JP2007103572A - Method of forming embedded electrode of solar battery, and manufacturing method of solar battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming an embedded electrode of a solar battery capable of preventing a yield from dropping, the service life of the solar battery from shortening, and its performance from degrading, saving a substrate material, and thinning the solar battery. <P>SOLUTION: An etching mask layer 102 is formed on the surface of a p-type silicon substrate 101 and patterned by laser to form an aperture 104. The silicon substrate 101 is etched through the aperture 104 by means of an acid or alkaline solution to form a groove 105. An n<SP>++</SP>diffusion layer 107 is formed on an internal side face of the groove 105 using the etching mask layer 102 as a diffusion mask. The mask layer 102 is removed, and an n<SP>+</SP>diffusion layer 108 is formed on the surface of the silicon substrate 101. An SiNx film 109 serving as a passivation film and an anti-reflective film for incident light is formed on the n<SP>++</SP>diffusion layer 107 and the n<SP>+</SP>diffusion layer 108. Ag paste is filled in the groove 105 by printing, thereby forming the embedded electrode 114. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池の変換効率の向上を行いつつ、寿命の短縮と性能の低下とを防止できる太陽電池の埋込電極の形成方法及び太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for forming an embedded electrode of a solar cell and a method for manufacturing the solar cell, which can prevent the shortening of the lifetime and the decrease in performance while improving the conversion efficiency of the solar cell.

太陽電池の高効率化を図るためには、受光面積に対する電極の面積の割合を低減させる必要があり、この要求を満たすため、埋込電極が用いられている。埋込電極を用いた太陽電池は、電極を基板内に埋め込むことにより、電極の占有面積を増加させることなく基板と電極との接触面積を増加させることができるので、直列抵抗を低減することができて、ＦＦ（曲線因子）の向上を行うことができる。また、埋込電極を用いることにより、直列抵抗を増加させることなく電極の占有面積を低減できるので、電極の占有面積の低減と、短絡電流密度の向上とを両立することができる。   In order to increase the efficiency of the solar cell, it is necessary to reduce the ratio of the area of the electrode to the light receiving area. In order to satisfy this requirement, a buried electrode is used. Solar cells using embedded electrodes can increase the contact area between the substrate and the electrode without increasing the area occupied by the electrode by embedding the electrode in the substrate, thus reducing the series resistance. And FF (fill factor) can be improved. Further, by using the embedded electrode, it is possible to reduce the occupied area of the electrode without increasing the series resistance. Therefore, it is possible to achieve both reduction of the occupied area of the electrode and improvement of the short-circuit current density.

この種の太陽電池の製造方法としては、従来、図９及び１０の模式断面図で示された工程を備える方法がある（特開平０５−３２６９８９号公報（特許文献１）参照）。   As a method for manufacturing this type of solar cell, there is a method conventionally including the steps shown in the schematic cross-sectional views of FIGS. 9 and 10 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-326989 (Patent Document 1)).

この太陽電池の製造方法は、まず、単結晶または多結晶のＰ型シリコン基板５０１（図１０（ａ））に対して、インゴットからスライスする際に表面近傍に生じたダメージ層を除去するために、図１０（ａ）の破線で示した輪郭となるまで、酸性又はアルカリ性の溶液によって表面部分をエッチングする（図１０（ｂ））。このとき、入射光の吸収効率を向上するため、受光面にテクスチャ構造を形成する。なお、図９及び１０では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。   In this solar cell manufacturing method, first, a single crystal or polycrystalline P-type silicon substrate 501 (FIG. 10A) is removed in order to remove a damaged layer near the surface when slicing from an ingot. The surface portion is etched with an acidic or alkaline solution until the outline shown by the broken line in FIG. 10A is obtained (FIG. 10B). At this time, a texture structure is formed on the light receiving surface in order to improve the absorption efficiency of incident light. In FIGS. 9 and 10, the texture is not shown in order to avoid complication.

次に、８５０℃の石英管の炉中で２０分間加熱を行ってＰＯＣｌ３の熱拡散を行い、シリコン基板５０１の受光面となる側の表面に、Ｎ＋拡散層５０２を形成する（図９（ｃ））。 Next, heating is performed in a quartz tube furnace at 850 ° C. for 20 minutes to perform thermal diffusion of POCl 3 , thereby forming an N + diffusion layer 502 on the surface that becomes the light receiving surface of the silicon substrate 501 (FIG. 9 ( c)).

続いて、Ｎ＋拡散層５０２上に、表面安定化のため、ＳｉＯ２によるパッシベーション膜５０３をドライ酸化法により形成する（図９（ｄ））。 Subsequently, a passivation film 503 made of SiO 2 is formed on the N + diffusion layer 502 by a dry oxidation method for surface stabilization (FIG. 9D).

このパッシベーション膜５０３上に、第１の反射防止膜としてＴｉＯ２膜５０４を常圧ＣＶＤ（化学的気相成長）法により積層する（図９（ｅ））。 This on the passivation film 503, a TiO 2 film 504 atmospheric pressure CVD (chemical vapor deposition) method by laminating a first antireflection film (FIG. 9 (e)).

次に、シリコン基板５０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成して、Ｐ＋拡散層５０６と裏面電極５０７を形成する（図１０（ｆ））。   Next, an Al paste is printed on the back surface of the silicon substrate 501 and baked to form a P + diffusion layer 506 and a back electrode 507 (FIG. 10F).

次に、上記ＴｉＯ２膜５０４の表面に、リン不純物を含む塗布液（ＰＳＧ液）を塗布し、乾燥させて、ＰＳＧ膜５０９を形成する（図１０（ｇ））。上記ＰＳＧ液の成分は、エチルアルコールＣ２Ｈ５ＯＨを８０ｃｃ、五酸化リンＰ２Ｏ５を５グラム、珪酸エチルＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４を１ｃｃ、及び、酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨを８ｃｃ溶解させたものである。 Next, a coating solution (PSG solution) containing phosphorus impurities is applied to the surface of the TiO 2 film 504 and dried to form a PSG film 509 (FIG. 10G). The components of the PSG solution are 80 cc of ethyl alcohol C 2 H 5 OH, 5 grams of phosphorus pentoxide P 2 O 5 , 1 cc of ethyl silicate Si (OC 2 H 5 ) 4 and 8 cc of CH 3 COOH acetate. It has been made.

次に、ＰＳＧ膜５０９の表面に、ポリイミドフィルム５１０（厚さ２５μｍ）を表面に貼り付ける（図１０（ｈ））。   Next, a polyimide film 510 (thickness: 25 μm) is attached to the surface of the PSG film 509 (FIG. 10H).

