JP2005123349A - Manufacturing method of solar cell - Google Patents

Manufacturing method of solar cell Download PDF

Info

Publication number
JP2005123349A
JP2005123349A JP2003355758A JP2003355758A JP2005123349A JP 2005123349 A JP2005123349 A JP 2005123349A JP 2003355758 A JP2003355758 A JP 2003355758A JP 2003355758 A JP2003355758 A JP 2003355758A JP 2005123349 A JP2005123349 A JP 2005123349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
mask
solar cell
manufacturing
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003355758A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Imanaka
崇雄 今中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2003355758A priority Critical patent/JP2005123349A/en
Publication of JP2005123349A publication Critical patent/JP2005123349A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Weting (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a highly efficient solar cell having a recessed and projected semiconductor substrate on the surface of the same, easily and inexpensively by a simple process. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of the solar cell having the semiconductor substrate 1 having a concavo-convex surface, a mask 14 for etching is formed by applying a masking agent on the predetermined region of the surface of the semiconductor substrate 1. Thereafter, etching treatment is simultaneously applied on the mask 14 and the surface of the semiconductor substrate 1 which is not covered with the mask 14, to form a concavo-convex structure 15 on the surface of the semiconductor substrate 1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、太陽電池の製造方法に関し、詳しく述べると、高い変換効率を有
する太陽電池を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more particularly, to a method for manufacturing a solar cell having high conversion efficiency.

一般に、太陽電池は、図３に示すように、ｐ型の半導体基板３１と、この半導
体基板３１の表面に配置される反射防止膜３３および受光面電極３６と、上記半
導体基板３１の裏面に配置される裏面電極３５とを備え、上記半導体基板３１の
表面側には、ｎ型半導体層３２が形成され、上記半導体基板３１の裏面側には、
ｐ+の裏面電界（またはバックサーフェイスフィールド、ＢＳＦ：Ｂａｃｋ Ｓ
ｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）層３４が形成されている。 In general, as shown in FIG. 3, a solar cell is arranged on a p-type semiconductor substrate 31, an antireflection film 33 and a light receiving surface electrode 36 disposed on the surface of the semiconductor substrate 31, and a back surface of the semiconductor substrate 31. An n-type semiconductor layer 32 is formed on the front surface side of the semiconductor substrate 31, and on the back surface side of the semiconductor substrate 31,
p + back surface field (or back surface field, BSF: Back S)
A surface field) layer 34 is formed.

この太陽電池の製造方法は、主に、ｐｎ接合形成工程、反射防止膜形成工程、
ならびに、裏面および受光面等の電極形成工程から成る。具体的に述べると、ま
ず、ｐ型の半導体基板３１の表面側に、三塩化ホスホリル（ＰＯＣｌ3）等の熱
拡散を行うことによって、ｎ型半導体層３２を形成させ、ｐｎ接合を形成する。
そして、半導体基板３１の裏面側において、その全面に、アルミ（Ａｌ）ペース
トを印刷、焼成することにより、裏面電極３５を形成し、半導体基板３１の内部
にｐ+の裏面電界層（ＢＳＦ層）３４を形成する。そして、受光面となる半導体
基板３１の表面において、その全面にわたって、結晶欠陥のパッシベーション（
または結晶欠陥の不活性化）のために、例えば熱酸化によるＳｉ−ＳｉＯ2表面
を形成し、さらに、入射する光の表面反射を低減するために、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ）膜または酸化チタン（ＴｉＯ2）膜等の反射防止膜３３を形成する。その
後、銀ペーストを用いて、反射防止膜３３の上から直接、所望のパターンとなる
ようにスクリーン印刷法等によって、反射防止膜３３を貫通してｎ型半導体層３
２の表面に達する受光面電極３６を形成する。 This solar cell manufacturing method mainly includes a pn junction forming step, an antireflection film forming step,
And it consists of electrode formation processes, such as a back surface and a light-receiving surface. More specifically, first, n-type semiconductor layer 32 is formed on the surface side of p-type semiconductor substrate 31 by thermal diffusion of phosphoryl trichloride (POCl 3 ) or the like to form a pn junction.
Then, on the entire back surface side of the semiconductor substrate 31, an aluminum (Al) paste is printed and baked on the entire surface to form a back electrode 35, and a p + back surface field layer (BSF layer) is formed inside the semiconductor substrate 31. 34 is formed. Then, on the surface of the semiconductor substrate 31 to be the light receiving surface, the crystal defect passivation (over the entire surface)
In order to reduce the surface reflection of incident light, for example, a Si—SiO 2 surface is formed by thermal oxidation, for example.
An antireflection film 33 such as an iN) film or a titanium oxide (TiO 2 ) film is formed. Thereafter, using silver paste, the n-type semiconductor layer 3 penetrates the antireflection film 33 directly from above the antireflection film 33 by a screen printing method or the like so as to form a desired pattern.
The light-receiving surface electrode 36 reaching the surface 2 is formed.

