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JPS60113915A - 太陽電池の製法 - Google Patents

太陽電池の製法

Info

Publication number
JPS60113915A
JPS60113915A JP59231451A JP23145184A JPS60113915A JP S60113915 A JPS60113915 A JP S60113915A JP 59231451 A JP59231451 A JP 59231451A JP 23145184 A JP23145184 A JP 23145184A JP S60113915 A JPS60113915 A JP S60113915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor substrate
antireflection
junction
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59231451A
Other languages
English (en)
Inventor
ヴイルフリート・シユミツト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Electronic GmbH
Original Assignee
Telefunken Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Electronic GmbH filed Critical Telefunken Electronic GmbH
Publication of JPS60113915A publication Critical patent/JPS60113915A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H01L21/2255—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides the applied layer comprising oxides only, e.g. P2O5, PSG, H3BO3, doped oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
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    • H—ELECTRICITY
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    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
    • H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/315—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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】 産業上の利用分野： 本発明はｐｎ接合を１−ピンク層からの不純物の拡散に
よってつくる、Ｉ）ｎ接合および反射防止層を有する太
陽電池の製法に関する。
従来の技術： 反射防止層を有する太陽電池は現在までたとえば半導体
基板上にＰ−ピンク層を被覆し、ｐｎ接合をこのドーピ
ング層からの不純物の拡散によってつくり、残シのドー
ピング層を除去し、次に表面に太陽電池接触部をつくり
、最後に反射防止層を被覆することによって製造される
。
もう１つの方法によれば流動性溶液を回転塗布またはス
プレーによって半導体基板上へ被覆し、この溶液が太陽
電池のｐｎ接合をっくるへ太めの拡散源として使用され
、同時に反射防止層を形成する。このような溶液は主と
して溶剤としテノアルコールからなる。この溶液はアル
コールのほかにＰ−ピング剤、反射防止層（金属酸化物
）のための金属の有機化合物、水および酸を含む。
流動性溶液の被覆による公知法は溶液の安定性が通常著
しく制限される欠点を有する。公知法の場合１−ピング
剤−反射防止層形成剤の組合せおよびその濃度の選択に
も制限がある。さらに被覆する溶液の厚さは制御困難で
ある。公知法のもう１つの欠点は回転塗布、スプレーま
たは場合により浸漬のような公知被覆法が非常に平滑な
半導体表面を有する半導体ディスクにしか適用し得ない
ことである。というのは表面が平滑でない場合溶剤が堆
積しく反射防止層が厚くなり過ぎる。）、または突出部
では流れ去る（反射防止層が薄くなり過ぎる。）からで
ある。しかし公知法の適用に必要な平滑な半導体表面は
たとえば化学研摩によって行われる複雑で高価な表面処
理を必要とする。
発明が解決しようとする問題点： 本発明の目的はコスト面で有利であり、反射防止層の製
造の際平滑な半導体表面の前提を必要とせず、かつ導電
性反射防止層が得られる太陽電池の製法を得ることであ
る。
問題点を解決するための手段： この目的は前記方法において本発明πより半導体表面へ
第１層を被覆し、この層が（主として）　ｐｎ接合をつ
くるための拡散源としておよ−び反射防止層のドーピン
グに役立ち、この第１層上へ反射防止層をつくるための
第２層を被％し、熱処理を実施し、その際ｐｎ接合が生
じ、２つの層から反射防止層が形成され、反射防止層が
ドープされ、それによって導電性になることによって解
決される。
作用： 本発明は導電性反射防止層を比較的粗い半導体表面へ設
けることができ、したがって半導体表面の高価な研摩を
必要としない重要な利点を有する。本発明のもう１つの
利点は太陽電池のｐｎ　接合をつくるために役立ち、さ
らに反射防止層を導電性にする１−ピンク剤の拡散遠出
が阻止され、したがってクロスディフュージョン（Ｑｕ
ｅｒｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　）が防止されることにある。
さらに主として１−プする層および主として反射防止層
を形成する層の被覆に種々−の方法な適用することがで
きる。ドーピング剤′！ｉ：たはそのＰ−ピング層内の
結合、反射防止層形成剤および支持剤は沈殿または他の
不所望の反応に導く化学反応を生ずることなしに任意に
選択することができる。それによって場合により必要な
乾燥または脱着加熱工程は別として、多数の既存の技術
を適用し、または組合せることが可能になる。反射防止
層は本発明の方法によれば導電性になるので、本発明に
よれば接触部を反射防止層上に設けることができる。し
たがって本発明の方法によればｐｎ　接合が接触部をつ
くる際短絡することが避けられる。
本発明のもう１つの実施例によれば太陽電池表面の半導
体基板の表面に半導体基板の導電性より大き℃・導電性
を有する半導体基板の導電形の半導体ゾーンがつくられ
る。この半導体ゾーン上に導電性反射防止層をつくるの
で、太陽電池の裏面にも導電性反射防止層が存在する。
半導体基板の導電形の半導体ゾーンおよび反射防止層の
製造はたとえば前面のｐｎ接合および反射防止層製造と
同様の方法で、半導体基板−の裏面へ第３層を被覆する
ように行われ、この層は主として半導体基板の導電形の
半導体ゾーンの製造およびさらに反射防止層のドーピン
グのだめの拡散源として役立つ。この第３層の上へ第３
層とともに反射防止層を形成する第１層を被覆する。次
に熱処理を実施し、その際前面のｐｎ　接合および裏面
の接合が発生し、さらに２つの層から前面および裏面に
導電性反射防止層が形成される。または別個の熱処理過
程を実施し、その際裏面の接合が発生し、さらに２つの
層から導電性反射防止層が裏面に形成される第１層およ
び第３層はたとえば１−ゾした５１０２、Ｔ　ａ　２０
　ｓもしくはＴ　１０ｘ　ｔ　ｆｌはその組合せからな
る。第２層および第４層には同様５ｉ０２、Ｔａ２０５
もしくはＴｉＯｘまたはその組合せを使用するのが望ま
しい。第１層および第３層はたとえば回転塗布、浸漬、
スプレー、スクリン印刷またはローラ塗布によって被覆
される。第２層および第４層はたとえば蒸着、気相から
の化学的析出丑たはスクリン印刷によってつくられる。
第１層および第３層のドーピング剤濃度はできるだけ大
きく選択する。さらにこれらの層はできるだけ薄く形成
しなければならない。
第２層および第４層はとくに第１層および第２層の光学
的全厚ならびに第５層および第４層の光学的全厚が反射
最小波長の４になる厚さに形成される。
実施例： 次に本発明を実施例により説明する。
本発明による太陽電池を製造するため、たとえば０．１
〜１０Ω酬の比抵抗を有するｐ導電形のシリコン半導体
基板ｌから出発する。半導体基板１上に第２図により太
陽電池のｐｎ　接合をつくるための拡散源として役立つ
ドーピングフィルムとして層２を被覆する。ｐｎ　接合
をつくるため半導体基板内にこの基板と反対の導電形の
半導体ゾーンをつくる不純物が必要なので、ドーピング
層２はｐ導電形の半導体基板を使用する場合、ｎ導電形
を形成するりン捷たはヒ素のような不純物を含む。
ドーピング層２はたとえば不純物（たとえばリンまたは
ヒ素）を添加した５１ｏ２ｔたはＴｉｅ。
からなる。Ｐ−ピング層２は層内のＰ−ピング剤濃度が
できるだけ高く（２・１０７ｄより大きく）、逆に支持
材料として役立つ（たとえばチタンおよびシリコン化合
物）残りの成分の濃度ができるだけ低いように形成され
なければならない。
ドーピング剤２はできるたＵ゛薄く波力し、または溶剤
分はｐｎ接合をつくる拡散過程のために上方にドーピン
グ剤が得られるけれど、拡散熱処理過程で発生ずるガラ
スマトリックス（Ｓ　１０２、Ｔ］ＯＸ）ができるだけ
薄く沈積するような高さに選択される。それゆえド−ピ
ング層２は半導体表面が比較的平らでない場合に不可避
である比較的大きい厚さの変動が、層２へさらに被覆す