上記各工程を行ったシリコン基板５０１を、短波長レーザー装置のＸ−Ｙステージに固定する。そして、２００Ｔｏｒｒの水素ガス雰囲気中で、室温温度の下、照射線幅が２０μｍのＸｅＣｌエキシマレーザー光（λ＝３０８ｎｍ）を、シリコン基板５０１の表面側の電極形成位置に、所定パターンに照射する。ＸｅＣｌエキシマレーザー光は、パルス幅を５０ｎｓｅｃ以下、パルス速度を１００Ｈｚ、照射エネルギーを３．０Ｊ／ｃｍ２に設定する。このＸｅＣｌエキシマレーザー光の照射により、最上層のポリイミドフィルム５１０からシリコン基板５０１に達する溝５１２を形成する。また、上記溝５１２の内側面であって、上記シリコン基板５０１に形成された内側面の周辺部分に、Ｎ＋＋拡散層５１４を形成する。 The silicon substrate 501 subjected to the above steps is fixed to an XY stage of a short wavelength laser device. Then, in a hydrogen gas atmosphere of 200 Torr, XeCl excimer laser light (λ = 308 nm) having an irradiation line width of 20 μm is irradiated to the electrode formation position on the surface side of the silicon substrate 501 in a predetermined pattern at room temperature. The XeCl excimer laser beam has a pulse width of 50 nsec or less, a pulse speed of 100 Hz, and an irradiation energy of 3.0 J / cm 2 . By this XeCl excimer laser light irradiation, a groove 512 reaching the silicon substrate 501 from the uppermost polyimide film 510 is formed. Further, an N ++ diffusion layer 514 is formed on the inner surface of the groove 512 and on the peripheral portion of the inner surface formed on the silicon substrate 501.

次に、印刷によって、上記溝５１２内にＡｇペーストを充填する。このとき、Ａｇペーストを、最上層のポリイミドフィルム５１０の表面よりも突出するように、かつ、平面視において、ポリイミドフィルム５１０における溝５１２の開口よりも広範囲に亘って形成する。（図１０（ｊ））。   Next, Ag paste is filled in the groove 512 by printing. At this time, the Ag paste is formed over a wider range than the opening of the groove 512 in the polyimide film 510 in a plan view so as to protrude from the surface of the uppermost polyimide film 510. (FIG. 10 (j)).

次に、ポリイミドフィルム５１０を、このポリイミドフィルム５１０よりも上に存在する余分なＡｇペーストと共に除去する。そして、溝５１２内に残ったＡｇペーストを、７００℃で焼成することにより、受光面の埋込電極９を形成する。この焼成の際に、受光面の電極形成部以外の部分に残されたＰＳＧ膜５０９は緻密化し、屈折率が１．４５になり、第１の反射防止膜であるＴｉＯ２膜５０４（屈折率２．２）と共に、２層反射防止膜として機能する（図１０（ｋ））。 Next, the polyimide film 510 is removed together with the excess Ag paste existing above the polyimide film 510. Then, the embedded electrode 9 on the light receiving surface is formed by baking the Ag paste remaining in the groove 512 at 700 ° C. During this firing, the PSG film 509 remaining on the light receiving surface other than the electrode forming portion is densified to have a refractive index of 1.45, and a TiO 2 film 504 (refractive index) as a first antireflection film. 2.2) and functions as a two-layer antireflection film (FIG. 10 (k)).

また、従来の他の太陽電池の製造方法としては、図１１及び１２の模式断面図で示した工程を備えるものがある。   Another conventional solar cell manufacturing method includes the steps shown in the schematic cross-sectional views of FIGS.

この太陽電池の製造方法は、まず、単結晶または多結晶のＰ型シリコン基板６０１（図１１（ａ））に、酸性又はアルカリ性の溶液によるエッチングを施して、表面近傍に生じたダメージ層を除去する(図１１（ｂ）)。   In this solar cell manufacturing method, first, a single crystal or polycrystalline P-type silicon substrate 601 (FIG. 11A) is etched with an acidic or alkaline solution to remove a damaged layer near the surface. (FIG. 11B).

次に、シリコン基板６０１の受光面となる表面の電極形成部分に、ＩＣチップの切断に汎用されているダイシング装置を用いて、溝６１２を形成する（図１１（ｃ））。   Next, a groove 612 is formed in the electrode forming portion on the surface which becomes the light receiving surface of the silicon substrate 601 using a dicing apparatus generally used for cutting an IC chip (FIG. 11C).

上記シリコン基板６０１の表面及び溝６１２の内側面に、通常のＮ＋拡散層よりも表面キャリア濃度が高くて深い接合層であるＮ＋＋拡散層６０２を形成する（図１１（ｄ））。   On the surface of the silicon substrate 601 and the inner surface of the groove 612, an N ++ diffusion layer 602, which is a deep bonding layer having a surface carrier concentration higher than that of a normal N + diffusion layer, is formed (FIG. 11D).

次に、スクリーン印刷法により、上記溝６１２内に耐薬品性のワックス６１３を充填する。このワックス６１２は、Ｎ＋＋拡散層６０２の表面よりも突出するように、かつ、平面視において溝６１２の開口よりも広い範囲に亘って配置する（図１１（ｅ））。   Next, the groove 612 is filled with chemical-resistant wax 613 by screen printing. The wax 612 is disposed so as to protrude from the surface of the N ++ diffusion layer 602 and over a wider range than the opening of the groove 612 in plan view (FIG. 11E).

この後、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行ない、溝６１２内以外のＮ＋＋拡散層６０２を除去するとともに、受光面の反射率を低減するために、シリコン基板６０１の表面に微細な凹凸を形成して、テクスチャ構造にする（図１１（ｆ））。なお、図１１及び１２において、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。   Thereafter, etching is performed with an acidic or alkaline solution to remove the N ++ diffusion layer 602 other than in the groove 612 and to form fine irregularities on the surface of the silicon substrate 601 in order to reduce the reflectance of the light receiving surface. Thus, a texture structure is formed (FIG. 11 (f)). In FIGS. 11 and 12, the texture is not shown in order to avoid complication.

次に、上記溝６１２及びシリコン基板６０１の表面から突出したワックス６１３を除去する（図１２（ｇ））。   Next, the wax 613 protruding from the groove 612 and the surface of the silicon substrate 601 is removed (FIG. 12G).

次に、シリコン基板６０１の表面に、Ｎ＋拡散層６２２を形成する（図１２（ｈ））。   Next, an N + diffusion layer 622 is formed on the surface of the silicon substrate 601 (FIG. 12H).

次に、上記Ｎ＋拡散層６２２の表面に、安定化のため、ＳｉＯ２によるパッシベーション膜６０３をドライ酸化法により形成する（図１２（ｉ））。 Next, a passivation film 603 of SiO 2 is formed on the surface of the N + diffusion layer 622 by a dry oxidation method for stabilization (FIG. 12I).

次に、第１の反射防止膜として、ＴｉＯ２膜６０４を常圧ＣＶＤ法により積層する（図１２（ｊ））。 Next, as a first antireflection film, a TiO 2 film 604 is laminated by an atmospheric pressure CVD method (FIG. 12 (j)).