ここで、太陽電池の高い性能を得るには、表面での光の反射ロスを低く抑え、
入射する光を効率よく太陽電池内に取り込む必要があり、上述のような反射防止
膜３３を形成する以外に、受光面となる半導体基板の表面に微細なピラミッド状
の凹凸構造（またはテクスチャー構造）を形成することがある。このように半導
体基板表面に凹凸構造があると、半導体基板表面に入射した光が透過および反射
を繰り返すことになり、フラットな半導体基板表面よりも多くの光を太陽電池内
に取り込む効果（光閉じ込め効果）が期待される。 Here, in order to obtain high performance of the solar cell, the light reflection loss on the surface is kept low,
It is necessary to efficiently take incident light into the solar cell, and besides forming the antireflection film 33 as described above, a fine pyramidal uneven structure (or texture structure) is formed on the surface of the semiconductor substrate serving as the light receiving surface. May form. In this way, when the semiconductor substrate surface has a concavo-convex structure, light incident on the semiconductor substrate surface is repeatedly transmitted and reflected, and the effect of capturing more light into the solar cell than the flat semiconductor substrate surface (light confinement) Effect) is expected.

半導体基板表面に微細な凹凸構造を形成する方法として、単結晶半導体基板（
例えば、単結晶シリコン基板）に対しては、アルカリ水溶液による結晶面でのエ
ッチング速度の差を用いた凹凸構造形成方法がある。しかしながら、多結晶半導
体基板（例えば、多結晶シリコン基板）に対しては、様々な結晶面を持つグレイ
ンを有しているので、単結晶基板ほど十分な光閉じ込め効果が得られない。 As a method for forming a fine uneven structure on the surface of a semiconductor substrate, a single crystal semiconductor substrate (
For example, for a single crystal silicon substrate), there is a method for forming a concavo-convex structure using a difference in etching rate on a crystal plane by an alkaline aqueous solution. However, since a polycrystalline semiconductor substrate (for example, a polycrystalline silicon substrate) has grains having various crystal planes, a sufficient light confinement effect cannot be obtained as compared with a single crystal substrate.

そこで、従来、多結晶半導体基板に対して凹凸構造を形成する方法には、以下
の第１〜第４の方法があった。すなわち、第１の方法は、半導体基板表面に機械
的にＶ溝を形成する方法である（特公平７−１０５５１８号公報：特許文献１参
照）。また、第２の方法は、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉ
ｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）によって微細な凹凸構造を形成する方法である（
特開平１１−１７２０２号公報：特許文献２参照）。また、第３の方法は、湿式
エッチング法におけるエッチング液の組成等を調整することによって、結晶面に
依存せずに微細な凹凸構造を形成する方法である（特開平１０−３０３４４３号
公報：特許文献３参照）。また、第４の方法は、基板表面にスプレーまたはスク
リーンプリンティング法でプロテクタを作り、等方性エッチング溶液に浸漬して
、U字形状の溝を形成する方法である（特開２００２−２１７４３９号公報：特
許文献４参照）。
特公平７−１０５５１８号公報 特開平１１−１７２０２号公報 特開平１０−３０３４４３号公報 特開２００２−２１７４３９号公報 Therefore, conventionally, there are the following first to fourth methods for forming a concavo-convex structure on a polycrystalline semiconductor substrate. That is, the first method is a method of mechanically forming a V-groove on the surface of a semiconductor substrate (see Japanese Patent Publication No. 7-105518: Patent Document 1). The second method is a reactive ion etching method (RIE: Reacti).
This is a method of forming a fine concavo-convex structure by ve Ion Etching.
JP, 11-17202, A: Refer to patent documents 2). The third method is a method of forming a fine concavo-convex structure without depending on the crystal plane by adjusting the composition of the etching solution in the wet etching method (Japanese Patent Laid-Open No. 10-303443: Patent). Reference 3). The fourth method is a method of forming a U-shaped groove by making a protector on a substrate surface by spraying or screen printing and immersing it in an isotropic etching solution (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-217439). : Patent Document 4).
Japanese Patent Publication No. 7-105518 Japanese Patent Laid-Open No. 11-17202 JP-A-10-303443 JP 2002-217439 A

しかしながら、上記従来の第１〜第４の方法には、以下の問題があった。   However, the above conventional first to fourth methods have the following problems.

第１の方法では、個々の半導体基板に対して処理を行うために量産性の点で問
題があると共に、加工用ブレード等のコストが高いという問題点がある。また、
この方法では、半導体基板表面に形成される凹凸構造のピッチを制御することが
できるが、Ｖ溝のピッチは、加工用ブレードのピッチで制限され、小さいピッチ
でＶ溝を形成できない。従って、深い溝を半導体基板表面に形成する必要があり
、半導体基板が破損してしまう一因となっている。更に、Ｖ溝の形成後は、半導
体基板表面に欠陥が形成されてしまうため、この欠陥を除去する工程が追加的に
必要となる。 In the first method, there is a problem in terms of mass productivity because processing is performed on each semiconductor substrate, and there is a problem that the cost of a processing blade or the like is high. Also,
In this method, the pitch of the concavo-convex structure formed on the surface of the semiconductor substrate can be controlled. However, the pitch of the V-groove is limited by the pitch of the processing blade, and the V-groove cannot be formed with a small pitch. Therefore, it is necessary to form a deep groove on the surface of the semiconductor substrate, which is a cause of damage to the semiconductor substrate. Furthermore, after the formation of the V-groove, a defect is formed on the surface of the semiconductor substrate, and therefore an additional step for removing the defect is necessary.

また、第２の方法では、半導体基板表面に微細な凹凸構造を形成することが可
能であるが、真空プロセス装置が用いられているので、コストが高くなると共に
、処理能力が低く、量産性に劣るという問題点がある。 In the second method, it is possible to form a fine concavo-convex structure on the surface of the semiconductor substrate. However, since a vacuum process apparatus is used, the cost is increased, the processing capability is low, and the mass productivity is improved. There is a problem that it is inferior.

また、第３の方法では、上述のＶ溝形成のような機械的欠陥が無く、また、従
来のエッチング装置を、そのまま使用できる点では好ましいが、微細な凹凸構造
の形成は、エッチング液の組成、温度等の諸条件に敏感に依存すると共に、半導
体基板の形状等の製造条件に大きく依存し、例えば、半導体基板の外形寸法にバ
ラツキがある場合、制御が困難となって量産性に劣るという問題がある。 Further, in the third method, there is no mechanical defect like the above-mentioned V-groove formation, and it is preferable in that the conventional etching apparatus can be used as it is. However, the formation of a fine concavo-convex structure is the composition of the etching solution. Depends sensitively on various conditions such as temperature, and greatly depends on manufacturing conditions such as the shape of the semiconductor substrate.For example, when there are variations in the external dimensions of the semiconductor substrate, it is difficult to control and is inferior in mass productivity. There's a problem.

また、第４の方法では、U字形状の溝を形成後に、プロテクタを除去するとい
うプロテクタ除去の工程が必要という問題がある。 In addition, the fourth method has a problem that a protector removing step of removing the protector after forming the U-shaped groove is necessary.

そこで、この発明の課題は、表面が凹凸状の半導体基板を有する高効率の太陽
電池を、簡単なプロセスで容易に、かつ、低コストにて製造する方法を提供する
ことにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a highly efficient solar cell having a semiconductor substrate having an uneven surface with a simple process at a low cost.

上記課題を解決するため、本発明の太陽電池の製造方法は、表面が凹凸状に形
成された半導体基板を有する太陽電池を製造する方法であって、半導体基板の表
面の所定領域にマスク剤を塗布してエッチング用マスクを形成する工程と、この
マスクとこのマスクに覆われていない上記半導体基板の表面とを同時にエッチン
グ処理する工程とを有することを特徴としている。
ここで、半導体基板の表面とは、太陽光を受光する側の面をいう。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a solar cell according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell having a semiconductor substrate having an uneven surface, and a mask agent is applied to a predetermined region on the surface of the semiconductor substrate. The method includes a step of forming an etching mask by coating, and a step of simultaneously etching the mask and the surface of the semiconductor substrate not covered with the mask.
Here, the surface of the semiconductor substrate refers to a surface that receives sunlight.

本発明の太陽電池の製造方法によれば、半導体基板表面の所定領域にマスクを
形成した後、このマスクとこのマスクに覆われていない半導体基板表面とを同時
にエッチングして、半導体基板表面を凹凸状に形成するため、簡単なプロセスで
容易に高効率の太陽電池を製造することができる。さらに、半導体基板のエッチ
ング時に、マスクも同時にエッチングすることにより、マスクを半導体基板上か
ら剥離でき、マスク剥離工程を別途設ける必要がなく、工程の簡略化が図られる
とともに、剥離液等を考慮することなく、種々の材料でマスクを形成することが
可能となる。
このように、量産性に優れ、かつ、低コストを図ることができる高効率の太陽
電池の製造方法を実現できる。 According to the solar cell manufacturing method of the present invention, after forming a mask in a predetermined region on the surface of the semiconductor substrate, the mask and the surface of the semiconductor substrate not covered with the mask are simultaneously etched to make the semiconductor substrate surface uneven. Therefore, a highly efficient solar cell can be easily manufactured by a simple process. Further, when the semiconductor substrate is etched, the mask is also etched at the same time, so that the mask can be peeled off from the semiconductor substrate, and it is not necessary to separately provide a mask peeling step, which simplifies the process and considers a stripping solution and the like Therefore, it is possible to form a mask with various materials.
As described above, it is possible to realize a highly efficient solar cell manufacturing method that is excellent in mass productivity and can achieve low cost.

また、一実施形態の太陽電池の製造方法では、上記マスク剤は、Ｓｉ化合物を
含んでいる。 Moreover, in the manufacturing method of the solar cell of one Embodiment, the said mask agent contains Si compound.

この一実施形態の太陽電池の製造方法によれば、マスクが、半導体基板（即ち
、シリコン基板）と同様にエッチングされる材料で形成されるため、半導体基板
のエッチング処理時に、マスクを確実に除去することができる。 According to the method for manufacturing a solar cell of this embodiment, since the mask is formed of a material that is etched in the same manner as the semiconductor substrate (that is, the silicon substrate), the mask is surely removed during the etching process of the semiconductor substrate. can do.

また、一実施形態の太陽電池の製造方法では、上記マスクは、スプレー法によ
って形成される。
ここで、スプレー法とは、マスク剤（塗布液）をスプレー用ノズルから噴射し
て半導体基板表面に塗布する方法をいう。 Moreover, in the manufacturing method of the solar cell of one Embodiment, the said mask is formed by the spray method.
Here, the spray method refers to a method in which a mask agent (coating liquid) is sprayed from a spray nozzle and applied to the semiconductor substrate surface.

この一実施形態の太陽電池の製造方法によれば、マスクの形成にスプレー法を
用いているため、高価な設備を用いること無く、低コストで太陽電池を製造でき
る。また、ノズルと半導体基板との距離やノズルの噴射速度を調整することによ
り、マスクの大きさを簡単に変更および制御することができる。 According to the solar cell manufacturing method of this embodiment, since the spray method is used for forming the mask, the solar cell can be manufactured at low cost without using expensive equipment. In addition, the size of the mask can be easily changed and controlled by adjusting the distance between the nozzle and the semiconductor substrate and the jetting speed of the nozzle.

なお、マスク剤をＳｉ化合物を含むＳＯＧ（スピン・オン・グラス）にしても
よく、マスクを粒状として、マスク間隔を小さく形成できるので、微細な凹凸構
造ができ、その結果、光閉じ込め効果がさらに改善されて、一層高効率の太陽電
池を得ることができる。 The mask agent may be SOG (spin-on-glass) containing Si compound, and the mask can be made granular and the mask interval can be made small, so that a fine concavo-convex structure can be formed, and as a result, the light confinement effect is further improved. As a result, a more efficient solar cell can be obtained.

また、マスクを、上記スプレー法以外に、スクリーンプリンティング法によっ
て形成してもよい。 Further, the mask may be formed by a screen printing method other than the spray method.

以上より明らかなように、本発明の太陽電池の製造方法によれば、半導体基板
の表面にマスクを形成してから、このマスクとこのマスクに覆われていない半導
体基板の表面とをエッチング処理しているため、高価な設備を用いること無く、
表面が凹凸状の半導体基板を有する高効率の太陽電池を低コストにて製造するこ
とができる。また、半導体基板のエッチング時に、マスクも同時にエッチングす
るため、マスクを半導体基板上から剥離することができ、工程の簡略化が図られ
るとともに、剥離液等を考慮することなく、種々の材料でマスクを形成すること
が可能となる。 As is clear from the above, according to the method for manufacturing a solar cell of the present invention, after forming a mask on the surface of the semiconductor substrate, the mask and the surface of the semiconductor substrate not covered with the mask are etched. So without using expensive equipment,
A highly efficient solar cell having a semiconductor substrate with an uneven surface can be manufactured at low cost. In addition, since the mask is also etched at the same time as the etching of the semiconductor substrate, the mask can be peeled off from the semiconductor substrate, the process can be simplified, and the mask can be made of various materials without considering a stripping solution or the like. Can be formed.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

図１は、本発明の太陽電池の製造方法の一実施形態である工程説明図を示して
いる。図１（ａ）に示すように、半導体基板１として、例えば、平面視略正方形
状のｐ型多結晶シリコン半導体基板を用いる。 FIG. 1: has shown process explanatory drawing which is one Embodiment of the manufacturing method of the solar cell of this invention. As shown in FIG. 1A, as the semiconductor substrate 1, for example, a p-type polycrystalline silicon semiconductor substrate having a substantially square shape in plan view is used.

そして、図２に示すマスク剤塗布装置を用いて、半導体基板１の受光面となる
表面に、マスク剤である塗布液２３をスプレー用ノズル２２から吐出させ、半導
体基板１の表面の所定領域に塗布液２３を塗布し、図１（ｂ）に示すように、エ
ッチング用マスク１４を形成する。 Then, using the mask agent coating apparatus shown in FIG. 2, the coating liquid 23, which is a mask agent, is discharged from the spray nozzle 22 onto the surface that becomes the light receiving surface of the semiconductor substrate 1, and is applied to a predetermined region on the surface of the semiconductor substrate 1. The coating liquid 23 is applied to form an etching mask 14 as shown in FIG.

なお、塗布液２３をＳｉ化合物を含むＳＯＧ（スピン・オン・グラス）にする
と、半導体基板１上にＳｉＯ2が粒状で塗布される。この粒の大きさは、スプレ
ー用ノズル２２と半導体基板１との間の距離や、スプレー用ノズル２２からのマ
スク剤の噴射速度を調整することにより、制御できる。 Note that when the coating solution 23 is made of SOG (spin-on-glass) containing a Si compound, the SiO 2 is coated in a granular form on the semiconductor substrate 1. The size of the grains can be controlled by adjusting the distance between the spray nozzle 22 and the semiconductor substrate 1 and the jetting speed of the mask agent from the spray nozzle 22.

次に、フッ酸と硝酸との混酸溶液中で、エッチング用マスク１４を表面に有し
た半導体基板１をエッチング処理する。このマスク１４を、半導体基板１（即ち
、シリコン基板）と同様にエッチングされる材料のＳｉＯ2で構成したため、フ
ッ酸と硝酸との混酸溶液の組成、濃度等の条件を選択することにより、エッチン
グ処理時にエッチング用マスク１４も同時に除去することが可能となり、図１（
ｃ）に示すように、エッチング用マスク１４で覆われていた所定領域以外に形成
された凹部とエッチング用マスク１４で覆われていた所定領域に形成された凸部
とから成る微細な凹凸構造（テクスチャー構造）１５を有する半導体基板１を得
る。 Next, the semiconductor substrate 1 having the etching mask 14 on the surface is etched in a mixed acid solution of hydrofluoric acid and nitric acid. Since this mask 14 is composed of SiO 2 which is a material to be etched in the same manner as the semiconductor substrate 1 (that is, silicon substrate), etching is performed by selecting conditions such as the composition and concentration of a mixed acid solution of hydrofluoric acid and nitric acid. The etching mask 14 can be removed at the same time during processing, and FIG.
As shown in c), a fine concavo-convex structure (including a concave portion formed in a region other than the predetermined region covered with the etching mask 14 and a convex portion formed in the predetermined region covered with the etching mask 14 ( A semiconductor substrate 1 having a (texture structure) 15 is obtained.

このように、マスク１４とマスク１４に覆われていない半導体基板１の表面と
を同時にエッチング処理しているため、凹凸構造１５の形成工程とマスク１４の
剥離工程とを分けることなく、一つの工程で行うことができ、工程の簡略化が図
られるとともに、剥離液等を考慮する必要がない。 As described above, since the mask 14 and the surface of the semiconductor substrate 1 not covered with the mask 14 are simultaneously etched, one process can be performed without separating the formation process of the concavo-convex structure 15 and the peeling process of the mask 14. In addition to simplifying the process, there is no need to consider a stripping solution or the like.

その後、例えば、図３を参照して従来技術で説明したような常套の方法によっ
て、ｐｎ接合形成工程、反射防止膜形成工程、および、電極形成工程等を経て、
図１（ｄ）に示すような太陽電池を得る。即ち、この太陽電池は、ｐ型の半導体
基板１と、半導体基板１の表面に配置される反射防止膜３および受光面電極６と
、半導体基板１の裏面に配置される裏面電極５とを備え、半導体基板１の表面側
には、ｎ型半導体層２が形成され、半導体基板３１の裏面側には、ｐ+の裏面電
界層４が形成されている。 Thereafter, for example, by a conventional method as described in the prior art with reference to FIG. 3, through a pn junction formation process, an antireflection film formation process, an electrode formation process, etc.
A solar cell as shown in FIG. That is, this solar cell includes a p-type semiconductor substrate 1, an antireflection film 3 and a light receiving surface electrode 6 disposed on the surface of the semiconductor substrate 1, and a back surface electrode 5 disposed on the back surface of the semiconductor substrate 1. The n-type semiconductor layer 2 is formed on the front surface side of the semiconductor substrate 1, and the p + back surface electric field layer 4 is formed on the back surface side of the semiconductor substrate 31.

