JP2013004831A - Crystalline solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】低い焼成温度においても焼成電極の密着性の低下を抑制することが可能な結晶太陽電池セルおよび結晶太陽電池セルの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板と、半導体基板の表面に設けられた不純物拡散領域と、半導体基板の表面上に設けられたパッシベーション膜と、不純物拡散領域上に設けられたパッシベーション膜の一部である凸部と、不純物拡散領域および凸部をそれぞれ覆うようにして設けられた焼成電極とを備えた結晶太陽電池セルとその製造方法である。
【選択図】図1Disclosed are a crystalline solar cell and a method for manufacturing the crystalline solar cell that can suppress a decrease in adhesion of a sintered electrode even at a low firing temperature.
A semiconductor substrate, an impurity diffusion region provided on the surface of the semiconductor substrate, a passivation film provided on the surface of the semiconductor substrate, and a protrusion which is a part of the passivation film provided on the impurity diffusion region. And a method for manufacturing the same, including a fired electrode provided so as to cover the impurity diffusion region and the protrusion.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、結晶太陽電池セルおよび結晶太陽電池セルの製造方法に関する。 The present invention relates to a crystalline solar battery cell and a method for manufacturing a crystalline solar battery cell.
近年、特に地球環境の保護の観点から、太陽光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルは次世代のエネルギ源としての期待が急激に高まっている。太陽電池セルの種類には、化合物半導体を用いたものや有機材料を用いたものなどの様々なものがあるが、現在、シリコン結晶を用いた結晶太陽電池セルが主流となっている。 In recent years, in particular, from the viewpoint of protecting the global environment, solar cells that convert solar energy into electrical energy have been rapidly expected as next-generation energy sources. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors and those using organic materials, but at present, crystalline solar cells using silicon crystals are the mainstream.
現在、最も多く製造および販売されている結晶太陽電池セルは、太陽光が入射する側の面(受光面)にn電極が形成されており、受光面と反対側の面(裏面)にp電極が形成された構成の両面電極型太陽電池セルである。また、結晶太陽電池セルの受光面には電極を形成せず結晶太陽電池セルの裏面のみにn電極およびp電極を形成した裏面電極型太陽電池セルの開発も進められている。 Currently, the most manufactured and sold crystalline solar cells have an n-electrode formed on the surface on which sunlight is incident (light-receiving surface) and a p-electrode on the surface opposite to the light-receiving surface (back surface). This is a double-sided electrode type solar cell having a configuration in which is formed. Further, development of a back electrode type solar cell in which an electrode is not formed on the light receiving surface of the crystal solar cell and an n electrode and a p electrode are formed only on the back surface of the crystal solar cell is underway.
たとえば特許文献1には、p型シリコンウエハの表面上にn型層が形成され、p型シリコンウエハの裏面には誘電体層およびバリア層がこの順に形成され、誘電体層およびバリア層に設けられた開口を通して裏面のBSF層と電気的に接続する裏面コンタクトが形成された両面電極型太陽電池セルが記載されている。
For example, in
ここで、特許文献1に記載の両面電極型太陽電池セルは、以下のようにして製造される。まず、p型シリコンウエハの表面上にn型層を形成する。次に、p型シリコンウエハに誘電体層およびバリア層を形成する。次に、バリア層の表面上にエッチングペーストを塗布して加熱することによって、誘電体層およびバリア層に開口部を形成する。
Here, the double-sided electrode type solar cell described in
その後、p型シリコンウエハの裏面の誘電体層およびバリア層の開口部にアルミニウムペーストを塗布して焼成する。これにより、特許文献1に記載の両面電極型太陽電池セルが製造される。
Thereafter, an aluminum paste is applied to the openings of the dielectric layer and the barrier layer on the back surface of the p-type silicon wafer and baked. Thereby, the double-sided electrode type solar cell described in
また、たとえば特許文献2には、n型シリコン基板の裏面にn+型不純物層領域とp+型不純物層領域とが形成され、n+型不純物層領域上にはn型用電極が形成され、p+型不純物層領域上にはp型用電極が形成された裏面電極型太陽電池セルが記載されている。
For example, in
