JP5452535B2 - Manufacturing method of solar cell - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell.

現在の太陽電池基板(以下、基板と呼ぶ)を製造するにあたり、その製造方法として、ＰＮ接合分離が行われる。太陽電池は半導体内にＰＮ接合を形成し、発生した電力をＰ電極とＮ電極から取り出すが、基板に拡散により一方の導電型（ＰまたはＮ）の領域を全面に形成した後に、他方の導電型の電極と短絡しないように、一方の導電型の一部を除去することが行われる（ＰＮ接合分離）。   In manufacturing a current solar cell substrate (hereinafter referred to as a substrate), PN junction separation is performed as a manufacturing method thereof. A solar cell forms a PN junction in a semiconductor and takes out generated power from a P electrode and an N electrode. After a region of one conductivity type (P or N) is formed on the entire surface by diffusion in the substrate, the other conductive Part of one conductivity type is removed (PN junction separation) so as not to short-circuit with the electrode of the mold.

その方法として、プラズマッチングやドライ（ＤＲＹ）エッチングという技術が用いられている。例えば特許文献１にはｐ型拡散層形成後に、基板をスタックしてプラズマエッチャーにより端面を数ミクロン削る方法が開示されている。   As the method, techniques such as plasm matching and dry (DRY) etching are used. For example, Patent Document 1 discloses a method of stacking a substrate after forming a p-type diffusion layer and scraping the end face by a few microns with a plasma etcher.

特開２０１０−１８６９００号公報JP 2010-186900 A

太陽電池基板に形成された拡散層は、基板の側面まで形成されている。側面の拡散層を除去せずに基板を作製すると短絡が起こり電流を取り出せない。そのため、拡散層を分離するため、プラズマによるエッチングを実施している。   The diffusion layer formed on the solar cell substrate is formed up to the side surface of the substrate. If the substrate is fabricated without removing the side diffusion layers, a short circuit occurs and current cannot be extracted. Therefore, plasma etching is performed to separate the diffusion layer.

しかし、端面エッチング時にはプラズマによる拡散層と受光面に対する必要以上のエッチングが行われている。たとえば、特開２００４−２７３８２９号公報に開示された技術などのように、表面に高さの異なる領域があると、スタックした側面に隙間ができて、隙間内にプラズマが侵入して、表面の一部が削れてしまうという問題があった。   However, at the time of end face etching, the plasma diffusion layer and the light receiving surface are etched more than necessary. For example, as in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-273729, when there are regions with different heights on the surface, a gap is formed on the stacked side surface, and plasma enters the gap and There was a problem that some parts were cut off.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、必要以上のエッチングを減少させることで、プラズマが与えるウェハ受光の面損傷の抑制、拡散層の削り量の抑制が可能な太陽電池の製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and by reducing etching more than necessary, it is possible to manufacture a solar cell capable of suppressing the surface damage of the wafer receiving light caused by plasma and suppressing the amount of scraping of the diffusion layer. The purpose is to obtain a method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１導電型の半導体基板の主表面および側面に第１導電型とは異なる導電型の第２導電型の不純物を拡散して拡散層を形成する第１工程と、前記半導体基板の前記主表面の周辺部に保護領域を設ける第２工程と、前記保護領域の内側の前記半導体基板の前記主表面をエッチングしてテクスチャ構造を形成する第３工程と、第１工程乃至第３工程を経た前記半導体基板を前記主表面が同一方向を向くように複数積み重ね、その側面をエッチングして前記拡散層を除去する第４工程とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention diffuses a second conductivity type impurity of a conductivity type different from the first conductivity type to the main surface and side surface of the first conductivity type semiconductor substrate. A first step of forming a diffusion layer, a second step of providing a protective region around the main surface of the semiconductor substrate, and a texture structure by etching the main surface of the semiconductor substrate inside the protective region. And a fourth step of stacking a plurality of the semiconductor substrates that have undergone the first to third steps so that the main surface faces the same direction, and etching the side surfaces to remove the diffusion layer. It is characterized by providing.

本発明によれば、端面エッチング時にプラズマが基盤部分に与える損傷を抑制することができ、短絡電流の減少が可能となる。それに伴い、ライフタイムが改善し、光電変換効率に優れた太陽電池素子を得ることができるという効果を奏する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the damage which a plasma gives to a base part at the time of end surface etching can be suppressed, and reduction of a short circuit current is attained. Accordingly, the lifetime is improved and a solar cell element excellent in photoelectric conversion efficiency can be obtained.

