JPWO2017068900A1 - 太陽電池の製造方法、太陽電池および太陽電池製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1の太陽電池の製造方法は、反射防止膜の形成に際して用いられる基板の固定方法に特徴を有する。基板を載置する載置台が、基板との当接面に開口を有し載置台を貫通するとともに他端は成膜室内に開口した貫通穴を有する。載置台と基板が接触している面の一部に貫通穴が設けられていることにより、成膜開始前に成膜室内を減圧する工程で、貫通穴内が周囲に比べて負圧となることで、載置台に基板が吸引され、密着される。図1は、実施の形態1に係る太陽電池を示すものであり、図1は、太陽電池の受光面側の外観を示す平面図であり、図2は、太陽電池の裏面側の外観を示す平面図であり、図3は、図1のIII−III断面、図2のIII−III断面に相当する断面図である。実施の形態1にかかる太陽電池10は、第1導電型を有する結晶系の半導体基板として機能するp型単結晶シリコン基板1の第1主面である受光面1Aおよび第1主面に対向する第2主面である裏面1Bには、光を閉じ込めるためのテクスチャーTとよばれる表面凹凸部が10μm程度の深さで形成されている。
次に、実施の形態1の太陽電池の製造方法について説明する。図4は実施の形態1に係る太陽電池の製造方法を示すフローチャート、図5(a)から(g)は、工程断面図である。
実施の形態2に係る太陽電池の製造方法では、図10および図11に示すように、反射防止膜3の成膜時に用いられるCVD装置の、トレイ100Sと基板1Sとが接触している面の一部に基板中央部から基板端部へ向かう溝Vを設けたものである。図10は、トレイとトレイ上に載置した基板とを示す上面図、図11は図10のXI断面図である。
実施の形態3に係る太陽電池の製造方法では、図12および図13に示すように、反射防止膜3の成膜時に用いられるCVD装置の、トレイ100Tの貫通穴h1を基板1Sから離れるにしたがって断面積が大きくなるようにテーパー穴としたものである。他の構成については実施の形態1と同様である。図12は、トレイとトレイ上に載置した基板とを示す上面図、図13は図12のXIII断面図である。
実施の形態4に係る太陽電池の製造方法では、図14および図15に示すように、反射防止膜3の成膜時に用いられるCVD装置のトレイ100Uに貫通穴hと、4本の溝Vとを形成したものである。4本の溝Vはmトレイ100Uの主面に設けられている。他の構成については実施の形態1と同様である。図14は、トレイとトレイ上に載置した基板とを示す上面図、図15は図14のXV断面図である。
なお、前記実施の形態では、拡散型の太陽電池について説明したが、例えばp型単結晶シリコン基板上に非晶質シリコンi層および非晶質シリコンn層を形成してpn接合を形成したヘテロ接合型の太陽電池にも適用可能であることはいうまでもない。ヘテロ接合型の太陽電池の場合、裏面への非晶質シリコンi層および非晶質シリコンn層の回り込みにより、基板1Tの周縁部に凸部TSが形成されていることがある。この場合にはトレイの表面への密着性が悪い場合がある。実施の形態5では、周縁部に凸部TSが形成されている場合の反射防止膜3の成膜方法および成膜装置について説明する。図16は、実施の形態5の太陽電池製造装置におけるトレイとトレイ上の基板とを示す上面図、図17は、実施の形態5の太陽電池製造装置におけるトレイとトレイ上の基板とを示す断面図であり、図16のXVII断面図である。
実施の形態6では、反射防止膜の成膜に用いられるCVD装置のトレイ100Qに溝を形成し、より吸着性を高めることで、反応性ガスの半導体基板裏面への回り込みをより確実に抑制する方法について述べる。図19は、実施の形態6の太陽電池製造装置におけるトレイとトレイ上の基板とを示す上面図、図20は、実施の形態6の太陽電池製造装置におけるトレイとトレイ上の基板とを示す断面図であり、図19のXX断面図である。
Claims (15)
- 第1導電型を有する結晶系の半導体基板に第2導電型の半導体層を形成する工程と、
成膜室に設けられた載置台に、裏面を当接させて前記半導体基板を載置し、前記成膜室内を真空排気して減圧し、前記成膜室内に原料ガスを供給し、前記半導体基板の受光面側から前記半導体基板の側面にまでCVD法で反射防止膜を成膜する工程とを備え、
前記載置台が、前記半導体基板との当接面に開口を有し、前記載置台を貫通する貫通穴を有し、
前記成膜する工程は、
前記真空排気により、前記半導体基板を前記当接面に密着させ、前記当接面を除く前記半導体基板表面に反射防止膜を成膜する工程であることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 第1導電型を有する結晶系の半導体基板に第2導電型の半導体層を形成する工程と、
成膜室に設けられた載置台に当接させて前記半導体基板を載置し、前記成膜室内を真空排気して減圧し、前記成膜室内に原料ガスを供給し、前記半導体基板の受光面側から前記半導体基板の側面にまでCVD法で薄膜を成膜する工程とを備え、