次に、図２に、本発明の製法に用いるマスク剤塗布装置の簡略斜視図を示す。
この塗布装置は、ヒーター２１とスプレー用ノズル２２を備えている。そして、
この塗布装置を用いたスプレー法を説明すると、まず、半導体基板１を、スプレ
ー用ノズル２２の下方のヒーター２１に移動させ、基板を４００℃程度に温める
。その後、塗布液２３をスプレー用ノズル２２から吐出することによって、塗布
液２３を半導体基板１に塗布する。なお、矢印は、半導体基板１の走行方向を示
す。 Next, FIG. 2 shows a simplified perspective view of a mask agent coating apparatus used in the manufacturing method of the present invention.
The coating apparatus includes a heater 21 and a spray nozzle 22. And
The spray method using this coating apparatus will be described. First, the semiconductor substrate 1 is moved to the heater 21 below the spray nozzle 22 to warm the substrate to about 400 ° C. Thereafter, the coating liquid 23 is applied to the semiconductor substrate 1 by discharging the coating liquid 23 from the spray nozzle 22. The arrow indicates the traveling direction of the semiconductor substrate 1.

このように、スプレー工程と乾燥工程とを同時に行なうことにより、短時間で
、塗布液２３の溶媒を除去し、Ｓｉ化合物を蒸着させて、マスクを形成すること
ができる。なお、スプレー工程の後に乾燥工程を行なってもよい。 Thus, by performing the spraying process and the drying process simultaneously, the mask of the coating liquid 23 can be removed and the Si compound can be deposited in a short time to form a mask. In addition, you may perform a drying process after a spray process.

上述のように構成された本発明の太陽電池の製造方法によれば、エッチング用
マスクを用いることにより、半導体基板の受光面表面に、微細な凹凸状を形成す
ることができる。また、半導体基板とマスクとを同時にエッチング処理するため
、工程数の減少を図ることができる。 According to the method for manufacturing a solar cell of the present invention configured as described above, it is possible to form fine irregularities on the light receiving surface of the semiconductor substrate by using the etching mask. In addition, since the semiconductor substrate and the mask are etched at the same time, the number of steps can be reduced.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で設計変更可能である。例えば、ｐｎ接合、反射防止膜、もしくは電極等の構造
、または、それらの製造方法および製造装置を限定するものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed without departing from the gist of the present invention. For example, the structure of a pn junction, an antireflection film, or an electrode, or a manufacturing method and manufacturing apparatus thereof are not limited.

（実施例）
次に、本発明の製造方法にて太陽電池を製造する実施例を示す。 (Example)
Next, the Example which manufactures a solar cell with the manufacturing method of this invention is shown.

半導体基板として、多結晶シリコン基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．４ｍ
ｍ）を用いた。マスク剤塗布装置として、スプレー装置を用いた。その塗布装置
によって、マスク剤としてＳｉ化合物を含むＳＯＧ（スピン・オン・グラス）を
半導体基板表面に塗布後、乾燥させ、エッチング用マスクを形成した。 As a semiconductor substrate, a polycrystalline silicon substrate (100 mm × 100 mm × 0.4 m
m) was used. A spray device was used as the mask agent coating device. The coating apparatus applied SOG (spin-on-glass) containing a Si compound as a masking agent to the surface of the semiconductor substrate and then dried to form an etching mask.

そして、エッチング液としてフッ酸と硝酸の混酸溶液によって、エッチング用
マスクと多結晶シリコン基板をエッチング処理し、マスク形成領域以外の半導体
基板表面に凹部を形成して、凹凸構造を表面に有する半導体基板を得た。 Then, the etching mask and the polycrystalline silicon substrate are etched using a mixed acid solution of hydrofluoric acid and nitric acid as an etchant, and a recess is formed on the surface of the semiconductor substrate other than the mask formation region, so that the semiconductor substrate has an uneven structure on the surface Got.