次に、シリコン基板６０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成することにより、ＢＳＦ（Back Surface Field：裏面電界）層となるＰ＋拡散層６０６と、裏面電極６０７とを形成する（図１２（ｋ））。   Next, an Al paste is printed on the back surface of the silicon substrate 601 and baked to form a P + diffusion layer 606 serving as a BSF (Back Surface Field) layer and a back electrode 607 (FIG. 12 (k)). )).

次に、上記溝６１２内に、スクリーン印刷法によってＡｇペーストを印刷し、焼成することにより、受光面の埋込電極６１６を形成する（図１２（ｌ））。   Next, an Ag paste is printed in the groove 612 by screen printing and baked to form the embedded electrode 616 on the light receiving surface (FIG. 12L).

最後に、第２の反射防止膜となるＭｇＦ２膜６０４を蒸着法により表面に形成して、太陽電池が完成する（図１２（ｍ））。 Finally, an MgF 2 film 604 serving as a second antireflection film is formed on the surface by vapor deposition to complete the solar cell (FIG. 12 (m)).

しかしながら、上記従来の太陽電池の製造方法では、埋込電極を形成する際、レーザーやダイシング装置を用いて、シリコン基板５０１，６０１や、その上の積層体を除去して溝５１２，６１２を形成するので、上記シリコン基板５０１，６０１や積層体が損傷し易い。したがって、歩留まりの低下を招くという問題がある。また、レーザーやダイシング装置を用いて溝を形成する際、シリコン基板５０１，６０１や積層体に応力の蓄積や微細な傷が生じて、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を招くという問題がある。また、レーザーやダイシング装置による溝の形成時に破損を防止するため、比較的厚いシリコン基板５０１，６０１を用いる必要があるので、基板材料の節減や太陽電池の薄型化が困難であるという問題がある。
特開平５−３２６９８９号公報 However, in the above conventional solar cell manufacturing method, when forming the embedded electrode, the silicon substrates 501 and 601 and the stacked body thereon are removed to form the grooves 512 and 612 using a laser or a dicing apparatus. Therefore, the silicon substrates 501 and 601 and the laminated body are easily damaged. Therefore, there is a problem that the yield is reduced. In addition, when grooves are formed using a laser or a dicing apparatus, there is a problem that stress accumulation and fine scratches occur in the silicon substrates 501 and 601 and the laminate, leading to shortening of the life of the solar cell and deterioration of performance. is there. Further, since it is necessary to use relatively thick silicon substrates 501 and 601 in order to prevent breakage when forming a groove by a laser or a dicing apparatus, there is a problem that it is difficult to save the substrate material and make the solar cell thinner. .
JP-A-5-326989

そこで、本発明の課題は、歩留まりの低下を防止でき、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止でき、基板材料の節減と太陽電池の薄型化を行うことができる太陽電池の埋込電極の形成方法及び太陽電池の製造方法を提供することにある。   Therefore, the problem of the present invention is that the embedded electrode of the solar cell that can prevent the yield reduction, the shortening of the life of the solar cell and the performance, and the reduction of the substrate material and the thinning of the solar cell can be achieved. It is providing the formation method of this, and the manufacturing method of a solar cell.

上記課題を解決するため、本発明の太陽電池の埋込電極の形成方法は、
半導体基板の表面にエッチングマスク層を形成する工程と、
上記エッチングマスク層をパターニングする工程と、
上記エッチングマスク層のパターニングで除去された部分に対応する上記半導体基板の部分に、エッチングによって溝を形成する工程と、
上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程と
を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a method for forming a buried electrode of a solar cell of the present invention includes:
Forming an etching mask layer on the surface of the semiconductor substrate;
Patterning the etching mask layer;
Forming a groove by etching in a portion of the semiconductor substrate corresponding to a portion removed by patterning of the etching mask layer;
And a step of embedding a conductor in the groove of the semiconductor substrate.

上記構成によれば、上記半導体基板の表面に、エッチングによって溝を形成し、この溝内に導電体を埋め込んで埋込電極を形成する。したがって、レーザーやダイシング装置で基板に溝を形成する従来よりも、半導体基板に生じる応力や傷を少なくできるので、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止できる。また、溝の形成時に半導体基板が破損する虞を防止できて、太陽電池の製造歩留まりの向上を図ることができる。また、従来よりも薄い半導体基板を用いることができるので、使用材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。   According to the above configuration, a groove is formed on the surface of the semiconductor substrate by etching, and a conductor is embedded in the groove to form a buried electrode. Therefore, since the stress and scratches generated in the semiconductor substrate can be reduced as compared with the conventional case where grooves are formed in the substrate with a laser or a dicing apparatus, it is possible to prevent the life of the solar cell from being shortened and the performance from being deteriorated. In addition, it is possible to prevent the semiconductor substrate from being damaged during the formation of the groove, and to improve the manufacturing yield of the solar cell. In addition, since a thinner semiconductor substrate than the conventional one can be used, it is possible to reduce the material used and reduce the thickness of the solar cell.

なお、上記半導体基板の表面とは、太陽電池が完成されたときに受光面となる面をいう。   The surface of the semiconductor substrate refers to a surface that becomes a light receiving surface when the solar cell is completed.

一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物で形成されている。   In one embodiment of the method for forming a buried electrode of a solar cell, the etching mask layer is formed of silicon oxide or silicon nitride.

上記実施形態によれば、上記エッチングマスク層を容易に形成できる。   According to the embodiment, the etching mask layer can be easily formed.

一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層をパターニングする工程は、レーザー又はエッチングペーストを用いて行う。   In one embodiment of the method for forming a buried electrode of a solar cell, the step of patterning the etching mask layer is performed using a laser or an etching paste.

上記実施形態によれば、少ない工程でエッチングマスク層をパターニングすることができる。   According to the embodiment, the etching mask layer can be patterned with a small number of steps.

一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層はシリコン酸化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成する。 In one embodiment of the method for forming a buried electrode of a solar cell, the etching mask layer is formed of silicon oxide,
A groove is formed in the semiconductor substrate by etching using an aqueous potassium hydroxide solution or an aqueous sodium hydroxide solution.

上記実施形態によれば、上記半導体基板に、上記溝を制御良く所定の形状及び深さに形成できる。   According to the embodiment, the groove can be formed in the semiconductor substrate with a predetermined shape and depth with good control.

一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層はシリコン窒化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、又は、フッ酸と硝酸との混合液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成する。 In one embodiment of the method for forming a buried electrode of a solar cell, the etching mask layer is formed of silicon nitride,
Grooves are formed in the semiconductor substrate by etching using an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid.

上記実施形態によれば、上記半導体基板に、上記溝を制御良く所定の形状及び深さに形成できる。   According to the embodiment, the groove can be formed in the semiconductor substrate with a predetermined shape and depth with good control.

一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程は、Ａｇペーストのスクリーン印刷によって行う。   In one embodiment of the method for forming an embedded electrode of a solar cell, the step of embedding a conductor in the groove of the semiconductor substrate is performed by screen printing of an Ag paste.

