JP2003086817A - Solar battery and method for manufacturing the same - Google Patents
Solar battery and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池、その
製造方法およびその製造装置に関し、pn接合形成方法
を改良した太陽電池、その製造方法およびその製造装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell, a method for manufacturing the same and a manufacturing apparatus therefor, and more particularly to a solar cell with an improved pn junction forming method, a method for manufacturing the same and a manufacturing apparatus therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の太陽電池の製造方法として、次の
工程を有するものが知られている。2. Description of the Related Art As a conventional method of manufacturing a solar cell, one having the following steps is known.
【0003】(1)まず、基板製造時に生じる表面の加
工変質層を除去するため、あるいは異方性エッチングに
よってp型Si基板の表面に微細なピラミッド状の凹凸
を含むテクスチャ表面を形成するため、NaOHを含む
溶液中に浸漬することで、基板のエッチング処理を行
う。次にP等の拡散源を含むドーパント液(をスピン塗
布法を用いて基板の表面に塗布する。(1) First, in order to remove a work-affected layer on a surface produced during manufacturing of a substrate, or to form a textured surface containing fine pyramid-shaped irregularities on the surface of a p-type Si substrate by anisotropic etching, The substrate is etched by immersing it in a solution containing NaOH. Next, a dopant liquid (containing a diffusion source such as P) is applied to the surface of the substrate using a spin coating method.
【0004】(2)次に、上記ドーパント液が塗布され
た基板を拡散炉で熱処理する。これにより、基板の受光
面側にn+層を形成し、pn接合を生じさせる。(2) Next, the substrate coated with the dopant solution is heat-treated in a diffusion furnace. As a result, an n + layer is formed on the light receiving surface side of the substrate, and a pn junction is generated.
【0005】(3)次に、HF等によるエッチングによ
りドーパント液により生じたPSG(リンシリケードグ
ラス)層を除去する。(3) Next, the PSG (phosphorus silica glass) layer generated by the dopant liquid is removed by etching with HF or the like.
【0006】(4)次に、基板の受光面側にSiN等の
反射防止膜をP−CVD等を用いて成膜する。(4) Next, an antireflection film of SiN or the like is formed on the light receiving surface side of the substrate by using P-CVD or the like.
【0007】(5)次に、印刷法によって基板の裏面に
Al電極とAg電極を形成する一方、基板の受光面上に
Ag電極を形成し、熱処理を行うことによって各電極と
Si基板との電気的コンタクトを形成する。すなわち、
熱処理の間に受光面上のAg電極は反射防止膜を貫通し
て上記n+拡散層と接合する電極となる。他方、裏面上
のAl電極からはAl原子がSi基板内に拡散しp+拡
散層を形成する。(5) Next, an Al electrode and an Ag electrode are formed on the back surface of the substrate by a printing method, while an Ag electrode is formed on the light receiving surface of the substrate, and a heat treatment is performed to separate each electrode from the Si substrate. Make electrical contacts. That is,
During the heat treatment, the Ag electrode on the light receiving surface becomes an electrode that penetrates the antireflection film and is bonded to the n + diffusion layer. On the other hand, from the Al electrode on the back surface, Al atoms diffuse into the Si substrate to form ap + diffusion layer.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記製造方法を使用し
た場合、上記(1)の工程において、ドーパント液は、
基板の表面のみならず、基板側面あるいは裏面といった
塗布したくない領域にも付着するため、上記(2)の工
程において、基板側面あるいは裏面側にもn+層が形成
されてしまうことになる。また、ドーパント液が付着し
なかった領域でも、熱処理炉内で雰囲気拡散されたドー
パント液により薄いn型拡散層も形成される。したがっ
て、製造された太陽電池では、セルの裏面のn+拡散層
部分および薄いn型拡散層とp+拡散層との接触部分、
あるいは、n+拡散層部分および薄いn型拡散層とAl
電極との接触部分でショートが生じることになる。その
結果、太陽電池セルの暗電流が増加し、曲線因子が悪く
なって太陽電池の最大出力が低下するという問題があ
る。また、光が低照度の場合は、さらに開放電圧が暗電
流による並列抵抗の影響を受けるため、暗電流が大きい
太陽電池セルは低照度における発電量が低下するという
問題がある。When the above manufacturing method is used, in the step (1), the dopant liquid is
Since it adheres not only to the front surface of the substrate but also to the side surface or the back surface of the substrate that is not desired to be coated, the n + layer is formed on the side surface or the back surface of the substrate in the step (2). Further, even in the region where the dopant liquid does not adhere, a thin n-type diffusion layer is also formed by the dopant liquid diffused in the atmosphere in the heat treatment furnace. Therefore, in the manufactured solar cell, the n + diffusion layer portion on the back surface of the cell and the contact portion between the thin n-type diffusion layer and the p + diffusion layer,
Alternatively, the n + diffusion layer portion and the thin n-type diffusion layer and Al
A short circuit will occur at the contact portion with the electrode. As a result, there is a problem that the dark current of the solar battery cell increases, the fill factor deteriorates, and the maximum output of the solar battery decreases. Further, when the light has low illuminance, the open-circuit voltage is further affected by the parallel resistance due to the dark current, so that there is a problem that the amount of power generation in the low illuminance of a solar battery cell having a large dark current decreases.
【0009】このような問題を解決するために、特開平
7−135333号公報にはドーパントを塗布する際に
基板裏面にpn接合の形成を防止するマスク材を裏面端
部にスピンコート法で塗布する方法が開示されている。In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-135333 discloses that a mask material for preventing the formation of a pn junction on the back surface of a substrate is applied by spin coating to the back surface of the substrate when a dopant is applied. A method of doing so is disclosed.
【0010】この方法では、マスク材を裏面端部に塗布
することでショートの発生は防止することができる。し
かし、スピンコート法を用いているため、塗布しない領
域の形状は略円形になり、角型基板を用いた場合は、基
板端部のマスク材塗布領域を帯状にすることができな
い。そのため、マスク材の塗布面積が必要以上に広くな
り、後工程で裏面にAl電極を印刷し熱処理を行って
も、マスク材が塗布された裏面側領域にはp+拡散層は
形成されないため、開放電圧が下がってしまう。According to this method, the occurrence of short circuit can be prevented by applying the mask material to the end portion of the back surface. However, since the spin coating method is used, the shape of the non-coated area is substantially circular, and when the rectangular substrate is used, the mask material application area at the edge of the substrate cannot be formed into a strip shape. Therefore, the coating area of the mask material becomes unnecessarily large, and even if an Al electrode is printed on the back surface and heat treatment is performed in a later step, the p + diffusion layer is not formed in the back surface side area coated with the mask material. The open circuit voltage drops.
【0011】また、マスク材が形成された基板上に裏面
Al電極を形成した場合、マスク材がない場合と比較し
て密着性が悪くなる。そのため、裏面Al電極印刷前に
マスク材を剥離する工程が必須となり、マスク材の除去
の工程が増えることに伴う設備増、そして、薬液量、処
理時間の増加に伴うコスト増の問題が生じる。また、上
記マスク材の除去が不十分であると、やはりp+拡散層
は形成されにくく、開放電圧を下げてしまうという問題
が生じる。Further, when the back surface Al electrode is formed on the substrate on which the mask material is formed, the adhesiveness is deteriorated as compared with the case where the mask material is not formed. Therefore, a step of peeling the mask material before printing the back surface Al electrode is indispensable, and there arises a problem of increased equipment due to an increase in the step of removing the mask material, and an increase in cost due to an increase in the amount of chemical liquid and processing time. In addition, if the removal of the mask material is insufficient, the p + diffusion layer is difficult to be formed and the open circuit voltage is lowered.
【0012】さらに、スピンコート法は、回転の加減速
に時間を要するうえに、回転モーメントにより、特に多
結晶基板の場合には割れが生じ易く歩留りを低下させる
という問題がある。さらに、スピンコート法は薬液が無
駄になる割合が多いという問題がある。また、スピンコ
ート法は薬液が反対側の面に回り込みやすく、マスク材
が表面に回りこむことによる特性劣化の問題も生じる。
その結果、このような問題が発生したセルに関しては光
電変換特性が悪くなり、特性のばらつきが生じるため特
性歩留り低下の原因となる場合がある。Further, the spin coating method has a problem in that it takes time to accelerate and decelerate the rotation, and also the rotation moment tends to cause cracks, particularly in the case of a polycrystalline substrate, to lower the yield. Further, the spin coating method has a problem that the chemical liquid is wasted in a large proportion. Further, in the spin coating method, the chemical solution easily wraps around to the opposite surface, and there is a problem of characteristic deterioration due to the mask material wrapping around the surface.
As a result, the photoelectric conversion characteristics of the cell in which such a problem has occurred are deteriorated, and variations in characteristics occur, which may cause a reduction in characteristic yield.
【0013】また、上記のようにスピンコート法を用い
て裏面にマスク材を塗布する場合、マスク材とドーパン
ト液とを略同時に塗布することが困難であるため、裏面
のマスク材をスピン塗布後に、ウエハ裏表を反転し、表
面のドーパント液を塗布する必要がある。しかし、この
ようにすると、ウエハの受け渡しや回転の加減速の回数
が増加し、ウエハを割る確率が増加すると共に、処理時
間が増加するという問題がある。When the mask material is applied to the back surface by the spin coating method as described above, it is difficult to apply the mask material and the dopant liquid substantially at the same time. It is necessary to reverse the front and back of the wafer and apply the dopant liquid on the surface. However, in this case, there are problems that the number of times the wafer is transferred and the rotation is accelerated and decelerated, the probability of breaking the wafer increases, and the processing time increases.
【0014】そこで、本発明は十分な光電変換特性を有
する太陽電池の提供、およびそのような太陽電池を比較
的容易にかつ低コストで実現できる製造方法および製造
装置の提供を目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a solar cell having a sufficient photoelectric conversion characteristic, and a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of realizing such a solar cell relatively easily and at low cost.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の太陽電池は、半導体基板の表面側に形成さ
れたpn接合と、上記半導体基板の裏面の所定の端部領
域に形成されたpn接合形成防止用のマスク材と、上記
半導体基板の表面および裏面に形成された電極とを備え
たことを特徴としている。In order to achieve the above object, the solar cell of the present invention comprises a pn junction formed on the front surface side of a semiconductor substrate and a predetermined end region on the back surface of the semiconductor substrate. Further, it is characterized by including a mask material for preventing the formation of a pn junction and electrodes formed on the front and back surfaces of the semiconductor substrate.
【0016】この太陽電池は、本発明の別の側面に係る
太陽電池の製造方法によって製造でき、この製造方法
は、半導体基板の第1の面(基板の裏面となる。)の所
定の端部領域にpn接合形成防止のためのマスク材をイ
ンクジェット方式を用いて塗布する工程と、上記第1の
面の反対側の第2の面にドーパント液を塗布する工程
と、熱処理を行ってドーパントを半導体基板の上記第2
の面(基板の表面となる。)に拡散させることにより、
上記第2の面側で基板全面にpn接合を形成する工程
と、上記第2の面上のドーパントを除去する工程と、を
備えている。This solar cell can be manufactured by a method of manufacturing a solar cell according to another aspect of the present invention, which is a predetermined end portion of the first surface (the back surface of the substrate) of the semiconductor substrate. A step of applying a mask material for preventing the formation of a pn junction using an inkjet method, a step of applying a dopant liquid to a second surface opposite to the first surface, and a heat treatment to apply a dopant. The second of the semiconductor substrate
By diffusing into the surface (which becomes the surface of the substrate),
The method includes a step of forming a pn junction on the entire surface of the substrate on the second surface side, and a step of removing the dopant on the second surface.
【0017】この方法はドーパント拡散のための熱処理
前にマスク材を形成しているので、基板の第1の面(裏
面)側におけるPN接合の形成は防止される。In this method, since the mask material is formed before the heat treatment for diffusing the dopant, the formation of the PN junction on the first surface (back surface) side of the substrate is prevented.
【0018】一方、この方法はpn接合形成防止のため
のマスク材の剥離工程を備えていない。その理由は、イ
ンクジェット方式でマスク材を塗布するので、半導体基
板が角型基板であっても、マスク材を上記第1の面(裏
面)の所定の端部領域のみに帯状に形成できるからであ
る。つまり、この方法は、インクジェット方式の使用に
より、マスク材の塗布領域を良好に制御でき、その結
果、マスク材の塗布領域を必要最小限に抑えることがで
きる。したがって、スピンコート法でマスク材を形成し
ていた従来の製造方法に付随する種々の問題は、本発明
の製造方法によって解消される。On the other hand, this method does not include a mask material peeling step for preventing the formation of a pn junction. The reason is that since the mask material is applied by the inkjet method, even if the semiconductor substrate is a rectangular substrate, the mask material can be formed in a band shape only in a predetermined end region of the first surface (back surface). is there. That is, in this method, the application area of the mask material can be satisfactorily controlled by using the inkjet method, and as a result, the application area of the mask material can be suppressed to the necessary minimum. Therefore, various problems associated with the conventional manufacturing method in which the mask material is formed by the spin coating method are solved by the manufacturing method of the present invention.
【0019】以上のことから、この製造方法を用いて製
造された本発明の上記構成の太陽電池は、特性のばらつ
きが少なく、特性歩留まりが良好な太陽電池となる。From the above, the solar cell having the above structure of the present invention manufactured by using this manufacturing method becomes a solar cell having a small variation in characteristics and a good characteristic yield.
【0020】また、この製造方法を用いて製造された太
陽電池では、上記裏面に形成された電極が、上記マスク
材の形成された端部領域以外の裏面領域に、つまり、マ
スク材と重なることなく、形成されることになる。In the solar cell manufactured by this manufacturing method, the electrode formed on the back surface overlaps the back surface area other than the end area where the mask material is formed, that is, the mask material. Instead, it will be formed.
【0021】望ましくは、上記マスク材の形成された端
部領域は基板端から2mmまで、より詳しくは、0.1
〜2mmの範囲にあるようにするのがよい。Desirably, the end region where the mask material is formed is up to 2 mm from the end of the substrate, more specifically 0.1 mm.
It is better to be in the range of 2 mm.
【0022】一実施形態において、上記半導体基板は略
角型の半導体基板であり、上記マスク材をインクジェッ
ト方式を用いて塗布する工程は、上記基板の対向する2
辺に沿って塗布する工程と、他の対向する2辺に沿って
塗布する工程を含んでいる。In one embodiment, the semiconductor substrate is a substantially rectangular semiconductor substrate, and the step of applying the mask material using an ink jet method is performed in the steps of facing the substrate.
It includes a step of applying along the side and a step of applying along the other two opposite sides.
【0023】上記マスク材をインクジェット方式を用い
て塗布する工程は、上記基板の対向する2辺に沿って塗
布する工程と、他の対向する2辺に沿って塗布する工程
との間に、上記基板を90°回転させる工程を含んでい
てもよい。The step of applying the mask material using the ink jet method is performed between the step of applying along the two opposing sides of the substrate and the step of applying along the other two opposing sides. The step of rotating the substrate by 90 ° may be included.
【0024】これらの工程により、角型基板の裏面の4
辺の端部領域に容易かつ高速にマスク材を塗布すること
が可能となる。By these steps, the four sides of the back surface of the rectangular substrate are
The mask material can be easily and rapidly applied to the end regions of the sides.
【0025】上記マスク材をインクジェット方式を用い
て塗布する工程は、上記マスク材を上記第1の面に対し
て垂直方向に入射させることによって行ってもよいし、
上記マスク材を上記第1の面に対して斜め方向に入射さ
せることによって行ってもよい。マスク材を上記第1の
面に対して斜め方向に入射させた場合、上記半導体基板
の裏面端部と側面に同時にマスク材を塗布することが可
能となる。The step of applying the mask material using the ink jet method may be performed by making the mask material enter in the direction perpendicular to the first surface,
Alternatively, the mask material may be incident on the first surface in an oblique direction. When the mask material is incident on the first surface in an oblique direction, the mask material can be simultaneously applied to the back surface end portion and the side surface of the semiconductor substrate.
【0026】また、本発明の太陽電池の半導体基板を保
持する保持手段と、略列状に並んだ複数のノズルを有
し、上記半導体基板の第1の面(基板裏面となる)の所
定の端部領域にpn接合形成防止のためのマスク材を塗
布するためのインクジェットヘッド手段と、上記半導体
基板の第1の面の反対側の第2の面(基板表面となる)
にドーパント液を塗布する塗布手段と、上記基板を上記
インクジェットヘッド手段に対して、上記ノズルの整列
方向と直交する方向に相対移動させる移動手段とを備
え、上記保持手段はマスク材を塗布する上記第1の面側
で上記基板を保持することを特徴としている。Further, it has a holding means for holding the semiconductor substrate of the solar cell of the present invention and a plurality of nozzles arranged substantially in a row, and has a predetermined surface on the first surface (the back surface of the substrate) of the semiconductor substrate. Ink jet head means for applying a mask material for preventing the formation of a pn junction to the end region, and a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate (which becomes the substrate surface).
And a moving means for moving the substrate relative to the inkjet head means in a direction orthogonal to the alignment direction of the nozzles, the holding means applying a mask material. It is characterized in that the substrate is held on the first surface side.
【0027】この製造装置においては、上記保持手段
は、マスク材を塗布する上記第1の面(裏面)側で上記
基板を保持するため、基板を反転させることなくドーパ
ント液を塗布することができる。このように基板の裏表
反転が不要であるため、基板受け渡しミスにより発生す
る基板割れを低減できる。また、インクジェット方式に
よるマスク材の塗布は基板回転の加減速が不要であるた
め、回転モーメントにより発生する基板割れが低減でき
るとともに、処理時間を短縮できる。In this manufacturing apparatus, since the holding means holds the substrate on the side of the first surface (back surface) on which the mask material is applied, the dopant liquid can be applied without inverting the substrate. . Since it is not necessary to invert the front and back of the substrate as described above, it is possible to reduce the substrate crack caused by the substrate transfer error. Further, since the application of the mask material by the ink jet method does not require acceleration / deceleration of the rotation of the substrate, it is possible to reduce the cracking of the substrate caused by the rotation moment and reduce the processing time.
【0028】一実施形態においては、上記インクジェッ
トヘッド手段は、上記基板の移動方向に所定の間隔をお
いて配置された2組のインクジェットヘッドを備え、組
をなす2つのインクジェットヘッドは上記基板の対向す
る2辺に沿った端部領域を塗布できる位置に配置されて
おり、また、上記保持手段は、上記2組のインクジェッ
トヘッドの間で上記基板を略90°回転させる手段を備
えている。In one embodiment, the ink jet head means comprises two sets of ink jet heads arranged at a predetermined interval in the moving direction of the substrate, and two ink jet heads forming a set face each other on the substrate. Is arranged at a position where the end regions along the two sides can be coated, and the holding means includes means for rotating the substrate by approximately 90 ° between the two sets of inkjet heads.
【0029】一実施形態においては、上記ドーパント液
のための塗布手段は、上記基板の一辺の長さをカバーす
るノズル列を有するインクジェットヘッドである。In one embodiment, the coating means for the dopant liquid is an ink jet head having a nozzle array that covers the length of one side of the substrate.
【0030】この場合、上記マスク材のためのインクジ
ェットヘッド手段は、マスク材を上記基板の第1の面に
対して垂直に吐出するように配置される一方、上記ドー
パント液のためのインクジェットヘッドは、ドーパント
液を上記基板の第2の面に対して垂直に吐出するよう、
基板に対して上記マスク材のためのインクジェットヘッ
ド手段とは反対側に配置されてもよい。In this case, the ink jet head means for the mask material is arranged so as to eject the mask material perpendicularly to the first surface of the substrate, while the ink jet head for the dopant liquid is , So that the dopant liquid is discharged perpendicularly to the second surface of the substrate,
It may be arranged on the side of the substrate opposite the inkjet head means for the mask material.
【0031】このような配置の一例として、上記保持手
段は基板に対して鉛直下方に配置されるとともに上記基
板の第1の面を鉛直方向下向きに保持し、上記マスク材
のためのインクジェットヘッド手段は基板に対して鉛直
方向下方に配置される一方、上記ドーパント液のための
インクジェットヘッドは基板に対して鉛直方向上方に配
置される。As an example of such an arrangement, the holding means is arranged vertically below the substrate, holds the first surface of the substrate vertically downward, and ink jet head means for the mask material is provided. Is arranged vertically below the substrate, while the inkjet head for the dopant liquid is arranged vertically above the substrate.
【0032】また、上記インクジェットヘッド手段は、
マスク材が上記基板の側面に対する入射角θが20°〜
90°となるように、上記マスク材を上記基板の第1の
面および側面に対して斜め方向に吐出するように配置さ
れる一方、上記ドーパント液のためのインクジェットヘ
ッドは、ドーパント液を上記基板の第2の面に対して垂
直に吐出するよう配置されてもよい。Further, the ink jet head means is
The angle of incidence θ of the mask material on the side surface of the substrate is 20 ° to
The inkjet material for the dopant liquid is arranged such that the mask material is discharged in an oblique direction with respect to the first surface and the side surface of the substrate so as to be 90 °. May be arranged so as to discharge perpendicularly to the second surface of the.
