太阳能电池单元的制造方法技术

本发明专利技术涉及长期可靠性优良的高效的太阳能电池单元的制造方法，包括：工序(7)，在至少具有pn结的半导体基板的受光面侧形成了的反射防止膜上涂覆包含导电材料的膏状的电极剂；以及电极烧成工序(9)，具有以仅对上述电极剂涂覆部分照射激光而使上述导电材料的至少一部分烧成的方式进行加热的局部加热处理(工序(9a))、以及将上述半导体基板整体加热到低于800℃的温度的整体加热处理(工序9(b))。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池单元的制造方法
本专利技术涉及太阳能电池单元的制造方法。
技术介绍
当前，在为了制造民用的结晶系太阳能电池单元而使用的方法中，成本降低是重要课题，作为为此的方法，一般是组合了热扩散法和丝网印刷法的方法。其详细情况例如如图1所示。首先，准备通过针对用提拉(Czochralski，cz)法提起了的单晶硅铸锭(Siliconingot)、用铸法制作了的多晶硅铸锭，用多线法进行切片而得到了的p型硅基板(工序(1))。接下来，在用碱溶液去掉了表面的切片损伤之后，在表面形成最大高度10μm左右的微细凹凸(纹理)(工序(2))，在基板表面用热扩散法形成n型的扩散层(工序(3))。进而，在受光面，将氮化硅膜等以例如70nm左右的膜厚沉积，而形成反射防止膜兼钝化膜。接下来，通过蚀刻去除在基板表面形成了的玻璃，并实施洗净处理(工序(4))，之后，在基板的受光面侧形成反射防止膜(工序(5))。接下来，使用丝网印刷法，在作为基板的非受光面的背面整个面，印刷以铝为主成分的电极膏并使其干燥，从而形成背面电极(工序(6))。接下来，在基板的受光面侧，按照例如宽度100～200μm左右的梳齿状，对包含银等金属粒子且包含其他玻璃釉料等添加物的电极膏(电极剂)进行丝网印刷并使其干燥(工序(7))。接下来，在进行了接合分离处理之后(工序(8))，为了对上述电极膏涂覆部分进行烧成而成为表面电极，对基板整体进行加热处理(工序(99))。在该加热处理中，使上述电极膏中的金属粒子烧成来抑制布线电阻，并且通过玻璃釉料使上述氮化硅膜贯通(被称为射穿)，使受光面电极和扩散层导通，在非受光面电极和硅基板界面形成Al-Si的电场层。此处，关于上述电极烧成热处理，在例如日本特开2011-258813号公报(专利文献1)中，电极烧成热处理的加热部的温度通常是500～950℃、特别是600～850℃，加热时间优选为5～30秒，冷却部的温度优选为25～500℃，冷却时间优选为5～30秒，作为加热温度包括比较高的温度范围。但是，为了在上述电极烧成热处理中得到长期可靠性优良的电极，必须以促进银粒子的烧成的目的，使电极烧成热处理的峰值温度成为800℃以上，此时，基板也被暴露于高温，所以存在引起基板的整体寿命降低、表面再结合速度的上升并且无法维持高的变换效率这样的问题。另外，作为与本专利技术关联的现有技术，有日本特表2012-514342号公报(专利文献2)。专利文献1：日本特开2011-258813号公报专利文献2：日本特表2012-514342号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种长期可靠性优良的高效的太阳能电池单元的制造方法。本专利技术为了达到上述目的，提供下述太阳能电池单元的制造方法。〔1〕一种太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，包括：在至少具有pn结的半导体基板的受光面侧形成了的反射防止膜上涂覆包含导电材料的膏状的电极剂的工序；以及电极烧成工序，具有以仅对上述电极剂涂覆部分照射激光而使上述导电材料的至少一部分烧成的方式进行加热的局部加热处理、以及将上述半导体基板整体加热到低于800℃的温度的整体加热处理。〔2〕根据〔1〕所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，在上述电极烧成工序中，按照上述局部加热处理、接着是整体加热处理的顺序、或者按照上述整体加热处理、接着是局部加热处理的顺序进行加热处理。〔3〕根据〔1〕或者〔2〕所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，上述整体加热处理中的峰值加热温度是600～780℃。〔4〕根据〔1〕～〔3〕中的任意一项所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，上述局部加热处理的激光的波长是300～500nm。〔5〕根据〔1〕～〔4〕中的任意一项所述的太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，连续地进行上述局部加热处理、和使用激光而将pn结分离的处理。根据本专利技术，电极的烧成比以往被促进，能够抑制布线电阻和接触电阻，并且长期可靠性被改善，并且能够抑制基板的整体寿命降低以及表面再结合速度的上升，能够得到长期可靠性优良的高效的结晶系太阳能电池单元。