ここで、特許文献2に記載の裏面電極型太陽電池セルは、以下のようにして製造される。まず、n型シリコン基板の裏面にn+型不純物層領域とp+型不純物層領域とを形成した後に、n型シリコン基板の裏面全面にパッシベーション膜を形成する。次に、パッシベーション膜の表面の一部にエッチングペーストを塗布し、エッチングペーストを加熱することによってパッシベーション膜を除去する。これにより、パッシベーション膜からn+型不純物層領域およびp+型不純物層領域をそれぞれ露出させる。
Here, the back electrode type solar cell described in
その後、n+型不純物層領域およびp+型不純物層領域の露出面にそれぞれ銀ペーストを塗布して焼成する。これにより、n+型不純物層領域上にn型用電極を形成し、p+型不純物層領域上にp型用電極を形成して、特許文献2に記載の裏面電極型太陽電池セルが製造される。
Thereafter, silver paste is applied to the exposed surfaces of the n + -type impurity layer region and the p + -type impurity layer region and fired. Thus, an n-type electrode is formed on the n + -type impurity layer region, and a p-type electrode is formed on the p + -type impurity layer region, whereby the back electrode type solar cell described in
しかしながら、特許文献2に記載の裏面電極型太陽電池セルにおいて、従来の両面電極型太陽電池セルと同様の焼成温度条件(約800℃)で銀ペーストを焼成した場合には、n型シリコン基板の裏面のn+型不純物層領域のn型不純物と、p+型不純物層領域のp型不純物とが互いに他の導電型の領域に拡散して互いに打ち消し合うことによって、n+型不純物層領域およびp+型不純物層領域の不純物濃度が低下し、裏面電極型太陽電池セルの特性が低下するという問題があった。
However, in the back electrode type solar cell described in
この問題を解消するためには、銀ペーストの焼成温度を低下させる方法、および銀ペーストの焼成時間を短縮する方法などが挙げられるが、これらの方法を用いた場合には、n型シリコン基板と、n型用電極およびp型用電極との密着性が低下して、n型シリコン基板から焼成電極が剥がれてしまうという問題があった。 In order to solve this problem, there are a method of lowering the firing temperature of the silver paste and a method of shortening the firing time of the silver paste. When these methods are used, the n-type silicon substrate and There is a problem that the adhesion between the n-type electrode and the p-type electrode is lowered and the fired electrode is peeled off from the n-type silicon substrate.
上記のような問題は、裏面電極型太陽電池セルに限られた問題ではなく、両面電極型太陽電池セルを含めた結晶太陽電池セル全体の問題でもある。すなわち、製造コストや環境に配慮した製造エネルギの低減や、基板の薄型化によって影響が大きくなっている加熱された基板の変形による破損の防止などの観点から、焼成電極形成時の焼成温度の低下が求められている。 The problem as described above is not a problem limited to the back electrode type solar battery cell, but also a problem of the entire crystal solar battery cell including the double-sided electrode type solar battery cell. In other words, from the viewpoint of reducing manufacturing energy in consideration of manufacturing cost and environment, and preventing damage due to deformation of a heated substrate, which has been greatly affected by thinning of the substrate, lowering the firing temperature during firing electrode formation Is required.
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、低い焼成温度においても焼成電極の密着性の低下を抑制することが可能な結晶太陽電池セルおよび結晶太陽電池セルの製造方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a crystalline solar battery cell and a method for manufacturing the crystalline solar battery cell that can suppress a decrease in adhesion of the fired electrode even at a low firing temperature. .
本発明は、半導体基板と、半導体基板の表面に設けられた不純物拡散領域と、半導体基板の表面上に設けられたパッシベーション膜と、不純物拡散領域上に設けられたパッシベーション膜の一部である凸部と、不純物拡散領域および凸部をそれぞれ覆うようにして設けられた焼成電極とを備えた結晶太陽電池セルである。 The present invention relates to a semiconductor substrate, an impurity diffusion region provided on the surface of the semiconductor substrate, a passivation film provided on the surface of the semiconductor substrate, and a protrusion that is a part of the passivation film provided on the impurity diffusion region. And a sintered electrode provided so as to cover the impurity diffusion region and the convex portion.
ここで、本発明の結晶太陽電池セルにおいて、凸部の厚さは0.03μm以上0.5μm以下であることが好ましい。 Here, in the crystalline solar battery cell of the present invention, the thickness of the convex portion is preferably 0.03 μm or more and 0.5 μm or less.
