(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の互いに平行な細いフィンガーライン列と、このフィンガーライン列と実質的に直交して形成された幅の広いコレクタライン列とから成る前面接点パターンを太陽電池に形成する方法において、
前記方法が、少なくとも
ａ）プリントされたパターンが互いに平行な前記フィンガーライン列のパターンを形成するようにスクリーンを用いて前記半導体基板の前面にマスキングペーストをスクリーンプリントするステップと、
ｂ）前記半導体基板の前面の全体にコーティングを施すステップと、
ｃ）前記マスキングペーストを溶解させ、前記コーティングのうち前記マスキングペーストの上に施されている部分を選択的にリフトオフするステップと、
ｄ）前記リフトオフによって前記コーティングに形成された開口部分に、前記フィンガーライン列のパターンが形成されたスクリーンを用いて前記フィンガーライン列をスクリーンプリントし乾燥させるステップと、
を含むことを特徴とする前記方法。
【請求項２】
前記半導体基板の表面に酸化物層を形成して前記半導体基板の前面を形成したのち前記（ａ）〜（ｃ）のステップを行ない、
次いでリフトオフにより形成された前記コーティングの開口部分から前記酸化物層を食刻する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半導体基板の前面の前記コーティングが反射防止層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィンガーライン列の上に前記コレクタライン列をプリントし、乾燥させるステップと、
前記フィンガーライン列及び前記コレクタライン列を一緒に焼成するステップを更に含む請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記フィンガーライン列の上に前記コレクタライン列をプリントし、乾燥させるステップに次いで、前記フィンガーライン列及び前記コレクタライン列を一緒に焼成するステップを更に含む請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
すでに後面オーミック接触を有する前記半導体基板を使用する請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記フィンガーライン列のスクリーンプリントをベタの金属マスクを用いて行なう請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記コレクタライン列をスクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング及びオフセットプリンティングのいずれかによってプリントすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記フィンガーライン列及び前記コレクタライン列を銀ペーストで形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記マスキングペーストが金属微粉末、酸化ケイ素、酸化チタニウム、または胡粉の粉末を含む有機材料(ビヒクル)である請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記半導体基板を有機溶剤に浸漬して前記マスキングペーストをリフトオフする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法記載の方法。
【請求項１２】
前記半導体基板を硫酸と過酸化水素の混合液に浸漬して前記マスキングペーストをリフトオフする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板の表面に接点を形成する方法に係わる。
【０００２】
本発明は、この方法によって得られる製品、特に太陽電池にも係わる。
【０００３】
【従来の技術】
太陽電池の量産には、公知のスクリーンプリント法が利用されている。
【０００４】
典型的な例として、太陽電池の前面接点パターンは、半導体基板またはウェーハに溶着した互いに平行な細いフィンガーライン列と前記フィンガーライン列とほぼ直交する幅の広いコレクタライン列とから成る。
【０００５】
結晶太陽電池のこのような前面接点形成は、標準的なスクリーンプリント技術を利用して行われる。この技術には、製造が簡単であり、自動化が可能であり、製造コストが低いという有利な点がある。
