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公開番号2025026350
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024115714
出願日2024-07-19
発明の名称太陽電池及びその製造方法
出願人横店集団東磁股ふん有限公司
代理人TRY国際弁理士法人
主分類H10F 10/166 20250101AFI20250214BHJP()
要約【課題】太陽電池及びその製造方法である。
【解決手段】該太陽電池(100)の製造方法では、第1側のトンネル酸化物層(120)に非晶質シリコン層を形成し、拡散ドーピング処理によって第1過程でドープトポリシリコン層(130)を形成し、第2過程でドープトポリシリコン層にドープ酸化物層を形成する。ドープ酸化物層を形成した後、レーザードーピングプロセスにより第1側に選択的再ドーピングを行い、高濃度ドープ領域に選択的エミッタ電極を形成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板の第１側にトンネル酸化物層を形成する工程と、
前記トンネル酸化物層に非晶質シリコン層を形成する工程と、
非晶質シリコン層に対して拡散ドーピング処理を行う工程であって、前記非晶質シリコン層にドープトポリシリコン層と、前記ドープトポリシリコン層上にあるドープ酸化物層とが形成されるように、拡散チャンバーにドーピング源及び酸素源を注入し、前記非晶質シリコン層を加熱する第１過程と、前記ドーピング源の注入を停止し、そのまま酸素源を注入して、前記ドープ酸化物層の厚さを増加する第２過程と、を含む工程と、
レーザードーピングプロセスによって前記ドープトポリシリコン層に高濃度ドープ領域を形成する工程と、を含む
ことを特徴とする太陽電池の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記製造方法は、以下の特徴（１）～（２）の少なくとも一つに合致し、
（１）前記第１過程で、プロセス温度は８２０～８８０℃であり、
（２）前記第２過程で、プロセス温度は８５０～９２０℃である
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第２過程で、前記ドープ酸化物層の厚さを８０～１２０ｎｍとして制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記製造方法は、以下の特徴（１）～（２）の少なくとも一つに合致し、
（１）前記トンネル酸化物層の厚さは０．５～２ｎｍであり、
（２）前記非晶質シリコン層の厚さは１５～４０ｎｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記製造方法は、以下の特徴（１）～（３）の少なくとも一つに合致し、
（１）前記レーザードーピングプロセスで用いられる光源波長は３５０～７００ｎｍであり、
（２）前記レーザードーピングプロセスで形成されたライトスポットの幅は６０～１２０ｎｍであり、
（３）前記高濃度ドープ領域のドープ濃度は２×１０
２０
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
～２×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
であり、
（４）前記高濃度ドープ領域のシート抵抗は１０～２５ｏｈｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記レーザードーピングプロセスの後、前記製造方法は、
熱酸化プロセスによって背面に熱酸化層を形成する工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記製造方法は、以下の特徴（１）～（３）の少なくとも一つに合致し、
（１）前記熱酸化プロセスの温度は１０００～１２００℃であり、
（２）前記熱酸化プロセスの時間は４０００～１００００秒であり、
（３）前記熱酸化層の厚さは６０～２００ｎｍである
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。
【請求項８】
前記製造方法は、
前記シリコン基板の第２側にエミッタ電極を形成する工程であって、前記第２側が前第１側と対向して設けられる工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記製造方法は、
前記高濃度ドープ領域に接触する第１電極を製造する工程、及び／または、
前記エミッタ電極に接触する第２電極を製造する工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
