 6 show the surface of the silicon substrate of Comparative Example 1. In particular, FIG. 5 shows crystal grains in a low reflection portion.
Indicates crystal grains in a high reflection portion. Here, as compared with the surface of the silicon substrate of Example 1 (see FIG. 4), in Example 1, almost no difference in surface shape due to crystal grains was observed.

【0025】図7は、実施例1、比較例1の低反射部分
および高反射部分における分光反射率を示す図である。
同図によれば、実施例1の分光反射率は、比較例1の低
反射部分のそれには及ばないものの、高反射部分に対し
ては一部の波長領域を除き大きな差を有して低くなって
おり、実施例1では、その特徴的な表面の凹凸構造によ
り、反射の抑制に著しく効果があることがわかる。
FIG. 7 is a diagram showing the spectral reflectances of the low reflection part and the high reflection part of Example 1 and Comparative Example 1.
According to the figure, the spectral reflectance of Example 1 is lower than that of the low reflection portion of Comparative Example 1, but is lower than that of the high reflection portion with a large difference except for some wavelength regions. In Example 1, it can be seen that the characteristic uneven structure of the surface has a remarkable effect on the suppression of reflection.

【0026】また、表1は、実施例1のI−V特性(短
絡電流密度JSC、開放電圧VOC、曲線因子F.F、変換
効率Effi.、リーク電流等)を示すとともに、比較例1
としてテクスチャエッチングした試料、比較例2として
ClF3ガスエッチングのみを行った試料のI−V特性
をそれぞれ示したものである。なお、比較例2では、n
+層を形成する以降のプロセスは、実施例1と同様のプ
ロセスで作製している。
Table 1 shows the IV characteristics (short-circuit current density J SC , open-circuit voltage V OC , fill factor FF, conversion efficiency Effi., Leak current, etc.) of Example 1 and a comparative example. 1
3 shows the IV characteristics of a sample subjected to texture etching and Comparative Example 2 a sample subjected to only ClF 3 gas etching. In Comparative Example 2, n
Subsequent processes for forming the + layer are manufactured in the same process as in the first embodiment.

【0027】[0027]

【表1】 表1によれば、実施例1の太陽電池は、表面反射率が低
減されることにより、比較例1と比べて短絡電流密度が
約6%向上し、それにより、変換効率も約6〜7%向上
している。また、ペースト電極による接合破壊を防止で
きるので、比較例2と比べてリーク電流が著しく低減さ
れ、開放電圧、曲線因子が向上し、変換効率が約6〜7
%向上している。
[Table 1] According to Table 1, in the solar cell of Example 1, the surface reflectance was reduced, so that the short-circuit current density was improved by about 6% as compared with Comparative Example 1, and the conversion efficiency was also about 6 to 7 % Has improved. In addition, since the junction breakdown due to the paste electrode can be prevented, the leak current is significantly reduced, the open-circuit voltage and the fill factor are improved as compared with Comparative Example 2, and the conversion efficiency is about 6 to 7
% Has improved.

【0028】このように、ドライエッチングを行い、さ
らにウエットエッチングを行うことにより、シリコン基
板1表面に形成される微細な凹凸2の角を滑らかにし、
pn接合部の破壊を防止するとともに、ドライエッチン
グのみ、またはウエットエッチングのみを行うエッチン
グに比べて、表面反射率を低減することができ、その結
果、短絡電流密度等の特性を向上させ、変換効率を高め
ることができる。
As described above, by performing dry etching and further performing wet etching, the corners of the fine irregularities 2 formed on the surface of the silicon substrate 1 are smoothed,
In addition to preventing the destruction of the pn junction, the surface reflectance can be reduced as compared with the etching in which only dry etching or only wet etching is performed. As a result, characteristics such as short-circuit current density are improved, and conversion efficiency is improved. Can be increased.

【0029】また、シリコン基板1が多結晶であって
も、面方位に依存せず凹凸2を均一に形成できるので、
光の吸収が増加して、変換効率を向上させることができ
る。
Further, even if the silicon substrate 1 is polycrystalline, the irregularities 2 can be formed uniformly without depending on the plane orientation.
Light absorption increases, and conversion efficiency can be improved.