【０００６】
低直列抵抗と低金属被覆（ｌｏｗ  ｍｅｔａｌ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）（低前面シャドウイング（ｌｏｗ  ｆｒｏｎｔ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｓｈａｄｏｗｉｎｇ））が前面メタライジング加工の基本条件である。
【０００７】
アー．ディジードジック，ジ．ニジ及びジ．スツルフッイク（Ａ．Ｄｚｉｅｄｚｉｃ，Ｊ．Ｎｉｊｓ  ａｎｄ  Ｊ．Ｓｚｌｕｆｃｉｋ）がハイブリッド  サーキット  Ｎｏ．３０，１月号  １９９３（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｕｒｃｕｉｔ  Ｎｏ．３０，Ｊａｎｕａｒｙ  １９９３）に発表した論文“シック−フィルム  ファイン−ライン  ファブリケーション  テクニーク−アプリケーション  ツー  フロント  メタライゼーション  オブ  ソーラー  セルズ”（“Ｔｈｉｃｋ−ｆｉｌｍ  Ｆｉｎｅ−ｌｉｎｅ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｆｒｏｎｔ  Ｍｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ”）によれば、公知のスクリーンプリント技術によって１００〜１５０μｍの最小メタリゼーション幅が得られる。これでは太陽電池前面のシェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）が比較的高度になる。シェーディングを抑えるには、接合ライン間の間隔は大きく、即ち、２〜３ｍｍに設定しなければならない。このことは、高度のドーピング処理を施した導電性の高いエミッタ層の使用を意味する。ところが、エミッタに高度のドーピング処理を施すと、短波長光に対する太陽電池の応答を低下させる。３２５または４００という高いメッシュ密度の極薄ステンレススチールワイヤスクリーンを利用すれば、比較的細い導電ラインをプリントすることができる。スクリーン上に少なくとも５０μｍのラインを形成するには、厚さが５〜１５μｍの薄いマスキングエマルジョンが必要である。
【０００８】
５０μｍのライン幅を達成することは可能であるが、焼成処理後に測定したラインの厚さが１０μｍ以下に低下する。その結果、ライン抵抗が増大し、特にメインコレクタラインにおけるパワー損失（ｐｏｗｅｒ  ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）が高くなる。
【０００９】
フィンガーが極薄であれば、このフィンガーが中断（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ）するおそれがある。
【００１０】
極薄スクリーンの主な欠点として、コストが高く、耐久性及び／または信頼性が低いことも挙げられる。
【００１１】
標準的なスクリーンプリント技術に代わる技術は、エッチングまたは電鋳による金属マスクの応用である。このようなマスクの製造では、金属ホイルの一方の面にキャビティパターンをエッチングし、反対側の面にメッシュパターンをエッチングする。金属ホイルを両面エッチングするには、フォトレジストマスキング及び正確なマスク位置きめが必要である。即ち、複雑なデザインと極めて高いスクリーンコストとを意味する。
【００１２】
従来のワイヤメッシュスクリーンの場合や金属をエッチング加工して形成したスクリーンの場合、開口面積（網目）は、パターン全体の５０％を超えないのが普通である。開口面積は基板に転写されるペーストの最大量を決定すると同時に、ウェットラインの厚さを決定する。もう１つの要点は、網目が小さければ、細いラインプリンティングに適した特殊インクを利用しなければならない。これは、太陽電池表面の接点をメタライジング処理する目的で市販されている銀ペーストの多くと相容れない条件である。即ち、銀パウダーは、ペースト中に粒子の固まりを形成する傾向を持つ。また、太陽電池のメタライジング処理用のペーストに使用されることの多いフレーク状の銀パウダーは、固まりを形成する傾向を増大させる。
【００１３】
