專利名稱：光電動勢裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電動勢裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往的硅晶系太陽能電池的制造方法中，重要的課題在于降低制造成本，作為其一個方法已知有用網(wǎng)板印刷法涂布了金屬膏之后進(jìn)行焙燒而形成電極的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該專利文獻(xiàn)1中，在防反射膜上將以銀為主成分的膏印刷為梳子狀并進(jìn)行干燥，該防反射膜形成在形成了 pn結(jié)的硅基板的受光面?zhèn)龋硗?，在硅基板的背面的大部分的面積上印刷包含鋁的膏并進(jìn)行干燥之后，進(jìn)而在沒有印刷包含鋁的膏的位置印刷包含銀的膏并進(jìn)行干燥。之后，通過進(jìn)行焙燒，在硅基板的表面用焙燒貫通法(fire-through method)形成有表面電極，該焙燒貫通法使被印刷的銀貫通絕緣性的防反射膜來與基底的硅進(jìn)行導(dǎo)通。另外，在硅基板的背面中，作為背面電極，在形成了包含鋁的膏的位置中形成背面集電電極，在形成了包含銀的膏的位置中形成背面取出電極，并且在形成了包含鋁的膏的區(qū)域中，形成能夠防止在硅基板中由光照射而產(chǎn)生的少數(shù)載流子的再結(jié)合的背面 BSF(Back Surface Field 背面場)層。另外，近年來，已知有用被稱作LFC(Laser Fired Contact 激光點火接觸) 法的方法來形成太陽能電池的背面電極的技術(shù)(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。這里，用 CVD (Chemical Vapor D印osition 化學(xué)氣相沉積)法來在硅基板的背面整面形成絕緣膜， 進(jìn)而在絕緣膜上的整面蒸鍍鋁膜，通過激光照射只熔融所需的部位來形成背面電極，該背面電極中，取得了形成在背面整面的鋁電極與硅基板在多個點的導(dǎo)通、或者取得了在背面形成為梳子狀的鋁電極與硅基板的導(dǎo)通。專利文獻(xiàn)日本特開2004-207493號公報非專利文獻(xiàn) 1 :E. Schneider lochner, et al·,，，Laser Fired RearContacts for Crystalline Sillicon Solar Cells，，， Progress inPhotovoltaics :Research and Applications, Vol. 10，2002，pp.29—34.

發(fā)明內(nèi)容
然而，能夠降低太陽能電池中的電極的電阻值的最優(yōu)焙燒溫度、時間等的條件通常在表面和背面的電極中不同。因此，在專利文獻(xiàn)1所述的方法中，沒有表面和背面的電極都得到最優(yōu)電阻值的焙燒條件，存在如下問題點在某個電極中會成為比最優(yōu)電阻值還差的電阻值。另外，在專利文獻(xiàn)1所述的方法中，作為背面電極，通過焙燒將會形成鋁、銀、以及鋁與銀的合金。這些3種類的金屬的線膨脹系數(shù)各自不同，通過焙燒之后的冷卻會產(chǎn)生因線膨脹系數(shù)的不同造成的應(yīng)力，還存在導(dǎo)致背面電極變得容易剝落這樣的問題點。進(jìn)而，近年來，占到成本的一大半的太陽能電池用的硅基板具有逐漸變薄的傾向， 從表面(受光面)輸入到太陽能電池的太陽光的紅外線的一部分不對發(fā)電作出貢獻(xiàn)而通過硅基板會從背面電極向外部透射。因此，將BSR(Back Surface Reflection 背面反射)效應(yīng)賦予給太陽能電池也是重要的，該BSR效應(yīng)是使到達(dá)背面電極的對發(fā)電沒有作出貢獻(xiàn)的光再次反射到硅基板側(cè)來對發(fā)電作出貢獻(xiàn)。但是，在使用了非專利文獻(xiàn)1所述的LFC法的太陽能電池的制造方法中，存在如下問題點無法使用比鋁的反射率還高、具有高的BSR效果的Ag、Au、Pt、Pd等電極材料。另外，在硅晶系太陽能電池中，要求削減其制造成本的同時提高轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)， 但是今后在基板厚度變薄、擴(kuò)散長度變得比基板厚度還大的情況下，也必須抑制背面中的少數(shù)載流子的再結(jié)合。