図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを受光面からみた平面図である。FIG. 1-1 is a plan view of the solar battery cell according to the first embodiment of the present invention as viewed from the light receiving surface. 図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの構成を説明するための要部（図１−１の線分Ａ−Ａ）断面図である。FIGS. 1-2 is principal part (line segment AA of FIGS. 1-1) sectional drawing for demonstrating the structure of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図２−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。FIGS. 2-1 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図２−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。FIGS. 2-2 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図２−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。FIGS. 2-3 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図２−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。FIGS. 2-4 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図２−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。2-5 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. 図２−６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。FIGS. 2-6 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図２−７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。2-7 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. 図２−８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を説明するための断面図である。FIGS. 2-8 is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning Embodiment 1 of this invention. FIGS. 図３は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルを受光面からみた平面図である。FIG. 3 is a plan view of the solar battery cell according to the second embodiment of the present invention as viewed from the light receiving surface.

以下に、本発明にかかる太陽電池及び、その製造方法の実施の形態について説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては理解の容易のため、各部材の縮尺が実施とは異なる場合がある。各図面内においても同様である。   Below, the solar cell concerning this invention and embodiment of the manufacturing method are described. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the implementation for easy understanding. The same applies to each drawing.

実施の形態１．
図１−１は本発明の実施の形態にかかる太陽電池セル構成を説明するための受光面側から見た平面図である。図１−２は実施の形態１にかかる太陽電池セルの図１−１における線分Ａ−Ａにおける要部断面図である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1-1 is a plan view seen from the light-receiving surface side for explaining the configuration of the solar battery cell according to the embodiment of the present invention. FIG. 1-2 is a cross-sectional view of a principal part taken along line AA in FIG. 1-1 of the solar cell according to the first embodiment.

本実施の形態における太陽電池セルにおいては、第１導電型の半導体基板１の受光面側に、第１導電型とは異なる導電型の第２導電型層２が形成されていると共に第２導電型層２の表面にシリコン窒化膜から形成される絶縁層４が形成されている。窒化膜はパッシベーション層として作用する。半導体基板１は、ｐ型の単結晶もしくは多結晶のシリコン基板を用いることができる。この場合の第２導電型層２は、半導体基板１にリンが拡散された不純物拡散層(ｎ型不純物拡散層)である。   In the solar cell in the present embodiment, a second conductivity type layer 2 having a conductivity type different from the first conductivity type is formed on the light receiving surface side of the first conductivity type semiconductor substrate 1 and the second conductivity type. An insulating layer 4 formed of a silicon nitride film is formed on the surface of the mold layer 2. The nitride film acts as a passivation layer. As the semiconductor substrate 1, a p-type single crystal or polycrystalline silicon substrate can be used. The second conductivity type layer 2 in this case is an impurity diffusion layer (n-type impurity diffusion layer) in which phosphorus is diffused in the semiconductor substrate 1.

また、半導体基板１はこれに限定されるものではく、ｎ型のシリコン基板を用いてもよい。パッシベーション層４として、シリコン酸化膜を用いてもよい。また、太陽電池セルの半導体基板１の受光面側の表面にはテクスチャ構造として微小な凹凸が形成されている。微小面凹凸は受光面側において外部からの光を吸収する面積を増加させ、受光面側における反射率を抑制し、光を閉じ込める構造となっている。   The semiconductor substrate 1 is not limited to this, and an n-type silicon substrate may be used. A silicon oxide film may be used as the passivation layer 4. Moreover, minute irregularities are formed as a texture structure on the surface of the semiconductor substrate 1 of the solar battery cell on the light receiving surface side. The minute surface irregularities increase the area for absorbing light from the outside on the light receiving surface side, suppress the reflectivity on the light receiving surface side, and confine light.

半導体基板１の受光面側のパッシベーション膜４上には例えばガラスを主成分とする突起部３が形成されている。第１電極５が設けられ、第１電極５と交差するように第２電極８が形成されている。第２電極８と第１電極５は、例えば銀、ガラスを含む電極材料により構成される。第１電極５と第２電極８とが受光面側電極９を形成する。なお、突起部３はガラスが主成分でなくともスペーサーのようなもので、電極と同じかそれ以上の高さがあれば良い。第２電極８と第１電極５は同一材料から構成されることを限定するものではない。突起部３は図１−１のように基板表面の周縁付近に形成されている。突起部３は全周を囲むように形成されていることが望ましい。   On the passivation film 4 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 1, for example, a protrusion 3 mainly composed of glass is formed. A first electrode 5 is provided, and a second electrode 8 is formed so as to intersect the first electrode 5. The 2nd electrode 8 and the 1st electrode 5 are comprised by the electrode material containing silver and glass, for example. The first electrode 5 and the second electrode 8 form a light receiving surface side electrode 9. Note that the protrusion 3 is like a spacer even if glass is not the main component, and it is sufficient if it has a height equal to or higher than that of the electrode. The second electrode 8 and the first electrode 5 are not limited to be made of the same material. The protrusion 3 is formed near the periphery of the substrate surface as shown in FIG. The protrusion 3 is preferably formed so as to surround the entire circumference.

第２電極８はグリッド電極とも呼ばれ、受光面の面内方向において長尺細長の電極として複数並べて設けられ、このグリッド電極と導通するようにバス電極と呼ばれる第１電極５が設けられている。該グリッド電極は低面部において第２導電型層２に電気的に接続されている。なお、該グリッド電極の低面部と第２導電型層２の間にはパッシベーション層が形成されていてもよい。たとえば、太陽電池製造工程における熱処理により、グリッド電極のファイアースルーによって第２導電型層との間が導通されていればよい。ファイアースルー（焼成貫通）とはＡｇなどを含むペースト電極が焼成された際にパッシベーション層を貫通して、その下の第２導電型層２に接続する技術として一般に知られている。   The second electrode 8 is also referred to as a grid electrode, and a plurality of elongated electrodes are arranged in the in-plane direction of the light receiving surface, and a first electrode 5 called a bus electrode is provided so as to be electrically connected to the grid electrode. . The grid electrode is electrically connected to the second conductivity type layer 2 at the lower surface portion. Note that a passivation layer may be formed between the lower surface portion of the grid electrode and the second conductivity type layer 2. For example, what is necessary is just to conduct | electrically_connect between 2nd conductivity type layers by the fire-through of a grid electrode by the heat processing in a solar cell manufacturing process. Fire-through (fired penetration) is generally known as a technique of penetrating a passivation layer when a paste electrode containing Ag or the like is fired and connecting to the second conductivity type layer 2 therebelow.

次に、本実施の形態にかかる太陽電池セルの製造方法について図２−１〜図２−８を参照して説明する。図２−１〜図２−８は、本実施の形態にかかる太陽電池の製造方法の各工程を示す断面図である。なお、図２−１〜図２−８は、図１−２と同様、図１−１の線分Ａ−Ａの位置の断面図である。   Next, the manufacturing method of the photovoltaic cell concerning this Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. 2-1-FIGS. 2-8. FIGS. 2-1 to 2-8 are cross-sectional views showing the steps of the method for manufacturing the solar cell according to the present embodiment. FIGS. 2-1 to 2-8 are cross-sectional views taken along line AA in FIG. 1-1, similar to FIG. 1-2.

まず、図２−１に示すように、半導体基板１として、ｐ型シリコン基板を用意し、ｐ型シリコン基板をウェットエッチングによりスライス時に形成されたダメージ層を除去する。次に、ダメージが除去された半導体基板１に対して、たとえばリンなどを熱拡散させてｎ型の第２導電型層２を形成する。ここで第２導電型層２の形成後にはガラスを主成分とする膜が形成されるため、フッ素酸等を用いて除去する。   First, as shown in FIG. 2A, a p-type silicon substrate is prepared as the semiconductor substrate 1, and a damaged layer formed at the time of slicing the p-type silicon substrate is removed by wet etching. Next, the n-type second conductivity type layer 2 is formed by thermally diffusing, for example, phosphorus or the like with respect to the semiconductor substrate 1 from which damage has been removed. Here, after the second conductivity type layer 2 is formed, a film containing glass as a main component is formed. Therefore, the film is removed using fluorine acid or the like.

その後、図２−２に示すように、第２導電型層２の半導体基板１の主表面側にシリコン窒化膜から形成される絶縁層４を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 2B, an insulating layer 4 formed of a silicon nitride film is formed on the main surface side of the semiconductor substrate 1 of the second conductivity type layer 2.

