[go: up one dir, main page]

JP2014086589A - Method for manufacturing solar cell and solar cell - Google Patents

Method for manufacturing solar cell and solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP2014086589A
JP2014086589A JP2012234876A JP2012234876A JP2014086589A JP 2014086589 A JP2014086589 A JP 2014086589A JP 2012234876 A JP2012234876 A JP 2012234876A JP 2012234876 A JP2012234876 A JP 2012234876A JP 2014086589 A JP2014086589 A JP 2014086589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
mask layer
opening
layer
manufacturing
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
JP2012234876A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinsuke Maeda
真佑 前田
Naoki Takeda
直樹 武田
Naoko Yamamoto
直子 山本
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 JP2012234876A priority Critical patent/JP2014086589A/en
Publication of JP2014086589A publication Critical patent/JP2014086589A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a solar cell capable of manufacturing a solar cell having excellent electric characteristics with high manufacturing efficiency and in a high yield, and to provide a solar cell.SOLUTION: An opening 14 is provided in a diffusion prevention mask layer formed on a surface of a semiconductor substrate 11 by irradiating the diffusion prevention mask layer with a laser beam. A portion exposed from the opening 14 of the diffusion prevention mask layer 12 is etched using an alkaline solution 15, and then an impurity is diffused into the semiconductor substrate using the diffusion prevention mask layer 12 as a mask.

Description

本発明は、太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar battery cell and a solar battery cell.

太陽光エネルギを電気エネルギに直接変換する太陽電池セルは、近年、特に地球環境問題の観点から次世代のエネルギ源としての期待が高まっている。太陽電池セルとしては、化合物半導体を使ったもの、および有機材料を使ったものなど、様々な種類があるが、近年の主流は、シリコン結晶を用いたものである。   In recent years, solar cells that directly convert solar energy into electrical energy have been increasingly expected as next-generation energy sources, particularly from the viewpoint of global environmental problems. There are various types of solar cells, such as those using compound semiconductors and those using organic materials, but the mainstream in recent years is that using silicon crystals.

その中で、最近、最も多く生産・販売されている太陽電池セルは、太陽光を受ける受光面にはn電極が設けられ、裏面にはp電極が設けられている構造を有するものである。このような構造を有する太陽電池セルにおいては、受光面側に設けられたn電極は、電流の取り出しのために必要である。しかしながら、基板のn電極の下方の部分には太陽光が入射しないため、当該下方の部分では発電しない。したがって、電極面積が大きい場合には、太陽電池セルの変換効率が低下することになる。このような、太陽電池セルの受光面側の電極による損失は、シャドウロスと呼ばれている。   Among them, the solar cell that has been produced and sold most recently has a structure in which an n-electrode is provided on a light-receiving surface that receives sunlight and a p-electrode is provided on the back surface. In the solar battery cell having such a structure, the n-electrode provided on the light receiving surface side is necessary for taking out current. However, since sunlight does not enter the lower part of the n electrode of the substrate, no power is generated in the lower part. Therefore, when the electrode area is large, the conversion efficiency of the solar battery cell is lowered. Such a loss due to the electrode on the light receiving surface side of the solar battery cell is called a shadow loss.

これに対し、受光面に電極がなく、p電極およびn電極の両方を裏面に形成した太陽電池セルも存在しており、裏面電極型太陽電池セルと呼ばれている。裏面電極型太陽電池セルにおいては、受光面に電極がないために、電極によるシャドウロスがなく、入射してくる太陽光のほぼ全てを基板内に取り込むことができるため、原理的には高変換効率を実現可能である。しかしながら、裏面電極型太陽電池セルは、全ての電極と拡散領域とをパターニングして基板の裏面に形成する必要があるため、製造プロセスが、従来の太陽電池よりも複雑化してしまう。製造プロセスの複雑化は、必然的に製造コストを増加させると共に、量産性を低下させるため、商業用として大量生産することが難しくなる。   On the other hand, there is also a solar cell in which there is no electrode on the light receiving surface and both the p electrode and the n electrode are formed on the back surface, which is called a back electrode type solar cell. In the back electrode type solar cell, since there is no electrode on the light receiving surface, there is no shadow loss due to the electrode, and almost all incident sunlight can be taken into the substrate, so in principle high conversion Efficiency can be realized. However, since the back electrode type solar cell needs to be formed on the back surface of the substrate by patterning all the electrodes and the diffusion region, the manufacturing process becomes more complicated than the conventional solar cell. The complexity of the manufacturing process inevitably increases the manufacturing cost and decreases the mass productivity, making it difficult to mass-produce for commercial use.

そこで、たとえば特許文献1には、エッチングペーストを使用して基板の裏面に不純物拡散領域を形成する裏面電極型太陽電池セルの製造方法が開発されている。たとえば、n型シリコン基板を用いた場合には、n型シリコン基板の裏面に拡散マスクを形成して、拡散マスク上に塗布したエッチングペーストにより拡散マスクをエッチングして開口部を設け、当該開口部からn型不純物を拡散して、n型シリコン基板の裏面にn型不純物拡散領域を形成する。ここで、裏面電極型太陽電池セルを高変換効率とするためには、n型不純物拡散領域を細線化する必要があるが、エッチングペーストを用いた場合には、n型不純物拡散領域の細線化には限界がある。   Thus, for example, Patent Document 1 has developed a method of manufacturing a back electrode type solar cell in which an impurity diffusion region is formed on the back surface of a substrate using an etching paste. For example, when an n-type silicon substrate is used, a diffusion mask is formed on the back surface of the n-type silicon substrate, and an opening is provided by etching the diffusion mask with an etching paste applied on the diffusion mask. N-type impurities are diffused from n to form an n-type impurity diffusion region on the back surface of the n-type silicon substrate. Here, in order to obtain a high conversion efficiency for the back electrode type solar cell, it is necessary to thin the n-type impurity diffusion region. However, when an etching paste is used, the n-type impurity diffusion region is thinned. Has its limits.

また、たとえば特許文献2には、レーザ光を用いてシリコン基板の表面に設けられたエッチングマスク層のパターニングを行ない、エッチングマスク層の開口から露出しているシリコン基板をアルカリ性水溶液を用いてエッチングして溝を形成し、当該溝に埋込電極を形成する太陽電池の製造方法が開示されている。   For example, in Patent Document 2, the etching mask layer provided on the surface of the silicon substrate is patterned using laser light, and the silicon substrate exposed from the opening of the etching mask layer is etched using an alkaline aqueous solution. A method for manufacturing a solar cell is disclosed in which a groove is formed and a buried electrode is formed in the groove.

しかしながら、特許文献2に記載の太陽電池の製造方法においては、溝の形成のためのエッチング時間が長時間にわたることによって太陽電池の製造効率が低下し、さらにはシリコン基板の破損により歩留まりが低下するという問題がある。   However, in the method for manufacturing a solar cell described in Patent Document 2, the manufacturing time of the solar cell is lowered due to the long etching time for forming the groove, and further, the yield is lowered due to breakage of the silicon substrate. There is a problem.

特開2008−186927号公報JP 2008-186927 A 特開2007−103572号公報JP 2007-103572 A

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、良好な電気特性を有する太陽電池セルを、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができる太陽電池セルの製造方法および太陽電池セル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 solar cell manufacturing method and a solar cell that can manufacture solar cells having good electrical characteristics with high manufacturing efficiency and high yield. There is.

本発明は、半導体基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによって拡散防止マスク層のレーザ光の照射箇所に開口部を設ける第2の工程と、拡散防止マスク層の開口部から露出する部分をアルカリ性溶液を用いてエッチングする第3の工程と、第3の工程の後に拡散防止マスク層をマスクとして半導体基板に不純物を拡散する第4の工程とを含む太陽電池セルの製造方法である。このような構成とすることにより、拡散防止マスク層に開口部を形成する時に半導体基板の表面にレーザ光が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層をアルカリ性溶液を用いてエッチングすることができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができる。   The present invention includes a first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of a semiconductor substrate, and a step of providing an opening at a laser light irradiation portion of the diffusion prevention mask layer by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light. 2, a third step of etching the portion exposed from the opening of the diffusion prevention mask layer using an alkaline solution, and diffusing impurities into the semiconductor substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask after the third step. It is a manufacturing method of the photovoltaic cell including a 4th process. With such a configuration, a damage layer that causes a leak path such as an oxide film generated when laser light is irradiated on the surface of the semiconductor substrate when an opening is formed in the diffusion prevention mask layer and heat is generated. Can be etched using an alkaline solution, so that solar cells having good electrical characteristics can be produced with high production efficiency and high yield.

ここで、本発明の太陽電池セルの製造方法は、第4の工程の後に前記拡散防止マスク層を除去する第5の工程と、拡散防止マスク層を除去した後の半導体基板の表面にパッシベーション層を形成する第6の工程と、パッシベーション層にレーザ光を照射することによってパッシベーション層のレーザ光の照射箇所に開口部を設ける第7の工程と、パッシベーション層の開口部から露出する部分をアルカリ性溶液を用いてエッチングする第8の工程とを含むことが好ましい。このような構成とすることにより、パッシベーション層に開口部を形成する時に半導体基板の表面にレーザ光が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などの電極とのコンタクト抵抗を増大させるダメージ層をアルカリ性溶液を用いてエッチングすることができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを高い歩留まりで製造することができる。   Here, the solar cell manufacturing method of the present invention includes a fifth step of removing the diffusion prevention mask layer after the fourth step, and a passivation layer on the surface of the semiconductor substrate after the removal of the diffusion prevention mask layer. A sixth step of forming an opening, a seventh step of irradiating the passivation layer with laser light to provide an opening at the laser light irradiation portion, and a portion exposed from the opening of the passivation layer with an alkaline solution It is preferable to include the 8th process etched using. With such a configuration, damage that increases contact resistance with an electrode such as an oxide film caused by heat generated by irradiating the surface of the semiconductor substrate with laser light when an opening is formed in the passivation layer. Since the layer can be etched using an alkaline solution, solar cells having good electrical characteristics can be manufactured with high yield.