太陽電池の新しい製法では、マイクロエレクトロニクスの分野で公知の方法を利用してエミッタ前面に薄い熱酸化物（ｔｈｅｒｍａｌ  ｏｘｉｄｅ）（５０〜２５０オングストローム）を形成する。このような酸化物層は、半導体表面に必ず存在する欠陥及び再結合中心（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ｃｅｎｔｅｒ）を不活性化する。この方法は、太陽の短波長光に対する電池の応答を高め、電池効率を高めることになる。市販のスクリーンプリントペーストは、酸化されていないケイ素面にはすぐれた接点を形成するが、酸化物の焼破が良質の低抵抗接点の形成を困難にする。
【００１４】
太陽電池の製法においては多くの場合、接点形成の前後いずれかに反射防止（ＡＲ）コーティングを施す。接点プリントの前にＡＲ層をコーティングすると、シリコンとプリントされた接点との間に高い接点抵抗が現れることが多い。この問題が起こるのは、特に反射防止コーテングとして窒化ケイ素を使用する場合である。
【００１５】
接点形成後にＡＲコーティングを施せば、別の問題が起こる。即ち、モジュール製造時にコレクタラインをはんだ付けすることになる。
【００１６】
この問題の解決は、特許出願公告ＷＯ  ８９／１２３１２に記載されている“焼破”（ｆｉｒｉｎｇ  ｔｈｒｏｕｇｈ）方法で可能であり、この方法によれば、窒化ケイ素ＡＲコーティングを“焼破”するのに、“Ｆｅｒｒｏ  ＃３３４９”からの市販銀パウダーペーストを利用する。ニュオイ（Ｎｕｎｏｉ）等の論文“ハイパーフォーマンス  ビーエスエフ  シリコン  ソーラー  セル  ウイズ  ファイア  スルー  コンタクツ  プリンティド  オン  エイアール  コーティング”第１４回  アイイーイーイー  ピーブイ  スペシャリスツ  コンファレンス−１９８０，サン  ジエゴ，ユーエスエー，第８０５〜８１０頁（”Ｈｉｇｈ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ＢＳＦ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ  ｗｉｔｈ  ｆｉｒｅ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｃｏｎｔａｃｔｓ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｏｎ  ＡＲ  ｃｏａｔｉｎｇ”１４ｔｈ  ＩＥＥＥ  ＰＶ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ−１９８０，  Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，  ＵＳＡ，  ｐｐ．８０５−８１０）には、ＴｉＯ２ＡＲ層の“焼破”が記述されている。
【００１７】
文献ＷＯ  ９２／２２９２８は、太陽電池及びその製法を記述しており、この公知例では、互いに平行な細長い電極をプリントする前に、半導体基板上に反射防止コーティングを施し、最後にこれらの電極に第２の細長い電極を重ねる。
【００１８】
互いに平行な細長い電極列の形成に使用されるペーストまたはインクは、前記反射防止材に浸透して半導体基板の前面と機械的に接着し、低い抵抗で電気的に接触するものでなければならない。したがって、公知のペーストがすべて利用できるわけではない。また、半導体基板と細長い平行な電極列とを確実に接触させるためには“焼破”ステップが必要である。
【００１９】
この技術文献には、熱によって生成を促進される二酸化ケイ素の層と反射防止コーティング（特に窒化ケイ素）の層とを同時に焼成することが記述されているが、この方法は、多くの場合接点抵抗を高くするから、市販のペーストで満足な成果を得るのは困難である。
【００２０】
文献ＥＰ−Ａ−０００２５５０は、半導体表面の領域に金属結線をはんだ付けするための接点構造形成方法を記述しており、この方法は、少なくとも主要金属を含む導電ペーストをセリグラフィ（ｓｅｒｉｇｒａｐｈｙ）により前記領域の少なくとも一部に配置し、次いで前記ペーストを半導体表面の前記領域の少なくとも一部へドーパント（ｄｏｐａｎｔ）が移動するように加熱してガラス化するステップから成る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記公知技術の欠点を持たないように改良された例えば太陽電池のような、半導体装置を提供することにある。
【００２２】