【0033】このような配置の一例として、上記保持手
段は基板に対して鉛直方向上方に配置されると共に上記
基板の第1の面を鉛直方向上向きに保持し、上記インク
ジェットヘッド手段は上記基板の第1の面に対して斜め
上方からマスク材を吐出するように配置される一方、上
記ドーパント液のためのインクジェットヘッドは基板に
対して鉛直方向下方に配置される。As an example of such an arrangement, the holding means is arranged vertically above the substrate and holds the first surface of the substrate vertically upward, and the ink jet head means is provided on the substrate. The mask material is arranged so as to be discharged obliquely above the first surface, while the inkjet head for the dopant liquid is arranged vertically below the substrate.
【0034】本発明の太陽電池の製造装置は、基板の移
動方向に対して、上記マスク材を塗布するためのインク
ジェットヘッド手段よりも上流側に、基板の位置および
角度を調整する手段をさらに備えていてもよい。The solar cell manufacturing apparatus of the present invention further comprises means for adjusting the position and angle of the substrate upstream of the ink jet head means for applying the mask material in the moving direction of the substrate. May be.
【0035】あるいは、本発明の太陽電池の製造装置
は、基板の移動方向方向に対して、上記マスク材を塗布
するためのインクジェットヘッド手段よりも上流側に、
基板の形状を測定する手段を備えて、上記基板形状測定
手段からの情報を基にインクジェットヘッド手段のノズ
ルの動作を制御するようにしてもよい。Alternatively, in the solar cell manufacturing apparatus of the present invention, in the moving direction of the substrate, on the upstream side of the inkjet head means for applying the mask material,
A means for measuring the shape of the substrate may be provided, and the operation of the nozzle of the inkjet head means may be controlled based on the information from the means for measuring the shape of the substrate.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の太陽電池および
その製造方法と製造装置を図面に示した実施の形態に基
づいて説明する。なお、全図において、同様の部分には
同じ参照符号を附している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A solar cell, a method for manufacturing the same and a manufacturing apparatus therefor according to the present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same parts.
【0037】(第1の実施の形態)まず、本発明の主旨
であるインクジェット方式を用いて基板の裏面(pn接
合をしていない面)の端部のみにマスク材を有する太陽
電池を形成する方法の一例について説明し、後にその製
造装置について説明する。(First Embodiment) First, a solar cell having a mask material is formed only on the end portion of the back surface (the surface where the pn junction is not formed) of the substrate by using the ink jet method which is the gist of the present invention. An example of the method will be described, and the manufacturing apparatus thereof will be described later.
【0038】図1(a)〜(g)は、本実施の形態の太
陽電池の製造方法によって形成される太陽電池の各製造
工程での断面を示す図であり、図1(h)および図1
(i)はそれぞれ、図1(b)および図1(g)に対応す
る底面図である。ここでは基板1として略正方形形状の
p型多結晶Si半導体基板を用いている。FIGS. 1 (a) to 1 (g) are views showing cross sections in each manufacturing step of a solar cell formed by the method for manufacturing a solar cell according to the present embodiment, and FIG. 1 (h) and FIG. 1
(i) is a bottom view corresponding to FIG. 1 (b) and FIG. 1 (g), respectively. Here, a substantially square p-type polycrystalline Si semiconductor substrate is used as the substrate 1.
【0039】図1(a)において、まず、基板1製造時
に生じる表面の加工変質層を除去するため、あるいは異
方性エッチングによって基板1の表面に微細なピラミッ
ド状の凹凸を含むテクスチャ表面を形成するため、Na
OHを含む溶液中に基板1を浸漬することで、基板のエ
ッチング処理を行う。図中の一点鎖線は処理前の基板1
を示す。In FIG. 1 (a), first, a textured surface including fine pyramid-shaped irregularities is formed on the surface of the substrate 1 in order to remove a work-affected layer on the surface produced during manufacture of the substrate 1 or by anisotropic etching. To do Na
The substrate 1 is immersed in a solution containing OH to etch the substrate. The dashed line in the figure indicates the substrate 1 before processing
Indicates.
【0040】次に、図1(b),(h)に示すように、
基板1の裏面の4辺に沿ってマスク材2を塗布する。本
例では、上記マスク材2は、チタン酸を含む溶液を用い
ている。但し、ドーパント液の材料は、これが付着した
場合や拡散炉内での気相からの拡散を防ぐことのできる
ものであれば、ここで使用したチタン酸を含む溶液に限
定するものではない。Next, as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (h),
The mask material 2 is applied along the four sides of the back surface of the substrate 1. In this example, the mask material 2 uses a solution containing titanic acid. However, the material of the dopant liquid is not limited to the titanic acid-containing solution used here as long as it can prevent the diffusion of the dopant liquid from the vapor phase in the diffusion furnace.
【0041】次に、図1(c)に示すように、インクジ
ェットヘッドにより基板上面全面にドーパント液3を塗
布した後、溶剤成分を乾燥させる。ここでは、上記ドー
パント液3として、PSGの液状前駆体を用いている。Next, as shown in FIG. 1C, the dopant liquid 3 is applied to the entire upper surface of the substrate by an inkjet head, and then the solvent component is dried. Here, a liquid precursor of PSG is used as the dopant liquid 3.
【0042】その後、上記マスク材2およびドーパント
液3が塗布された基板1を拡散炉で熱処理することによ
って、図1(d)に示すようにp型基板1の受光面側に
n+層4を形成して、pn接合を生じさせる。この際、
ドーパント液3を塗布しない領域にも、熱処理炉内で雰
囲気拡散されたドーパント剤により薄いn層が形成され
るが、裏面端部のマスク材2を塗布した領域には形成さ
れることはない。なお、図1(d)中の3aはドーパン
ト液3によって生じたPSG層である。Thereafter, the substrate 1 coated with the mask material 2 and the dopant liquid 3 is heat-treated in a diffusion furnace, so that the n + layer 4 is formed on the light-receiving surface side of the p-type substrate 1 as shown in FIG. 1D. To form a pn junction. On this occasion,
A thin n-layer is formed by the dopant agent diffused in the atmosphere in the heat treatment furnace even in the region where the dopant liquid 3 is not applied, but it is not formed in the region where the mask material 2 is applied at the end of the back surface. In addition, 3 a in FIG. 1D is a PSG layer generated by the dopant liquid 3.
【0043】その後、図1(e)に示すように、HFを
含むエッチング液に基板を浸漬することにより、PSG
層3aをエッチング除去する。チタン酸を含むマスク材
2をエッチング除去するためには、上記PSG層3aを
エッチング除去するために必要なエッチング液よりもよ
り高濃度のエッチング液と長いエッチング時間が必要と
なるが、本実施形態では、マスク材2は、後述する裏面
Al電極と重ならないように配置されているため、エッ
チング除去する必要がない。Thereafter, as shown in FIG. 1 (e), the substrate is dipped in an etching solution containing HF to obtain PSG.
The layer 3a is etched away. In order to remove the mask material 2 containing titanic acid by etching, an etching solution having a higher concentration and a longer etching time than those required to remove the PSG layer 3a by etching are required. Then, since the mask material 2 is arranged so as not to overlap the back surface Al electrode described later, it is not necessary to remove it by etching.
【0044】その後、図1(f)に示すようにpn接合
形成面上にSiN反射防止膜5をP−CVD(プラズマ
CVD)法を用いて成膜する。Thereafter, as shown in FIG. 1F, a SiN antireflection film 5 is formed on the pn junction formation surface by P-CVD (plasma CVD) method.
【0045】さらに、図1(g)に示すように、印刷法
によって基板1の裏面にAl電極6とAg電極7を形成
する一方、基板1の受光面上(より詳しくは、反射防止
膜5上)にはAg電極8を形成する。そして、熱処理を
行うことによって各電極6、7および8とSi基板1と
の電気的コンタクトを形成する。すなわち、この熱処理
の間に受光面上のAg電極7は反射防止膜5を貫通して
n+拡散層4と接合する電極となる。他方、裏面のAl
電極6からはAl原子がSi基板内に拡散し、p+拡散
層9を形成する。このとき、図1(g)に示すように、
裏面Al電極6のパターンに対して、マスク材2のパタ
ーンは重ならないよう設定されているため、マスク材2
は、p+拡散層9の形成を妨げることも、また裏面Al
電極層6と基板1との密着性を妨げることもない。Further, as shown in FIG. 1G, the Al electrode 6 and the Ag electrode 7 are formed on the back surface of the substrate 1 by the printing method, while the light receiving surface of the substrate 1 (more specifically, the antireflection film 5). The Ag electrode 8 is formed on the upper side. Then, heat treatment is performed to form electrical contacts between the electrodes 6, 7 and 8 and the Si substrate 1. That is, during this heat treatment, the Ag electrode 7 on the light receiving surface becomes an electrode that penetrates the antireflection film 5 and is joined to the n + diffusion layer 4. On the other hand, Al on the back side
Al atoms diffuse from the electrode 6 into the Si substrate to form the p + diffusion layer 9. At this time, as shown in FIG.
Since the pattern of the mask material 2 is set so as not to overlap the pattern of the back surface Al electrode 6, the mask material 2
Prevents the formation of the p + diffusion layer 9 and also prevents the back surface Al from forming.
It does not hinder the adhesion between the electrode layer 6 and the substrate 1.
【0046】次に、この第1の実施の形態で用いる製造
装置、より詳しくは、マスク材2およびドーパント液3
を塗布する塗布装置について図2を用いて説明する。塗
布装置は、基板1を鉛直下部側から保持し基板を平行移
動および回転させることができる基板チャック11と、
上記基板の下面の2辺端部にマスク材2を塗布するため
の2組4個のインクジェットヘッド12a、12bと、
上記それぞれのインクジェットヘッドの基板進行方向前
方に配置された基板形状測定器13a、13bと、上記
基板上面の略全面にドーパント液3を塗布するため、基
板1の1辺と略同じ長さのインクジェットヘッド14を
備える。Next, the manufacturing apparatus used in the first embodiment, more specifically, the mask material 2 and the dopant liquid 3
A coating device for coating will be described with reference to FIG. The coating apparatus includes a substrate chuck 11 that holds the substrate 1 from the vertically lower side and can move and rotate the substrate in parallel.
Two sets of four inkjet heads 12a, 12b for applying the mask material 2 to the two side edges of the lower surface of the substrate;
Since the substrate shape measuring devices 13a and 13b arranged in front of the respective inkjet heads in the substrate traveling direction and the dopant liquid 3 are applied to substantially the entire upper surface of the substrate, the inkjets having substantially the same length as one side of the substrate 1 are formed. A head 14 is provided.
