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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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