その後、半導体基板の表面側において、三塩化ホスホリルを用いた熱拡散を行
うことによってｐｎ接合を形成した後、裏面側において全面にアルミペーストを
印刷、焼成することによって、裏面電極を形成し、さらに、半導体基板の内部に
は、ｐ+の裏面電界を形成した。そして、表面側において、窒化シリコン膜の反
射防止膜を形成した後、受光面電極を形成して、太陽電池を得た。 Thereafter, a pn junction is formed by performing thermal diffusion using phosphoryl trichloride on the surface side of the semiconductor substrate, and then a back electrode is formed by printing and baking an aluminum paste on the entire surface on the back side. A p + back surface electric field was formed inside the semiconductor substrate. And after forming the antireflection film of the silicon nitride film on the surface side, the light-receiving surface electrode was formed to obtain a solar cell.

（比較例）
次に、上記実施例との比較として比較例を示す。 (Comparative example)
Next, a comparative example is shown as a comparison with the above embodiment.

半導体基板として、多結晶シリコン基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．４ｍ
ｍ）を用いた。まず、半導体基板を４．５モル％の苛性カリ水溶液に浸漬させる
ことによって、半導体基板表面の加工変質層を除去するエッチング処理を行った
。その結果、ランダムな凹凸構造を有する半導体基板を得た。 As a semiconductor substrate, a polycrystalline silicon substrate (100 mm × 100 mm × 0.4 m
m) was used. First, the semiconductor substrate was immersed in a 4.5 mol% aqueous caustic potash solution to perform an etching process for removing the work-affected layer on the surface of the semiconductor substrate. As a result, a semiconductor substrate having a random uneven structure was obtained.

その後、半導体基板の表面側において、三塩化ホスホリルを用いた熱拡散を行
うことによってｐｎ接合を形成した後、裏面側において全面にアルミペーストを
印刷、焼成することによって、裏面電極を形成し、さらに、半導体基板の内部に
は、ｐ+の裏面電界を形成した。そして、表面側において、窒化シリコン膜の反
射防止膜を形成した後、受光面電極を形成して、太陽電池を得た。 Thereafter, a pn junction is formed by performing thermal diffusion using phosphoryl trichloride on the surface side of the semiconductor substrate, and then a back electrode is formed by printing and baking an aluminum paste on the entire surface on the back side. A p + back surface electric field was formed inside the semiconductor substrate. And after forming the antireflection film of the silicon nitride film on the surface side, the light-receiving surface electrode was formed to obtain a solar cell.

そして、上記実施例の太陽電池、および、上記比較例の太陽電池の短絡電流
密度、開放電圧、曲線因子を常套の方法により測定し、変換効率を算出した。そ
の結果を表１に示す。 And the short circuit current density, the open circuit voltage, and the fill factor of the solar cell of the said Example and the solar cell of the said comparative example were measured by the conventional method, and conversion efficiency was computed. The results are shown in Table 1.

Figure 2005123349
Figure 2005123349

表１に示すように、本発明によって製造された実施例の太陽電池は、従来の比
較例の太陽電池と比較して、接触抵抗が増加せず、曲線因子はほとんど低下して
いない。また、実施例の太陽電池では、スプレー法を用いることによって、ピッ
チが小さく、マスク間隔が小さいエッチング用マスクを形成できたため、半導体
基板表面に微細な凹凸構造が形成でき、光閉じ込め効果が改善し、その結果、短
絡電流密度の増加に伴って変換効率が向上している。以上より、本発明の製造方
法で製造した太陽電池では、高価な設備を用いることなく、スプレー法によるエ
ッチング用マスクの形成工程を追加しただけで、比較的低コストで高効率の太陽
電池を得ることができた。 As shown in Table 1, in the solar cell of the example manufactured according to the present invention, the contact resistance does not increase and the fill factor hardly decreases as compared with the solar cell of the conventional comparative example. Further, in the solar cell of the example, an etching mask with a small pitch and a small mask interval could be formed by using the spray method, so that a fine uneven structure could be formed on the surface of the semiconductor substrate, and the light confinement effect was improved. As a result, the conversion efficiency is improved as the short-circuit current density increases. As described above, in the solar cell manufactured by the manufacturing method of the present invention, a high-efficiency solar cell can be obtained at a relatively low cost by adding an etching mask forming step by a spray method without using expensive equipment. I was able to.

上述の実施例では、半導体基板として略正方形状の多結晶シリコン半導体基板
を用いたが、本発明の効果は、そのような半導体基板の形状、結晶の種類に制限
されない。また、基板を４００℃に温めたが、３００℃程度であってもよい。ま
た、塗布液として、ＳＯＧを使用したが、ポリシラザンでもよい。 In the above-described embodiments, a polycrystalline silicon semiconductor substrate having a substantially square shape is used as the semiconductor substrate. However, the effect of the present invention is not limited to the shape of the semiconductor substrate and the type of crystal. Moreover, although the board | substrate was heated to 400 degreeC, about 300 degreeC may be sufficient. Moreover, although SOG was used as a coating liquid, polysilazane may be used.

