公开了扩散用磷糊料，其用于通过丝网印刷在基板上的扩散用磷糊料的连续印刷。该扩散用磷糊料不经历环境湿度对粘度的显著影响，甚至在长时间连续印刷后没有增粘的可能性。将扩散用磷糊料通过丝网印刷涂布在基板上，以在基板上形成扩散层。扩散用磷糊料包括作为用于扩散层的掺杂剂的含磷掺杂剂、含有机粘合剂和固体物质的触变剂、和有机溶剂。掺杂剂是有机磷化合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及扩散用磷糊料，在基板上形成扩散层时通过丝网印刷将其施涂到半 导体基板，此外还涉及制造太阳能电池的方法，其中使用该扩散用磷糊料在太阳能电池 用基板上形成扩散层。
技术介绍
目前在制造民用太阳能电池时，降低制造成本是重要的任务，通常广泛使用由 以下工序制造太阳能电池的方法。该方法的细节例如如下。首先，准备ρ型硅基板，其通过基于多线法将用CzochralskKCZ)方法制造的单 晶硅锭或用铸造法制造的多晶硅锭，切片而获得。其次，用碱溶液除去因切片对基板表 面带来的损伤，之后，在受光面和背面上都形成最大高度约IOym的微细凹凸图案(纹 理)。随后，用多种方法中的一种将掺杂剂热扩散入基板中以形成η型扩散层。此外， 在受光面上沉积例如约70nm厚的TiO2或SiN氮化硅，形成防反射膜。然后，在背面整 个区域印刷含铝作为主要成分的用于背面电极的糊料，随后烧成以形成背面电极。另一 方面，将含银作为主要组成的用于受光面电极的糊料印刷在受光面为例如宽度约100 200μιη的梳状图案，随后通过烧成，形成受光电极。这样的技术的优点在于，尽管该技术包括最少对于制造装置所必需的工序，可 伴随实现对太阳能电池特性例如能量转换效率的各种改善效果。例如，在形成基板中 的扩散层时，掺杂剂的热扩散具有通过吸气作用改善本体内少数载流子的扩散长度的作 用。此外，在形成背面电极期间印刷在背面的铝的烧成，可同时导致电极形成和具有 BSF (Back Surface Field,背面电场)效果的p+高浓度层在背面上的形成。而且，防反射 膜兼具光学效果(降低反射率)和降低在硅表面附近产生的载流子再结合速度的作用。通过最少所需数量的工序和如上所述的一些有用效果，有希望以低于以往的成 本制造民用太阳能电池。即使具有上述优良的技术，然而，无法预期利用单晶硅基板的太阳能电池的转 换效率达到例如约16%的上限，以及进一步在转换效率方面的相当大的改善。事实上， 为了充分降低受光面电极的接触电阻，在扩散层中的掺杂剂如磷的表面浓度应当约为 2.0-3.0X 102°cm2。当使基板表面含有这样高浓度的掺杂剂时，表面电平变得非常高，因 而促进受光面附近的载流子再结合。因此短路电流和开路电压受到限制，结果是转换效 率达到上限。鉴于此，已提出通过降低在受光面形成的扩散层种的表面浓度来改善转换效率 的方法。例如涉及该方法的申请已知如公开在美国专利No.6,180,869号(专利文献1) 中。根据该文献，即使当扩散层中的表面浓度约在1.0X102°cm2或以下，也可形成低欧 姆接触。这是通过对包含于电极糊料中的银填料周围添加含有掺杂剂的化合物来实现。 作为该方法的结果，烧成电极时在电极下方形成掺杂剂的高浓度层。然而，通过在包含于电极糊料中的银填料周围这样添加含有掺杂剂的化合物的3方法，不可能以稳定的方式在扩散层和电极之间形成接触。因此具有得到的太阳能电池 的填充系数和可靠度偏低的问题。此外，作为通过仅在电极下方形成含有高浓度掺杂剂的高浓度扩散层(发射极 层)，同时降低受光面的其它区域扩散层中的表面浓度，也就是形成二段式(两层)发射 极，而提高转换效率的方法，已知例如有JP-A 2004-273826 (专利文献2)公开的“光电 变换装置及其制造方法”。该方法是由JP-A 8-37318 (专利文献3)和JP-A 8-191152 (专 利文献4)已知的具有埋入型电极的太阳能电池的电极形成方法从电解电镀法到丝网印刷 法的改进。据说通过此方法可以便于制造控制和降低制造成本。然而，为了在如专利文献2所述的具有埋入型电极的太阳能电池的制造方法中 得到二段式发射极，形成η型扩散层的热处之后进行形成高浓度η型扩散层的热处理。因 此，需要进行至少两次热处理，导致复杂工序和制造成本的增加。