上記実施形態によれば、スクリーン印刷によって、上記半導体基板の溝内にＡｇペーストを効率良く埋め込むことができる。   According to the embodiment, the Ag paste can be efficiently embedded in the groove of the semiconductor substrate by screen printing.

一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記半導体基板の部分に溝を形成する工程の後に、上記エッチングマスク層を拡散マスクとして用いた拡散を行って、上記溝の内側面に不純物拡散層を形成する工程を備える。   In one embodiment of the method for forming a buried electrode of a solar cell, after the step of forming a groove in the semiconductor substrate portion, diffusion is performed using the etching mask layer as a diffusion mask, and the inner surface of the groove is formed. Forming an impurity diffusion layer;

上記実施形態によれば、
上記半導体基板に溝を形成するときに用いたエッチングマスク層を、拡散マスクに兼用することにより、少ない工程で上記溝の内側面に不純物拡散層を形成することができる。したがって、太陽電池の埋込電極の形成における手間とコストを削減することができる。 According to the above embodiment,
By using the etching mask layer used for forming the groove in the semiconductor substrate also as a diffusion mask, the impurity diffusion layer can be formed on the inner surface of the groove with a small number of steps. Therefore, it is possible to reduce labor and cost in forming the embedded electrode of the solar cell.

本発明の太陽電池の製造方法は、上記太陽電池の埋込電極の形成方法を含むことを特徴としている。   A method for manufacturing a solar cell according to the present invention includes a method for forming an embedded electrode of the solar cell.

上記構成によれば、従来よりも薄い半導体基板に高い歩留まりで太陽電池の埋込電極を形成できるので、薄型の太陽電極を高い歩留まりで製造できる。   According to the above configuration, since the embedded electrode of the solar cell can be formed on the semiconductor substrate thinner than the conventional one with a high yield, a thin solar electrode can be manufactured with a high yield.

以上のように、本発明の太陽電池の埋込電極の形成方法は、半導体基板の表面に、エッチングによって溝を形成し、この溝内に導電体を埋めこんで埋込電極を形成するので、レーザーやダイシング装置で基板に溝を形成する従来よりも、半導体基板に生じる応力や傷を少なくできて、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止できる。また、溝の形成時に半導体基板が破損する虞を防止できて、太陽電池の製造歩留まりの向上を図ることができる。また、従来よりも薄い半導体基板を用いることができるので、使用材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。   As described above, in the method for forming the embedded electrode of the solar cell of the present invention, a groove is formed by etching on the surface of the semiconductor substrate, and the conductor is embedded in the groove to form the embedded electrode. Compared to the conventional method of forming grooves in a substrate with a laser or a dicing apparatus, the stress and scratches generated in the semiconductor substrate can be reduced, and the lifetime of the solar cell and the deterioration in performance can be prevented. Further, it is possible to prevent the semiconductor substrate from being damaged during the formation of the groove, and to improve the manufacturing yield of the solar cell. In addition, since a thinner semiconductor substrate than the conventional one can be used, it is possible to save the material used and to reduce the thickness of the solar cell.

以下、本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.

（第１実施形態）
図１及び２は、本発明の第１実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。 (First embodiment)
1 and 2 are schematic cross-sectional views showing the steps performed in the method for manufacturing a solar cell as the first embodiment of the present invention, and in particular, the schematic cross-sections showing in detail the steps performed in the method for forming a buried electrode. FIG.

まず、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板１０１（図１（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行う。これにより、Ｐ型シリコン基板１０１がインゴットからスライスされた際に切断面近傍に生じたダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図１及び２において上側の面）に、入射光の吸収効率を向上するためのテクスチャ構造を形成する(図１（ｂ）)。なお、図１及び２では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。   First, etching is performed on the entire surface of a single crystal or polycrystalline P-type silicon substrate 101 (FIG. 1A) with an acidic or alkaline solution. As a result, damage generated in the vicinity of the cut surface when the P-type silicon substrate 101 is sliced from the ingot is removed, and the absorption efficiency of incident light on the surface serving as the light receiving surface (the upper surface in FIGS. 1 and 2). A texture structure for improving the above is formed (FIG. 1B). In FIGS. 1 and 2, the texture is not shown in order to avoid complication.

次に、上記シリコン基板１０１の表裏両面に、常圧ＣＶＤ（化学的気相成長）法によりＳｉＯｘ膜を堆積させて、又は、Ｐ（プラズマ）−ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層１０２を形成する（図１（ｃ））。なお、シリコン基板１０１の裏面のエッチングマスク層１０２は必ずしも必要ではなく、基板１０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。   Next, an SiOx film is deposited on the front and back surfaces of the silicon substrate 101 by an atmospheric pressure CVD (chemical vapor deposition) method or an SiNx film is deposited by a P (plasma) -CVD method, and an etching mask is used. A layer 102 is formed (FIG. 1C). Note that the etching mask layer 102 on the back surface of the silicon substrate 101 is not necessarily required, and is arranged according to the thickness of the substrate 101 and the depth of a groove to be formed later.

次に、シリコン基板１０１の表面のエッチングマスク層１０２に、レーザーを用いて、形成すべき溝パターンに対応したパターンの開口１０４を形成する（図１（ｄ））。   Next, an opening 104 having a pattern corresponding to the groove pattern to be formed is formed in the etching mask layer 102 on the surface of the silicon substrate 101 by using a laser (FIG. 1D).

次に、上記シリコン基板１０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口１０４に連なる溝１０５を形成する（図１（ｅ））。ここで、上記エッチングマスク層１０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層１０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板１０１に溝１０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板１０１の表面側のエッチングマスク層１０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板１０１の裏面側のエッチングマスク層１０２が除去される。   Next, the silicon substrate 101 is etched using an acidic or alkaline solution to form a groove 105 continuous with the opening 104 of the etching mask layer (FIG. 1E). Here, when the etching mask layer 102 is formed of a SiOx film, alkali etching is performed using a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or the like. When the etching mask layer 102 is formed of a SiNx film, an alkali etch using a potassium hydroxide aqueous solution or a sodium hydroxide aqueous solution or an acid etch using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is performed. . When forming the groove 105 in the silicon substrate 101, the etching reduces the thickness of the etching mask layer 102 on the front surface side of the silicon substrate 101 and removes the etching mask layer 102 on the back surface side of the silicon substrate 101. .

次に、上記エッチングマスク層１０２を拡散マスクとして用いて、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板の溝１０５の内側面にＮ＋＋拡散層１０７を形成する。 Next, the etching mask layer 102 using as a diffusion mask, by vapor phase diffusion or the like using POCl 3, to form the N ++ diffusion layer 107 on the inner surface of the groove 105 of the silicon substrate.

次に、シリコン基板１０１表面のエッチングマスク層１０２をフッ酸で除去して（図２（ｆ））、このエッチングマスク層１０２が除去されたシリコン基板１０１の表面に、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、Ｎ＋拡散層１０８を形成する（図２（ｇ））。 Next, the etching mask layer 102 on the surface of the silicon substrate 101 is removed with hydrofluoric acid (FIG. 2F), and a vapor phase using POCl 3 is formed on the surface of the silicon substrate 101 from which the etching mask layer 102 has been removed. An N + diffusion layer 108 is formed by diffusion or the like (FIG. 2G).