【0047】上記インクジェットヘッド12a、12b
および14、および基板形状測定器13a、13bは固
定されており、基板1を保持した基板チャック11は、
図2左方から右方に向かって基板を水平に移動させる。
基板1はまず基板形状測定装置13aの上を通過し、通
過中に基板外形を測定される。次に基板1はインクジェ
ットヘッド12aの上を通過し、通過中に基板の下面の
対向する2辺端部にマスク材2が塗布される。その際、
あらかじめ形状測定装置13aで測定した基板外形寸法
を基に、基板1の裏面の端部領域にマスク材2を塗布す
るようにインクジェットヘッド12a,12aが備える
複数の吐出ノズルのうち動作する吐出ノズルを限定する
ことで所望の端部領域にマスク材2を塗布することがで
きる。Ink jet heads 12a and 12b
And 14, and the substrate shape measuring instruments 13a and 13b are fixed, and the substrate chuck 11 holding the substrate 1 is
The substrate is moved horizontally from left to right in FIG.
The substrate 1 first passes over the substrate shape measuring device 13a, and the outline of the substrate is measured during the passage. Next, the substrate 1 passes over the inkjet head 12a, and the mask material 2 is applied to the opposing two side edges of the lower surface of the substrate during the passage. that time,
Based on the external dimensions of the substrate measured by the shape measuring device 13a in advance, the ejection nozzle that operates among the plurality of ejection nozzles provided in the inkjet heads 12a and 12a so as to apply the mask material 2 to the end region of the back surface of the substrate 1 is selected. By limiting, the mask material 2 can be applied to a desired end region.
【0048】上記2辺端部への塗布が終了すると、基板
チャック11は基板1を90°回転させた後、さらに右
方に向かって基板を水平に移動させる。基板1は基板形
状測定装置13bの上を通過し、通過中に基板のマスク
材未塗布の2辺形状が測定される。次に基板1はインク
ジェットヘッド12bの上を通過し、通過中に基板の下
面の2辺端部にマスク材2が塗布される。When the coating on the end portions of the two sides is completed, the substrate chuck 11 rotates the substrate 1 by 90 ° and then horizontally moves the substrate further to the right. The substrate 1 passes over the substrate shape measuring device 13b, and the two-sided shape of the substrate on which the mask material is not applied is measured during the passage. Next, the substrate 1 passes over the inkjet head 12b, and the mask material 2 is applied to the two side edges of the lower surface of the substrate during the passage.
【0049】ここで、マスク材2の塗布の場合もドーパ
ント液3の塗布の場合と同様に、基板1の1辺と略同じ
長さのヘッドを用いて吐出ノズルを制御することで、9
0度の回転を行うことなく4辺端部に1度の走査で塗布
することが可能である。しかし、この場合は、基板1の
マスク材塗布側を基板チャック11が保持することがで
きないため、マスク材2塗布時とドーパント液3塗布時
には、チャッキングをやり直す必要がある。そのため、
その受け渡し時に割れが生じやすくなる、処理速度が低
下する、あるいは装置価格が高価になるという問題が生
じる。それに対して、本実施形態で使用する装置は、マ
スク材2塗布用インクジェットヘッド12aおよび12
bが、基板に対してドーパント塗布用インクジェットヘ
ッド14と上下方向反対側において、基板1の2辺の端
部領域に塗布できる位置に配置され、2組のインクジェ
ットヘッドの間で基板1を略90°回転させる手段を備
えることで、最初に基板1の裏面の2辺端部にマスク材
2を塗布してから表面にドーパント液3を塗布するま
で、基板チャック11は基板1を保持し続ける。したが
って、基板1の受け渡しが生じないために基板1が割れ
る確率は非常に少なくなる。また、基板チャック11
は、最初に基板1の裏面の2辺端部にマスク材2を塗布
してから、次に別の2辺端部にマスク材2を塗布するた
めに90°回転するのみであるため、基板反転に時間を
要すことも、スピンコート法のようには回転の加減速に
時間を要することは無い。Here, also in the case of applying the mask material 2, as in the case of applying the dopant liquid 3, by controlling the ejection nozzles by using a head having a length substantially the same as one side of the substrate 1, 9
It is possible to apply the coating to the end portions of the four sides by scanning once without rotating 0 degree. However, in this case, since the substrate chuck 11 cannot hold the mask material application side of the substrate 1, it is necessary to perform chucking again when the mask material 2 is applied and when the dopant liquid 3 is applied. for that reason,
There are problems that cracks are likely to occur at the time of delivery, the processing speed is reduced, or the apparatus price is expensive. On the other hand, the apparatus used in the present embodiment includes the inkjet heads 12 a and 12 for coating the mask material 2.
b is arranged on the side opposite to the inkjet head 14 for applying the dopant in the vertical direction with respect to the substrate, at a position where it can be applied to the end regions of the two sides of the substrate 1, and the substrate 1 is approximately 90 between the two inkjet heads. By providing a means for rotating the substrate 1, the substrate chuck 11 continues to hold the substrate 1 until the mask material 2 is first applied to the two side edges of the back surface of the substrate 1 and then the dopant liquid 3 is applied to the front surface. Therefore, since the substrate 1 is not delivered, the probability that the substrate 1 is broken becomes very small. Also, the substrate chuck 11
Requires that the mask material 2 is first applied to the two side edges of the back surface of the substrate 1 and then the mask material 2 is rotated by 90 ° to apply the mask material 2 to the other two side edges. It does not require a long time for reversing, and it does not require a long time for accelerating and decelerating the rotation as in the spin coating method.
【0050】この第1の実施の形態ではドーパント塗布
法としてインクジェット方式を用いた。しかしながら、
マスク材塗布とドーパント塗布を略同時に行わず、マス
ク材を塗布した後に基板を移動してドーパントを塗布す
るような構成にする場合は、スプレー法を用いてもよ
い。スプレー法を用いた場合はより装置価格を安価にす
ることができる。但し、スプレー法は、所定領域以外の
場所にも薬液を付着させてしまうため、マスク材塗布と
略同時に行う場合は、マスク材塗布用インクジェットヘ
ッドにドーパントを付着させてしまうので適さない。In the first embodiment, the ink jet system is used as the dopant coating method. However,
When the mask material application and the dopant application are not performed substantially at the same time and the substrate is moved and the dopant is applied after the mask material is applied, a spray method may be used. When the spray method is used, the cost of the device can be reduced. However, the spray method is not suitable because the chemical solution is deposited on a place other than the predetermined area, and therefore, when the mask material is applied almost at the same time, the dopant is attached to the inkjet head for mask material application.
【0051】(実施例1)一辺約125mm、厚さ30
0μmの略正方形形状のp型多結晶Si半導体基板を用
いて、上記第1の実施の形態で示した工程及び装置によ
り太陽電池セルを作成した。ここでは、マスク材2の塗
布範囲を基板裏面端部から1mmとしている。このよう
にして作成された太陽電池セルは、pn接合部分と裏面
電極6、7あるいはpn接合部分と裏面のp+拡散層9
とのショートは生じていなかった。また、この太陽電池
セルの特性を測定したところ、逆方向電流0.02A、
変換効率16.5%の良好な光電変換特性が得られた。
さらにこの太陽電池セルの光電変換特性について100
0枚試験を行ったところ、15.0%以上の光電変換特
性を示したしたものは72%あり、特性ばらつきが少な
く、特性歩留りが良好であった。また、インクジェット
方式で作製したマスク材は剥離の必要が無いため、コス
トダウンができた。(Example 1) Approximately 125 mm on a side and a thickness of 30
Using a 0 μm square-shaped p-type polycrystalline Si semiconductor substrate, a solar cell was prepared by the process and apparatus shown in the first embodiment. Here, the application range of the mask material 2 is 1 mm from the edge of the back surface of the substrate. The solar cell produced in this manner has a pn junction and back electrodes 6, 7 or a pn junction and back p + diffusion layer 9
There was no short circuit with him. Moreover, when the characteristics of this solar cell were measured, a reverse current of 0.02 A,
Good photoelectric conversion characteristics with a conversion efficiency of 16.5% were obtained.
Furthermore, the photoelectric conversion characteristics of this solar cell are 100
When the 0-sheet test was conducted, 72% showed a photoelectric conversion characteristic of 15.0% or more, showing little characteristic variation and a good characteristic yield. Further, since the mask material manufactured by the inkjet method does not need to be peeled off, the cost can be reduced.
【0052】なお、実施例1では基板の裏面端部から1
mmの領域にマスク材を形成したが、マスク材の塗布幅
が0.1mm未満と狭い場合は、pn接合部分と裏面電
極6、7あるいはpn接合部分と裏面のp+拡散層9と
のショートによる歩留りの低下が発生しやすくなる。従
って上記マスク幅は裏面のAl電極6と重ならない程度
に広い方が好ましいが、2mm以上にマスク幅を広くす
るとAl電極面積の減少によりp+拡散層面積が減少す
るため、開放電圧が低下する。従って上記マスク幅とし
ては、0.1mm〜2mmの範囲に設定することが好ま
しい。In the first embodiment, 1 from the back end of the substrate.
Although the mask material was formed in the area of mm, but when the coating width of the mask material is as narrow as less than 0.1 mm, the pn junction portion and the back surface electrodes 6 and 7 or the pn junction portion and the p + diffusion layer 9 on the back surface are short-circuited. Yield is likely to decrease due to. Therefore, it is preferable that the mask width is wide enough not to overlap the Al electrode 6 on the back surface. However, if the mask width is increased to 2 mm or more, the area of the Al electrode is reduced and the area of the p + diffusion layer is reduced. . Therefore, the mask width is preferably set in the range of 0.1 mm to 2 mm.
【0053】(比較例)比較のために、前述した従来の
製造方法(マスク材使用)を用いて従来構造の太陽電池
を作成した。基板および各工程で用いた材料は、実施例
1と同一である。以下、図3を用いて説明する。(Comparative Example) For comparison, a solar cell having a conventional structure was prepared by using the above-described conventional manufacturing method (using a mask material). The substrate and the material used in each step are the same as in Example 1. This will be described below with reference to FIG.
【0054】図3(a)において、まず、基板1の表面
を実施例1と同様の方法でエッチング処理を行う。In FIG. 3A, first, the surface of the substrate 1 is etched by the same method as in the first embodiment.