本発明の太陽電池の製造方法の一実施形態を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the solar cell of this invention. スプレー法の工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process of a spray method. 従来の太陽電池の断面図である。It is sectional drawing of the conventional solar cell.

符号の説明Explanation of symbols

１ 半導体基板（ｐ型半導体基板）
１４ エッチング用マスク
１５ 凹凸構造
２３ 塗布液（マスク剤） 1 Semiconductor substrate (p-type semiconductor substrate)
14 Etching mask 15 Concave and convex structure 23 Coating liquid (masking agent)

Claims (3)

表面が凹凸状に形成された半導体基板を有する太陽電池を製
造する方法であって、
半導体基板の表面の所定領域にマスク剤を塗布してエッチング用マスクを形成
する工程と、
このマスクとこのマスクに覆われていない上記半導体基板の表面とを同時にエ
ッチング処理する工程と
を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。 A method for producing a solar cell having a semiconductor substrate having a surface with irregularities,
Forming a mask for etching by applying a mask agent to a predetermined region of the surface of the semiconductor substrate;
A method of manufacturing a solar cell, comprising: simultaneously etching the mask and the surface of the semiconductor substrate not covered with the mask. 請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
上記マスク剤は、Ｓｉ化合物を含んでいることを特徴とする太陽電池の製造方
法。 In the manufacturing method of the solar cell of Claim 1,
The said masking agent contains Si compound, The manufacturing method of the solar cell characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
上記マスクは、スプレー法によって形成されることを特徴とする太陽電池の製
造方法。 In the manufacturing method of the solar cell of Claim 1,
The said mask is formed by the spray method, The manufacturing method of the solar cell characterized by the above-mentioned.
JP2003355758A 2003-10-16 2003-10-16 Manufacturing method of solar cell Pending JP2005123349A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003355758A JP2005123349A (en) 2003-10-16 2003-10-16 Manufacturing method of solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003355758A JP2005123349A (en) 2003-10-16 2003-10-16 Manufacturing method of solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005123349A true JP2005123349A (en) 2005-05-12

Family

ID=34613209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003355758A Pending JP2005123349A (en) 2003-10-16 2003-10-16 Manufacturing method of solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005123349A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012129487A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Qinghua Univ Solar battery and manufacturing method of the same
JP2012248875A (en) * 2007-11-15 2012-12-13 Hitachi Chem Co Ltd Solar cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012248875A (en) * 2007-11-15 2012-12-13 Hitachi Chem Co Ltd Solar cell
JP2012129487A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Qinghua Univ Solar battery and manufacturing method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6701295B2 (en) Method of manufacturing solar cell
JP5710618B2 (en) Solar cell and method for producing such a solar cell
JP4481869B2 (en) SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD, SOLAR CELL, AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD
KR20130112877A (en) Method for producing a solar cell having a textured front face and corresponding solar cell
CN102484148B (en) Solar battery cell and method for manufacturing the solar battery cell
WO2006117975A1 (en) Solar cell manufacturing method and solar cell
EP2460178B1 (en) Surface treatment of silicon
US11658251B2 (en) Solar cell, solar cell manufacturing system, and solar cell manufacturing method
JP4974756B2 (en) Method for manufacturing solar cell element
KR20100112656A (en) Solar cell manufacturing method, solar cell manufacturing apparatus, and solar cell
JP4937233B2 (en) Method for roughening substrate for solar cell and method for manufacturing solar cell
JP2009088098A (en) Method of patterning dielectric film
JP2000101111A (en) Manufacture of solar cell
JP2010118473A (en) Solar cell and method of manufacturing same
JP6114171B2 (en) Manufacturing method of solar cell
JP2006210385A (en) Method for manufacturing solar battery
JP2003168807A (en) Solar battery, and method and device for manufacturing the same
JP2005311060A (en) Solar cell and manufacturing method therefor
JP2005123349A (en) Manufacturing method of solar cell
JP2002198546A (en) Formation method for solar cell element
JP2004134494A (en) Method and system for producing solar cell
JPH1197726A (en) Manufacture of solar battery
JP2005136062A (en) Manufacturing method of solar battery
US20160300963A1 (en) Solar cell and fabrication method thereof
JP2004134499A (en) Process and system for producing solar cell