太陽(yáng)能電池單元的制造方法
【專(zhuān)利摘要】具有：形成雜質(zhì)擴(kuò)散層的工序；在半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬膳c雜質(zhì)擴(kuò)散層電連接的受光面?zhèn)入姌O的工序；在半導(dǎo)體基板的另一面?zhèn)刃纬杀趁鎮(zhèn)入姌O的工序；以及在受光面?zhèn)入姌O形成前的任意時(shí)間點(diǎn)，在半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)鹊谋砻嫘纬删哂械菇鹱炙螤畹陌疾康陌纪箻?gòu)造，并且包括保護(hù)膜形成工序，在半導(dǎo)體的一面?zhèn)刃纬杀Ｗo(hù)膜；第1加工工序，利用加工處理效率相對(duì)高的方法，在保護(hù)膜形成接近所希望的開(kāi)口形狀、比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸小的多個(gè)第1開(kāi)口部；第2加工工序，利用加工處理精度相對(duì)高的方法，擴(kuò)大第1開(kāi)口部到作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸為止，在保護(hù)膜形成第2開(kāi)口部；以及蝕刻工序，經(jīng)由第2開(kāi)口部，進(jìn)行第2開(kāi)口部的下部區(qū)域的半導(dǎo)體基板的各向異性濕法蝕刻，從而在半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬傻菇鹱炙螤畹臉?gòu)造。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能電池單元的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池單元的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，大型太陽(yáng)能電池一般由以下的方法制作。首先，例如，準(zhǔn)備P型硅基板作為第I導(dǎo)電型的基板，將從鑄錠切割時(shí)產(chǎn)生的硅表面的損傷層以例如幾?20wt% (重量百分比)的氫氧化鈉、碳酸鈉除去1ym?20μπι厚后，以對(duì)同樣的堿性低濃度溶液添加了IPA(異丙醇)的溶液進(jìn)行各向異性蝕刻，以露出硅(111)面的方式形成紋理。
[0003]接下來(lái)，例如在三氯氧磷(POCl3)、氮、氧的混合氣體的氣氛中在例如800?900°C下處理幾十分鐘，在P型硅基板的整個(gè)面均勻地形成η型層作為第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)層。將P型娃基板的表面均勻地形成的η型層的方阻(sheet resistance)設(shè)為30?80 Ω / □左右，從而得到良好的太陽(yáng)能電池的電氣特性。在此，因?yàn)樵赑型硅基板的表面均勻地形成η型層，所以P型硅基板的正面與背面為電連接的狀態(tài)。為了切斷此電連接，通過(guò)干法蝕刻來(lái)蝕刻除去P型硅基板的端面區(qū)域(facet reg1n)，使P型硅露出。為了除去此η型層的影響，作為其它方法，還有通過(guò)激光進(jìn)行端面分離的方法。之后，將基板浸泡于氫氟酸水溶液，蝕刻除去擴(kuò)散處理中在表面堆積的玻璃質(zhì)(磷硅酸玻璃、PSG:Ph0Sph0-SiliCate Glass)層。
[0004]接著，作為以防止反射為目的的絕緣膜(反射防止膜)，在受光面?zhèn)鹊摩切蛯颖砻嬉跃鶆蚝穸刃纬裳趸枘ぁ⒌枘?、氧化鈦膜等絕緣膜。在形成氮化硅膜作為反射防止膜的情況下，使用例如等離子CVD (化學(xué)氣相沉積)法，以SiH4氣體及NH3氣體為原材料，在3000C以上、減壓的條件下，進(jìn)行薄膜形成。反射防止膜的折射率在2.0?2.2左右，最合適的膜厚為70nm?90nm左右。此外，應(yīng)注意像這樣形成的反射防止膜為絕緣體，如果只在其上形成受光面?zhèn)入姌O的話(huà)，不會(huì)作為太陽(yáng)能電池發(fā)揮作用。
[0005]接著，使用柵格電極(grid electrode)形成用或總線(xiàn)電極形成用的掩模,在反射防止膜上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷法以柵格電極和總線(xiàn)電極的形狀涂敷成為受光面?zhèn)入姌O的銀膏材，并使其干燥。
[0006]接著，在基板背面通過(guò)網(wǎng)版印刷法分別以背面鋁電極的形狀和背面銀總線(xiàn)電極的形狀，涂敷成為背面鋁電極的背面鋁電極膏材、以及成為背面銀總線(xiàn)電極的背面銀膏材，并使其干燥。
[0007]接著，將P型硅基板的正背面上涂敷的電極膏材同時(shí)在600?900°C左右燒制數(shù)分鐘。由此，在反射防止膜上形成柵格電極和總線(xiàn)電極作為受光面?zhèn)入姌O，在P型硅基板的背面形成背面鋁電極和背面銀總線(xiàn)電極作為背面?zhèn)入姌O。在此，在P型硅基板的正面?zhèn)?，在銀膏材中包含的玻璃材料中反射防止膜熔融期間，銀材料與硅接觸，再凝固。由此，確保受光面?zhèn)入姌O與硅基板(η型層)之間的導(dǎo)通。像這樣的工藝被稱(chēng)作燒通(fire through)法。另外，背面鋁電極膏材也與硅基板的背面反應(yīng)，背面鋁電極的正下方形成P+層(BSF (背面場(chǎng)))。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:Jianhua Zhao et.Al.“High efficiency PERT cells on n-typesilicon substrates，，Proceedings 29th IEEE Photovoltaic Specialists Conferencepp218_221 IEEE,Piscataway, USA 2002。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0011]然而，像這樣制造的太陽(yáng)能電池單元中，要提高光電轉(zhuǎn)換效率，重要的是將在硅基板表面形成的紋理構(gòu)造選擇為更高效地將陽(yáng)光取入至硅基板的構(gòu)造。作為更高效地將陽(yáng)光取入至硅基板的紋理構(gòu)造，例如非專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，示出作為其最佳構(gòu)造之一的倒金字塔(“inverted”pyramids)紋理構(gòu)造。倒金字塔紋理構(gòu)造是倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)構(gòu)成的紋理構(gòu)造。
[0012]像這樣的倒金字塔紋理構(gòu)造像以下那樣制作。首先，硅基板上形成蝕刻掩模。具體而言，通過(guò)等離子CVD法形成氮化硅(SiN)膜，或者通過(guò)熱氧化形成氧化硅(S12)膜等。接著，根據(jù)形成的倒金字塔狀的微小凹凸大小，在蝕刻掩模形成開(kāi)口部。然后，在堿性水溶液中蝕刻處理硅基板。由此，經(jīng)由開(kāi)口部，硅基板表面的蝕刻進(jìn)行，通過(guò)露出反應(yīng)慢(111)的面，在硅基板表面上形成倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)，得到倒金字塔紋理構(gòu)造。
[0013]上述的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成工序中，最復(fù)雜且需要時(shí)間的工序是在蝕刻掩模形成開(kāi)口部的工序。作為在蝕刻掩模形成開(kāi)口部的方法，在使用作為一般的方法的光刻(photolithography)技術(shù)時(shí),必須實(shí)施對(duì)蝕刻掩模的光刻膠(photoresist)涂敷、烘烤(baking)處理，使用掩模的曝光、顯影、烘烤、基于對(duì)蝕刻掩模的蝕刻的開(kāi)口部形成、以及除去光刻膠這樣大量的工序。因此,使用光刻技術(shù)的方法，由于工序變復(fù)雜,而且加工時(shí)間變長(zhǎng)，在生產(chǎn)性方面存在問(wèn)題。
[0014]另外，近年來(lái)，作為其它的對(duì)蝕刻掩模形成開(kāi)口部的方法，研究基于激光的加工。根據(jù)此方法，通過(guò)對(duì)蝕刻掩模照射激光，能夠在蝕刻掩模上直接形成開(kāi)口部。然而，為了提高加工精度，必須縮小激光直徑，實(shí)施精度高、多次的激光照射。因此，基于激光的加工，處理時(shí)間變長(zhǎng)，在生產(chǎn)性方面存在問(wèn)題。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述而完成的，目的在于得到一種太陽(yáng)能電池單元的制造方法，能夠生產(chǎn)性?xún)?yōu)良地制造具有倒金字塔紋理構(gòu)造的光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的太陽(yáng)能電池。
