TWI323040B - - Google Patents

Description

1323040 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種於與受光面相反的背面配置有正和 負的電極的背面接合型（背接觸型）太陽電池的構造及其製 造方法。 具體而言，本發明係有關於一種於半導體基板的背面分 別父互地形成線狀的P+型擴散層和n+型擴散層，且於該等 兩擴散層上分別連接正和負的背面電極之背面接合型太陽 電池及其製造方法。 【先前技術】 以往，作爲此種背面接合型太陽電池及其製造方法，係 有如下所述者，即：於矽基板的背面側形成作爲雜質擴散 的遮旱的氧化矽膜，將其預定部分蝕刻去除後，形成η型擴 散層（η+領域），之後，去除作爲雜質擴散的遮罩的氧化矽膜 後，形成ρ型擴散層（ρ+領域），於其上面分別形成與η型擴散 層點狀接觸的背面電極和與Ρ型擴散層點狀接觸的電極，將 該等兩擴散層和兩電極於矽基板的背面側的相對部分別匯 合地形成梳齒狀（例如，參照專利文獻。 而且，亦有於半導體基板的背面分別交互地以相同間隔 形成有線狀的n+型擴散層和p+型擴散層者（例如，參照專利 文獻2)。 [專利文獻1]曰本專利公開2〇〇2_164556號公報（第 頁’圖1、圖4) [專利文獻2]曰本專利公開2〇〇4 71828號公報（第2頁，圖 106205-981202.doc 1323040 1(a)) 發明欲解決之問題 但是，此種以往的昔而 月面接合型太％電池及其製造方 中，雖然由圖謀光電轉換效率的提高之目的來看，宜將線 狀的P型擴散層和n+型擴散層相互接近配置，是以於半 導體基板的背面侧使P型及η型的雜質相接近配置的狀態下 進行熱擴散時’由於雜質朝半導體基板内部的擴散爲等方 性：且朝雜質未接觸的基板部分也可以藉由自動摻雜而擴

散成長，故有該等Ρ+型擴散層及n+型擴散層的外側端部之 間彼此於基板外侧接觸，而不能從正負電極導出電流之問 題。 爲了解決上述問題，必須將〆型擴散層和η+型擴散層分 離至即使其分別擴散成長亦不相接觸的距離，於此配置 中，由於因光的入射而産生的電子和電洞移動至型擴散 層及η+型擴散層的距離變長，所以有光電轉換效率降低之 問題。

【發明内容】 本發明中之請求項1、3所述的發明，其目的在於不使ρ+ 型擴散層和η +型擴散層相接觸而細微配置。 請求項2所述的發明，其目的在於除了請求項丨所述的發 明的目的外，亦不檢測ρ+蜇擴散層和η+型擴散層的接觸位 置而簡單地分離。 請求項4所述的發明，其目的在於除了請求項3所述的發 明的目的外，亦一次進行多數半導體基板的背面去除。 106205-98l202.doc 1323040 爲了達到上述目的’本發明中請求項1所述的發明，其特-徵在於：於半導體基板的背面使P+型擴散層和n+型擴散層 相互接近而同時形成’且將該等p+型擴散層和n+型擴散層 的外側端部彼此相接觸的半導體基板的背面側去除，使p+ 型擴散層和n+型擴散層分離。 請求項2所述的發明，其特徵在於：於請求項丨所述的發 明構成加上將上述p+型擴散層和型擴散層的外側端部彼 此相接觸的半導體基板的背面側的外層部分全體去除，使 基板部分於兩擴散層之間露出之構成。 請求項3所述的發明，其特徵在於包含：於半導體基板的 背面使p+型擴散層和n+型擴散層相互接近而同時形成的步 驟；將該等p+型擴散層和n+型擴散層的外側端部彼此相接 觸的半導體基板的背面側去除，使兩擴散層分離的步驟； 及於藉由該去除步驟而分離的p+型擴散層的露出面和型 擴散層的露出面上分別連接正負的背面電極的步驟。 請求項4所述的發明，其特徵在於：於請求項3所述的發 明構成加上將上述〆型擴散層和n +型擴散層的外側端部彼 此相接觸的半導體基板的背面側的外層部分全體以蝕刻去 除之構成。 本發明中請求項1、3所述的發明，係於半導體基板的背 面使Ρ +型擴散層和η+型擴散層相互接近而同時形成，且將 該等Ρ型擴散層和η+型擴散層的外側端部彼此相接觸的半 導體基板的背面側去除，使ρ+型擴散層和η+型擴散層分 離，藉此Ρ+型擴散層和η+型擴散層相互接近而被分離配置。 I06205-981202.doc 1323040. 因此’可以不使p+型擴散層和n+型擴散層相接觸而細微 配置。 其結果’與必須將ρ型擴散層和n+型擴散層分離至即使 分別擴散成長亦不相互接觸的距離的習知者相比較，由於 因光的入射而產生的電子和電洞移動至ρ型擴散層及n型擴 散層的距離顯著地變短’所以可以提高光電轉換效率。 而且，由於同時形成ρ+型擴散層和η+型擴散層，所以與 分別形成s亥專兩擴散層的習知者相比較，可以簡單地於短 時間内且低價地製造。 請求項2所述的發明，係除了請求項1所述的發明效果 外，還將Ρ+型擴散層和η+型擴散層的外側端部彼此相接觸 的半導體基板的背面側的外層部分全體去除，使基板部分 於兩擴散層之間露出，藉此使Ρ+型擴散層和η+型擴散層隔 著該基板部分相互接近配置。 因此，可以不檢測Ρ+型擴散層和η+型擴散層的接觸位置 而簡單地分離。 請求項4所述的發明，係除了請求項3所述的發明效果 外，還將ρ型擴散層和η+型擴散層的外側端部彼此相接觸 的半導體基板的背面側的外層部分全體以蝕刻去除藉此 可以同時地去除多數半導體基板的背面。 因此，可以一次進行多數半導體基板的背面去除。 其結果，與以切削機等機械性地以單片纟理切斷去除者 相比較’可以大幅縮短每一片單位的處理時間，不僅可以 提高生産性’而且還可以謀求製造成本的更進—步減低。 I06205-981202.doc 【實施方式】 以下，參照附圖，說明本發明的一實施例。 本發明的背面接合型太陽電池八’如圖i〜圖4所示，於p 型（或η'型）的|導體基板分另,j交互地同時形成相 接近的線狀的p +型擴散層2和^型擴散層3,將該等p +型擴散 層2和型擴散層3的外側端部之間彼此相接觸的半導體基 板1的背面la側去除後，使兩擴散層2、3分離，同時於藉由 該去除而分離的〆型擴散層2的露出面。和〆 曰 露—a上分別連接正和負的背面電極4、5，藉此，層可^ 與受光面1 d相反的側通電。 上述p +型擴散層2和n+型擴散層3，係於由石夕單晶或多晶 夕所構成的半導體基板！的背面la，以圖案印刷等方法分別 將作爲P型雜質的例如删等膏（paste)2，與作爲η型雜質的例 如磷等膏（Paste)3,塗佈成預定形狀。 该等P型雜質的膏（paste)2> n型雜質的膏（州⑷3,，以幾 乎平仃的線狀分別接近配置，藉由進行培燒包含該等膏 (Pa^te)2·、3,的半導體基板1全體等，加熱至預定溫度，使 該等P型雜質2’及n型雜質3,分別同時於半導體基板】的内部 熱，散’使ρ+型擴散層2的領域和η+型擴散層3的領域於分 別交互接近的狀態下被同時形成。 並且，於上述熱擴散步驟中，由於朝半導體基板丨内部的 Ρ型雜質2·的擴散及η型雜質3,的擴散爲等方性，且從ρ型雜 質及n^L雜質3朝基板部分le亦藉由自動換雜而擴散成 長’所以在該半導體基板i的背面la，該等p +型擴散層冰 106205-981202.doc 1323040. n +型擴散層3的外側端部之間彼此相接觸。 至乂去除上述P型擴散層2和n +型擴散層3的外側 端部之間彼此相接觸的半導體基板1时面_，使兩擴散 層3分離，但是於本實施例中，係藉由將從半導體基板^ &背面U至所定深度的整個外層部分lb，以例如蝕刻液等 化學性地去除，或以切削機等機械性地切割而去除，使該 .#P+型擴散層2和n+型擴散層3分離，使半導體基板…由石夕 構成的基板部分1 c於兩者之間露出。 鲁 ％且’於藉由上述去除步驟而分離的P +型擴散層2的新的 露$面2a和型擴散層3的新的露出面“上，分別連接與該 等露出面2a、3a形成相同線狀的正和負的背面電極4、5。 而且，於圖示例中，上述p型雜質的膏（paste)2，和n型雜質 的膏（pastW被圖案印刷成梳齒狀，藉由使該等熱擴散，可 同時形成梳齒狀的〆型擴散層2及11+型擴散層3的領域，於 該等吻合成梳齒狀的〆型擴散層2及〆型擴散層3上，形成 相同梳齒狀的背面電極4、5。 鲁而且，於上述半導體基板1的受光面Id側，於該半導體基 板1爲P型時，形成p+型的受光側擴散層6，於半導體基板夏 爲η·型時，形成型的受光側擴散層6，且根據需要，如圖 所不，於其表面側也可以形成抗反射膜7。 接著，說明本發明的背面接合型太陽電池A的製造方法， 特別以半導體基板丨的背面丨&侧爲中心，按照步驟順序說明 之。 首先，如圖3(a)及圖4(a)所示，於半導體基板丨的背面u , r r 106205-98l202.doc ,, " 1323040 使P型雜質的膏（paste)2,和n型雜f的膏（paste)3，以線狀分別 交互地接近’藉由圖案印刷等方法大致平行地塗佈或如圖 所示塗佈成梳齒狀。 又這時於半導體基板1的受光面id上塗佈用以形成受 光側擴散層6的n型或p型的雜質膏（paste)6|。 之後’如圖3(b)及圖4(b)所示，至少加熱p型雜質的膏 (paste)2·及η型雜質的膏（paste)3,，使同時熱擴散時於半導 體基板1的内部同時形成p +型擴散層2的領域和n+型擴散層 3的領域。 此時，由於朝半導體基板1内部的P型雜質2,的擴散及1!型 雜質3’的擴散爲等方性，且從p型雜質2，及n型雜質3,朝基板 部分lc亦藉由自動摻雜而而擴散成長，所以於該半導體基 板1的背面la側，該等p+型擴散層2和^型擴散層3的外側端 部之間彼此相接觸。 於此狀1、如圖3(c)及圖4(c)所示，將該等p+型擴散層2 和η型擴散層3的外側端部之間彼此相接觸的半導體基板五 的背面la側去除，使兩擴散層2、3的外側端部分離。 於本貝知例中將從半導體基板丨的背面la至預定深度的 整個外層。p刀1 b以蝕刻化學性地去除，或以切削機等機械 性地切割而去除。 藉此，該等P+型擴散層2和n+型擴散層3被分離，於兩者 之間露出半導體基板1的由矽構成的基板部分lc。 之後，於藉由上述去除步驟而分離的p+型擴散層2的新的 露出面2如+型擴散層3的新的露出面3a上，分別連接形成 106205-981202.doc 1323040. % 相同線狀的正和負的背面電極4、5’從而完成背面“側的 製造步驟。 因此，本發明的背面接合型太陽電池A及其製造方法，由 於使上述p+型擴散層2和n+型擴散層3相接近地分離配置， 所以，因光的入射而産生的電子和電洞移動至？型擴散層2 及η型擴散層3的距離顯著地變短，可以提高光電轉換效率。 • 而且，由於同時形成Ρ+型擴散層2和η+型擴散層3，所以 具有可以於短時間内簡單地製造出該等兩擴散層2、3之優 φ 點。 再者，將從ρ+型擴散層2和^型擴散層3的外侧端部之間 彼此相接觸的半導體基板丨的背面la至預定深度的整個外 層邛勿lb去除，使基板部分lc於兩擴散層2、3之間露出時， 由於P+型擴散層2和n+型擴散層3挾著該基板部分lc地相互 接近而細微配置，所以具有可以不檢測出p+型擴散層2和打+ 型擴散層3的接觸位置地而簡單地分離之優點。 