【0055】次に、基板1裏面周辺部にスピンコート法
を用いてマスク材2を塗布した。詳しくは、基板1裏面
が上面となるよう保持し、約5000rpmで高速回転
させながら、裏面周辺部上に配置されたノズル(図示せ
ず)を介してチタン酸を含むマスク液2を吐出する。こ
のようにすると、マスク材2は遠心力によって外方向に
広がり、図3(b),(h)に示すように基板1の裏面
周辺部に塗布される。しかしながら、その際、マスク材
2は、基板表面の塗布したくない領域にも付着する。Next, the mask material 2 was applied to the peripheral portion of the back surface of the substrate 1 by the spin coating method. More specifically, the back surface of the substrate 1 is held so that the back surface is the top surface, and the mask liquid 2 containing titanic acid is discharged through nozzles (not shown) arranged on the peripheral portion of the back surface while rotating at high speed at about 5000 rpm. By doing so, the mask material 2 spreads outward due to the centrifugal force, and is applied to the peripheral portion of the back surface of the substrate 1 as shown in FIGS. 3B and 3H. However, at that time, the mask material 2 also adheres to a region of the substrate surface which is not desired to be coated.
【0056】マスク材2の塗布終了後、基板1の裏表を
反転し、基板1を保持しなおした後、再度約5000r
pmまで高速回転させ、図3(c)に示すように、基板
1表面にドーパント液3を塗布する。この時、基板1の
裏表を反転させるために基板1を受け渡す必要があり、
この受け渡しの際に基板1を割る確率が高くなり、歩留
りを落とす原因になる。この場合も、ドーパント液3は
基板1の側面や裏面といった塗布したくない領域にも付
着するが、その部分には、あらかじめマスク材2が塗布
されている。After the application of the mask material 2, the front and back of the substrate 1 are reversed, the substrate 1 is held again, and then about 5000 r
The substrate is rotated at a high speed up to pm, and the dopant liquid 3 is applied to the surface of the substrate 1 as shown in FIG. At this time, it is necessary to hand over the substrate 1 in order to turn the substrate 1 over.
The probability of breaking the substrate 1 at the time of this delivery becomes high, which causes a decrease in yield. Also in this case, the dopant liquid 3 adheres to the side surface or the back surface of the substrate 1 which is not desired to be applied, but the mask material 2 is applied to that portion in advance.
【0057】次に、図3(d)に示すように、実施例1
と同様の方法で、上記ドーパント液3が塗布された基板
1を拡散炉で熱処理することによって、p型基板1の受
光面側にn+層4が形成されてpn接合を生じさせる。
この際、ドーパント液3が廻り込んで塗布された基板1
の側面や裏面の一部には、マスク材2があらかじめ塗布
されているため、pn接合は生じない。また、マスク材
2の塗布工程において、基板1の表面周辺部にマスク材
が廻り込んで塗布された領域にもpn接合は生じない。Next, as shown in FIG.
The substrate 1 coated with the dopant solution 3 is heat-treated in a diffusion furnace in the same manner as in 1. to form an n + layer 4 on the light-receiving surface side of the p-type substrate 1 to form a pn junction.
At this time, the substrate 1 on which the dopant liquid 3 is applied and applied
Since the mask material 2 is applied in advance to a part of the side surface and the back surface of the pn junction, the pn junction does not occur. Further, in the step of applying the mask material 2, the pn junction does not occur even in the area where the mask material is applied around the surface of the substrate 1 so as to wrap around.
【0058】その後、図3(e)に示すように、HF等
によるエッチングにより、ドーパント液3により生じた
PSG層3a、およびマスク材層2を除去する。この場
合、PSG層3aと比較するとチタン酸を含むマスク材
2は剥離しにくく、実施例1の場合より高濃度のHF溶
液等のエッチング液が必要となる。After that, as shown in FIG. 3E, the PSG layer 3a generated by the dopant liquid 3 and the mask material layer 2 are removed by etching with HF or the like. In this case, as compared with the PSG layer 3a, the mask material 2 containing titanic acid is less likely to be peeled off, and an etching solution such as a HF solution having a higher concentration than in the case of Example 1 is required.
【0059】その後の工程は、すべて実施例1の工程と
同一である。この比較例の場合も、マスク材を使用しな
い場合には生じがちな基板1の裏面におけるn+拡散層
部分とp+拡散層9との接触あるいは同n+拡散層部分
とAl電極6との接触によるショートは生じることはな
いが、マスク材2の表面(つまり上面)への廻り込みに
より、表面に生じるpn接合の領域は実施例1の場合よ
り減少している。The subsequent steps are all the same as those of the first embodiment. Also in the case of this comparative example, the contact between the n + diffusion layer portion and the p + diffusion layer 9 on the back surface of the substrate 1 or the contact between the n + diffusion layer portion and the Al electrode 6 tends to occur when the mask material is not used. Although a short circuit due to contact does not occur, the region of the pn junction generated on the surface by the wraparound to the surface (that is, the upper surface) of the mask material 2 is smaller than that in the first embodiment.
【0060】このようにして作成された比較例の光電変
換特性を測定したところ、光電変換効率16.0%、逆
方向電流0.02Aであった。さらにこの太陽電池セル
の光電変換特性について1000枚試験を行ったとこ
ろ、15.0%以上の光電変換特性を示したものは55
%あった。実施例1と比較して、特性のばらつきが大き
く、特性歩留りが低下している。これは、インクジェッ
ト方式に比べて、スピンコート法は薬液が反対側の面に
廻り込みやすく、マスク材が表面に回りこむことによる
特性劣化とマスク材の除去が完全に行えていない箇所が
あるための特性劣化が生じるためと考えられる。When the photoelectric conversion characteristics of the comparative example thus produced were measured, the photoelectric conversion efficiency was 16.0% and the reverse current was 0.02A. Further, when 1000 sheets were tested for photoelectric conversion characteristics of this solar cell, 55 showed a photoelectric conversion characteristic of 15.0% or more.
%there were. Compared with the first embodiment, the characteristic variation is large and the characteristic yield is low. This is because compared with the inkjet method, the spin coating method makes it easier for the chemical solution to reach the opposite side surface, and there are places where the mask material does not completely remove the characteristic deterioration due to the mask material sneaking into the surface. It is thought that this is due to the deterioration of the characteristics.
【0061】(第2の実施の形態)本発明の発明の主旨
であるインクジェット方式を用いて基板の裏面(pn接
合していない面)の端部および基板の側面にマスク材を
有する太陽電池を形成する方法について説明し、後にそ
の製造装置について説明する。(Second Embodiment) A solar cell having a mask material on the end portion of the back surface (the surface not subject to pn junction) of the substrate and the side surface of the substrate is manufactured by using the ink jet method which is the gist of the invention of the present invention. The forming method will be described, and the manufacturing apparatus will be described later.
【0062】図4(a)〜(g)は、本実施の形態の太
陽電池の製造方法によって形成される太陽電池の各製造
工程での断面を示す図であり、図4(h)および図4
(i)はそれぞれ、図4(b)および図4(g)に対応す
る底面図である。基板1および各工程で用いる材料、工
程については、第1の実施の形態とほぼ同一であり、同
一な部分については詳細な説明は省略し、異なる点を説
明する。FIGS. 4 (a) to 4 (g) are views showing cross sections in each manufacturing process of the solar cell formed by the method of manufacturing the solar cell according to the present embodiment, and FIG. 4 (h) and FIG. Four
(i) is a bottom view corresponding to FIG. 4 (b) and FIG. 4 (g), respectively. The substrate 1 and the materials and steps used in each step are almost the same as those in the first embodiment, and the detailed description of the same parts will be omitted and the different points will be described.
【0063】第1の実施の形態と異なる点は図4(b)
に示すように、基板1の側面及び裏面の端部にマスク材
2が塗布されている点である。The difference from the first embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the mask material 2 is applied to the end portions of the side surface and the back surface of the substrate 1.
【0064】基板1の側面および裏面端部にマスク材2
が形成されているため、その部分にはn+拡散層は形成
されることはない。そのため、基板1の側面および裏面
端部にマスク材2が形成されていない場合には生じる基
板1の裏面におけるn+拡散層部分とp+拡散層9との
接触部分あるいは同n+拡散層部分とAl電極6との接
触部分でのショートは生じない。The mask material 2 is formed on the side surface and the back surface of the substrate 1.
, The n + diffusion layer is not formed in that portion. Therefore, when the mask material 2 is not formed on the side surface and the end of the back surface of the substrate 1, the contact portion between the n + diffusion layer portion and the p + diffusion layer 9 on the back surface of the substrate 1 or the n + diffusion layer portion thereof. A short circuit does not occur at the contact portion between the Al electrode 6 and the Al electrode 6.
【0065】次に、この第2の実施の形態で用いる製造
装置、より詳しくは、マスク材2およびドーパント液3
を塗布する塗布装置について図5を用いて説明する。塗
布装置は、基板1を鉛直上部側から保持し基板1を平行
移動および回転させることができる基板チャック11
と、上記基板の対向する2側面およびこれに対応する上
面の2辺端部にマスク材2を塗布するための2組4個の
インクジェットヘッド12a、12bと、上記それぞれ
のインクジェットヘッド12a、12bの基板進行方向
前方に設置された基板形状測定器13a、13bと、上
記基板底面の略全面にドーパント液3を塗布するため、
基板1の1辺と略同じ長さのインクジェットヘッド14
を備える。Next, the manufacturing apparatus used in the second embodiment, more specifically, the mask material 2 and the dopant liquid 3
A coating device for coating will be described with reference to FIG. The coating apparatus includes a substrate chuck 11 that holds the substrate 1 from the vertical upper side and can move and rotate the substrate 1 in parallel.
And two sets of four inkjet heads 12a and 12b for applying the mask material 2 to the two opposite side surfaces of the substrate and the corresponding two side end portions of the upper surface, and the respective inkjet heads 12a and 12b. In order to apply the dopant liquid 3 to the substrate shape measuring instruments 13a and 13b installed in front of the substrate traveling direction and the substantially entire bottom surface of the substrate,
Inkjet head 14 having substantially the same length as one side of the substrate 1
Equipped with.
【0066】上記インクジェットヘッド12a、12b
および14、および基板形状測定器13a、13bは固
定されており、基板1を保持した基板チャック11は、
図5(a)左方から右方に向かって基板1を水平に移動
させる。基板1はまず基板形状測定装置13aの下を通
過し、通過中に基板外形を測定される。次に基板1は1
組のインクジェットヘッド12aの間を通過し、通過中
に基板の2つの側面および上面の2辺端部にマスク材2
が塗布される。ここで、マスク材の塗布に用いられるイ
ンクジェットヘッド12aは、図5(b),(d)に示
すように、薬液吐出方向と水平方向との間に形成される
基板側面に対する薬液の入射角θが一定の値になるよう
に設定されている。Ink jet heads 12a and 12b
And 14, and the substrate shape measuring instruments 13a and 13b are fixed, and the substrate chuck 11 holding the substrate 1 is
The substrate 1 is horizontally moved from the left side to the right side in FIG. The substrate 1 first passes under the substrate shape measuring device 13a, and the outline of the substrate is measured during the passage. Substrate 1 is 1
The mask material 2 is passed between the pair of inkjet heads 12a and two side edges of the substrate and two side edges of the upper surface are provided during the passage.