また、本発明の太陽電池セルの製造方法においては、第3の工程における半導体基板の表面からのエッチング深さが10nm以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体基板の表面に生じるダメージ層を十分にエッチングすることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the photovoltaic cell of this invention, it is preferable that the etching depth from the surface of the semiconductor substrate in a 3rd process is 10 nm or more. With such a configuration, the damaged layer generated on the surface of the semiconductor substrate can be sufficiently etched.

また、本発明の太陽電池セルの製造方法は、第3の工程と第4の工程との間、および第8の工程の後の少なくとも一方のタイミングで、拡散防止マスク層の開口部から露出する部分およびパッシベーション層の開口部から露出する部分の少なくとも一方をフッ酸処理する第9の工程をさらに含むことが好ましい。このような構成とすることにより、拡散防止マスク層への開口部の形成後のアルカリ性溶液を用いたエッチングおよび/またはパッシベーション層への開口部の形成後のアルカリ性溶液を用いたエッチングにより生じた生成物をフッ酸処理によって十分に除去することができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを高い歩留まりで製造することができる。   Moreover, the manufacturing method of the photovoltaic cell of this invention is exposed from the opening part of a diffusion prevention mask layer at the timing of at least one between the 3rd process and the 4th process, and the 8th process. It is preferable to further include a ninth step of hydrofluoric acid treating at least one of the portion and the portion exposed from the opening of the passivation layer. With such a configuration, the generation caused by etching using the alkaline solution after forming the opening to the diffusion prevention mask layer and / or etching using the alkaline solution after forming the opening to the passivation layer Since a substance can be sufficiently removed by hydrofluoric acid treatment, a solar battery cell having good electrical characteristics can be manufactured with a high yield.

さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池セルの製造方法により製造された太陽電池セルであって、半導体基板にレーザ光の照射跡を有する太陽電池セルである。このような構成とすることにより、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができ、さらには良好な電気特性を有する太陽電池セルとすることができる。   Furthermore, the present invention is a solar battery cell manufactured by any one of the solar battery manufacturing methods described above, and having a laser beam irradiation trace on a semiconductor substrate. By setting it as such a structure, it can manufacture with high manufacturing efficiency and a high yield, and can also be set as the photovoltaic cell which has a favorable electrical property.

本発明によれば、良好な電気特性を有する太陽電池セルを、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができる太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a photovoltaic cell and a photovoltaic cell which can manufacture the photovoltaic cell which has a favorable electrical property with high manufacturing efficiency and a high yield can be provided.

実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating the manufacturing process of the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment. 実施例1と比較例1の裏面電極型太陽電池セルの変換効率を比較した図である。It is the figure which compared the conversion efficiency of the back surface electrode type photovoltaic cell of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例1と比較例1の裏面電極型太陽電池セルのリーク電流量を比較した図である。It is the figure which compared the leakage current amount of the back surface electrode type photovoltaic cell of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. (a)は比較例1のn型不純物拡散領域の形成前のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真であり、(b)は実施例1のn型不純物拡散領域の形成前であってエッチング後のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真である。(A) is an optical microscope photograph of the surface of the back surface side of the n-type silicon substrate before formation of the n-type impurity diffusion region of Comparative Example 1, and (b) is before formation of the n-type impurity diffusion region of Example 1. It is an optical microscope photograph of the surface on the back side of the n-type silicon substrate after etching. (a)は比較例1のn型不純物拡散領域の形成前のn型シリコン基板の裏面側の表面のSEM写真であり、(b)は実施例1のn型不純物拡散領域の形成前であってエッチング後のn型シリコン基板の裏面側の表面のSEM写真である。(A) is the SEM photograph of the surface of the back surface side of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Comparative Example 1, and (b) is the state before the formation of the n-type impurity diffusion region of Example 1. It is the SEM photograph of the surface of the back surface side of the n-type silicon substrate after etching. (a)は比較例1のn型不純物拡散領域の形成前のn型シリコン基板の裏面側の表面のEBIC像とSEM像との合成図であり、(b)は実施例1のn型不純物拡散領域の形成前であってエッチング後のn型シリコン基板の裏面側の表面のEBIC像とSEM像との合成図である。(A) is a composite diagram of the EBIC image and SEM image of the surface on the back surface side of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Comparative Example 1, and (b) is the n-type impurity of Example 1. FIG. 3 is a composite diagram of an EBIC image and an SEM image of the surface on the back surface side of an n-type silicon substrate after etching before formation of a diffusion region. n型シリコン基板に照射されるレーザ光のパルス幅(ps)とn型シリコン基板に発生する熱拡散長(m)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pulse width (ps) of the laser beam irradiated to an n-type silicon substrate, and the thermal diffusion length (m) which generate | occur | produces in an n-type silicon substrate. 水酸化ナトリウム濃度が30質量%の水酸化ナトリウム水溶液の溶液温度および浸漬時間を変化させたときのエッチング深さY(μm)と浸漬時間X(分)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the etching depth Y (micrometer) and immersion time X (minute) when changing the solution temperature and immersion time of sodium hydroxide aqueous solution whose sodium hydroxide concentration is 30 mass%. (a)は実施例2のエッチング後であってフッ酸処理前のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真であり、(b)は実施例2のエッチングに引き続いてフッ酸処理を行なった後のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真である。(A) is the optical microscope photograph of the surface of the back surface side of the n-type silicon substrate after the etching of Example 2 and before the hydrofluoric acid treatment, and (b) is the hydrofluoric acid treatment following the etching of Example 2. It is an optical microscope photograph of the surface of the back surface side of the n-type silicon substrate after performing.

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。   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.

図1〜図11に、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例である実施の形態の太陽電池セルの製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図を示す。まず、図1に示すように、半導体基板11の受光面側と裏面側のそれぞれの表面に拡散防止マスク層12を形成する。なお、拡散防止マスク層12は、半導体基板11の受光面側と裏面側の少なくとも一方の表面に形成されればよい。   1 to 11 are schematic cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a solar cell manufacturing method according to an embodiment which is an example of the solar cell manufacturing method of the present invention. First, as shown in FIG. 1, a diffusion prevention mask layer 12 is formed on each of the light receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11. The diffusion prevention mask layer 12 may be formed on at least one surface of the light receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11.

半導体基板11としては、たとえば、n型またはp型のシリコン基板などを用いることができる。ここで、半導体基板11としてシリコン基板を用いる場合には、所望の厚さにスライスされたシリコンウエハのスライスダメージを除去するため、片面につき10〜20μm程度の厚さをフッ酸と硝酸の混酸若しくは水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液でエッチングしたものを用いることができる。半導体基板11の大きさおよび形状は、特に限定されないが、厚さを100〜300μmとし、外形を1辺100〜150mmの擬似四角形の表面を有するものとすることができる。また、半導体基板11におけるn型不純物またはp型不純物の不純物濃度は、たとえば、1×1015個/cm3以上1×1016個/cm3とすることができる。 As the semiconductor substrate 11, for example, an n-type or p-type silicon substrate can be used. Here, when a silicon substrate is used as the semiconductor substrate 11, in order to remove the slice damage of the silicon wafer sliced to a desired thickness, a thickness of about 10 to 20 μm per side is mixed with hydrofluoric acid and nitric acid or What was etched with alkaline solutions, such as sodium hydroxide, can be used. Although the size and shape of the semiconductor substrate 11 are not particularly limited, the semiconductor substrate 11 may have a pseudo-rectangular surface with a thickness of 100 to 300 μm and an outer shape of 100 to 150 mm on a side. Further, the impurity concentration of the n-type impurity or the p-type impurity in the semiconductor substrate 11 can be, for example, 1 × 10 15 pieces / cm 3 or more and 1 × 10 16 pieces / cm 3 .

拡散防止マスク層12としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、拡散防止マスク層12としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。   As the diffusion prevention mask layer 12, for example, at least one of an oxide layer and a nitride layer can be used. As the oxide layer, for example, a silicon oxide layer or the like can be used. As the nitride layer, for example, a silicon nitride layer can be used. Therefore, as the diffusion prevention mask layer 12, for example, a single layer of a silicon oxide layer, a single layer of a silicon nitride layer, or a stacked body of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer can be used.

拡散防止マスク層12の厚さは、特に限定されないが、たとえば、それぞれ200nm以上400nm以下の厚さとすることができる。   Although the thickness of the diffusion prevention mask layer 12 is not particularly limited, for example, it can be set to a thickness of 200 nm or more and 400 nm or less, respectively.