附图说明图1是示出基于现有方法的一般的太阳能电池单元的制造工序的一个例子的图。图2是示出本专利技术的太阳能电池单元的制造方法中的制造工序的一个例子的流程图。图3是示出太阳能电池单元的结构例的剖面图。图4是示出本专利技术的太阳能电池单元的制造方法中的制造工序的其他例子的流程图。图5是示出太阳能电池单元的受光面侧的电极图案的一个例子的概略图。(符号说明)1：p型硅基板(半导体基板)；2：发射极层(n型扩散层)；3：反射防止膜；4：背面电极；5：表面电极；5a：母线电极；5b：指状电极；6：BSF层。具体实施方式以下，说明本专利技术的太阳能电池单元的制造方法。图2是示出本专利技术的太阳能电池单元的制造方法中的制造工序的一个例子的流程图。参照图3所示的太阳能电池单元的结构，说明其制造工序。首先，准备硅基板。其导电类型既可以是n型也可以是p型，但此处使用多线锯等切断在高纯度硅基板中掺杂了B或者Ga那样的III族元素的单晶或者多晶铸锭，而得到p型硅基板(以下，基板)1(工序(1))。为了制作高性能的太阳能电池，基板的电阻率优选为例如0.1～20Ω·cm、特别优选为0.5～2.0Ω·cm。接下来，使用浓度5～60质量％的氢氧化钠、氢氧化钾等高浓度的碱水溶液、或者氢氟酸和硝酸的混酸等，通过蚀刻，去除上述基板1中的切片(Slice)所致的损伤。接下来，在进行了损伤蚀刻(damageetching)的基板1的表背面，形成微小的凹凸构造的随机纹理(randomtexture)(工序(2))。纹理形成是用于使太阳能电池单元的反射率降低的有效的方法。在作为单晶硅基板且通过利用碱溶液的各向异性蚀刻形成纹理的情况下，结晶面方位优选为(100)，但在使用磨削机等来实施物理研磨的情况下，也可以是其他结晶面方位。在形成了纹理之后，在盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等、或者它们的混合液的酸性水溶液中洗净。根据经济以及特性的观点，优选为在盐酸中的洗净。为了提高清净度，也可以在盐酸溶液中，混合0.5～5质量％的过氧化氢，加热到60～90℃而洗净。接下来，在该基板1的受光面上，通过使用了例如三氯氧磷(POCl3)的气相扩散法，形成发射极层(n型扩散层)2(工序(3))。由此，形成pn结。关于发射极层2的P浓度和深度，通过兼顾针对在发射极层2中流过的电流的电阻、和表面钝化(Passivation)效果等来决定。一般，用四探針法测定了的发射极层2的薄层电阻优选为30～100Ω/sq.左右。接下来，用氢氟酸等对通过气相扩散法而在基板1表面形成了的玻璃成分进行蚀刻去除，接下来，进行使用了盐酸/过氧化氢混合溶液、氨/过氧化氢混合溶液的一般的基板的洗净处理(工序(4))。接下来，在基板1的受光面侧的发射极层2上形成还作为钝化膜的反射防止膜3(工序(5))。例如，使用等离子体CVD装置等化学气相沉积装置，将厚度100nm左右的氮化硅膜形成为反射防止膜3。作为成膜的反应气体，混合使用硅烷(SiH4)以及氨(NH3)的情况较多，但还能够代替氨而使用氮。另外，进行利用H2气体的膜(成膜种)的稀释、工艺压力的调整、反应气体的稀释，作为反射防止膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，包括：在至少具有pn结的半导体基板的受光面侧形成了的反射防止膜上涂覆包含导电材料的膏状的电极剂的工序；以及电极烧成工序，具有以仅对所述电极剂涂覆部分照射激光而使所述导电材料的至少一部分烧成的方式进行加热的局部加热处理、以及将所述半导体基板整体加热到低于800℃的温度的整体加热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.04 JP 2012-2218501.一种太阳能电池单元的制造方法，其特征在于，包括：在至少具有pn结的半导体基板的受光面侧形成了的反射防止膜上涂覆包含导电材料以及玻璃釉料的膏状的电极剂的工序，其中，所述pn结是在受光面侧具有发射极层的构造的pn结；以及电极烧成工序，进行局部加热处理以及整体加热处理，完全烧成涂覆了所述电极剂的部分，并且贯通反射防止膜，形成与发射极层接触的电极，其中，在所述局部加热处理中，仅对涂覆了所述电极剂的部分照射激光而进行使所述导电材料的至少一部分相互结合的烧成，并且加热到未导致贯通反射防止膜的射穿的程度，在所述整体加热处理中，将所述半导体基板整体加热到低于800℃的温度而以某种程度对涂覆了所述电极剂的部分进行烧成的同时，导致贯通反射防止膜的射穿。2.根据权利要求1所述的太阳能电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上贵志，渡部武纪，大塚宽之，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP