JPS6215864A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池の製造方法

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JPS6215864A
JPS6215864A JP60154024A JP15402485A JPS6215864A JP S6215864 A JPS6215864 A JP S6215864A JP 60154024 A JP60154024 A JP 60154024A JP 15402485 A JP15402485 A JP 15402485A JP S6215864 A JPS6215864 A JP S6215864A
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light
oxide film
substrate
solar cell
manufacturing
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Yasuhiro Kida
康博 木田
Koichi Suda
晃一 須田
Kunihiro Matsukuma
邦浩 松熊
Keiichi Morita
守田　啓一
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はイオン打込み法により半導体基板にｐｎ接合を
形成する太陽電池の製造方法に係る。
〔発明の背景〕
従来は、特開昭５９−７９５８０号に記載のように、太
陽電池受光面電極形成部に深いｐｎ接合、受光部に浅い
ｐｎ接合を形成するために、気相拡散（二重拡散法、横
方向拡散）、塗布拡散（二重塗布法）が用いられており
、スループット性への配慮及び、熱処理時基板ライフタ
イム低下防止、受光面表面再結合速度低減のための考慮
がなされていなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、短波長側分光感度を向上し、熱処理時
に基板ライフタイムが低下することを防止でき、また、
受光面表面再結合速度低減を図ることができる太陽電池
の製造方法を提供するにある。
〔発明の概要〕
高効率化太陽電池を得るための主要因として、受光面に
おけるｐｎ接合の接合深さの最適化、及び受光面表面再
結合速度の低減が要求される。第３図に、受光面表面再
結合速度をパラメータとした時のｐ型シリコン基板にｎ
＋層を形成したｎ＋層の厚さで示す接合深さと光生成電
流との関係計算結果を示す。接合深さが深くなると、短
波長側の光が基板表面で吸収されｐｎ接合部に達するこ
とが出きず光生成電流が低下する。しかし、ｐｎ接合を
浅くすると、表面′ぼ極形成時、電極材料がｐｎ接合を
つきぬけリーク電流を増加させるとともに、表面シート
抵抗（ｐ型基板を用いた場合ｎ＋層のシート抵抗）が増
加し、バルク内直列抵抗を増加させる。また、受光面表
面再結合速度が低いほど光生成電流が増加し、さらに、
飽和電流密度が低くなり、開放電圧をも増加させる。
さらに、低コストプロセスでは、−頁連続生産方式が必
須であり、熱処理にはベルト炉が使用され、ベルト等か
らの汚染による基板ライフタイム低下が重要な問題にな
っている。
本発明は、第４図に示すように、イオン打込みでは、基
板表面酸化膜厚を変えることにより、基板内打込み量を
制御出来ることに着目し、受光面表面電極形成部に低シ
ート抵抗でかつ深いｐｎ接合、受光部に浅いｐｎ接合の
形成を可能としたものである。また、基板表面酸化膜有
無での基板ライフタイムを比較すると下表に示すように
、酸化膜有り基板の方が実効的に長く測定され、基板表
第１表 面識化膜が、基板表面再結合速度低減に効果的と考えら
れる。尚、該表は、シート抵抗１０Ω−ｍＣｚ　１）型
シリコン基板を用い、酸化膜は１０００人の厚さとして
得ている。
さらに、第５図に示すように、基板表面酸化膜有無での
熱処理後基板ライフタイムを比較すると、酸化膜有り状
態熱処理後の基板ライフタイムは、低下せず、基板表面
酸化膜が熱処理時の汚染防止膜として効果的であること
が確認された。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を第１図に示す。第１図（ａ）の如くｐ