此外，作为通过形成二段式发射极提高转换效率的另一方法，已知的是例如 JP-A 2004-221149 (专利文献5)公开的“太阳能电池的制造方法”。在该文献中提出用 喷墨系统同时进行涂以多种涂布剂的分别涂布，从而以简单的工序来形成掺杂剂浓度和/ 或掺杂剂种类不同的区域。然而，当在这样的喷墨系统中使用磷酸等作为掺杂剂时，需要防腐对策，这导 致复杂的系统和繁杂的维护。此外，即使通过喷墨分别涂布掺杂剂浓度和/或掺杂剂种 类不同的涂布剂，通过一次热处理的扩散使得因自动掺杂而不能获得所需的浓度差。而且，通过仅在电极下方形成高浓度扩散层和降低受光面的其它区域中扩散层 中的表面浓度来提高转换效率的其它方法，已知的是例如JP-A 2004-281569 (专利文献 6)公开的“太阳能电池的制造方法”。在根据专利文献6的方法中，然而，需要进行两次扩散热处理以形成低浓度扩 散层和高浓度扩散层，因此该方法并不简单。如果只进行一次热处理，考虑到该缺点， 由于自动掺杂，和在受光表面电极的下方的区域相比，其它区域的掺杂剂浓度也变高。 因此，得到的电池将不会显示高转换效率。考虑到以上，JP-A 2006-310373 (专利文献9)提出将含有磷酸的第一涂布剂和 含有五氧化二磷的第二涂布剂通过丝网印刷同时施涂于ρ型基板，随后热扩散，以同时 形成高浓度扩散层和低浓度扩散层。这确保因扩散掩模的形成等而变复杂的二段式发射极的形成变得非常简单，结 果制造成本降低。此外，由于在高浓度扩散层中保持足够的表面浓度，能容易地形成低 欧姆接触。因此，在将产率保持在高水平的同时，能够制造出高性能的太阳能电池。这样，制造二段式发射极时使用丝网印刷法的优点在于可容易形成任意图 案，可通过一次印刷以均勻厚度将具有高掺杂剂浓度的扩散剂施涂于基板表面，以及在 随后的热处理中通过高浓度磷玻璃层高效地形成掺杂剂扩散。此外，另一个优点在于可 通过各自在短时间内完成的印刷处理和热处理形成高浓度扩散层。用于形成扩散层的扩散用糊料的施涂因而可以通过如专利文献9的丝网印刷 法进行，也可以通过旋涂法进行。旋涂法优选用来在表面上以均勻厚度形成层，但 却非常浪费，因为很多材料在旋转时飞散。在旋涂时使用的扩散用涂布液包括JP-A 2007-53353 (专利文献7)中描述的用于磷扩散的涂布液和在JP_A 2007-35719 (专利文献8)中描述的用于硼扩散的涂布液。与这样的旋涂法相比，丝网印刷法如在专利文献9中，确保在不浪费材料的情 况下，可通过高速印刷处理将大量扩散剂层叠在基板表面上。又如在专利文献7中所述，然而，扩散用涂布剂通常由含磷化合物的水溶性磷 糊料、水溶性聚合物化合物、和水组成，水溶性糊料的粘度易受如湿度的周围环境的变 化影响。而且，在连续印刷时，甚至在粘度条件下的水溶性磷糊料在多次印刷之后由于 脱湿而增粘，造成筛眼堵塞。因此，使用水溶性磷糊料不可能稳定地进行长时间或多次 的连续印刷。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题鉴于上述问题而作出本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供扩散用磷糊料，其通 过丝网印刷在基板上连续印刷时使用，不会经历周围湿度对粘度的重大的影响，并且即 使在重复连续印刷后也没有增粘的可能性。本专利技术的另一目的是提供利用该扩散用磷糊 料制造太阳能电池的方法。解决问题的方法为了达到上述目的，根据本专利技术，提供通过丝网印刷施涂于基板以在基板上形 成扩本文档来自技高网...
【技术保护点】
扩散用磷糊料，通过丝网印刷将其施涂于基板以在基板上形成扩散层，该扩散用磷糊料至少包括： 作为用于扩散层的掺杂剂的含磷掺杂剂； 含有机粘合剂和固体物质的触变剂；以及 有机溶剂； 其中所述掺杂剂是有机磷化合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：月形信太郎，松冈敏文，山本谦儿，植栗丰敬，石川直挥，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：JP
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