前記載置台が、前記半導体基板との当接面に開口を有し、前記載置台を貫通する貫通穴を有し、
前記成膜する工程は、
前記真空排気により、前記半導体基板を前記当接面に密着させ、前記当接面を除く前記半導体基板表面に薄膜を成膜する工程であることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 第1導電型を有する結晶系の半導体基板に第2導電型の半導体層を形成する工程と、
成膜室に設けられた載置台に、裏面を当接させて前記半導体基板を載置し、前記成膜室内を真空排気して減圧し、前記成膜室内に原料ガスを供給し、前記半導体基板の受光面側から前記半導体基板の側面にまでCVD法で反射防止膜を成膜する工程とを備え、
前記載置台が、前記半導体基板との当接面から前記半導体基板の周縁部を経て外方に到達する溝を有し、
前記成膜する工程は、
前記真空排気により、前記半導体基板を前記当接面に密着させ、前記当接面を除く前記半導体基板表面に反射防止膜を成膜する工程であることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記成膜する工程は、
前記溝に加え、前記半導体基板との当接面に開口を有し、前記載置台を貫通する貫通穴を有する載置台を用いて成膜する工程であ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。 - 前記成膜する工程は、
前記成膜室を真空排気して第1の圧力まで減圧し、前記貫通穴内または前記溝内を前記成膜室内の圧力に対して負圧にする第1減圧工程と、
さらに第2の圧力まで減圧し、前記半導体基板を前記載置台に密着させる第2減圧工程と、
前記成膜室内に原料ガスを供給する原料ガス供給工程とを含む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。 - 前記原料ガス供給工程は、前記成膜室の圧力を前記第1の圧力以下に維持されることを特徴とする請求項5に記載の太陽電池の製造方法。
- 第1導電型を有する結晶系の半導体基板と、
前記半導体基板に設けられた第2導電型の半導体層と、
前記半導体基板の裏面を除き、受光面側から前記半導体基板の側面を選択的に覆うCVD膜からなる反射防止膜と、
前記半導体基板および前記第2導電型の半導体層とに接続される電極対とを具備し、
前記反射防止膜は前記裏面に隣接する前記側面の端部で薄肉部を構成したことを特徴とする太陽電池。 - 成膜室と、
前記成膜室内に配された第1電極と、
前記第1電極に対向して設けられ、半導体基板を載置する基板載置台を兼ねた第2電極と、
前記成膜室内に原料ガスを供給する、ガス供給部と、
前記成膜室内を真空排気し、負圧にする排気部とを備えたCVD装置であって、
前記基板載置台は、半導体基板との当接面に開口を有し、前記基板載置台を貫通する貫通穴を有することを特徴とする太陽電池製造装置。 - 成膜室と、
前記成膜室内に配された第1電極と、
前記第1電極に対向して設けられ、半導体基板を載置する基板載置台を兼ねた第2電極と、
前記成膜室内に原料ガスを供給する、ガス供給部と、
前記成膜室内を真空排気し、負圧にする排気部とを備えたCVD装置であって、
前記基板載置台は、半導体基板との当接面から前記半導体基板の周縁部を経て外方に到達する溝を有することを特徴とする太陽電池製造装置。 - 前記基板載置台は、
前記溝に加え、前記半導体基板との当接面に開口を有し、前記基板載置台を貫通する貫通穴を有することを特徴とする請求項9に記載の太陽電池製造装置。 - 前記貫通穴は、前記半導体基板との当接面の中心に開口を有し、
前記溝は、前記貫通穴の中心を中心として囲み、直交する4本の溝のうち、2本の溝の両端に位置する4個の端部が前記半導体基板よりも突出した、ダブルH状の溝であることを特徴とする請求項10に記載の太陽電池製造装置。 - 前記貫通穴は、前記半導体基板との当接面の中心に開口を有し、
前記溝は、前記貫通穴の中心を中心として囲み、直交する4本の溝の8個の端部が前記半導体基板よりも突出した、♯状の溝であることを特徴とする請求項10に記載の太陽電池製造装置。 - 前記貫通穴は、前記開口から離れるにしたがって断面積が大きく形成されたテーパー穴であることを特徴とする請求項8に記載の太陽電池製造装置。
- 前記基板載置台は、
前記半導体基板の周縁部に相当する領域に形成された凹溝と、前記凹溝内に嵌装された弾性体とを有することを特徴とする請求項8から13のいずれか1項に記載の太陽電池製造装置。 - 前記第1電極と前記第2電極との間に高周波電界を印加する高周波電源を備え、
前記成膜室内で、プラズマ放電を発生させ、前記半導体基板表面に薄膜を成膜するものであることを特徴とする請求項8から14のいずれか1項に記載の太陽電池製造装置。
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