太陽能電池的制造方法
【專利說明】太陽能電池的制造方法
[0001]本發(fā)明是申請?zhí)枮?011800488630的申請的分案，母案申請日為2011年11月15
日，母案發(fā)明名稱同上。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在以往的具有pn結(jié)的太陽能電池單元的制造中，例如在娃等η型半導(dǎo)體基板上擴散P型雜質(zhì)而形成P型擴散層，由此形成pn結(jié)。
[0004]尤其是作為以提高轉(zhuǎn)換效率為目的的太陽能電池單元的結(jié)構(gòu)，已知有使電極正下方以外的部分的區(qū)域中的雜質(zhì)濃度比電極正下方的雜質(zhì)濃度低的選擇性發(fā)射極(selective emitter)結(jié)構(gòu)(參照例如 L.Debarge, M.Schott, J.C.Muller, R.Monna、SolarEnergy Materials&Solar Cells 74 (2002) 71-75)。在該結(jié)構(gòu)中，由于在電極正下方形成雜質(zhì)濃度高的區(qū)域(以下，將該區(qū)域也稱為“選擇性發(fā)射極”)，因此可以降低金屬電極與硅的接觸電阻。另一方面，在金屬電極部分以外，雜質(zhì)濃度變低，可以提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0005]為了形成如上述那樣的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)，需要將多次擴散和利用掩模的部分蝕刻等組合的復(fù)雜的工序(例如參照日本特開2004 - 193350號公報)。
[0006]此外，還提出了利用噴墨法將多種雜質(zhì)濃度的擴散劑分開涂于基板、擴散雜質(zhì)的方法(例如參照日本特開2004 — 221149號公報)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]但是，在日本特開2004 - 193350號公報記載的方法中，為了形成選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)而需要用于形成圖案、蝕刻的工序，存在工序數(shù)增多的傾向。此外，在日本特開2004 —221149號公報記載的噴墨法中，需要具有多個噴頭的專用裝置，來自各噴頭的噴射的控制也變得復(fù)雜。
[0009]本發(fā)明的課題在于，提供一種太陽能電池的制造方法，其無需復(fù)雜的裝置而利用簡便的方法即可制造具有選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的太陽能電池。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明包含以下技術(shù)方案。
[0012]< I >一種太陽能電池的制造方法，其具有以下工序:對半導(dǎo)體基板的一個面上的部分區(qū)域給予含有含P型雜質(zhì)的玻璃粉末及分散介質(zhì)的第一用于形成P型擴散層的組合物的工序；對上述半導(dǎo)體基板的給予上述第一用于形成P型擴散層的組合物的面上的、且至少上述部分區(qū)域以外的區(qū)域，給予含有含P型雜質(zhì)的玻璃粉末及分散介質(zhì)、且P型雜質(zhì)濃度比上述第一用于形成P型擴散層的組合物低的第二用于形成P型擴散層的組合物的工序；對給予了上述第一用于形成P型擴散層的組合物及第二用于形成P型擴散層的組合物的半導(dǎo)體基板進行熱處理而形成P型擴散層的工序；以及在上述部分區(qū)域上形成電極的工序。
[0013]< 2 >根據(jù)上述< I >所述的太陽能電池的制造方法，其中，上述P型雜質(zhì)包含選自B(硼)、A1(鋁)及Ga(鎵)中的至少I種元素。
[0014]< 3 >根據(jù)上述< I >或< 2 >所述的太陽能電池的制造方法，其中，上述含P型雜質(zhì)的玻璃粉末含有:選自B203、Al2O3及Ga2O3中的至少I種含P型雜質(zhì)的物質(zhì)；以及選自Si02、K20、Na20、Li20、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V205、SnO、Zr02、T12^ MoO 3中的至少I種玻璃成分物質(zhì)。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種太陽能電池的制造方法，其無需復(fù)雜的裝置而利用簡便的方法即可制造具有選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的太陽能電池。
【具體實施方式】
[0017]本說明書中，“工序”這一用語不僅為獨立的工序，即使在無法與其他工序明確區(qū)分的情況下，只要能達成該工序的預(yù)期作用，也包含在本用語中。此外，本說明書中，使用“?”表示的數(shù)值范圍表示包含“?”的前后記載的數(shù)值分別作為最小值及最大值的范圍。進而，本說明書中，在組合物中屬于各成分的物質(zhì)存在多種時，只要無特別說明，組合物中的各成分的量均指組合物中存在的該多種物質(zhì)的總量。
