(57)【要約】【課題】歩留まりの低下を防止でき、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止でき、基板材料の節減と太陽電池の薄型化を行うことができる太陽電池の埋込電極の形成方法を提供すること。【解決手段】Ｐ型シリコン基板１０１の表面にエッチングマスク層１０２を形成し、レーザーでパターニングを行って開口１０４を形成する。この開口１０４を介して、酸性又はアルカリ性溶液を用いてシリコン基板１０１をエッチングして、溝１０５を形成する。エッチングマスク層１０２を拡散マスクとして、溝１０５の内側面にＮ＋＋拡散層１０７を形成する。エッチングマスク層１０２を除去し、シリコン基板１０１の表面にＮ＋拡散層１０８を形成する。Ｎ＋＋拡散層１０７及びＮ＋拡散層１０８上に、パッシベーション膜および入射光の反射防止膜として機能するＳｉＮｘ膜１０９を形成する。溝１０５内に、印刷によってＡｇペーストを埋め込んで埋込電極１１４を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面にエッチングマスク層を形成する工程と、
上記エッチングマスク層をパターニングする工程と、
上記エッチングマスク層のパターニングで除去された部分に対応する上記半導体基板の部分に、エッチングによって溝を形成する工程と、
上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程と
を備えることを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物で形成されていることを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層をパターニングする工程は、レーザー又はエッチングペーストを用いて行うことを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項４】
請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層はシリコン酸化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成することを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記エッチングマスク層はシリコン窒化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、又は、フッ酸と硝酸との混合液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成することを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項６】
請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程は、Ａｇペーストのスクリーン印刷によって行うことを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項７】
請求項１に記載の太陽電池の埋込電極の形成方法において、
上記半導体基板の部分に溝を形成する工程の後に、上記エッチングマスク層を拡散マスクとして用いた拡散を行って、上記溝の内側面に不純物拡散層を形成する工程を備えることを特徴とする太陽電池の埋込電極の形成方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の太陽電池の埋込電極の形成方法を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の変換効率の向上を行いつつ、寿命の短縮と性能の低下とを防止できる太陽電池の埋込電極の形成方法及び太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の高効率化を図るためには、受光面積に対する電極の面積の割合を低減させる必要があり、この要求を満たすため、埋込電極が用いられている。埋込電極を用いた太陽電池は、電極を基板内に埋め込むことにより、電極の占有面積を増加させることなく基板と電極との接触面積を増加させることができるので、直列抵抗を低減することができて、ＦＦ（曲線因子）の向上を行うことができる。また、埋込電極を用いることにより、直列抵抗を増加させることなく電極の占有面積を低減できるので、電極の占有面積の低減と、短絡電流密度の向上とを両立することができる。
【０００３】
この種の太陽電池の製造方法としては、従来、図９及び１０の模式断面図で示された工程を備える方法がある（特開平０５−３２６９８９号公報（特許文献１）参照）。
【０００４】
この太陽電池の製造方法は、まず、単結晶または多結晶のＰ型シリコン基板５０１（図１０（ａ））に対して、インゴットからスライスする際に表面近傍に生じたダメージ層を除去するために、図１０（ａ）の破線で示した輪郭となるまで、酸性又はアルカリ性の溶液によって表面部分をエッチングする（図１０（ｂ））。このとき、入射光の吸収効率を向上するため、受光面にテクスチャ構造を形成する。なお、図９及び１０では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。
【０００５】
次に、８５０℃の石英管の炉中で２０分間加熱を行ってＰＯＣｌ３の熱拡散を行い、シリコン基板５０１の受光面となる側の表面に、Ｎ＋拡散層５０２を形成する（図９（ｃ））。
【０００６】
続いて、Ｎ＋拡散層５０２上に、表面安定化のため、ＳｉＯ２によるパッシベーション膜５０３をドライ酸化法により形成する（図９（ｄ））。
【０００７】
