本發(fā)明涉及一種太陽能電池用基板的制造方法及太陽能電池用基板。

背景技術(shù)：

通常的太陽能電池，在使用p型硅基板時(shí)，電極是利用以銀膏為材料的絲網(wǎng)印刷法形成，另外，抗反射膜是利用化學(xué)氣相沉積法(chemicalvapordeposition，cvd)形成sinx膜，并且，發(fā)射極層(n型擴(kuò)散層)是利用熱擴(kuò)散來形成(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。此熱擴(kuò)散是利用由pocl3所實(shí)施的氣相擴(kuò)散、或者磷酸基料的涂布擴(kuò)散所形成，并對(duì)基板施加800℃左右的熱。而且，當(dāng)形成硼擴(kuò)散層作為bsf層以提高效率時(shí)，需要對(duì)基板施加1000℃左右的熱。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-076388號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，如果在如上所述的熱擴(kuò)散和在基板表面形成氧化膜時(shí)，如果對(duì)單晶硅基板施加800℃以上的熱處理，當(dāng)單晶硅基板中含有某種濃度以上的氧原子時(shí)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致由氧所引起的缺陷增長(zhǎng)，單晶硅基板的少數(shù)載流子壽命下降。另外，其結(jié)果，存在以下問題，也就是使用此種基板制作而成的太陽能電池的特性下降。上述特性下降尤其在氧濃度較高的基板中較為顯著。

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，目的在于提供一種太陽能電池用基板的制造方法，所述太陽能電池用基板即使當(dāng)基板的氧濃度較多時(shí)，也可以抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降。

解決問題的技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池用基板的制造方法，所述太陽能電池用基板由單晶硅構(gòu)成，所述制造方法的特征在于，具有以下步驟：制作單晶硅棒；由前述單晶硅棒切出硅基板；以及，以800℃以上且低于1200℃的溫度對(duì)前述硅基板進(jìn)行低溫?zé)崽幚?；并且，在進(jìn)行前述低溫?zé)崽幚砬埃?200℃以上的溫度對(duì)前述單晶硅棒或前述硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚怼?/p>

如此一來，在進(jìn)行800℃以上且低于1200℃的溫度的低溫?zé)崽幚砬?，?200℃以上的溫度對(duì)單晶硅棒或硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?，由此，預(yù)先將氧析出缺陷的根源也就是氧析出核溶解，即使在后續(xù)的制造工序中經(jīng)過低溫?zé)崽幚恚跻鸬娜毕菀膊粫?huì)發(fā)展，因此，可以制造一種少數(shù)載流子壽命下降得以被抑制的基板，由此，可以使用制造而成的基板來提升制作的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。在本發(fā)明的說明中，方便起見，為了與在1200℃以上的溫度的“高溫?zé)崽幚怼弊鲄^(qū)別，將800℃以上且低于1200℃的溫度的熱處理稱作“低溫?zé)崽幚怼薄?/p>

此時(shí)優(yōu)選為，在由前述單晶硅棒切出前述硅基板后，對(duì)前述硅基板進(jìn)行前述高溫?zé)崽幚怼?/p>

如此一來，如果對(duì)硅基板進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，由于可以可靠地將氧析出缺陷的根源也就是氧析出核溶解，因此，可以可靠地抑制基板的少?shù)載流子壽命下降。

此時(shí)，可以使前述低溫?zé)崽幚戆殡S有摻雜劑擴(kuò)散處理或氧化處理。

在太陽能電池用基板的制造中，摻雜劑擴(kuò)散處理或者氧化處理大多在上述低溫?zé)崽幚淼臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)行此種低溫?zé)崽幚砘蛘哌M(jìn)行摻雜劑擴(kuò)散處理或者氧化處理時(shí)，可以適合地應(yīng)用本發(fā)明。

此時(shí)，可以將前述硅基板的氧濃度設(shè)為12ppm以上。

當(dāng)硅基板的氧濃度為12ppm以上時(shí)，在以往的方法中，太陽能電池的特性會(huì)大幅下降，可以適合地應(yīng)用本發(fā)明。此外，在發(fā)明的說明中，基板中的氧濃度以原子數(shù)比為基準(zhǔn)(此時(shí)，也會(huì)將單位記作“ppma”)，基板中的氧濃度是依據(jù)新的美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(americansocietyoftestingmaterials，astm)規(guī)格。