Is applied. Here, as shown in FIGS. 5B and 5D, the inkjet head 12a used for applying the mask material has an incident angle θ of the chemical liquid on the side surface of the substrate formed between the chemical liquid discharge direction and the horizontal direction. Is set to be a constant value.
【0067】上記2辺側面および上面端部への塗布が終
了すると、基板チャック11は基板1を90°回転させ
た後、さらに右方に向かって基板を水平に移動させる。When the coating on the side surfaces and the edge of the upper surface of the two sides is completed, the substrate chuck 11 rotates the substrate 1 by 90 ° and then horizontally moves the substrate further to the right.
【0068】基板1は基板形状測定装置13bの下を通
過し、通過中に基板のマスク材が未塗布の2辺形状を測
定される。次に基板1はもう1組のインクジェットヘッ
ド12bの間を通過し、通過中に基板の側面および上面
の2辺端部にマスク材2が塗布される。インクジェット
ヘッド12bの薬液吐出方向も上記インクジェットヘッ
ド12aの方向と同一である。その際、あらかじめ形状
測定装置13bで測定した基板外形寸法を元に、基板1
の端部領域にマスク材2を塗布するようにインクジェッ
トヘッド12bが備える複数の吐出ノズルのうち動作す
る吐出ノズルを限定する。The substrate 1 passes under the substrate shape measuring device 13b, and during the passage, the two-sided shape of the substrate on which the mask material is not applied is measured. Next, the substrate 1 passes between the other set of inkjet heads 12b, and the mask material 2 is applied to the two side edges of the side surface and the upper surface of the substrate during the passage. The direction of ejecting the chemical liquid from the inkjet head 12b is also the same as the direction of the inkjet head 12a. At that time, based on the board external dimensions previously measured by the shape measuring device 13b, the board 1
Among the plurality of ejection nozzles included in the inkjet head 12b so as to apply the mask material 2 to the end region of the, the ejection nozzles that operate are limited.
【0069】本実施の形態では、マスク材を塗布するイ
ンクジェットヘッド12aおよび12bは、図5(b)
に示すように基板の側面に沿って位置するよう設置して
いるが、図5(c)に示すように基板の上方に配置した
場合も同様の効果がある。In this embodiment, the ink jet heads 12a and 12b for applying the mask material are shown in FIG.
Although it is installed so as to be positioned along the side surface of the substrate as shown in FIG. 5, the same effect can be obtained when it is arranged above the substrate as shown in FIG.
【0070】ところで、マスク材2の塗布をドーパント
液3の塗布の場合と同様に、基板1の1辺と略同じ長さ
のヘッドを用いて行おうとすると、列状に並ぶ吐出ノズ
ルの吐出方向が一様でないため、ヘッドの構造が非常に
複雑になってしまう。しかしながら、本実施の形態で使
用する装置は、2組のマスク材2塗布用インクジェット
ヘッド12aおよび12bが、基板1の2辺の端部領域
に塗布できる位置に配置され、これら2組のインクジェ
ットヘッドの間で略90°回転させる手段を備えること
で、簡単なヘッド構造で精度よく塗布することが可能と
なる。By the way, when the mask material 2 is applied using a head having a length substantially the same as one side of the substrate 1 as in the case of applying the dopant liquid 3, the ejection directions of the ejection nozzles arranged in a row form. Is not uniform, the structure of the head becomes very complicated. However, in the apparatus used in the present embodiment, the two sets of inkjet heads 12a and 12b for applying the mask material 2 are arranged at positions where they can be applied to the end regions of the two sides of the substrate 1, and these two sets of inkjet heads are used. By providing a means for rotating approximately 90 ° between them, it becomes possible to accurately apply with a simple head structure.
【0071】また、最初に基板1の裏面の2辺端部にマ
スク材2を塗布してから表面にドーパント液3を塗布す
るまで、基板チャック11は基板1を保持し続け、基板
1の受け渡しが生じないために基板1が割れる確率は非
常に少ない。また、基板チャック11は、最初に基板1
の裏面の2辺端部にマスク材2を塗布してから、次に別
の2辺端部にマスク材2を塗布するために90°回転す
るのみであるため、スピンコート法のように回転の加減
速に時間を要することは無い。
(実施例2)実施例1と同様に、一辺約125mm、厚
さ300μmの略正方形形状のp型多結晶Si半導体基
板を用いて、上記第2の実施の形態で示した工程及び装
置により太陽電池セルを作成した。実施例1と異なる点
は、マスク材2の塗布範囲を基板裏面端部から0.5m
mの領域としている点と側面にマスク材2を塗布してい
る点である。インクジェットヘッド12a,12bは、
基板側面に対して入射角45°で、基板の側面及び端面
を同時に塗布している。このようにして作成された太陽
電池は、pn接合部分と裏面電極6,7あるいはpn接
合部分と裏面の P+拡散層9とのショートは生じていな
かった。また、この太陽電池セルの特性を測定したとこ
ろ、逆方向電流0.02A、変換効率16.5%の良好
な光電変換特性が得られた。さらにこの太陽電池セルの
光電変換特性について1000枚試験を行ったところ、
15.0%以上の光電変換特性を示したものは70%あ
り、特性ばらつきが少なく、特性歩留りが良好であっ
た。また、インクジェット方式で作製したマスク材2は
剥離の必要が無いため、コストダウンができた。Further, first, the back side of the substrate 1 is marked on the two side edges.
After applying the disc material 2, the dopant liquid 3 is applied to the surface.
Substrate chuck 11 continues to hold the substrate 1 until
There is no probability that the substrate 1 will break because 1 is not delivered.
Always less. In addition, the substrate chuck 11 is initially attached to the substrate 1
After applying the mask material 2 to the two side edges of the back surface of the
Rotate 90 ° to apply the mask material 2 to the two side edges of the
As the spin coating method
It doesn't take time quickly.
(Example 2) Similar to Example 1, one side is approximately 125 mm thick.
P-type polycrystalline Si semiconductor substrate having a substantially square shape with a length of 300 μm
Using the plate, the process and the device shown in the second embodiment are
A solar cell was prepared by placing. Differences from Example 1
Indicates that the coating range of the mask material 2 is 0.5 m from the rear end of the substrate.
The mask material 2 is applied to the point and the side surface defined as the area of m.
That is the point. The inkjet heads 12a and 12b are
The incident angle is 45 ° to the side surface of the substrate, and the side surface and the end surface of the substrate
Are being applied at the same time. The sun created this way
The battery consists of a pn junction and backside electrodes 6, 7 or pn contact.
The mating part and the back P +No short circuit with the diffusion layer 9 has occurred
won. In addition, the characteristics of this solar cell were measured.
B, good reverse current 0.02A, conversion efficiency 16.5%
A good photoelectric conversion characteristic was obtained. Furthermore, of this solar cell
When 1000 sheets were tested for photoelectric conversion characteristics,
70% had a photoelectric conversion characteristic of 15.0% or more.
Characteristics, there is little variation in characteristics, and the characteristic yield is good.
It was Further, the mask material 2 manufactured by the inkjet method is
Since there is no need for peeling, the cost can be reduced.
【0072】実施例2では、鉛直斜め下方向にマスク材
2を吐出するようにインクジェットヘッド12a,12
bを配置しているが、基板1の配置を上下逆として斜め
上方向にマスク材2を吐出した場合は、側面に塗布され
なかったマスク材2が表面に付着することとなり、特性
劣化が生じる。それ故、基板側面にもマスク材2を塗布
する場合は、マスク材塗布用インクジェットヘッド12
a,12bを基板1の上方に配置してマスク材の吐出方
向を斜め下方向とすることが望ましい。具体的には、上
記入射角θが20°未満の場合は基板上面(裏面)端部
の塗布幅の精度が低下するため、上記入射角θは20°
〜90°(20°≦θ≦90°)に設定することが好ま
しい。In the second embodiment, the ink jet heads 12a, 12 are so arranged that the mask material 2 is discharged in a vertically downward direction.
Although b is arranged, when the mask material 2 is discharged obliquely upward with the substrate 1 arranged upside down, the mask material 2 not applied to the side surfaces adheres to the surface, resulting in deterioration of characteristics. . Therefore, when the mask material 2 is applied also to the side surface of the substrate, the inkjet head 12 for applying the mask material is used.
It is desirable that a and 12b are arranged above the substrate 1 so that the discharge direction of the mask material is obliquely downward. Specifically, when the incident angle θ is less than 20 °, the accuracy of the coating width at the edge of the upper surface (back surface) of the substrate decreases, so the incident angle θ is 20 °.
It is preferable to set to 90 ° (20 ° ≦ θ ≦ 90 °).
【0073】また、マスク材の塗布範囲を基板裏面端部
から0.5mmとしたが、側面にもマスク材を塗布する
ため、実施例1のように側面にマスク材を塗布しない場
合よりマスク材の幅が狭くても同様の特性を得ることが
できる。そのため、裏面のAl電極6の面積を広くする
ことができるため開放電圧を向上させることが可能とな
る。Further, the mask material application range is set to 0.5 mm from the back end of the substrate. However, since the mask material is applied to the side surface as well, the mask material is applied more than when the side surface is not applied with the mask material as in the first embodiment. The same characteristics can be obtained even if the width of is small. Therefore, the area of the Al electrode 6 on the back surface can be increased, so that the open circuit voltage can be improved.
【0074】以上、多結晶半導体基板を使用した太陽電
池について説明したが、半導体基板は単結晶半導体基板
であってもよい。Although the solar cell using the polycrystalline semiconductor substrate has been described above, the semiconductor substrate may be a single crystal semiconductor substrate.