このパッシベーション膜５０３上に、第１の反射防止膜としてＴｉＯ２膜５０４を常圧ＣＶＤ（化学的気相成長）法により積層する（図９（ｅ））。
【０００８】
次に、シリコン基板５０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成して、Ｐ＋拡散層５０６と裏面電極５０７を形成する（図１０（ｆ））。
【０００９】
次に、上記ＴｉＯ２膜５０４の表面に、リン不純物を含む塗布液（ＰＳＧ液）を塗布し、乾燥させて、ＰＳＧ膜５０９を形成する（図１０（ｇ））。上記ＰＳＧ液の成分は、エチルアルコールＣ２Ｈ５ＯＨを８０ｃｃ、五酸化リンＰ２Ｏ５を５グラム、珪酸エチルＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４を１ｃｃ、及び、酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨを８ｃｃ溶解させたものである。
【００１０】
次に、ＰＳＧ膜５０９の表面に、ポリイミドフィルム５１０（厚さ２５μｍ）を表面に貼り付ける（図１０（ｈ））。
【００１１】
上記各工程を行ったシリコン基板５０１を、短波長レーザー装置のＸ−Ｙステージに固定する。そして、２００Ｔｏｒｒの水素ガス雰囲気中で、室温温度の下、照射線幅が２０μｍのＸｅＣｌエキシマレーザー光（λ＝３０８ｎｍ）を、シリコン基板５０１の表面側の電極形成位置に、所定パターンに照射する。ＸｅＣｌエキシマレーザー光は、パルス幅を５０ｎｓｅｃ以下、パルス速度を１００Ｈｚ、照射エネルギーを３．０Ｊ／ｃｍ２に設定する。このＸｅＣｌエキシマレーザー光の照射により、最上層のポリイミドフィルム５１０からシリコン基板５０１に達する溝５１２を形成する。また、上記溝５１２の内側面であって、上記シリコン基板５０１に形成された内側面の周辺部分に、Ｎ＋＋拡散層５１４を形成する。
【００１２】
次に、印刷によって、上記溝５１２内にＡｇペーストを充填する。このとき、Ａｇペーストを、最上層のポリイミドフィルム５１０の表面よりも突出するように、かつ、平面視において、ポリイミドフィルム５１０における溝５１２の開口よりも広範囲に亘って形成する。（図１０（ｊ））。
【００１３】
次に、ポリイミドフィルム５１０を、このポリイミドフィルム５１０よりも上に存在する余分なＡｇペーストと共に除去する。そして、溝５１２内に残ったＡｇペーストを、７００℃で焼成することにより、受光面の埋込電極９を形成する。この焼成の際に、受光面の電極形成部以外の部分に残されたＰＳＧ膜５０９は緻密化し、屈折率が１．４５になり、第１の反射防止膜であるＴｉＯ２膜５０４（屈折率２．２）と共に、２層反射防止膜として機能する（図１０（ｋ））。
【００１４】
また、従来の他の太陽電池の製造方法としては、図１１及び１２の模式断面図で示した工程を備えるものがある。
【００１５】
この太陽電池の製造方法は、まず、単結晶または多結晶のＰ型シリコン基板６０１（図１１（ａ））に、酸性又はアルカリ性の溶液によるエッチングを施して、表面近傍に生じたダメージ層を除去する(図１１（ｂ）)。
【００１６】
次に、シリコン基板６０１の受光面となる表面の電極形成部分に、ＩＣチップの切断に汎用されているダイシング装置を用いて、溝６１２を形成する（図１１（ｃ））。
【００１７】
上記シリコン基板６０１の表面及び溝６１２の内側面に、通常のＮ＋拡散層よりも表面キャリア濃度が高くて深い接合層であるＮ＋＋拡散層６０２を形成する（図１１（ｄ））。
【００１８】
次に、スクリーン印刷法により、上記溝６１２内に耐薬品性のワックス６１３を充填する。このワックス６１２は、Ｎ＋＋拡散層６０２の表面よりも突出するように、かつ、平面視において溝６１２の開口よりも広い範囲に亘って配置する（図１１（ｅ））。
【００１９】
この後、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行ない、溝６１２内以外のＮ＋＋拡散層６０２を除去するとともに、受光面の反射率を低減するために、シリコン基板６０１の表面に微細な凹凸を形成して、テクスチャ構造にする（図１１（ｆ））。なお、図１１及び１２において、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。
【００２０】
次に、上記溝６１２及びシリコン基板６０１の表面から突出したワックス６１３を除去する（図１２（ｇ））。
【００２１】
次に、シリコン基板６０１の表面に、Ｎ＋拡散層６２２を形成する（図１２（ｈ））。
【００２２】
次に、上記Ｎ＋拡散層６２２の表面に、安定化のため、ＳｉＯ２によるパッシベーション膜６０３をドライ酸化法により形成する（図１２（ｉ））。
【００２３】
次に、第１の反射防止膜として、ＴｉＯ２膜６０４を常圧ＣＶＤ法により積層する（図１２（ｊ））。
【００２４】
次に、シリコン基板６０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成することにより、ＢＳＦ（Back Surface Field：裏面電界）層となるＰ＋拡散層６０６と、裏面電極６０７とを形成する（図１２（ｋ））。
【００２５】
次に、上記溝６１２内に、スクリーン印刷法によってＡｇペーストを印刷し、焼成することにより、受光面の埋込電極６１６を形成する（図１２（ｌ））。
【００２６】
最後に、第２の反射防止膜となるＭｇＦ２膜６０４を蒸着法により表面に形成して、太陽電池が完成する（図１２（ｍ））。
【００２７】