型シリコン基板１を用い、第１図（ｂ）のように基板表
面に、１００〜１５０人の酸化膜２を形成する。次に、
表面電極パターンと同一のエツチングレジストを印刷形
成し、表面電極形成部及び裏面酸化膜２　ｅＨＦ　：　
Ｈ２０＝１　：　１０液ニテ第１図（Ｃ）のように除去
する。この基板表面に、イオン打込みエネルギー２５Ｋ
ｅＶ、打込みｔ　５　ｘ　１０ｔｓｃｒｎ−２の条件で
リンイオン打込みを行ない、ＨＦ：）１２Ｑ＝１：１０
液にて受光部酸化膜を除去し、裏面へのＡｔペースト印
刷後、８５０Ｃ，５分の熱処理により第１図（ｄ）に示
すようにｎ＋層３−９層１−９３層４の各層を形成する
。第１図（ｅ）のように％Ａｇペースト印刷、熱処理に
より表裏電極５゜６を形成し、半田７をディップ後太陽
電池８を得る（第８図）。比較のための従来例を第２図
に示す。この従来例でけｎ“層３をイオン打込みで形成
しており、基板１内に平坦なｐｎ接合を有したものでな
っている。
太陽電池特性比較を下表に示す。
第２表 注１反射防止膜ナシ 実施例プロセスにより製作した太陽電池特性は、比較例
プロセスにより製作した太陽電池特性に比べ、短絡電流
密度、開放電圧が高い値を示した。
実施例において第１図（ｄ）に示す酸化膜をイオン打込
み層の損傷回復、活性化及び裏面Ａｔペースト印刷後の
同時熱処理時の汚染防止膜として用いる場合には、第１
図（山の段階まで酸化膜を除去せず、以後、裏面全面に
エツチングレジスト印刷形成し、ＨＦ　：　Ｈ＊Ｏ＝１
　：１０液にて受光部酸化膜を除去後第１図（ｅ）の太
陽電池を得る。さらて、受光部酸化膜を受光面表面再結
合速度低減のためのパッシベーション膜として使用する
ために、第１図（ｅ）で酸化膜２をｎ”−ｐ−ｐ＋接合
形成熱処理工程以降除去することなく前述実施例同様太
陽電池を製作し、第１図（ｆ）の太陽′電池を得る。ま
た。
基板表面酸化膜２を熱処理時の汚染防止膜、受光面表面
再結合速度低減のためのパッシベーション膜として使用
した場合の太陽′６池特性は、短絡電流密度＝　２４　
（ｍＡ／ｃｒ！　）、開放重圧０．５７０（Ｖ）、曲線
因子０，７８、変換効率１０．７（チ）と、前述実施例
に比べ短絡電流密度、開放′４圧が向上し、基板表面酸
化膜が熱処理時の汚染防止膜及び受光面表面再結合速度
低減のためのパッシベーション膜として効果的なことが
確認された。
〔発明の効果〕
本発明によれば、基板表面酸化膜層全通したイオン打込
みにより、受光面電極部に深いｐｎ接合、受光部に浅い
ｐｎ接合を形成することが可能となり、さらに、前述酸
化膜を熱処理時の汚染防止膜及び受光面表面再結合速度
低減のためのパッシベーション膜として使用できるので
、低コストで高効率な太陽電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（０は本発明製造方法を工程毎に示す図
％第２図（ａ）〜（Ｃ）は、従来の太陽電池製造工程を
示す図、第３図は、受光面接合深さくｐ基板に対するｎ
＋層の厚さ）と光生成電流の関係計算値、　　′第４図
は、基板酸化膜厚さと基板へのイオン打込み量の関係計
算値、第５図は基板表面酸化膜有り、都し状態での熱処
理ライフタイム変化を示す図で′ある。 ｌ・・・ｐ型基板、２・・・酸化膜、３・・・ｎ”Ｎｉ
ｓ　４・・・裏面２１層、５・・・受光面電極、６・・
・裏面電極、７・・・半田、８・・・太陽電池。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、イオン打込み法により半導体基板にＰＮ接合を形成
    する太陽電池の製造方法において、受光面電極形成部以
    外の部分に設けた基板表面酸化膜層を通したイオン打込
    みを行なうことを特徴とする太陽電池の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、受光部酸化膜をイ
    オン打込み層損傷回復、活性化のためのアニーリング時
    の汚染防止膜として用いることを特徴とする太陽電池の
    製造方法。 ３、上記請求範囲第１項において、受光部表面酸化膜を
    そのまま受光面表面再結合速度低減のためのパッシベー
    ション膜として用いることを特徴とする太陽電池の製造
    方法。
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