[发明专利]太阳能电池的制造装置及太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池的制造装置及太阳能电池的制造方法。

背景技术

以往，有产品通过向单晶硅基板或多晶硅基板中导入磷或砷等杂质，形成pn结制成太阳能电池。通常已知的是在这种太阳能电池中，一旦以pn结形成的电子及电子空穴再结合，则转换效率（发电效率）降低。由此提出一种选择性发射极结构的方案，在导入杂质时，提高导入与表面电极接触部分的杂质的浓度并将无该电极的部分上的发射极层局部设置为高电阻。

以往，在这种选择性发射极结构中的杂质导入是通过涂布扩散法（喷雾法）来进行的（例如，参考专利文献1）。在该涂布扩散法中，首先制备将n型杂质溶于有机溶剂的涂布液，使用旋转涂布机等将该涂布液涂在p型基板表面。而且，为使涂布液中的n型杂质热扩散到基板内而进行退火处理。由此，在退火处理后的基板表面上形成高浓度的n+层，在比该n+层更深的位置上形成低浓度n层。接着，用掩膜覆盖基板表面的表面电极形成区域，通过刻蚀除去未用该掩膜覆盖的n+层而暴露出n层，除去掩膜。

此处，在上述涂布扩散法中，导入基板内的杂质浓度分布或距基板表面的深度由涂布液的浓度和退火处理时间来控制。其中，在以退火处理使杂质热扩散时处理时间（一般为925℃的退火温度下30分钟）变长，并且，在待处理基板彼此之间，难以用高精度来控制杂质距基板表面的深度。

再有，通过旋转涂布等方法涂布涂布液时，需要提高涂布液的润湿性。因此，在涂布液涂布之前，需要预先进行除去基板表面的自然氧化膜的工序，处理工序增加。并且，由于在涂布涂布液时一部分涂布液包覆到基板侧面，需要进行切割基板周边部的切边工序。结果，在用涂布扩散法导入杂质时，存在处理工序多，处理时间长，影响对太阳能电池制造的批量生产性的问题。

另一方面，也有方案提出将半导体器件制造中使用的离子注入装置，用于选择性发射极结构中的杂质导入（例如，参考专利文献2）。其中，上述离子注入装置通常用离子源产生多种离子，通过质量分离器从该多种离子中分离出需要的离子，通过加速器加速，控制到规定的注入能量，将离子束照射在基板上。为此，部件数很多因而价格提高。此外，由于使离子束在X、Y方向上对基板表面进行扫描注入规定的离子，因而其处理时间变长，在提高产量和批量生产率上受到限制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:专利公开平成7－131043号公报

专利文献2:美国专利第4,353,160号说明书

发明内容

发明要解决的问题

鉴于以上内容，本发明的技术问题是提供一种有利于批量生产率提高且成本更低的太阳能电池的制造装置及太阳能电池的制造方法。

解决技术问题的手段

为解决上述技术问题，本发明的太阳能电池制造装置，其特征在于：具有装料闸室，其设置为通过切换大气气氛和真空气氛取放基板；处理室，其在真空气氛中对太阳能电池用的基板，导入pn结形成用的杂质离子；以及搬运室，其内置有在装料闸室和处理室之间搬运基板的搬运装置，所述杂质离子导入通过照射离子枪发出的杂质离子来进行，离子枪设置为其离子照射面与搬运至处理室内的基板相对设置。

根据本发明，将基板搬运到与离子枪的离子照射面相对的位置，通过离子枪对基板照射杂质离子，以此来将杂质导入基板内。此时，由于采用从大致正交于基板的方向照射杂质离子的结构，能够通过沟道效应将杂质离子导入到距基板表面任意深度的位置。为此，相比使用涂布扩散法的情况工序数减少，此外，不需要使导入基板内的杂质热扩散的退火处理，能够提高批量生产性。再有，导入杂质离子时不再需要质量分离器或加速器等，能够降低成本。

在本发明中，设从离子照射面朝向基板的一侧为下，优选离子枪具有：等离子体产生室，其能够产生含有杂质离子的等离子体；以及栅板，其设置在该等离子体产生室的下端部，构成离子照射面，该栅板上形成多个通孔，形成该通孔的区域大于基板面积，将该栅板保持为规定电压，等离子体产生室内产生的等离子体中的杂质离子通过各通孔被引出到下方。

由此，仅通过控制施加在栅板上的电压，能够以高精度控制基板内的杂质的深度及浓度。此外，由于将形成栅板的通孔的区域设置为大于基板面积，且在整个基板上同样照射杂质离子，所以相比对基板表面扫描离子束的装置能够缩短处理时间，并且能够进一步降低成本。