さらに具体的には、電気的接点が低直列抵抗を示すとともに、前面シェーディングを軽減する薄い金属クラッディングを有する、例えば太陽電池のような、半導体装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、半導体基板上の互いに平行な細いフィンガーライン列と、このフィンガーライン列と実質的に直交して形成された幅の広いコレクタライン列とから成る前面接点パターンを太陽電池に形成する方法を前提としている。かかる前提において、本発明は、前記方法が少なくとも下記ステップから成ることを特徴としている。
【００２４】
ａ）プリントされたパターンが互いに平行な前記フィンガーライン列のパターンを形成するようにスクリーンを用いて前記半導体基板の前面にマスキングペーストをスクリーンプリントするステップ。
ｂ）前記半導体基板の前面の全体にコーティングを施すステップ。
ｃ）前記マスキングペーストを溶解させ、前記コーティングのうち前記マスキングペーストの上に施されている部分を選択的にリフトオフするステップ。
ｄ）前記リフトオフによって前記コーティングに形成された開口部分に、前記フィンガーライン列のパターンが形成されたスクリーンを用いて前記フィンガーライン列をスクリーンプリントし乾燥させるステップ。
【００２５】
本発明における第１の好ましい実施例では、接点を構成するフィンガーライン列をスクリーンプリントする前に、半導体基板の表面に酸化物層を形成して半導体基板の前面を形成し、次に前記（ａ）〜（ｃ）のステップを行ない、次いでリフトオフにより形成されたコーティングの開口部分から酸化物層を食刻する。
【００２６】
半導体基板の前面に施すコーティングを反射防止層とすることができる。
【００２７】
上記方法は、すでに後面オーミック接触を有する基板に応用でき、あるいはバック接点を前面接点と同時にまたは前面接点を得た後に形成することも可能である。
【００２８】
なお、本発明の方法における最終ステップは、同時焼成（ｃｏ−ｆｉｒｉｎｇ）ではあるが、いわゆる焼破（ｆｉｒｉｎｇ  ｔｈｒｏｕｇｈ）ではない。
【００２９】
互いに平行な細いフィンガーラインをプリントするためのスクリーンは、フィンガー接点パターンに対応する平行ライン列をベタ（ｓｏｌｉｄ）の金属ホイルから化学的に食刻するか、またはレーザービームや電子ビームでカットすることによって形成するのが好ましい。
【００３０】
ただし、開口部にまたがるブリッジの存在が許されるような特定の実施例の場合には、例えばメッシュスクリーンのような、金属製ステンシルマスク以外のマスクを使用することができる。
【００３１】
コレクタライン列をプリントするためのスクリーンは、従来のメッシュスクリーンまたは金属製ステンシルスクリーンで形成するのが好ましい。
【００３２】
インクジェットプリンティングまたはオフセットプリンティングのような技術も、本発明においてコレクタライン列をプリントするのに利用することができる。
【００３３】
太陽電池、特にその前面接点パターンの特徴は、コレクタライン列がフィンガーライン列にオーバーラップしていることにある。このことは、フィンガーライン列の厚さをコレクタライン列の厚さよりも薄くできることを意味する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、公知のスクリーンプリント技術を利用した場合よりも多くの利点を提供する。
【００３５】
フィンガー列について：
１．互いに平行なフィンガーライン列のパターンは、ベタの金属ホイルに形成するから、開口面積は１００％である。パターン開口部にメッシュは存在しない。したがって、プリンティング工程において基板に転写されるペースト量が増大する。なお、標準的なワイヤメッシュスクリーンを使用すれば、開口面積は僅かに４０％〜６０％となる。
【００３６】
２．開口にメッシュが存在しないと、前面接点プリンティングに使用されるペーストのスクリーンプリント適性に課せられる条件が緩和される。固形物含有率と粘性の高いペーストを使用できる。
【００３７】
３．金属マスクをカットするのにレーザー、電子またはイオンビームを利用することによって、数マイクロメーターまでのパターン鮮明度が得られる。この鮮明度は、金属ホイルの厚さ及びカッテイングシステムの品質に応じて異なる。金属マスクが厚ければ厚いほど、プリントされるラインの厚さが増すことになる。カットされるラインの幅とマスクの厚さとの比は０．５以上でなければならない。この比が小さければ、プリント工程中にマスクの開口を通してペーストを転写させることが困難になる。経験によれば、レーザービームを使用してカットすれば、厚さ５０〜６０μｍのステンレススチールホイルに幅３０μｍのフィンガーライン列パターンをカットすることができる。