此時(shí)，可以使單晶硅棒摻雜磷。

當(dāng)單晶硅棒摻雜磷并形成n型時(shí)，可以適合地應(yīng)用本發(fā)明。

此時(shí)優(yōu)選為，使前述單晶硅棒摻雜鎵，并將前述高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間設(shè)為30分鐘以下。

通過使用鎵來作為摻雜到單晶硅棒中的p型摻雜劑，可以更有效地抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降。另外，通過將高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間設(shè)為30分鐘以下，可以抑制鎵從基板表面蒸發(fā)，由此，可以抑制基板的表面電阻變高，并可以抑制使用此種基板制作而成的太陽能電池的填充因子下降。

此時(shí)優(yōu)選為，在含有氧氯化磷(phosphorusoxychloride)的環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

如果在含有氧氯化磷的環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，可以利用磷的?qiáng)力吸除作用，更有效地抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降。

另外，本發(fā)明提供一種太陽能電池用基板，其特征在于：利用上述的太陽能電池用基板的制造方法制造而成。

如果為此種太陽能電池用基板，可以抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降，由此，可以提升使用此種基板制作而成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明的效果

如以上所述，如果為本發(fā)明的太陽能電池用基板的制造方法，可以制造一種少數(shù)載流子壽命下降得以被抑制的基板，由此，使用此種制造而成的基板，可以提升制作而成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。另外，如果為本發(fā)明的太陽能電池用基板，可以抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降，由此，可以提升使用此種基板制作而成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的太陽能電池用基板的制造方法的實(shí)施方式的一個(gè)示例的流程圖。

圖2是表示本發(fā)明的太陽能電池用基板的制造方法的實(shí)施方式的其他例的流程圖。

圖3是表示本發(fā)明的太陽能電池用基板的一個(gè)示例的剖面圖。

圖4是表示使用圖3的太陽能電池用基板制造而成的太陽能電池的一個(gè)示例的剖面圖。

圖5是表示制造圖3的太陽能電池用基板的流程的圖。

圖6是表示制造圖4的太陽能電池的流程的圖。

圖7是表示本發(fā)明的太陽能電池用基板的其他例的剖面圖。

圖8是表示使用圖7的太陽能電池用基板制造而成的太陽能電池的其他例的剖面圖。

圖9是表示制造圖7的太陽能電池用基板的流程的圖。

圖10是表示制造圖8的太陽能電池的流程的圖。

圖11是表示使用實(shí)施例1及比較例1的太陽能電池用基板制作而成的太陽能電池的電致發(fā)光圖像的圖。

具體實(shí)施方式

以下參照?qǐng)D式，以實(shí)施方式的一個(gè)示例詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于以下說明。

如前所述，如果對(duì)單晶基板施加800℃以上且低于1200℃的熱處理，當(dāng)單晶硅基板含有某種濃度以上的氧原子時(shí)，氧引起的缺陷會(huì)發(fā)展，單晶硅基板的少數(shù)載流子壽命下降，其結(jié)果，存在使用此種基板制作而成的太陽能電池的特性下降的問題。

因此，本發(fā)明人對(duì)太陽能電池用基板的制造方法反復(fù)潛心研究，所述太陽能電池用基板即使當(dāng)基板的氧濃度較高時(shí)，也可以抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在進(jìn)行800℃以上且低于1200℃的低溫?zé)崽幚砬?，?200℃以上的溫度對(duì)單晶硅棒或硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?，預(yù)先將氧析出缺陷的根源也就是氧析出核溶解，在后續(xù)的制造工序中即使經(jīng)過低溫?zé)崽幚?，氧引起的缺陷也不?huì)發(fā)展，因此，可以制造一種少數(shù)載流子壽命下降得以被抑制的基板而完成本發(fā)明。

以下，參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明的太陽能電池用基板的制造方法的實(shí)施方式的一個(gè)示例(第一實(shí)施方式)進(jìn)行說明。

首先，制作單晶硅棒(參照?qǐng)D1的步驟s11)。具體來說，利用例如直拉(czochralski，cz)法制作單晶硅棒。此時(shí)，可以摻雜n型摻雜劑或者p型摻雜劑，以使單晶硅棒具有所需導(dǎo)電型。此外，在由直拉法所實(shí)施的單晶硅的培育中，氧從容納原料熔融液的石英坩堝混入單晶硅中。

