太阳能电池的制造方法转让专利

申请号 : CN201580082173.5

文献号 : CN107924956B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 森川浩昭西野裕久中泽幸子浜笃郎细川雄一朗

申请人 : 三菱电机株式会社

摘要 :

太阳能电池的制造方法包括:将具有包含第1浓度的杂质且具有第1电阻值的第1部位(61)和杂质的浓度是高于第1浓度的第2浓度且具有小于第1电阻值的第2电阻值的第2部位(62)的扩散层(6)形成于半导体基板(1)的受光面侧的步骤;将针对第1部位(61)的反射率大于针对第2部位(62)的反射率的检测光(70)照射到扩散层(6)的步骤;以及基于被扩散层(6)的各部位反射的检测光(70)的反射率的差异,检测扩散层(6)中的与第1反射率对应的第1部位(61)和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位(62)的步骤。

权利要求 :

1.一种太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括:

将具有第1部位和第2部位的扩散层形成于半导体基板的受光面侧的步骤,其中,所述第1部位包含第1浓度的杂质且具有第1电阻值,所述第2部位为所述杂质的浓度是高于所述第1浓度的第2浓度且具有小于所述第1电阻值的第2电阻值的部位;

在进行形成所述扩散层的步骤之后,在所述扩散层之上形成作为硅氮化膜的防反射膜的步骤;

在进行形成所述防反射膜的步骤之后,使针对所述第1部位的反射率大于针对所述第2部位的反射率并且波长是392nm至470nm中的任意波长的检测光通过所述防反射膜而照射到所述扩散层的步骤;

基于被所述扩散层的各部位反射的所述检测光的反射率的差异,检测所述扩散层中的与第1反射率对应的所述第1部位和与小于所述第1反射率的第2反射率对应的所述第2部位的步骤;以及在检测到的所述第2部位形成受光面侧电极的步骤,

所述第2部位包括直线状的部位和与所述直线状的部位相接的对准标记,在检测所述第1部位和所述第2部位的步骤中,着眼于所述对准标记,从而检测所述第2部位,所述防反射膜的厚度是下限的厚度至上限的厚度中的任意厚度,所述下限的厚度是关于所述第1部位反射率最低的入射光的波长是444nm、并且关于所述第2部位反射率最低的入射光的波长是503nm的厚度,作为所述下限的厚度与所述上限的厚度之间的厚度的标准的厚度是关于所述第1部位反射率最低的入射光的波长是576nm、并且关于所述第2部位反射率最低的入射光的波长是

617nm的厚度,

所述上限的厚度是关于所述第1部位反射率最低的入射光的波长是638nm、并且关于所述第2部位反射率最低的入射光的波长是732nm的厚度,所述检测光是无论所述防反射膜的厚度是所述下限的厚度、所述标准的厚度以及所述上限的厚度中的哪个厚度,在两次通过所述防反射膜的情况下针对所述第1部位的反射率都大于针对所述第2部位的反射率的光。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述检测光的波长是402nm至408nm中的任意波长。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述检测光是从圆环状的检测光照明单元发出的光,

在检测所述第1部位和所述第2部位的步骤中,使用透镜和摄像机,根据如下差异,检测所述第2部位,该差异是基于被所述扩散层的各部位反射的所述检测光的反射率的差异的差异,且是由所述摄像机取得的光的像的明亮度的差异,其中,所述透镜配置于法线上的相对于配置有所述半导体基板的工作台比所述检测光照明单元远的位置,该法线是作为通过所述检测光照明单元的内侧的线的、针对所述工作台的法线,所述摄像机配置于所述法线上的相对于所述工作台比所述透镜远的位置。

说明书 :

太阳能电池的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及将光能高效率地变换成电力的太阳能电池的制造方法。

背景技术

[0002] 正在开发配置于受光面侧的电极的下部的杂质的浓度相对高且电阻相对小并且配置有电极的部位以外的受到光的部位的下部的杂质的浓度相对低且电阻相对大的太阳能电池。在该太阳能电池中,有助于能量变换的电阻小且相对地抑制电子与空穴在受光面侧处复合,所以能够将光能高效率地变换成电力。
[0003] 该太阳能电池的构造是选择性发射极构造,以往,作为在该构造的太阳能电池中形成受光面侧电极的方法,已知使用丝网印刷的方法。更具体地,作为检测利用丝网印刷形成的受光面侧电极的位置的方法,已知将半导体基板的外缘中的3个点作为基准点而间接地检测应该形成受光面侧电极的位置的方法。
[0004] 作为检测位置的方法,还提出如下方法:将透过形成有高浓度选择扩散层的半导体基板的光照射到该半导体基板,基于透过后的光的强度分布,检测应该形成受光面侧电极的位置(例如,参照专利文献1)。另外,还提出如下方法:使硅纳米粒子堆积于半导体基板的表面,对硅纳米粒子的区域照射光,利用该光的反射率来检测位置(例如,参照专利文献2)。
[0005] 专利文献1:日本特开2013-232607号公报
[0006] 专利文献2:日本特表2012-527777号公报

发明内容

[0007] 然而,在将上述半导体基板的外缘中的3个点作为基准点来检测应该形成受光面侧电极的位置的方法中,由于半导体基板的设置位置稍微偏移等,高精度地检测应该形成受光面侧电极的位置非常难。因此,存在有时在从本来应该形成受光面侧电极的位置偏移后的位置处形成受光面侧电极这样的课题。在专利文献1所记载的方法中,由于利用透射光,需要将照射部配置在半导体基板的一个面的一侧,并且将检测部配置在另一个面的一侧,存在用于执行该方法的装置的结构复杂这样的课题。在专利文献2所记载的方法中,存在需要硅纳米粒子这样的特殊材料这样的课题。
[0008] 本发明是鉴于上述而完成的,其目的在于,得到不使装置的结构变复杂且不需要特殊材料而高精度地检测应该形成受光面侧电极的位置并在检测到的位置处形成受光面侧电极的太阳能电池的制造方法。
[0009] 为了解决上述课题而达到目的,本发明的特征在于,包括:将具有第1部位和第2部位的扩散层形成于半导体基板的受光面侧的步骤,其中,所述第1部位是包含第1浓度的杂质且具有第1电阻值的部位,所述第2部位为所述杂质的浓度是高于所述第1浓度的第2浓度且具有小于所述第1电阻值的第2电阻值的部位;将针对所述第1部位的反射率大于针对所述第2部位的反射率、并且波长是392nm至470nm中的任意波长的检测光照射到所述扩散层的步骤;基于被所述扩散层的各部位反射的所述检测光的反射率的差异,检测所述扩散层中的与第1反射率对应的所述第1部位和与小于所述第1反射率的第2反射率对应的所述第2部位的步骤;以及在检测到的所述第2部位形成受光面侧电极的步骤。
[0010] 根据本发明,起到能够得到不使装置的结构变复杂且不需要特殊材料而高精度地检测应该形成受光面侧电极的位置并在检测到的位置处形成受光面侧电极的太阳能电池的制造方法这样的效果。

附图说明

[0011] 图1是示出利用实施方式1中的太阳能电池的制造方法制造的太阳能电池的受光面侧的图。
[0012] 图2是图1的太阳能电池的切断线II-II处的剖视图。
[0013] 图3是示出实施方式1中的太阳能电池的制造方法的次序的图。
[0014] 图4是用于说明确定图2的太阳能电池的扩散层中的第2部位的位置的对准标记的扩散层的一部分的俯视图。
[0015] 图5是示意性地示出用于使用检测光来检测用于形成受光面侧电极的部位的多个单元的图。
[0016] 图6是示意性地示出在检测光两次通过防反射膜的情况下针对第1部位的检测光的反射光的反射率大于针对第2部位的检测光的反射光的反射率的图。
[0017] 图7是示出形成受光面侧电极之前的半导体基板的受光面侧的俯视图。
[0018] 图8是示出检测光的波长与反射光所构成的像的对应关系的图。
[0019] 图9是示出在防反射膜的厚度分别为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度的情况下关于电阻相对高的第1部位与电阻相对低的第2部位的入射光的波长与反射率的关系的图。
[0020] 图10是示出在防反射膜的厚度分别为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度的情况下电阻值相对高的第1部位处的反射率与电阻值相对低的第2部位处的反射率的差异与光的波长的关系的图。
[0021] 图11是关于检测光的6个波长的各个波长示出在防反射膜的厚度分别为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度的情况下电阻值相对高的第1部位处的反射率与电阻值相对低的第2部位处的反射率的差异的图。
[0022] (符号说明)
[0023] 10太阳能电池;1半导体基板;2防反射膜;3受光面侧电极;31栅电极;32汇流电极;4背面侧电极;5主体;6扩散层;61第1部位;62第2部位;63对准标记;70检测光;80工作台;81环状照明单元;82红外光照明单元;83检测光照明单元;84透镜;85摄像机。

