太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法技术

为了提供一种具有低成本、高可靠性和高转换效率的太阳能电池单元。一种太阳能电池单元的制造方法，其中：第二导电型层和防反射膜通过层叠于第一导电型半导体基板上形成；将含有导电性颗粒和玻璃粉的导电性糊剂涂布至所述防反射膜的规定位置；和通过将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板烧结形成电极；所述电极贯通所述防反射膜并且电连接至所述第二导电型层。在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地加热处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法。
技术介绍
通常，太阳能电池器件包括图1中示出的构造。图1中，附图标记1表示形成为板状形状且具有范围是100至150mm平方的尺寸和范围是0.1至0.3mm的厚度的p-型半导体基板。本文中的p-型半导体基板包括多晶硅或单晶硅等，并且掺杂有诸如硼等p-型杂质。下文中将描述太阳能电池器件的制造方法。首先，该基板用诸如磷等n-型杂质掺杂，从而形成n-型扩散层2。接下来，设置诸如氮化硅(SiN)等防反射膜3。然后，导电性铝糊剂通过丝网印刷法印刷在基板的背面。其后，通过将导电性铝糊剂干燥和烧结，同时形成背面电极6和BSF(Back Surface Field，背场)层4。相继地，导电性银糊剂印刷在基板的正面。然后，将导电性银糊剂干燥和烧结，从而形成正面电极5。关于以这样的方式制造的太阳能电池器件，正面电极5包括母线(busbar)电极和集电用栅线电极(current-collecting finger electrodes)。母线电极用于将通过太阳能电池器件产生的光产生电流取出到其外部。集电用栅线电极连接至这些母线电极。下文中，当将要作为太阳能电池的光接收面侧的基板的表面称为正面时，将要作为光接收面的相对侧的基板的表面称为背面。关于以这样的方式制造的太阳能电池器件，电极通常通过如上所述的丝网印刷法和烧结形成。丝网印刷法中，为了在太阳能电池单元的光接收面上形成栅线电极和母线电极，例如，通常使用含有银粉、有机载体和玻璃粉的导电性糊剂。各种无机氧化物或导电性材料等的固形物可以添加至该导电性糊剂以改善其性能。当将该导电性糊剂通过丝网印刷法涂布至半导体基板的
规定位置并且烧结该糊剂时，银粉在高温下相互熔结(sinter)从而形成银电极。与此同时，玻璃粉软化从而使防反射膜熔融并且到达n-型扩散层，并且银电极电连接至n-型扩散层。通常，这样的方法称为Fire Through(烧穿法)，其用作各种太阳能电池单元的电极的形成方法。关于电极的前述形成方法，为了烧结电极，半导体基板应当进行600℃以上的高温处理。由于该高温处理，半导体基板受热而损坏。可选地，在扩散层上吸入(gettering)的作为寿命减少因素的污染物会在半导体基板内释放出，这减少半导体基板的寿命。另外，通过短时间内熔结导电性颗粒来获得通过Fire Through形成的电极。因此，成为问题的是，以下电极会容易地形成。即，例如，电极具有与通过镀覆形成的电极相比小的密度且在电极的正面或内部具有大量空穴，并且连接至半导体基板的这些电极各自的面积是不均一的且容易剥离。这样的寿命的减少和电极的异常会造成太阳能电池单元的性能或长期可靠性的问题，以致需要对这些问题的解决方案。为了解决这些问题，例如，专利文献1公开了其中将通过烧结电极形成的太阳能电池单元在至少包括氢气的气氛下进行加热处理以改善电极的接触电阻的方法。然而，在专利文献1中公开的方法中，在烧结之后增加一个工序，这导致成本增加。另外，由于使用难以操作的氢气而存在工序的安全性的问题。因此，需要解决这些问题的更简化的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：JP 2007-294494A
技术实现思路
专利技术要解决的问题已作出本专利技术以解决前述问题。本专利技术的目的是提供具有低价、高可靠
性和高转换效率的太阳能电池单元。用于解决问题的方案为了解决前述问题，根据本专利技术的太阳能电池单元的制造方法包括以下工序。即：将第二导电型层和防反射膜形成且层叠于第一导电型半导体基板上；将含有导电性颗粒和玻璃粉的导电性糊剂涂布至所述防反射膜的规定位置；将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板烧结；和形成贯通所述防反射膜并且电连接至所述第二导电型层的电极，其中在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理。由于这样的工序，可以减少电极和硅基板之间的接触电阻并且提高其间的粘接强度。优选地，当在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理时，加热温度为300℃以上且500℃以下。