再者又，於將從p+型擴散層2和n+型擴散層3的外側端部 • 之間彼此相接觸的半導體基板1的背面la至預定深度的整 個外層部分lb以蝕刻化學性地去除時，由於可以同時地去 除複數的半導體基板1的背面i a，所以具有可以大幅縮短每 一片單位的處理時間，提高生産性之優點。 又，於上述實施例中，係以去除從半導體基板i的背面la 至所定深度的整個外層部分lb，作爲藉由去除p+型擴散層2 和n+型擴散層3的外側端部之間彼此相接觸的半導體基板^ 的背面1 a側，而使兩擴散層2、3分離的一例，但本發明並 106205-981202.doc •13· 不限定於此’亦可藉由僅將p+型擴散層2和n+型擴散層3的 外側：部之間彼此相接觸的交界部分部分地去除，而使p+ 型擴散層2的外側端部和，型擴散層3的外側端部分離。 於半導體基板1的受光面Id側形成n+型或p +型受光侧 :散層6 ’且於其表面側形成抗反射膜7，但本發明並不限 定於此，受光面Id側的構造爲此以外的以往周知的其他構 造亦可。 【圖式簡單說明】 圖1是顯示本發明的背面接合型太陽電池的一實施例的 縱斷側視圖’將其重要部分部分放大顯示。 圖2是同圖的縮小底視圖，將其部分切斷顯示。 圖3(a)〜(c)是顯示本發明的背面接合型太陽電池的製造 方法的一貫施例的縱斷側視圖，將該步驟按照（a)〜（e)順序 顯不，且將其重要部分部分放大顯示。 圖4(a)〜(c)是對應於圖3(a)〜(勻的縮小底視圖。 【主要元件符號說明】 A 背面接合型太陽電池 1 半導體基板 la 背面 lb 外層部份 1 c 基板部份 Id 受光面 2 P型擴散層 2' P型雜質（膏（paste)) 106205-98J202.doc -14· 1323040. 2a 露出面 3 n+型擴散層 3' η型雜質（膏（paste)) 3a 露出面 4 背面電極 5 背面電極 6 受光側擴散層 6' η型或p型的雜質膏 7 抗反射膜

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Claims (1)

1. 十、申請專利齡r月㈣(更叫 1' 一種背面接合型太陽電池之製造方法，其係於半導體基 板（1)的背面（la)分別交互地形成線狀的P+型擴散層（2)和 n+型擴散層（3)，且於該等兩擴散層（2, 3)上分別連接正負 的背面電極（4, 5)之背面接合型太陽電池之製造方法，其 特徵在於包含： 於别述半導體基板（1)的背面（la)使p+型擴散層（2)和n+ 型擴散層（3)相互接近而同時形成的步驟；將該等p+型擴 散層（2)和n+型擴散層（3)的外側端部彼此相接觸的半導體 基板（1)的背面（la)側全體平坦地去除，於該去除面露出基 板部分（lc)使兩擴散層（2、3)分離的步驟；及於藉由該去 除步驟而分離的p+型擴散層（2)的露出面（2a)和n+型擴散 層（3)的露出面（3a)上分別連接正負的背面電極（4, 5)的步 鄉。 2. 如請求項丨之背面接合型太陽電池之製造方法，其中將前 述P型擴散層（2)和n+型擴散層（3)的外側端部彼此相接觸 的半導體基板（1)的背面（la)側的外層部分（lb)全體以蝕 刻去除。 3. 如請求項1之背面接合型太陽電池之製造方法，其中將〆 型雜質的膏（paste)和η+型雜質的膏（paste)適用在半導體 基板的背面，之後將該半導體基板加熱’藉由同時將p+ ^•雜質和η型雜質擴散’以同時形成p+型擴散層和n+型擴 散層。 106205-981202.doc