[0018]本發(fā)明的太陽能電池的制造方法包含以下工序而構(gòu)成，即，對半導(dǎo)體基板的一個面上的部分區(qū)域給予含有含P型雜質(zhì)的玻璃粉末及分散介質(zhì)的第一用于形成P型擴散層的組合物的工序；對給予了上述第一用于形成P型擴散層的組合物的半導(dǎo)體基板的面上的、至少上述部分區(qū)域以外的區(qū)域，給予含有含P型雜質(zhì)的玻璃粉末及分散介質(zhì)、且P型雜質(zhì)濃度比上述第一用于形成P型擴散層的組合物低的第二用于形成P型擴散層的組合物的工序；對給予了上述第一用于形成P型擴散層的組合物及第二用于形成P型擴散層的組合物的半導(dǎo)體基板進行熱處理而形成P型擴散層的工序；在上述部分區(qū)域上形成電極的工序；以及根據(jù)需要而包含的其他工序。
[0019]首先，對本發(fā)明的第一用于形成P型擴散層的組合物及第二用于形成P型擴散層的組合物(以下，也統(tǒng)稱為“用于形成P型擴散層的組合物”)進行說明，接著，對使用這些用于形成P型擴散層的組合物的選擇性發(fā)射極結(jié)構(gòu)的形成方法進行說明。
[0020]上述用于形成P型擴散層的組合物含有至少I種的含P型雜質(zhì)的玻璃粉末和至少I種的分散介質(zhì)，還可以考慮涂布性等而根據(jù)需要含有其他添加劑。
[0021]在此，用于形成P型擴散層的組合物是指含有P型雜質(zhì)、且通過涂布于硅基板后使該P型雜質(zhì)熱擴散而能夠形成P型擴散層的材料。通過使用用于形成P型擴散層的組合物，能夠在所預(yù)期的部位形成P型擴散層。
[0022]此外，玻璃粉末中的P型雜質(zhì)即使在燒成中也難以揮散，因此因揮散氣體的產(chǎn)生的不僅在給予了用于形成P型擴散層的組合物的部分形成P型擴散層，而且就連背面、側(cè)面也會形成P型擴散層的現(xiàn)象能得到抑制。作為該理由，可認為是由于P型雜質(zhì)與玻璃粉末中的元素結(jié)合或進入到玻璃中而難以揮散。
[0023](玻璃粉末)
[0024]上述玻璃粉末中所含的P型雜質(zhì)是指能夠通過擴散于硅基板中而形成P型擴散層的元素。作為P型雜質(zhì)，可以使用第13族元素，可舉出例如B (硼)、Al (鋁)、及Ga(鎵)等。
[0025]作為含P型雜質(zhì)的物質(zhì)，可舉出B203、Al2O3、及Ga2O3，優(yōu)選使用選自B203、Al2O3及Ga2O3中的至少I種。
[0026]此外，玻璃粉末可以通過根據(jù)需要調(diào)整成分比率來控制熔融溫度、軟化點、玻璃化轉(zhuǎn)變點、化學(xué)耐久性等。進而，優(yōu)選含有以下記載的玻璃成分物質(zhì)。
[0027]作為玻璃成分物質(zhì)，可舉出Si02、K20、Na20、Li20、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、T120、V2O5N SnO、W03、MoO3、Mn。、La2O3' Nb2O5' Ta2O5' Y2O3、Ti02、Zr02、Ge02、TeO2及 Lu 203等，優(yōu)選使用選自 Si02、K20、Na20、Li20、BaO、SrO、CaO、MgO、BeO、ZnO、PbO、CdO、V205、SnO、ZrO2, T12、及 MoO3* 的至少 I 種。
[0028]作為含p型雜質(zhì)的玻璃粉末的具體例，可舉出含有上述含P型雜質(zhì)的物質(zhì)和上述玻璃成分物質(zhì)雙方的玻璃粉末，可舉出B2O3 — S1 2系(以含P型雜質(zhì)的物質(zhì)一玻璃成分物質(zhì)的順序記載，下同)、B2O3- ZnO系、B 203- PbO系、B 203單獨系等含有B 203作為含p型雜質(zhì)的物質(zhì)的體系；A1203 — S1 2系等含有Al 203作為含P型雜質(zhì)的物質(zhì)的體系；Ga 203 — S12系、系等含有Ga2O3作為含P型雜質(zhì)的物質(zhì)的體系等的玻璃粉末。
[0029]此外，可以是如Al2O3- B2O3系、Ga 203— B2O3系等那樣，含有2種以上的含P型雜質(zhì)的物質(zhì)的玻璃粉末。
[0030]上述例不出含有I種成分的玻璃或2種成分的復(fù)合玻璃，但也可以是B2O3—
S12-Na 20等含有3種成分以上的物質(zhì)的玻璃粉末。
[0031 ] 玻璃粉末中的玻璃成分物質(zhì)的含有比率理想的是考慮熔融溫度、軟化點、玻璃化轉(zhuǎn)變點、化學(xué)耐久性等進行適當(dāng)設(shè)定，一般而言，優(yōu)選為0.1質(zhì)量％?95質(zhì)量％，更優(yōu)選為
0.5質(zhì)量％?90質(zhì)量％。
[0032]從擴散處理時的擴散性、液體滴落的觀點出發(fā)，玻璃粉末的軟化點優(yōu)選為200°C?1000°C，更優(yōu)選為 300 °C ?900 °C。
[0033]作為玻璃粉末的形狀，可舉出大致球狀、扁平狀、塊狀、板狀及鱗片狀等，從制成用于形成η型擴散層的組合物時對基板的涂布性、均勻擴散性的方面出發(fā)，理想的是大致球狀、扁平狀或板狀。玻璃粉末的平均粒徑理想的是100 μπι以下。在使用具有100 μπι以下的平均粒徑的玻璃粉末的情況下，容易得到平滑的涂膜。進而，玻璃粉末的平均粒徑更理想的是50 μπι以下，進一步理想的是10 μπι以下。另外，下限沒有特別的限制，優(yōu)選為0.01 μπι以上。
[0034]在此，玻璃