接著，由步驟s11中制作而成的單晶硅棒切出硅基板(參照?qǐng)D1的步驟s12)。具體來說，使用例如切片鋸、鋼絲鋸等，由單晶硅棒將具有特定厚度的硅基板切成晶圓狀。

接著，以1200℃以上的溫度對(duì)步驟s12中切出來的硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?參照?qǐng)D1的步驟s13)。此處，高溫?zé)崽幚淼臏囟仁侵冈跓崽幚頃r(shí)對(duì)硅基板施加的最高溫度，高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間是指維持1200℃以上的時(shí)間。此外，高溫?zé)崽幚砜梢允褂美鐭艟咄嘶馉t、橫型爐、縱型爐等進(jìn)行。從原理上來講，高溫?zé)崽幚淼纳舷逓楣璧娜埸c(diǎn)。

在步驟s13之后，在制造太陽能電池用基板的工序中，對(duì)硅基板進(jìn)行800℃以上且低于1200℃的低溫?zé)崽幚?參照?qǐng)D1的步驟s14)。

如此一來，在進(jìn)行低溫?zé)崽幚砬?，通過以1200℃以上的溫度對(duì)硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?，預(yù)先將氧析出缺陷的根源也就是氧析出核溶解(固溶)。由此，可以制造一種基板，所述基板即使在后續(xù)的制造工序中經(jīng)過低溫?zé)崽幚?，氧引起的缺陷也不?huì)發(fā)展，因此，少數(shù)載流子壽命下降得以被抑制，由此，可以提升使用制造而成的基板制作而成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

接著，參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明的太陽能電池用基板的制造方法的實(shí)施方式的其他例(第二實(shí)施方式)進(jìn)行說明。適當(dāng)省略與第一實(shí)施方式重復(fù)的說明。

首先，制作單晶硅棒(參照?qǐng)D2的步驟s21)。

接著，以1200℃以上的溫度對(duì)步驟s21中制作的單晶硅棒進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?參照?qǐng)D2的步驟s22)。

接著，由進(jìn)行過高溫?zé)崽幚砗蟮膯尉Ч璋羟谐龉杌?參照?qǐng)D2的步驟s23)。

接著，在制造太陽能電池用基板的工序中，對(duì)硅基板進(jìn)行800℃以上且低于1200℃的低溫?zé)崽幚?參照?qǐng)D2的步驟s24)。

也可以像使用圖2在上述中說明的那樣，在本發(fā)明中對(duì)單晶硅棒進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

上述的第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式均可以使摻雜劑擴(kuò)散處理或氧化處理伴隨低溫?zé)崽幚?。在太陽能電池用基板的制造中，摻雜劑擴(kuò)散處理或者氧化處理大多在上述低溫?zé)崽幚碇羞M(jìn)行。當(dāng)實(shí)施進(jìn)行此種低溫?zé)崽幚淼膿诫s劑擴(kuò)散處理或者氧化處理作為本發(fā)明中的低溫?zé)崽幚頃r(shí)，可以適合地應(yīng)用本發(fā)明。

在這里，可以將硅基板的氧濃度設(shè)為12ppm(12ppma，newastm規(guī)格)以上。當(dāng)硅基板的氧濃度為12ppm以上時(shí)，可以適合地應(yīng)用本發(fā)明。尤其是利用直拉法制作單晶硅棒(直拉晶體)，并由該單晶硅棒切出硅基板時(shí)，氧濃度容易升高，容易變成12ppm以上。尤其是在直拉晶體的提拉初期(圓錐側(cè))的氧濃度容易升高。如此一來，即使當(dāng)氧濃度在一根單晶硅棒中的位置存在不均時(shí)，包括氧濃度較高的硅基板在內(nèi)，都可以制作太陽能電池用基板。

在這里，可以使單晶硅棒摻雜磷。當(dāng)單晶硅棒摻雜磷并形成n型時(shí)，可以適合地應(yīng)用本發(fā)明。

在這里，優(yōu)選為，使單晶硅棒摻雜鎵，并將前述高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間設(shè)為30分鐘以下。通過使用鎵作為摻雜到單晶硅棒中的p型摻雜劑，可以更有效地抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降。另外，通過將高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間設(shè)為30分鐘以下，可以抑制鎵從基板表面蒸發(fā)，由此，可以抑制基板的表面電阻變高，并可以抑制使用此種基板制作而成的太陽能電池的填充因子下降。