次に、図２−３に示すように、例えば高温下で水蒸気などを充ててやることで、第２導電型層２を形成した半導体基板１の周り全体に保護膜１０を形成する。後述のように保護膜１０はテクスチャエッチング時にマスクとなる膜である。   Next, as shown in FIG. 2-3, the protective film 10 is formed on the entire periphery of the semiconductor substrate 1 on which the second conductivity type layer 2 is formed, for example, by filling with water vapor at a high temperature. As will be described later, the protective film 10 is a film that serves as a mask during texture etching.

次に、図２−４に示すように保護膜１０を形成した半導体基板1に対して、レジスト１５をスクリーン印刷法により電極の形に印刷をし、乾燥する。またその時同時に、電極の形だけではなく半導体基板１の受光面側の周辺部を囲うように５μｍ以上１５μｍ以下の厚さでレジスト１３をスクリーン印刷する。なお、レジスト印刷は主成分が樹脂ではない材料からなっていても良い。レジスト１３とレジスト１５は同時に形成されても、別々の印刷マスクで形成されても良い。   Next, as shown in FIG. 2-4, a resist 15 is printed in the form of an electrode by a screen printing method on the semiconductor substrate 1 on which the protective film 10 is formed and dried. At the same time, the resist 13 is screen-printed with a thickness of 5 μm or more and 15 μm or less so as to surround not only the shape of the electrode but also the peripheral portion on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 1. Note that the resist printing may be made of a material whose main component is not a resin. The resist 13 and the resist 15 may be formed at the same time or may be formed with separate printing masks.

次に、図２−５に示すようにレジスト１３およびレジスト１５が印刷された半導体基板１に対して、たとえばアルミナの砥粒を用いて高圧で射出し、保護膜１０にランダムに分散する微小な穴を開ける。   Next, as shown in FIG. 2-5, the semiconductor substrate 1 on which the resist 13 and the resist 15 are printed is injected at a high pressure using, for example, alumina abrasive grains, and dispersed minutely in the protective film 10. Make a hole.

次に、図２−６に示すように、保護膜１０に穴を開けた半導体基板１に対して、アルカリ水溶液でエッチングを行うことで半導体基板１の受光面側の表面にテクスチャ構造として微小凹凸を形成する。その後、レジスト１３およびレジスト１５を除去し、フッ酸につけることで、パッシベーション膜４を除去する。なお、レジスト１３およびレジスト１５はアルカリ水溶液のエッチング前に除去してもよいし、工程を簡略化するためアルカリ水溶液によってテクスチャ構造の形成と同時に除去しても良い。   Next, as shown in FIG. 2-6, the semiconductor substrate 1 having a hole in the protective film 10 is etched with an alkaline aqueous solution to form a minute unevenness as a texture structure on the surface on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 1. Form. Thereafter, the resist 13 and the resist 15 are removed, and the passivation film 4 is removed by applying hydrofluoric acid. The resist 13 and the resist 15 may be removed before etching with the alkaline aqueous solution, or may be removed simultaneously with the formation of the texture structure with the alkaline aqueous solution in order to simplify the process.

このような構造を半導体基板１の受光面側に形成することで、太陽電池セルの表面で光の多重反射を生じさせて、実行的に反射率を低減し変換効率を向上させることができる。テクスチャ構造が形成された領域は第２導電形層２が一部、またはほぼ全部除去される。一方、レジスト１３およびレジスト１５が形成されていた領域や、保護膜１０が付着して穴が形成されなかった領域は第２導電型層２が残る。またこれらの領域の頂面は、ダメージ層の除去の工程で多少の凹凸はあるものの、テクスチャ構造が形成された領域に比べてはるかに平坦な面となっている。テクスチャエッチングされない基板の裏面側も同様に平坦である。   By forming such a structure on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 1, it is possible to cause multiple reflection of light on the surface of the solar battery cell, and to effectively reduce the reflectance and improve the conversion efficiency. In the region where the texture structure is formed, a part or almost all of the second conductivity type layer 2 is removed. On the other hand, the second conductivity type layer 2 remains in a region where the resist 13 and the resist 15 are formed, or a region where the protective film 10 is attached and no hole is formed. In addition, the top surfaces of these regions are much flatter than the region where the texture structure is formed, although there are some irregularities in the process of removing the damaged layer. The back side of the substrate that is not texture etched is also flat.