具体实施方式

[0024] 以下,根据附图详细说明本发明的实施方式的太阳能电池的制造方法。此外,并非通过该实施方式来限定本发明。
[0025] 实施方式1.
[0026] 在说明实施方式1中的太阳能电池的制造方法之前,说明利用该方法制造的太阳能电池。图1是示出利用实施方式1中的太阳能电池的制造方法制造的太阳能电池10的受光面侧的图。太阳能电池10是选择性发射极型晶体硅系太阳能电池。
[0027] 如图1所示,太阳能电池10具有半导体基板1、防反射膜2和受光面侧电极3。防反射膜2设置于半导体基板1的受光面侧。受光面侧电极3也设置于半导体基板1的受光面侧。受光面侧电极3具有收集由半导体基板1产生的电的多个栅电极31以及用于将由多个栅电极31收集到的电取出到太阳能电池10的外部的多个汇流电极32。多个栅电极31分别是线状的电极,相互平行。多个汇流电极32也分别是线状的电极,相互平行,并且与多个栅电极31分别正交。
[0028] 图2是图1的太阳能电池10的切断线II-II处的剖视图。如图2所示,太阳能电池10具有上述半导体基板1、防反射膜2以及受光面侧电极3,并且具有设置于半导体基板1的背面侧的背面侧电极4。半导体基板1具有主体5以及位于主体5的受光面侧的扩散层6。具有主体5以及扩散层6的半导体基板1例如由单晶硅晶片构成,主体5的导电类型例如是P型。扩散层6的导电类型与主体5的导电类型相反,例如是N型。主体5与扩散层6构成PN结。扩散层6具有包含第1浓度的杂质且具有第1电阻值的第1部位61以及杂质的浓度是高于第1浓度的第2浓度且具有小于第1电阻值的第2电阻值的第2部位62。第1部位61是受到太阳光等光的部位。在第2部位62之上设置有受光面侧电极3。在图2中,示出受光面侧电极3的汇流电极32。
[0029] 接下来,说明实施方式1中的太阳能电池的制造方法。图3是示出实施方式1中的太阳能电池的制造方法的次序的图。首先,准备切割后的半导体基板1,利用碱溶液或者混合酸进行蚀刻从而去除半导体基板1的表面的切割损伤层。半导体基板1的导电类型例如是P型。接下来,为了使光的吸收增大,在半导体基板1的表面形成具有细微的凹凸的纹理构造。为了形成纹理构造,将混入有添加剂的碱溶液放入到蚀刻槽,在70℃至100℃左右的温度下进行加热,将半导体基板1浸渍到碱溶液中。由此,在半导体基板1的表面形成例如基于硅晶体的各向异性的金字塔构造,作为结果形成纹理构造。然后,如图3(A)所示,准备在表面形成有纹理构造的半导体基板1。此外,在图3(A)中,为了更简单地示出太阳能电池的制造方法,未示出纹理构造。
[0030] 接下来,为了在半导体基板1形成PN结,例如利用三氯氧磷(POCl3)气体中的气相扩散法使磷原子扩散到加热到800℃左右的P型的单晶硅的半导体基板1的表面。由此,如图3(B)所示,在P型的单晶硅的半导体基板1的表面形成N型的扩散层6。半导体基板1中的扩散层6以外的部分是半导体基板1的主体5。在形成扩散层6时,一边以使扩散层6的电阻值例如为100Ω/□的方式限制磷原子的扩散,一边形成扩散层6。此外,在扩散层6的表面,通过使磷原子扩散而形成磷玻璃。
[0031] 接下来,在半导体基板1中的扩散层6的受光面侧,对想要形成第2部位62的部位照射来自激光器的光。如上所述,在扩散层6的表面形成有磷玻璃,磷玻璃中的被照射了来自激光器的光的部位被该光加热,加热后的部位的磷原子选择性地扩散到该部位的正下方的扩散层6和主体5的受光面侧的一个部位。磷原子扩散后的部位的磷原子的浓度高于磷原子未扩散的部位的磷原子的浓度,磷原子扩散后的部位的电阻值低于磷原子未扩散的部位的电阻值。
[0032] 这样,如图3(C)所示,将具有包含第1浓度的杂质且具有第1电阻值的第1部位61和杂质的浓度是高于第1浓度的第2浓度且具有小于第1电阻值的第2电阻值的第2部位62的扩散层6形成于半导体基板1的受光面侧。在实施方式1中杂质是磷原子。此外,如图4所示,第2部位62例如包括圆形的对准标记63。图4是用于说明确定图2的太阳能电池10的扩散层6中的第2部位62的位置的对准标记63的扩散层6的一部分的俯视图。