在這里，較佳為在含有氧氯化磷的環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼Ｈ绻诤醒趼然椎沫h(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，可以利用磷的?qiáng)力吸除作用更有效地抑制基板的少數(shù)載流子壽命下降。雖然在此含有氧氯化磷的環(huán)境下會(huì)摻雜磷，但這并不會(huì)成為問題。原因在于，例如如果為摻磷基板，原本就摻雜有磷。另外，原因在于，如果為摻鎵基板，形成pn結(jié)時(shí)，不管如何都會(huì)導(dǎo)入n型摻雜劑。

接著，參照?qǐng)D3對(duì)本發(fā)明的太陽能電池用基板的實(shí)施方式的一個(gè)示例進(jìn)行說明。

圖3的太陽能電池用基板10，是使用上述中使用圖1及圖2進(jìn)行說明的太陽能電池用基板的制造方法制造而成。太陽能電池用基板10例如具有：摻磷硅基板100；發(fā)射極層(硼擴(kuò)散層)110，設(shè)置在摻磷硅基板100的受光面?zhèn)龋灰约?，背面電?chǎng)(backsurfacefield，bsf)層(磷擴(kuò)散層)111，設(shè)置在摻磷硅基板100的背面?zhèn)?；并且，在發(fā)射極層110的受光面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有受光面抗反射膜120，在bsf層111的背面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有背面抗反射膜121。

太陽能電池用基板10，是在進(jìn)行800℃以上且低于1200℃的低溫?zé)崽幚砬埃?200℃以上的溫度對(duì)單晶硅棒或硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚韥碇圃?。因此，預(yù)先將氧析出缺陷的根源也就是氧析出核溶解，即使在后續(xù)的制造工序中經(jīng)過低溫?zé)崽幚?，氧引起的缺陷也不?huì)發(fā)展。這里的低溫?zé)崽幚硎侵咐缬糜谛纬砂l(fā)射極層110的擴(kuò)散熱處理。如此一來，太陽能電池用基板10成為一種少數(shù)載流子壽命下降得以被抑制的基板，由此，可以提升使用此種基板制作而成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

接著，參照?qǐng)D4，對(duì)使用太陽能電池用基板10制造而成的太陽能電池的實(shí)施方式的一個(gè)示例進(jìn)行說明。

圖4的太陽能電池11，是在太陽能電池用基板10的發(fā)射極層110的受光面?zhèn)缺砻嫔显O(shè)置受光面電極130，并在太陽能電池用基板10的bsf層111的背面?zhèn)缺砻嫔显O(shè)置背面電極131而成。此外，在圖4中表示以下例子：在太陽能電池11中，受光面電極130貫穿受光面抗反射膜120而與發(fā)射極層110電性連接，背面電極131貫穿背面抗反射膜121而與bsf層111電性連接。

接著，參照?qǐng)D5，對(duì)圖3的太陽能電池用基板10的制造方法的一個(gè)示例(使用摻磷基板的實(shí)施方式)具體地進(jìn)行說明。本發(fā)明并不限定于以下的太陽能電池用基板的制造方法。

首先，將由單晶硅棒切出來的摻磷硅基板100的損傷層除去后，進(jìn)行洗凈(參照?qǐng)D5(a))。除去損傷層，可以通過例如將摻磷硅基板100浸漬于熱濃氫氧化鉀水溶液中來進(jìn)行。

接著，以1200℃以上的溫度對(duì)除去損傷層后的摻磷硅基板100進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?參照?qǐng)D5(b))。在這里，高溫?zé)崽幚砜梢允褂美鐭艟咄嘶馉t、橫型爐及縱型爐等進(jìn)行。

接著，對(duì)進(jìn)行高溫?zé)崽幚砗蟮膿搅坠杌?00進(jìn)行紋理蝕刻后，進(jìn)行洗凈(參照?qǐng)D5(c))。紋理蝕刻可以通過浸漬于例如氫氧化鉀/2-丙醇的水溶液中來進(jìn)行。此外，通過進(jìn)行紋理蝕刻，可以形成被稱作紋理的微細(xì)凹凸，可以降低受光面的反射率。此外，此紋理形成處理也可以在前述高溫?zé)崽幚砬斑M(jìn)行。此時(shí)，高溫?zé)崽幚砼c下一步驟也就是擴(kuò)散掩模形成步驟，也可以使用橫型爐等連續(xù)進(jìn)行。