[0016]解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0017]為了解決上述課題，達(dá)成目的，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，包括:第I工序，在第I導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)葦U(kuò)散第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，形成雜質(zhì)擴(kuò)散層；第2工序，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬呻娺B接至所述雜質(zhì)擴(kuò)散層的受光面?zhèn)入姌O；以及第3工序，在所述半導(dǎo)體基板的另一面?zhèn)刃纬杀趁鎮(zhèn)入姌O，并且具有第4工序，在所述第2工序前的任一時(shí)間點(diǎn)，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)鹊谋砻嫘纬删哂械菇鹱炙螤畹陌疾康陌纪箻?gòu)造，其特征在于:所述第4工序包括:保護(hù)膜形成工序，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬杀Ｗo(hù)膜；第I加工工序，利用加工處理效率相對(duì)高的方法，在所述保護(hù)膜形成接近所希望的開(kāi)口形狀、比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸小的多個(gè)第I開(kāi)口部；第2加工工序，利用加工處理精度相對(duì)高的方法，擴(kuò)大所述第I開(kāi)口部到作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸為止，在所述保護(hù)膜形成第2開(kāi)口部；蝕刻工序，經(jīng)由所述第2開(kāi)口部，進(jìn)行所述第2開(kāi)口部的下部區(qū)域的所述半導(dǎo)體基板的各向異性濕法蝕刻，從而在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬删哂兴龅菇鹱炙螤畹陌疾堪纪箻?gòu)造，以及除去工序，除去所述保護(hù)膜。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，達(dá)到如下的效果:能夠生產(chǎn)性?xún)?yōu)良、且精度高地形成倒金字塔紋理構(gòu)造，能夠生產(chǎn)性?xún)?yōu)良地制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的太陽(yáng)能電池。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1-1是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的結(jié)構(gòu)的圖，是從受光面?zhèn)人?jiàn)的太陽(yáng)能電池單元的俯視圖。
[0021]圖1-2是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的結(jié)構(gòu)的圖，是從受光面的相反側(cè)所見(jiàn)的太陽(yáng)能電池單元的仰視圖。
[0022]圖1-3是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的結(jié)構(gòu)的圖，是在圖1-1的A-A方向的太陽(yáng)能電池單元的主要部分截面圖。
[0023]圖2-1是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0024]圖2-2是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0025]圖2-3是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0026]圖2-4是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0027]圖2-5是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0028]圖2-6是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0029]圖2-7是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0030]圖3-1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0031]圖3-2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0032]圖3-3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0033]圖3-4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0034]圖4-1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0035]圖4-2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0036]圖4-3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0037]圖4-4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0038]圖5-1是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0039]圖5-2是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0040]圖5-3是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0041]圖6-1是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0042]圖6-2是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0043]圖6-3是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0044]圖7-1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0045]圖7-2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0046]圖7-3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0047]圖7-4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0048]圖7-5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0049]圖7-6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。
[0050]圖8-1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0051]圖8-2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0052]圖8-3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0053]圖8-4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0054]圖8-5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0055]圖8-6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。
[0056]圖9是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式2中蝕刻掩模的配置的主要部分截面圖。
[0057]符號(hào)說(shuō)明
[0058]I太陽(yáng)能電池單元
[0059]2半導(dǎo)體基板
[0060]2a逆金字塔狀的微小凹凸(紋理)
[0061]3 η型雜質(zhì)擴(kuò)散層
[0062]4反射防止膜
[0063]5正面銀柵格電極
[0064]6正面銀總線(xiàn)電極
[0065]7背面鋁電極
[0066]7a鋁膏材
[0067]8背面銀電極
[0068]8a銀膏材
[0069]9 p+層(BSF(背面場(chǎng)))
[0070]11半導(dǎo)體基板
[0071]12受光面?zhèn)入姌O
[0072]12a銀膏材
[0073]13背面?zhèn)入姌O
[0074]21氮化硅膜(SiN膜)
[0075]21a 第 I 開(kāi)口部
[0076]21b 第 2 開(kāi)口部
[0077]31高濃度(低電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層
[0078]32低濃度(高電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層

【具體實(shí)施方式】
[0079]以下，根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池單元的制造方法的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明不限于以下的記述，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更。另外，以下所示的附圖中，為了容易理解，有時(shí)各構(gòu)件的比例尺與實(shí)際不同。各附圖之間也相同。另外，即使是平面圖，為了容易看附圖，有時(shí)附上陰影。
[0080]實(shí)施方式1.