[0033] 接下来,利用蚀刻去除形成于扩散层6的表面的磷玻璃的层。其后,如图3(D)所示,在扩散层6之上形成防反射膜2。防反射膜2是硅氮化膜。例如利用等离子体增强化学蒸镀(plasma-enhanced chemical vapor deposition(PE-CVD))形成硅氮化膜。接下来,如图3(E)所示,在扩散层6的第2部位62形成受光面侧电极3,并且在半导体基板1的背面侧形成背面侧电极4。在将形成有防反射膜2的半导体基板1设置于印刷机的工作台之后,利用丝网印刷技术进行受光面侧电极3的形成。此时,为了使受光面侧电极3重叠于第2部位62,使用检测光来检测用于形成受光面侧电极3的第2部位62。
[0034] 接下来,具体说明使用检测光来检测用于形成受光面侧电极3的第2部位62的方法。首先,说明在执行检测第2部位62的方法时使用的多个单元。图5是示意性地示出用于使用检测光来检测用于形成受光面侧电极3的部位的多个单元的图。如图5所示,半导体基板1配置于工作台80,为了检测用于形成受光面侧电极3的部位,使用环状照明单元81、透镜84和摄像机85。
[0035] 环状照明单元81具有圆环状的红外光照明单元82以及设置于红外光照明单元82的内侧的圆环状的检测光照明单元83。红外光照明单元82发出红外光。检测光照明单元83例如是发光二极管,发出检测光。检测光是针对第1部位61的反射率大于针对第2部位62的反射率的光。进一步地说,检测光是即使在两次通过防反射膜2的情况下针对第1部位61的反射率仍大于针对第2部位62的反射率的光。
[0036] 图6是示意性地示出在检测光70两次通过防反射膜2的情况下针对第1部位61的检测光70的反射光71的反射率大于针对第2部位62的检测光70的反射光72的反射率的图。在图6中,将针对第1部位61的检测光70的反射光71的箭头示为比针对第2部位62的检测光70的反射光72的箭头长。这示意性地示出针对第1部位61的检测光70的反射光71的反射率大于针对第2部位62的检测光70的反射光72的反射率。检测光70的波长是392nm至470nm中的任意波长。如上所述,检测光照明单元83是圆环状的,所以检测光照明单元83的内侧是空洞。此外,作为环状照明单元81,例如能够使用IMAX公司生产的名称为“MITDR-50/28UV-405”的环状照明设备。
[0037] 透镜84收集在圆环状的检测光照明单元83对配置于工作台80的半导体基板1的扩散层6照射了光的情况下的来自扩散层6的反射光。透镜84配置于如下法线N上的相对于工作台80比检测光照明单元83远的位置,该法线N是作为通过圆环状的检测光照明单元83的内侧的线的、针对配置有形成受光面侧电极3之前的半导体基板1的工作台80的法线。摄像机85取得利用透镜84收集到的反射光所构成的像。摄像机85配置于上述法线N上的相对于工作台80比透镜84远的位置。
[0038] 图7是示出形成受光面侧电极3之前的半导体基板1的受光面侧的俯视图。在图7中,半导体基板1的平面的形状是正方形的4个角分别被倾斜地切断成相对于邻接的2边具有45°的角度而成的形状。在上述正方形的4边中的第1边11配置有摄像机85A以及摄像机85B,在第2边12配置有摄像机85C,在第3边13配置有摄像机85D。第2边12与第1边11以及第3边13邻接,第1边11以及第3边13相互对置。即,在图7中,从上述正方形的4边中的3边利用摄像机85A、摄像机85B、摄像机85C以及摄像机85D观察半导体基板1。
[0039] 在使用具有检测光照明单元83的环状照明单元81、透镜84和摄像机85来检测扩散层6的第2部位62的方法中,对扩散层6照射针对扩散层6的第1部位61的反射率大于针对第2部位62的反射率的检测光70。然后,基于被扩散层6的各部位反射的检测光70的反射率的差异,检测扩散层6中的与相对高的反射率即第1反射率对应的第1部位61和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位62。
[0040] 更具体来说,根据如下差异,检测与第1反射率对应的第1部位61和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位62,该差异是基于被扩散层6的各部位反射的检测光70的反射率的差异的差异,且是利用透镜84汇聚而分别利用摄像机85A、摄像机85B、摄像机85C以及摄像机85D取得的作为检测光70的反射光的光所构成的各像的明亮度的差异。