太陽電池であって、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の製造方法で製造された
ことを特徴とする太陽電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、太陽光発電の技術分野に関し、特に太陽電池及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽光発電の技術分野で、ＴＯＰＣｏｎ電池（トンネル酸化物層不動態化接触セル，ＴｕｎｎｅｌＯｘｉｄｅＰａｓｓｉｖａｔｅｄＣｏｎｔａｃｔｃｅｌｌ）の前面は、一般的なＰＥＲＣ電池（エミッタ電極背面不動態化セル，ＰａｓｓｉｖａｔｅｄＥｍｉｔｔｅｒａｎｄＲｅａｒＣｅｌｌ）と類似し、ＴＯＰＣｏｎ電池の特徴としては、背面に一層のトンネル酸化物層が設けられ、トンネル酸化物層に一層のドープトポリシリコン層が設けられ、両者がともに不動態化接触構造を形成し、シリコンウェーハの背面に優れた界面不動態化を提供する。
【０００３】
ＳＥ（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＥｍｉｔｔｅｒ）プロセスは選択的エミッタ電極技術で、グリッドとシリコンウェーハとの接触位置で高濃度ドーピング（即ち高濃度ドーピング）を行い、電極以外の領域で低濃度ドーピング（即ち低濃度ドーピング）を行う技術である。選択的エミッタ電極技術は、一方で、シリコンウェーハとグリッドとの間の接触抵抗を低減させ、電池の直列抵抗を低下させることができ、他方で、低濃度ドーピング領域は、表面複合を低下させ、少数キャリアの寿命を延ばし、よって電池の短絡電流及び開回路電圧を向上させることができる。
【０００４】
関連技術において、まず低濃度ドーピングの第１シリコン層を蒸着し、さらにこの上で、高濃度ドーピングの第２シリコン層を蒸着し、その後、メタライゼーションパターンに応じて非メタライゼーションパターン領域の第２シリコン層を除去する。第２シリコン層及び第１シリコン層は、本質的にいずれもシリコンであるが、相違としてはドープ濃度の違いのみであるため、第２シリコン層の除去に使用される方法に関係なく、プロセスウィンドウはいずれも制御しにくく、第１シリコン層も除去しやすく、シリコン基板を露出し、背面不動態化構造がなくなる。
【発明の概要】
【０００５】
これにより、関連プロセスでシリコン層を除去し、シリコン基板を露出し、背面の不動態化構造を失うことが容易になる問題を解決する太陽電池及びその製造方法を提供する必要がある。
【０００６】
太陽電池の製造方法であって、
シリコン基板の第１側にトンネル酸化物層を形成する工程と、
前記トンネル酸化物層に非晶質シリコン層を形成する工程と、
拡散ドーピング処理を行う工程であって、前記非晶質シリコン層にドープトポリシリコン層と、前記ドープトポリシリコン層上にあるドープ酸化物層とが形成されるように、前記拡散チャンバーにドーピング源及び酸素源を注入し、前記非晶質シリコン層を加熱する第１過程と、前記ドーピング源の注入を停止し、そのまま酸素源を注入して、前記ドープ酸化物層の厚さを増加する第２過程と、を含む工程と、
レーザードーピングプロセスによって前記ドープトポリシリコン層に高濃度ドープ領域を形成する工程と、を含む。
【０００７】
一実施例において、前記製造方法は、下記の特徴（１）～（２）のうちの少なくとも一つに合致し、
（１）前記第１過程で、プロセス温度は８２０～８８０℃であり、
（２）前記第２過程で、プロセス温度は８５０～９２０℃である。
【０００８】
一実施例において、前記製造方法は、下記の特徴（１）～（２）のうちの少なくとも一つに合致し、
（１）ドープトポリシリコン層のドープ濃度は１×１０
２０
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
～３×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
であり、ドープトポリシリコン層のドープ濃度は１×１０
２０
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
～３×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
であり、
（２）ドープトポリシリコン層のシート抵抗は２５～４５ｏｈｍである。
【０００９】
一実施例において、前記第２過程で、前記ドープ酸化物層の厚さを８０～１２０ｎｍとして制御する。
【００１０】
一実施例において、前記製造方法は、下記の特徴（１）～（２）のうちの少なくとも一つに合致し、
（１）前記トンネル酸化物層の厚さは０．５～２ｎｍであり、
（２）前記非晶質シリコン層の厚さは１５～４０ｎｍである。
（【００１１】以降は省略されています）

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