次に、上記Ｎ＋＋拡散層１０７及びＮ＋拡散層１０８上に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および入射光の反射防止膜として機能するＳｉＮｘ膜１０９を、Ｐ−ＣＶＤ法によって形成する（図２（ｈ））。   Next, a SiNx film 109 functioning as a passivation film for stabilizing the light receiving surface and an antireflection film for incident light is formed on the N ++ diffusion layer 107 and the N + diffusion layer 108 by the P-CVD method (FIG. 2 (h)).

次に、シリコン基板１０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層１１１と裏面電極１１２とを形成する（図２（ｉ））。   Next, an Al paste is printed on the back surface of the silicon substrate 101 and baked to form the P + diffusion layer 111 and the back electrode 112 (FIG. 2 (i)).

最後に、印刷により、シリコン基板１０１の表面の溝１０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極１１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝１０５の内側面のＳｉＮｘ膜１０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極１１４はＮ＋＋拡散層１０７に電気的に接続される。また、裏面電極１１２の表面（図２（ｊ）において下側面）に所定パターンの突起電極１１５を形成して、太陽電池が完成する。   Finally, an Ag paste is embedded in the groove 105 on the surface of the silicon substrate 101 by printing and baked to form the embedded electrode 114. When the Ag paste is baked, the SiNx film 109 on the inner surface of the groove 105 is dissolved in Ag, so that the buried electrode 114 is electrically connected to the N ++ diffusion layer 107. Further, the protruding electrode 115 having a predetermined pattern is formed on the surface of the back electrode 112 (the lower surface in FIG. 2 (j)) to complete the solar cell.

以上のように、本実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法及び太陽電池の製造方法によれば、シリコン基板１０１の受光面側の表面に、埋込電極としての表面電極１１２を形成するための溝１０５を、従来のようなレーザーやダイシング装置を用いることなく、エッチングによって形成する。したがって、従来のような基板や積層体の損傷を防止できて、歩留まりの低下を防止できる。また、基板における微細な傷を防止できて、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止できる。また、比較的薄いシリコン基板１０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。   As described above, according to the method for forming the embedded electrode of the solar cell and the method for manufacturing the solar cell of this embodiment, the surface electrode 112 as the embedded electrode is formed on the light receiving surface side surface of the silicon substrate 101. The groove 105 is formed by etching without using a conventional laser or dicing apparatus. Therefore, it is possible to prevent damage to the substrate and laminate as in the conventional case, and it is possible to prevent the yield from decreasing. Moreover, the fine damage | wound in a board | substrate can be prevented and the shortening of the lifetime of a solar cell and a performance fall can be prevented. In addition, since a relatively thin silicon substrate 101 can be used, the substrate material can be saved and the solar cell can be thinned.

（第２実施形態）
図３及び４は、本発明の第２実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。 (Second Embodiment)
3 and 4 are schematic cross-sectional views showing the steps performed in the method for manufacturing a solar cell as the second embodiment of the present invention, and in particular, the schematic cross-sections showing in detail the steps performed in the method for forming an embedded electrode. FIG.

まず、第１実施形態と同様に、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板２０１（図３（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行って、シリコン基板２０１のダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図３及び４において上側の面）にテクスチャを形成する（図３（ｂ））。なお、図３及び４では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。   First, as in the first embodiment, the entire surface of a single crystal or polycrystalline P-type silicon substrate 201 (FIG. 3A) is etched with an acidic or alkaline solution to remove damage to the silicon substrate 201. At the same time, a texture is formed on the surface (upper surface in FIGS. 3 and 4) to be the light receiving surface (FIG. 3B). In FIGS. 3 and 4, the texture is not shown in order to avoid complication.

次に、上記シリコン基板２０１の表裏両面に、常圧ＣＶＤ法によりＳｉＯｘ膜を堆積させて、又は、Ｐ−ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層２０２を形成する（図３（ｃ））。なお、シリコン基板２０１の裏面のエッチングマスク層２０２は必ずしも必要ではなく、基板２０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。   Next, an SiOx film is deposited on the front and back surfaces of the silicon substrate 201 by an atmospheric pressure CVD method or an SiNx film is deposited by a P-CVD method to form an etching mask layer 202 (FIG. 3C). )). Note that the etching mask layer 202 on the back surface of the silicon substrate 201 is not necessarily required, and is arranged according to the thickness of the substrate 201 and the depth of a groove to be formed later.

次に、上記エッチングマスク層２０２の表面に、形成すべき溝パターンに対応したパターンのエッチングペースト２０３を、スクリーン印刷によって配置する。（図３（ｄ））。   Next, an etching paste 203 having a pattern corresponding to the groove pattern to be formed is disposed on the surface of the etching mask layer 202 by screen printing. (FIG. 3 (d)).

続いて、上記エッチングペースト２０３が配置されたエッチングマスク層２０２を加熱し、洗浄することにより、このエッチングマスク層２０２に開口２０４を形成する（図３（ｅ））。   Subsequently, the etching mask layer 202 on which the etching paste 203 is disposed is heated and washed to form an opening 204 in the etching mask layer 202 (FIG. 3E).

次に、上記シリコン基板２０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口２０４に連なる溝２０５を形成する（図３（ｆ））。ここで、上記エッチングマスク層２０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層２０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板２０１に溝２０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板２０１の表面側のエッチングマスク層２０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板２０１の裏面側のエッチングマスク層２０２が除去される。   Next, the silicon substrate 201 is etched using an acidic or alkaline solution to form a groove 205 continuous with the opening 204 of the etching mask layer (FIG. 3F). Here, when the etching mask layer 202 is formed of a SiOx film, alkali etching is performed using a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or the like. Further, when the etching mask layer 202 is formed of a SiNx film, an alkali etch using a potassium hydroxide aqueous solution or a sodium hydroxide aqueous solution or an acid etch using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is performed. . When forming the groove 205 in the silicon substrate 201, the etching reduces the thickness of the etching mask layer 202 on the front surface side of the silicon substrate 201 and removes the etching mask layer 202 on the back surface side of the silicon substrate 201. .

次に、上記エッチングマスク層２０２を拡散マスクとして用いて、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板の溝２０５の内側面にＮ＋＋拡散層２０７を形成する。 Next, using the etching mask layer 202 as a diffusion mask, an N ++ diffusion layer 207 is formed on the inner surface of the groove 205 of the silicon substrate by vapor phase diffusion using POCl 3 or the like.

次に、シリコン基板２０１表面のエッチングマスク層２０２をフッ酸で除去して（図４（ｇ））、このエッチングマスク層２０２が除去されたシリコン基板２０１の表面に、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、Ｎ＋拡散層２０８を形成する（図４（ｈ））。 Next, the etching mask layer 202 on the surface of the silicon substrate 201 is removed with hydrofluoric acid (FIG. 4G), and a vapor phase using POCl 3 is formed on the surface of the silicon substrate 201 from which the etching mask layer 202 has been removed. An N + diffusion layer 208 is formed by diffusion or the like (FIG. 4H).

