(57)【要約】【課題】ソーラバッテリの製造コストを有効に低減させることが可能な相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法を提供する。【解決手段】相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法は、基板１００を準備するステップと、基板１００上に複数の開口部を有するドーピング濃度制御層１１０を形成するステップと、基板１００にドーピングを行い、ドーピング濃度制御層１１０の複数の開口部１１２の下方に位置する基板１００の箇所に高濃度ドーピング領域１４０を形成し、基板１００の他の領域に低濃度ドーピング領域１３０を形成するステップとを含む。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を準備するステップと、
前記基板上に複数の開口部を有するドーピング濃度制御層を形成するステップと、
前記基板にドーピングを行い、前記ドーピング濃度制御層の前記複数の開口部の下方に位置する前記基板の箇所に高濃度ドーピング領域を形成し、前記基板の他の領域に低濃度ドーピング領域を形成するステップと、を含むことを特徴とする相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【請求項２】
前記ドーピング濃度制御層を除去するステップと、
前記基板上に反射防止層を形成するステップと、
前記反射防止層上にパターニングされた金属ペーストを形成するステップと、
前記金属ペーストを加熱し、ソーラバッテリの金属電極を形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【請求項３】
前記ドーピングはリンイオンドーピングであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【請求項４】
前記高濃度ドーピング領域のシート抵抗は１０〜５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅであり、
前記低濃度ドーピング領域のシート抵抗は５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅより大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【請求項５】
前記基板はｐ型基板であり、
前記ドーピングはｎ型イオンドーピングであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【請求項６】
前記ドーピング濃度制御層の厚さは１５〜４０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソーラバッテリの製造方法に関し、特に相違性ドーピング（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  ｄｏｐｅｄ）ソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の発展により、ソーラバッテリの効率および普及率は日々向上している。現在広く使用されているソーラバッテリは、光エネルギを吸収したときに電子流を発生させるために、その前表面部（受光部の表面）近くにｐ−ｎ接合が形成されている。従来のバッテリでは、その前後部に電極がそれぞれ形成され、電圧を増大させるためにソーラバッテリがそれぞれ電気的に直列接続されている。
【０００３】
そのため、従来のソーラバッテリでは、ｐ型基板上に高温熱拡散工程を行ってｎ型半導体の薄膜１層を形成していた。また、光の反射量を低減させるために、拡散工程を行う前に表面が粗化処理されたテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）構造を形成して反射防止層を加えていた。続いて、スクリーン印刷工程を行い、製作が完了したウエハに銀（Ａｇ）ペーストおよびアルミニウム（Ａｌ）ペーストを塗布し、スクリーン印刷機を用いて所定のパターンをウエハの両面に印刷する。その後、同時焼結工程を行い、印刷された銀ペーストおよびアルミニウムペーストのウエハを同時に高温焼成炉に通すことにより、銀ペーストおよびアルミニウムペーストのそれぞれウエハが対応する面に共晶組成を形成させることができる。これにより、ウエハと一定のオーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）を形成することができる。このように、ウエハ表面に導電電極を接続し、簡単なソーラパネルを完成させてもよい。
【０００４】
しかし、導電電極を形成する領域には、接触抵抗を低減させるために、一般に高いドーピング濃度が必要であった。しかし、エミッタ（ｅｍｉｔｔｅｒ）領域の形成には、短波長に対する周波数応答を高めるためにドーピング濃度が必ず制限を受けた。そのため、有効に２つの領域のドーピング濃度のバランスをとったり選択したりすることができない場合、ソーラバッテリの変換効率に大きな影響を与えることがあった。
【０００５】