また、本発明は、半導体基板の表面に不純物拡散領域を形成する工程と、半導体基板の表面にパッシベーション膜を形成する工程と、パッシベーション膜上にエッチングペーストを塗布する工程と、エッチングペーストに凹部を形成する工程と、凹部が形成されたエッチングペーストを用いてパッシベーション膜の一部である凸部が不純物拡散領域上に残るようにパッシベーション膜をエッチングする工程と、エッチングによって露出した不純物拡散領域上および凸部上に導電性ペーストを塗布する工程と、導電性ペーストを焼成することによって焼成電極を形成する工程とを含む結晶太陽電池セルの製造方法である。 The present invention also includes a step of forming an impurity diffusion region on the surface of the semiconductor substrate, a step of forming a passivation film on the surface of the semiconductor substrate, a step of applying an etching paste on the passivation film, and a recess in the etching paste. A step of etching, a step of etching the passivation film using an etching paste in which a recess is formed, so that a convex portion which is a part of the passivation film remains on the impurity diffusion region, and an impurity diffusion region exposed by etching and It is a manufacturing method of a crystalline solar battery cell including a step of applying a conductive paste on a convex portion and a step of forming a fired electrode by firing the conductive paste.
ここで、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法において、凹部を形成する工程は、エッチングペーストを加熱する工程を含むことが好ましい。 Here, in the method for manufacturing a crystalline solar battery cell of the present invention, it is preferable that the step of forming the recess includes a step of heating the etching paste.
また、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法のエッチングペーストを加熱する工程において、エッチングペーストは、エッチングペーストがパッシベーション膜のエッチングを開始する温度未満の温度に加熱されることが好ましい。 Further, in the step of heating the etching paste of the method for manufacturing a crystalline solar cell of the present invention, the etching paste is preferably heated to a temperature lower than the temperature at which the etching paste starts etching the passivation film.
また、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法において、エッチングペーストの凹部の厚さは0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the crystalline solar battery cell of this invention, it is preferable that the thickness of the recessed part of an etching paste is 0.5 micrometer or more and 1.5 micrometers or less.
また、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法において、パッシベーション膜の一部である凸部の厚さは0.03μm以上0.5μm以下であることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the crystalline solar cell of this invention, it is preferable that the thickness of the convex part which is a part of passivation film is 0.03 to 0.5 micrometer.
本発明によれば、低い焼成温度においても焼成電極の密着性の低下を抑制することが可能な結晶太陽電池セルおよび結晶太陽電池セルの製造方法を提供することを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide providing the manufacturing method of a crystalline solar cell and a crystalline solar cell which can suppress the fall of the adhesiveness of a baking electrode even at low baking temperature.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、後述する各工程の前後に他の工程が含まれていてもよい。また、後述する各工程の順序は入れ替わっていてもよく後述する各工程の少なくとも2つの工程が同時に行なわれてもよい。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts. In addition, other steps may be included before and after each step described later. Moreover, the order of each process mentioned later may be changed, and at least 2 process of each process mentioned later may be performed simultaneously.