【００３８】
上記利点１〜３は、縦横比が大きく、切れ目のない、極めて細いプリントを可能にする。プリンティング及び乾燥後の測定では、ラインの幅は４０μｍ、厚さは２５〜３０μｍであった。これは焼成処理後の厚さ１３〜１６μｍのラインに相当する。太陽電池前面接点専用の市販ペーストでは、多くの場合、面積抵抗は１〜２ｍｏｈｍ／ｓｑ．であった。
【００３９】
４．フィンガーラインをプリントするのにワイヤメッシュスクリーンではなくベタのステンレススチールステンシルを使用すると、スクリーンの耐久性が高くなる。
【００４０】
５．連続的かつ完全開口のラインをレーザーまたは電子ビームによってカッすると、スクリーン製造工程が簡単になり、スクリーンのコストが著しく軽減される。
【００４１】
コレクタライン列について：
１．コレクタパターンは、公知のワイヤメッシュスクリーンまたはベタ金属マスクで形成するのが好ましい。全体の厚み（スクリーン＋エマルジョン）が１００μｍ以上の堅牢なスクリーンを使用することができる。メッシュ密度が２００または１８０／インチ、エマルジョン厚さが２０μｍの標準的スクリーンがコレクタのプリンティングに典型的である。
【００４２】
２．前面接点のメタライジング処理用銀ペーストのほとんどどれを使用しても、面積抵抗が１ｍｏｈｍ／ｓｑ．以下の厚いコレクタラインを容易に得ることができる。コレクタラインの幅を細くすることによって、シェーディングを小さくすることができる。フィンガーライン列をスクリーンプリントする前に、マスキングペーストのスクリーンプリントに反射防止コーティングを施す本発明の好ましい実施態様を採用すれば、以下に述べる利点が得られる。
【００４３】
マスキングペーストについて：
マスキングペーストの役割は、酸化ケイ素基板のうち前面接点フィンガーライン列をプリントすべき領域における反射防止コーティングに対しての選択的なマスクを設けることにある。乾燥または硬化後のマスキングペーストは、ＡＲＣ形成の工程中ではそのままの状態を維持し、その後その上に重ねて付着させたＡＲＣをリフトオフするために容易に除去することができる。金属微粉末または酸化ケイ素や酸化チタニウムの粉末を含むペーストまたは有機ビヒクルと混合した胡粉がこれを可能にする。このようなペーストは、有機溶剤で容易に除去することができる。
【００４４】
前面フィンガー接点ペーストについて：
プリントされた前面フィンガー接点とケイ素基板との間に中間層が存在せず、レーザーによってカットされたステンシルスクリーンには閉塞の原因となるメッシュが存在しないから、前面接点を形成する銀ペーストに課せられる条件が著しく緩和され、前面接点形成を目的とする公知の銀ペーストのほとんどすべてを本発明に利用できる。
【００４５】
前面コレクタペーストについて：
コレクタライン列形成用のペーストとしては、フロントフィンガー用と同じ銀ペーストの他に、または反射防止コーティング層との確実な接合を可能にするとともにＡＲＣに完全には浸透することなくフィンガーラインとの極めて低いオーミック接触を可能にする高導電性ペーストを使用することができる。
【００４６】
さらにまた、反射防止コーティングを使用する場合には下記の利点を挙げることができる：
１．フィンガーライン列もコレクタライン列も、同一の焼成工程で同時焼成される（ｃｏ−ｆｉｒｅｄ）。その結果、フィンガーライン列は基板とすぐれた電気的接触関係となり、コレクタラインはフィンガーライン列とすぐれた電気的接触関係となり、いずれの場合にも、コレクタライン列はＡＲ層によって被覆されない。したがって、モジュール製造中にコレクタライン列をはんだ付けするという問題は生じない。
【００４７】
２．ケイ素基板との直接的な接触からコレクタライン列を分離するから、金属接点とケイ素との界面に現われるキャリア再結合損失（ｃａｒｒｉｅｒ  ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ｌｏｓｓ）が軽減される。分離効果を達成するためには、ＡＲコーティング材料及び付着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）技術の選択が重要である。前面接点形成用銀ペーストの多くは、大気圧化学蒸着（Ａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＡＰＣＶＤ））によって蒸着された二酸化チタニウムのＡＲ層に浸透する。プラズマ利用ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）によって蒸着された窒化ケイ素ＡＲ層を使用する場合、このＡＲ層はケイ素とスクリーンプリントされた銀ペーストの大部分との間の極めてすぐれたバリヤーとして作用することができる。
