技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池單元的制造方法，進一步詳細來說，涉及一種可以降低由作為半導(dǎo)體基板的多晶硅中內(nèi)部存在的結(jié)晶缺陷或晶界中的電子-空穴再結(jié)合所引起的光電轉(zhuǎn)換損失、多晶硅太陽能電池單元的內(nèi)部應(yīng)力及由此產(chǎn)生的電池的彎曲，提高電池-模塊制造工序中的成品率的技術(shù)。

背景技術(shù)

使用圖4對以往的多晶硅太陽能電池單元的制造工序進行說明。在圖4(1)中，在摻雜硼的p型半導(dǎo)體基板10中，用20％苛性鈉除去在從鑄錠上切片時產(chǎn)生的硅表面的損傷層。然后利用1％苛性鈉和10％異丙醇的混合液進行蝕刻，形成絨面結(jié)構(gòu)。太陽能電池單元通過在受光面(表面)側(cè)形成絨面結(jié)構(gòu)，從而促進陷光效果，實現(xiàn)高效率化。在圖4(2)中，接著，涂布包含P₂O₅的液體，800～900℃下處理數(shù)十分鐘，或者在三氯氧化磷(POCl₃)、氮、氧的混合氣體氣氛中，在800～900℃下處理數(shù)十分鐘，同樣地形成n型層22。此時，在使用三氯氧化磷氣氛的方法中，磷的擴散還涉及側(cè)面以及背面，n型層不僅在表面，還在側(cè)面、背面形成。因此，在圖4(3)中，為了除去側(cè)面的n型層，實施側(cè)蝕。進而，在圖4(4)中，在n型層表面上形成同樣的厚度的由氮化硅膜構(gòu)成的防反射膜16。

例如氮化硅膜是通過以SiH₄和NH₃的混合氣體為原料的等離子體CVD法而形成。此時，氫擴散于結(jié)晶中，未參與硅原子鍵的軌道、即懸鍵和氫進行鍵合，使結(jié)晶缺陷失活。將這樣用于修正結(jié)晶缺陷的操作稱作氫鈍化，例如在專利文獻1中有其的記載。另外，關(guān)于缺陷的失活，也提出使用了氫化非晶硅的方法，在專利文獻2中有其的記載。

然后，在圖4(5)中，用絲網(wǎng)印刷法涂布表面電極用銀糊劑并使其干燥，形成表面電極18。此時，表面電極18形成在防反射膜上。然后，在背面?zhèn)纫埠捅砻鎮(zhèn)韧瑯拥赜∷⑼坎急趁嬗娩X糊劑并使其干燥，形成背面電極20。此時，為了模塊工序中的單電池間的連接，背面中一部分也設(shè)置銀電極形成用銀糊劑。進而，在圖4(6)中，對電極進行燒成制作完成太陽能電池單元。在600～900℃的溫度范圍內(nèi)，燒成數(shù)分鐘時，在表面?zhèn)龋捎阢y糊劑中所含的玻璃材料而熔融作為絕緣膜的防反射膜和硅的一部分，使得銀與硅可以歐姆接觸。該情況被稱為燒穿。另一方面，在背面?zhèn)龋谌缟纤霰趁嬉矠閚型層的位置，鋁糊劑中的鋁與背面?zhèn)鹊墓柽M行反應(yīng)而形成p型層，形成改善發(fā)電能力的BSF(Back?Surface?Field)層。

如上所述，在形成n型層時，特別是在使用三氯氧化磷的氣相反應(yīng)中，不僅在原本需要n型層的單面(通常受光面＝表面)，而且在另一面(非受光面＝背面)或側(cè)面上也形成n型層。因此，為了作為元件具有pn結(jié)的結(jié)構(gòu)，必須進行側(cè)面蝕刻，以及在非受光面中將n型層再轉(zhuǎn)化為p型層。在上述情況下，在以往的多晶硅太陽能電池單元的制造工序中，在背面涂布作為IIIA族元素的鋁的糊劑并進行燒成，將n型層再次轉(zhuǎn)化為p型層。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭59-136926號公報

專利文獻2：日本特開2008-251726號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

在上述的多晶硅太陽能電池單元的制造工序中，成為基板的多晶硅包含許多來自晶界的結(jié)晶缺陷。這些結(jié)晶缺陷作為由太陽光等光照射產(chǎn)生的電子以及空穴的載體的再結(jié)合中心，成為電力損失的原因。特別是在多晶硅太陽能電池單元的制造工序中，在背面上印刷鋁糊劑，將其燒成，使n型層變?yōu)閜型層，同時得到歐姆接觸。但是，由于鋁糊劑的導(dǎo)電率低，因此必須降低片電阻，通常在背面整面對鋁層進行燒成后，必須形成10～20μm左右的厚度。進而，由于硅和鋁的熱膨脹率大不相同，在燒成以及冷卻的過程中，在硅基板中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力，成為彎曲的原因。

該內(nèi)部應(yīng)力以及彎曲在單元本身的特性中或在之后的模塊制造工序中均不理想。即，由于該應(yīng)力對多結(jié)晶的晶界造成損傷，使所述再結(jié)合中心增長，增大電力損失。另外，在模塊工序中的單元的搬運及與被稱為極耳線(日語：タブ線)的銅線的連接中，彎曲容易使單元破損。最近，由于切片技術(shù)的提高，多晶硅基板的厚度薄達170μm，進而在不久的將來會變得更薄型化，有比現(xiàn)有更容易破裂的趨勢。

為了減少這樣的內(nèi)部應(yīng)力，通常認為避免使用背面的鋁糊劑，但是在以往的制造工序中，如上所述為了將n型層再轉(zhuǎn)化為p型層，保持單元的特性，難于避免使用鋁糊劑。