[0041] 如上所述,检测光70是即使在两次通过防反射膜2的情况下针对第1部位61的反射率仍大于针对第2部位62的反射率的光。因此,检测光70在从检测光照明单元83照射而入射到摄像机85之前,两次通过防反射膜2,基于使用检测光70而得到的反射率的差异,能够检测第2部位62。如使用图4来说明的那样,第2部位62包括圆形的对准标记63。因此,在检测第2部位62的情况下,特别着眼于对准标记63,从而能够更快且可靠地检测第2部位62。
[0042] 图8是示出检测光70的波长与反射光所构成的像的对应关系的图。在图8中,关于检测光70的波长是405nm的情况以及是470nm的情况分别示出防反射膜2的厚度为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度时的各像。防反射膜2的厚度是下限的厚度至上限的厚度中的任意厚度,标准的厚度是下限的厚度与上限的厚度之间的厚度。
[0043] 对于太阳能电池的能量的高效率化来说重要的且在外观上应该关注的部位是占受光面的面积的90%以上的第1部位61。第1部位61的电阻比第2部位62高。图9是示出在防反射膜2的厚度分别为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度的情况下关于电阻相对高的第1部位61与电阻相对低的第2部位62的入射光的波长与反射率的关系的图。反射率用百分率来表述。
[0044] 如图9所示,反射率取决于波长,并且取决于防反射膜2的厚度。使用折射率为2至2.2的范围的防反射膜,防反射膜的厚度根据在将波长的范围设为30nm至120nm的情况下的反射率谱相对防反射膜的厚度的波长依赖性的关系表现,如图9的各曲线所示,一般来说示出由在低反射率侧具有凹的部位的曲线表示的倾向。防反射膜的厚度越厚,与作为凹的部位的附近的最低反射率附近对应的波长越从短波长侧向长波长侧移动。
[0045] 如图9所示,在防反射膜2的厚度为下限的厚度的情况下,关于电阻相对高的第1部位61,反射率最低的入射光的波长是444nm。在防反射膜2的厚度为标准的厚度的情况下,关于第1部位61,反射率最低的入射光的波长是576nm,在防反射膜2的厚度为上限的厚度的情况下,关于第1部位61,反射率最低的入射光的波长是638nm。
[0046] 如图9所示,在防反射膜2的厚度为下限的厚度的情况下,关于作为以后形成电极的部位的电阻相对低的第2部位62,反射率最低的入射光的波长是503nm。在防反射膜2的厚度为标准的厚度的情况下,关于第2部位62,反射率最低的入射光的波长是617nm,在防反射膜2的厚度为上限的厚度的情况下,关于第2部位62,反射率最低的入射光的波长是732nm。
[0047] 即,上述下限的厚度是关于第1部位61反射率最低的入射光的波长是444nm、并且关于第2部位62反射率最低的入射光的波长是503nm的厚度。上述标准的厚度是关于第1部位61反射率最低的入射光的波长是576nm、并且关于第2部位62反射率最低的入射光的波长是617nm的厚度。上述上限的厚度是关于第1部位61反射率最低的入射光的波长是638nm、并且关于第2部位62反射率最低的入射光的波长是732nm的厚度。
[0048] 如上所述,通过关于电阻相对高的第1部位61和电阻相对低的第2部位62的各个部位的反射率最低的入射光的波长来分别表示防反射膜2的下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度。在半导体基板1的表面形成有具有细微的凹凸的纹理构造,因此,通过使用长度的单位来直接评价膜厚是纳米量级的防反射膜2的厚度非常困难,并且在实际管理膜厚的方面上使用反射率的波长依赖性是一般情况,所以在本申请中通过关于电阻相对高的第1部位61和电阻相对低的第2部位62的各个部位的反射率最低的入射光的波长来定义防反射膜2的下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度。
[0049] 关于使用上述图9来说明的防反射膜2的下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度,在特别着眼于图8的对准标记63时明确可知,在检测光70的波长是405nm的情况下,无论防反射膜2的厚度为下限、标准以及上限中的哪一方,在像中都出现明亮度的差异。因此,能够高精度地检测扩散层6中的与相对高的反射率即第1反射率对应的第1部位61和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位62。此外,在图8的各像中,利用图像处理将反射率更小的部位表现得更白,将反射率更大的部位表现得更黑。