次に、上記Ｎ＋＋拡散層２０７及びＮ＋拡散層２０８上に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および入射光の反射防止膜として機能するＳｉＮｘ膜２０９を、Ｐ−ＣＶＤ法によって形成する（図４（ｉ））。   Next, a SiNx film 209 that functions as a passivation film for stabilizing the light receiving surface and an antireflection film for incident light is formed on the N ++ diffusion layer 207 and the N + diffusion layer 208 by the P-CVD method (FIG. 4 (i)).

次に、シリコン基板２０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層２１１と裏面電極２１２とを形成する（図４（ｊ））。   Next, an Al paste is printed on the back surface of the silicon substrate 201 and baked to form a P + diffusion layer 211 and a back electrode 212 (FIG. 4J).

最後に、印刷により、シリコン基板２０１の表面の溝２０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極２１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝２０５の内側面のＳｉＮｘ膜２０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極２１４はＮ＋＋拡散層２０７に電気的に接続される。また、裏面電極２１２の表面（図４（ｋ）において下側面）に所定パターンの突起電極２１５を形成して、太陽電池が完成する。   Finally, an Ag paste is embedded in the groove 205 on the surface of the silicon substrate 201 by printing and baked to form the embedded electrode 214. When the Ag paste is baked, the SiNx film 209 on the inner surface of the groove 205 is dissolved in Ag, so that the buried electrode 214 is electrically connected to the N ++ diffusion layer 207. Further, the protruding electrode 215 having a predetermined pattern is formed on the surface of the back electrode 212 (the lower surface in FIG. 4K), thereby completing the solar cell.

本実施形態によれば、エッチングでシリコン基板２０１に溝２０５を形成する際に用いるレジストパターンを、エッチングペースト２０３を用いてパターニングするので、簡易にレジストパターンを形成できる。したがって、上記溝２０５をエッチングによって簡易な工程で形成でき、その結果、上記溝２０５内に埋込電極２１４を簡易に形成できる。上記溝２０５は、エッチングによって簡易に形成できるので、レーザーやダイシング装置で溝を形成していた従来よりも、基板に対する損傷を少なくできて、製造歩留まりと太陽電池の性能の向上を図ることができる。また、比較的薄いシリコン基板２０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。   According to the present embodiment, since the resist pattern used when forming the groove 205 in the silicon substrate 201 by etching is patterned using the etching paste 203, the resist pattern can be easily formed. Therefore, the groove 205 can be formed by a simple process by etching. As a result, the embedded electrode 214 can be easily formed in the groove 205. Since the groove 205 can be easily formed by etching, the damage to the substrate can be reduced as compared with the conventional case where the groove is formed by a laser or a dicing apparatus, and the production yield and the performance of the solar cell can be improved. . Further, since a relatively thin silicon substrate 201 can be used, the substrate material can be saved and the solar cell can be made thinner.

（第３実施形態）
図５及び６は、本発明の第３実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。 (Third embodiment)
5 and 6 are schematic cross-sectional views showing the steps performed in the method for manufacturing a solar cell as the third embodiment of the present invention, and in particular, the schematic cross-sections showing in detail the steps performed in the method for forming a buried electrode. FIG.

まず、第１実施形態と同様に、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板３０１（図５（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行って、シリコン基板３０１のダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図５及び６において上側の面）にテクスチャを形成する（図５（ｂ））。なお、図５及び６では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。   First, as in the first embodiment, the entire surface of the single-crystal or polycrystalline P-type silicon substrate 301 (FIG. 5A) is etched with an acidic or alkaline solution to remove damage to the silicon substrate 301. At the same time, a texture is formed on the surface (upper surface in FIGS. 5 and 6) to be the light receiving surface (FIG. 5B). In FIGS. 5 and 6, the texture is not shown in order to avoid complication.

次に、上記シリコン基板３０１の表裏両面に、常圧ＣＶＤ法によりＳｉＯｘ膜を堆積させて、又は、Ｐ−ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層３０２を形成する（図５（ｃ））。なお、シリコン基板３０１の裏面のエッチングマスク層３０２は必ずしも必要ではなく、基板３０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。   Next, an SiOx film is deposited on the front and back surfaces of the silicon substrate 301 by an atmospheric pressure CVD method or an SiNx film is deposited by a P-CVD method to form an etching mask layer 302 (FIG. 5C )). Note that the etching mask layer 302 on the back surface of the silicon substrate 301 is not necessarily required, and is disposed according to the thickness of the substrate 301 and the depth of a groove to be formed later.

次に、シリコン基板３０１の表面のエッチングマスク層３０２に、レーザーを用いて、形成すべき溝パターンに対応したパターンの開口３０４を形成する（図５（ｄ））。   Next, an opening 304 having a pattern corresponding to the groove pattern to be formed is formed in the etching mask layer 302 on the surface of the silicon substrate 301 by using a laser (FIG. 5D).

次に、上記シリコン基板３０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口３０４に連なる溝３０５を形成する。ここで、上記エッチングマスク層３０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層３０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板３０１に溝３０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板３０１の表面側のエッチングマスク層３０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板３０１の裏面側のエッチングマスク層３０２が除去される。   Next, the silicon substrate 301 is etched using an acidic or alkaline solution to form a groove 305 continuous with the opening 304 of the etching mask layer. Here, when the etching mask layer 302 is formed of a SiOx film, alkali etching is performed using a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or the like. When the etching mask layer 302 is formed of a SiNx film, an alkali etch using a potassium hydroxide aqueous solution or a sodium hydroxide aqueous solution or an acid etch using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is performed. . When forming the groove 305 in the silicon substrate 301, the etching reduces the thickness of the etching mask layer 302 on the front surface side of the silicon substrate 301 and removes the etching mask layer 302 on the back surface side of the silicon substrate 301. .

次に、シリコン基板３０１の表面のエッチングマスク層３０２をフッ酸で除去し、（図５（ｅ））ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板３０１の表面及び溝３０５の内側面に、Ｎ＋拡散層３０８を形成する（図６（ｆ））。 Next, the etching mask layer 302 on the surface of the silicon substrate 301 is removed with hydrofluoric acid, and (FIG. 5E) the surface of the silicon substrate 301 and the inner surface of the groove 305 are formed by vapor phase diffusion using POCl 3. Then, an N + diffusion layer 308 is formed (FIG. 6F).

次に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および受光面への入射光に対する反射防止膜として機能するＳｉＮｘ３０９を、Ｐ−ＣＶＤ方によって形成する（図６（ｇ））。   Next, a passivation film for stabilizing the light receiving surface and SiNx 309 functioning as an antireflection film for light incident on the light receiving surface are formed by the P-CVD method (FIG. 6G).

