[发明专利]太阳能电池的制造方法以及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的制造方法以及太阳能电池。

背景技术

以往，在单晶硅基板等第1导电类型的半导体基板表面形成有第2导电类型的扩散层的晶体太阳能电池单元中，为了提高光电变换效率，大多使用选择发射极结构。选择发射极结构是如下结构：在半导体基板表面形成的扩散层中，形成有在与电极连接的区域选择性地具有高于周围的表面杂质浓度的发射极区域。通过设为选择发射极结构，半导体基板与电极的欧姆接触电阻降低，填充因子(fill factor)提高。而且，在发射极区域中，通过使杂质以高浓度扩散，与电极连接的区域处的电场效应提高，能够抑制载流子的再结合，从而有助于开路电压的提高。

例如专利文献1那样，公开了在背面接合型太阳能电池中利用掺杂膏选择性地形成高浓度的杂质扩散层的方法。

另外，作为经由在硅基板界面形成的钝化膜或者防反射膜将金属电极连接到杂质扩散区域的方法，还提出了以基于800℃左右的高温加热烧制的烧穿(fire-through)来进行连接的方法。

或者还公开了如专利文献2、3那样用蚀刻膏使钝化膜开口并在开口区域形成金属电极的技术。

专利文献1：日本特开2008-186927号公报

专利文献2：日本特开2013-004831号公报

专利文献3：日本特开2013-004832号公报

发明内容

然而，根据上述以往的技术，在专利文献2、3中，通过与作为高杂质浓度的高浓度扩散区域的发射极区域相配合地利用蚀刻膏涂敷进行开口、进而印刷金属电极，也形成有选择发射极结构。在该方法中，为了配合高浓度扩散区域、利用蚀刻膏形成的开口区域以及金属电极的设计掩模图案的对准，需要将高浓度扩散区域的范围取宽。在高浓度扩散区域中，能够通过电场效应来提高对发电有贡献的少数载流子在结界面处的钝化效应，但是另一方面，在杂质扩散区域内通过太阳光所生成的载流子在高浓度扩散区域处再结合而对光变换没有贡献。因而，需要在获得由结界面处的电场引起的钝化效应、以及减少欧姆接触电阻的基础上，将高浓度扩散区域设计于与金属电极相同的区域。

特别是为了形成p型的扩散层，能够在形成Al电极之后通过高温烧制来与钝化膜的烧穿同时地形成高浓度的p⁺层。然而，在形成高浓度的n型的扩散层、即n⁺层的情况下，难以通过金属电极的烧制来使磷等n型杂质扩散。因此，需要采取如下的方法：在通过利用扩散三氯氧磷(POCl₃)的气相扩散、利用包含磷的掺杂膏的扩散并且利用离子注入的扩散等来形成高浓度的n⁺层之后形成金属电极等。

本发明是鉴于以上内容而作出的，其目的在于获得一种能够在金属电极形成区域选择性地形成n⁺型的高浓度的扩散区域、光电变换效率高的太阳能电池。

为了解决上述的课题、达成目的，本发明包括如下工序：在第1导电类型的硅基板的一主面侧形成第2导电类型的半导体区域，形成具有pn结的硅基板；在硅基板的第1主面以及第2主面中的作为n型的第1主面侧的表面形成钝化膜；利用蚀刻膏在钝化膜形成开口区域；对于钝化膜的开口区域将钝化膜设为掩模，使n型杂质扩散，形成高浓度扩散区域；以及在暴露于钝化膜的开口区域的所述高浓度扩散区域选择性地形成集电电极，其特征在于，在形成所述开口区域的工序之后、形成所述高浓度扩散区域的工序之前，包括对于所述钝化膜的所述开口区域将所述钝化膜作为掩模来蚀刻所述硅基板表面的一部分并形成进行纹理加工而得到的凹部的工序，形成所述高浓度扩散区域的工序是从通过所述蚀刻所形成的所述凹部在所述第1导电类型的硅基板或者所述第2导电类型的半导体区域中的构成n型的表面的区域形成以一定厚度延伸的高浓度扩散区域的工序，形成所述集电电极的工序是形成与所述高浓度扩散区域表面的所述凹部相抵接的所述集电电极的工序。

根据本发明，能够获得能够在金属电极形成区域选择性地形成n⁺型的高浓度的扩散区域并且光电变换效率高的太阳能电池。

附图说明

图1是示意性地表示实施方式1的太阳能电池的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的A-A’截面图。

图2(a)～(d)是表示实施方式1的太阳能电池的制造工序的工序截面图。

图3(a)～(d)是表示实施方式1的太阳能电池的制造工序的工序截面图。

图4(a)～(c)是表示实施方式1的太阳能电池的制造工序的工序截面图。