拡散防止マスク層12の形成方法も特に限定されないが、たとえば、常圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法、プラズマCVD法、スチーム酸化法、またはSOG(Spin on Glass)の塗布・焼成などを用いることができる。なお、太陽電池セルの製造効率をより高くする観点からは、拡散防止マスク層12としては、自然酸化膜を用いることが好ましい。   The method for forming the diffusion prevention mask layer 12 is not particularly limited, but for example, atmospheric pressure CVD (Chemical Vapor Deposition) method, plasma CVD method, steam oxidation method, or SOG (Spin on Glass) coating / firing may be used. it can. Note that, from the viewpoint of increasing the manufacturing efficiency of the solar battery cell, it is preferable to use a natural oxide film as the diffusion prevention mask layer 12.

次に、図2に示すように、半導体基板11の裏面側の拡散防止マスク層12にレーザ光13を照射することによって、図3に示すように、レーザ光13の照射箇所の拡散防止マスク層12を除去して、拡散防止マスク層12に開口部14を形成する。   Next, as shown in FIG. 2, the diffusion prevention mask layer 12 on the back surface side of the semiconductor substrate 11 is irradiated with the laser beam 13, so that the diffusion prevention mask layer at the irradiated portion of the laser beam 13 as shown in FIG. 3. 12 is removed, and an opening 14 is formed in the diffusion preventing mask layer 12.

レーザ光13としては、短波長かつ短パルス幅のレーザ光を用いることが好ましい。この場合には、レーザ光13が半導体基板11に照射されたときの半導体基板11の表面へのダメージを低減することができる。ここで、短波長かつ短パルス幅のレーザ光13の波長は、1000nm以下であることが好ましく、355nm以下であることがより好ましい。また、短波長かつ短パルス幅のレーザ光13のパルス幅は、10ns(ナノ秒)以下であることが好ましく、15ps(ピコ)秒以下であることがより好ましい。このような短波長かつ短パルス幅のレーザ光13を用いた場合には、半導体基板11の表面へのダメージを低減することができるが、その一方で、半導体基板11の表面にレーザ光13が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層が生成される。   As the laser beam 13, it is preferable to use a laser beam having a short wavelength and a short pulse width. In this case, damage to the surface of the semiconductor substrate 11 when the semiconductor substrate 11 is irradiated with the laser beam 13 can be reduced. Here, the wavelength of the laser light 13 having a short wavelength and a short pulse width is preferably 1000 nm or less, and more preferably 355 nm or less. The pulse width of the laser light 13 having a short wavelength and a short pulse width is preferably 10 ns (nanoseconds) or less, and more preferably 15 ps (pico) seconds or less. When such a laser beam 13 having a short wavelength and a short pulse width is used, damage to the surface of the semiconductor substrate 11 can be reduced. On the other hand, the laser beam 13 is applied to the surface of the semiconductor substrate 11. A damage layer that causes a leak path such as an oxide film generated by the generation of heat by irradiation is generated.

次に、図4に示すように、拡散防止マスク層12の開口部14から露出する部分をアルカリ性溶液15を用いてエッチングする。これにより、拡散防止マスク層12に開口部14を形成する時に半導体基板11の表面にレーザ光13が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層を除去することができる。そのため、後工程で、半導体基板11の表面に不純物を拡散する際にマスクとなり得るダメージ層をこの段階でアルカリ性溶液15により除去することができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 4, the portion exposed from the opening 14 of the diffusion prevention mask layer 12 is etched using an alkaline solution 15. As a result, when the opening 14 is formed in the diffusion prevention mask layer 12, a damage layer that causes a leak path such as an oxide film generated by the surface of the semiconductor substrate 11 being irradiated with the laser beam 13 to generate heat is removed. can do. Therefore, in a later step, a damaged layer that can be a mask when diffusing impurities on the surface of the semiconductor substrate 11 can be removed by the alkaline solution 15 at this stage. Therefore, a solar cell having good electrical characteristics can be obtained. It becomes possible to manufacture with high manufacturing efficiency and high yield.

アルカリ性溶液15としては、上記のダメージ層を除去することができるものであれば特に限定されないが、たとえば、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液などを用いることができる。   The alkaline solution 15 is not particularly limited as long as the damaged layer can be removed. For example, an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution can be used.

また、半導体基板11の表面からのエッチング深さは、10nm以上であることが好ましい。この場合には、レーザ光13の照射によって半導体基板11の表面に生じたダメージ層を十分にエッチングにより除去することができるため、より良好な電気特性を有する太陽電池セルをより高い歩留まりで製造することができる。   The etching depth from the surface of the semiconductor substrate 11 is preferably 10 nm or more. In this case, since the damaged layer generated on the surface of the semiconductor substrate 11 by the irradiation of the laser beam 13 can be sufficiently removed by etching, solar cells having better electrical characteristics are manufactured with a higher yield. be able to.

また、上記のアルカリ性溶液15を用いたエッチング後には、拡散防止マスク層12の開口部14から露出する部分をフッ酸処理することが好ましい。上記のエッチング後には純粋などを用いて洗浄を行なうことが好ましいが、当該洗浄後においても、上記のエッチング中に半導体基板11を構成するたとえばシリコンなどの物質とアルカリ性溶液15とが反応して生成したケイ酸塩などの反応生成物が拡散防止マスク層12の開口部14および/または半導体基板11の表面に付着していることがある。そのため、上記のアルカリ性溶液15を用いたエッチング後に拡散防止マスク層12の開口部14から露出する部分をフッ酸処理することによって、ケイ酸塩などの反応生成物を除去することができるため、より良好な電気特性を有する太陽電池セルをより高い歩留まりで製造することができる。   In addition, after the etching using the alkaline solution 15 described above, it is preferable to treat the portion exposed from the opening 14 of the diffusion prevention mask layer 12 with hydrofluoric acid. After the etching, it is preferable to perform cleaning using pure or the like, but even after the cleaning, a substance such as silicon constituting the semiconductor substrate 11 reacts with the alkaline solution 15 during the etching. The reaction product such as silicate may adhere to the opening 14 of the diffusion prevention mask layer 12 and / or the surface of the semiconductor substrate 11. Therefore, the reaction product such as silicate can be removed by hydrofluoric acid treatment of the portion exposed from the opening 14 of the diffusion prevention mask layer 12 after the etching using the alkaline solution 15. Solar cells having good electrical characteristics can be manufactured with a higher yield.

次に、図5に示すように、上記のエッチング後の拡散防止マスク層12をマスクとして半導体基板11にn型不純物を拡散することによって、n型不純物拡散領域21を形成する。   Next, as shown in FIG. 5, an n-type impurity diffusion region 21 is formed by diffusing an n-type impurity into the semiconductor substrate 11 using the diffusion prevention mask layer 12 after the etching as a mask.

n型不純物拡散領域21の形成は、たとえば、n型不純物としてのリンを含むPOCl3を用いた気相拡散、またはリンを含む溶剤をスピンコートして高温でアニールする塗布拡散などにより行なうことができる。 The n-type impurity diffusion region 21 is formed by, for example, vapor phase diffusion using POCl 3 containing phosphorus as an n-type impurity or coating diffusion in which a solvent containing phosphorus is spin-coated and annealed at a high temperature. it can.

なお、n型不純物拡散領域21中のn型不純物濃度が1×1017個/cm3以上1×1019個/cm3となるように、気相拡散によりn型不純物拡散領域21を形成する場合には、たとえば800℃以上900℃以下の温度で30分以上60分以下の時間、半導体基板11にn型不純物を拡散することが好ましい。また、半導体基板11の受光面側の表面に拡散防止マスク層12を形成せずに、半導体基板11の受光面側にもn型不純物を拡散することによって、FSF(フロントサーフェスフィールド)を形成してもよい。 The n-type impurity diffusion region 21 is formed by vapor phase diffusion so that the n-type impurity concentration in the n-type impurity diffusion region 21 is 1 × 10 17 / cm 3 or more and 1 × 10 19 / cm 3. In this case, for example, it is preferable to diffuse the n-type impurity in the semiconductor substrate 11 at a temperature of 800 ° C. or higher and 900 ° C. or lower for a time of 30 minutes or longer and 60 minutes or shorter. Further, an FSF (front surface field) is formed by diffusing n-type impurities on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 without forming the diffusion prevention mask layer 12 on the light receiving surface side surface of the semiconductor substrate 11. May be.

また、n型不純物拡散領域21の形成後には、n型不純物の拡散によって形成されたPSG(リンシリケートグラス)層と拡散防止マスク層12とが除去される。   Further, after the formation of the n-type impurity diffusion region 21, the PSG (phosphor silicate glass) layer and the diffusion prevention mask layer 12 formed by the diffusion of the n-type impurity are removed.