<実施の形態1>
以下、図1(a)〜図1(i)の模式的断面図を参照して、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法の一例である実施の形態1の裏面電極型太陽電池セルの製造方法について説明する。
<
Hereinafter, with reference to schematic sectional drawing of Fig.1 (a)-FIG.1 (i), manufacture of the back electrode type photovoltaic cell of
まず、図1(a)に示すように、半導体基板の一例としてのn型シリコン基板1を準備する工程を行なう。ここで、n型シリコン基板1としては、たとえば、n型の導電性を有する多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどを用いることができる。
First, as shown in FIG. 1A, a step of preparing an n-
また、n型シリコン基板1としては、たとえばシリコンインゴットをスライスすることにより生じたスライスダメージを除去したものなどを用いることができる。ここで、スライスダメージの除去は、たとえば、フッ化水素水溶液と硝酸との混酸または水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液などでエッチングをすることなどにより行なうことができる。
Further, as the n-
また、n型シリコン基板1の大きさおよび形状は特に限定されないが、n型シリコン基板1の厚さはたとえば100μm以上300μm以下とすることができ、n型シリコン基板1の表面形状はたとえば1辺の長さが100mm以上150mm以下の四角形状とすることができる。
The size and shape of the n-
なお、本実施の形態においては、半導体基板の一例としてn型シリコン基板1を用いる場合について説明するが、n型シリコン基板1以外の半導体基板を用いてもよく、たとえばp型シリコン基板などのp型の導電型を有する半導体基板を用いてもよい。
In the present embodiment, the case where n-
次に、図1(b)に示すように、n型シリコン基板1の裏面にテクスチャマスク2を形成する工程を行なう。ここで、テクスチャマスク2としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 1B, a step of forming a
テクスチャマスク2は、たとえば、熱酸化法、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法またはスパッタリング法などの方法によって形成することができる。また、テクスチャマスク2は、たとえば300nm以上800nm以下の厚さに形成することができる。
The
次に、図1(c)に示すように、n型シリコン基板1の表面にテクスチャ構造3を形成する工程を行なう。テクスチャ構造3を形成する工程は、たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液を70℃以上80℃以下に加熱したエッチング液を用いてn型シリコン基板1の表面をエッチングすることにより行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 1C, a step of forming the texture structure 3 on the surface of the n-
次に、図1(d)に示すように、n型シリコン基板1の裏面のテクスチャマスク2を除去する工程を行なう。テクスチャマスク2を除去する工程は、たとえば、フッ化水素水溶液またはリン酸水溶液にテクスチャマスク2を浸漬することにより行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 1D, a step of removing the
次に、図1(e)に示すように、n型シリコン基板1の裏面に、n型不純物拡散領域5およびp型不純物拡散領域6をそれぞれ形成する工程を行なう。
Next, as shown in FIG. 1E, a step of forming an n-type
ここで、n型不純物拡散領域5は、たとえば、リンなどのn型不純物を含むガスを用いた気相拡散、またはリンなどのn型不純物を含む溶液を塗布した後に加熱する塗布拡散などの方法により形成することができる。
Here, the n-type
また、p型不純物拡散領域6は、たとえば、ボロンなどのp型不純物を含むガスを用いた気相拡散、またはボロンなどのp型不純物を含む溶液を塗布した後に加熱する塗布拡散などの方法により形成することができる。
The p-type
n型不純物拡散領域5およびp型不純物拡散領域6はそれぞれ図1(e)の紙面の表面側および/または裏面側に伸びる帯状に形成されており、n型不純物拡散領域5とp型不純物拡散領域6とはn型シリコン基板1の裏面において交互に所定の間隔をあけて配置されている。
The n-type
n型不純物拡散領域5はn型不純物を含み、n型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。また、p型不純物拡散領域6はp型不純物を含み、p型の導電型を示す領域であれば特に限定されない。
N-type
次に、図1(f)に示すように、n型シリコン基板1の裏面にパッシベーション膜8を形成する工程を行なう。ここで、パッシベーション膜8を形成する工程は、たとえば、熱酸化法またはプラズマCVD法などの方法により、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを形成することによって行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 1F, a step of forming a
次に、図1(g)に示すように、n型シリコン基板1のテクスチャ構造3上に、反射防止膜7を形成する工程を行なう。ここで、反射防止膜7を形成する工程は、たとえばプラズマCVD法により、窒化シリコン膜などを形成することにより行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 1G, a step of forming an
次に、図1(h)に示すように、n型シリコン基板1の裏面上に形成されたパッシベーション膜8にコンタクトホール9およびコンタクトホール10を形成する工程を行なう。ここで、コンタクトホール9はn型不純物拡散領域5が直線状に露出するように直線状に形成され、コンタクトホール10はp型不純物拡散領域6が直線状に露出するように直線状に形成される。
Next, as shown in FIG. 1H, a step of forming contact holes 9 and contact holes 10 in the
次に、図1(i)に示すように、n型不純物拡散領域5上にn型用焼成電極11を形成するとともにp型不純物拡散領域6上にp型用焼成電極12を形成する工程を行なう。ここで、n型用焼成電極11は、コンタクトホール9を通してn型不純物拡散領域5に接するようにして形成され、p型用焼成電極12は、コンタクトホール10を通してp型不純物拡散領域6に接するようにして形成される。
Next, as shown in FIG. 1 (i), a step of forming the n-type fired
以上により、実施の形態1の裏面電極型太陽電池セルが完成する。
実施の形態1の裏面電極型太陽電池セルの製造方法においては、図1(h)に示すコンタクトホールの形成工程および図1(i)に示す焼成電極の形成工程が図2(a)〜図2(d)の模式的断面図に示すようにして行なわれることに特徴がある。
Thus, the back electrode type solar battery cell of
In the manufacturing method of the back electrode type solar cell of the first embodiment, the contact hole forming step shown in FIG. 1 (h) and the fired electrode forming step shown in FIG. 1 (i) are shown in FIGS. It is characterized in that it is performed as shown in the schematic sectional view of 2 (d).