上述したように、従来、ソーラバッテリ中に形成する電極の領域とエミッタ領域とに必要なドーピング濃度は異なるため、２つの領域のドーピング濃度を有効に制御し、ソーラバッテリの効率を高めるとともにソーラバッテリの普及率を向上させることが可能な相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電極領域に高ドーピング濃度を形成し、エミッタ領域に低ドーピング領域を形成することにより、ソーラバッテリの効率を向上させ、ワンステップ拡散工程を利用するだけでソーラバッテリの製造コストを有効に低減させることが可能な相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、以下の内容を含むものである。
（１）  基板を準備するステップと、前記基板上に複数の開口部を有するドーピング濃度制御層を形成するステップと、前記基板にドーピングを行い、前記ドーピング濃度制御層の前記複数の開口部の下方に位置する前記基板の箇所に高濃度ドーピング領域を形成し、前記基板の他の領域に低濃度ドーピング領域を形成するステップと、を含むことを特徴とする相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【０００８】
（２）  前記ドーピング濃度制御層を除去するステップと、前記基板上に反射防止層を形成するステップと、前記反射防止層上にパターニングされた金属ペーストを形成するステップと、前記金属ペーストを加熱し、ソーラバッテリの金属電極を形成するステップと、をさらに含むことを特徴とする（１）に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【０００９】
（３）  前記ドーピングはリンイオンドーピングであることを特徴とする（１）に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【００１０】
（４）  前記高濃度ドーピング領域のシート抵抗は１０〜５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅであり、前記低濃度ドーピング領域のシート抵抗は５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅより大きいことを特徴とする（１）に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【００１１】
（５）  前記基板はｐ型基板であり、前記ドーピングはｎ型イオンドーピングであることを特徴とする（１）に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【００１２】
（６）  前記ドーピング濃度制御層の厚さは１５〜４０ｎｍであることを特徴とする（１）に記載の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
この様に、本発明にかかる相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法は、ドーピング工程を１回行うだけで、ソーラバッテリの基板上に低ドーピング濃度領域および高ドーピング濃度領域を形成することができる。そのため、本発明のソーラバッテリでは、電極の下方に所望の高濃度のドーピング領域層を形成し、接触抵抗を有効に低減させる。さらにソーラバッテリのエミッタ領域に低濃度のドーピング層を形成し、短波長に対するソーラバッテリの周波数応答を有効に改善させる。このように、本発明の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法は、ソーラバッテリの開放電圧（Ｖｏｃ）および短絡電流（Ｉｓｃ）を有効に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法の工程を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法の工程を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法の工程を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法の工程を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
本発明の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法は、ソーラバッテリの電極領域に高ドーピング濃度を形成する一方、エミッタ領域に低ドーピング濃度を形成することにより、ソーラバッテリの効率を向上させる。
【００１７】
図１Ａ〜図１Ｅを参照する。図１Ａ〜図１Ｅは、本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法の工程を示す断面図である。まず、図１Ａを参照する。図１Ａに示すように、本発明の好適な実施形態による相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法は、基板１００上にドーピング濃度制御層１１０を形成し、後続のドーピング工程のイオン濃度を制御する。このドーピング濃度制御層１１０にドーピングを行うと、開口部１１２の部分が隔絶されていないために、高濃度のドーピング領域が形成される。開口部以外の箇所（即ち、開口部１１２以外のドーピング濃度制御層１１０で覆われた基板１００の箇所）は、ドーピング濃度制御層１１０により覆われているためドーピングイオン濃度が低くなる。ここで、ドーピング濃度制御層１１０は、イオンドーピングを完全に隔絶させるのではなく、基板１００のイオンドーピング濃度を低減させるだけである。
