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公開番号
2025071534
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-05-08
出願番号
2023181777
出願日
2023-10-23
発明の名称
太陽電池の製造方法、および、太陽電池
出願人
株式会社カネカ
代理人
個人
,
個人
主分類
H10F
10/00 20250101AFI20250428BHJP()
要約
【課題】性能向上が可能な太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池1の製造方法は、a)第1基板洗浄工程と、b)第1半導体層材料膜およびリフトオフ層材料膜を形成する工程と、c)材料膜をエッチングして、第1半導体層23,25およびリフトオフ層を形成する工程と、ここで、第1領域7の第3領域9におけるリフトオフ層の端部が、サイドエッチングによって変質して変質部となり、d)第2基板洗浄工程と、ここで、酸化溶液がオゾンを含み、酸化膜除去溶液がフッ酸および塩酸を含み、変質部は塩素Clを含み、e)第2半導体層材料膜を形成する工程と、f)リフトオフ法を用いて第2半導体層33,35を形成する工程と、ここで、第3領域9における変質部が残り、g)第3領域9における変質部である絶縁層43で分離するように、第1電極層27および第2電極層37を形成する工程と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲
【請求項1】
半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部である第1領域に配置された第1導電型半導体層を含む第1半導体層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部である第2領域に配置された第2導電型半導体層を含む第2半導体層と、前記第1半導体層に対応する第1電極層と、前記第2半導体層に対応する第2電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
第1洗浄溶液を用いて、前記半導体基板の前記裏面側を洗浄する第1基板洗浄工程と、
前記半導体基板の前記裏面側の全面に、第1半導体層の材料膜およびリフトオフ層の材料膜を形成する第1半導体層材料膜形成工程と、
レジストを用いて、前記第2領域における前記第1半導体層の材料膜および前記リフトオフ層の材料膜をエッチングすることにより、前記第1領域に前記第1半導体層および前記リフトオフ層を形成する第1半導体層形成工程と、
第2洗浄溶液を用いて、前記第2領域における前記半導体基板の前記裏面側を洗浄する第2基板洗浄工程と、
前記半導体基板の前記裏面側の全面に、第2半導体層の材料膜を形成する第2半導体層材料膜形成工程と、
リフトオフ法を用いて、前記リフトオフ層をエッチング除去することにより、前記第2領域に前記第2半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、
前記第1領域に前記第1電極層を形成し、前記第2領域に前記第2電極層を形成する電極層形成工程と、
を含み、
前記第1基板洗浄工程は、
前記第1洗浄溶液として第1酸化溶液を用いて、前記半導体基板の前記裏面側に第1酸化膜を形成する第1酸化工程と、
前記第1洗浄溶液として第1酸化膜除去溶液を用いて、前記第1酸化膜を除去する第1酸化膜除去工程と、
を含み、
前記第2基板洗浄工程は、
前記第2洗浄溶液として第2酸化溶液を用いて、前記半導体基板の前記裏面側に第2酸化膜を形成する第2酸化工程と、
前記第2洗浄溶液として第2酸化膜除去溶液を用いて、前記第2酸化膜を除去する第2酸化膜除去工程と、
を含み、
前記第1半導体層形成工程では、前記第1領域の前記第2領域側の一部である第3領域における前記リフトオフ層の端部が、サイドエッチングによって変質して変質部となり、
前記第2基板洗浄工程では、前記第2酸化溶液がオゾンを含み、前記第2酸化膜除去溶液がフッ酸および塩酸を含み、前記変質部は金属イオンを低減され塩素を含み、
前記第2半導体層形成工程では、前記第3領域における前記リフトオフ層の変質部が残り、
前記電極層形成工程では、前記第3領域における前記リフトオフ層の変質部である絶縁層で分離するように、前記第1電極層および前記第2電極層を形成する、
太陽電池の製造方法。
続きを表示(約 960 文字)
【請求項2】
前記第1半導体層は前記第1導電型半導体層としてp型半導体層を含み、前記第2半導体層は前記第2導電型半導体層としてn型半導体層を含み、
前記第1基板洗浄工程では、前記第1酸化溶液がオゾンを含み、前記第1酸化膜除去溶液がフッ酸を含み塩酸を含まず、前記半導体基板の前記裏面側には塩素Clが付着せず、
前記第1半導体層材料膜形成工程では、前記第2半導体層の材料膜の前記半導体基板側の一部は塩素を含まず、
前記第1半導体層形成工程では、前記第2半導体層の前記半導体基板側の一部は塩素を含まず、
前記第2基板洗浄工程では、前記第2領域における前記半導体基板の前記裏面側には塩素が付着し、
前記第2半導体層材料膜形成工程では、前記第2領域における前記第2半導体層の材料膜の前記半導体基板側の一部は塩素を含み、
前記第2半導体層形成工程では、前記第2半導体層の前記半導体基板側の一部は塩素を含む、