すなわち、まず、図2(a)に示すように、n型不純物拡散領域5の上方に対応するパッシベーション膜8の表面上の箇所にエッチングペースト21を塗布する工程を行なう。エッチングペースト21を塗布する工程は、たとえば、ディスペンサによる塗布、インクジェット印刷による塗布、スクリーン印刷による塗布、ロールコータ印刷による塗布、またはオフセット印刷による塗布などの方法を用いることができる。
That is, first, as shown in FIG. 2A, a step of applying an
ここで、エッチングペースト21としては、たとえば、パッシベーション膜8をエッチングすることが可能なエッチング成分と、エッチング成分以外の成分として、水、有機溶媒および増粘剤などを含むものを用いることができる。
Here, as the
エッチング成分としては、たとえば、リン酸、フッ化水素、フッ化アンモニウム、およびフッ化水素アンモニウムから選択された少なくとも1種などを用いることができる。 As the etching component, for example, at least one selected from phosphoric acid, hydrogen fluoride, ammonium fluoride, and ammonium hydrogen fluoride can be used.
また、有機溶媒としては、たとえばイソプロピルアルコール、ジエチレングリコールなどのアルコール;エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテル;2,2−ブトキシエチルアセテート、プロピレンカーボネートなどのエステル;またはN−メチル−2−ピロリドンなどのケトンなどの少なくとも1種を含むものを用いることができる。 Examples of the organic solvent include alcohols such as isopropyl alcohol and diethylene glycol; ethers such as ethylene glycol monobutyl ether and diethylene glycol monobutyl ether; esters such as 2,2-butoxyethyl acetate and propylene carbonate; or N-methyl-2-pyrrolidone What contains at least 1 sort (s), such as ketones, etc. can be used.
また、増粘剤としては、たとえばエチルセルロースやナトリウムカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体;ナイロン6などのポリアミド樹脂;またはポリビニルピロリドンなどのビニル基が重合したポリマーなどの少なくとも1種を含むものを用いることができる。
Further, as the thickener, for example, a cellulose derivative such as ethyl cellulose or sodium carboxymethyl hydroxyethyl cellulose; a polyamide resin such as
次に、図2(b)に示すように、エッチングペースト21に凹部21aを形成する工程を行なう。凹部21aを形成する工程は特に限定されないが、たとえばエッチングペースト21を加熱することなどにより行なうことができる。
Next, as shown in FIG. 2B, a step of forming a
ここで、エッチングペースト21は、エッチングペースト21がパッシベーション膜8のエッチングを開始する温度未満の温度に加熱されることが好ましい。このようにエッチングペースト21を加熱することによって、エッチングペースト21の塗布領域の中央部に向かってエッチングペースト21を凝集させることができるため、エッチングペースト21の厚さが局所的に薄くなる凹部21aを好適に形成することができる。
Here, it is preferable that the
このような凹部21aは、たとえば250℃以上400℃以下の温度にエッチングペースト21を加熱することなどによって形成することができる。
Such a
エッチングペースト21の凹部21aの厚さtは、0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。この場合には、後述する工程において、n型不純物拡散領域5上に好適な高さの凸部を形成することができる傾向が大きくなる。
The thickness t of the
次に、図2(c)に示すように、パッシベーション膜8をエッチングする工程を行なう。これにより、n型不純物拡散領域5の表面の一部を露出させるコンタクトホール9が形成される。
Next, as shown in FIG. 2C, a step of etching the
ここで、パッシベーション膜8をエッチングする工程は、凹部21aが形成されたエッチングペースト21を用いてパッシベーション膜8の一部である凸部8aがn型不純物拡散領域5上に残るようにして行なわれる。
Here, the step of etching the
