JP2005340358A - 太陽電池、その製造方法および反射防止膜成膜装置 - Google Patents
太陽電池、その製造方法および反射防止膜成膜装置 Download PDFInfo
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Abstract
反射防止膜としてH2パッシベーション効果の高い窒化シリコン膜を有する太陽電池を提供する。
【解決手段】
シリコン基板からなる太陽電池の反射防止膜として窒化シリコン膜を用いる。窒化シリコン膜の形成は、反射防止膜形成装置301によって行われる。チャンバー302に搬送されたシリコン基板は搬送室305に格納された搬送装置によって表面波励起プラズマCVD装置303に搬送される。そして、表面波励起プラズマCVD装置303によって窒化シリコン膜が形成される。次に搬送室305に格納された搬送装置によって加熱室304に搬送される。そして加熱室304においてランプヒータにより水素雰囲気中で熱処理がなされる。
【選択図】図3
Description
請求項2の発明は、請求項1の太陽電池の製造方法において、前記成膜工程は、表面波励起プラズマ装置によって成膜することを特徴とする。
請求項3の発明による太陽電池は、請求項1または2の方法で製造されたものである。
請求項4の発明による反射防止膜成膜装置は、結晶性シリコン基板の受光面側に窒化シリコン膜の反射防止膜を形成して成る太陽電池の反射防止膜成膜装置において、前記窒化シリコン膜を高密度プラズマCVD法により形成する成膜手段と、前記窒化シリコン膜を水素を含む雰囲気中で熱処理する熱処理手段とを備えることを特徴とする。
ステップS201で、p型シリコン基板の表面に微細凹凸構造を形成するために表面処理を行う。アルカリ水溶液でエッチングする方法や反応性イオンエッチング法による方法などによって表面処理を行う。シリコン基板の表面に微細凹凸構造を形成することによってシリコン基板表面の光の反射を抑えることができる。ステップS202で、n型ドーパントをp型シリコン基板の表面から拡散させ、n型拡散層12を形成する。n型ドーパントとしてリン(P)を使用する。POCl3を用いた気相拡散法、P2O5を用いた塗布拡散法、Pイオンを直接拡散させるイオン打ち込み法などにより、リンをp型シリコン基板の表面に拡散させる。ステップS203で、n型ドーパントを拡散したp型シリコン基板の一方の面のn型拡散層を除去するためにエッチング処理を行う。ステップS204で、エッチングしたp型シリコン基板の表面からp型のドーパントを拡散させ、p+裏面側不純物拡散層13を形成する。p型のドーパントとしてアルミニウム(Al)を使用する。エッチングしたp型シリコン基板の表面にAlペーストを塗布し、熱処理することによってアルミニウムをp型シリコン基板の表面に拡散させる。
(1)窒化シリコン層の形成
反射防止膜形成前基板311を、搬送室305に格納されている搬送装置によってSWP−CVD装置303の基板ホルダー410にセットして、チャンバー401内を0.01Pa程度の高真空に排気する。プロセスガス導入管407を通してNH3ガス、Arガスをそれぞれチャンバー401内に導入し、材料ガス導入管408を通してSiH4ガスをチャンバー401内に導入し、チャンバー401内を圧力4.0Paに保持する。マイクロ波電力2.0kWにより生成した表面波プラズマPにより20秒間の成膜を行い、厚さ800Åの窒化シリコン層14を形成する。この場合のガス流量は、SiH4ガス、50sccm、NH3ガス、50sccmおよびArガス、100sccmとした。また、成膜温度は70〜100℃とした。
SWP−CVD装置303によって窒化シリコン層を形成した反射防止膜形成前基板311を搬送室305に格納されている搬送装置によってSWP−CVD装置303から加熱室304へ搬送する。そして反射防止膜形成前基板311を基板ホルダー502にセットする。プロセスガス導入管503を通してH2ガスを加熱室304内に導入する。そしてランプヒータ501によって300℃〜350℃で30分間加熱する。以上のようにして、反射防止膜形成前基板311の反射防止膜14の形成が完了する。
SWP−CVD装置などの高密度プラズマCVD装置を使用した成膜の速度は非常に速いので、膜厚が数百Å程度の太陽電池の反射防止膜14は短時間に形成される。このため、高密度プラズマCVD装置によって生成された窒化シリコン膜の結晶性は非常に悪くなり、熱処理の際、水素の拡散が容易に進むようになる。よって、窒化シリコン膜中の水素の拡散が容易であるため、雰囲気中の水素は容易にn型拡散層12やp型シリコン基板層11に拡散され、また窒化シリコン膜の水素含有量を高めることができる。このため上記作製した反射防止膜14のH2パッシベーション効果は高い。高密度プラズマCVD装置によって生成された窒化シリコン膜は加熱室304によって熱処理されることによって最終的には結晶性の改善された緻密な膜となる。また、窒化シリコン膜を形成した後に膜中の水素含有量を高くする処理を行うため、成膜時の反応ガス使用量が増加したり、成膜条件の制御が困難になるなど、生産性の低下をもたらすという問題点も発生しない。
11 p型シリコン基板層
12 n型拡散層
13 p+裏面側不純物拡散層
14 反射防止膜
15 表面電極
16 裏面電極
17、18 半田層
301 反射防止膜形成装置301
302 チャンバー
303 表面波励起プラズマCVD装置
304 加熱室
305 搬送室
Claims (4)
- 結晶性シリコン基板の受光面側に窒化シリコン膜の反射防止膜を形成して成る太陽電池の製造方法において、
前記窒化シリコン膜を高密度プラズマCVD法により形成する成膜工程と、
前記窒化シリコン膜を水素を含む雰囲気中で熱処理する熱処理工程とを有することを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項1の太陽電池の製造方法において、
前記成膜工程は、表面波励起プラズマ装置によって成膜することを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 請求項1または2の方法で製造された太陽電池。
- 結晶性シリコン基板の受光面側に窒化シリコン膜の反射防止膜を形成して成る太陽電池の反射防止膜成膜装置において、
前記窒化シリコン膜を高密度プラズマCVD法により形成する成膜手段と、
前記窒化シリコン膜を水素を含む雰囲気中で熱処理する熱処理手段とを備えることを特徴とする太陽電池の反射防止膜成膜装置。
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