[0050] 在检测光70的波长是470nm的情况下,在防反射膜2的厚度为下限时以及为上限时,像的明亮度实质上一样,所以难以检测第1部位61与第2部位62。实际的产品的防反射膜2的厚度是上述下限的厚度至上限的厚度中的任意厚度,所以在考虑图8的结果时,为了检测用于形成受光面侧电极3的第2部位62,检测光70的波长最好是405nm。但是,根据图8明确可知在防反射膜2的厚度为标准的厚度的情况下,即使使用波长是470nm的检测光70,也能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。
[0051] 图10是基于图9而得到的图,是示出在防反射膜2的厚度分别为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度的情况下杂质的浓度相对低且电阻值相对高的第1部位61的反射率与杂质的浓度相对高且电阻值相对低的第2部位62的反射率的差异和光的波长的关系的图。如图10所示,防反射膜2的厚度越小,第1部位61的反射率与第2部位62的反射率的差异的峰值出现在光的波长越短的地方。
[0052] 图11是基于图10等而得到的图,是关于检测光70的6个波长的各个波长示出在防反射膜2的厚度分别为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度的情况下杂质的浓度相对低且电阻值相对高的第1部位61处的反射率与杂质的浓度相对高且电阻值相对低的第2部位62处的反射率的差异的图。6个波长是392nm、396nm、402nm、408nm、417nm以及434nm。关于第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异,用点数(point)来表述关于各波长的第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异的绝对值。
[0053] 根据图11明确可知如果检测光70的波长是396nm以上且417nm以下,则无论防反射膜2的厚度为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度中的哪一方,都能够使第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异成为1.5个点数以上,进而能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。如果检测光70的波长是402nm以上且408nm以下,则无论防反射膜2的厚度为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度中的哪一方,都能够使第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异成为2个点数以上,进而能够更高精度地检测第1部位61与第2部位62。
[0054] 如上所述,在实施方式1中的太阳能电池的制造方法中,将具有包含第1浓度的杂质且具有第1电阻值的第1部位61以及杂质的浓度是高于第1浓度的第2浓度且具有小于第1电阻值的第2电阻值的第2部位62的扩散层6形成于半导体基板1的受光面侧。其后,将针对第1部位61的反射率大于针对第2部位62的反射率、并且波长是392nm至470nm中的任意波长的检测光70照射到扩散层6。基于被扩散层6的各部位反射的检测光70的反射率的差异,检测扩散层6中的与第1反射率对应的第1部位61和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位62。然后,在检测到的第2部位62处形成受光面侧电极3。
[0055] 在以往的将半导体基板的外缘中的3个点作为基准点而检测应该形成受光面侧电极的位置的方法中,由于半导体基板的设置位置稍微偏移等,高精度地检测应该形成受光面侧电极的位置非常难。因此,以往,使用如下方法:相对于受光面侧电极的大小,使扩散层中的杂质的浓度高的部位增大,从而即使受光面侧电极的位置少许移动,也在杂质的浓度高的部位之上形成受光面侧电极。