このようなパッシベーション膜8のエッチングは、たとえば、凹部21aが形成されたエッチングペースト21をエッチングペースト21がパッシベーション膜8のエッチングを開始する温度以上の温度に加熱することなどによって行なうことができる。これにより、エッチングペースト21の凸部8a以外の所定の厚さを有する部分においてはパッシベーション膜8を完全にエッチングすることができるため、n型不純物拡散領域5の表面が露出する。一方、エッチングペースト21の凹部21aにおいてはエッチングペースト21のその他の部分よりも厚さが薄く形成されているため、パッシベーション膜8のエッチングが不完全となり、n型不純物拡散領域5の表面上にパッシベーション膜8の一部である凸部8aが残ることになる。
Such etching of the
ここで、パッシベーション膜8の一部である凸部8aの厚さTは、0.03μm以上0.5μm以下であることが好ましい。凸部8aの厚さTが0.03μm以上である場合にはn型用焼成電極11の接触面積を増大させることができる傾向にあり、凸部8aの厚さTが0.5μm以下である場合には凸部8aが高くなりすぎることによる凸部8aの破損をより有効に抑制することができる傾向にある。
Here, the thickness T of the
図3に、実施の形態1におけるコンタクトホール9の形成後のn型シリコン基板1の裏面の一部の模式的な平面図を示す。ここで、コンタクトホール9からは、n型不純物拡散領域5の表面が露出しているとともに、n型不純物拡散領域5の表面上に直線状に伸びる凸部8aと、その凸部8aと所定の間隔を空けて平行に伸長し、その一部が欠落している破線状の凸部8aも露出している。
FIG. 3 shows a schematic plan view of a part of the back surface of n-
なお、凸部8aは、図3に示す形状に限定されるものではなく、n型不純物拡散領域5の表面上の一部に形成されていればよい。
Note that the
次に、エッチングによって露出したn型不純物拡散領域5上および凸部8a上に導電性ペーストを塗布する工程を行なう。ここで、導電性ペーストを塗布する工程は、たとえば市販の銀ペーストなどの導電性を有するペーストをスクリーン印刷などによって塗布することにより行なうことができる。
Next, a step of applying a conductive paste on n-type
次に、図2(d)に示すように、導電性ペーストを焼成することによってn型用焼成電極11を形成する工程を行なう。ここで、導電性ペーストの焼成によるn型用焼成電極11の形成は、従来の両面電極型太陽電池セルの焼成温度よりも低温(たとえば400℃程度)の焼成温度で導電性ペーストを焼成することにより行なわれる。
Next, as shown in FIG. 2D, a step of forming the n-type fired
このように、実施の形態1の裏面電極型太陽電池の製造方法においては、局所的に厚さの薄い部分である凹部21aを有するエッチングペースト21を用いてパッシベーション膜8をエッチングすることによって、パッシベーション膜8の一部である凸部8aをn型不純物拡散領域5の表面上に残す。そして、凸部8aおよびn型不純物拡散領域5の表面上に導電性ペーストを塗布して、その後焼成することによってn型用焼成電極11を形成している。そのため、n型用焼成電極11については、凸部8aの表面の分だけn型不純物拡散領域5およびパッシベーション膜8との接触面積を増大させることができる。これにより、n型用焼成電極11の形成時の導電性ペーストの焼成温度が低い場合でも、n型用焼成電極11の密着性を向上させることができることから、n型用焼成電極11のn型シリコン基板1からの剥離を有効に防止することができる。
Thus, in the manufacturing method of the back electrode type solar cell of
なお、図2(a)〜図2(d)においては、コンタクトホール9およびn型用焼成電極11を形成する場合について説明したが、コンタクトホール10およびp型用焼成電極12の形成も同様にして行なうことができるのは言うまでもない。
2A to 2D, the contact hole 9 and the n-type fired
また、上記においては、裏面電極型太陽電池セルを製造する場合について説明したが、本発明は、裏面電極型太陽電池セル以外の両面電極型太陽電池セルなどの他の結晶太陽電池セルにも適用できることは言うまでもない。 Moreover, in the above, although the case where a back electrode type photovoltaic cell was manufactured was demonstrated, this invention is applied also to other crystal solar cells, such as a double-sided electrode type solar cell other than a back electrode type solar cell. Needless to say, you can.