接著，對(duì)進(jìn)行紋理蝕刻后的摻磷硅基板100，形成發(fā)射極層110形成用擴(kuò)散掩模(參照?qǐng)D5(d))。擴(kuò)散掩模的形成，可以通過例如將摻磷硅基板100放到橫型爐中，利用熱氧化使氧化膜成長(zhǎng)，蝕刻單面的氧化膜來進(jìn)行。此時(shí)，從成本方面來說，氧化優(yōu)選為氧化膜成長(zhǎng)比干式氧化快的濕式氧化，優(yōu)選為利用高溫氧化(pyro-oxidization)進(jìn)行。此熱氧化處理也可以在“低溫?zé)崽幚怼钡臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)行。

接著，對(duì)已形成擴(kuò)散掩模的摻磷硅基板100進(jìn)行硼擴(kuò)散(參照?qǐng)D5(e))。硼擴(kuò)散可以通過例如將摻磷硅基板100放到橫型爐中，在氬和bbr3氣體環(huán)境中進(jìn)行熱處理來進(jìn)行。利用此步驟，形成發(fā)射極層(硼擴(kuò)散層)110。以例如1000℃左右的溫度(“低溫?zé)崽幚怼钡臏囟确秶鷥?nèi))進(jìn)行此熱處理。

接著，用氟酸將形成在摻磷硅基板100的表面的硼玻璃和氧化硅膜除去(參照?qǐng)D5(f))。

接著，對(duì)進(jìn)行硼擴(kuò)散后的摻磷硅基板100形成bsf層111形成用擴(kuò)散掩模(參照?qǐng)D5(g))。擴(kuò)散掩模的形成，可以通過將形成有發(fā)射極的基板100放到橫型爐中，利用熱氧化使氧化膜成長(zhǎng)，并蝕刻背面?zhèn)鹊难趸磉M(jìn)行。此熱氧化處理有時(shí)也會(huì)在“低溫?zé)崽幚怼钡臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)行。

接著，對(duì)形成有擴(kuò)散掩模的摻磷硅基板100進(jìn)行磷擴(kuò)散(參照?qǐng)D5(h))。磷擴(kuò)散可以通過將例如摻磷硅基板100放到橫型爐中，在氧和pocl3氣體環(huán)境中進(jìn)行熱處理來進(jìn)行。利用此步驟形成bsf層(磷擴(kuò)散層)111。此使用pocl3的磷擴(kuò)散通常對(duì)基板施加800℃左右的熱。

接著，利用氟酸將已形成在摻磷硅基板100的表面的磷玻璃和氧化硅膜除去(參照?qǐng)D5(i))。而且，也可以在摻磷硅基板100的表面形成氧化膜和氧化鋁膜的鈍化膜，以提高轉(zhuǎn)換效率。鈍化膜形成，可以對(duì)氧化膜利用熱氧化、低壓力化學(xué)氣相沉積法(lowpressurechemicalvapordeposition，lpcvd)等來形成。另外，可以對(duì)氧化鋁膜利用等離子體輔助化學(xué)氣相沉積法(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)、原子層沉積(atomiclayerdeposition，ald)等形成。

接著，在摻磷硅基板100的發(fā)射極層110的受光面?zhèn)缺砻嫘纬墒芄饷婵狗瓷淠?20(參照?qǐng)D5(j))。受光面抗反射膜120的形成可以通過利用例如等離子體cvd形成氮化硅膜來進(jìn)行。

接著，在摻磷硅基板100的bsf層111的受光面?zhèn)缺砻嫘纬杀趁婵狗瓷淠?21(參照?qǐng)D5(k))。背面抗反射膜121的形成，可以通過利用例如等離子體cvd形成氮化硅膜來形成。

可以按上述方式，制造圖3的太陽能電池用基板10。

接著，參照?qǐng)D6，對(duì)使用圖3的太陽能電池用基板10制造圖4的太陽能電池11的方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。

首先，在太陽能電池用基板10的背面抗反射膜121的背面?zhèn)缺砻嫘纬杀趁骐姌O131(參照?qǐng)D6(a))。背面電極131的形成，可以通過使用例如銀膏絲網(wǎng)印刷成所需圖案來進(jìn)行。