次に、シリコン基板３０１の裏面に、Ａｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層３１１と裏面電極３１２とを形成する（図６（ｈ））。   Next, an Al paste is printed on the back surface of the silicon substrate 301 and baked to form a P + diffusion layer 311 and a back electrode 312 (FIG. 6H).

最後に、印刷により、シリコン基板３０１の表面の溝３０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極３１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝３０５の内側面のＳｉＮｘ膜３０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極３１４はシリコン基板３０１に電気的に接続される。また、裏面電極３１２の表面（図６（ｉ）において下側面）に所定パターンの突起電極３１５を形成して、太陽電池が完成する。   Finally, an Ag paste is embedded in the groove 305 on the surface of the silicon substrate 301 by printing and baked to form the embedded electrode 314. When the Ag paste is baked, the SiNx film 309 on the inner surface of the groove 305 is dissolved in Ag, so that the embedded electrode 314 is electrically connected to the silicon substrate 301. Further, the protruding electrode 315 having a predetermined pattern is formed on the surface of the back electrode 312 (the lower surface in FIG. 6I), thereby completing the solar cell.

本実施形態によれば、図６（ｆ）に示した工程において、シリコン基板１の表面及び溝３０５内に、１度の気相拡散工程によってＮ＋拡散層３０８を形成するので、製造工程数を少なくできる。したがって、上記溝３０５内に少ない工程で埋込電極３１４を形成できる。上記溝３０５は、エッチングによって簡易に形成できるので、レーザーやダイシング装置で溝を形成していた従来よりも、基板に対する損傷を少なくできて、製造歩留まりと太陽電池の性能の向上を図ることができる。また、比較的薄いシリコン基板３０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。   According to the present embodiment, in the process shown in FIG. 6F, the N + diffusion layer 308 is formed in the surface of the silicon substrate 1 and in the groove 305 by a single vapor phase diffusion process. Less. Therefore, the embedded electrode 314 can be formed in the groove 305 with a small number of steps. Since the groove 305 can be easily formed by etching, damage to the substrate can be reduced as compared with the conventional case where the groove is formed by a laser or a dicing apparatus, and the manufacturing yield and the performance of the solar cell can be improved. . In addition, since a relatively thin silicon substrate 301 can be used, the substrate material can be saved and the solar cell can be thinned.

（第４実施形態）
図７及び８は、本発明の第４実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。 (Fourth embodiment)
7 and 8 are schematic cross-sectional views showing the steps performed in the method for manufacturing a solar cell as the fourth embodiment of the present invention, and in particular, the schematic cross-sections showing in detail the steps performed in the method for forming the buried electrode. FIG.

まず、第１実施形態と同様に、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板４０１（図７（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行って、シリコン基板４０１のダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図７及び８において上側の面）にテクスチャを形成する（図７（ｂ））。なお、図７及び８では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。   First, as in the first embodiment, the entire surface of the single-crystal or polycrystalline P-type silicon substrate 401 (FIG. 7A) is etched with an acidic or alkaline solution to remove damage to the silicon substrate 401. At the same time, a texture is formed on the surface (upper surface in FIGS. 7 and 8) to be the light receiving surface (FIG. 7B). 7 and 8, the texture is not shown in order to avoid complication.

次に、上記シリコン基板４０１の表裏両面に、ＳｉＯｘ膜又はＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層４０２を形成する（図７（ｃ））。エッチングマスク層４０２がＳｉＯｘ膜の場合は常圧ＣＶＤ法で堆積を行い、エッチングマスク層４０２がＳｉＮｘ膜の場合はＰ−ＣＶＤ法で堆積を行う。なお、シリコン基板４０１の裏面のエッチングマスク層４０２は必ずしも必要ではなく、基板４０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。   Next, SiOx films or SiNx films are deposited on both the front and back surfaces of the silicon substrate 401 to form an etching mask layer 402 (FIG. 7C). When the etching mask layer 402 is a SiOx film, deposition is performed by atmospheric pressure CVD, and when the etching mask layer 402 is a SiNx film, deposition is performed by P-CVD. Note that the etching mask layer 402 on the back surface of the silicon substrate 401 is not always necessary, and is arranged according to the thickness of the substrate 401 and the depth of a groove to be formed later.

次に、上記エッチングマスク層４０２の表面に、形成すべき溝パターンに対応したパターンのエッチングペースト４０３を、スクリーン印刷によって配置する。（図７（ｄ））。   Next, an etching paste 403 having a pattern corresponding to the groove pattern to be formed is disposed on the surface of the etching mask layer 402 by screen printing. (FIG. 7D).

続いて、上記エッチングペースト４０３が配置されたエッチングマスク層４０２を加熱し、洗浄することにより、このエッチングマスク層４０２に開口４０４を形成する（図７（ｅ））。   Subsequently, the etching mask layer 402 on which the etching paste 403 is disposed is heated and washed to form openings 404 in the etching mask layer 402 (FIG. 7E).

次に、上記シリコン基板４０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口４０４に連なる溝４０５を形成する（図８（ｆ））。ここで、上記エッチングマスク層４０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層４０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板４０１に溝４０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板４０１の表面側のエッチングマスク層４０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板４０１の裏面側のエッチングマスク層４０２が除去される。   Next, the silicon substrate 401 is etched using an acidic or alkaline solution to form a groove 405 that continues to the opening 404 of the etching mask layer (FIG. 8F). Here, when the etching mask layer 402 is formed of a SiOx film, alkali etching is performed using a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or the like. When the etching mask layer 402 is formed of a SiNx film, an alkali etch using a potassium hydroxide aqueous solution or a sodium hydroxide aqueous solution or an acid etch using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid is performed. . When the groove 405 is formed in the silicon substrate 401, the etching reduces the thickness of the etching mask layer 402 on the front surface side of the silicon substrate 401 and removes the etching mask layer 402 on the back surface side of the silicon substrate 401. .

次に、シリコン基板４０１の表面のエッチングマスク層４０２をフッ酸で除去し、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板４０１の表面及び溝４０５の内側面に、Ｎ＋拡散層４０８を形成する（図８（ｇ））。 Next, the etching mask layer 402 on the surface of the silicon substrate 401 is removed with hydrofluoric acid, and an N + diffusion layer 408 is formed on the surface of the silicon substrate 401 and the inner surface of the groove 405 by vapor phase diffusion using POCl 3 or the like. It forms (FIG.8 (g)).

次に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および受光面への入射光に対する反射防止膜として機能するＳｉＮｘ４０９を、Ｐ−ＣＶＤ方によって形成する（図８（ｈ））。   Next, a passivation film for stabilizing the light receiving surface and SiNx 409 functioning as an antireflection film for light incident on the light receiving surface are formed by P-CVD (FIG. 8H).

次に、シリコン基板４０１の裏面に、Ａｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層４１１と裏面電極４１２とを形成する（図８（ｉ））。   Next, an Al paste is printed on the back surface of the silicon substrate 401 and baked to form a P + diffusion layer 411 and a back electrode 412 (FIG. 8I).

最後に、印刷により、シリコン基板４０１の表面の溝４０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極４１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝４０５の内側面のＳｉＮｘ膜４０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極４１４はシリコン基板４０１に電気的に接続される。また、裏面電極４１２の表面（図８（ｊ）において下側面）に所定パターンの突起電極４１５を形成して、太陽電池が完成する。   Finally, an Ag paste is embedded in the groove 405 on the surface of the silicon substrate 401 by printing and baked to form the embedded electrode 414. When the Ag paste is baked, the SiNx film 409 on the inner surface of the groove 405 is dissolved in Ag, so that the embedded electrode 414 is electrically connected to the silicon substrate 401. In addition, a protruding electrode 415 having a predetermined pattern is formed on the surface of the back electrode 412 (the lower surface in FIG. 8J) to complete the solar cell.

本実施形態によれば、エッチングでシリコン基板４０１に溝４０５を形成する際に用いるレジストパターンを、エッチングペースト４０３を用いてパターニングするので、簡易にレジストパターンを形成できる。したがって、上記溝４０５をエッチングによって簡易な工程で形成でき、その結果、上記溝４０５内に埋込電極４１４を簡易に形成できる。上記溝４０５は、エッチングによって簡易に形成できるので、レーザーやダイシング装置で溝を形成していた従来よりも、基板に対する損傷を少なくできて、製造歩留まりと太陽電池の性能の向上を図ることができる。また、比較的薄いシリコン基板４０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。   According to this embodiment, since the resist pattern used when forming the groove 405 in the silicon substrate 401 by etching is patterned using the etching paste 403, the resist pattern can be easily formed. Therefore, the groove 405 can be formed by a simple process by etching. As a result, the embedded electrode 414 can be easily formed in the groove 405. Since the groove 405 can be easily formed by etching, damage to the substrate can be reduced as compared with the conventional case where the groove is formed by a laser or a dicing apparatus, and the manufacturing yield and the performance of the solar cell can be improved. . In addition, since a relatively thin silicon substrate 401 can be used, the substrate material can be saved and the solar cell can be thinned.

第１実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the solar cell of 1st Embodiment. 図１に続いて、第１実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating steps in the method for manufacturing the solar cell according to the first embodiment, following FIG. 1. 第２実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the solar cell of 2nd Embodiment. 図３に続いて、第２実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating steps in the method for manufacturing the solar cell according to the second embodiment, following FIG. 3. 第３実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the solar cell of 3rd Embodiment. 図５に続いて、第３実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating steps in the method for manufacturing the solar cell according to the third embodiment, following FIG. 5. 第４実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the solar cell of 4th Embodiment. 図７に続いて、第４実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating steps in the method for manufacturing the solar cell according to the fourth embodiment, following FIG. 7. 従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the conventional solar cell. 図９に続いて、従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating steps in a conventional solar cell manufacturing method following FIG. 9. 従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the conventional solar cell. 図１１に続いて、従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。Following FIG. 11, it is sectional drawing which shows the process in the manufacturing method of the conventional solar cell.

符号の説明Explanation of symbols

１０１，２０１，３０１，４０１ Ｐ型シリコン基板
１０２，２０２，３０２，４０２ エッチングマスク層
１０４，２０４，３０４，４０４ エッチングマスク層の開口
１０５，２０５，３０５，４０５ Ｐ型シリコン基板の溝
１０７，２０７ Ｎ＋＋拡散層
１０８，２０８，３０８，４０８ Ｎ＋拡散層
１０９，２０９，３０９，４０９ ＳｉＮｘ膜
１１１，２１１，３１１，４１１ Ｐ＋拡散層
１１２，２１２，３１２，４１２ 裏面電極
１１４，２１４，３１４，４１４ 埋込電極
１１５，２１５，３１５，４１５ 突起電極
４０３ エッチングペースト 101, 201, 301, 401 P-type silicon substrate 102, 202, 302, 402 Etching mask layer 104, 204, 304, 404 Etching mask layer opening 105, 205, 305, 405 P-type silicon substrate groove 107, 207 N ++ Diffusion layer 108, 208, 308, 408 N + diffusion layer 109, 209, 309, 409 SiNx film 1111, 211, 311, 411 P + diffusion layer 112, 212, 312, 412 Back electrode 114, 214, 314, 414 Embedded electrode 115, 215, 315, 415 Protruding electrode 403 Etching paste

Claims (8)

半導体基板の表面にエッチングマスク層を形成する工程と、
上記エッチングマスク層をパターニングする工程と、
上記エッチングマスク層のパターニングで除去された部分に対応する上記半導体基板の部分に、エッチングによって溝を形成する工程と、
上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程と
を備えることを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 Forming an etching mask layer on the surface of the semiconductor substrate;
Patterning the etching mask layer;
Forming a groove by etching in a portion of the semiconductor substrate corresponding to a portion removed by patterning of the etching mask layer;
And a step of embedding a conductor in the groove of the semiconductor substrate. 請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物で形成されていることを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 In the formation method of the embedded electrode of the solar cell of Claim 1,
The method for forming a buried electrode of a solar cell, wherein the etching mask layer is formed of silicon oxide or silicon nitride. 請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層をパターニングする工程は、レーザー又はエッチングペーストを用いて行うことを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 In the formation method of the embedded electrode of the solar cell of Claim 1,
The step of patterning the etching mask layer is performed using a laser or an etching paste. 請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層はシリコン酸化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成することを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 In the formation method of the embedded electrode of the solar cell of Claim 1,
The etching mask layer is formed of silicon oxide,
A method for forming a buried electrode of a solar cell, wherein a groove is formed in the semiconductor substrate by etching using an aqueous potassium hydroxide solution or an aqueous sodium hydroxide solution. 請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層はシリコン窒化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、又は、フッ酸と硝酸との混合液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成することを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 In the formation method of the embedded electrode of the solar cell of Claim 1,
The etching mask layer is formed of silicon nitride,
A method for forming an embedded electrode of a solar cell, comprising forming a groove in the semiconductor substrate by etching using a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid. 請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程は、Ａｇペーストのスクリーン印刷によって行うことを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 In the formation method of the embedded electrode of the solar cell of Claim 1,
The method for forming an embedded electrode of a solar cell, wherein the step of embedding a conductor in the groove of the semiconductor substrate is performed by screen printing of an Ag paste. 請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記半導体基板の部分に溝を形成する工程の後に、上記エッチングマスク層を拡散マスクとして用いた拡散を行って、上記溝の内側面に不純物拡散層を形成する工程を備えることを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。 In the formation method of the embedded electrode of the solar cell of Claim 1,
A step of forming an impurity diffusion layer on an inner surface of the groove by performing diffusion using the etching mask layer as a diffusion mask after the step of forming a groove in the semiconductor substrate portion; A method for forming an embedded electrode of a battery. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の太陽電池の埋込電極の形成方法を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。   A method for manufacturing a solar cell, comprising the method for forming an embedded electrode of a solar cell according to claim 1.
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