<実施の形態2>
以下、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法の他の一例である実施の形態2の裏面電極型太陽電池セルの製造方法について説明する。実施の形態2の裏面電極型太陽電池セルの製造方法においては、コンタクトホール9および凸部8aの形状がそれぞれ実施の形態1と異なっている点に特徴がある。
<
Hereinafter, the manufacturing method of the back surface electrode type photovoltaic cell of
図4に、実施の形態2におけるコンタクトホール9の形成後のn型シリコン基板1の裏面の一部の模式的な平面図を示す。ここで、コンタクトホール9は円形状に形成されており、コンタクトホール9の内側に配置された凸部8aも円形状に形成されている。
FIG. 4 shows a schematic plan view of a part of the back surface of n-
このように、コンタクトホール9および凸部8aを形成した場合にも、n型用焼成電極11については、凸部8aの表面の分だけn型不純物拡散領域5およびパッシベーション膜8との接触面積を増大させることができる。
Thus, even when the contact hole 9 and the
したがって、実施の形態2においても、n型用焼成電極11の形成時の導電性ペーストの焼成温度が低い場合でも、n型用焼成電極11の密着性を向上させることができることから、n型用焼成電極11のn型シリコン基板1からの剥離を有効に防止することができる。
Therefore, also in
なお、円形状のコンタクトホール9および凸部8aは、パッシベーション膜8上にエッチングペースト21を塗布し、エッチングペースト21の一部を円形状に厚さを薄くした凹部21aとすることによって形成することができる。
The circular contact hole 9 and the
本実施の形態における上記以外の説明は、実施の形態1と同様であるため、その説明については省略する。 Since the description other than the above in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、結晶太陽電池セルおよび結晶太陽電池セルの製造方法に利用することができ、特に、エッチングペーストによってパッシベーション膜の一部を除去して焼成電極が形成される結晶太陽電池セルおよび結晶太陽電池セルの製造方法に好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a crystal solar cell and a method for manufacturing the crystal solar cell, and in particular, a crystal solar cell and a crystal solar in which a fired electrode is formed by removing a part of a passivation film with an etching paste It can utilize suitably for the manufacturing method of a battery cell.
1 n型シリコン基板、2 テクスチャマスク、3 テクスチャ構造、5 n型不純物拡散領域、6 p型不純物拡散領域、7 反射防止膜、8 パッシベーション膜、8a 凸部、9,10 コンタクトホール、11 n型用焼成電極、12 p型用焼成電極、21 エッチングペースト、21a 凹部。 1 n-type silicon substrate, 2 texture mask, 3 texture structure, 5 n-type impurity diffusion region, 6 p-type impurity diffusion region, 7 antireflection film, 8 passivation film, 8a convex portion, 9,10 contact hole, 11 n-type Firing electrode, 12 p-type firing electrode, 21 etching paste, 21a recess.
本発明は、半導体基板と、半導体基板の表面に設けられた不純物拡散領域と、半導体基板の表面上に設けられたパッシベーション膜と、不純物拡散領域上のパッシベーション膜を除去して不純物拡散領域を露出させたコンタクトホールと、コンタクトホール内で露出した不純物拡散領域上の一部に設けられたパッシベーション膜の一部からなり、かつ不純物拡散領域の表面に対して垂直方向の厚さがコンタクトホールの外側のパッシベーション膜よりも薄い凸部と、コンタクトホール内で露出した不純物拡散領域および凸部を覆うようにして設けられた焼成電極とを備えた結晶太陽電池セルである。 The present invention removes a semiconductor substrate, an impurity diffusion region provided on the surface of the semiconductor substrate, a passivation film provided on the surface of the semiconductor substrate, and the passivation film on the impurity diffusion region to expose the impurity diffusion region. And a portion of the passivation film provided in a part of the impurity diffusion region exposed in the contact hole , and the thickness in the direction perpendicular to the surface of the impurity diffusion region is outside the contact hole. a thin protrusions than the passivation film of a crystalline solar cell and a firing electrode provided in the Migihitsuji covering the impurity diffusion regions and the convex portions exposed within the contact hole.