【0030】<実施例2>実施例2として、ウエットエ
ッチングにおいて、NaOH水溶液に代わり、硝酸とフ
ッ酸を1:10の割合で混合させた水溶液に約2分間浸
漬し、凹凸の形状を変化させた太陽電池を作製した。そ
の他の太陽電池の製造プロセスは、上記実施形態と同様
に行った。この実施例2においても、変換効率等で同様
の効果が得られたことが実験で確認された。
<Example 2> As Example 2, in wet etching, instead of an NaOH aqueous solution, the sample was immersed in an aqueous solution in which nitric acid and hydrofluoric acid were mixed at a ratio of 1:10 for about 2 minutes to change the shape of the unevenness. A solar cell was manufactured. Other manufacturing processes of the solar cell were performed in the same manner as in the above embodiment. Experiments also confirmed that the same effect was obtained in the conversion efficiency and the like in Example 2.

【0031】また、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることができる。例えば、上
記実施形態では、ドライエッチングとウエットエッチン
グの2回のエッチングを行うが、例えば、ドライエッチ
ング、ウエットエッチングの後、ドライエッチングを行
う、あるいはドライエッチング、ウエットエッチングの
後、さらにウエットエッチングを行う等といった2回を
越える回数のエッチングを行ってもよい。また、上記実
施形態では、p型多結晶シリコン基板にn+層を形成す
るようにしたが、n型多結晶シリコン基板にp+層を形
成するようにしてもよい。
Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and many modifications and changes can be made to the above embodiment within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the etching is performed twice, that is, the dry etching and the wet etching. For example, the dry etching is performed after the dry etching, the wet etching, or the wet etching is further performed after the dry etching and the wet etching. Etching may be performed more than twice, for example. Further, in the above embodiment, the n + layer is formed on the p-type polycrystalline silicon substrate, but the p + layer may be formed on the n-type polycrystalline silicon substrate.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、この発明によると、塩素
性ガスを用いて半導体基板をドライエッチングした後
に、アルカリ水溶液あるいは酸水溶液を用いてウエット
エッチングを行うことにより、半導体基板の表面に形成
される凹凸の角を滑らかにできるので、電極の形成時に
おけるpn接合部の破壊を防止できる。さらに、太陽電
池の特性において、リーク電流の増大を防止でき、その
結果、開放電圧、曲線因子等の特性を向上させることが
でき、変換効率を高めた太陽電池を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, dry etching is performed on a semiconductor substrate using a chlorine gas, and then wet etching is performed on the surface of the semiconductor substrate using an alkaline aqueous solution or an acid aqueous solution. Since the corners of the irregularities can be smoothed, the pn junction can be prevented from being broken during the formation of the electrode. Furthermore, in the characteristics of the solar cell, an increase in leakage current can be prevented, and as a result, characteristics such as open-circuit voltage and fill factor can be improved, and a solar cell with increased conversion efficiency can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る太陽電池の製造方法
を示す図であり、(a) はドライエッチングを行ったと
き、(b) はウエットエッチングを行ったとき、(c) はp
n接合部を形成したとき、(d) は反射防止膜を形成した
とき、(e) は裏面電極を形成したとき、(f) は表面電極
を形成したとき
FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where dry etching is performed, (b) shows a case where wet etching is performed, and (c) shows a case where p is
When an n-junction is formed, (d) when an antireflection film is formed, (e) when a back electrode is formed, and (f) when a front electrode is formed.

【図2】太陽電池のシリコン基板の断面図を示し、(a)
はドライエッチング後、(b) はドライおよびウエットエ
ッチング後
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a silicon substrate of a solar cell, and (a)
Is after dry etching, (b) is after dry and wet etching

【図3】ドライエッチング後のシリコン基板の表面を示
す走査型電子顕微鏡写真
FIG. 3 is a scanning electron micrograph showing the surface of a silicon substrate after dry etching.

【図4】ドライおよびウエットエッチング後のシリコン
基板の表面を示す走査型電子顕微鏡写真
FIG. 4 is a scanning electron micrograph showing the surface of a silicon substrate after dry and wet etching.