【００４８】
３．本発明の太陽電池接点は、シェーディングを増大させることなく極めて密な間隔で配置された接点フィンガーライン列を備えることができる。スクリーンプリンティングにより、軽くドーピング処理したエミッタ及び比較的高い面積抵抗を有する太陽電池を製造することができる。その結果、短波長光に対する太陽電池の応答性が高まる。
【００４９】
したがって、本発明の方法で電気的接点を形成された太陽電池は、下記の特性を示す：
−フィンガーの低い面積抵抗
−フィンガーよりもさらに低いコレクタの面積抵抗
−太陽電池の低い直列抵抗
−フィンガーライン列に起因する低いシャドウイング損失（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ  ｌｏｓｓ）
−コレタクライン列に起因する低いシャドウイング損失
−太陽電池の低い総シャドウイング損失
−接点／ケイ素の界面におけるキャリア再結合損失。
【００５０】
【実施例】
添付の図面を参照して、以下に本発明の詳細を説明する。
【００５１】
Ｉ．スクリーンの調製：
１．標準的な布スクリーンを展張し、使用されるスクリーンプリンタに合ったフレームに貼る。代表的なパラメータ：８０  ＵＴの金属スクリーン、フレームに対するワイヤの方向９０°、及びスクリーンの引張り３ＯＮ。
【００５２】
２．スクリーンパターン形成用のエマルジョンをスクリーンに塗布し、乾燥させる。
【００５３】
３．厚さ４０〜６０μｍのベタの金属ホイルの周縁をフレームに展張してある標準布スクリーンに接合する。布スクリーンのメッシュを、パターンが形成されることになっているホイルの中央域から切り取る。
【００５４】
４．太陽電池接点のフィンガーパターンに対応する互いに平行なライン列をレーザービームによってカットする。このカットには、電子またはイオンビームを使用することもできる。カットラインの幅は、ビーム径、電力及びカッティング速度によって調節できる。典型的な接点フィンガースクリーンは、厚さ５０〜６０μｍのステンレススチールホイルにカットした幅４０〜５０μｍ、間隔１．２〜１．５ｍｍのラインから成る。フィンガーライン列の面積は、前面全体の３％
ないし４％である。
【００５５】
５．コレクタラインスクリーンは、ワイヤメッシュスクリーンを使用する標準的技術または金属ホイルをレーザーカットすることによって形成する。この用途に典型的なのは、メッシュ密度１６５の標準スクリーンである。レーザーカットスクリーンの形成には、Ｉ．１に記載の布スクリーンに接合した金属ホイルを使用する。典型的なコレクタライン幅は、１〜１．５ｍｍである。
【００５６】
本発明におけるコレクタライン列のプリントには、インクジェットプリンティングやオフセットプリンティングのような他の技術も利用できる。
【００５７】
ＩＩ．太陽電池の製法：
図３ａに示す出発材料は、Ｃｚ単結晶または多結晶ケイ素基板（１）の“断片”図であり、該基板（１）は下記ステップで加工される。
【００５８】
１．ソーダメイジエッチング（ｓａｗ  ｄａｍａｇｅ  ｅｔｃｈｉｎｇ）
ソーダメイジエッチングは、酸性または腐食性溶液中で行うことができる。表面損傷層の除去には、高温の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを使用することが多い。典型例としては、濃度２０〜３０％、温度９０〜９５℃のＮａＯＨ水溶液が使用される。ウェーハのそれぞれの面から２０μｍを食刻するには、５分間で充分である。エッチングが完了したらＤＩ水中で十分にリンスする。
【００５９】
２．微細組織形成（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）
微細組織形成は，太陽電池技術における公知の方法に従って行う：
−９０容積％のＤＩと１０容積％のイソプロパノルとから成る溶液に溶かした２重量％の水酸化ナトリウム溶液を７５〜８０℃の温度にまで加熱する。
【００６０】