その後、図6に示すように、p型不純物拡散領域22についても、n型不純物拡散領域21と同様にして形成される。すなわち、p型不純物拡散領域22の形成に際しても、(i)半導体基板11の表面に拡散防止マスク層21を形成する工程、(ii)拡散防止マスク層21にレーザ光13を照射することによって拡散防止マスク層21のレーザ光13の照射箇所に開口部14を形成する工程、(iii)拡散防止マスク層21の開口部14から露出する部分をアルカリ性溶液15を用いてエッチングする工程(より好ましくは、当該エッチング後にフッ酸処理をする工程)、および(iv)エッチング後の拡散防止マスク層12をマスクとして半導体基板11にp型不純物を拡散する工程が行なわれることが好ましい。   Thereafter, as shown in FIG. 6, the p-type impurity diffusion region 22 is formed in the same manner as the n-type impurity diffusion region 21. That is, when forming the p-type impurity diffusion region 22, (i) a step of forming a diffusion prevention mask layer 21 on the surface of the semiconductor substrate 11, and (ii) diffusion by irradiating the diffusion prevention mask layer 21 with the laser beam 13. (Iii) a step of etching the portion exposed from the opening 14 of the diffusion prevention mask layer 21 using the alkaline solution 15 (more preferably It is preferable that a step of hydrofluoric acid treatment after the etching) and (iv) a step of diffusing p-type impurities into the semiconductor substrate 11 using the diffusion prevention mask layer 12 after the etching as a mask.

p型不純物拡散領域22の形成は、たとえば、p型不純物としてのボロンを含むBBr3を用いた気相拡散、またはボロンを含む溶剤をスピンコートして高温でアニールする塗布拡散などにより行なうことができる。 The p-type impurity diffusion region 22 is formed by, for example, vapor phase diffusion using BBr 3 containing boron as a p-type impurity, or coating diffusion in which a solvent containing boron is spin-coated and annealed at a high temperature. it can.

なお、p型不純物拡散領域22中のp型不純物濃度が1×1018個/cm3以上1×1019個/cm3となるように、気相拡散によりp型不純物拡散領域22を形成する場合には、たとえば900℃以上1000℃以下の温度で30分以上60分以下の時間、p型不純物を拡散することが好ましい。 The p-type impurity diffusion region 22 is formed by vapor phase diffusion so that the p-type impurity concentration in the p-type impurity diffusion region 22 is 1 × 10 18 / cm 3 or more and 1 × 10 19 / cm 3. In this case, it is preferable to diffuse the p-type impurity at a temperature of 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower for a time period of 30 minutes or longer and 60 minutes or shorter.

また、p型不純物拡散領域22の形成後には、p型不純物の拡散によって形成されたBSG(ボロンシリケートグラス)層と拡散防止マスク層とが除去される。   Further, after the formation of the p-type impurity diffusion region 22, the BSG (boron silicate glass) layer and the diffusion prevention mask layer formed by the diffusion of the p-type impurity are removed.

次に、図7に示すように、半導体基板11の受光面側と裏面側のそれぞれの表面にパッシベーション層23を形成する。なお、パッシベーション層23は、半導体基板11の受光面側と裏面側の少なくとも一方の表面に形成されればよい。また、パッシベーション層23をテクスチャエッチングマスクとして、半導体基板11の受光面のテクスチャエッチングを行ない、テクスチャ構造を形成してもよい。また、半導体基板11の受光面側に設けられたパッシベーション層23を反射防止膜として用いてもよく、テクスチャ構造の形成後に、新たに反射防止膜を形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 7, a passivation layer 23 is formed on each of the light receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11. The passivation layer 23 may be formed on at least one surface of the light receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11. Alternatively, the texture layer may be formed by performing texture etching on the light receiving surface of the semiconductor substrate 11 using the passivation layer 23 as a texture etching mask. Further, the passivation layer 23 provided on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 may be used as an antireflection film, or a new antireflection film may be formed after the formation of the texture structure.

パッシベーション層23としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、パッシベーション層23としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。   As the passivation layer 23, for example, at least one of an oxide layer and a nitride layer can be used. As the oxide layer, for example, a silicon oxide layer or the like can be used. As the nitride layer, for example, a silicon nitride layer can be used. Therefore, as the passivation layer 23, for example, a single layer of a silicon oxide layer, a single layer of a silicon nitride layer, or a stacked body of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer can be used.

パッシベーション層23に用いられる酸化シリコン層としては、たとえば、スチーム酸化法、常圧CVD法、SOGの塗布・焼成により形成された厚さ300nm以上800nm以下のものを用いることができる。また、窒化シリコン層としては、たとえば、プラズマCVD法または常圧CVD法で形成された厚さ60nm以上100nmのものを用いることができる。   As the silicon oxide layer used for the passivation layer 23, for example, a layer having a thickness of 300 nm or more and 800 nm or less formed by a steam oxidation method, an atmospheric pressure CVD method, or SOG coating / firing can be used. Further, as the silicon nitride layer, for example, a layer formed by plasma CVD or atmospheric pressure CVD and having a thickness of 60 nm to 100 nm can be used.

次に、図8に示すように、半導体基板11の裏面側のパッシベーション層23にレーザ光13を照射することによって、図9に示すように、レーザ光13の照射箇所のパッシベーション層23を除去して、パッシベーション層23に開口部24を形成する。ここで、開口部24は、n型不純物拡散領域21の表面の一部およびp型不純物拡散領域22の表面の一部が露出するように形成される。また、レーザ光13についての説明は上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。   Next, as shown in FIG. 8, the passivation layer 23 on the back surface side of the semiconductor substrate 11 is irradiated with the laser beam 13, thereby removing the passivation layer 23 at the irradiated portion of the laser beam 13 as shown in FIG. 9. Thus, an opening 24 is formed in the passivation layer 23. Here, the opening 24 is formed so that a part of the surface of the n-type impurity diffusion region 21 and a part of the surface of the p-type impurity diffusion region 22 are exposed. The description of the laser beam 13 is the same as described above, and thus the description thereof is omitted here.

次に、図10に示すように、パッシベーション層23の開口部24から露出する部分をアルカリ性溶液15を用いてエッチングする。これにより、パッシベーション層23に開口部24を形成する時に半導体基板11の表面にレーザ光13が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層を除去することができる。そのため、後工程で、半導体基板11の表面に電極を形成した際にコンタクト抵抗の増大を生じ得るダメージ層をこの段階でアルカリ性溶液15により除去することができるため、より良好な電気特性を有する太陽電池セルを、より高い製造効率、かつより高い歩留まりで製造することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 10, the portion exposed from the opening 24 of the passivation layer 23 is etched using an alkaline solution 15. As a result, when the opening 24 is formed in the passivation layer 23, the damage layer that causes a leak path such as an oxide film generated when the surface of the semiconductor substrate 11 is irradiated with the laser beam 13 to generate heat is removed. Can do. Therefore, a damaged layer that may cause an increase in contact resistance when an electrode is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 in a later step can be removed by the alkaline solution 15 at this stage. The battery cell can be manufactured with higher manufacturing efficiency and higher yield.

また、上記のアルカリ性溶液15を用いたエッチング後には、パッシベーション層23の開口部24から露出する部分をフッ酸処理することが好ましい。上記のエッチング後には純粋などを用いて洗浄を行なうことが好ましいが、当該洗浄後においても、上記のエッチング中に半導体基板11を構成するたとえばシリコンなどの物質とアルカリ性溶液15とが反応して生成したケイ酸塩などの反応生成物がパッシベーション層23の開口部24から露出する部分および/または半導体基板11の表面に付着していることがある。そのため、上記のアルカリ性溶液15を用いたエッチング後にパッシベーション層23の開口部24から露出する部分をフッ酸処理することによって、ケイ酸塩などの反応生成物を除去することができるため、より良好な電気特性を有する太陽電池セルをより高い歩留まりで製造することができる。   In addition, after the etching using the alkaline solution 15 described above, it is preferable to treat the portion exposed from the opening 24 of the passivation layer 23 with hydrofluoric acid. After the etching, it is preferable to perform cleaning using pure or the like, but even after the cleaning, a substance such as silicon constituting the semiconductor substrate 11 reacts with the alkaline solution 15 during the etching. In some cases, the reaction product such as silicate adhered to the portion exposed from the opening 24 of the passivation layer 23 and / or the surface of the semiconductor substrate 11. Therefore, a reaction product such as a silicate can be removed by hydrofluoric acid treatment of the portion exposed from the opening 24 of the passivation layer 23 after the etching using the alkaline solution 15, which is better. Solar cells having electrical characteristics can be manufactured with a higher yield.

なお、半導体基板11の表面からのエッチング深さおよびアルカリ性溶液15についての説明は上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。   In addition, since the description about the etching depth from the surface of the semiconductor substrate 11 and the alkaline solution 15 is the same as the above, the description is abbreviate | omitted here.

その後、図11に示すように、n型不純物拡散領域21の表面に接触するn電極25を形成するとともに、p型不純物拡散領域22の表面に接触するp電極26を形成することによって、実施の形態の裏面電極太陽電池セルが完成する。このようにして製造された実施の形態の裏面電極太陽電池セルは、半導体基板11の表面にレーザ光13の照射跡を有している。   Thereafter, as shown in FIG. 11, the n-electrode 25 that contacts the surface of the n-type impurity diffusion region 21 and the p-electrode 26 that contacts the surface of the p-type impurity diffusion region 22 are formed. The back electrode solar cell of the form is completed. The back electrode solar cell according to the embodiment thus manufactured has an irradiation trace of the laser beam 13 on the surface of the semiconductor substrate 11.

なお、n電極25およびp電極26は、たとえば、銀ペーストを塗布した後に、500℃以上600℃以下の温度で焼成することなどにより形成することができる。   The n electrode 25 and the p electrode 26 can be formed by, for example, baking at a temperature of 500 ° C. or more and 600 ° C. or less after applying a silver paste.