[0056] 然而,在该方法中,杂质的浓度高的部位位于扩散层中的本来是受光区域的杂质的浓度低的区域,杂质的浓度高的部位受到光。由入射到杂质的浓度高的部位的光产生的光载流子即电子和空穴的大部分在半导体基板的受光面侧由于复合而湮灭。因此,光能向电力的变换效率变低。在以往的将半导体基板的外缘中的3个点作为基准点来检测应该形成受光面侧电极的位置的方法中,还考虑使用使受光面侧电极比杂质的浓度高的部位大这样的对策。然而,在该情况下,受光面积变小,所以产生光能向电力的变换效率变低等课题。
[0057] 实施方式1的太阳能电池的制造方法不是使用透射光的方法,所以实施方式1的方法不需要结构复杂的装置。另外,在实施方式1的方法中,不需要硅纳米粒子等特殊材料。
[0058] 如上所述在实施方式1的方法中,基于被扩散层6的各部位反射的检测光70的反射率的差异,检测扩散层6中的与第1反射率对应的第1部位61和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位62。即,在实施方式1的方法中,不是将半导体基板的外缘作为基准来间接地检测应该形成受光面侧电极3的位置,而是基于检测光70的反射率的差异直接地检测应该形成受光面侧电极3的位置。
[0059] 因此,根据实施方式1的方法,能够回避在将半导体基板的外缘中的3个点作为基准点来检测应该形成受光面侧电极3的位置的方法中无法避免的检测误差,能够高精度地检测应该形成受光面侧电极3的位置。因此,根据实施方式1的方法,能够在应该形成受光面侧电极3的位置处高精度地形成受光面侧电极3。即,根据实施方式1的太阳能电池的制造方法,能够不使装置的结构变复杂且不需要特殊材料,高精度地检测应该形成受光面侧电极3的位置,在检测到的位置处形成受光面侧电极3。其结果,利用实施方式1的太阳能电池的制造方法制造的太阳能电池能够高效率地将光能变换成电力。
[0060] 此外,在实施方式1中,太阳能电池10具有防反射膜2,但太阳能电池10也可以不具有防反射膜2。即使在该情况下,由于检测光70是针对第1部位61的反射率大于针对第2部位62的反射率的光,所以当然也能够基于检测光70的反射率的差异高精度地检测应该形成电极的位置。
[0061] 如使用图11说明的那样,如果检测光70的波长是396nm以上且417nm以下,则无论防反射膜2的厚度为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度中的哪一方,都能够使第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异成为1.5个点数以上,进而能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。如果检测光70的波长是402nm以上且408nm以下,则无论防反射膜2的厚度为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度中的哪一方,都能够使第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异成为2个点数以上,进而能够更高精度地检测第1部位61与第2部位62。
[0062] 根据图8明确可知在防反射膜2的厚度为标准的厚度的情况下,即使检测光70的波长是470nm,也能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。此外,根据图11明确可知在防反射膜2的厚度为下限的厚度或者标准的厚度的情况下,即使检测光70的波长是392nm,也能够使第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异成为2.5点数以上,进而能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。
[0063] 因此,根据图8以及11,在防反射膜2的厚度为标准的厚度的情况下检测光70的波长是392nm以上且470nm以下即可,在防反射膜2的厚度为下限的厚度的情况下检测光70的波长是392nm以上且417nm以下即可,在防反射膜2的厚度为上限的厚度的情况下检测光70的波长是396nm以上且434nm以下即可。为了无论在防反射膜2的厚度为下限的厚度、标准的厚度以及上限的厚度中的哪一方的情况下都高精度地检测第1部位61与第2部位62,检测光70的波长优选为396nm以上且417nm以下,更优选为402nm以上且408nm以下。