本發(fā)明是鑒于上述而作出的，其目的在于得到一種在表面和背面的電極中得到期望的電阻值、并且在基板厚度與以往相比變薄的情況下也能夠比以往提高轉(zhuǎn)換效率的光電動勢裝置及其制造方法。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的光電動勢裝置的制造方法，其特征在于，包含雜質(zhì)擴(kuò)散層形成工序，在第1導(dǎo)電型的硅基板的第1主表面?zhèn)刃纬蓴U(kuò)散了第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的雜質(zhì)擴(kuò)散層；防反射膜形成工序，在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上形成防反射膜；背面鈍化膜形成工序，在所述硅基板的第2主表面上形成由SiONH膜構(gòu)成的背面鈍化膜；表面電極形狀形成工序，在所述防反射膜上以表面電極形狀形成包含銀的膏材料；表面電極形成工序，焙燒所述硅基板來形成與所述雜質(zhì)擴(kuò)散層接觸的表面電極；背面電極形狀形成工序，在所述背面鈍化膜上以背面電極形狀形成包含金屬的膏材料；以及背面電極形成工序，向所述背面電極的形成位置照射激光來使所述膏材料中的金屬熔融、凝固而形成背面電極。根據(jù)本發(fā)明，以不同的工序來進(jìn)行表面電極的焙燒和背面電極的形成來使各自的條件最優(yōu)化，因此表面電極和背面電極都能夠得到電阻低的電極。另外，將背面電極通過激光進(jìn)行熔融來與硅形成合金，因此與以往相比背面電極的剝落變難，具有對光電動勢裝置的長壽命化作出貢獻(xiàn)這樣的效果。進(jìn)而，即使硅基板的厚度變薄，在表面以及背面形成了 SiONH膜，因此也能夠?qū)⒃俳Y(jié)合速度抑制得低。另外，在形成了背面電極的硅基板的背面形成反射率比鋁高的金屬膜，因此得到背面BSR效應(yīng)，具有提高發(fā)電效率這樣的效果。


圖1-1是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的整體結(jié)構(gòu)的一個例子的俯視圖。圖1-2是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的整體結(jié)構(gòu)的一個例子的仰視圖。圖1-3是圖1-2的A-A剖面圖。圖2是將太陽能電池的柵電極周邊的一部分放大表示的剖面圖。圖3-1是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其1)。圖3-2是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其2)。圖3-3是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其3)。
圖3-4是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其4)。圖3-5是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其5)。圖3-6是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其6)。圖3-7是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其7)。圖3-8是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的一部分剖面圖(其8)。圖4是示意性地表示實施方式2的太陽能電池的一個例子的一部分剖面圖。附圖標(biāo)記說明10 太陽能電池；11 光電轉(zhuǎn)換層；12 φ型硅基板；13 :n型擴(kuò)散層；14 防反射膜； 15 背面鈍化膜；16 背面反射金屬膜；20 表面電極；21 柵電極；22 總線電極；30 背面電極；31 背面集電電極；32 背面取出電極；35 開口部；53 表面用銀膏。
