光电动势装置的制造方法以及光电动势装置的制造装置制造方法及图纸

为了高速且高精度地形成逆金字塔状的纹理构造，利用抗蚀刻膜的激光构图和湿蚀刻而在使用了单晶硅的光电动势装置表面形成防反射纹理时，使用脉冲激光和激光波束分支部件，在成为所期望的金字塔状凹部的底面的正方形的对角线方向上加工多个激光孔，使各正方形之间的激光孔的间距大于所述对角线上的间距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用了晶体硅的光电动势装置的制造方法以及制造装置。
技术介绍
以往，已知有如下技术通过抗蚀刻膜的激光构图、以及湿蚀刻，在晶体硅太阳能电池的表面形成用于降低反射率的微小的凹凸构造(纹理构造)。在激光构图中，为了在抗蚀刻膜中高速地形成许多孔(aperture )，而采取通过衍射光学元件将激光进行分支的方法(例如，参照专利文献I、非专利文献I)。 专利文献I :日本特开2009-147059号公报非专利文献I D. Niinobe, K. Nishimura, S. Matsuno, H. Fujioka, T. Katsura,T. Okamoto, Τ· Ishihara, H.Morikawa, S.Arimoto 著，“Honeycomb-StructuredMulti-Crystalline SiliconSolar Cells With 18.6% Efficiency Via IndustriallyApplicable LaserProcess”，Proceedings of the 23rd EU PVSEC，2008 年，pl824_1828
技术实现思路
在上述专利文献I、非专利文献I中公开的公知的在先技术中，在为了降低光电动势制造装置的反射率而形成微细的纹理构造时，对于针对抗蚀刻膜的一个激光孔(laseraperture),对应着一个纹理构造的凹部。在对于使用了单晶硅的光电动势装置形成金字塔状的纹理的工艺中，当使用公知的在先例子时，存在生产率低下、纹理的尺寸的均匀性变差这样的课题。这是因为在形成金字塔状纹理的各向异性蚀刻中，以激光孔的外切正方形为底面的大小的金字塔状纹理是通过短时间的蚀刻而形成的，但是扩大金字塔状纹理的底面以及深度的速度变慢。在公知的在先技术中，为了无缝隙地形成金字塔状纹理而扩大激光孔直径、或实施长时间的蚀刻，在前者的情况下，激光孔工艺的生产率低下以及激光孔发生偏差所致的纹理尺寸均匀性的变差、由于激光高强度化而产生的晶片中残留的损伤所致的特性的变差成为问题，在后者的情况下，蚀刻工艺中的生产率的低下、以及在长时间的蚀刻中变化的温度、液体浓度等蚀刻条件的影响扩大所致的纹理的尺寸的偏差成为问题。本专利技术的光电动势装置的制造方法以及制造装置的特征在于，在利用抗蚀刻膜的激光构图和湿蚀刻而在使用了单晶硅的光电动势装置表面形成防反射纹理时，使用脉冲激光和激光波束分支部件在成为所期望的金字塔状凹部的底面的正方形的对角线方向上加工多个激光孔，为了由各正方形之间的激光孔的间距大于所述对角线上的间距的多个激光孔形成一个纹理构造的凹部，以由至少2种间距的尺寸构成的图案来形成激光孔的配置。根据本专利技术，从多个较小的激光孔形成一个纹理构造的凹部，因此起到如下那样的以往所没有的显著的效果能够抑制激光孔工艺的生产率低下以及孔形状的偏差所引起的纹理的尺寸的均匀性变差，并且能够通过短时间的蚀刻而无尺寸偏差地形成金字塔状纹理。附图说明图I是用于说明一般的纹理构造的形成工序的一个例子的图。图2是用于说明一般的纹理构造的形成工序的其它例子的图。图3是用于说明一般的纹理构造的形成工序的其它例子的图。图4是本专利技术的实施方式I中的激光孔部的图案的一个例子。图5是用于说明本专利技术的实施方式I中的纹理的形成工序的一个例子的图。 图6是用于说明本专利技术的实施方式I中的纹理的形成工序的其它例子的图。图7是用于说明本专利技术的实施方式I中的纹理的形成工序的其它例子的图。图8是用于说明本专利技术的实施方式I中的纹理的形成工序的其它例子的图。图9是用于形成本专利技术的实施方式I中的激光孔图案的激光加工装置的概要结构图。图10是用于说明本专利技术的实施方式I中的激光波束分支图案的概要图。图11是用于说明本专利技术的实施方式2中的激光波束分支图案的概要图。图12是用于说明本专利技术的实施方式3中的激光波束分支图案的概要图。图13是用于说明本专利技术的实施方式3中的激光脉冲的定时(timing)的概要图。图14是用于说明本专利技术的实施方式中的硅基板搬运部件上的单晶硅基板的面方位的概要图。图15是用于说明本专利技术的实施方式3中的激光孔部的图案的概要图。图16是用于说明本专利技术的实施方式3中的纹理构造的概要图。图17是用于说明本专利技术的实施方式4中的激光孔部的图案的概要图。图18是用于说明本专利技术的实施方式5中的激光孔部的图案的概要图。图19是用于形成本专利技术的实施方式5中的激光孔图案的激光加工装置的概要结构图。图20是用于说明本专利技术的实施方式6中的纹理的形成工序的图。(附图标记说明)I :单晶娃基板；2 :抗蚀刻I吴；3 :激光孔部；4 :金字塔状凹部；5 :娃基板搬运部件；6 :激光振荡器；7 :激光强度调整部件；8 :激光波束形状调整部件；9 :导光镜；10 :激光波束分割部件；11 :激光波束聚光部件；12 :激光脉冲；13 :椭圆光学系统；14 :碗状凹部。具体实施例方式下面，根据附图来详细地说明与本专利技术有关的光电动势装置的制造方法以及光电动势装置的制造装置的实施方式。实施方式I.在与本实施方式有关的光电动势装置的制造方法以及制造装置中，说明用于在单晶硅太阳能电池的表面(太阳光入射侧的面)形成纹理构造的激光加工概要。在此，纹理构造是指在单晶硅基板的表面设置的凹凸构造，入射的太阳光一边被基板表面的凹凸构造多重反射一边被吸收，因此对反射光的抑制有效。通过在单晶硅太阳能电池的表面形成纹理构造，能够抑制表面处的反射光，能够提高光电变换效率。下面，详细地说明单晶硅太阳能电池的制造工序中的作为本专利技术所关联的工序的在单晶硅太阳能电池的表面形成纹理构造的工序。首先，根据图f图3来说明一般的纹理构造的形成工序的流程。图广图3是用于说明一般的晶体硅太阳能电池的纹理构造的形成工序的示意图。在这些图中，各图的a是从光入射面观看的俯视图，b是将光入射面设为上时的截面图。在纹理构造的形成中使用一般所使用的P型或者η型的单晶硅基板，其典型的规格是沿着(100)面而切成片的电阻率为O. f lOQcrn、厚度为20(Γ400 μ m。另外，能够利用激光对电极的图案等进行构图，因此在单晶硅基板I的表面的整个面形成针对湿蚀刻具有抗性的抗蚀刻膜2。例如使用氮化硅膜(Si3N4膜)作为抗蚀刻膜2 (图I的a)以及图I的b))。此外，作为抗蚀刻膜2，除了氮化硅膜(Si3N4膜)之外，氧化硅膜(Si2膜)等在碱性蚀刻下的硅和膜的蚀刻选择性也充分从而能够使用。 接着，在抗蚀刻膜2中形成具有几何学的周期构造地排列了的激光孔部3 (图2)。在与(010)以及(001)面平行的方向上为20 μ m间距的正方形栅格上形成激光孔部3。各激光孔部3的直径设为约Φ 7 μ m。根据所使用的激光的强度和硅基板上的聚光直径来决定该激光孔部3的直径。如后述那样扩大激光孔部3时，蚀刻工序中的生产率得到提闻。为了得到大的激光孔部3，只要提高向一个激光孔照射的激光强度，同时扩大硅基板上的聚光直径即可。为了扩大激光加工直径，只要扩大激光聚光直径即可，但是在不改变激光强度而扩大激光聚光直径时，每个单位面积的强度降低。因为在每个单位面积的激光强度降低时，激光照射所致的基板表面的温度上升变得不充分，无法形成孔。在激光加工中，为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：桂智毅，西村邦彦，西村慎也，冈本达树，藤川周一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：