[0081]圖1-1?圖1-3是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元I的結(jié)構(gòu)的圖，圖1-1是從受光面?zhèn)人?jiàn)的太陽(yáng)能電池單元I的俯視圖，圖1-2是從受光面的相反側(cè)所見(jiàn)的太陽(yáng)能電池單元I的仰視圖，圖1-3是在圖1-1的A-A方向的太陽(yáng)能電池單元I的主要部分截面圖。
[0082]在實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元I中，在由P型單晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體基板2的受光面?zhèn)龋ㄟ^(guò)磷擴(kuò)散形成η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3，形成具有ρη結(jié)的半導(dǎo)體基板11。另外，在η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3上形成氮化硅膜(SiN膜)構(gòu)成的反射防止膜4。另外，作為半導(dǎo)體基板2不限定于P型單晶娃基板，也可以使用P型多晶娃基板、η型多晶娃基板、η型單晶娃基板。
[0083]另外，在半導(dǎo)體基板11 (η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3)的受光面?zhèn)鹊谋砻?，作為紋理構(gòu)造，形成倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造。倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a增加受光面中吸收來(lái)自外部的光的面積,抑制受光面中的反射率,成為高效地把光關(guān)入太陽(yáng)能電池單元I的構(gòu)造。
[0084]反射防止膜4由作為絕緣膜的氮化硅膜(SiN膜)構(gòu)成。另外，反射防止膜4不限定于氮化硅膜(SiN膜)，也可以由氧化硅膜(S12膜)、氧化鈦膜(T12)膜等絕緣膜來(lái)形成。
[0085]另外，在半導(dǎo)體基板11的受光面?zhèn)?，將多個(gè)長(zhǎng)形的細(xì)長(zhǎng)的正面銀柵格電極5并排地設(shè)置，并設(shè)置與此正面銀柵格電極5導(dǎo)通的正面總線(xiàn)電極6與所述正面銀柵格電極5大致正交，在各自的底面部電連接至η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3。正面銀柵格電極5及正面銀總線(xiàn)電極6由銀材料構(gòu)成。
[0086]正面銀柵格電極5具有例如100 μ m?200 μ m左右的寬度，并且以2mm左右的間隔大致平行地配置，在半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部收集發(fā)出的電。另外，正面銀總線(xiàn)電極6具有例如Imm?3mm左右的寬度，并且對(duì)每一太陽(yáng)能電池單元配置2條?3條，取出在正面銀柵格電極5收集的電至外部。然后，由正面銀柵格電極5與正面銀總線(xiàn)電極6構(gòu)成呈梳形的作為第I電極的受光面?zhèn)入姌O12。由于受光面?zhèn)入姌O12阻擋入射至半導(dǎo)體基板11的陽(yáng)光，所以從提高發(fā)電效率的觀點(diǎn)來(lái)看最好盡可能縮小面積，一般配置為如圖1-ι所示的梳形的正面銀柵格電極5和條狀的正面銀總線(xiàn)電極6。
[0087]對(duì)硅太陽(yáng)能電池單元的受光面?zhèn)入姌O的電極材料，通常使用銀膏材，添加例如鉛硼玻璃。因?yàn)樵摬Ａ椴ＡЯ?frit)狀，由例如鉛(Pb)5?30wt%、硼(B)5?10wt%、娃(Si)5?15wt%、氧(O) 30?60wt%的組成所構(gòu)成，另外，有時(shí)也混合幾wt%左右的鋅(Zn)、鎘(Cd)等。像這樣的鉛硼玻璃在幾百。C (例如，800°C)的加熱下熔解，此時(shí)具有侵蝕硅的性質(zhì)。另外一般而言，在結(jié)晶系硅太陽(yáng)能電池單元的制造方法中，利用此玻璃料的特性，使用得到硅基板與銀膏材的電接觸的方法。
[0088]另一方面，在半導(dǎo)體基板11的背面(與受光面相反側(cè)的面)，遍及除去外緣區(qū)域一部分的整體，設(shè)置鋁材料構(gòu)成的背面鋁電極7，另外設(shè)置與正面銀總線(xiàn)電極6大致同一方向延伸且以銀材料構(gòu)成的背面銀電極8。于是，由背面鋁電極7與背面銀電極8構(gòu)成作為第2電極的背面?zhèn)入姌O13。另外，對(duì)背面鋁電極7，也期待使通過(guò)半導(dǎo)體基板11的長(zhǎng)波長(zhǎng)光反射而再利用于發(fā)電的BSR(背面反射)效應(yīng)。
[0089]另外，在半導(dǎo)體基板11的背面(受光面相反側(cè)的面)側(cè)的表層部，形成包含高濃度雜質(zhì)的P+層(BSF(背面場(chǎng)))9。P+層(BSF)9是為了得到BSF效應(yīng)而設(shè)置的，為了不消滅P型層(半導(dǎo)體基板2)中的電子,提高能帶(band)構(gòu)造的電場(chǎng)中p型層(半導(dǎo)體基板2)的電子濃度。
[0090]在像這樣構(gòu)成的太陽(yáng)能電池單元I中，當(dāng)陽(yáng)光從太陽(yáng)能電池單元I的受光面?zhèn)日丈浒雽?dǎo)體基板11時(shí)，產(chǎn)生空穴和電子。由于ρη結(jié)部(P型單晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體基板2與η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3之間的接合面)的電場(chǎng)，產(chǎn)生的電子往η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3移動(dòng)，空穴往半導(dǎo)體基板2移動(dòng)。由此，η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3中電子過(guò)剩，半導(dǎo)體基板2中空穴過(guò)剩，其結(jié)果，產(chǎn)生光伏電力，此光伏電力在ρη結(jié)正偏的方向產(chǎn)生，連接至η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3的受光面?zhèn)入姌O12成為負(fù)極，連接至p+層9的背面鋁電極7成為正極，電流流入未圖示的外部電路。
[0091]接著，關(guān)于實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元I的制造方法，參照?qǐng)D2-1?圖2-7進(jìn)行說(shuō)明。圖2-1?圖2-7是用于說(shuō)明關(guān)于實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元I的制造工序的一個(gè)例子的主要部分截面圖。