べき層および層２から形成される反射防止層の光学的全
厚へできるだけ少ししが影響しなし・ように、薄く形成
される。１−ピング層２を適当に薄く選択することによ
ってしたがって半導体表面が比較的平らでなし・場合に
も比較的均一な厚さの反射防止層を達成することができ
るｏ　１−ピング層２の被覆はたとえばＰ−ピングフィ
ルムの回転塗４ｊ１スプレー、浸漬、スクリン印刷寸た
はローラ塗布によって行われる。層３を被覆する前に場
合により２００〜６００℃で層２を前乾燥または脱着加
熱することができる。
第３図は層２へ層３を被供することを示し、２つの層は
いっしょに反射防止層を形成する。
層３はたとえば蒸着、いわゆるＯＶＤ法による気相から
の化学的析出またはスクリン印刷によって製造される。
層３の厚さは層２および３から発生ずる反射防止層６が
所望の反射最小波長の占の光学的全厚を有するように選
択される。
層３をつくった後、熱処理が行われ、その際不純物がＰ
−ピング層２から半導体基板ｌへ拡赦し、そこで第牛図
に示すように半導体基板ｌと反対の導電形を有する半導
体ゾーン牛が生じ、それゆえ半導体基板ｌとともにｐｎ
接合５が形成される。たとえば８５０〜１０００℃の温
度で１時間続く熱処理過程で２つの層２および３は融解
して共通の導電性反射防止層６（第牛図〕が生ずる。そ
の除屑５は有効濃度のドーピング剤が外側へ出ることを
防く。しがしド−ピング剤は熱処理過程で半導体基板ｌ
内だけでなく、反射防止層６内へも拡散し、層２および
３からなる全反射防止層６が導電性になるために役立つ
。
反射防止層６は熱処理後導電性なので、第５図による前
面接触部７を反射防止層６の表面へ設置するだけで十分
である。前面接触部７はしかし第６図に示すように一部
または第７図に示すように全部反射防止層６内へ合金さ
せることもできる。半導体基板１の裏面にこは裏面接触
部８が被覆され、第５〜７図の実施例ではこれは全面的
に形成される。
第８〜１２図は２つの接合すなわち前面に太陽電池のｐ
ｎ　接合５および太陽電池の裏面に同じ導電形であるけ
れど異なる導電率の半導体ゾーンによって形成される接
合９が存在することによって第７図の太陽電池と異なる
太陽電池が発生する本発明の実施例を示す。この実施例
で接合９はｐ＋ｐ接合であり、その１つの半導体シー７
１０は半導体ゾーン牛と同様反射防止層（１１）によっ
て蔽われる。
ｐ＋ｐ接合９およびＰ＋ゾーン１０上にある反射防止層
の製造は太陽電池前面のｐｎ接合５および反射防止層６
の製造と完全に同様の方法で行われる。第１２図の太陽
電池を製造するため第８図に示すように再びｐ導電形の
半導体基板ｌから出発し、第９図によシ前面Ｋ　（ｎ形
不純物を添加した）ド−ピング層２を被覆し、第１〜７
図の第１実施例と異なり裏面にも、前面の１−ピング層
２と異なりｐ形不純物を有する１−ピング層１２を設け
る。次に第１０図により２つの１−ピング層２．１２へ
反射防止層の製造に必要な層１３．１牛を被覆し、次に
９００〜９５０℃の温度で、半導体基板内に第１１図に
示すように半導体ゾーン牛および１０したがって接合５
および９が発生し、ド−ピング剤２゜１２がこれを蔽う
層１３．１４とともに第１１図に示すように融解して反
射防止層６，１１を形成するまでの時間（約１時間）熱
処理する。
熱処理の際反射防止層６および１１は導電性になるので
、前面接触部７および裏面接触部１５は第１２図に示す
ように直接反射防止層６，１１へ設置することができる
。裏面接触部１５は第１実施例の裏面接触部８と異なり
前面接触部７と同様に、すなわち一般にフィンーガ形に
同様の方法で形成される。
ｐ＋ｐ接合は裏面電界（ｐａｃｋ　、５ｕｒｆａｃｅ　
Ｆｉｅ＋ｌｄ　）どして作用し、それによって裏面の再
結合の減少により高い無負荷動作電圧および高い短絡電
流のようなりＳＦセルの公知利点が得られる。裏面接触
部の図示の実施例にょυ裏面に入射する光の光起電力変
換も可能になり、同時に不所望の熱線は吸収されること
なくはぼ妨げられずに電池を通過することができ、それ
によって動作温度が低下する。
第８〜１２図の実施例と異なりｐ＋ｐ接合およ−び導電
性反射防止層を裏面に別個に形成することもできる。こ
の場合とくに前面の接合をまず形成し、その際接合およ
び導電性反射防止層を形成するための熱処理は他面よシ
高温または長時間で行われる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第７図および第８図〜第１２図は本発明の太陽
電池の２つの実施例の製造工程を示す断面図である。 １・・半導体基板、２．１２・・・１−ピング層、３．
１３．１４・・・層、牛、１０・・・半導体ゾーン、５
・・ｐｎ　接合、６．１１・・・反射防止層、７・・・
前面接触部、８．１５・・・裏面接触部、９・・・ｐｐ
接合、１０・・・ｐゾーン 代　理　人　弁理士　矢　野　敏　雄 ＦＩＧ、　Ｉ Ｆｌ（３，２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　８

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ｐｎ接合を１−ピング層からの不純物の拡散によっ
    てつくる、ｐｎ接合および導電性反射防止層を有する太
    陽電池の製法において、半導体基板上にｐｎ接合をつく
    るためおよび反射防止層をドープするための拡散源とし
    て役立つ第１層を被覆し、第１層上へ反射防止層をつく
    るための第２層を被覆し、熱処理を実施し、その際ｐｎ
    接合が生じ、２つの層から反射防止層が形成され、かつ
    反射防止層がドープされ、それによって良好な導電性に
    なることを特徴とする太陽電池の製法。 ２、　半導体基板の裏面の表面範囲に半導体基板より導
    電性の高い半導体基板と同じ導電形の半導体ゾーンをつ
    くり、この半導体ゾーンへ高見・導電性の反射防止層を
    つくる特許請求の範囲第１項記載の製法。 ３　半導体基板の裏面へ、半導体基板の導電形の半導体
    ゾーンをつくるためおよび反射防止層のＰ−ピングのだ
    めの拡散源として役立つ第３層を被覆し、第３層上へ裏
    面の反射防止層をつくるための第４層を被覆し、前面の
    ｐｎ接合および反射防止層をつくるための熱処理過程で
    、または太陽電池の裏面の別個の熱処理過程で半導体基
    板の導電形の半導体ゾーンおよび第３層と第４層から裏
    面の導電性反射防止層を形成する特許請求の範囲第２項
    記載の方法。 ４、第１および第３層が＋ｙ−プした５１０２ｔたＨＴ
    ｉ、Ｏ’ＪたはＴａ２０５またばこ才１らの組合せから
    なる特許請求の範囲第１項から第３　ｇｉ、までのいず
    れか１項に記載の製法。 ５、第１および第３層を回転塗布、スプレー、浸漬、析
    出、スクリン印刷またはローラ塗布によって被覆する特
    許請求の範囲第１項から第４項までの℃・ずれか１項に
    記載の製法。 ６、第１層および第３層のドーピング剤濃度ができるだ
    け大きい特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
    、が１項に記載の製法。 ７、第１層および第３層をできるだけ薄く形成する特許
    請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載
    の製法。 ８　第２層および第１層が５ｉｎ２またはＴ　：ＬＯ２
    またはＴ　ａ　２０５またはこれらの組合せからなる特
    許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に記
    載の製法。 ９、第２層および第４層を蒸着、気相からの化学的析出
    またはスクリン印刷によって製造する特許請求の範囲第
    １項から第８項までのいずれか１項に記載の製法。 １０、第２層および第４層を第１層および第２層の光学
    的全厚ならびに第３層および第４層の光学的全厚が反射
    最小波長のｈであるような厚さに形成する特許請求の範
    囲第１項から第９項までの℃・ずれが１項に記載の製法
    。
JP59231451A 1983-11-11 1984-11-05 太陽電池の製法 Pending JPS60113915A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3340874.2 1983-11-11
DE19833340874 DE3340874A1 (de) 1983-11-11 1983-11-11 Verfahren zum herstellen einer solarzelle

Publications (1)

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JPS60113915A true JPS60113915A (ja) 1985-06-20

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ID=6214113

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JP59231451A Pending JPS60113915A (ja) 1983-11-11 1984-11-05 太陽電池の製法

Country Status (4)

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US (1) US4577393A (ja)
EP (1) EP0142114B1 (ja)
JP (1) JPS60113915A (ja)
DE (1) DE3340874A1 (ja)

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