接著，在太陽能電池用基板10的受光面抗反射膜120的受光面?zhèn)缺砻嫘纬墒芄饷骐姌O130(參照?qǐng)D6(b))。受光面電極130的形成，可以通過使用例如銀膏絲網(wǎng)印刷成所需圖案來進(jìn)行。

接著，對(duì)形成有背面電極131和受光面電極130的太陽能電池用基板10進(jìn)行焙燒(參照?qǐng)D6(c))。此焙燒時(shí)的溫度為例如600～850℃。此外，通過在焙燒時(shí)使背面電極131和受光面電極130貫穿這些膜，而不是對(duì)受光面抗反射膜120和背面抗反射膜121開口，可以使受光面電極130與發(fā)射極層110電性連接、及使背面電極131與bsf層111電性連接。

可以按上述方式，制造圖4的太陽能電池11。

接著，參照?qǐng)D7，對(duì)本發(fā)明的太陽能電池用基板的實(shí)施方式的其他例進(jìn)行說明。

圖7的太陽能電池用基板20，是使用上述中使用圖1及圖2說明的太陽能電池用基板的制造方法制造而成。太陽能電池用基板20具有例如摻鎵硅基板101；以及，發(fā)射極層(磷擴(kuò)散層)，設(shè)置在摻鎵硅基板101的受光面?zhèn)?；并且，在發(fā)射極層112的受光面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有受光面抗反射膜120。

太陽能電池用基板20，是在進(jìn)行800℃以上且低于1200℃的低溫?zé)崽幚砬?，?200℃以上的溫度對(duì)單晶硅棒或硅基板進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚碇圃於?。因此，預(yù)先將氧析出缺陷的根源也就是氧析出核溶解，即使在后續(xù)的制造工序中經(jīng)過低溫?zé)崽幚?，氧引起的缺陷也不?huì)發(fā)展。這里的低溫?zé)崽幚硎侵咐缬糜谛纬砂l(fā)射極層112的磷擴(kuò)散熱處理。如此一來，太陽能電池用基板20成為一種少數(shù)載流子壽命下降得以被抑制的基板，由此，可以提升使用此種基板制造而成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

接著，參照?qǐng)D8，對(duì)使用太陽能電池用基板20制造的太陽能電池的實(shí)施方式的其他例進(jìn)行說明。

圖8的太陽能電池21在太陽能電池用基板20的發(fā)射極層112的受光面?zhèn)缺砻嫔显O(shè)置有受光面電極130，在太陽能電池用基板20的背面?zhèn)缺砻嬖O(shè)置有背面鋁電極132，在太陽能電池用基板20的背面?zhèn)仍O(shè)置有bsf層(鋁擴(kuò)散層)113。此外，在圖8中，在太陽能電池21中，受光面電極130貫穿受光面抗反射膜120后與發(fā)射極層112電性連接，背面鋁電極132與bsf層113電性連接。

接著，參照?qǐng)D9，對(duì)圖7的太陽能電池用基板20的制造方法的一個(gè)示例(使用摻鎵基板的實(shí)施方式)具體地進(jìn)行說明。適當(dāng)省略與已經(jīng)說明過的使用摻磷基板的實(shí)施方式重復(fù)的說明。

首先，將由單晶硅棒切出來的摻鎵硅基板101的損傷層除去后，進(jìn)行洗凈(參照?qǐng)D9(a))。

接著，以1200℃以上的溫度對(duì)除去損傷層后的摻鎵硅基板101進(jìn)行30秒以上的高溫?zé)崽幚?參照?qǐng)D9(b))。

接著，對(duì)進(jìn)行高溫?zé)崽幚砗蟮膿芥壒杌?01進(jìn)行紋理蝕刻，然后進(jìn)行洗凈(參照?qǐng)D9(c))。本紋理形成步驟可以在前述高溫?zé)崽幚聿襟E前后。

接著，對(duì)進(jìn)行紋理蝕刻后的摻鎵硅基板101形成發(fā)射極層112形成用擴(kuò)散掩模(參照?qǐng)D9(d))。擴(kuò)散掩模的形成，可以通過將摻鎵硅基板101放到橫型爐中，利用熱氧化使氧化膜成長(zhǎng)，蝕刻單面來形成。

接著，對(duì)形成有擴(kuò)散掩模的摻鎵硅基板101進(jìn)行磷擴(kuò)散(參照?qǐng)D9(e))。磷擴(kuò)散，可以通過例如將摻鎵硅基板101放到橫型爐中，在氧氣和pocl3氣體環(huán)境中進(jìn)行熱處理來進(jìn)行。為了減少制造成本，也可以不形成前述擴(kuò)散掩模，而在擴(kuò)散時(shí)將兩片摻鎵硅基板101放入石英舟的一槽中，并以使其中一面不會(huì)被pocl3氣體包圍的方式在另一面形成磷擴(kuò)散層。此時(shí)的熱處理溫度通常為800℃左右。

接著，利用氟酸將已形成在摻鎵硅基板101的表面的磷玻璃和氧化硅膜除去(參照?qǐng)D9(f))。

接著，在摻鎵硅基板101的發(fā)射極層112的受光面?zhèn)缺砻嫘纬墒芄饷婵狗瓷淠?20(參照?qǐng)D9(g))。受光面抗反射膜120的形成，可以通過利用例如等離子體化學(xué)氣相沈積(cvd)形成氮化硅膜來進(jìn)行。

可以按上述方式，制造圖7的太陽能電池用基板20。

接著，參照?qǐng)D10，對(duì)使用圖7的太陽能電池用基板20來制造圖8的太陽能電池21的方法的一個(gè)示例進(jìn)行說明。

首先，在太陽能電池用基板20的背面?zhèn)缺砻娴膮R流條電極部以外的部位，形成背面鋁電極132(參照?qǐng)D10(a))。背面鋁電極132的形成，可以例如通過將鋁膏絲網(wǎng)印刷到太陽能電池用基板20的背面來進(jìn)行。

接著，可以使用銀膏，利用絲網(wǎng)印刷在太陽能電池用基板20的背面的匯流條電極部形成銀電極(參照?qǐng)D10(b))。

接著，在太陽能電池用基板20的受光面抗反射膜120的受光面?zhèn)缺砻嫘纬墒芄饷骐姌O130(參照?qǐng)D10(c))。

接著，對(duì)形成背面鋁電極132和受光面電極130后的太陽能電池用基板20進(jìn)行焙燒(參照?qǐng)D10(d))。進(jìn)行此焙燒時(shí)，鋁從背面鋁電極132擴(kuò)散到摻鎵硅基板101內(nèi)，形成bsf層(鋁擴(kuò)散層)113。此外，通過在焙燒時(shí)使受光面電極130貫穿此膜，而不是對(duì)受光面抗反射膜120開口，可以使受光面電極130與發(fā)射極層112電性連接。

可以按上述方式，制造圖8的太陽能電池21。

實(shí)施例

以下，示出實(shí)施例和比較例更具體地說明本發(fā)明，本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。

(實(shí)施例1)

按照?qǐng)D5的制造流程，制造圖3的太陽能電池用基板10。其中，摻磷硅基板100使用n型且電阻率為1ω·cm的基板(直拉法提拉，氧濃度17～18ppm)，在橫型爐(使用sic管)中且在氮環(huán)境下，以1250℃、5分鐘的條件進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

使用制造而成的太陽能電池用基板，按圖6的制造流程，制造100片圖4的太陽能電池11。圖11(a)表示制造太陽能電池后的電致發(fā)光(electroluminescence，el)圖像。根據(jù)圖11(a)可知，后述漩渦狀的由氧引起的缺陷消失。另外，對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表1。在這里，短路電流密度為與太陽能電池連接的電阻器的電阻為0ω時(shí)的電流密度值，開放電壓為與太陽能電池連接的電阻器的電阻非常大時(shí)的電壓值，填充因子(形狀因子)為最大發(fā)電電力/(短路電流×開放電壓)，轉(zhuǎn)換效率為(來自太陽能電池的輸出/進(jìn)入太陽能電池的太陽能量)×100。

(實(shí)施例2)

以與實(shí)施例1同樣的方法來制造圖3的太陽能電池用基板10。但是，高溫?zé)崽幚硎窃跈M型爐(使用sic管)中且在pocl3環(huán)境下，以1200℃、10分鐘的條件進(jìn)行磷擴(kuò)散，由此，溶解氧析出核，并且進(jìn)行磷吸除(利用磷進(jìn)行吸除)。