【図5】比較例におけるシリコン基板の低反射部分の表
面を示す走査型電子顕微鏡写真
FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing a surface of a low reflection portion of a silicon substrate in a comparative example.

【図6】比較例におけるシリコン基板の高反射部分の表
面を示す走査型電子顕微鏡写真
FIG. 6 is a scanning electron micrograph showing the surface of a highly reflective portion of a silicon substrate in a comparative example.

【図7】実施例および比較例の太陽電池の分光反射率を
示す図
FIG. 7 is a diagram showing spectral reflectances of solar cells of Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多結晶シリコン基板 2 凹凸 3 n+層 4 反射防止膜 5 p+層 6 裏面電極 7 表面電極REFERENCE SIGNS LIST 1 polycrystalline silicon substrate 2 unevenness 3 n + layer 4 antireflection film 5 p + layer 6 back electrode 7 front electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面に、異なる種類のエッ
チングを複数回行うことにより微細な凹凸を形成して、
さらに前記凹凸の角を滑らかにし、前記エッチング後に
前記半導体基板にpn接合部を形成し、その後前記半導
体基板の表面および裏面に電極を形成することを特徴と
する太陽電池の製造方法。
1. A method of forming fine irregularities on a surface of a semiconductor substrate by performing different types of etchings a plurality of times,
A method of manufacturing a solar cell, further comprising smoothing corners of the irregularities, forming a pn junction on the semiconductor substrate after the etching, and thereafter forming electrodes on a front surface and a back surface of the semiconductor substrate.
【請求項2】 半導体基板の表面に、ドライエッチング
を行うことにより微細な凹凸を形成した後、ウエットエ
ッチングを行って前記凹凸の角を滑らかにし、前記半導
体基板に対して不純物拡散を行ってpn接合部を形成
し、その後前記半導体基板の表面および裏面に導電性ペ
ーストを焼成してそれぞれ電極とすることを特徴とする
太陽電池の製造方法。
2. After forming fine irregularities on the surface of the semiconductor substrate by performing dry etching, the corners of the irregularities are smoothed by performing wet etching, and impurity is diffused into the semiconductor substrate to perform pn. A method for manufacturing a solar cell, comprising: forming a bonding portion; and sintering a conductive paste on the front and back surfaces of the semiconductor substrate to form electrodes.
【請求項3】 ドライエッチングは、半導体基板を塩素
性ガスにさらして行い、ウエットエッチングは、半導体
基板をアルカリ水溶液にあるいは酸水溶液に浸漬して行
うことを特徴とする請求項2記載の太陽電池の製造方
法。
3. The solar cell according to claim 2, wherein the dry etching is performed by exposing the semiconductor substrate to a chlorine gas, and the wet etching is performed by immersing the semiconductor substrate in an alkaline aqueous solution or an acid aqueous solution. Manufacturing method.
【請求項4】 塩素性ガスは、三フッ化塩素ガスであ
り、アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム水溶液または
水酸化カリウム水溶液であり、酸水溶液は、硝酸および
フッ酸の混合液であることを特徴とする請求項3記載の
太陽電池の製造方法。
4. The chlorinated gas is chlorine trifluoride gas, the alkaline aqueous solution is a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution, and the acid aqueous solution is a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid. The method for manufacturing a solar cell according to claim 3.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002020208A1 (en) 2000-09-06 2002-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hollow member, manufacturing method therof, fluid distribution system using the hollow member, and forming apparatus of hollow member
JP2005510884A (en) * 2001-11-29 2005-04-21 オリジン エナジー ソーラー ピーティーワイ リミテッド Semiconductor texturing process
JP2006093418A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Sharp Corp Manufacturing method of solar cell
JP2006286820A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic device
JP2007324165A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Mitsubishi Electric Corp Silicon substrate surface treatment method and solar cell manufacturing method
US7875794B2 (en) 2000-11-29 2011-01-25 Transform Solar Pty Ltd Semiconductor wafer processing to increase the usable planar surface area
KR20110115071A (en) * 2010-04-14 2011-10-20 김병준 Manufacturing method of solar cell device and solar cell device manufactured by the method
KR20120036495A (en) * 2010-10-08 2012-04-18 김병준 Method for manufacturing solar cell and solar cell manufactured by the same method
JP2013008753A (en) * 2011-06-22 2013-01-10 Ulvac Japan Ltd Method for producing spherical photoelectric conversion element
JP2013503475A (en) * 2009-08-25 2013-01-31 シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド Solar cell and method for producing such a solar cell
KR20130068675A (en) * 2011-12-16 2013-06-26 주성엔지니어링(주) Solar cell and method of manufacturing the same
KR101624979B1 (en) * 2010-12-20 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 Method for manufacturing solar cell, and solar cell manufactured by the same method
KR101624989B1 (en) * 2010-09-10 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 Surface processing method of silicon substrate for solar cell, and manufacturing method of solar cell
KR20160091485A (en) * 2015-01-23 2016-08-03 주성엔지니어링(주) Wafer type Solar Cell and Method of manufacturing the same
CN112053936A (en) * 2020-09-22 2020-12-08 广州粤芯半导体技术有限公司 Wafer back surface roughening control method and power device manufacturing method