請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項3】
半導体基板と、前記半導体基板の裏面側の一部である第1領域に配置された第1導電型半導体層を含む第1半導体層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部である第2領域に配置された第2導電型半導体層を含む第2半導体層と、前記第1半導体層に対応する第1電極層と、前記第2半導体層に対応する第2電極層とを備える裏面電極型の太陽電池であって、
前記第1電極層と前記第2電極層との間であって、前記第1領域の前記第2領域側の一部である第3領域には、塩素Clを含有する絶縁層が配置されている、
太陽電池。
【請求項4】
前記第1半導体層は前記第1導電型半導体層としてp型半導体層を含み、前記第2半導体層は前記第2導電型半導体層としてn型半導体層を含み、
前記第1半導体層の前記半導体基板側の一部は塩素を含まず、
前記第2半導体層の前記半導体基板側の一部は塩素を含む、
請求項3に記載の太陽電池。
【請求項5】
前記絶縁層は、SiO、SiN、SiC、SiCN、SiON、SiOCおよびSiOCNのうちのいずれかを含む、請求項3に記載の太陽電池。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、裏面電極型(バックコンタクト型)の太陽電池の製造方法、および、裏面電極型の太陽電池に関する。
続きを表示(約 1,500 文字)
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。このような裏面電極型の太陽電池は、光電変換層として機能する半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に順に積層された第1導電型半導体層を含む第1半導体層および第1電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層された第2導電型半導体層を含む第2半導体層および第2電極層とを備える。
【0003】
一般に、第1半導体層のパターニング(1回目のパターニング)および第2半導体層のパターニング(2回目のパターニング)において、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法が用いられる。しかし、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法では、例えばスピンコート法によるフォトレジスト塗布、フォトレジスト乾燥、フォトレジスト露光、フォトレジスト現像、フォトレジストをマスクとして用いた半導体層のエッチング、およびフォトレジスト剥離のプロセスが必要であり、プロセスが複雑であった。
【0004】
この点に関し、特許文献1には、2回目のパターニングにおいて、リフトオフ層(犠牲層)を用いたリフトオフ法により、パターニングのプロセスの簡略化を図る技術が記載されている。
【0005】
また、1回目のパターニング前の第1半導体層の製膜前には、半導体基板の製膜面(表面)の洗浄が行われることがある。また、2回目のパターニング前の第2半導体層の製膜前には、半導体基板の製膜面(表面)の洗浄が行われることがある。これらの半導体基板の表面の洗浄では、オゾン水等の酸化溶液を用いて半導体基板の表面に酸化膜を形成し、フッ酸等の酸性溶液(酸化膜除去溶液)を用いて半導体基板の表面の酸化膜を除去する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2014-75526号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
裏面電極型の太陽電池では、半導体基板の裏面側に形成された第1電極層と第2電極層との絶縁性の向上が性能向上に寄与する。
【0008】
本発明は、性能向上が可能な太陽電池の製造方法および太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
ここで、本願発明者は、リフトオフ法による2回目のパターニング前の第2半導体層の製膜前の半導体基板の洗浄において、洗浄溶液(酸化膜除去溶液)として、フッ酸HF等の酸性溶液に塩酸HClを含むことにより、1回目のパターニングにおいてサイドエッチングにより変質したリフトオフ層の端部の変質部に、塩酸HClが浸食して塩素Clが残り、塩素Clを含むリフトオフ層の変質部のエッチングレートを低減させることができることを見出した。これにより、本願発明者は、リフトオフ法による2回目のパターニングにおいて、リフトオフ層の変質部が残り、残ったリフトオフ層の変質部が第1電極層と第2電極層との間の絶縁層として機能し、第1電極層と第2電極層との絶縁性を向上することができることを見出した。その結果、太陽電池の性能を向上することができる。
【0010】
また、本願発明者は、上述したようにこのリフトオフ層の変質部である絶縁層には塩酸HClが浸食するため、この絶縁層では、金属イオンが取り除かれ、金属汚染が抑制され、塩素Clが残り、第1電極層と第2電極層との絶縁性を更に向上することができることを見出した。その結果、太陽電池の性能を向上することができる。
(【0011】以降は省略されています)
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