[发明专利]杂质扩散层形成组合物，n型、p型扩散层形成组合物、太阳能电池元件及它们的制造方法

说明书

本发明是申请号为2011800307885的专利申请的分案申请，母案申请日为2011年6月24日，优先权日为2010年6月24日，母案发明名称为“杂质扩散层形成组合物、n型扩散层形成组合物、n型扩散层的制造方法、p型扩散层形成组合物、p型扩散层的制造方法以及太阳能电池元件的制造方法”。

技术领域

本发明涉及太阳能电池元件的n型扩散层形成组合物、n型扩散层的制造方法、p型扩散层形成组合物、p型扩散层的制造方法、以及太阳能电池元件的制造方法，更详细而言，涉及能够在作为半导体基板的硅基板的特定的部分形成n型扩散层的技术、以及能够使作为半导体基板的硅基板的内部应力减小、抑制结晶晶界的损伤、抑制结晶缺陷增长并且抑制翘曲的p型扩散层形成技术。

背景技术

对以往的硅太阳能电池元件的制造工序进行说明。

首先，为了促进陷光效果而实现高效率化，准备在受光面形成有纹理结构的p型硅基板，接着，在含施主元素化合物即氧氯化磷(POCl₃)、氮气、氧气的混合气体气氛中在800～900℃下进行数十分钟的处理，在基板上均匀地形成n型扩散层。在该以往的方法中，使用混合气体进行磷的扩散，因此不仅表面形成n型扩散层，而且在侧面、背面也形成n型扩散层。因此，为了除去侧面的n型扩散层而进行侧蚀刻。此外，背面的n型扩散层需要变换为p⁺型扩散层，在背面的n型扩散层上赋予铝糊剂，将其烧成，通过铝的扩散使其从n型扩散层变换为p⁺型扩散层。

另一方面，在半导体的制造领域中，例如像日本特开2002-75894号公报那样，提出了通过涂布含有五氧化二磷(P₂O₅)或磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)等磷酸盐作为含施主元素化合物的溶液来形成n型扩散层的方法。但是，在该方法中，由于施主元素或含有其的化合物从作为扩散源的溶液中飞散，因此与使用上述混合气体的气相反应法同样，在形成扩散层时磷的扩散也遍布侧面及背面，在涂布过的部分以外也形成n型扩散层。

此外，在赋予上述的铝糊剂而从n型扩散层变换为p⁺型扩散层的方法中，铝糊剂的电导率低，为了降低薄膜电阻，通常形成在整个背面的铝层在烧成后必须具有10μm～20μm左右的厚度。进而，如果形成这样厚的铝层，则由于硅和铝的热膨胀系数大大不同，因此在烧成和冷却的过程中在硅基板中产生大的内部应力，有时成为结晶晶界的损伤、结晶缺陷增长和翘曲的原因。

为了解决该问题，有使糊剂组合物的涂布量减少、使背面电极层变薄的方法。但是，如果减少糊剂组合物的涂布量，则从p型硅半导体基板的表面向内部扩散的铝的量变得不足。其结果，由于不能实现所需的BSF(Back Surface Field，背场)效果(由于p⁺型扩散层的存在而提高生成载流子的收集效率的效果)，因此产生太阳能电池的特性降低的问题。

因此，例如，日本特开2003-223813号公报中提出了一种糊剂组合物，其含有：铝粉末；有机质载体；热膨胀系数比铝小并且熔融温度、软化温度和分解温度的任一者比铝的熔点高的无机化合物粉末。

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，在n型扩散层形成时，使用氧氯化磷的气相反应中，不仅原本需要n型扩散层的一面(通常为受光面或表面)形成n型扩散层，在另一面(非受光面或背面)和侧面也形成n型扩散层。此外，在涂布含有磷酸盐的溶液进行热扩散的方法中，与气相反应法同样，在表面以外也形成n型扩散层。因此，作为元件为了具有的pn结结构，不得不在侧面进行蚀刻、在背面将n型扩散层变换为p型扩散层。一般而言，在背面涂布作为第13族元素的铝的糊剂，并进行烧成，将n型扩散层变换为p型扩散层。

本发明鉴于以上以往的问题而完成，其课题在于提供在使用了硅基板的太阳能电池元件的制造工序中不会形成不需要的n型扩散层、能够在短时间内在特定的部分形成n型扩散层的n型扩散层形成组合物、n型扩散层的制造方法、及太阳能电池元件的制造方法。