[0092]首先，作為半導(dǎo)體基板2(圖2-1)，準(zhǔn)備例如幾百μ m厚的P型單晶硅基板。p型單晶硅基板因?yàn)閷?duì)熔融的硅冷卻固化而成的晶錠用鋼線(xiàn)鋸切割制造，表面上留下切割時(shí)的損傷。于是，氧化或加熱P型單晶硅基板的堿性溶液中，通過(guò)浸泡在例如氫氧化鈉水溶液中來(lái)蝕刻表面，除去切下硅基板時(shí)產(chǎn)生并存在于P型單晶硅基板的表面附近的損傷區(qū)域。例如，以幾?20wt%氫氧化鈉、碳酸鈉除去表面10 μ m?20 μ m厚。
[0093]接著除去損傷區(qū)域之后，以添加了 IPA(異丙醇)至同樣的堿性低濃度溶液的溶液進(jìn)行P型單晶硅基板的各向異性蝕刻，以露出硅(111)面的方式在P型單晶硅基板的受光面?zhèn)缺砻嫔闲纬捎傻菇鹱炙畹奈⑿“纪?紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造(圖2-2)。通過(guò)在P型單晶硅基板的受光面?zhèn)仍O(shè)置像這樣的倒金字塔紋理構(gòu)造，在太陽(yáng)能電池單元I的表面?zhèn)犬a(chǎn)生光的多重反射，能夠使入射至太陽(yáng)能電池單元I的光高效地吸收至半導(dǎo)體基板11的內(nèi)部，能夠有效地降低反射率，提高光電轉(zhuǎn)換效率。在以堿性溶液進(jìn)行除去損傷層以及形成紋理構(gòu)造的情況下，調(diào)整堿性溶液濃度至與各個(gè)目的相應(yīng)的濃度，有時(shí)會(huì)連續(xù)處理。對(duì)于倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法，在后敘述。
[0094]另外，在此雖然示出了在P型單晶硅基板的受光面?zhèn)鹊谋砻嫘纬傻菇鹱炙y理構(gòu)造的情況，但在P型單晶硅基板的兩面形成倒金字塔紋理構(gòu)造也可以。當(dāng)在P型單晶硅基板的背面也形成倒金字塔紋理構(gòu)造的情況下，可以使在背面?zhèn)入姌O13反射而回到半導(dǎo)體基板11的光散射。
[0095]接著，在半導(dǎo)體基板2形成pn結(jié)(圖2-3)。即，在半導(dǎo)體基板2擴(kuò)散磷(P)等的V族元素，形成幾百nm厚的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3。在此，對(duì)于在受光面?zhèn)刃纬傻菇鹱炙y理構(gòu)造的P型單晶硅基板，通過(guò)熱使三氯氧磷(POCl3)擴(kuò)散而形成pn結(jié)。由此，在P型單晶硅基板的整個(gè)面形成η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3。
[0096]在該擴(kuò)散工序中，在例如三氯氧磷(POCl3)氣體、氮?dú)?、氧氣的混合氣體氣氛中通過(guò)氣相擴(kuò)散法在例如800?900°C的高溫下，使P型單晶硅基板熱擴(kuò)散幾十分鐘，在P型單晶硅基板的表面層均勻形成磷(P)擴(kuò)散的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3。在半導(dǎo)體基板2的表面形成的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3的方阻的范圍為30 Ω/ □?80 Ω/ □左右時(shí)，得到良好的太陽(yáng)能電池的電氣特性。
[0097]接著，進(jìn)行將作為P型電極的背面?zhèn)入姌O13與作為η型電極的受光面?zhèn)入姌O12之間電氣絕緣的pn分離(圖2-4)。因?yàn)棣切碗s質(zhì)擴(kuò)散層3在ρ型單晶硅基板的表面層上均勻地形成，所以正面與背面處于電連接的狀態(tài)。因此，在形成背面?zhèn)入姌O13(ρ型電極)與受光面?zhèn)入姌O12(η型電極)時(shí)，背面?zhèn)入姌O13(ρ型電極)與受光面?zhèn)入姌O12(η型電極)電連接。為了切斷此電連接，將在P型單晶硅基板的末端區(qū)域形成的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3以干法蝕刻蝕刻除去，進(jìn)行pn分離。作為為了除去此η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3的影響的別的方法，還有以激光進(jìn)行端面分離的方法。
[0098]在此，因?yàn)樵讦切碗s質(zhì)擴(kuò)散層3剛剛形成之后的P型單晶硅基板的表面，形成在擴(kuò)散處理中在表面堆積的玻璃質(zhì)(磷硅酸玻璃、PSG:Ph0Sph0-SiliCate Glass)層，所以使用氫氟酸溶液等除去所述磷玻璃層。由此，得到由作為第I導(dǎo)電型層的P型單晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體基板2、與在所述半導(dǎo)體基板2的受光面?zhèn)刃纬傻淖鳛榈?導(dǎo)電型層的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3構(gòu)成了 pn結(jié)的半導(dǎo)體基板11。
[0099]接著，為了改善光電轉(zhuǎn)換效率，在ρ型單晶硅基板的受光面?zhèn)?η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3)，以均勻的厚度形成反射防止膜4 (圖2-5)。反射防止膜4的膜厚及折射率設(shè)定為最抑制光反射的值。反射防止膜4的形成，使用例如等離子CVD法，使用硅烷(SiH4)氣及氨(NH3)氣的混合氣體作為原材料，在300°C以上，在減壓的條件下，形成氮化硅膜作為反射防止膜4。折射率為例如2.0?2.2左右，最佳的反射防止膜厚為例如70nm?90nm。另外，也可以堆疊折射率不同的兩層以上的膜作為反射防止膜4。另外，關(guān)于反射防止膜4的形成方法，除了等離子CVD法之外也還可以使用蒸鍍法、熱CVD法等。另外，應(yīng)注意像這樣形成的反射防止膜4是絕緣體，如果只在其上形成受光面?zhèn)入姌O12的話(huà)，不會(huì)作為太陽(yáng)能電池發(fā)揮作用。
[0100]接著，通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成電極。首先，制作受光面?zhèn)入姌O12(燒制前)。S卩，作為P型單晶硅基板的受光面的反射防止膜4上，通過(guò)絲網(wǎng)印刷以正面銀柵格電極5與正面銀總線(xiàn)電極6的形狀涂敷作為包含玻璃料的電極材料膏材的銀膏材12a后，使銀膏材12a干燥(圖 2-6)。
[0101]接著，通過(guò)在P型單晶硅基板的背面?zhèn)冗M(jìn)行絲網(wǎng)印刷，以背面鋁電極7的形狀涂敷電極材料膏材的鋁膏材7a，還以背面銀電極8的形狀涂敷電極材料膏材的銀膏材8a，并使其干燥(圖2-6)。另外，圖中只顯示鋁膏材7a，省略銀膏材8a的記載。
[0102]之后，通過(guò)將半導(dǎo)體基板11的受光面?zhèn)燃氨趁鎮(zhèn)鹊碾姌O膏材在例如600°C?900同時(shí)燒制，在半導(dǎo)體基板11的正面?zhèn)扔捎阢y膏材12a中包含的玻璃材料而反射防止膜4熔融期間，銀材料與硅接觸而再凝固。由此，得到作為受光面?zhèn)入姌O12的正面銀柵格電極5以及正面銀總線(xiàn)電極6，確保受光面?zhèn)入姌O12與半導(dǎo)體基板11的硅之間的導(dǎo)通(圖2-7)。像這樣的處理被稱(chēng)作燒通法。
[0103]另外，鋁膏材7a也與半導(dǎo)體基板11的硅反應(yīng)，得到背面鋁電極7，且在背面鋁電極7的正下方形成ρ+層9。另外，銀膏材8a的銀材料與硅接觸而再凝固，得到銀電極8 (圖2-7)。另外，圖中只顯示正面銀柵格電極5及背面鋁電極7，省略正面銀總線(xiàn)電極6及背面銀電極8的記載。
[0104]通過(guò)實(shí)施如以上那樣的工序，能夠制作第1-1?圖1-3圖所示的本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元I。另外，也可以在受光面?zhèn)扰c背面?zhèn)雀膿Q作為電極材料的膏材向半導(dǎo)體基板11配置的順序。
[0105]接著，關(guān)于上述的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法，參照?qǐng)D3-1?圖3-4以及圖4-1?圖4-4進(jìn)行說(shuō)明。圖3-1?圖3-4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。圖4-1?圖4-4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。另外，圖3-1?圖3-4是平面圖，但為了容易看附圖，而附加陰影。
[0106]首先，在除去了損傷的ρ型單晶硅基板的受光面?zhèn)?，通過(guò)等離子CVD法以70nm?90nm左右的膜厚形成氮化硅膜(SiN膜)21，作為成為蝕刻掩模的保護(hù)膜(圖3-1?圖4-1)。另外，也可以取代氮化硅膜(SiN膜)21而形成氧化硅膜(3102膜)等其它的膜，氧化硅膜(S12膜)能夠以例如等離子CVD法、熱氧化形成。
[0107]接著，根據(jù)形成的倒金字塔狀的微小凹凸2a大小，在氮化硅膜(SiN膜)21形成所希望大小的開(kāi)口部。開(kāi)口部的形成，以?xún)呻A段的加工進(jìn)行。即，第I加工工序中，形成接近作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀而比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸(作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸)小一些尺寸的第I開(kāi)口部21a(圖3-2、圖4-2)。接著，第2加工工序中，形成作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸(作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸)的第2開(kāi)口部21b (圖3-3、圖4-3)。在此，第I加工工序中，以生產(chǎn)性相對(duì)高、即加工處理效率高的方法，在氮化硅膜(SiN膜)21上形成第I開(kāi)口部21a。另一方面，第2加工工序中，以加工控制性相對(duì)高、即加工精度高的方法，在氮化硅膜(SiN膜)21上形成第2開(kāi)口部21b。
[0108]在第I加工工序中，用蝕刻膏材在氮化硅膜(SiN膜)21形成直徑幾十μπι左右的第I開(kāi)口部21a。通過(guò)使用蝕刻膏材，能夠通過(guò)印刷、加熱到蝕刻進(jìn)行的溫度為止、清洗這樣的簡(jiǎn)便的、少量的工序，來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)性高、即加工處理效率高的蝕刻掩模的加工。另外，作為第I加工工序中的其它的開(kāi)口方法，通過(guò)使激光成為發(fā)散光束而照射擴(kuò)大了激光直徑而得的激光束，也可以形成直徑數(shù)十Pm左右的第I開(kāi)口部21a。另外，也可以根據(jù)開(kāi)口形狀等，適當(dāng)并用蝕刻膏材與激光束的照射。另外，第I加工工序中使用的這些方法，由于控制性即加工精度差，如例如圖3-2所示，成為脫離作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀的形狀。
[0109]在第2加工工序中，收斂激光至直徑幾μ m左右為止，作為將激光直徑比第I開(kāi)口部21a更縮小的小徑激光束，將例如248nm的KrF(氟化氪)準(zhǔn)分子激光、或二次諧波(532nm)、三次諧波(355nm)的YAG激光照射至氮化硅膜(SiN膜)21，從而進(jìn)行擴(kuò)大第I開(kāi)口部21a到作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀的微細(xì)加工(修剪(trimming)加工)，形成第2開(kāi)口部21b。通過(guò)使用激光，能夠以簡(jiǎn)便的工序，進(jìn)行控制性高、即加工精度高的微細(xì)蝕刻掩模的加工。
[0110]接著，以向幾Wt %的氫氧化鈉、氫氧化鉀這樣的堿性低濃度溶液添加IPA而得的蝕刻溶液，進(jìn)行P型單晶硅基板的各向異性蝕刻，以露出面(111)的方式，在P型單晶硅基板的受光面?zhèn)鹊谋砻嫘纬捎傻菇鹱炙畹奈⑿“纪?紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造(圖3-4、圖4-4)。以形成了第2開(kāi)口部21b的氮化硅膜(SiN膜)21為蝕刻掩模，在該蝕刻掩模具有耐受性的條件下進(jìn)行P型單晶硅基板的各向異性蝕刻。在P型單晶硅基板的表面，利用從第2開(kāi)口部21b進(jìn)入的蝕刻溶液進(jìn)行蝕刻，通過(guò)露出反應(yīng)慢(11)的面，形成由倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造。
[0111]最后，將P型單晶硅基板浸泡于氫氟酸水溶液中，除去作為殘存的蝕刻掩模的氮化硅膜(SiN膜)21。由此，如第2-2圖所示，在P型單晶硅基板的表面得到由倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造。
[0112]在此，為了比較，參照?qǐng)D5-1?圖5-3以及圖6-1?圖6_3，對(duì)以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。圖5-1?圖5-3是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。圖6-1?圖6-3是說(shuō)明以往的太陽(yáng)能電池的制造方法中倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。另夕卜，圖5-1?圖5-3是平面圖，但為了容易看附圖，附上陰影。
[0113]首先，在除去了損傷的半導(dǎo)體基板102 (ρ型單晶硅基板)的受光面?zhèn)?，以等離子CVD法以70nm?90nm左右的膜厚形成成為蝕刻掩模的氮化硅膜(SiN膜)121 (圖5-1、圖6-1)。
[0114]接著，根據(jù)形成的倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)102a的大小，在氮化硅膜(SiN膜)121形成所希望大小的開(kāi)口部121a(圖5-2、圖6-2)。使用作為一般的方法的光刻技術(shù)進(jìn)行開(kāi)口部的形成。即，依次進(jìn)行對(duì)氮化硅膜(SiN膜)121的光刻膠涂敷、烘烤處理、使用掩模的曝光、顯影、烘烤。由此，在氮化硅膜(SiN膜)121形成開(kāi)口部121a。
[0115]接著，依序進(jìn)行使用堿性水溶液、經(jīng)由開(kāi)口部121a的氮化硅膜(SiN膜)121的蝕亥IJ、光刻膠除去(圖5-3、圖6-3)。以形成了開(kāi)口部121a的氮化硅膜(SiN膜)121作為蝕刻掩模，在該蝕刻掩模具有耐受性的條件下進(jìn)行半導(dǎo)體基板102的各向異性蝕刻。通過(guò)實(shí)施以上的工序，形成倒金字塔狀紋理構(gòu)造。像這樣，由于以往的方法中必須經(jīng)過(guò)大量的工序，工序變復(fù)雜，而且加工時(shí)間變長(zhǎng)，在生產(chǎn)性方面存在問(wèn)題。
[0116]如上所述，關(guān)于實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池的制造方法中，形成倒金字塔紋理構(gòu)造時(shí)的對(duì)蝕刻掩模的開(kāi)口部的形成處理分為兩階段進(jìn)行:第I加工工序，以生產(chǎn)性相對(duì)高、即加工處理效率高的方法，形成接近作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀、比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸(目標(biāo)開(kāi)口尺寸)小一些的尺寸的第I開(kāi)口部21a ;以及第2加工工序，以加工控制性相對(duì)高、即力口工精度高的方法，擴(kuò)大第I開(kāi)口部21a直到作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀，形成第2開(kāi)口部21b。由此，能夠以精度佳而短時(shí)間且簡(jiǎn)便的少量工序，在蝕刻掩模形成開(kāi)口部。
[0117]由此，根據(jù)實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池的制造方法，能夠生產(chǎn)性?xún)?yōu)良且精度佳地形成倒金字塔紋理構(gòu)造，能夠生產(chǎn)性?xún)?yōu)良地制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的太陽(yáng)能電池。
[0118]實(shí)施方式2.
[0119]在實(shí)施方式2中，對(duì)于形成倒金字塔紋理構(gòu)造、而且使受光面?zhèn)入姌O12的下部區(qū)域的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層的雜質(zhì)濃度高濃度化,形成選擇性射極(Selective Emitter)的方法進(jìn)行說(shuō)明。由此，能夠降低受光面?zhèn)入姌O12與η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3之間的接觸電阻，而能夠提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，關(guān)于實(shí)施方式2中形成的太陽(yáng)能電池單元的基本構(gòu)成，由于除了 η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3的構(gòu)造以外與實(shí)施方式I的太陽(yáng)能電池單元I相同，所以參照實(shí)施方式I的說(shuō)明以及附圖。
[0120]以下，關(guān)于實(shí)施方式2的太陽(yáng)能電池的制造方法，參照?qǐng)D7-1?圖7-6以及圖8-1?8-6進(jìn)行說(shuō)明。圖7-1?圖7-6是說(shuō)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分俯視圖。第8-1?圖8-6是說(shuō)明實(shí)施方式2的倒金字塔紋理構(gòu)造的形成方法的主要部分截面圖。另外，圖7-1圖7-6是平面圖，但為了容易看附圖，附上陰影。
[0121]首先，與實(shí)施方式I的情況相同，準(zhǔn)備例如幾百μ m厚的ρ型單晶硅基板作為半導(dǎo)體基板2，進(jìn)行損傷區(qū)域的除去。接著，在此ρ型單晶硅基板的受光面?zhèn)鹊谋砻?，以與實(shí)施方式I相同的方法，形成幾百nm厚的高濃度(低電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31。此時(shí)的雜質(zhì)擴(kuò)散，以高濃度(第I濃度)擴(kuò)散磷(P)，使η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31的方阻成為30 Ω/□?50 Ω/口。
[0122]在此，在η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31剛形成之后的P型單晶硅基板的表面，由于擴(kuò)散處理中形成在表面堆積的玻璃質(zhì)(磷娃酸玻璃、PSG:Phospho_Silicate Glass)層,所以使用氫氟酸溶液等除去所述磷玻璃層。另外，由于在之后的工序再次實(shí)施雜質(zhì)擴(kuò)散，在此不實(shí)施pn分離。
[0123]接著,在η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31上,通過(guò)離子CVD法以70nm?90nm左右的膜厚形成成為蝕刻掩模的氮化硅膜(SiN膜)21 (圖7-1、圖8-1)。另外，也可以取代氮化硅膜(SiN膜)21而形成氧化硅膜(S12膜)等其它膜。
[0124]接著，根據(jù)形成的倒金字塔狀的微小凹凸2a的大小，在氮化硅膜(SiN膜)21形成所希望大小的開(kāi)口部。以?xún)呻A段加工進(jìn)行開(kāi)口部的形成。即，在第I加工工序中，形成接近作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀、比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸(目標(biāo)開(kāi)口尺寸)小一些尺寸的第I開(kāi)口部21a(圖7-2、圖8-2)。接著，在第2加工工序中，形成作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸(目標(biāo)開(kāi)口尺寸)的第24開(kāi)口部21b (圖7-3、圖8-3)。在此，在第I加工工序中，以生產(chǎn)性相對(duì)高、即加工處理效率高的方法，在氮化硅膜(SiN膜)21形成第I開(kāi)口部21a。在第2加工工序中，以控制性相對(duì)高、即加工精度高的方法，在氮化硅膜(SiN膜)21形成第2開(kāi)口部21b。
[0125]在第I加工工序中，以蝕刻膏材(etching paste)在氮化娃膜(SiN膜)21上形成直徑幾十Pm左右的第I開(kāi)口部21a。通過(guò)使用蝕刻膏材，以印刷、加熱到蝕刻進(jìn)行的溫度為止、洗凈的簡(jiǎn)便工序，能夠做生產(chǎn)性高，即加工處理效率高的蝕刻掩模的加工。另外，第I加工工序中使用的這些方法，由于控制性，即加工精度差，例如圖7-2圖所示，成為脫離作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀的形狀。
[0126]在第2加工工序中，通過(guò)對(duì)氮化硅膜(SiN) 21照射將激光收斂至直徑幾μ m左右而得的、248nm的KrF (氟化氪)準(zhǔn)分子激光(Excimer laser)、或二次諧波(532nm)、三次諧波(355nm)的YAG激光，從而將第I開(kāi)口部21a擴(kuò)大到作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀為止，進(jìn)行形成第2開(kāi)口部21b的微細(xì)加工(修剪加工)。通過(guò)使用激光，能夠以簡(jiǎn)便的工序，進(jìn)行控制性高、即加工精度高的微細(xì)蝕刻掩模的加工。
[0127]在此，在實(shí)施方式2中，在之后的工序中形成正面銀柵格電極5、正面銀總線(xiàn)電極6的受光面?zhèn)入姌O12的區(qū)域中，如圖9所示，以在蝕刻掩模不形成第2開(kāi)口部21b的方式使蝕刻掩模殘留。由此，倒金字塔紋理構(gòu)造形成后，在形成受光面?zhèn)入姌O12的區(qū)域中殘留高濃度(低電阻)n型雜質(zhì)擴(kuò)散層31，從而能夠降低受光面?zhèn)入姌O12與硅基板之間的接觸電阻，而能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。圖9是用于說(shuō)明實(shí)施方式2中蝕刻掩模的配置的主要部分截面圖。
[0128]接著，以對(duì)幾wt%的氫氧化鈉、氫氧化鉀這樣的堿性低濃度溶液添加了 IPA而得的蝕刻溶液，進(jìn)行P型單晶硅基板的各向異性蝕刻，以露出面(111)的方式，在P型單晶硅基板的受光面?zhèn)鹊谋砻嫘纬捎傻菇鹱炙畹奈⑿“纪?紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造(圖7-4、圖8-4)。以形成了第2開(kāi)口部21b的氮化硅膜(SiN膜)21為蝕刻掩模，且在該蝕刻掩模具有耐受性的條件下進(jìn)行P型單晶硅基板的各向異性蝕刻。在P型單晶硅基板的表面，利用從第2開(kāi)口部21b進(jìn)入的蝕刻溶液，進(jìn)行高濃度(低電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31以及ρ型單晶硅基板的蝕刻，通過(guò)露出反應(yīng)慢(111)的面，形成由倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造。即，在倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a的凹部表面，露出高濃度(低電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31以及ρ型單晶硅基板。
[0129]接著，將作為殘留的蝕刻掩模的氮化硅膜(SiN膜)21浸泡在氫氟酸水溶液等中來(lái)除去(圖7-5、圖8-5)。由此，在ρ型單晶硅基板的表面得到由倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a構(gòu)成的倒金字塔紋理構(gòu)造。
[0130]接著，再次進(jìn)行的雜質(zhì)擴(kuò)散處理，在倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a的ρ型單晶硅基板的露出面上，形成幾百nm厚的低濃度(高電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層32 (圖7_6、圖8_6)。此時(shí)的擴(kuò)散，以使η型雜質(zhì)擴(kuò)散層32的方阻成為60 Ω / □?100 Ω / 口的方式，以低于第I濃度的低濃度(第2濃度)擴(kuò)散磷(P)。由此，在倒金字塔狀的微小凹凸(紋理)2a中的ρ型單晶硅基板的露出面，形成低濃度(高電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層32。
[0131]接著，與實(shí)施方式I的情況相同地，實(shí)施將作為P型電極的背面?zhèn)入姌O13與作為η型電極的受光面?zhèn)入姌O12之間電氣絕緣的pn分離。于是在低濃度(高電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層32形成時(shí)，使用氫氟酸溶液等除去在ρ型單晶硅基板的表面形成的磷玻璃層。由此，通過(guò)作為第I導(dǎo)電型層的P型單晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體基板2，與在所述半導(dǎo)體基板2的受光面?zhèn)壬闲纬傻牡?導(dǎo)電型層的高濃度(低電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層31以及低濃度(高電阻)η型雜質(zhì)擴(kuò)散層32構(gòu)成的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3，得到構(gòu)成pn結(jié)的半導(dǎo)體基板11 (未圖示)。
[0132]之后，與實(shí)施方式I的情況相同地，通過(guò)形成反射防止膜4、受光面?zhèn)入姌O12、背面?zhèn)入姌O13，完成具有倒金字塔紋理構(gòu)造的太陽(yáng)能電池單元。
[0133]如上所述，在實(shí)施方式2的太陽(yáng)能電池的制造方法中，在形成倒金字塔紋理構(gòu)造時(shí)的對(duì)蝕刻掩模的開(kāi)口部的形成處理分為兩階段進(jìn)行:第I加工工序，以生產(chǎn)性相對(duì)高、即加工處理效率高的方法，形成接近作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀、比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸(目標(biāo)開(kāi)口尺寸)小一些的尺寸的第I開(kāi)口部21a ;以及第2加工工序，以加工控制性相對(duì)高、即力口工精度高的方法，將第I開(kāi)口部21a擴(kuò)大至作為目標(biāo)的開(kāi)口形狀，形成第2開(kāi)口部21b。由此，能夠以精度佳而短時(shí)間且簡(jiǎn)便的少量工序，在蝕刻掩模形成開(kāi)口部。
[0134]由此，根據(jù)實(shí)施方式2的太陽(yáng)能電池的制造方法，能夠形成生產(chǎn)性?xún)?yōu)良、而且精度高的倒金字塔紋理構(gòu)造，并能夠生產(chǎn)性?xún)?yōu)良地制造光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的太陽(yáng)能電池。
[0135]另外，在實(shí)施方式2的太陽(yáng)能電池的制造方法中，形成倒金字塔紋理構(gòu)造，并且將受光面?zhèn)入姌O12的下部區(qū)域的η型雜質(zhì)擴(kuò)散層的雜質(zhì)濃度高濃度化，形成選擇性射極。由此，能夠降低受光面?zhèn)入姌O12與η型雜質(zhì)擴(kuò)散層3的接觸電阻，而能夠提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0136]另外，通過(guò)形成多個(gè)具有上述實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)造的太陽(yáng)能電池單元、將鄰接的太陽(yáng)能電池單元彼此電連接，能夠?qū)崿F(xiàn)具有良好的光關(guān)入效果、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的太陽(yáng)能電池模塊。此時(shí)，只要鄰接的太陽(yáng)能電池單元的一方的受光面?zhèn)入姌O12與另一方的背面?zhèn)入姌O13電連接即可。
[0137]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0138]如以上那樣，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池的制造方法，對(duì)于提高具有倒金字塔紋理構(gòu)造的、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異的太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)性是有用的。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能電池單元的制造方法，包括: 第I工序，在第I導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)葦U(kuò)散第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素，形成雜質(zhì)擴(kuò)散層； 第2工序，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬膳c所述雜質(zhì)擴(kuò)散層電連接的受光面?zhèn)入姌O；以及 第3工序，在所述半導(dǎo)體基板的另一面?zhèn)刃纬杀趁鎮(zhèn)入姌O； 并且具有第4工序，在所述第2工序前的任意時(shí)間點(diǎn)，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)鹊谋砻嫘纬删哂械菇鹱炙螤畹陌疾康陌纪箻?gòu)造， 該制造方法的特征在于: 所述第4工序包括: 保護(hù)膜形成工序，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬杀Ｗo(hù)膜； 第I加工工序，利用加工處理效率相對(duì)高的方法，在所述保護(hù)膜形成接近所希望的開(kāi)口形狀、比作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸小的多個(gè)第I開(kāi)口部； 第2加工工序，利用加工處理精度相對(duì)高的方法，擴(kuò)大所述第I開(kāi)口部到作為目標(biāo)的開(kāi)口尺寸為止，在所述保護(hù)膜形成第2開(kāi)口部； 蝕刻工序，經(jīng)由所述第2開(kāi)口部，進(jìn)行所述第2開(kāi)口部的下部區(qū)域的所述半導(dǎo)體基板的各向異性濕法蝕刻，從而在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬删哂兴龅菇鹱炙螤畹陌疾堪纪箻?gòu)造；以及 除去工序，除去所述保護(hù)膜。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，其特征在于， 在所述第I加工工序中，通過(guò)將蝕刻膏材涂敷至所述保護(hù)膜，來(lái)形成所述第I開(kāi)口部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，其特征在于， 在所述第I加工工序中，通過(guò)對(duì)所述保護(hù)膜照射將激光直徑擴(kuò)大而得的激光的發(fā)散光束，來(lái)形成所述第I開(kāi)口部。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，其特征在于， 在所述第2加工工序中，通過(guò)對(duì)所述保護(hù)膜照射激光直徑比所述第I開(kāi)口部小的激光束，來(lái)形成所述第2開(kāi)口部。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，其特征在于， 在所述第4工序后進(jìn)行所述第I工序。
6.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，其特征在于， 在所述保護(hù)膜形成工序中，在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)纫缘贗濃度擴(kuò)散所述雜質(zhì)元素而形成第I雜質(zhì)擴(kuò)散層之后，在所述第I雜質(zhì)擴(kuò)散層上形成所述保護(hù)膜， 在所述蝕刻工序中，經(jīng)由所述第2開(kāi)口部，進(jìn)行所述第2開(kāi)口部的下部區(qū)域的所述第I雜質(zhì)擴(kuò)散層以及所述第I雜質(zhì)擴(kuò)散層的下部的所述半導(dǎo)體基板的各向異性濕法蝕刻，從而在所述半導(dǎo)體基板的一面?zhèn)刃纬稍谒龅拱疾康膬?nèi)面所述第I雜質(zhì)擴(kuò)散層以及所述半導(dǎo)體基板露出的所述凹凸構(gòu)造， 在所述蝕刻工序之后，具有形成第2雜質(zhì)擴(kuò)散層的工序，在露出于所述凹部的內(nèi)面的所述半導(dǎo)體基板的表面，以低于所述第I濃度的第2濃度擴(kuò)散所述雜質(zhì)元素，來(lái)形成第2雜質(zhì)擴(kuò)散層。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池單元的制造方法，其中，在所述第2加工工序中，在所述保護(hù)膜中除了所述受光面?zhèn)入姌O的形成區(qū)域之外的區(qū)域，形成所述第2開(kāi)口部。
【文檔編號(hào)】H01L31/0236GK104205350SQ201280071317
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】唐木田升市 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社