また、本発明は、半導体基板の表面に不純物拡散領域を形成する工程と、半導体基板の表面にパッシベーション膜を形成する工程と、パッシベーション膜上にエッチングペーストを塗布する工程と、エッチングペーストの塗布領域の中央部より外側に局所的な凹部を形成する工程と、凹部が形成されたエッチングペーストを用いてパッシベーション膜の一部である凸部が不純物拡散領域上に残るようにパッシベーション膜をエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、コンタクトホールの形成によって露出した不純物拡散領域上およびコンタクトホール内の凸部上に導電性ペーストを塗布する工程と、導電性ペーストを焼成することによって焼成電極を形成する工程とを含む結晶太陽電池セルの製造方法である。 The present invention also includes a step of forming an impurity diffusion region on the surface of the semiconductor substrate, a step of forming a passivation film on the surface of the semiconductor substrate, a step of applying an etching paste on the passivation film, and an application region of the etching paste . forming a localized recess in the outer side from the center portion of, by etching a passivation film such protrusion is a part of the passivation film by using an etching paste recess formed remains on the impurity diffusion regions A step of forming a contact hole, a step of applying a conductive paste on the impurity diffusion region exposed by the formation of the contact hole and on the convex portion in the contact hole, and a baking electrode is formed by baking the conductive paste A process for producing a crystalline solar battery cell.
また、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法において、エッチングペーストの凹部のパッシベーション膜の表面に対して垂直方向の厚さがコンタクトホールの外側のパッシベーション膜よりも薄く、かつ0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。 In the method for manufacturing a crystalline solar cell according to the present invention, the thickness in the direction perpendicular to the surface of the passivation film in the recess of the etching paste is thinner than the passivation film outside the contact hole, and 0.5 μm or more. It is preferably 5 μm or less.
また、本発明の結晶太陽電池セルの製造方法において、パッシベーション膜の一部である凸部の厚さは、不純物拡散領域の表面に対して垂直方向の厚さがコンタクトホールの外側のパッシベーション膜よりも薄く、かつ0.03μm以上0.5μm以下であることが好ましい。 In the method for manufacturing a crystalline solar battery cell according to the present invention, the thickness of the convex portion, which is a part of the passivation film, is greater than the thickness of the impurity diffusion region in the direction perpendicular to the surface of the impurity diffusion region. It is preferable that the thickness is 0.03 μm or more and 0.5 μm or less.
Claims (7)
前記半導体基板の表面に設けられた不純物拡散領域と、
前記半導体基板の表面上に設けられたパッシベーション膜と、
前記不純物拡散領域上に設けられた前記パッシベーション膜の一部である凸部と、
前記不純物拡散領域および前記凸部をそれぞれ覆うようにして設けられた焼成電極とを備えた、結晶太陽電池セル。 A semiconductor substrate;
An impurity diffusion region provided on a surface of the semiconductor substrate;
A passivation film provided on the surface of the semiconductor substrate;
A convex portion which is a part of the passivation film provided on the impurity diffusion region;
A crystal solar cell comprising: a fired electrode provided so as to cover the impurity diffusion region and the protrusion.
前記半導体基板の表面にパッシベーション膜を形成する工程と、
前記パッシベーション膜上にエッチングペーストを塗布する工程と、
前記エッチングペーストに凹部を形成する工程と、
前記凹部が形成された前記エッチングペーストを用いて前記パッシベーション膜の一部である凸部が前記不純物拡散領域上に残るように前記パッシベーション膜をエッチングする工程と、
前記エッチングによって露出した前記不純物拡散領域上および前記凸部上に導電性ペーストを塗布する工程と、
前記導電性ペーストを焼成することによって焼成電極を形成する工程とを含む、結晶太陽電池セルの製造方法。 Forming an impurity diffusion region on the surface of the semiconductor substrate;
Forming a passivation film on the surface of the semiconductor substrate;
Applying an etching paste on the passivation film;
Forming a recess in the etching paste;
Etching the passivation film using the etching paste in which the recesses are formed so that a convex part which is a part of the passivation film remains on the impurity diffusion region; and
Applying a conductive paste on the impurity diffusion region exposed by the etching and on the projection;
Forming a fired electrode by firing the conductive paste.
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