−この溶液に１５〜３０分間ウェーハを浸漬する。
【００６１】
−ＤＩ水中でリンスする。
【００６２】
３．化学洗浄（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）
リン拡散（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）に先立って化学洗浄を行うのが普通である。この場合、硫酸と過酸化水素の４：１の溶液に浸漬したのち、ＤＩ水中でリンスする。次いでウェーハをフッ化水素酸の１％溶液中に浸漬し、ＤＩ水中でリンスする。ＲＣＡ洗浄またはＨＣｌ溶液中でのリンスなどのような洗浄方法を利用することもできる。
【００６３】
４．リン拡散（図３ｂ）
リン拡散は、マイクロエレクトロニクスにおける公知の手段：ガス供給源、スピノン（ｓｐｉｎ−ｏｎ）溶液の利用またはリンペーストのスクリーンプリントによって行うことができる。このステップに関する詳細な情報は、ＥＰ−Ｂ−０１０８０６５に記述されている。
【００６４】
この実施態様では、ｎ＋ 層（２）を形成するため、基板前面（１）にリンペーストをスクリーンプリントすることによって拡散を行う。拡散は、最高温度９１０℃のコンベアベルト炉内で実施した。ウェーハを１０〜２５％フッ化水素酸中に約３０秒間浸漬することによって、拡散ガラス（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｇｌａｓｓ）を除去する。拡散層の面積抵抗は、４５〜５０ｏｈｍ／ｓｑ．である。
【００６５】
５．乾式二酸化ケイ素成長（図３ｃ）
乾式ケイ素成長の方法は公知であり、マイクロエレクトロニクスに関する文献に詳しく記述されている。一般には、８００℃〜９００℃のオープンチューブ炉内の乾燥した酸素雰囲気中で、二酸化ケイ素の不動態化層（３）を成長させる。この実施態様では、厚さ１５０オングストロームの二酸化ケイ素層（３）を成長させるのに８００℃の温度と１５分間の時間が利用される。
【００６６】
６．マスキングペーストのプリント及び乾燥（図３ｄ）
マスキングペーストのプリント（４）には、図２に示すようなフィンガーパターンを有する前面接点金属ステンシルスクリーンを使用する。次いでペーストを約１００〜３００℃の温度で乾燥させる。本発明のこの実施態様では、６０重量％の二酸化チタニウム粉末と４０重量％のブチルカルビトールから成るペーストを使用する。
【００６７】
７．反射防止コーティングの形成（図３ｅ）
反射防止コーティング（５）は、マイクロエレクトロニクスの分野において反射防止コーティングの形成を目的とする公知の手段及び材料によって形成することができる。ただし、ＡＲ層の性質が、以後の処理ステップ及び太陽電池特性に影響する。本発明のこの実施態様では、窒化ケイ素をプラズマ利用化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）する。
【００６８】
８．マスキングペースト除去及びＡＲＣの選択的なリフトオフ（図３ｆ）
マスキングペーストを溶解させＡＲ層をそのままの状態に維持することのできる有機溶剤（イソプロピルアルコール、アセトンまたはブチルカルビトールなど）に基板を浸漬する。ＡＲＣを窒化ケイ素によって形成する場合には（４容積部の）硫酸及び（１容積部の）過酸化水素を含む溶液を使用することもできる。マスキングペーストを溶解させることによって、その上に設けたＡＲ層をリフトオフしてＡＲ層に開口を形成する。ＡＲ層は、開口部における熱酸化物エッチングのためのマスクとして利用することができる。その結果、前面フィンガーパターンがプリントされる領域においてケイ素面を選択的に露出させる。ただし、ペーストが熱酸化物を焼破するなら、エッチングのステップを省略できる。
【００６９】
９．前面接点フィンガーパターンのプリント及び乾燥（図３ｇ）
前面接点スクリーンプリンティングには、ステップ６におけるパターンと同じフィンガーパターン（６）を有する前面金属ステンシルスクリーンを使用する。接点域におけるケイ素面はいかなる層（酸化物またはＡＲＣ）によっても被覆されないから、スクリーンプリントされた金属層とケイ素との間の中間層に起因する高い接点抵抗に関連する問題はすべて回避される。したがって、太陽電池の前面接点メタライジング処理用のいかなる銀ペーストをも利用できる。光学整合システム（ｏｐｔｉｃａｌ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を装備したモデムスクリーンプリンタを利用することができる。パターン印刷完了後、ＩＲ−ドライヤにより１２５℃〜１５０℃の温度で乾燥させる。４０μｍという細いライン幅が得られた。
【００７０】
１０．前面接点コレタクのプリント及び乾燥（図３ｈ）
前面コレクタライン列（７）をプリントし、１２５℃〜１５０℃の温度で乾燥させる。抵抗の低い極めて厚いコレクタライン列のプリントを可能にする厚い標準的メッシュスクリーンまたはステンシルスクリーンを使用することができる。図１に示すような完全な前面接点パターンが得られる。コレクタライン列（７）はＡＲ層（５）によって被覆されないから、モジュール製造中のはんだ付けは問題なく行われる。コレクタラインのプリントに使用されるペーストは、前面フィンガーパターン用と同じ銀ペーストでもよいし、異なるペーストでもよい。
【００７１】
１１．バック接点のプリント、乾燥及びすべての接点の焼成（図３ｉ）
ウェーハの裏側を小孔を有する銀−アルミニウムペーストまたはアルミニウムペースト（９）被覆する。次いでその小孔では、隣接のアルミニウム層と少しだけオーバーラップする銀ペーストをプリントすることができる。モジュール製造の過程で銀領域を利用してタブを取り付ける。
【００７２】
すべてのペーストを、好ましくはＩＲ炉によって同時焼成する。このステップにおいて、銀フィンガーライン列（６）をｎ＋ケイ素面と一緒に焼成することにより、すぐれた電気的接続を形成する。同時にコレクタライン列（７）及びフィンガーライン列を一緒に焼成することにより、すぐれた電気的接点を形成する。コレクタライン列とケイ素基板（１）との間には中間的なＡＲＣ（５）及びＳｉＯ２ （３）層が存在する。
【００７３】
ＡＲＣ及びコレクタライン列にどの材料を使用するかによって、コレクタがケイ素と接触するかまたは分離状態となる。ペーストがケイ素面に浸透しない場合に、最善の成果が得られる。即ち、これにより金属／ケイ素界面におけるキャリアの再結合損失が軽減される。
【００７４】
１２．エッジ絶縁（ｅｄｇｅ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）
本発明の実施例においては、電池エッジを刻み込み（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）切り離すこと（ｃｌｅａｖｉｎｇ）によってエッジ絶縁を行う。ほかにも利用できる多くの公知技術がある；例えばプラズマエッチング、化学エッチング、レーザー切刻などである。
【００７５】
１３．太陽電池パラメータの測定。
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【図面の簡単な説明】
【図１】  接点コレクタライン列及び接点フィンガーライン列の双方を含む前面接点パターンの模式図。
【図２】  コレクタ印刷からフィンガー印刷を分離することによって得られる前面接点フィンガーパターンの模式図。
【図３ａ】  本発明にかかる太陽電池の製法の一工程を示す説明図。
【図３ｂ】  図３ａの次の工程を示す図。
【図３ｃ】  図３ｂの次の工程を示す図。
【図３ｄ】  図３ｃの次の工程を示す図。
【図３ｅ】  図３ｄの次の工程を示す図。
【図３ｆ】  図３ｅの次の工程を示す図。
【図３ｇ】  図３ｆの次の工程を示す図。
【図３ｈ】  図３ｇの次の工程を示す図。
【図３ｉ】  図３ｈの次の工程を示す図。
【符号の説明】
１    基板
４    マスキングペースト
５    コーティング（反射防止コーティング）
６    フィンガーライン列
７    コレクタライン列
９    バック接点
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
0003803133.tif 000005
【図３ｃ】
0003803133.tif 000006
【図３ｄ】
0003803133.tif 000007
【図３ｅ】
0003803133.tif 000008
【図３ｆ】
0003803133.tif 000009
【図３ｇ】
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【図３ｈ】
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【図３ｉ】
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