[发明专利]多晶硅型太阳能电池板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅型太阳能电池板及其制造方法。

背景技术

硅结晶型太阳能电池大体分为单晶硅型太阳能电池和多晶硅型太阳能电池。通常，如图4A所示，硅结晶型太阳能电池将掺杂为n型或p型的硅锭30用钢丝31切断，利用切割技术切成厚度200μm程度，将切成薄片的硅锭用作构成太阳能电池主体的硅板（参照专利文献1等）。

硅锭可以是用切克劳斯基法等制作的单晶硅锭，也可以是被称为浇铸法的使用铸模使熔解的硅凝固的多晶硅锭。就通常的硅锭的大小而言，如果是单晶硅，则直径为300mm，多晶硅虽然形状不同，但为大致相同的尺寸。因此，难以从硅锭获得大面积的硅板或硅膜。

另一方面，作为多晶型太阳能电池用的多晶硅膜的制造方法，已知有将沉积在支承基板上的硅粒子融化而进行多晶化的方法（参照专利文献2）。图5A表示多晶硅板的制造装置。将向硅阳极40照射电弧放电41而生成的硅粒子42（20nm以下）置于氩气43中，通过输送管44沉积在支承基板45上，向沉积于支持基板45上的硅粒子42照射高温等离子体46使其融化，用卤素灯47进行退火，制成多晶硅板，在分离室48将支承基板45和多晶硅板49分离。

另外，作为多晶型太阳能电池用的多晶硅膜的制造方法，也探讨了使利用真空蒸镀、催化剂化学气相沉积（Cat-CVD）法、辉光放电分解、等离子体CVD法或溅镀法等形成的非晶硅膜多晶化的制造方法。下面会提到其例子。

例如，还探讨了使用高能量束（闪光灯）将用催化剂化学气相沉积（Cat-CVD）法形成在玻璃基板上的非晶硅膜多晶化的方法（参照专利文献3、非专利文献1）。更具体而言，在20mm见方的石英基板上，形成构成电极的Cr膜后，用Cat-CVD法形成3μm的非晶硅膜，用闪光灯进行加热处理（处理时间：5ms），使非晶硅膜多晶化。

另外，报告了如下方法，即，在使通过真空蒸镀法形成的非晶硅膜多晶化而形成多晶膜之后，向多晶膜的表面进行离子注入，再进行退火，由此，形成半导体结（参照专利文献4及5）。

另外，提案了如下流程，即，通过CVD法或等离子体CVD法形成n型或p型的第一非晶硅层和非掺杂的第二非晶硅层的层叠体，将所述层叠体利用含有p型或n型掺杂剂源的等离子体进行热退火（参照专利文献6）。通过热退火，使构成层叠体的非晶硅层多晶化，同时形成pn结。

另外，报告了包含如下工序的工艺：用高频等离子体CVD法形成具有第一导电型的第一半导体层的工序；通过微波等离子体CVD法形成i型半导体层的工序；将用微波等离子体CVD法形成的i型半导体层，通过进行等离子体掺杂而形成具有与第一导电型相反的导电型的第二半导体层的工序（参照专利文献7及8）。

另外，报告了如下工艺，即，对用溅镀法、蒸镀法、PECVD法形成的非晶硅膜，在掺杂剂气体中照射脉冲激光，使非晶硅膜结晶且进行掺杂（专利文献9）。

另一方面，在LED用的p-i-n装置构造体的制造方法中，报告了如下方法，即，通过RF辉光放电分解，获得具有第一氢化非晶硅合金层、i型氢化非晶硅合金层和第二氢化非晶硅层的层叠体，用扫描激光使第一氢化非晶硅合金层和第二氢化非晶硅层结晶化（参照专利文献10及11）。

专利文献1：日本特开2000-263545号公报

专利文献2：日本特开平6-268242号公报

专利文献3：日本特开2008-53407号公报

专利文献4：日本特开平7-312439号公报

专利文献5：美国专利5584941号说明书

专利文献6：日本特开平7-335660号公报

专利文献7：日本特开平6-232432号公报

专利文献8：美国专利5589007号说明书

专利文献9：美国专利5456763号说明书

专利文献10：日本特开平4-302136号公报

专利文献11：美国专利5162239号说明书

非专利文献1：第54次应用物理学会学术演讲会予稿集“フラツシユランプアニ一ルによるアモルフアスシリコン薄膜の面内均一結晶化”

如上所述，研究了各种制作用于制造硅结晶型太阳能电池的结晶硅膜或结晶硅板的技术。作为降低硅结晶型太阳能电池的制造成本的第一方案，举出降低多晶硅膜或多晶硅板的制造成本的方案。