【0075】また、以上に説明した第1および第2の実
施の形態における装置構成については、インクジェット
ヘッド前方に配置された形状測定手段からの情報をもと
に、インクジェットヘッドが備える複数吐出ノズルのう
ち動作させる吐出ノズルを制御した。しかし、基板1の
形状のバラツキが十分小さい場合には、形状測定手段を
設けず、インクジェットヘッドの上流側に基板の位置ず
れあるいは角度を調整する手段を設けることで、マスク
材あるいはドーパント液を所定の領域に塗布することが
可能となる。具体的には、インクジェットヘッドの上流
に、基板の前後左右を機械的に接触させることにより基
板チャック11と基板1との中心を一致させ、かつ基板
の進行方向に対して基板の2辺を平行に一致させる機構
を配置し、上記動作中は基板チャック11の保持動作は
行わず、上記一致動作終了後に基板チャック11の保持
動作を行うことで、下流のインクジェットヘッドにおい
て所定領域に塗布することが可能となる。この場合は、
装置を簡略化できるため、装置価格が安価にすることが
できる。また、基板の位置及び角度を調整する手段と基
板形状測定手段を併用して設けても良く、その場合最上
流側に基板の位置及び角度を調整する手段を設けること
で、それぞれを単独で設ける場合に比べて、より精度良
く塗布することができる。Further, regarding the apparatus configurations in the first and second embodiments described above, based on the information from the shape measuring means arranged in front of the ink jet head, the plural ejection nozzles of the ink jet head are The ejection nozzle to be operated was controlled. However, when the variation in the shape of the substrate 1 is sufficiently small, the shape measuring means is not provided, but a means for adjusting the position shift or the angle of the substrate is provided on the upstream side of the ink jet head, so that the mask material or the dopant liquid is predetermined. Can be applied to the area. Specifically, the centers of the substrate chuck 11 and the substrate 1 are aligned by mechanically contacting the front, rear, left, and right of the substrate upstream of the inkjet head, and the two sides of the substrate are parallel to the traveling direction of the substrate. By disposing a mechanism for matching the substrate chuck 11 with each other, the holding operation of the substrate chuck 11 is not performed during the above operation, and the holding operation of the substrate chuck 11 is performed after the matching operation is completed, so that the predetermined area can be applied to the downstream inkjet head. It will be possible. in this case,
Since the device can be simplified, the device price can be reduced. Further, the means for adjusting the position and the angle of the substrate and the board shape measuring means may be provided in combination, and in this case, by providing the means for adjusting the position and the angle of the board on the most upstream side, each is provided independently. Compared with the case, it can be applied more accurately.
【0076】また、上記第1および第2の実施形態で
は、基板を水平方向に移動させる一般的な場合を説明し
たが、鉛直方向に移動させるようにしてもよい。In the first and second embodiments, the general case of moving the substrate in the horizontal direction has been described, but the substrate may be moved in the vertical direction.
【0077】また、上記第1および第2の実施形態で
は、2組のインクヘッドを一列に設け、これら2組のイ
ンクヘッドの間で基板を90°回転させたが、2組のイ
ンクヘッドを垂直方向に配置して、基板の進行方向を9
0°折り曲げるようにすれば、基板自体を90°回転さ
せなくてもよい。In the first and second embodiments, two sets of ink heads are provided in a line, and the substrate is rotated 90 ° between these two sets of ink heads. Place vertically and set the direction of travel of the substrate to 9
If it is bent at 0 °, the substrate itself does not have to be rotated at 90 °.
【0078】[0078]
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明の太陽
電池は、半導体基板の一面にpn接合を形成する太陽電
池において、上記一面に対する裏面の端部あるいは端部
と側面のみにpn接合形成防止のためのマスク材をイン
クジェット方式で形成することで、マスク材剥離工程の
ない簡単なプロセスで太陽電池が作成できるため、特性
のばらつきが少なく特性歩留りの良好な太陽電池が得ら
れ、従来のプロセス以上の光電変換特性を得ることがで
きる。As is clear from the above, the solar cell of the present invention is a solar cell in which a pn junction is formed on one surface of a semiconductor substrate. By forming a mask material for prevention by an inkjet method, a solar cell can be created by a simple process without a mask material peeling step, and thus a solar cell with good characteristic yield and less variation in characteristics can be obtained. It is possible to obtain a photoelectric conversion characteristic higher than that of the process.
【0079】また、本発明の太陽電池の製造方法は、半
導体基板の裏面の端部領域(望ましくは0.1〜2mm
の領域)、あるいは裏面の端部領域(望ましくは0.1
〜2mmの領域)および側面にpn接合形成防止のため
のマスク材をインクジェット方式を用いて裏面電極と重
ならない領域に塗布し、その工程と同時あるいは、その
後にドーパント液を例えばインクジェット方式あるいは
スプレー法を用いて表面に塗布し、その後に熱処理を行
いドーパントを拡散させることにより基板表面側前面に
pn接合を形成するため、マスク材剥離プロセスない簡
単なプロセスで、良好な光電変換特性を有する太陽電池
を製造できる。Further, in the method for manufacturing a solar cell of the present invention, an end region (preferably 0.1 to 2 mm) on the back surface of the semiconductor substrate is used.
Area) or the edge area of the back surface (preferably 0.1
(A region of about 2 mm) and a side face thereof are coated with a mask material for preventing the formation of a pn junction in a region which does not overlap with the back electrode by using an inkjet method, and at the same time as or after that step, a dopant liquid is used, for example, an inkjet method or a spray method A solar cell having good photoelectric conversion characteristics by a simple process without a mask material peeling process, since a pn junction is formed on the front surface side of the substrate surface by applying a heat treatment to the surface of the substrate to diffuse the dopant. Can be manufactured.
【0080】また、具体的には、上記マスク材を塗布す
る際、インクジェット方式により基板の裏面に対して斜
めに入射させることによって、容易に基板裏面端部およ
び側面に同時にマスク材を塗布することが可能となる。In addition, specifically, when the mask material is applied, the mask material can be easily applied simultaneously to the edge and the side surface of the back surface of the substrate by allowing the ink to obliquely enter the back surface of the substrate. Is possible.
【0081】また、上記マスク材を塗布する際、角型基
板の対向する2辺の基板裏面の端部、あるいは端部と側
面の所定領域に塗布した後、基板を略90°回転させ、
さらに相対移動する角型基板の他の平行2辺の基板裏面
の端部、あるいは端部と側面の所定領域に塗布すること
で、角型基板の裏面の4辺の端部、あるいは端部と側面
領域のみに、容易かつ高速にマスク材を塗布することが
可能となる。When the mask material is applied, it is applied to the ends of the back surface of the two opposite sides of the rectangular substrate, or to the predetermined regions of the ends and the side surfaces, and then the substrate is rotated by about 90 °.
Further, by applying to other end portions of the substrate back surface of the other two parallel sides of the square substrate which relatively moves, or to a predetermined region of the end portion and the side surface, the end portions of the four sides of the back surface of the square substrate or the end portions It becomes possible to easily and rapidly apply the mask material only to the side surface region.
【0082】また、本発明の太陽電池の製造装置は、半
導体基板を保持する保持手段と、略列状に並んだ複数の
ノズルを有し、上記半導体基板の第1の面(基板裏面と
なる)の所定の端部領域にpn接合形成防止のためのマ
スク材を塗布するためのインクジェットヘッド手段と、
上記半導体基板の第1の面の反対側の第2の面(基板表
面となる)にドーパント液を塗布する塗布手段と、上記
基板を上記インクジェットヘッド手段に対して、上記ノ
ズルの整列方向と直交する方向に相対移動させる移動手
段とを備え、上記保持手段はマスク材を塗布する上記第
1の面側で上記基板を保持するようにしているので、こ
の製造装置を用いれば、太陽電池の製造工程において、
基板の裏表反転が不要である。したがって、基板受け渡
しミスにより発生する基板割れを低減できる。また、イ
ンクジェット方式によるマスク材の塗布はスピンコート
法に要求される基板回転の加減速が不要であるため、回
転モーメントにより発生する基板割れを低減できると共
に、処理時間を短縮できる。Further, the solar cell manufacturing apparatus of the present invention has a holding means for holding the semiconductor substrate and a plurality of nozzles arranged in a substantially row, and has the first surface of the semiconductor substrate (the back surface of the substrate). Inkjet head means for applying a mask material for preventing the formation of a pn junction to a predetermined end region of FIG.
A coating means for coating the second surface (which becomes the surface of the substrate) opposite to the first surface of the semiconductor substrate with a dopant liquid; and the substrate, which is perpendicular to the inkjet head means, in the alignment direction of the nozzles. Since the holding means holds the substrate on the side of the first surface on which the mask material is applied, the manufacturing apparatus is used to manufacture a solar cell. In the process
It is not necessary to turn the board over. Therefore, it is possible to reduce the breakage of the substrate caused by the substrate transfer error. Further, since application of the mask material by the inkjet method does not require acceleration / deceleration of the substrate rotation required for the spin coating method, it is possible to reduce the substrate breakage caused by the rotation moment and reduce the processing time.
【図1】 (a)〜(g)は、本発明の第1の実施の形
態の製造方法によって形成される太陽電池の各製造工程
での断面を示す図であり、(h)および (i)はそれぞ
れ、(b)および(g)に対応する底面図である。1 (a) to 1 (g) are views showing a cross section in each manufacturing step of a solar cell formed by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, and (h) and (i) ) Are bottom views corresponding to (b) and (g), respectively.
【図2】 本発明の第1の実施の形態で使用される太陽
電池製造装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a solar cell manufacturing apparatus used in the first embodiment of the present invention.
【図3】 (a)〜(g)は従来の製造方法によって形
成される従来構造の太陽電池(比較例)の各製造工程で
の断面示す図であり、(h)は(b)に対応する底面図
である。3 (a) to 3 (g) are cross-sectional views in each manufacturing process of a solar cell (comparative example) having a conventional structure formed by a conventional manufacturing method, and FIG. 3 (h) corresponds to (b). FIG.
【図4】 (a)〜(g)は、本発明の第2の実施の形
態の製造方法によって形成される太陽電池の各製造工程
での断面を示す図であり、(h)および (i)はそれぞ
れ、(b)および(g)に対応する底面図である。FIGS. 4 (a) to 4 (g) are views showing a cross section in each manufacturing step of a solar cell formed by the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. ) Are bottom views corresponding to (b) and (g), respectively.
【図5】 (a)は本発明の第2の実施の形態で使用さ
れる太陽電池製造装置の概略図であり、(b),(c)
は基板に対するインクジェットヘッドの設置位置を説明
する図、そして(d)はインクジェットヘッドの吐出角
度を説明する図である。5A is a schematic view of a solar cell manufacturing apparatus used in the second embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 3A is a diagram illustrating the installation position of the inkjet head with respect to the substrate, and FIG. 7D is a diagram illustrating the ejection angle of the inkjet head.