しかしながら、上記従来の太陽電池の製造方法では、埋込電極を形成する際、レーザーやダイシング装置を用いて、シリコン基板５０１，６０１や、その上の積層体を除去して溝５１２，６１２を形成するので、上記シリコン基板５０１，６０１や積層体が損傷し易い。したがって、歩留まりの低下を招くという問題がある。また、レーザーやダイシング装置を用いて溝を形成する際、シリコン基板５０１，６０１や積層体に応力の蓄積や微細な傷が生じて、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を招くという問題がある。また、レーザーやダイシング装置による溝の形成時に破損を防止するため、比較的厚いシリコン基板５０１，６０１を用いる必要があるので、基板材料の節減や太陽電池の薄型化が困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開平５−３２６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
そこで、本発明の課題は、歩留まりの低下を防止でき、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止でき、基板材料の節減と太陽電池の薄型化を行うことができる太陽電池の埋込電極の形成方法及び太陽電池の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】
【００２９】
上記課題を解決するため、本発明の太陽電池の埋込電極の形成方法は、
半導体基板の表面にエッチングマスク層を形成する工程と、
上記エッチングマスク層をパターニングする工程と、
上記エッチングマスク層のパターニングで除去された部分に対応する上記半導体基板の部分に、エッチングによって溝を形成する工程と、
上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程と
を備えることを特徴としている。
【００３０】
上記構成によれば、上記半導体基板の表面に、エッチングによって溝を形成し、この溝内に導電体を埋め込んで埋込電極を形成する。したがって、レーザーやダイシング装置で基板に溝を形成する従来よりも、半導体基板に生じる応力や傷を少なくできるので、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止できる。また、溝の形成時に半導体基板が破損する虞を防止できて、太陽電池の製造歩留まりの向上を図ることができる。また、従来よりも薄い半導体基板を用いることができるので、使用材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。
【００３１】
なお、上記半導体基板の表面とは、太陽電池が完成されたときに受光面となる面をいう。
【００３２】
一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層は、シリコン酸化物又はシリコン窒化物で形成されている。
【００３３】
上記実施形態によれば、上記エッチングマスク層を容易に形成できる。
【００３４】
一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層をパターニングする工程は、レーザー又はエッチングペーストを用いて行う。
【００３５】
上記実施形態によれば、少ない工程でエッチングマスク層をパターニングすることができる。
【００３６】
一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層はシリコン酸化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液又は水酸化ナトリウム水溶液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成する。
【００３７】
上記実施形態によれば、上記半導体基板に、上記溝を制御良く所定の形状及び深さに形成できる。
【００３８】
一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記エッチングマスク層はシリコン窒化物で形成され、
水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、又は、フッ酸と硝酸との混合液を用いたエッチングによって、上記半導体基板に溝を形成する。
【００３９】
上記実施形態によれば、上記半導体基板に、上記溝を制御良く所定の形状及び深さに形成できる。
【００４０】
一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記半導体基板の溝内に導電体を埋め込む工程は、Ａｇペーストのスクリーン印刷によって行う。
【００４１】
上記実施形態によれば、スクリーン印刷によって、上記半導体基板の溝内にＡｇペーストを効率良く埋め込むことができる。
【００４２】
一実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法は、上記半導体基板の部分に溝を形成する工程の後に、上記エッチングマスク層を拡散マスクとして用いた拡散を行って、上記溝の内側面に不純物拡散層を形成する工程を備える。
【００４３】
上記実施形態によれば、
上記半導体基板に溝を形成するときに用いたエッチングマスク層を、拡散マスクに兼用することにより、少ない工程で上記溝の内側面に不純物拡散層を形成することができる。したがって、太陽電池の埋込電極の形成における手間とコストを削減することができる。
【００４４】
本発明の太陽電池の製造方法は、上記太陽電池の埋込電極の形成方法を含むことを特徴としている。
【００４５】
上記構成によれば、従来よりも薄い半導体基板に高い歩留まりで太陽電池の埋込電極を形成できるので、薄型の太陽電極を高い歩留まりで製造できる。
【発明の効果】
【００４６】
以上のように、本発明の太陽電池の埋込電極の形成方法は、半導体基板の表面に、エッチングによって溝を形成し、この溝内に導電体を埋めこんで埋込電極を形成するので、レーザーやダイシング装置で基板に溝を形成する従来よりも、半導体基板に生じる応力や傷を少なくできて、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止できる。また、溝の形成時に半導体基板が破損する虞を防止できて、太陽電池の製造歩留まりの向上を図ることができる。また、従来よりも薄い半導体基板を用いることができるので、使用材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４８】
（第１実施形態）
図１及び２は、本発明の第１実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。
【００４９】
まず、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板１０１（図１（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行う。これにより、Ｐ型シリコン基板１０１がインゴットからスライスされた際に切断面近傍に生じたダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図１及び２において上側の面）に、入射光の吸収効率を向上するためのテクスチャ構造を形成する(図１（ｂ）)。なお、図１及び２では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。
【００５０】
次に、上記シリコン基板１０１の表裏両面に、常圧ＣＶＤ（化学的気相成長）法によりＳｉＯｘ膜を堆積させて、又は、Ｐ（プラズマ）−ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層１０２を形成する（図１（ｃ））。なお、シリコン基板１０１の裏面のエッチングマスク層１０２は必ずしも必要ではなく、基板１０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。
【００５１】
次に、シリコン基板１０１の表面のエッチングマスク層１０２に、レーザーを用いて、形成すべき溝パターンに対応したパターンの開口１０４を形成する（図１（ｄ））。
【００５２】
次に、上記シリコン基板１０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口１０４に連なる溝１０５を形成する（図１（ｅ））。ここで、上記エッチングマスク層１０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層１０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板１０１に溝１０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板１０１の表面側のエッチングマスク層１０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板１０１の裏面側のエッチングマスク層１０２が除去される。
【００５３】
次に、上記エッチングマスク層１０２を拡散マスクとして用いて、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板の溝１０５の内側面にＮ＋＋拡散層１０７を形成する。
【００５４】
次に、シリコン基板１０１表面のエッチングマスク層１０２をフッ酸で除去して（図２（ｆ））、このエッチングマスク層１０２が除去されたシリコン基板１０１の表面に、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、Ｎ＋拡散層１０８を形成する（図２（ｇ））。
【００５５】
次に、上記Ｎ＋＋拡散層１０７及びＮ＋拡散層１０８上に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および入射光の反射防止膜として機能するＳｉＮｘ膜１０９を、Ｐ−ＣＶＤ法によって形成する（図２（ｈ））。
【００５６】
次に、シリコン基板１０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層１１１と裏面電極１１２とを形成する（図２（ｉ））。
【００５７】
最後に、印刷により、シリコン基板１０１の表面の溝１０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極１１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝１０５の内側面のＳｉＮｘ膜１０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極１１４はＮ＋＋拡散層１０７に電気的に接続される。また、裏面電極１１２の表面（図２（ｊ）において下側面）に所定パターンの突起電極１１５を形成して、太陽電池が完成する。
【００５８】
以上のように、本実施形態の太陽電池の埋込電極の形成方法及び太陽電池の製造方法によれば、シリコン基板１０１の受光面側の表面に、埋込電極としての表面電極１１２を形成するための溝１０５を、従来のようなレーザーやダイシング装置を用いることなく、エッチングによって形成する。したがって、従来のような基板や積層体の損傷を防止できて、歩留まりの低下を防止できる。また、基板における微細な傷を防止できて、太陽電池の寿命の短縮や性能の低下を防止できる。また、比較的薄いシリコン基板１０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