また、パッシベーション層23の開口部24の大きさは、n電極25およびp電極26よりも小さい方が好ましい。たとえば、パッシベーション層23の線状の開口部24の幅が80μmである場合には、同じく線状のn電極25およびp電極26の幅は100μmとすればよい。   In addition, the size of the opening 24 of the passivation layer 23 is preferably smaller than the n electrode 25 and the p electrode 26. For example, when the width of the linear opening 24 in the passivation layer 23 is 80 μm, the width of the linear n electrode 25 and the p electrode 26 may be 100 μm.

上述したように、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、半導体基板11の表面にレーザ光13が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層をアルカリ性溶液15を用いたエッチングにより除去することができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することが可能となる。   As described above, in the method for manufacturing a solar cell according to the embodiment, a damage layer that causes a leak path such as an oxide film generated when the surface of the semiconductor substrate 11 is irradiated with the laser beam 13 to generate heat. Can be removed by etching using the alkaline solution 15, so that solar cells having good electrical characteristics can be manufactured with high manufacturing efficiency and high yield.

特に、半導体基板11の表面へのダメージを低減するために、短波長かつ短パルス幅のレーザ光13を半導体基板11の表面に照射した場合には、半導体基板11の表面に酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層が生成しやすくなることから、実施の形態の太陽電池セルの製造方法はより効果的となる。   In particular, when the surface of the semiconductor substrate 11 is irradiated with laser light 13 having a short wavelength and a short pulse width in order to reduce damage to the surface of the semiconductor substrate 11, a leak path such as an oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 11. Since the damage layer which becomes the factor of this becomes easy to produce | generate, the manufacturing method of the photovoltaic cell of embodiment becomes more effective.

さらに、半導体基板11の表面からのエッチング深さを10nm以上とすること、および/またはアルカリ性溶液15を用いたエッチング後にフッ酸処理を行なうことによってより良好な電気特性を有する太陽電池セルを、より高い歩留まりで製造することが可能となる。   Furthermore, by making the etching depth from the surface of the semiconductor substrate 11 10 nm or more and / or performing hydrofluoric acid treatment after etching using the alkaline solution 15, a solar battery cell having better electrical characteristics can be obtained. It becomes possible to manufacture with a high yield.

以上の理由により、実施の形態の太陽電池セルの製造方法によれば、良好な電気特性を有する太陽電池セルを、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができる太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルを提供することができる。   For the above reasons, according to the method for manufacturing a solar cell according to the embodiment, a method for manufacturing a solar cell that can manufacture a solar cell having good electrical characteristics with high manufacturing efficiency and high yield, and A solar battery cell can be provided.

これは、本発明者らは、半導体基板11の表面に設けられた拡散防止マスク層12にレーザ光13を照射し、レーザ光13の照射部分の拡散防止マスク層12を部分的に除去して開口部14を形成する裏面電極型太陽電池セルの製造過程に着目した結果、半導体基板11の表面に酸化膜などのレーザ光13の照射に起因するダメージ層が形成され、このダメージ層が不純物拡散のマスクとして機能するとともに、pn接合部を導通させるリークパスとしても機能することを見い出したことによるものである。   This is because the present inventors irradiate the diffusion prevention mask layer 12 provided on the surface of the semiconductor substrate 11 with the laser beam 13 and partially remove the diffusion prevention mask layer 12 in the irradiated portion of the laser beam 13. As a result of paying attention to the manufacturing process of the back electrode type solar cell that forms the opening 14, a damage layer caused by the irradiation of the laser beam 13 such as an oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 11, and this damage layer becomes an impurity diffusion. This is because it has been found that it also functions as a leak path for conducting the pn junction part.

また、これは、本発明者らが、半導体基板11の表面に設けられたパッシベーション層23にレーザ光13を照射してパッシベーション層23を部分的に除去して開口部24を形成する場合にも同様に半導体基板11の表面に酸化膜などのダメージ層が形成され、このダメージ層が半導体基板11の表面の不純物拡散領域と電極とのコンタクト抵抗の上昇を引き起こすことも見い出したことにもよるものである。   This is also the case when the inventors form the opening 24 by irradiating the passivation layer 23 provided on the surface of the semiconductor substrate 11 with the laser beam 13 to partially remove the passivation layer 23. Similarly, a damaged layer such as an oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 11, and this damaged layer has also been found to cause an increase in contact resistance between the impurity diffusion region on the surface of the semiconductor substrate 11 and the electrode. It is.

<実施例1の裏面電極型太陽電池セルの作製>
まず、n型シリコン基板の受光面側と裏面側のそれぞれの表面に自然酸化膜を形成した。次に、n型シリコン基板の裏面側の自然酸化膜に短波長かつ短パルス幅のレーザ光を複数回照射することによって、自然酸化膜のレーザ光の照射箇所に線状の開口部を形成した。ここで、自然酸化膜の開口部の形状は、n型不純物拡散領域の形成領域の形状に一致させた。
<Preparation of Back Electrode Solar Cell of Example 1>
First, a natural oxide film was formed on each of the light receiving surface side and the back surface side of the n-type silicon substrate. Next, the natural oxide film on the back surface side of the n-type silicon substrate was irradiated with laser light having a short wavelength and a short pulse width a plurality of times, thereby forming a linear opening at the laser light irradiation portion of the natural oxide film. . Here, the shape of the opening of the natural oxide film was matched with the shape of the formation region of the n-type impurity diffusion region.

ここで、自然酸化膜に照射されたレーザ光の波長は532nmであり、パルス幅は4nsであり、1パルス当たりの照射エネルギは25μJであり、1パルス当たりの加工径は35μmであり、線状の開口部の幅は210μmとされた。   Here, the wavelength of the laser light applied to the natural oxide film is 532 nm, the pulse width is 4 ns, the irradiation energy per pulse is 25 μJ, the processing diameter per pulse is 35 μm, The width of the opening was 210 μm.

次に、自然酸化膜の開口部から露出する部分を水酸化ナトリウム水溶液でエッチングした。ここで、水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度は30質量%であり、水酸化ナトリウム水溶液中へのn型シリコン基板の浸漬時間は1分間〜3分間であり、水酸化ナトリウム水溶液の温度は75℃であった。   Next, the portion exposed from the opening of the natural oxide film was etched with an aqueous sodium hydroxide solution. Here, the sodium hydroxide concentration of the aqueous sodium hydroxide solution is 30% by mass, the immersion time of the n-type silicon substrate in the aqueous sodium hydroxide solution is 1 to 3 minutes, and the temperature of the aqueous sodium hydroxide solution is 75. ° C.

次に、純水によって、上記エッチング後のn型シリコン基板を洗浄した後に、自然酸化膜をマスクとして、n型不純物としてのリンを含むPOCl3を用いて、自然酸化膜の開口部からリンをn型シリコン基板に気相拡散することによって、n型シリコン基板にn型不純物拡散領域を形成した。そして、n型不純物拡散領域の形成後には、自然酸化膜と、リンの拡散によって生じたPSG層とを除去した。 Next, after cleaning the n-type silicon substrate after the etching with pure water, using the natural oxide film as a mask, POCl 3 containing phosphorus as an n-type impurity is used to remove phosphorus from the opening of the natural oxide film. An n-type impurity diffusion region was formed in the n-type silicon substrate by performing vapor phase diffusion on the n-type silicon substrate. After the formation of the n-type impurity diffusion region, the natural oxide film and the PSG layer generated by phosphorus diffusion were removed.

次に、上記と同様にして、n型シリコン基板の表面のn型不純物拡散領域の間の領域にp型不純物拡散領域を形成した。レーザ光の照射条件および水酸化ナトリウム水溶液を用いたエッチング条件は上記と同一の条件とした。また、p型不純物拡散領域は、p型不純物としてのボロンを含むBBr3を用いた気相拡散により形成された。そして、p型不純物拡散領域の形成後には、自然酸化膜と、ボロンの拡散によって生じたBSG層とを除去した。 Next, in the same manner as described above, a p-type impurity diffusion region was formed in a region between the n-type impurity diffusion regions on the surface of the n-type silicon substrate. Laser light irradiation conditions and etching conditions using a sodium hydroxide aqueous solution were the same as described above. The p-type impurity diffusion region was formed by vapor phase diffusion using BBr 3 containing boron as a p-type impurity. After the formation of the p-type impurity diffusion region, the natural oxide film and the BSG layer produced by boron diffusion were removed.

次に、エッチングペーストにてコンタクトホールとなる開口部を線状に作製した。この時、開口部の幅は80μmとされた。   Next, an opening serving as a contact hole was formed in a linear shape using an etching paste. At this time, the width of the opening was 80 μm.

その後、銀ペーストの塗布および焼成により、n型不純物拡散領域の表面に接触する線状のn電極を形成するとともに、p型不純物拡散領域の表面に接触する線状のp電極を形成することによって、実施例1の裏面電極型太陽電池セルを作製した。ここで、線状のn電極およびp電極の幅は100μmとされた。   Thereafter, by applying and baking silver paste, a linear n-electrode that contacts the surface of the n-type impurity diffusion region is formed, and a linear p-electrode that contacts the surface of the p-type impurity diffusion region is formed. The back electrode type solar battery cell of Example 1 was produced. Here, the width of the linear n-electrode and p-electrode was 100 μm.