1…基板 2…マスク材 3…ドーパント液 3a…PSG層 4…n+層 5…反射防止膜 6…Al電極 7、8…Ag電極 9…P+拡散層 11…基板チャック 12a、12b…マスク材塗布用インクジェットヘッド 13a、13b…基板形状測定器 14…ドーパント液塗布用インクジェットヘッドDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Mask material 3 ... Dopant liquid 3a ... PSG layer 4 ... n + layer 5 ... Antireflection film 6 ... Al electrode 7, 8 ... Ag electrode 9 ... P + diffusion layer 11 ... Substrate chuck 12a, 12b ... Mask Inkjet heads for material coating 13a, 13b ... Substrate shape measuring device 14 ... Inkjet head for dopant liquid application
Claims (18)
合と、 上記半導体基板の裏面の所定の端部領域に形成されたp
n接合形成防止用のマスク材と、 上記半導体基板の表面および裏面に形成された電極とを
備えたことを特徴とする太陽電池。1. A pn junction formed on the front surface side of a semiconductor substrate and a p-type junction formed on a predetermined end region of the back surface of the semiconductor substrate.
A solar cell comprising an n-junction formation preventing mask material and electrodes formed on the front and back surfaces of the semiconductor substrate.
あることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。2. The solar cell according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a substantially rectangular semiconductor substrate.
も形成されていることを特徴とする請求項1または2に
記載の太陽電池。3. The solar cell according to claim 1, wherein the mask material is also formed on a side surface of the semiconductor substrate.
ク材の形成された端部領域以外の裏面領域に形成されて
いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに
記載の太陽電池。4. The electrode formed on the back surface is formed on a back surface region other than an end region where the mask material is formed, according to any one of claims 1 to 3. Solar cells.
板端から2mmまでの範囲にあることを特徴とする請求
項1乃至4のいずれか一つに記載の太陽電池。5. The solar cell according to claim 1, wherein the end region where the mask material is formed is within a range of 2 mm from the end of the substrate.
にpn接合形成防止のためのマスク材をインクジェット
方式を用いて塗布する工程と、 上記第1の面の反対側の第2の面にドーパント液を塗布
する工程と、 熱処理を行ってドーパントを半導体基板の上記第2の面
に拡散させることにより、上記第2の面側で基板全面に
pn接合を形成する工程と、 上記第2の面上のドーパントを除去する工程と、を備え
たことを特徴とする太陽電池の製造方法。6. A step of applying a mask material for preventing formation of a pn junction to a predetermined end region of the first surface of the semiconductor substrate by using an ink jet method, and a second step on the opposite side of the first surface. A step of applying a dopant solution to the surface of the semiconductor substrate, and a step of performing a heat treatment to diffuse the dopant into the second surface of the semiconductor substrate to form a pn junction on the entire surface of the substrate on the second surface side. And a step of removing the dopant on the second surface.
程は、上記基板の対向する2辺に沿って塗布する工程
と、他の対向する2辺に沿って塗布する工程を含むこと
を特徴とする請求項6に記載の太陽電池の製造方法。7. The semiconductor substrate is a substantially rectangular substrate, and the step of applying the mask material using an ink jet method is a step of applying the mask material along two opposite sides of the substrate, and another step of facing the other side. The method for manufacturing a solar cell according to claim 6, comprising a step of applying along two sides.
いて塗布する工程は、上記基板の対向する2辺に沿って
塗布する工程と、他の対向する2辺に沿って塗布する工
程との間に、上記基板を90°回転させる工程を含むこ
とを特徴とする請求項7に記載の太陽電池の製造方法。8. The step of applying the mask material using an inkjet method is performed between the step of applying along the two opposite sides of the substrate and the step of applying along the other two opposite sides. The method for manufacturing a solar cell according to claim 7, further comprising the step of rotating the substrate by 90 °.
いて塗布する工程は、上記マスク材を上記第1の面に対
して垂直方向に入射させることによって行うことを特徴
とする請求項6乃至8の何れか一つに記載の太陽電池の
製造方法。9. The method according to claim 6, wherein the step of applying the mask material using an inkjet method is performed by causing the mask material to enter in a direction perpendicular to the first surface. The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims.
用いて塗布する工程は、上記マスク材を上記第1の面に
対して斜め方向に入射させることによって行うことを特
徴とする請求項6乃至8の何れか一つに記載の太陽電池
の製造方法。10. The method according to claim 6, wherein the step of applying the mask material by using an inkjet method is performed by causing the mask material to enter the first surface in an oblique direction. The method for manufacturing a solar cell according to any one of claims.
第1の面の所定の端部領域にpn接合形成防止のための
マスク材を塗布するためのインクジェットヘッド手段
と、 上記半導体基板の第1の面の反対側の第2の面にドーパ
ント液を塗布する塗布手段と、 上記基板を上記インクジェットヘッド手段に対して、上
記ノズルの整列方向と直交する方向に相対移動させる移
動手段とを備え、 上記保持手段はマスク材を塗布する上記第1の面側で上
記基板を保持することを特徴とする太陽電池の製造装
置。11. A mask for holding a semiconductor substrate, and a plurality of nozzles arranged in a line, and a mask for preventing formation of a pn junction in a predetermined end region of the first surface of the semiconductor substrate. An inkjet head means for applying a material; an applying means for applying a dopant liquid to a second surface of the semiconductor substrate opposite to the first surface; and a nozzle for the substrate with respect to the inkjet head means. And a moving means for relatively moving the substrate in a direction orthogonal to the alignment direction, wherein the holding means holds the substrate on the first surface side on which the mask material is applied.
記基板の移動方向に所定の間隔をおいて配置された2組
のインクジェットヘッドを備え、組をなす2つのインク
ジェットヘッドは上記基板の対向する2辺に沿った端部
領域を塗布できる位置に配置されており、 また、上記保持手段は、上記2組のインクジェットヘッ
ドの間で上記基板を略90°回転させる手段を備えたこ
とを特徴とする請求項11に記載の太陽電池の製造装
置。12. The ink jet head means comprises two sets of ink jet heads arranged at a predetermined interval in a moving direction of the substrate, and two ink jet heads forming a set are provided on two opposite sides of the substrate. 7. The holding means is arranged at a position where an end region can be applied, and the holding means includes means for rotating the substrate by approximately 90 ° between the two sets of inkjet heads. 11. The solar cell manufacturing apparatus according to item 11.
は、上記基板の一辺の長さをカバーするノズル列を有す
るインクジェットヘッドであり、 上記マスク材のためのインクジェットヘッド手段は、マ
スク材を上記基板の第1の面に対して垂直に吐出するよ
うに配置される一方、上記ドーパント液のためのインク
ジェットヘッドは、ドーパント液を上記基板の第2の面
に対して垂直に吐出するよう、基板に対して上記マスク
材のためのインクジェットヘッド手段とは反対側に配置
されることを特徴とする請求項11または12に記載の
太陽電池の製造装置。13. The coating means for the dopant liquid is an inkjet head having a nozzle row covering a length of one side of the substrate, and the inkjet head means for the mask material includes the mask material on the substrate. The inkjet head for the dopant liquid is arranged to eject the dopant liquid perpendicularly to the second surface of the substrate while being arranged to eject the dopant liquid perpendicularly to the second surface of the substrate. On the other hand, the solar cell manufacturing apparatus according to claim 11 or 12, which is arranged on a side opposite to an inkjet head means for the mask material.
に配置されるとともに上記基板の第1の面を鉛直方向下
向きに保持し、 上記マスク材のためのインクジェットヘッド手段は基板
に対して鉛直方向下方に配置される一方、上記ドーパン
ト液のためのインクジェットヘッドは基板に対して鉛直
方向上方に配置されることを特徴とする請求項13に記
載の太陽電池の製造装置。14. The holding means is disposed vertically below the substrate and holds the first surface of the substrate vertically downward, and the ink jet head means for the mask material is vertical to the substrate. The solar cell manufacturing apparatus according to claim 13, wherein the inkjet head for the dopant liquid is arranged vertically upward with respect to the substrate while being arranged downward in the direction.
は、上記基板の一辺の長さをカバーするノズル列を有す
るインクジェットヘッドであり、 上記インクジェットヘッド手段は、マスク材が上記基板
の側面に対する入射角θが20°〜90°となるよう
に、上記マスク材を上記基板の第1の面および側面に対
して斜め方向に吐出するように配置される一方、上記ド
ーパント液のためのインクジェットヘッドは、ドーパン
ト液を上記基板の第2の面に対して垂直に吐出するよう
配置されることを特徴とする請求項10または11に記
載の太陽電池の製造装置。15. The coating means for the dopant liquid is an inkjet head having a nozzle row covering a length of one side of the substrate, and the inkjet head means is such that the mask material has an incident angle with respect to a side surface of the substrate. The inkjet head for the dopant liquid is arranged so as to discharge the mask material in an oblique direction with respect to the first surface and the side surface of the substrate so that θ becomes 20 ° to 90 °. The solar cell manufacturing apparatus according to claim 10 or 11, wherein the dopant liquid is arranged so as to be discharged perpendicularly to the second surface of the substrate.
上方に配置されると共に上記基板の第1の面を鉛直方向
上向きに保持し、 上記インクジェットヘッド手段は上記基板の第1の面に
対して斜め上方からマスク材を吐出するように配置され
る一方、上記ドーパント液のためのインクジェットヘッ
ドは基板に対して鉛直方向下方に配置されることを特徴
とする請求項15に記載の太陽電池の製造装置。16. The holding means is disposed vertically above the substrate and holds the first surface of the substrate vertically upward, and the ink jet head means holds the first surface of the substrate with respect to the first surface. 16. The solar cell according to claim 15, wherein the mask material is arranged so as to be discharged obliquely from above and the inkjet head for the dopant liquid is arranged vertically below the substrate. Manufacturing equipment.
材を塗布するためのインクジェットヘッド手段よりも上
流側に、基板の位置および角度を調整する手段をさらに
備えたことを特徴とする請求項10乃至16の何れか一
つに記載の太陽電池の製造装置。17. A means for adjusting the position and angle of the substrate is further provided on the upstream side of an inkjet head means for applying the mask material with respect to the moving direction of the substrate. 17. The solar cell manufacturing apparatus according to any one of 10 to 16.
スク材を塗布するためのインクジェットヘッド手段より
も上流側に、基板の形状を測定する手段を備え、上記基
板形状測定手段からの情報を基にインクジェットヘッド
手段のノズルの動作を制御することを特徴とする請求項
10乃至16の何れか一つに記載の太陽電池の製造装
置。18. A means for measuring the shape of the substrate is provided on the upstream side of an inkjet head means for applying the mask material with respect to the moving direction of the substrate, and information from the means for measuring the shape of the substrate is provided. 17. The apparatus for manufacturing a solar cell according to claim 10, wherein the operation of the nozzle of the inkjet head means is controlled based on the above.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007103793A (en) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Sharp Corp | Manufacturing method for photoelectric conversion device |
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CN101894888A (en) * | 2010-07-16 | 2010-11-24 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | Solar cell manufacturing process for blocking back diffusion by using mask |
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2001
- 2001-09-13 JP JP2001278122A patent/JP2003086817A/en active Pending
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