优选地，当在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理时，加热时间为1秒以上且60秒以下。本专利技术中，防反射膜优选构造为通过将SiO2膜、Al2O3膜和SiN膜中任何一种或这些膜的任选的组合层叠而获得的膜。本专利技术中，当在烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理时，从所述烧结至所述加热处理的工序优选在一个装置中连续地进行。由于这样的构造，可以改善太阳能电池单元的特性以及使装置面积的增大最小化。另外，根据本专利技术的太阳能电池单元通过前述制造方法制造。通过前述制造方法制造的太阳能电池单元是具有优异的可靠性和高转换效率的太阳能电池单元。附图说明图1示出太阳能电池器件的截面图。图2是示出太阳能电池单元的制造方法的工序的流程图。具体实施方式下文中将详细地描述根据本专利技术的实施方案。然而，本专利技术除了以下描述以外可以以其他宽范围的实施方案进行。本专利技术的范围应当不局限于以下，而是在权利要求书中记载的。另外，附图没有以与原尺寸成比例地示出构件。为了阐明本专利技术的描述并理解本专利技术，一些相关构件的尺寸放大，而一些不重要的构件未示出。如上所述，图1是示出太阳能电池器件的一般构造的截面图。图1中，附图标记1表示半导体基板，2表示扩散层，3表示防反射膜兼钝化膜，4表示BSF层，5表示正面电极，6表示背面电极。这里，将描述图1中示出的太阳能电池器件的制造过程。首先，制备半导体基板1。该半导体基板1包括单晶硅或多晶硅等。半导体基板可以是p-型或n-型，但是一般使用p-型硅基板。这里的p-型硅基板含有诸如硼等的p-型半导体杂质，并且基板的电阻率的范围是0.1至4.0Ω·cm。下文中，将描述作为实例的使用p-型硅基板的太阳能电池器件的制造方法。优选的p-型硅基板是具有范围是100至150mm平方的尺寸和范围是0.05至0.30mm的厚度的板状基板。将p-型硅基板浸渍在例如氢氟酸、和氢氟酸-硝酸等的酸性溶液中，从而消除由于切削等而造成的正面上的损伤。另外，通过使用例如氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液等的碱性溶液，对p-型硅基板进行化学蚀刻。然后，将基板洗涤且干燥。因此，称为纹理(texture)的凹凸构造(concavo-convex formation)形成于作为太阳能电池器件的光接收面的p-型硅基板的正面上。凹凸构造在太阳能电池器件的光接收面上产生光的多重反射。因此，凹凸构造
的形成实际上降低反射率且改善转换效率。其后，例如，在包括POCl3的在850℃至1000℃的温度下的高温气体下，设置p-型硅基板。然后，具有范围是约30至300Ω/□的薄层电阻(sheet resistance)的n-型扩散层2通过热扩散法形成于基板的正面上，其中诸如磷等n-型杂质元素扩散在p-型硅基板的整个表面上。注意：在通过热扩散法形成n-型扩散层的情况下，n-型扩散层可以形成于p-型硅基板的两面和两端面上。在该情况下，必要的n-型扩散层的正面覆盖有耐酸性树脂，并且将具有此类扩散层的p-型硅基板浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池单元的制造方法，其包括：将第二导电型层和防反射膜形成且层叠于第一导电型半导体基板上；将含有导电性颗粒和玻璃粉的导电性糊剂涂布至所述防反射膜的规定位置；将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板烧结；和形成贯通所述防反射膜并且电连接至所述第二导电型层的电极，其中在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 JP 2014-0164501.一种太阳能电池单元的制造方法，其包括：将第二导电型层和防反射膜形成且层叠于第一导电型半导体基板上；将含有导电性颗粒和玻璃粉的导电性糊剂涂布至所述防反射膜的规定位置；将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板烧结；和形成贯通所述防反射膜并且电连接至所述第二导电型层的电极，其中在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理。2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元的制造方法，其中当在所述烧结之后即刻而不是回复至室温，将已涂布有所述导电性糊剂的半导体基板连续地进行加热处理时，加热温度为300℃以上且500℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：三田怜，渡部武纪，大塚宽之，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP