[發明專利]光伏裝置的制造方法

有效

• 申請號: 200780052695.6
• 申請日: 2007-12-20
• 公開（公告）號: CN101652866A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 西村邦彥;松野繁
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L31/04
• 分類號: H01L31/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李今子

技術領域

本發明涉及光伏(photovoltaic)裝置的制造方法，特別涉及降 低基板表面上的光反射率來增大光吸收量而得到良好的光電轉換效 率的光伏裝置的制造方法。

背景技術

為了提高太陽能電池等光電轉換裝置的性能，需要將太陽光高效 地取入到構成太陽能電池的基板內部中。因此，通過對光入射側的基 板表面實施組織(texture)加工，使在表面反射一次的光再次入射到 表面，由此將更多的太陽光取入到基板內部中，以謀求提高光電轉換 效率。在此，組織加工是指，在基板表面故意形成幾十nm～幾十μm 的尺寸的微細凹凸的加工。

作為在太陽能電池用基板上形成組織的方法，在基板是單晶基板 的情況下，廣泛使用利用了晶體方位的各向異性蝕刻處理，在該各向 異性蝕刻處理中，利用了由在蝕刻速度上具有晶體方位依賴性的氫氧 化鈉、氫氧化鉀等堿水溶液。例如，如果對(100)面的基板表面實 施該各向異性蝕刻處理，則形成(111)面露出的金字塔狀的組織。

但是，在使用堿水溶液來進行各向異性蝕刻的方法中，當對于基 板使用多晶基板時，由于蝕刻速度根據晶體面較大地不同，而且結晶 面方位未對齊，所以只能夠部分地制作組織結構。因此，具有在反射 率降低上存在界限這樣的問題。例如，波長628nm中的反射率在表面 被鏡面研磨的硅時為約36％，在對(100)面的硅單晶基板進行了濕 式蝕刻的情況下為約15％，相對于此，在對多晶基板進行了濕式蝕刻 的情況下是27～30％左右。

因此，作為不依賴于結晶面方位而在整個面上形成組織結構的方 法，提出了使用耐蝕刻掩模的混合酸蝕刻。蝕刻掩模的制作方法雖然 也可以使用半導體工藝中使用的基于平板印刷的方法，但制造成本提 高而不適用于太陽能電池制作。因此，提出了通過在耐蝕刻性材料的 溶液中混合耐蝕刻性低的微粒子，并涂敷在基板面，由此形成耐蝕刻 掩模的方法。之后，使用對不同的結晶面方位也可以實現各向同性的 蝕刻的氟硝酸(fluoronitric?acid)來進行組織形成(例如參照專利文 獻1)。

或者，還提出了使用激光加工在硅基板上直接形成組織的方法 (例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開2003-309276號公報

專利文獻2：日本特開平3-89518號公報

但是，在使用了氟硝酸的蝕刻中，由于蝕刻的各向同性而發生無 法形成較深的組織這樣的問題。即，由于橫向與深度方向的蝕刻進展 相同，所以蝕刻形狀成為半球狀。在此，在將蝕刻形狀的深度/直徑定 義為縱橫比(aspect?ratio)時，在各向同性蝕刻的情況下，無法形成 縱橫比大于0.5的形狀。實際上，由于耐蝕刻掩模開口徑被加到蝕刻 形狀的直徑上，所以僅能夠得到0.5以下的縱橫比。

由于形成組織的目的在于再次取入反射光，所以反射光需要以再 次到達基板面的角度被反射。在組織的縱橫比低的情況下，只有相對 基板面的垂線具有較大角度的反射光能夠再次入射到基板面。

另一方面，在通過激光直接形成組織的情況下，雖然具有可以自 由地設定縱橫比的優點，但存在加工所需的時間并不實用這樣的問 題。而且，與期望的縱橫比的增大相應地，用于形成組織的加工時間 增大。

發明內容

本發明是鑒于上述點而完成的，其目的在于提供一種可以簡便地 形成縱橫比大于0.5的組織的光伏裝置的制造方法。

本發明的光伏裝置的制造方法包括：在硅基板上形成具有耐蝕刻 性的膜的工序；通過照射激光光束，在上述具有耐蝕刻性的膜上打開 多個微細孔而使基底的硅基板表面露出的工序；以及對上述硅基板的 表面進行蝕刻的工序，在使硅基板表面露出的工序中，在上述微細孔 的底部露出的上述硅基板的表面形成微細凹陷。

根據本發明，通過在具有耐蝕刻性的膜上打開的多個微細孔對硅 基板進行蝕刻，進而在露出的硅基板面上形成微細凹陷，所以不會受 到結晶面方位的影響，可以在短時間內在硅基板上形成縱橫比大于0.5 的較深的組織，可以制造表面反射損失少的光伏裝置。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式1的光伏裝置的制造方法中使用的在耐 蝕刻膜上打開多個開口的裝置的光學系統的說明圖。

圖2是示出本發明的實施方式1的光伏裝置的制造方法的工序的 一部分的圖。