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002020208A1 (en) 2000-09-06 2002-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hollow member, manufacturing method therof, fluid distribution system using the hollow member, and forming apparatus of hollow member
US7875794B2 (en) 2000-11-29 2011-01-25 Transform Solar Pty Ltd Semiconductor wafer processing to increase the usable planar surface area
JP2005510884A (en) * 2001-11-29 2005-04-21 オリジン エナジー ソーラー ピーティーワイ リミテッド Semiconductor texturing process
US7828983B2 (en) 2001-11-29 2010-11-09 Transform Solar Pty Ltd Semiconductor texturing process
JP2006093418A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Sharp Corp Manufacturing method of solar cell
JP2006286820A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic device
JP2007324165A (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Mitsubishi Electric Corp Silicon substrate surface treatment method and solar cell manufacturing method
JP2013503475A (en) * 2009-08-25 2013-01-31 シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド Solar cell and method for producing such a solar cell
KR20110115071A (en) * 2010-04-14 2011-10-20 김병준 Manufacturing method of solar cell device and solar cell device manufactured by the method
KR101630802B1 (en) * 2010-04-14 2016-06-15 주식회사 원익아이피에스 Method for manufacturing solar cell, and solar cell manufactured by the same method
KR101624989B1 (en) * 2010-09-10 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 Surface processing method of silicon substrate for solar cell, and manufacturing method of solar cell
KR101657626B1 (en) * 2010-10-08 2016-09-19 주식회사 원익아이피에스 Method for manufacturing solar cell and solar cell manufactured by the same method
KR20120036495A (en) * 2010-10-08 2012-04-18 김병준 Method for manufacturing solar cell and solar cell manufactured by the same method
KR101624979B1 (en) * 2010-12-20 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 Method for manufacturing solar cell, and solar cell manufactured by the same method
JP2013008753A (en) * 2011-06-22 2013-01-10 Ulvac Japan Ltd Method for producing spherical photoelectric conversion element
KR20130068675A (en) * 2011-12-16 2013-06-26 주성엔지니어링(주) Solar cell and method of manufacturing the same
KR102049604B1 (en) * 2011-12-16 2019-11-28 주성엔지니어링(주) Solar cell and Method of manufacturing the same
KR20160091485A (en) * 2015-01-23 2016-08-03 주성엔지니어링(주) Wafer type Solar Cell and Method of manufacturing the same
KR102301640B1 (en) 2015-01-23 2021-09-14 주성엔지니어링(주) Wafer type Solar Cell and Method of manufacturing the same
CN112053936A (en) * 2020-09-22 2020-12-08 广州粤芯半导体技术有限公司 Wafer back surface roughening control method and power device manufacturing method
CN112053936B (en) * 2020-09-22 2024-06-11 粤芯半导体技术股份有限公司 Wafer backside roughening control method and power device manufacturing method

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