次に、図２−７に示すように、たとえば、リンなどを熱拡散させてもう一度第２導電型の層を形成する。この時、リンの濃度は図２−１で第２導電型層２を形成した時より低濃度にして形成する。これにより、テクスチャ構造が形成された領域に不純物濃度が低い第２導電型層７ができる。一方、最初に高濃度の不純物を拡散した第２導電型層２は、もともと不純物濃度が高いため、高濃度不純物領域（低抵抗領域）となる。   Next, as shown in FIGS. 2-7, for example, phosphorus is thermally diffused to form a second conductivity type layer once again. At this time, the phosphorus concentration is formed at a lower concentration than when the second conductivity type layer 2 is formed in FIG. Thereby, the second conductivity type layer 7 having a low impurity concentration can be formed in the region where the texture structure is formed. On the other hand, the second conductivity type layer 2 in which a high concentration impurity is first diffused originally has a high impurity concentration, and thus becomes a high concentration impurity region (low resistance region).

次に、半導体基板１の端面に残存している第２導電型層２をプラズマ等でエッチング除去する。ここで、表側のｎ型の拡散部が裏面側に接続しないように、上記工程を経た半導体基板１を、図２−８に示すように複数個をつみ重ねて側面をプラズマでエッチングする。このとき、周囲を囲むような突起部３があると、積み重ねた際の太陽電池セルの隙間が突起部３により閉じられることになるので、太陽電池セルを重ねた隙間の内部までプラズマが届かなくなることにより、必要以上のエッチングを防ぐことができる。   Next, the second conductivity type layer 2 remaining on the end face of the semiconductor substrate 1 is removed by etching with plasma or the like. Here, as shown in FIG. 2-8, a plurality of semiconductor substrates 1 subjected to the above steps are stacked and etched with plasma so that the n-type diffusion portion on the front side is not connected to the back side. At this time, if there is a protrusion 3 surrounding the periphery, the gap between the stacked solar cells is closed by the protrusion 3, so that the plasma does not reach the inside of the gap where the solar cells are stacked. Thus, unnecessary etching can be prevented.

テクスチャ構造が形成された部分の低濃度の第２導電型層７は特に厚みが薄く、少しでもエッチングされると抵抗が大幅に上昇するが、図２−８に示すようにしてプラズマでエッチングすれば、突起部３の上の高濃度の第２導電形層２を含め、それより内側の第２導電型層７のエッチングを防止できる。   The low-concentration second conductivity type layer 7 in the portion where the texture structure is formed is particularly thin, and the resistance increases greatly when etched even a little, but it is etched by plasma as shown in FIG. 2-8. For example, it is possible to prevent the etching of the second conductivity type layer 7 on the inner side including the high-concentration second conductivity type layer 2 on the protrusion 3.

その後、基板の表面や裏面に第２導電型層７の形成後にガラスを主成分とする膜が付着しているので、フッ素酸等を用いて除去する。   Thereafter, a film mainly composed of glass adheres to the front and back surfaces of the substrate after the formation of the second conductivity type layer 7, and is removed using fluorine acid or the like.

次に、図１−２に示すように光電変換効率改善のために、受光面側に、パッシベーション層４として例えばシリコン窒化膜などの膜を形成する。パッシベーション層４であるシリコン窒化膜は反射防止膜の効果も具備しており、形成には、例えばプラズマＣＶＤ法を使用し、シランとアンモニアの混合ガスを用いて形成する。   Next, as shown in FIG. 1-2, a film such as a silicon nitride film is formed as the passivation layer 4 on the light receiving surface side in order to improve the photoelectric conversion efficiency. The silicon nitride film which is the passivation layer 4 also has the effect of an antireflection film, and is formed using, for example, a plasma CVD method using a mixed gas of silane and ammonia.