[0064] 在实施方式1中,为了检测用于形成受光面侧电极3的第2部位62,如图5所示,使用具有检测光照明单元83的环状照明单元81、透镜84和摄像机85。通过使用透镜84以及摄像机85,能够形成能够在视觉上识别第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异的像,进而能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。
[0065] 此外,检测光70不限于是从圆环状的检测光照明单元83发出的光。检测光照明单元83不限于发光二极管。检测光70只要是针对第1部位61的反射率为大于针对第2部位62的反射率的值的光即可,进一步地说,检测光70是即使在两次通过防反射膜2的情况下针对第1部位61的反射率仍大于针对第2部位62的反射率的光即可。此外,检测光70的波长是392nm至470nm中的任意波长即可。只要是照射这样的检测光70的照射单元,则也可以代替圆环状的检测光照明单元83而使用该照射单元。
[0066] 如上所述,通过使用透镜84以及摄像机85,能够形成能够视觉辨认第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异的像。然而,为了检测用于形成受光面侧电极3的第2部位62,也可以使用透镜84以及摄像机85以外的单元。例如,使用测定第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率并且在2维平面中显示测定出的第1部位61处的反射率与第2部位62处的反射率的差异的单元,也能够检测第2部位62。无论怎样,都基于被扩散层6的各部位反射的检测光70的反射率的差异,检测扩散层6中的与第1反射率对应的第1部位61和与小于第1反射率的第2反射率对应的第2部位62。由此,能够高精度地检测第1部位61与第2部位62。
[0067] 在实施方式1中,利用使用来自激光器的光的激光掺杂,在扩散层6形成杂质的浓度相对低的具有第1电阻值的第1部位61以及杂质的浓度相对高且具有小于第1电阻值的第2电阻值的第2部位62。然而,在扩散层6形成第1部位61与第2部位62的方法不限于利用激光掺杂的方法。例如,也可以利用印刷技术以及干燥工序将包含磷原子的掺杂物膏糊到扩散层6的受光面侧,在扩散炉中对掺杂物膏进行加热,从而在扩散层6形成第1部位61与第2部位62。
[0068] 在上述使用掺杂物膏的方法中,在扩散炉中在870至940℃的温度下对掺杂物膏进行加热,仅在糊有掺杂物膏的部分使磷原子扩散。其后,使扩散炉的温度下降至800℃左右,使氯化磷扩散到未糊有掺杂物膏的部位。其后,蚀刻磷玻璃。
[0069] 在使用掺杂物膏的方法中,能够使杂质的浓度相对低的第1部位61的电阻值成为90至100Ω/□,能够使第1部位61处的杂质即磷原子的浓度成为5×1020至2×1021(atoms/cm3)。关于杂质的浓度相对高的第2部位62,能够使电阻值成为20至80Ω/□,关于第2部位
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62处的杂质即磷原子的浓度,能够设为5×10 至2×10 (atoms/cm)。作为上述掺杂物膏,例如能够使用日立化成株式会社生产的YT-2100-N这样的产品。
[0070] 在上述实施方式中,作为在扩散层6形成第1部位61与第2部位62的方法,使用利用激光掺杂的方法或者使用掺杂物膏的方法。然而,作为在扩散层6形成第1部位61与第2部位62的方法,也可以使用公知的离子注入法或者回蚀法等任意的选择性发射极的形成方法。
[0071] 在上述实施方式中,形成扩散层6之前的半导体基板1的导电类型例如是P型,但形成扩散层6之前的半导体基板1的导电类型也可以是N型。在形成扩散层6之前的半导体基板1的导电类型是N型的情况下,如果使用实施方式1的制造太阳能电池的方法,则还能够制造选择性背面场或者选择性前表面场的太阳能电池。
[0072] 以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子,既能够与其它公知的技术组合,也能够在不脱离本发明的主旨的范围内,对结构的一部分进行省略、变更。