図３及び４は、本発明の第２実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。
【００６０】
まず、第１実施形態と同様に、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板２０１（図３（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行って、シリコン基板２０１のダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図３及び４において上側の面）にテクスチャを形成する（図３（ｂ））。なお、図３及び４では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。
【００６１】
次に、上記シリコン基板２０１の表裏両面に、常圧ＣＶＤ法によりＳｉＯｘ膜を堆積させて、又は、Ｐ−ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層２０２を形成する（図３（ｃ））。なお、シリコン基板２０１の裏面のエッチングマスク層２０２は必ずしも必要ではなく、基板２０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。
【００６２】
次に、上記エッチングマスク層２０２の表面に、形成すべき溝パターンに対応したパターンのエッチングペースト２０３を、スクリーン印刷によって配置する。（図３（ｄ））。
【００６３】
続いて、上記エッチングペースト２０３が配置されたエッチングマスク層２０２を加熱し、洗浄することにより、このエッチングマスク層２０２に開口２０４を形成する（図３（ｅ））。
【００６４】
次に、上記シリコン基板２０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口２０４に連なる溝２０５を形成する（図３（ｆ））。ここで、上記エッチングマスク層２０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層２０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板２０１に溝２０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板２０１の表面側のエッチングマスク層２０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板２０１の裏面側のエッチングマスク層２０２が除去される。
【００６５】
次に、上記エッチングマスク層２０２を拡散マスクとして用いて、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板の溝２０５の内側面にＮ＋＋拡散層２０７を形成する。
【００６６】
次に、シリコン基板２０１表面のエッチングマスク層２０２をフッ酸で除去して（図４（ｇ））、このエッチングマスク層２０２が除去されたシリコン基板２０１の表面に、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、Ｎ＋拡散層２０８を形成する（図４（ｈ））。
【００６７】
次に、上記Ｎ＋＋拡散層２０７及びＮ＋拡散層２０８上に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および入射光の反射防止膜として機能するＳｉＮｘ膜２０９を、Ｐ−ＣＶＤ法によって形成する（図４（ｉ））。
【００６８】
次に、シリコン基板２０１の裏面にＡｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層２１１と裏面電極２１２とを形成する（図４（ｊ））。
【００６９】
最後に、印刷により、シリコン基板２０１の表面の溝２０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極２１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝２０５の内側面のＳｉＮｘ膜２０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極２１４はＮ＋＋拡散層２０７に電気的に接続される。また、裏面電極２１２の表面（図４（ｋ）において下側面）に所定パターンの突起電極２１５を形成して、太陽電池が完成する。
【００７０】
本実施形態によれば、エッチングでシリコン基板２０１に溝２０５を形成する際に用いるレジストパターンを、エッチングペースト２０３を用いてパターニングするので、簡易にレジストパターンを形成できる。したがって、上記溝２０５をエッチングによって簡易な工程で形成でき、その結果、上記溝２０５内に埋込電極２１４を簡易に形成できる。上記溝２０５は、エッチングによって簡易に形成できるので、レーザーやダイシング装置で溝を形成していた従来よりも、基板に対する損傷を少なくできて、製造歩留まりと太陽電池の性能の向上を図ることができる。また、比較的薄いシリコン基板２０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。
【００７１】
（第３実施形態）
図５及び６は、本発明の第３実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。
【００７２】
まず、第１実施形態と同様に、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板３０１（図５（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行って、シリコン基板３０１のダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図５及び６において上側の面）にテクスチャを形成する（図５（ｂ））。なお、図５及び６では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。
【００７３】
次に、上記シリコン基板３０１の表裏両面に、常圧ＣＶＤ法によりＳｉＯｘ膜を堆積させて、又は、Ｐ−ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層３０２を形成する（図５（ｃ））。なお、シリコン基板３０１の裏面のエッチングマスク層３０２は必ずしも必要ではなく、基板３０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。
【００７４】
次に、シリコン基板３０１の表面のエッチングマスク層３０２に、レーザーを用いて、形成すべき溝パターンに対応したパターンの開口３０４を形成する（図５（ｄ））。
【００７５】
次に、上記シリコン基板３０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口３０４に連なる溝３０５を形成する。ここで、上記エッチングマスク層３０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層３０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板３０１に溝３０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板３０１の表面側のエッチングマスク層３０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板３０１の裏面側のエッチングマスク層３０２が除去される。
【００７６】
次に、シリコン基板３０１の表面のエッチングマスク層３０２をフッ酸で除去し、（図５（ｅ））ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板３０１の表面及び溝３０５の内側面に、Ｎ＋拡散層３０８を形成する（図６（ｆ））。
【００７７】
次に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および受光面への入射光に対する反射防止膜として機能するＳｉＮｘ３０９を、Ｐ−ＣＶＤ方によって形成する（図６（ｇ））。
【００７８】
次に、シリコン基板３０１の裏面に、Ａｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層３１１と裏面電極３１２とを形成する（図６（ｈ））。
【００７９】
最後に、印刷により、シリコン基板３０１の表面の溝３０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極３１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝３０５の内側面のＳｉＮｘ膜３０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極３１４はシリコン基板３０１に電気的に接続される。また、裏面電極３１２の表面（図６（ｉ）において下側面）に所定パターンの突起電極３１５を形成して、太陽電池が完成する。
【００８０】
本実施形態によれば、図６（ｆ）に示した工程において、シリコン基板１の表面及び溝３０５内に、１度の気相拡散工程によってＮ＋拡散層３０８を形成するので、製造工程数を少なくできる。したがって、上記溝３０５内に少ない工程で埋込電極３１４を形成できる。上記溝３０５は、エッチングによって簡易に形成できるので、レーザーやダイシング装置で溝を形成していた従来よりも、基板に対する損傷を少なくできて、製造歩留まりと太陽電池の性能の向上を図ることができる。また、比較的薄いシリコン基板３０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。
【００８１】
（第４実施形態）
図７及び８は、本発明の第４実施形態としての太陽電池の製造方法において行われる工程を示す模式断面図であり、特に、埋込電極の形成方法において行われる工程を詳しく示した模式断面図である。
【００８２】
まず、第１実施形態と同様に、単結晶又は多結晶のＰ型シリコン基板４０１（図７（ａ））の全面に、酸性又はアルカリ性の溶液によりエッチングを行って、シリコン基板４０１のダメージを除去すると共に、受光面となる表面（図７及び８において上側の面）にテクスチャを形成する（図７（ｂ））。なお、図７及び８では、複雑化を避けるため、テクスチャは図示していない。
【００８３】
次に、上記シリコン基板４０１の表裏両面に、ＳｉＯｘ膜又はＳｉＮｘ膜を堆積させて、エッチングマスク層４０２を形成する（図７（ｃ））。エッチングマスク層４０２がＳｉＯｘ膜の場合は常圧ＣＶＤ法で堆積を行い、エッチングマスク層４０２がＳｉＮｘ膜の場合はＰ−ＣＶＤ法で堆積を行う。なお、シリコン基板４０１の裏面のエッチングマスク層４０２は必ずしも必要ではなく、基板４０１の厚さと、後に形成する溝の深さに応じて配置する。
【００８４】
次に、上記エッチングマスク層４０２の表面に、形成すべき溝パターンに対応したパターンのエッチングペースト４０３を、スクリーン印刷によって配置する。（図７（ｄ））。
【００８５】
続いて、上記エッチングペースト４０３が配置されたエッチングマスク層４０２を加熱し、洗浄することにより、このエッチングマスク層４０２に開口４０４を形成する（図７（ｅ））。
【００８６】
