[發(fā)明專利]太陽能電池的制造方法以及太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580011463.0
• 申請日: 2015-03-04
• 公開（公告）號: CN106062975B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 山林弘也;白柳裕介
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/068;H01L31/0224
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 肖靖

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制造方法以及太陽能電池。

背景技術

以往，在單晶硅基板等第1導電類型的半導體基板表面形成有第2導電類型的擴散層的晶體太陽能電池單元中，為了提高光電變換效率，大多使用選擇發(fā)射極結構。選擇發(fā)射極結構是如下結構：在半導體基板表面形成的擴散層中，形成有在與電極連接的區(qū)域選擇性地具有高于周圍的表面雜質濃度的發(fā)射極區(qū)域。通過設為選擇發(fā)射極結構，半導體基板與電極的歐姆接觸電阻降低，填充因子(fill factor)提高。而且，在發(fā)射極區(qū)域中，通過使雜質以高濃度擴散，與電極連接的區(qū)域處的電場效應提高，能夠抑制載流子的再結合，從而有助于開路電壓的提高。

例如專利文獻1那樣，公開了在背面接合型太陽能電池中利用摻雜膏選擇性地形成高濃度的雜質擴散層的方法。

另外，作為經由在硅基板界面形成的鈍化膜或者防反射膜將金屬電極連接到雜質擴散區(qū)域的方法，還提出了以基于800℃左右的高溫加熱燒制的燒穿(fire-through)來進行連接的方法。

或者還公開了如專利文獻2、3那樣用蝕刻膏使鈍化膜開口并在開口區(qū)域形成金屬電極的技術。

專利文獻1：日本特開2008-186927號公報

專利文獻2：日本特開2013-004831號公報

專利文獻3：日本特開2013-004832號公報

發(fā)明內容

然而，根據(jù)上述以往的技術，在專利文獻2、3中，通過與作為高雜質濃度的高濃度擴散區(qū)域的發(fā)射極區(qū)域相配合地利用蝕刻膏涂敷進行開口、進而印刷金屬電極，也形成有選擇發(fā)射極結構。在該方法中，為了配合高濃度擴散區(qū)域、利用蝕刻膏形成的開口區(qū)域以及金屬電極的設計掩模圖案的對準，需要將高濃度擴散區(qū)域的范圍取寬。在高濃度擴散區(qū)域中，能夠通過電場效應來提高對發(fā)電有貢獻的少數(shù)載流子在結界面處的鈍化效應，但是另一方面，在雜質擴散區(qū)域內通過太陽光所生成的載流子在高濃度擴散區(qū)域處再結合而對光變換沒有貢獻。因而，需要在獲得由結界面處的電場引起的鈍化效應、以及減少歐姆接觸電阻的基礎上，將高濃度擴散區(qū)域設計于與金屬電極相同的區(qū)域。

特別是為了形成p型的擴散層，能夠在形成Al電極之后通過高溫燒制來與鈍化膜的燒穿同時地形成高濃度的p⁺層。然而，在形成高濃度的n型的擴散層、即n⁺層的情況下，難以通過金屬電極的燒制來使磷等n型雜質擴散。因此，需要采取如下的方法：在通過利用擴散三氯氧磷(POCl₃)的氣相擴散、利用包含磷的摻雜膏的擴散并且利用離子注入的擴散等來形成高濃度的n⁺層之后形成金屬電極等。

本發(fā)明是鑒于以上內容而作出的，其目的在于獲得一種能夠在金屬電極形成區(qū)域選擇性地形成n⁺型的高濃度的擴散區(qū)域、光電變換效率高的太陽能電池。

為了解決上述的課題、達成目的，本發(fā)明包括如下工序：在第1導電類型的硅基板的一主面?zhèn)刃纬傻?導電類型的半導體區(qū)域，形成具有pn結的硅基板；在硅基板的第1主面以及第2主面中的作為n型的第1主面?zhèn)鹊谋砻嫘纬赦g化膜；利用蝕刻膏在鈍化膜形成開口區(qū)域；對于鈍化膜的開口區(qū)域將鈍化膜設為掩模，使n型雜質擴散，形成高濃度擴散區(qū)域；以及在暴露于鈍化膜的開口區(qū)域的所述高濃度擴散區(qū)域選擇性地形成集電電極，其特征在于，在形成所述開口區(qū)域的工序之后、形成所述高濃度擴散區(qū)域的工序之前，包括對于所述鈍化膜的所述開口區(qū)域將所述鈍化膜作為掩模來蝕刻所述硅基板表面的一部分并形成進行紋理加工而得到的凹部的工序，形成所述高濃度擴散區(qū)域的工序是從通過所述蝕刻所形成的所述凹部在所述第1導電類型的硅基板或者所述第2導電類型的半導體區(qū)域中的構成n型的表面的區(qū)域形成以一定厚度延伸的高濃度擴散區(qū)域的工序，形成所述集電電極的工序是形成與所述高濃度擴散區(qū)域表面的所述凹部相抵接的所述集電電極的工序。

根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得能夠在金屬電極形成區(qū)域選擇性地形成n⁺型的高濃度的擴散區(qū)域并且光電變換效率高的太陽能電池。

附圖說明

圖1是示意性地表示實施方式1的太陽能電池的圖，(a)是俯視圖，(b)是(a)的A-A’截面圖。

圖2(a)～(d)是表示實施方式1的太陽能電池的制造工序的工序截面圖。

圖3(a)～(d)是表示實施方式1的太陽能電池的制造工序的工序截面圖。

圖4(a)～(c)是表示實施方式1的太陽能電池的制造工序的工序截面圖。