<比較例1の裏面電極型太陽電池セルの作製>
n型不純物拡散領域の形成前に、自然酸化膜の開口部から露出する部分を水酸化ナトリウム水溶液でエッチングしなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の裏面電極型太陽電池セルを作製した。
<Preparation of Back Electrode Solar Cell of Comparative Example 1>
The back electrode solar cell of Comparative Example 1 is the same as Example 1 except that the portion exposed from the opening of the natural oxide film is not etched with an aqueous sodium hydroxide solution before the n-type impurity diffusion region is formed. A cell was produced.

<電気特性の比較>
実施例1および比較例1の裏面電極型太陽電池セルの電気特性の比較のため、ソーラシミュレータを用いて、スペクトル分布AM1.5、エネルギ密度100mW/cm2の1SUN疑似太陽光を実施例1および比較例1の裏面電極型太陽電池セルに照射し、電流−電圧曲線を作成して、その結果から、実施例1および比較例1の裏面電極型太陽電池セルの変換効率(%)およびリーク電流量(A)を算出した。その結果を図12(変換効率)および図13(リーク電流量)に示す。
<Comparison of electrical characteristics>
For comparison of the electrical characteristics of the back electrode type solar cells of Example 1 and Comparative Example 1, 1SUN pseudo-sunlight having a spectral distribution of AM1.5 and an energy density of 100 mW / cm 2 was obtained using Example 1 and a solar simulator. The back electrode type solar cell of Comparative Example 1 was irradiated to create a current-voltage curve, and from the results, conversion efficiency (%) and leakage current of the back electrode type solar cell of Example 1 and Comparative Example 1 The amount (A) was calculated. The results are shown in FIG. 12 (conversion efficiency) and FIG. 13 (leakage current amount).

図12に示すように、比較例1の裏面電極型太陽電池セルの変換効率は15.4%であったのに対し、実施例1の裏面電極型太陽電池セルの変換効率は17.4%であった。したがって、n型不純物拡散領域の形成前に自然酸化膜の開口部から露出する部分を水酸化ナトリウム水溶液でエッチングすることによる変換効率の向上の効果が確認された。   As shown in FIG. 12, the conversion efficiency of the back electrode solar cell of Comparative Example 1 was 15.4%, whereas the conversion efficiency of the back electrode solar cell of Example 1 was 17.4%. Met. Therefore, the effect of improving the conversion efficiency by etching the portion exposed from the opening of the natural oxide film with an aqueous sodium hydroxide solution before the formation of the n-type impurity diffusion region was confirmed.

また、図13に示すように、実施例1の裏面電極型太陽電池セルのリーク電流量は、比較例1の裏面電極型太陽電池セルのリーク電流量の約1/8まで減少することが確認された。   Further, as shown in FIG. 13, it is confirmed that the leakage current amount of the back electrode solar cell of Example 1 is reduced to about 1/8 of the leakage current amount of the back electrode solar cell of Comparative Example 1. It was done.

図12および図13に示される結果から、実施例1の裏面電極型太陽電池セルは、比較例1の裏面電極型太陽電池セルよりも電気特性に優れることが確認された。   From the results shown in FIG. 12 and FIG. 13, it was confirmed that the back electrode type solar battery cell of Example 1 was superior to the back electrode type solar battery cell of Comparative Example 1 in electrical characteristics.

<表面状態の比較>
図14(a)に、比較例1のn型不純物拡散領域の形成前のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真を示し、図14(b)に、実施例1のn型不純物拡散領域の形成前であってエッチング後のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真を示す。
<Comparison of surface conditions>
FIG. 14A shows an optical micrograph of the surface on the back side of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Comparative Example 1, and FIG. 14B shows the n-type impurity of Example 1. The optical microscope photograph of the surface of the back surface side of the n-type silicon substrate after formation of the diffusion region and after etching is shown.

図15(a)に、比較例1のn型不純物拡散領域の形成前のn型シリコン基板の裏面側の表面のSEM(走査型電子顕微鏡:Scanning Electron Microscope)写真を示し、図15(b)に、実施例1のn型不純物拡散領域の形成前であってエッチング後のn型シリコン基板の裏面側の表面のSEM写真を示す。   FIG. 15A shows an SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the back surface of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Comparative Example 1, and FIG. 2 shows an SEM photograph of the surface on the back surface side of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Example 1 and after the etching.

図14および図15に示すように、実施例1においては、比較例1と比較して、n型シリコン基板の裏面側の表面のレーザ光の照射箇所41の凹凸が低減できていることが確認できる。また、実施例1においては、比較例1と比較して、n型シリコン基板の裏面側の表面のレーザ光の非照射箇所42もエッチングされている。   As shown in FIGS. 14 and 15, in Example 1, it was confirmed that the unevenness of the laser light irradiation portion 41 on the surface on the back surface side of the n-type silicon substrate was reduced as compared with Comparative Example 1. it can. Further, in Example 1, as compared with Comparative Example 1, the laser light non-irradiated portion 42 on the surface on the back surface side of the n-type silicon substrate is also etched.

<pn接合のリークパスの比較>
図16(a)に、比較例1のn型不純物拡散領域の形成前のn型シリコン基板の裏面側の表面のEBIC(電子線誘起電流法:Electron Beam Induced Current)にて取得した像とSEM像とを合成した図を示し、図16(b)に、実施例1のn型不純物拡散領域の形成前であってエッチング後のn型シリコン基板の裏面側の表面のEBIC像とSEM像とを合成した図を示す。なお、EBIC像の取得に用いられた印加電圧は10kVとした。
<Comparison of leakage path of pn junction>
FIG. 16A shows an image obtained by EBIC (Electron Beam Induced Current) on the back surface side of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Comparative Example 1 and an SEM. FIG. 16B shows an EBIC image and an SEM image of the surface on the back surface side of the n-type silicon substrate before the formation of the n-type impurity diffusion region of Example 1 and after the etching. The figure which synthesize | combined is shown. The applied voltage used for acquiring the EBIC image was 10 kV.

図16(a)と図16(b)との比較から明らかなように、図16(a)の方が図16(b)よりも、p型不純物拡散領域61とn電極63との間のn型不純物拡散領域62が明るくなっていることがわかる。これは、p型不純物拡散領域61とn型不純物拡散領域62との接合部であるpn接合のリークパスを意味しているため、実施例1のように、n型不純物拡散領域の形成前にエッチングを行なった場合には、pn接合のリークパスも低減できることがわかる。   As is clear from a comparison between FIG. 16A and FIG. 16B, FIG. 16A is more likely to be between the p-type impurity diffusion region 61 and the n-electrode 63 than FIG. 16B. It can be seen that the n-type impurity diffusion region 62 is brightened. This means a leak path of a pn junction which is a junction between the p-type impurity diffusion region 61 and the n-type impurity diffusion region 62. Therefore, as in Example 1, etching is performed before the formation of the n-type impurity diffusion region. It can be seen that the leakage path of the pn junction can also be reduced when the above is performed.

<パルス幅と熱拡散長との関係>
図17に、n型シリコン基板に照射されるレーザ光のパルス幅(ps(ピコ秒))と、レーザ光の照射によってn型シリコン基板に発生する熱の深さ方向の拡散長(熱拡散長;単位はm)との関係を示す。n型シリコン基板の深さ方向の熱拡散長とレーザ光のパルス幅との関係を示す図17に示される直線の傾きは、以下の式(I)により算出されたものである。なお、下記の式(I)において、Xthは熱拡散長を示し、k0はn型シリコン基板の熱伝導率を示し、tpはレーザ光のパルス幅を示し、Ciはn型シリコン基板の熱容量を示している。
<Relationship between pulse width and thermal diffusion length>
FIG. 17 shows the pulse width (ps (picoseconds)) of the laser beam irradiated to the n-type silicon substrate and the diffusion length (thermal diffusion length) of the heat generated in the n-type silicon substrate by the laser beam irradiation. The unit is m). The slope of the straight line shown in FIG. 17 showing the relationship between the thermal diffusion length in the depth direction of the n-type silicon substrate and the pulse width of the laser light is calculated by the following equation (I). In the following formula (I), Xth represents the thermal diffusion length, k0 represents the thermal conductivity of the n-type silicon substrate, tp represents the pulse width of the laser beam, and Ci represents the heat capacity of the n-type silicon substrate. Show.

Xth=(2×k0×tp/Ci)^(0.5) …(I)
図17に示すように、n型シリコン基板に1ps以上のパルス幅でレーザ光を照射した場合には、n型シリコン基板の深さ方向の熱拡散長は10nm以上であった。すなわち、パルス幅が1ps以上のレーザ光をn型シリコン基板に照射した場合には、n型シリコン基板の10nm以上の深さの領域が熱によりダメージを受けて酸化膜となる可能性がある。したがって、n型シリコン基板の表面からのエッチング深さを10nm以上とした場合には、レーザ光の照射によってn型シリコン基板の表面に生成した酸化膜を十分に除去することができる。
Xth = (2 × k0 × tp / Ci) ^ (0.5) (I)
As shown in FIG. 17, when the n-type silicon substrate was irradiated with laser light with a pulse width of 1 ps or more, the thermal diffusion length in the depth direction of the n-type silicon substrate was 10 nm or more. That is, when a laser beam having a pulse width of 1 ps or more is irradiated onto an n-type silicon substrate, a region having a depth of 10 nm or more of the n-type silicon substrate may be damaged by heat and become an oxide film. Therefore, when the etching depth from the surface of the n-type silicon substrate is 10 nm or more, the oxide film generated on the surface of the n-type silicon substrate by the laser light irradiation can be sufficiently removed.

<エッチング深さと浸漬時間との関係>
n型シリコン基板のエッチング深さは、溶液濃度、溶液温度および浸漬時間といった条件を変化させることで調整可能となる。図18に、水酸化ナトリウム濃度が30質量%の水酸化ナトリウム水溶液の溶液温度(60℃、75℃、90℃)および浸漬時間(1分、3分、5分)を変化させたときのエッチング深さY(μm)と浸漬時間X(分)との関係を示す。なお、n型シリコン基板のエッチング深さは、段差計を用いた測定により算出した。
<Relationship between etching depth and immersion time>
The etching depth of the n-type silicon substrate can be adjusted by changing conditions such as solution concentration, solution temperature, and immersion time. FIG. 18 shows etching when the solution temperature (60 ° C., 75 ° C., 90 ° C.) and the dipping time (1 minute, 3 minutes, 5 minutes) of a 30% by weight sodium hydroxide aqueous solution are changed. The relationship between depth Y (micrometer) and immersion time X (minutes) is shown. Note that the etching depth of the n-type silicon substrate was calculated by measurement using a step gauge.

図18に示すように、水酸化ナトリウム水溶液の溶液温度60℃、75℃および90℃におけるエッチングレートは、それぞれ、0.3μm/分、1.1μm/分および2.2μm/分と変化することがわかる。すなわち、エッチングの条件を変更することにより、所望のエッチング深さを得ることが可能となる。   As shown in FIG. 18, the etching rates of the aqueous solution of sodium hydroxide at 60 ° C., 75 ° C., and 90 ° C. are changed to 0.3 μm / min, 1.1 μm / min, and 2.2 μm / min, respectively. I understand. That is, a desired etching depth can be obtained by changing the etching conditions.

<実施例2の裏面電極型太陽電池セルの作製>
n型不純物拡散領域の形成前に、自然酸化膜の開口部から露出する部分を水酸化ナトリウム水溶液でエッチングした後に、フッ酸処理したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の裏面電極型太陽電池セルを作製した。
<Production of Back Electrode Solar Cell of Example 2>
Before forming the n-type impurity diffusion region, the portion exposed from the opening of the natural oxide film was etched with a sodium hydroxide aqueous solution and then treated with hydrofluoric acid. An electrode type solar cell was produced.

図19(a)に、実施例2のエッチング後であってフッ酸処理前のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真を示し、図19(b)に、実施例2のエッチングに引き続いてフッ酸処理を行なった後のn型シリコン基板の裏面側の表面の光学顕微鏡写真を示す。   FIG. 19A shows an optical micrograph of the surface on the back surface side of the n-type silicon substrate after the etching in Example 2 and before the hydrofluoric acid treatment, and FIG. 19B shows the etching in Example 2. The optical microscope photograph of the surface of the back surface side of an n-type silicon substrate after performing a hydrofluoric acid process succeedingly is shown.

図19(a)においては、レーザ光の照射箇所41内において、下地であるn型シリコン基板とは異なる色で表わされているケイ酸が付着していることがわかる。一方、図19(b)においては、拡散防止マスク層となる自然酸化膜が除去されない程度にフッ酸処理を行なった場合には、ケイ酸が除去されることがわかる。ここで、フッ酸処理条件は、フッ酸濃度が1体積%であり、n型シリコン基板のフッ酸への浸漬時間が10秒であり、かつフッ酸温度が常温の条件とされた。   In FIG. 19A, it can be seen that silicic acid represented by a color different from that of the n-type silicon substrate as the base adheres in the laser light irradiation portion 41. On the other hand, in FIG. 19B, it is understood that silicic acid is removed when hydrofluoric acid treatment is performed to such an extent that the natural oxide film that becomes the diffusion preventing mask layer is not removed. Here, the hydrofluoric acid treatment conditions were such that the hydrofluoric acid concentration was 1% by volume, the immersion time of the n-type silicon substrate in hydrofluoric acid was 10 seconds, and the hydrofluoric acid temperature was normal temperature.

すなわち、アルカリ性溶液を用いてn型シリコン基板のエッチングを行なった後に、次のn型シリコン基板をアルカリ性溶液によりエッチングした場合には、n型シリコン基板の表面にケイ酸が付着するおそれがある。すなわち、エッチング液に水酸化ナトリウム水溶液を用いた場合には、以下の化学反応式(II)によりケイ酸ナトリウム(Na2SiO3)が生成する。 That is, when an n-type silicon substrate is etched with an alkaline solution and then the next n-type silicon substrate is etched with an alkaline solution, silicic acid may adhere to the surface of the n-type silicon substrate. That is, when a sodium hydroxide aqueous solution is used as the etching solution, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) is generated by the following chemical reaction formula (II).

Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑ …(II)
仮に、上記のようなケイ酸塩がn型シリコン基板および/または自然酸化膜に付着した場合には、アルカリ性溶液を用いたエッチング後に純水で洗浄したとしても、ケイ酸塩を除去するのは困難である。アルカリ性溶液を用いたエッチング後であって、不純物の拡散前および/または電極の形成前に、フッ酸処理によりケイ酸塩を除去することは有効であり、これにより、より良好な電気特性を有する太陽電池セルをより高い歩留まりで製造することができる。
Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2 ↑ (II)
If the silicate as described above adheres to the n-type silicon substrate and / or the natural oxide film, the silicate is removed even if it is washed with pure water after etching using an alkaline solution. Have difficulty. It is effective to remove silicate by hydrofluoric acid treatment after etching with an alkaline solution and before impurity diffusion and / or electrode formation, thereby having better electrical properties Solar cells can be manufactured with higher yield.

本発明は、半導体基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによって拡散防止マスク層のレーザ光の照射箇所に開口部を設ける第2の工程と、拡散防止マスク層の開口部から露出する部分をアルカリ性溶液を用いてエッチングする第3の工程と、第3の工程の後に拡散防止マスク層をマスクとして半導体基板に不純物を拡散する第4の工程とを含む太陽電池セルの製造方法である。このような構成とすることにより、拡散防止マスク層に開口部を形成する時に半導体基板の表面にレーザ光が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などのリークパスの要因となるダメージ層をアルカリ性溶液を用いてエッチングすることができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができる。   The present invention includes a first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of a semiconductor substrate, and a step of providing an opening at a laser light irradiation portion of the diffusion prevention mask layer by irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light. 2, a third step of etching the portion exposed from the opening of the diffusion prevention mask layer using an alkaline solution, and diffusing impurities into the semiconductor substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask after the third step. It is a manufacturing method of the photovoltaic cell including a 4th process. With such a configuration, a damage layer that causes a leak path such as an oxide film generated when laser light is irradiated on the surface of the semiconductor substrate when an opening is formed in the diffusion prevention mask layer and heat is generated. Can be etched using an alkaline solution, so that solar cells having good electrical characteristics can be produced with high production efficiency and high yield.

本発明の太陽電池セルの製造方法は、第4の工程の後に前記拡散防止マスク層を除去する第5の工程と、拡散防止マスク層を除去した後の半導体基板の表面にパッシベーション層を形成する第6の工程と、パッシベーション層にレーザ光を照射することによってパッシベーション層のレーザ光の照射箇所に開口部を設ける第7の工程と、パッシベーション層の開口部から露出する部分をアルカリ性溶液を用いてエッチングする第8の工程とを含むことが好ましい。このような構成とすることにより、パッシベーション層に開口部を形成する時に半導体基板の表面にレーザ光が照射されて熱が発生することによって生じた酸化膜などの電極とのコンタクト抵抗を増大させるダメージ層をアルカリ性溶液を用いてエッチングすることができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを高い歩留まりで製造することができる。   The manufacturing method of the photovoltaic cell of the present invention includes a fifth step of removing the diffusion prevention mask layer after the fourth step, and a passivation layer formed on the surface of the semiconductor substrate after removing the diffusion prevention mask layer. A sixth step, a seventh step of providing an opening in the laser light irradiation portion of the passivation layer by irradiating the passivation layer with the laser light, and a portion exposed from the opening of the passivation layer using an alkaline solution And an eighth step of etching. With such a configuration, damage that increases contact resistance with an electrode such as an oxide film caused by heat generated by irradiating the surface of the semiconductor substrate with laser light when an opening is formed in the passivation layer. Since the layer can be etched using an alkaline solution, solar cells having good electrical characteristics can be manufactured with high yield.

本発明の太陽電池セルの製造方法においては、第3の工程における半導体基板の表面からのエッチング深さが10nm以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体基板の表面に生じるダメージ層を十分にエッチングすることができる。   In the solar cell manufacturing method of the present invention, the etching depth from the surface of the semiconductor substrate in the third step is preferably 10 nm or more. With such a configuration, the damaged layer generated on the surface of the semiconductor substrate can be sufficiently etched.

本発明の太陽電池セルの製造方法は、第3の工程と第4の工程との間、および第8の工程の後の少なくとも一方のタイミングで、拡散防止マスク層の開口部から露出する部分およびパッシベーション層の開口部から露出する部分の少なくとも一方をフッ酸処理する第9の工程をさらに含むことが好ましい。このような構成とすることにより、拡散防止マスク層への開口部の形成後のアルカリ性溶液を用いたエッチングおよび/またはパッシベーション層への開口部の形成後のアルカリ性溶液を用いたエッチングにより生じた生成物をフッ酸処理によって十分に除去することができるため、良好な電気特性を有する太陽電池セルを高い歩留まりで製造することができる。   The method for manufacturing a solar battery cell of the present invention includes a portion exposed from the opening of the diffusion prevention mask layer at least one timing between the third step and the fourth step and after the eighth step. It is preferable that the method further includes a ninth step of performing hydrofluoric acid treatment on at least one of the portions exposed from the opening of the passivation layer. With such a configuration, the generation caused by etching using the alkaline solution after forming the opening to the diffusion prevention mask layer and / or etching using the alkaline solution after forming the opening to the passivation layer Since a substance can be sufficiently removed by hydrofluoric acid treatment, a solar battery cell having good electrical characteristics can be manufactured with a high yield.

本発明は、上記のいずれかの太陽電池セルの製造方法により製造された太陽電池セルであって、半導体基板にレーザ光の照射跡を有する太陽電池セルである。このような構成とすることにより、高い製造効率、かつ高い歩留まりで製造することができ、さらには良好な電気特性を有する太陽電池セルとすることができる。   The present invention is a solar cell manufactured by any one of the solar cell manufacturing methods described above, and has a semiconductor substrate having a laser beam irradiation trace. By setting it as such a structure, it can manufacture with high manufacturing efficiency and a high yield, and can also be set as the photovoltaic cell which has a favorable electrical property.

今回開示された実施の形態および実施例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。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. 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、太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに利用することができ、特に裏面電極型太陽電池セルの製造方法および裏面電極型太陽電池セルに好適に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the manufacturing method and photovoltaic cell of a photovoltaic cell, and can be suitably utilized especially for the manufacturing method and back electrode type photovoltaic cell of a back electrode type photovoltaic cell.

11 半導体基板、12 拡散防止マスク層、13 レーザ光、14 開口部、15 アルカリ性溶液、21 n型不純物拡散領域、22 p型不純物拡散領域、23 パッシベーション層、24 開口部、25 n電極、26 p電極、41 レーザ光の照射箇所、42 レーザ光の非照射箇所、61 p型不純物拡散領域、62 n型不純物拡散領域、63 n電極。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Semiconductor substrate, 12 Diffusion prevention mask layer, 13 Laser beam, 14 Opening part, 15 Alkaline solution, 21 n-type impurity diffusion area, 22 p-type impurity diffusion area, 23 Passivation layer, 24 opening part, 25 n electrode, 26 p Electrode, 41 Laser light irradiation location, 42 Laser light non-irradiation location, 61 p-type impurity diffusion region, 62 n-type impurity diffusion region, 63 n electrode.

Claims (5)

半導体基板の表面に拡散防止マスク層を形成する第1の工程と、
前記拡散防止マスク層にレーザ光を照射することによって前記拡散防止マスク層の前記レーザ光の照射箇所に開口部を設ける第2の工程と、
前記拡散防止マスク層の前記開口部から露出する部分をアルカリ性溶液を用いてエッチングする第3の工程と、
前記第3の工程の後に、前記拡散防止マスク層をマスクとして前記半導体基板に不純物を拡散する第4の工程と、を含む、太陽電池セルの製造方法。
A first step of forming a diffusion prevention mask layer on the surface of the semiconductor substrate;
A second step of irradiating the diffusion prevention mask layer with laser light to provide an opening at the laser light irradiation portion of the diffusion prevention mask layer;
A third step of etching a portion exposed from the opening of the diffusion prevention mask layer using an alkaline solution;
And a fourth step of diffusing impurities into the semiconductor substrate using the diffusion prevention mask layer as a mask after the third step.
前記第4の工程の後に前記拡散防止マスク層を除去する第5の工程と、
前記拡散防止マスク層を除去した後の前記半導体基板の前記表面にパッシベーション層を形成する第6の工程と、
前記パッシベーション層にレーザ光を照射することによって前記パッシベーション層の前記レーザ光の照射箇所に開口部を設ける第7の工程と、
前記パッシベーション層の前記開口部から露出する部分をアルカリ性溶液を用いてエッチングする第8の工程と、を含む、請求項1に記載の太陽電池セルの製造方法。
A fifth step of removing the diffusion prevention mask layer after the fourth step;
A sixth step of forming a passivation layer on the surface of the semiconductor substrate after removing the diffusion prevention mask layer;
A seventh step of providing an opening at the laser light irradiation portion of the passivation layer by irradiating the passivation layer with laser light;
The manufacturing method of the photovoltaic cell of Claim 1 including the 8th process of etching the part exposed from the said opening part of the said passivation layer using an alkaline solution.
前記半導体基板の前記表面からのエッチング深さが10nm以上である、請求項1または2に記載の太陽電池セルの製造方法。   The manufacturing method of the photovoltaic cell of Claim 1 or 2 whose etching depth from the said surface of the said semiconductor substrate is 10 nm or more. 前記第3の工程と前記第4の工程との間、および前記第8の工程の後の少なくとも一方のタイミングで、前記拡散防止マスク層の前記開口部から露出する部分および前記パッシベーション層の前記開口部から露出する部分の少なくとも一方をフッ酸処理する第9の工程をさらに含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法。   A portion exposed from the opening of the diffusion prevention mask layer and the opening of the passivation layer at least at one timing between the third step and the fourth step and after the eighth step. The manufacturing method of the photovoltaic cell of any one of Claim 1 to 3 which further includes the 9th process of hydrofluoric-acid-treating at least one of the part exposed from a part. 請求項1から4のいずれか1項に記載の太陽電池セルの製造方法により製造された太陽電池セルであって、
前記半導体基板に前記レーザ光の照射跡を有する、太陽電池セル。
A solar battery cell manufactured by the method for manufacturing a solar battery cell according to any one of claims 1 to 4,
The solar cell which has the irradiation trace of the said laser beam on the said semiconductor substrate.
JP2012234876A 2012-10-24 2012-10-24 Method for manufacturing solar cell and solar cell Pending JP2014086589A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012234876A JP2014086589A (en) 2012-10-24 2012-10-24 Method for manufacturing solar cell and solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012234876A JP2014086589A (en) 2012-10-24 2012-10-24 Method for manufacturing solar cell and solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014086589A true JP2014086589A (en) 2014-05-12

Family

ID=50789360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012234876A Pending JP2014086589A (en) 2012-10-24 2012-10-24 Method for manufacturing solar cell and solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014086589A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016139762A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 京セラ株式会社 Method for manufacturing solar cell element
JP6246982B1 (en) * 2016-10-25 2017-12-13 信越化学工業株式会社 High photoelectric conversion efficiency solar cell and method for producing high photoelectric conversion efficiency solar cell
CN113707764A (en) * 2021-08-27 2021-11-26 福建金石能源有限公司 Manufacturing method of solar cell adopting inverted pyramid suede

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016139762A (en) * 2015-01-29 2016-08-04 京セラ株式会社 Method for manufacturing solar cell element
JP6246982B1 (en) * 2016-10-25 2017-12-13 信越化学工業株式会社 High photoelectric conversion efficiency solar cell and method for producing high photoelectric conversion efficiency solar cell
KR20190073372A (en) * 2016-10-25 2019-06-26 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Method for manufacturing high photoelectric conversion efficiency solar cell and high photoelectric conversion efficiency solar cell
KR102646477B1 (en) 2016-10-25 2024-03-11 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 High photoelectric conversion efficiency solar cell and manufacturing method of high photoelectric conversion efficiency solar cell
CN113707764A (en) * 2021-08-27 2021-11-26 福建金石能源有限公司 Manufacturing method of solar cell adopting inverted pyramid suede

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2257991B1 (en) Fabrication method for back contact solar cell
JP4657068B2 (en) Manufacturing method of back junction solar cell
US9023682B2 (en) Method for producing a photovoltaic solar cell
JP2008010746A (en) Solar cell and method for manufacturing solar cell
JP2013516082A (en) Manufacturing method of back electrode type solar cell
JP5756352B2 (en) Manufacturing method of back electrode type solar cell
JP2013516081A (en) Manufacturing method of back electrode type solar cell
TWI538244B (en) Method for manufacturing solar cells
JP2014197578A (en) Method for manufacturing solar cell
JP2010161310A (en) Backside electrode type solar cell and method of manufacturing the same
KR20110128619A (en) Solar cell and manufacturing method thereof
WO2015114922A1 (en) Photoelectric conversion device and method for manufacturing photoelectric conversion device
JP2014112600A (en) Method for manufacturing back-electrode-type solar cell and back-electrode-type solar cell
JPWO2015064354A1 (en) Solar cell
JP2010232530A (en) Method for manufacturing photoelectric conversion element and photoelectric conversion element
JP6688244B2 (en) High efficiency solar cell manufacturing method and solar cell manufacturing system
JP6426486B2 (en) Method of manufacturing solar cell element
JP2014086589A (en) Method for manufacturing solar cell and solar cell
JP2017509153A (en) Passivation of the light-receiving surface of solar cells
JP2014110256A (en) Method of manufacturing solar cell, and solar cell
JP2014086590A (en) Method for manufacturing crystal solar cell and crystal solar cell
TWI573286B (en) Method of manufacturing solar cell
CN108682701A (en) Solar cell and its manufacture craft
JP2014086587A (en) Method for manufacturing solar cell and solar cell
JP2015167260A (en) Back electrode type solar cell and manufacturing method thereof