次に、上記シリコン基板４０１に、酸性又はアルカリ性溶液を用いたエッチングを行い、上記エッチングマスク層の開口４０４に連なる溝４０５を形成する（図８（ｆ））。ここで、上記エッチングマスク層４０２がＳｉＯｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いてアルカリエッチを行う。また、上記エッチングマスク層４０２がＳｉＮｘ膜で形成されている場合、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたアルカリエッチ、あるいは、フッ酸と硝酸との混合溶液を用いた酸エッチを行う。上記シリコン基板４０１に溝４０５を形成する際、エッチングにより、上記シリコン基板４０１の表面側のエッチングマスク層４０２の厚みが減少すると共に、上記シリコン基板４０１の裏面側のエッチングマスク層４０２が除去される。
【００８７】
次に、シリコン基板４０１の表面のエッチングマスク層４０２をフッ酸で除去し、ＰＯＣｌ３を用いた気相拡散等により、上記シリコン基板４０１の表面及び溝４０５の内側面に、Ｎ＋拡散層４０８を形成する（図８（ｇ））。
【００８８】
次に、受光面の安定化のためのパッシベーション膜および受光面への入射光に対する反射防止膜として機能するＳｉＮｘ４０９を、Ｐ−ＣＶＤ方によって形成する（図８（ｈ））。
【００８９】
次に、シリコン基板４０１の裏面に、Ａｌペーストを印刷し、焼成することにより、Ｐ＋拡散層４１１と裏面電極４１２とを形成する（図８（ｉ））。
【００９０】
最後に、印刷により、シリコン基板４０１の表面の溝４０５内にＡｇペーストを埋め込み、焼成して、埋込電極４１４を形成する。このＡｇペーストの焼成の際、溝４０５の内側面のＳｉＮｘ膜４０９はＡｇ中に溶解するので、埋込電極４１４はシリコン基板４０１に電気的に接続される。また、裏面電極４１２の表面（図８（ｊ）において下側面）に所定パターンの突起電極４１５を形成して、太陽電池が完成する。
【００９１】
本実施形態によれば、エッチングでシリコン基板４０１に溝４０５を形成する際に用いるレジストパターンを、エッチングペースト４０３を用いてパターニングするので、簡易にレジストパターンを形成できる。したがって、上記溝４０５をエッチングによって簡易な工程で形成でき、その結果、上記溝４０５内に埋込電極４１４を簡易に形成できる。上記溝４０５は、エッチングによって簡易に形成できるので、レーザーやダイシング装置で溝を形成していた従来よりも、基板に対する損傷を少なくできて、製造歩留まりと太陽電池の性能の向上を図ることができる。また、比較的薄いシリコン基板４０１を用いることができるので、基板材料の節減と、太陽電池の薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図２】図１に続いて、第１実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図３】第２実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図４】図３に続いて、第２実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図５】第３実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図６】図５に続いて、第３実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図７】第４実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図８】図７に続いて、第４実施形態の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図９】従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続いて、従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図１１】従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続いて、従来の太陽電池の製造方法における工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０１，２０１，３０１，４０１  Ｐ型シリコン基板
１０２，２０２，３０２，４０２  エッチングマスク層
１０４，２０４，３０４，４０４  エッチングマスク層の開口
１０５，２０５，３０５，４０５  Ｐ型シリコン基板の溝
１０７，２０７  Ｎ＋＋拡散層
１０８，２０８，３０８，４０８  Ｎ＋拡散層
１０９，２０９，３０９，４０９  ＳｉＮｘ膜
１１１，２１１，３１１，４１１  Ｐ＋拡散層
１１２，２１２，３１２，４１２  裏面電極
１１４，２１４，３１４，４１４  埋込電極
１１５，２１５，３１５，４１５  突起電極
４０３  エッチングペースト
【図１】
2007103572.tif 000003
【図２】
2007103572.tif 000004
【図３】
2007103572.tif 000005
【図４】
2007103572.tif 000006
【図５】
2007103572.tif 000007
【図６】
2007103572.tif 000008
【図７】
2007103572.tif 000009
【図８】
2007103572.tif 000010
【図９】
2007103572.tif 000011
【図１０】
2007103572.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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