一种太阳能电池的制造方法以及太阳能电池技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池的制造方法及太阳能电池，该制造方法是于第一导电型半导体基板上形成ｐｎ结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤：在第一导电型半导体基板上，涂布含有掺杂剂的第一涂布剂，然后同时形成一第一扩散层以及一第二扩散层；该第一扩散层是利用气相扩散热处理而形成于该第一涂布剂的涂布区域；该第二扩散层是利用气相扩散以连接第一扩散层的方式而形成，其导电率低于该第一扩散层。由此可一边得到欧姆接触一边通过抑制受光面的电极以外部分的表面再结合以及射极内的再结合，而能够提供一种太阳能电池的制造方法及太阳能电池，可以简便容易的方法便宜地制造出提高光电转换效率的太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池的制造方法以及太阳能电池，特别涉及一种低成本、高效率的太阳能电池的制造方法，以及以该方法制造而成的太阳能电池。
技术介绍
现今，降低成本为民生用太阳能电池制造方法的一重要课题，因此，一般是采用组合热扩散法与网版印刷法的方法。其详细为如下的例示。 首先，将一以切克劳斯基(CZ)法拉上的单晶硅锭、或以铸造法制成的多结晶硅锭，通过线切割法切片而得P型硅基板。其次，以碱性溶液除去表面的切片损伤之后，在表面上形成最大高度约10μm的微细凹凸(纹路)，再以热扩散法形成n型扩散层。再者，在受光面上，堆积例如约70nm厚的二氧化钛或氮化硅，形成反射防止膜。其次，在受光面的背面整面，印刷、烧结以铝为主要成分的材料，形成背面电极。另一方面，将以银为主成分的材料印刷、烧结成例如宽度约100～200μm的梳状，形成受光面电极。 此一手法的优点在于，虽然在构成装置方面，仅有最少程度的工艺数，但仍有提高特性的各种效果。例如，热扩散通过除气作用改善容积内少数载子的扩散长度。又，印刷在背面的铝的烧结是于形成电极同时，在背面上形成p+高浓度层成为电场层(BSFBack surface field)。再者，反射防止膜除了有光学性效果(减低反射率)外，还可减低在硅表面附近发生的载子再结合速度。 通过最少限度的工艺以及一些有用的效果，谋求降低民生用太阳能电池的成本。 然而，此一手法无法预期转换效率的更大的改善。例如，利用硅单结晶基板的太阳能电池板的转换效率约16％已达顶点。为了充分降低受光面电极的接触电阻，有必要将扩散层的磷等掺杂剂的表面浓度设定在约2.0～3.0×1020cm-2。表面成为此高浓度时，表面电平变得非常地高而会促进受光面附近的载子再结合，短路电流、开路电压受到限制，转换效率因而到达顶点。 因此，曾有先前技术活用组合上述热扩散法与网版印刷法的方法，利用减低受光面的扩散层表面浓度来改善转换效率，例如关于此方法的美国专利第6180869号说明书，已成为公知。根据该文献，即使扩散层表面浓度约在1.0×1020cm-2或其以下，也可形成低欧姆接触。这是通过在包含于电极浆料中的银填充物周围添加含有掺杂剂的化合物而达成此效果。由此，烧结电极时，掺杂剂会在电极下方形成高浓度层。 然而，在包含于电极浆料中的银填充物周围添加含有掺杂剂的化合物的方法，由于无法稳定地形成接触，因此有填充系数偏低且可靠度偏低的问题。 又，作为仅在电极下方形成含有高浓度掺杂剂的高浓度扩散层(射极层)，降低受光面的其它部分扩散层的表面浓度，也即形成二段式射极，使转换效率提高的方法，是例如日本特开2004-273826号公报所示的“光电变换装置及其制造方法”。该方法是将日本特开平8-37318号公报及日本特开平8-191152号公报所揭示的埋入式电极太阳能电池的电极形成方法，从电解电镀法变更为网版印刷法。由此，使制造管理容易，并使制造成本减低。 然而，这样的埋入式电极太阳能电池制造方法，最少要进行二次的扩散工艺，不仅烦杂且增加成本。 此外，也有其它通过形成二段射极使转换效率提高的方法，例如“太阳能电池的制造方法”(日本特开2004-221149号公报)。在此文献中，以喷墨方式同时进行数种涂剂的区分涂布，以简单的工艺来作出掺杂剂浓度与掺杂剂种类不同的区域。 然而，通过此种喷墨方式制作涂布掺杂剂的太阳能电池板，使用磷酸等作为掺杂剂时，必须有腐蚀对策，装置因此变得复杂，维护也变得烦杂。 又，作为仅在电极下方形成高浓度扩散层，降低受光面的其它部分的扩散层表面浓度，使转换效率提高的其它方法，例如“太阳能电池的制造方法”(日本特开2004-281569号公报)。 然而，在该方法中，根据特开2004-281569号公报的说明书，需要进行两次热处理，并不简便。若仅进行一次热处理，由于自动掺杂，使受光面的电极下方以外的部分也有高浓度的掺杂剂，则会变得没有高转换效率。
技术实现思路
有鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池的制造方法以及太阳能电池，通过一边得到欧姆接触一边抑制受光面的电极以外部分的表面再结合以及射极内的再结合，能以简便容易的方法便宜地制造出提高光电转换效率的太阳能电池。 为了达成上述目的，本专利技术提供一种太阳能电池的制造方法，是于第一导电型半导体基板上形成pn结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤在该第一导电型半导体基板上，涂布含有掺杂剂的第一涂布剂，然后同时形成一第一扩散层以及一第二扩散层；该第一扩散层是利用气相扩散热处理而形成于该第一涂布剂的涂布区域；该第二扩散层是利用气相扩散以连接第一扩散层的方式而形成，其导电率低于第一扩散层。 如此，通过在第一导电型半导体基板上涂布含有掺杂剂的第一涂布剂，然后同时形成一第一扩散层以及一第二扩散层；该第一扩散层是利用气相扩散热处理而形成于该第一涂布剂的涂布区域；该第二扩散层是利用气相扩散以连接第一扩散层的方式而形成，其导电率低于第一扩散层。由此，目前为止的以形成扩散掩模等的烦杂的方式来制造由高浓度扩散层与低浓度扩散层所组成的二段式射极的工艺，会变得非常地简便，使得制造成本降低。又，由于在成为高浓度层区域的第一扩散层中，保有充分的表面浓度，因而可容易地形成低欧姆接触，能一边维持高水平的制造合格率一边性能无参差不齐地制造出高性能的太阳能电池。 又，本专利技术提供一种太阳能电池的制造方法，是于第一导电型半导体基板上形成pn结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤在该第一导电型半导体基板上，涂布含有掺杂剂的第二涂布剂，然后同时形成一第二扩散层以及一第一扩散层；该第二扩散层是利用气相扩散热处理而形成于该第二涂布剂的涂布区域；该第一扩散层是利用气相扩散以连接第二扩散层的方式而形成，其导电率高于该第二扩散层。 如此，即使是以气相扩散来形成高浓度扩散层，以涂布扩散来形成低浓度度扩散层，也可以制造高合格率地制造出性能无参差不齐、低成本的高性能太阳能电池。 又，第一涂布剂或第二涂布剂优选是使用含有硅化物的涂布剂。 如此，若使用含有硅化合物的第一涂布剂或第二涂布剂，即可抑制掺杂剂的向外扩散(外方扩散)，由此，在二段式射极中，可极为确实地形成高浓度扩散层与低浓度扩散层间的表面浓度差。 又，上述硅化合物优选是硅胶或硅氧化物前驱物。 如此，若以硅胶或硅氧化物前驱物作为硅化合物，将可有效地控制涂布剂的粘度，并可抑制掺杂剂的向外扩散。由此，在二段式射极中，可极为确实地形成高浓度扩散层与低浓度扩散层间的表面浓度差。 又，优选是将含有硅化合物的第三涂布剂，涂布覆盖于第一涂布剂或第二涂布剂上部，之后进行该扩散热处理。 如此，若将含有硅化合物的第三涂布剂，涂布覆盖第一涂布剂或第二涂布剂上部，之后进行该扩散热处理，将还可抑制向外扩散与自动掺杂。由此，在二段式射极中，可极为确实地形成高浓度扩散层与低浓度扩散层间的表面浓度差。 又，优选是将扩散热处理而形成的扩散层表面，进行回蚀(etch back)。 如此，若将扩散热处理而形成的扩散层表面进行回蚀，特别会削掉低浓度扩散层的表面电平多的区域，能提高太阳能电池的性能。 又，优选是将扩散热处理而形成的扩散层表面进行氧化。 如此，即使将扩散热处理而形成的扩散层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池的制造方法，是于第一导电型半导体基板上形成ｐｎ结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤：在该第一导电型半导体基板上，涂布含有掺杂剂的第一涂布剂，然后同时形成一第一扩散层以及一第二扩散层；该第一扩散层 是利用气相扩散热处理而形成于该第一涂布剂的涂布区域；该第二扩散层是利用气相扩散以连接第一扩散层的方式而形成，其导电率低于该第一扩散层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-4-26 127898/20051.一种太阳能电池的制造方法，是于第一导电型半导体基板上形成pn结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤在该第一导电型半导体基板上，涂布含有掺杂剂的第一涂布剂，然后同时形成一第一扩散层以及一第二扩散层；该第一扩散层是利用气相扩散热处理而形成于该第一涂布剂的涂布区域；该第二扩散层是利用气相扩散以连接第一扩散层的方式而形成，其导电率低于该第一扩散层。2.一种太阳能电池制造方法，是于第一导电型半导体基板上形成pn结而制造出太阳能电池的方法，其特征为至少包含下列步骤在该第一导电型半导体基板上，涂布含有掺杂剂的第二涂布剂，然后同时形成一第二扩散层以及一第一扩散层；该第二扩散层是利用气相扩散热处理而形成于该第二涂布剂的涂布区域；该第一扩散层是利用气相扩散以连接第二扩散层的方式而形成，其导电率高于该第二扩散层。3.如权利要求1或2所述的太阳能电池的制造方法，其特征为该第一涂布剂或第二涂布剂含有硅化物。4.如权利要求3所述的太阳能电池的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚宽之，石川直挥，高桥正俊，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]