具體實施例方式下面參照附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的光電動勢裝置及其制造方法的優(yōu)選實施方式。此外，在下面的實施方式中，作為光電動勢裝置舉太陽能電池為例子來進(jìn)行說明，但是該發(fā)明并不是被這些實施方式所限定。另外，下面的實施方式中使用的太陽能電池的剖面圖是示意性的，層的厚度與寬度的關(guān)系、各層的厚度的比率等與實際不同。實施方式1.圖1-1 圖1-3是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的整體結(jié)構(gòu)的一個例子的圖，圖1-1是太陽能電池的俯視圖，圖1-2是太陽能電池的后視圖，圖1-3是圖 1-2的A-A剖面圖。另外，圖2是將圖1-1 圖1-3所示的太陽能電池的柵電極周邊的一部分放大表示的剖面圖。如圖1-1 圖2所示，太陽能電池10具備光電轉(zhuǎn)換層11，該光電轉(zhuǎn)換層11包括 作為半導(dǎo)體基板的P型硅基板(下面，還簡單稱作硅基板)12、以及形成在該P型硅基板12 的一個主表面(受光面)側(cè)的表面的擴(kuò)散了 P等η型雜質(zhì)的η型擴(kuò)散層13。在光電轉(zhuǎn)換層11的受光面?zhèn)仍O(shè)置有防反射膜14，防止向光電轉(zhuǎn)換層11的受光面入射的入射光的反射并且補(bǔ)償硅基板12的受光面?zhèn)鹊娜毕荩⒂蒘iONH膜構(gòu)成；梳齒狀的柵電極21，為了對在光電轉(zhuǎn)換層11發(fā)出的電局部地進(jìn)行集電而在受光面以規(guī)定的間距平行地設(shè)置多個，并由銀等構(gòu)成；以及總線電極22，為了將由柵電極21進(jìn)行集電的電取出到外部而與柵電極21大致正交地設(shè)置，并由銀等構(gòu)成。這里，柵電極21和總線電極22貫通防反射膜14而與η型擴(kuò)散層13接觸。此外，在光電轉(zhuǎn)換層11的受光面?zhèn)?，也可以形成將入射到光電轉(zhuǎn)換層11的光封閉在光電轉(zhuǎn)換層11內(nèi)的紋理結(jié)構(gòu)。另外，下面將柵電極21 和總線電極22合起來稱為表面電極20。在光電轉(zhuǎn)換層11的背面?zhèn)染哂斜趁驸g化膜15，補(bǔ)償硅基板12的背面?zhèn)鹊娜毕莶⒁种票趁嬖俳Y(jié)合，由SiONH膜構(gòu)成；梳齒狀的背面集電電極31，為了對在光電轉(zhuǎn)換層11發(fā)出的電進(jìn)行集電而在背面以規(guī)定的間距平行地設(shè)置多個；以及背面取出電極32，為了將在該背面集電電極31產(chǎn)生的電取出到外部而與背面集電電極31大致正交地設(shè)置。這里， 背面集電電極31和背面取出電極32貫通背面鈍化膜15而與硅基板12接觸。另外，背面集電電極31和背面取出電極32是由Al-Si熔融凝固層構(gòu)成，該Al-Si熔融凝固層是由Al 和Si熔融并凝固的合金形成，但是在與硅基板12的界面附近，具有向硅基板12導(dǎo)入了作為P型雜質(zhì)的Al的BSF層。進(jìn)而，在形成了背面鈍化膜15、背面集電電極31以及背面取出電極32的光電轉(zhuǎn)換層11上的整面中，形成有背面反射金屬膜16，該背面反射金屬膜16包含使透射光電轉(zhuǎn)換層11而來的太陽光中的800 1200nm附近的紅外線再次反射到光電轉(zhuǎn)換層11側(cè)的Ag、Au、Pt、Pd、Ti、Cu、Sn等對于上述波長范圍的光的反射率比Al還高的金屬中的至少1種。此外，下面將背面集電電極31和背面取出電極32合起來稱為背面電極 30。在這樣構(gòu)成的太陽能電池10中，當(dāng)太陽光從太陽能電池10的受光面?zhèn)日丈涞絧n 結(jié)面(ρ型硅基板12與η型擴(kuò)散層13的接合面)時，產(chǎn)生空穴和電子。通過pn結(jié)面附近的電場，產(chǎn)生的電子朝向η型擴(kuò)散層13進(jìn)行移動，空穴朝向硅基板12的背面?zhèn)冗M(jìn)行移動。 由此，在η型擴(kuò)散層13中成為電子過剩、在硅基板12的背面?zhèn)瘸蔀榭昭ㄟ^剩的結(jié)果，產(chǎn)生光電動勢。該光電動勢在將Pn結(jié)向順方向偏置的朝向上產(chǎn)生，與η型擴(kuò)散層13連接的表面電極20成為負(fù)極，與硅基板12的背面連接的背面電極30成為正極，電流流向未圖示的外部電路。另外，入射到太陽能電池10且并不對光電轉(zhuǎn)換作出貢獻(xiàn)而透射到硅基板12的背面?zhèn)鹊墓?、主要是波長大于等于SOOnm的紅外線在背面電極30和背面反射金屬膜16中高效地反射到光電轉(zhuǎn)換層11側(cè)。由此，能夠提高由光電轉(zhuǎn)換層11進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的反射光的比例。接著，說明這種結(jié)構(gòu)的太陽能電池10的制造方法。圖3-1 圖3-8是示意性地表示本發(fā)明的實施方式1的太陽能電池的制造方法的一個例子的局部剖面圖。此外，在此使用與圖2相對應(yīng)的剖面圖來說明太陽能電池10的制造方法。首先，例如準(zhǔn)備比160 200 μ m薄的單晶體或者多晶體的ρ型硅基板12 (圖3_1)。 作為單晶體硅基板或者多晶體硅基板，大多使用從通過牽引法或者鑄造法制造的結(jié)晶塊中直接進(jìn)行切割的基板。在這種情況下，為了消除由于用于切割的鋼絲鋸等的損傷造成的基板表面的損壞、晶片切割工序中的污染，使用氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液等堿性水溶液、或者氟酸與硝酸的混合液等，來蝕刻基板表面大約10 20μπι左右。另外，為了消除附著在基板表面的鐵等重金屬類，也可以附加用鹽酸與過氧化氫的混合液來洗凈的工序。進(jìn)而，也可以使用氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液等堿性水溶液等來形成作為防反射結(jié)構(gòu)的紋理結(jié)構(gòu)(微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu))。接著，為了在ρ型硅基板12形成pn結(jié)而將η型擴(kuò)散層13只形成在硅基板12的受光面?zhèn)?圖3-2)。例如，作為η型雜質(zhì)的P (磷)的擴(kuò)散源而使用三氯氧磷(POCl3)，并在 800°C下進(jìn)行10分鐘的熱處理，從而P擴(kuò)散在ρ型硅基板12的表面，形成翻轉(zhuǎn)了導(dǎo)電類型的η型擴(kuò)散層13。之后，通過蝕刻等方法來消除形成在硅基板12的受光面?zhèn)纫酝獾拿娴摩?型擴(kuò)散層13。接著，通過CVD法以硅烷、氨為主原料氣體來在η型擴(kuò)散層13上形成由SiONH膜形成的防反射膜14。由于通過該SiONH膜來降低對于太陽能電池10的入射光的表面反射率，因此能夠大幅度地增加基于光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電流。形成的防反射膜14是例如折射率為2. 1，厚度為75nm。另外，在硅基板12的背面也通過CVD法以硅烷、氨為主原料來形成由 SiONH膜形成的背面鈍化膜15 (圖3-3)。之后，通過網(wǎng)板印刷法在防反射膜14上將成為表面電極20的以Ag(銀)為主成分的表面用銀膏涂布為柵電極21和總線電極22的形狀并進(jìn)行干燥，并在對表面電極20最優(yōu)的焙燒條件下進(jìn)行焙燒，形成表面電極20 (圖3-4)。此時，由玻璃成分以及銀熔塊構(gòu)成的表面用銀膏在焙燒過程中熔融、貫通(焙燒貫通)作為防反射膜14的SiONH膜，成為能夠?qū)崿F(xiàn)與η型擴(kuò)散層13的電接觸的表面電極20。另外，通過該焙燒，構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換層11的表面的防反射膜14和背面的背面鈍化膜15的SiONH膜中的H(氫)向硅基板12中進(jìn)行擴(kuò)散，補(bǔ)償硅基板12內(nèi)的缺陷。由此，太陽能電池10的動作過程中的硅基板12的表面與背面附近處的再結(jié)合被抑制。接著，向背面鈍化膜15的規(guī)定的位置照射激光Li，使背面鈍化膜15蒸發(fā)來形成開口部35 (圖3- 。例如圖1-2所示，該開口部35被圖案形成為背面集電電極31和背面取出電極32的形狀。另外，這里，當(dāng)將激光Ll的波長設(shè)為355nm、能量設(shè)為3mJ/cm2時，能夠以硅基板12低損傷的狀態(tài)只使背面鈍化膜15 (SiONH膜)蒸發(fā)。接著，在形成了開口部35的背面鈍化膜15上的所需部位，例如通過網(wǎng)板印刷法來印刷包含Al(鋁)的背面用鋁膏并進(jìn)行干燥。之后，與形成了開口部35時同樣地，與形成了開口部35的位置相對應(yīng)而照射激光L2 (圖3-6)。通過該激光L2的照射，使開口部35內(nèi)的Al熔融、凝固，在與基底的硅基板12之間形成由Al-Si熔融凝固層構(gòu)成的背面電極30。 在Al-Si熔融凝固層中的離硅基板12近的部分的凝固的部位，Al-Si 一部分成為BFS層。 然后，不需要的背面用鋁膏是通過丙酮等有機(jī)溶劑、水洗來消除(圖3-7)。在圖3-7的狀態(tài)中，由于硅基板12薄，所以從表面入射的太陽光的一部分不會被吸收而向背面?zhèn)韧干?。透射到背面?zhèn)鹊墓庵饕遣ㄩL大于等于SOOnm的紅外線，但是如圖 3-7那樣，僅僅通過局部地覆蓋硅基板12的背面的Al-Si熔融凝固層(背面電極30)是無法使到達(dá)背面?zhèn)鹊墓庥行У胤瓷涞焦怆娹D(zhuǎn)換層11側(cè)。因此，為了提高背面反射效應(yīng)(BSR)，在形成了背面電極30的背面鈍化膜15上，使用Ag、Au (金)、Pt (白金)、Pd (鈀)、Ti (鈦)、 Cu (銅)、Sn (錫)等具有比Al還高的反射率的金屬中的1種以上的金屬，以蒸鍍法、濺射法等來形成背面反射金屬膜16 (圖3-8)。通過以上，制造出具有圖1-1 圖2所示的結(jié)構(gòu)的太陽能電池10。此外，在上述的說明中，在圖3-6中在向背面鈍化膜15照射激光Ll來設(shè)置了開口部35之后，將背面用鋁膏印刷到背面的規(guī)定部位，之后再次將激光L2照射到開口部35，但是也可以在背面鈍化膜15上以規(guī)定的形狀印刷背面用鋁膏，之后向規(guī)定的位置照射激光， 在進(jìn)行照射的位置中形成由Al與Si的合金構(gòu)成的背面電極30。但是，上述的圖3-6的方法、即在背面鈍化膜15設(shè)置開口部35之后將背面用鋁膏涂布到該開口部35并照射激光L2 的情況下，能夠控制利用激光進(jìn)行熔融的Al與背面鈍化膜15(Si0NH膜)之間的反應(yīng)，并且背面電極30的尺寸被大致規(guī)定為形成在背面鈍化膜15的開口部35的大小，因此能夠形成尺寸穩(wěn)定的背面電極30。如以上那樣形成的太陽能電池10，如果與如以往那樣在光電轉(zhuǎn)換層11的表面印刷表面用銀膏、在背面的大致整面印刷背面用鋁膏、在背面的其它地方印刷了背面用銀膏之后通過同時焙燒表面電極20和背面電極30來形成的太陽能電池進(jìn)行比較，則單元轉(zhuǎn)換
效率提高2%。根據(jù)該實施方式1，用SiONH膜來形成表面的防反射膜14、和背面的背面鈍化膜 15，作為背面電極30形成Al-Si熔融凝固層，進(jìn)而將背面整體用從由對800 1200nm附近的波長的紅外線具有高反射率的Ag、Au、Pt、Pd、Ti、Cu、Sn構(gòu)成的群中選擇的至少1種金屬進(jìn)行覆蓋，因此抑制了硅基板12的背面附近處的再結(jié)合，能夠有效地將透射了光電轉(zhuǎn)換層11的光再次反射到光電轉(zhuǎn)換層11側(cè)。其結(jié)果，具有如下效果即使硅基板12 (光電轉(zhuǎn)換層11)的厚度與以往相比變薄、特別是硅基板12(光電轉(zhuǎn)換層11)的厚度小于等于160 200 μ m的情況下，也能夠在光電轉(zhuǎn)換層11中高效地進(jìn)行發(fā)電。另外，將表面電極20的焙燒工序和背面電極30的形成工序設(shè)為不同的工序，因此具有如下效果在各自的工序中電極的形成條件被最優(yōu)化，能夠得到適合于太陽能電池10 的低電阻的電極。進(jìn)而，得到適合于制造的太陽能電池10的電阻的電極，因此抑制電阻值變高造成的損耗，能夠高效地得到發(fā)出的電。另外，在該實施方式1中，背面電極30的焙燒不是在硅基板12整體上進(jìn)行而只是在照射了激光L2的區(qū)域中進(jìn)行，因此與如以往例那樣通過對形成在半導(dǎo)體基板的背面的大致整面的鋁膏、和形成在沒有形成鋁電極的位置的銀膏進(jìn)行焙燒來形成背面電極的情況相比，能夠防止冷卻時形成的電極變得容易剝落。其結(jié)果，與用以往的制造方法來形成的太陽能電池相比，還具有長壽命的效果。實施方式2.圖4是示意性地表示實施方式2的太陽能電池的一個例子的一部分剖面圖。如該圖中所示，在該實施方式2的太陽能電池10中，與實施方式1相同地，背面電極30由形成為柵狀的背面集電電極31以及以連接背面集電電極31之間的方式形成的背面取出電極32 構(gòu)成，但是與實施方式1不同，具有沒有設(shè)置背面反射金屬膜16的結(jié)構(gòu)。另外，如該圖中所示，背面集電電極31的形成位置形成為位于鄰接的柵電極21與柵電極21之間的區(qū)域R以使得不與形成在表面的柵電極21的形成位置相重疊。例如，在100 200mm □的尺寸的太陽能電池10中，通常形成在受光面?zhèn)鹊臇烹姌O21的寬度為100 μ m、間距為1.5 3μπι。因此，在該實施方式2的背面集電電極31中， 在將柵電極21投影到硅基板12的背面?zhèn)鹊那闆r下，優(yōu)選以寬度為0. 5 1. 5mm且與柵電極21相同的間距進(jìn)行設(shè)計以使得填補(bǔ)其間隙。這樣，通過將背面集電電極31的形成位置與受光面的柵電極21的形成位置錯開而進(jìn)行配置，從而不進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而透射到光電轉(zhuǎn)換層11的背面的光被存在于受光面?zhèn)鹊臇烹姌O21的形成位置之間的背面集電電極31反射到光電轉(zhuǎn)換層11側(cè)。根據(jù)該實施方式2，從受光面?zhèn)鹊氖猃X狀的柵電極21的形成位置錯開而配置了背面的梳齒狀的背面集電電極31，因此即使不形成背面反射金屬膜16，也通過存在于受光面?zhèn)鹊臇烹姌O21的形成位置之間的背面集電電極31來反射到光電轉(zhuǎn)換層11側(cè)，因此具有在光電轉(zhuǎn)換層11中能夠高效地進(jìn)行發(fā)電這樣的效果。另外，由于不形成由從由Ag、Au、Pt、Pd、Ti、Cu、Sn構(gòu)成的群中選擇的至少1種金屬構(gòu)成的背面反射金屬膜16，因此與實施方式1相比能夠簡化制造工序，另外不使用上述的金屬，因此還具有能夠降低制造成本這樣的效果。 如以上那樣，本發(fā)明的光電動勢裝置對硅基板形成為比以往更薄的太陽能電池有用。
權(quán)利要求
1.一種光電動勢裝置的制造方法，其特征在于，包含雜質(zhì)擴(kuò)散層形成工序，在第1導(dǎo)電型的硅基板的第1主表面?zhèn)刃纬蓴U(kuò)散了第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的雜質(zhì)擴(kuò)散層；防反射膜形成工序，在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上形成防反射膜；背面鈍化膜形成工序，在所述硅基板的第2主表面上形成由SiONH膜構(gòu)成的背面鈍化膜；表面電極形狀形成工序，在所述防反射膜上以表面電極形狀形成包含銀的膏材料； 表面電極形成工序，焙燒所述硅基板來形成與所述雜質(zhì)擴(kuò)散層接觸的表面電極； 背面電極形狀形成工序，在所述背面鈍化膜上以背面電極形狀形成包含金屬的膏材料；以及背面電極形成工序，向所述背面電極的形成位置照射激光來使所述膏材料中的金屬熔融、凝固而形成背面電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電動勢裝置的制造方法，其特征在于，在所述背面電極形成工序之后還包含背面反射金屬膜形成工序，該背面反射金屬膜形成工序在形成了所述背面電極的所述背面鈍化膜上形成背面反射金屬膜，該背面反射金屬膜由對于800 1200nm的波長范圍的紅外線的反射率比鋁高的金屬構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電動勢裝置的制造方法，其特征在于，所述背面反射金屬膜是通過從由Ag、AU、Pt、Pd、Ti、CU、Sn構(gòu)成的群中選擇的至少1種金屬形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電動勢裝置的制造方法，其特征在于， 所述背面電極形狀形成工序包含對所述背面鈍化膜設(shè)置背面電極形狀的開口部的工序； 在所述開口部形成所述包含金屬的膏材料的工序；以及向所述開口部的形成位置照射激光來使所述膏材料中的金屬熔融、凝固而在所述開口部形成所述背面電極的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電動勢裝置的制造方法，其特征在于，在所述表面電極形狀形成工序中，將所述表面電極圖案形成在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上，所述表面電極圖案具有沿第1方向延伸且平行地配置多個的柵電極圖案、以及沿第2方向延伸且連接所述柵電極圖案之間的總線電極圖案，在所述背面電極形狀形成工序中，將背面電極圖案形成在所述硅基板的第2主表面上，所述背面電極圖案具有沿所述第1方向延伸且平行地配置多個的背面集電電極圖案、 以及沿所述第2方向延伸且連接所述背面集電電極圖案之間的背面取出電極圖案，并且在將所述柵電極圖案的形成位置投影到所述第2主表面上時，所述背面集電電極圖案形成在所述柵電極圖案的形成位置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電動勢裝置的制造方法，其特征在于，在所述背面電極形狀形成工序中使用的所述膏材料是以鋁為主成分的膏材料。
7.一種光電動勢裝置，其特征在于，具備 第1導(dǎo)電型的硅基板；雜質(zhì)擴(kuò)散層，在所述硅基板的第1主表面?zhèn)葦U(kuò)散了第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)；表面電極，形成在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上；防反射膜，形成在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上的沒有形成所述表面電極的區(qū)域； 背面電極，在所述硅基板的第2主表面上通過Si-Al合金形成； 背面鈍化膜，形成在所述硅基板的第2主表面上的沒有形成所述背面電極的區(qū)域，且由SiONH膜構(gòu)成；背面反射金屬膜，在所述背面電極和所述背面鈍化膜上由對于800 1200nm的波長范圍的紅外線的反射率比鋁高的金屬構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電動勢裝置，其特征在于，所述背面反射金屬膜是通過從由Ag、AU、Pt、Pd、Ti、CU、Sn構(gòu)成的群中選擇的至少1種金屬形成。
9.一種光電動勢裝置，其特征在于，具備 第1導(dǎo)電型的硅基板；雜質(zhì)擴(kuò)散層，在所述硅基板的第1主表面?zhèn)葦U(kuò)散了第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)； 表面電極，形成在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上，具有沿第1方向延伸且平行地配置多個的柵電極、以及沿第2方向延伸且連接所述柵電極之間的總線電極；防反射膜，形成在所述雜質(zhì)擴(kuò)散層上的沒有形成所述表面電極的區(qū)域； 背面電極，在所述硅基板的第2主表面上通過Si-Al合金形成，具有沿所述第1方向延伸且平行地配置多個的背面集電電極、以及沿所述第2方向延伸且連接所述背面集電電極之間的背面取出電極；以及背面鈍化膜，形成在所述硅基板的所述第2主表面上的沒有形成所述背面電極的區(qū)域，且由SiONH膜構(gòu)成，其中，當(dāng)將所述柵電極的形成位置投影到所述第2主表面上時，所述背面集電電極形成在所述柵電極的形成位置之間。
全文摘要
得到一種在表面和背面的電極中得到期望的電阻值、并且即使基板厚度與以往相比變薄也能夠比以往提高轉(zhuǎn)換效率的光電動勢裝置的制造方法。包含如下工序在p型硅基板(12)的第1面?zhèn)刃纬蓴U(kuò)散了n型雜質(zhì)的n型擴(kuò)散層(13)；在n型擴(kuò)散層(13)上形成防反射膜(14)；在硅基板(12)的第2面上形成由SiONH膜構(gòu)成的背面鈍化膜(15)；在防反射膜(14)上以表面電極形狀形成包含銀的膏材料；焙燒硅基板(12)來形成與n型擴(kuò)散層(13)接觸的表面電極(20)；在背面鈍化膜(15)上以背面電極形狀形成包含金屬的膏材料；以及向背面電極的形成位置照射激光來使膏材料中的金屬熔融、凝固而形成背面電極(30)。
文檔編號H01L31/04GK102396073SQ200980158689
公開日2012年3月28日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者中谷光德 申請人:三菱電機(jī)株式會社