使用制造而成的太陽能電池用基板，以與實(shí)施例1同樣的方法來制造100片圖4的太陽能電池11。對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表1。

(比較例1)

以與實(shí)施例1同樣的方法來制造圖3的太陽能電池用基板10。但是，不進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

使用制造而成的太陽能電池用基板，以與實(shí)施例1同樣的方法來制造100片圖4的太陽能電池11。圖11(b)表示制造太陽能電池后的el圖像。根據(jù)圖11(b)可知，能看到漩渦狀的由氧引起的缺陷。另外，對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表1。

[表1]

根據(jù)表1可知，使用摻磷基板時(shí)，在實(shí)施例1～2中，與比較例1相比，轉(zhuǎn)換效率提升。另外，在實(shí)施例1～2中，與比較例1相比，太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)的不均降低。一般認(rèn)為其原因正在于，在進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼膶?shí)施例1～2中，與未進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼谋容^例1相比，氧引起的缺陷的生成得以被抑制(參照?qǐng)D11)，由此，可抑制基板的基體(bulk)部分的少數(shù)載流子壽命下降。還可知，在pocl3環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼膶?shí)施例2中，更加提升轉(zhuǎn)換效率。

(實(shí)施例3)

按照?qǐng)D9的制造流程，制造圖7的太陽能電池用基板20。但是，摻鎵硅基板101使用p型且電阻率為1ω·cm的基板(直拉法提拉，氧濃度17～18ppm)，在橫型爐(使用sic管)中在氮環(huán)境下，以1250℃、5分鐘的條件進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

使用制造而成的太陽能電池用基板，按照?qǐng)D10的制造流程，制造100片圖8的太陽能電池21。對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表2。

(實(shí)施例4)

以與實(shí)施例3同樣的方法來制造圖7的太陽能電池用基板20。但是，高溫?zé)崽幚硎窃跈M型爐(使用sic管)中且在pocl3環(huán)境下，以1200℃、10分鐘的條件進(jìn)行磷擴(kuò)散，由此，溶解氧析出核，并且進(jìn)行磷吸除(利用磷進(jìn)行吸除)。

使用制造而成的太陽能電池用基板，以與實(shí)施例3同樣的方法來制造100片圖8的太陽能電池21。對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表2。

(比較例2)

以與實(shí)施例3同樣的方法來制造圖7的太陽能電池用基板20。但是，未進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

使用制造而成的太陽能電池用基板，以與實(shí)施例3同樣的方法來制造100片圖8的太陽能電池21。對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表2。

(實(shí)施例5)

以與實(shí)施例3同樣的方法來制造圖7的太陽能電池用基板20。但是，在橫型爐(使用sic管)中且在氮環(huán)境下，以1250℃、40分鐘的條件進(jìn)行高溫?zé)崽幚怼?/p>

使用制造而成的太陽能電池用基板，以與實(shí)施例3同樣的方法來制造100片圖8的太陽能電池21。對(duì)制造而成的太陽能電池測(cè)定太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)。將其結(jié)果示于表2。

[表2]

根據(jù)表2可知，當(dāng)使用摻鎵基板時(shí)，在實(shí)施例3～5中，與比較例2相比，轉(zhuǎn)換效率提升。另外，在實(shí)施例3～5中，與比較例2相比，太陽能電池的特性(短路電流密度、開放電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率)的不均降低。一般認(rèn)為其原因在于，在進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼膶?shí)施例3～5中，與未進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼谋容^例2相比，可抑制由氧引起的缺陷的生成，由此，可抑制基板的基體(bulk)部分的少數(shù)載流子壽命下降。還可知，在pocl3環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼膶?shí)施例4中，更加提升轉(zhuǎn)換效率。另外，在將高溫?zé)崽幚碓O(shè)為30分鐘以下的實(shí)施例3～4中，與高溫?zé)崽幚沓^30分鐘的實(shí)施例5相比，填充因子、轉(zhuǎn)換效率提升。一般認(rèn)為其原因在于，在實(shí)施例3～4中，通過將高溫?zé)崽幚碓O(shè)為30分鐘以下，來防止鎵摻雜劑從基板脫離，由此，可防止基板電阻變高而串聯(lián)電阻增大。

另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式為示例，具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書所述的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)并發(fā)揮相同作用效果的技術(shù)方案，均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。