パッシベーション膜４の形成後、受光面とは逆側の面に裏面側電極６との電極材料であって例えばアルミニウム、ガラス等を含む裏面側電極材料ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥する。つぎに、パッシベーション層４上に第１電極５の電極材料であって例えば銀、ガラス等を含むペーストを、スクリーン印刷法により塗布し、乾燥する。その後、大気中において、例えば７５０℃〜９００℃の温度で焼成を行う。これにより銀がパッシベーション層４を貫通する。さらに、裏面側電極６が形成される。また、裏面側電極６にアルミニウムを用いた場合、アルミニウムがシリコン中に拡散して高濃度のｐ型の導電層１３ができる（図１−２）。   After the passivation film 4 is formed, a back-side electrode material paste that is an electrode material for the back-side electrode 6 and includes, for example, aluminum, glass or the like is applied to the surface opposite to the light-receiving surface by screen printing, and dried. Next, a paste that is an electrode material of the first electrode 5 and contains, for example, silver, glass or the like is applied onto the passivation layer 4 by screen printing and dried. Thereafter, firing is performed at a temperature of, for example, 750 ° C. to 900 ° C. in the air. Thereby, silver penetrates the passivation layer 4. Furthermore, the back surface side electrode 6 is formed. Moreover, when aluminum is used for the back surface side electrode 6, aluminum diffuses in silicon and a high concentration p-type conductive layer 13 is formed (FIGS. 1-2).

最後に、第１電極５および第２電極８の構成部位を例えば銀、ガラス等を含む電極材料ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、乾燥する。第１電極５および第２電極８の構成部位はそれぞれ別の材料からなっていても良い。その後、必要があれば第１電極５および第２電極８の構成部位の電極材料に応じ焼成を行い、第１電極５および第２電極８とを形成する（図１−２）。以上により、図１−１および図１−２に示す太陽電池セルが完成する。   Finally, an electrode material paste containing, for example, silver, glass or the like is applied to the constituent parts of the first electrode 5 and the second electrode 8 by a screen printing method and dried. The constituent parts of the first electrode 5 and the second electrode 8 may be made of different materials. Thereafter, if necessary, firing is performed in accordance with the electrode material of the constituent parts of the first electrode 5 and the second electrode 8 to form the first electrode 5 and the second electrode 8 (FIG. 1-2). The solar cell shown in FIGS. 1-1 and 1-2 is completed by the above.

突起部３の上に電極を形成してもよいが、図のように突起部３の上に電極を形成していない構成とすると、突起部３の部分もパッシベーション膜４が形成された受光領域として発電に寄与するので、変換効率を向上することができる。突起部３の上に部分的に電極を形成し、残りの領域に電極を形成せず、受光領域としても良い。   An electrode may be formed on the protrusion 3, but if the electrode is not formed on the protrusion 3 as shown in the figure, the light receiving region where the passivation film 4 is formed also on the protrusion 3. As a result, the conversion efficiency can be improved. An electrode may be partially formed on the protrusion 3, and the electrode may not be formed in the remaining region, and may be a light receiving region.

以上のように、基板の周辺に突起部３を形成し、その後に端面の不純物拡散層をプラズマエッチングで除去する方法を用いたので、突起部３から内側がエッチングされることを防いで、高性能な太陽電池を製造することができる。   As described above, since the projection 3 is formed in the periphery of the substrate and the impurity diffusion layer on the end face is removed thereafter by plasma etching, the inner side from the projection 3 is prevented from being etched. A high performance solar cell can be manufactured.

本実施の形態においては、太陽電池セルの作製時、太陽電池セルの周辺部にスクリーン印刷を使って電極よりも高い突起部３を形成し端面のプラズマエッチングを行うことを特徴とする。この作製法により、端面のプラズマエッチング時に必要以上の拡散層の削れを防ぐことができ、キャリア寿命を延ばすことができる。また、光電変換効率に優れた太陽電池セルを作成できる。   The present embodiment is characterized in that, when a solar battery cell is manufactured, a protrusion 3 higher than the electrode is formed on the periphery of the solar battery cell using screen printing, and plasma etching of the end surface is performed. This manufacturing method can prevent the diffusion layer from being scraped more than necessary during the plasma etching of the end face, and can extend the carrier life. Moreover, the photovoltaic cell excellent in photoelectric conversion efficiency can be created.

実施の形態２．
実施の形態２では、スクリーン印刷法以外での突起部３の作製法について説明する。実施の形態２にかかる太陽電池の製造方法は、実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法と突起部３の作製方法以外を除いては同様であるので、その部分に関しては実施の形態１の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。 Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a method for manufacturing the protrusion 3 other than the screen printing method will be described. Since the manufacturing method of the solar cell according to the second embodiment is the same except for the manufacturing method of the solar cell according to the first embodiment and the manufacturing method of the protrusions 3, the portion is the same as that of the first embodiment. Detailed description will be omitted with reference to the description.

図３は実施の形態２にかかるアルミナ砥粒を射出する時の太陽電池セルを受光面側から見た平面図である。上述した実施の形態１にかかる太陽電池の製造方法においては、スクリーン印刷を行う時に突起部３を形成する方法で行った。実施の形態２ではアルミナの砥粒を用いて高圧で射出し、保護層１０に穴を開ける工程の時、実施の形態１のようにスクリーン印刷によるレジスト１３は用いない。   FIG. 3 is a plan view of the solar battery cell as seen from the light receiving surface side when the alumina abrasive grains according to the second embodiment are injected. In the manufacturing method of the solar cell concerning Embodiment 1 mentioned above, it performed by the method of forming the projection part 3 when performing screen printing. In the second embodiment, the resist 13 by screen printing is not used as in the first embodiment in the process of injecting at a high pressure using alumina abrasive grains and making a hole in the protective layer 10.

実施の形態２では、図３に示すように半導体基板１の周辺部にアルミナ砥粒の射出では貫通できないよう太陽電池セルを押さえるブラストマスク１１、たとえば、樹脂等でできた形成物を乗せてから砥粒を射出する。このように太陽電池セルを作製することにより、実施の形態１と同じような突起部３を形成することができ、端面のプラズマエッチング時における、必要以上の第２導電型層２のエッチングを抑えることができ、より光電変換効率に優れた太陽電池セルが実現される。   In the second embodiment, as shown in FIG. 3, a blast mask 11 that holds the solar cell so as not to penetrate through the periphery of the semiconductor substrate 1 by injection of alumina abrasive grains, for example, a formation made of resin or the like is placed. Inject abrasive grains. Thus, by producing the solar battery cell, the projection 3 similar to that of the first embodiment can be formed, and the etching of the second conductivity type layer 2 more than necessary at the time of plasma etching of the end face is suppressed. Thus, a solar battery cell with higher photoelectric conversion efficiency is realized.

実施の形態１では、突起部３を印刷によるマスクを利用して形成したので、基板のエッジまで突起部３を形成することが難しかったが、この方法では、基板のエッジまで突起部３を形成することできるので、エッジ付近までエッチングを抑えることができ、より光電変換効率に優れた太陽電池セルが実現される。   In the first embodiment, since the protrusion 3 is formed using a mask by printing, it is difficult to form the protrusion 3 to the edge of the substrate. However, in this method, the protrusion 3 is formed to the edge of the substrate. Therefore, the etching can be suppressed to the vicinity of the edge, and a solar battery cell with higher photoelectric conversion efficiency is realized.

以上説明したように、本実施の形態においては、太陽電池セルの作成時において、パッシベーション膜に穴を開ける工程で、太陽電池セルの周辺部に穴が開かないように、保護枠を置くことによって、太陽電池セル周辺部に電極よりも高い突起部を形成することを特徴とする。   As described above, in the present embodiment, at the time of creating the solar cell, in the step of making a hole in the passivation film, by placing a protective frame so as not to open a hole in the peripheral part of the solar cell. A protrusion higher than the electrode is formed on the periphery of the solar battery cell.

この作製法により、端面のプラズマエッチング時に必要以上の拡散層の削れを防ぐことができ、キャリア寿命を延ばすことができる。また、光電変換効率に優れた太陽電池セルを作成することができる。   This manufacturing method can prevent the diffusion layer from being scraped more than necessary during the plasma etching of the end face, and can extend the carrier life. Moreover, the photovoltaic cell excellent in photoelectric conversion efficiency can be created.

更に、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements.

例えば、上記実施の形態１または２それぞれに示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、上記実施の形態１または２にわたる構成要件を適宜組み合わせてもよい。   For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the first or second embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the column of the effect of the invention. When the effects described in (1) are obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention. Furthermore, the structural requirements over the first or second embodiment may be combined as appropriate.

以上のように、本発明にかかる太陽電池の製造方法は、プラズマエッチングによる受光面損傷の抑制に有用であり、特に、光電変換効率に優れた太陽電池素子の製造に適している。   As described above, the method for manufacturing a solar cell according to the present invention is useful for suppressing damage to the light receiving surface due to plasma etching, and is particularly suitable for manufacturing a solar cell element having excellent photoelectric conversion efficiency.

１ 半導体基板
２ 第２導電型層
３ 突起部
４ 絶縁層（パッシベーション層）
５ 第１電極
６ 裏面側電極
７ 第２導電型層（低濃度ドープ層）
８ 第２電極
１０ 保護膜
１１ ブラストマスク
Ａ 要部断面指示線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 2nd conductivity type layer 3 Protrusion part 4 Insulating layer (passivation layer)
5 1st electrode 6 Back side electrode 7 2nd conductivity type layer (lightly doped layer)
8 Second electrode 10 Protective film 11 Blast mask A Main section cross-section indication line

Claims (5)

第１導電型の半導体基板の主表面および側面に第１導電型とは異なる導電型の第２導電型の不純物を拡散して拡散層を形成する第１工程と、
前記半導体基板の前記主表面の周辺部に保護領域を設ける第２工程と、
前記保護領域の内側の前記半導体基板の前記主表面をエッチングしてテクスチャ構造を形成し、前記保護領域には、前記テクスチャ構造よりも同一方向の高さが高い突起部を形成する第３工程と、
第１工程から第３工程を経た前記半導体基板を前記主表面が前記同一方向を向くように複数積み重ね、１つの前記半導体基板の前記突起部が別の前記半導体基板の裏面に接するように積み重ねられた状態でその側面をエッチングして前記拡散層を除去する第４工程と、
を備えることを特徴とする太陽電池の製造方法。 A first step of diffusing impurities of a second conductivity type different from the first conductivity type on the main surface and side surfaces of the first conductivity type semiconductor substrate to form a diffusion layer;
A second step of providing a protective region around the main surface of the semiconductor substrate;
Etching the main surface of the semiconductor substrate inside the protection region to form a texture structure, and forming a protrusion in the protection region having a height in the same direction as the texture structure ; ,
Stacking a plurality of the first step as the semiconductor substrate after the third step is the main surface facing the same direction, are stacked such that the projections of one of the semiconductor substrate is in contact with the back surface of another of said semiconductor substrate A fourth step of removing the diffusion layer by etching the side surface in a wet state ;
A method for producing a solar cell, comprising: 第１導電型の半導体基板の主表面および側面に第１導電型とは異なる導電型の第２導電Second conductivity of a conductivity type different from the first conductivity type on the main surface and side surfaces of the first conductivity type semiconductor substrate
型の不純物を拡散して拡散層を形成する第１工程と、A first step of diffusing mold impurities to form a diffusion layer;
前記半導体基板の前記主表面の周辺部に保護領域を設ける第２工程と、A second step of providing a protective region around the main surface of the semiconductor substrate;
前記保護領域の内側の前記半導体基板の前記主表面をエッチングしてテクスチャ構造を形成するとともに、前記保護領域下に突起部を形成する第３工程と、Etching the main surface of the semiconductor substrate inside the protective region to form a texture structure, and forming a protrusion under the protective region;
第１工程から第３工程を経た前記半導体基板を前記主表面が同一方向を向くように複数積み重ね、前記半導体基板間の隙間が前記突起部により閉じられた状態で、その側面をエッチングして前記拡散層を除去する第４工程と、A plurality of the semiconductor substrates that have undergone the first step to the third step are stacked so that the main surfaces face the same direction, and the gaps between the semiconductor substrates are closed by the protrusions, and the side surfaces are etched, A fourth step of removing the diffusion layer;
を備え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, comprising: 第２工程の後、第３工程の前に、前記拡散層の上に形成されている保護膜にブラスト加工により穴をあける工程を
さらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。 The sun according to claim 1 or 2 , further comprising a step of piercing the protective film formed on the diffusion layer by blasting after the second step and before the third step. Battery manufacturing method. 第２工程において、ブラストマスクで囲むことにより保護領域を設ける
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の製造方法。 The method for manufacturing a solar cell according to claim 3 , wherein in the second step, a protection region is provided by surrounding with a blast mask. 第３工程のエッチングはアルカリ水溶液によるウェットエッチングである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。 The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims 1 to 4 , wherein the etching in the third step is wet etching with an alkaline aqueous solution.
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