【００１８】
図１Ｃを参照する。図１Ｃに示すように、ドーピング工程１５０を行うと、基板１００上に開口部１１２の下方およびその隣接領域の高濃度ドーピング領域１４０と、開口部１１２の下方およびその隣接領域以外の箇所に低濃度ドーピング領域１３０とが形成される。その後、ドーピング濃度制御層１１０を除去して反射防止層１６０を形成する（図１Ｄおよび図１Ｅを参照する）。この際、基板１００には、ソーラバッテリに必要なパネルの初期構造が形成される。この基板１００は、後続の金属導電ペースト印刷工程（例えば、銀導電ペースト、アルミニウム導電ペーストなどの印刷工程）と、加熱工程とを利用し、ソーラバッテリの電極を形成し、簡単なソーラバッテリパネルを完成させることができる。
【００１９】
上述のドーピング工程１５０（例えば、リンイオン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  ｉｏｎ）のドーピング工程）の基板１００がｐ型基板である場合、高温熱拡散工程またはイオン注入工程などの方法を利用し、基板１００の表面にｎ型半導体層を形成させることが好ましい。また、低濃度ドーピング領域１３０のドーピング濃度は、高濃度ドーピング領域１４０のドーピング濃度よりも低い。一般に、高濃度ドーピング領域１４０のシート抵抗は約１０〜５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅであることが好ましく、低濃度ドーピング領域１３０のシート抵抗は約５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅより大きいことが好ましいが、必ずしもこれだけに限定されるわけではない。本実施形態の低濃度ドーピング領域１３０のドーピング濃度が高濃度ドーピング領域１４０のドーピング濃度よりも低いとき、後続の工程でソーラバッテリを形成すると、好適な変換効率および低い接触抵抗を得ることができる。
【００２０】
また、ドーピング濃度制御層１１０は、ドーピングイオンの一部を透過させることができれば、如何なる材料（例えば、窒化シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ）、酸化シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ）などの材料）からなってもよい。一般に、ドーピング濃度制御層１１０は、好適には５〜１００ｎｍの間であり、さらに好適には１０〜５０ｎｍの間であり、最も好適には１５〜４０ｎｍの間である。そのため、ドーピング濃度制御層１１０は、イオンドーピングを行うと、開口部１１２の箇所に高濃度ドーピング領域１４０が形成され、後続の工程で、その上にソーラバッテリに必要な電極が形成され、電極と高濃度ドーピング領域１４０との間の接触抵抗を低減させることができる。このように、ドーピング濃度制御層１１０により覆われている箇所に、低濃度ドーピング領域１３０を形成することができるため、ソーラバッテリに必要なエミッタ領域を形成させて短波長に対するソーラバッテリの周波数応答を改善させることができる。
【００２１】
ドーピング濃度制御層１１０上には、印刷工程によりエッチングペーストを転写した後に、エッチングペーストを加熱し、ドーピング濃度制御層１１０に所望の開口部１１２を形成してもよい。このドーピング濃度制御層１１０には、一般のリソグラフィ工程を用い、所望のパターニングを行ってもよい。
【００２２】
また、反射防止層１６０上に金属導電ペースト（例えば、銀ペースト、アルミニウムペーストなど）を塗布し、高温焼成工程により反射防止層１６０と、その下方にある高濃度ドーピング領域１４０とに浸透させて共晶組成を形成し、ソーラバッテリに所望の金属電極を形成してもよい。
【００２３】
上述したことから分かるように、本発明の相違性ドーピングソーラバッテリのワンステップ拡散製造方法は、１回のドーピング工程を行うだけで、ソーラバッテリの電極の下方に高濃度のドーピング層を形成し、接触抵抗を有効に低減させると共に、エミッタ領域に低濃度のドーピング層を形成し、短波長に対するソーラバッテリの周波数応答を改善させることができる。このように、本発明の相違性ドーピングソーラバッテリ拡散製造方法は、ソーラバッテリの開放電圧（Ｖｏｃ）および短絡電流（Ｉｓｃ）を有効に改善させることができる。
【００２４】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００２５】
１００  基板
１１０  ドーピング濃度制御層
１１２  開口部
１３０  低濃度ドーピング領域
１４０  高濃度ドーピング領域
１５０  ドーピング工程
１６０  反射防止層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2010074126.tif 000006
【図１Ｅ】
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