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JP7186284B2 - Solar cell manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、裏面接合型(バックコンタクト型、裏面電極型ともいう。)の太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a back contact type (also referred to as back contact type or back electrode type) solar cell.

半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に半導体層が形成された例えばヘテロ接合型(以下、裏面接合型に対して両面接合型と称する。両面電極型ともいう。)の太陽電池と、裏面側のみに半導体層が形成された裏面接合型の太陽電池とがある。両面接合型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面接合型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面接合型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献1には、裏面接合型の太陽電池が開示されている。 As a solar cell using a semiconductor substrate, for example, a heterojunction type in which a semiconductor layer is formed on both the light receiving surface side and the back surface side (hereinafter referred to as a double-sided junction type as opposed to a back surface junction type, also referred to as a double-sided electrode type). and a back junction solar cell in which a semiconductor layer is formed only on the back side. In a double-sided junction type solar cell, since an electrode is formed on the light receiving surface side, the electrode shields sunlight. On the other hand, in the back contact solar cell, since no electrode is formed on the light receiving surface side, the sunlight receiving rate is higher than in the double-sided contact solar cell. Patent Literature 1 discloses a back contact solar cell.

特許文献1に記載の太陽電池は、光電変換層として機能する半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に順に積層された第1導電型半導体層および第1電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層された第2導電型半導体層および第2電極層とを備える。 The solar cell described in Patent Document 1 includes a semiconductor substrate that functions as a photoelectric conversion layer, a first conductivity type semiconductor layer and a first electrode layer that are sequentially laminated on a part of the back surface side of the semiconductor substrate, and a back surface of the semiconductor substrate. A second conductivity type semiconductor layer and a second electrode layer are laminated in order on the other part of the side.

特開2014-75526号公報JP 2014-75526 A

一般に、第1導電型半導体層のパターニング(1回目のパターニング)および第2導電型半導体層のパターニング(2回目のパターニング)において、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法が用いられる。しかし、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法では、例えばスピンコート法によるフォトレジスト塗布、フォトレジスト乾燥、フォトレジスト露光、フォトレジスト現像、フォトレジストをマスクとして用いた半導体層のエッチング、およびフォトレジスト剥離のプロセスが必要であり、プロセスが複雑であった。 In general, an etching method using a photolithographic technique is used for patterning the first conductivity type semiconductor layer (first patterning) and patterning the second conductivity type semiconductor layer (second patterning). However, in the etching method using the photolithographic technique, for example, photoresist application by spin coating, photoresist drying, photoresist exposure, photoresist development, etching of a semiconductor layer using photoresist as a mask, and photoresist stripping are performed. A process was required and the process was complicated.

この点に関し、特許文献1には、2回目のパターニングにおいて、リフトオフ層(犠牲層)を用いたリフトオフ法により、パターニングのプロセスの簡略化を図る技術が記載されている。 Regarding this point, Patent Document 1 describes a technique for simplifying the patterning process by a lift-off method using a lift-off layer (sacrificial layer) in the second patterning.

リフトオフ法では、リフトオフ層を効率よく剥離する必要があり、大量生産する場合は、図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板を同時に処理する必要がある。このような場合、隣り合う半導体基板において、一方の半導体基板の裏面側で剥離(リフトオフ)されたリフトオフ層が、他方の半導体基板の受光面側に大量に再付着してしまうという問題がある。リフトオフされたリフトオフ層が太陽電池の受光面側に再付着すると、例えば付着したリフトオフ層が半導体基板表面で乱反射するため、太陽電池の性能が低下したり、外観が損なわれてしまったり(受光面側の意匠性が低下してしまったり)する。 In the lift-off method, the lift-off layer must be peeled off efficiently. For mass production, it is necessary to simultaneously process a plurality of semiconductor substrates using a cassette as shown in FIG. In such a case, in adjacent semiconductor substrates, a large amount of the lift-off layer peeled off (lifted off) on the back surface side of one semiconductor substrate reattaches to the light-receiving surface side of the other semiconductor substrate. If the lift-off layer that has been lifted off reattaches to the light-receiving surface of the solar cell, for example, the adhered lift-off layer may reflect diffusely on the surface of the semiconductor substrate, which may degrade the performance of the solar cell or damage its appearance (light-receiving surface). The design of the side may deteriorate).

本発明は、製造プロセスの簡略化を行っても、太陽電池の性能低下および太陽電池の外観が損なわれることを抑制する太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell that suppresses degradation of the performance of the solar cell and damage to the appearance of the solar cell even when the manufacturing process is simplified.

本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第1領域に積層された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第2領域に積層された第2導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記第1導電型半導体層の材料膜を形成する第1半導体層材料膜形成工程と、前記第1導電型半導体層の材料膜の上に、リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、前記第2領域における前記リフトオフ層および前記第1導電型半導体層の材料膜を除去することにより、前記第1領域に、パターン化された前記第1導電型半導体層および前記リフトオフ層を形成する第1半導体層形成工程と、前記第1領域における前記リフトオフ層および前記第2領域の上に、前記第2導電型半導体層の材料膜を形成する第2半導体層材料膜形成工程と、前記リフトオフ層を除去することにより、前記第1領域における前記第2導電型半導体層の材料膜を除去し、前記第2領域に、パターン化された前記第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、を含み、前記第2半導体層形成工程は、前記半導体基板を、前記リフトオフ層を除去するためのエッチング溶液に浸漬するエッチング工程と、前記半導体基板を、前記半導体基板の表面をリンスするためのリンス溶液に浸漬するリンス工程と、をそれぞれ少なくとも1回含み、前記エッチング工程および前記リンス工程のうち少なくとも1つの工程では、溶液に、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が前記半導体基板の主面に再付着することを抑制する付着抑制剤を添加する。 A method for manufacturing a solar cell according to the present invention comprises: a semiconductor substrate; and a first conductivity type semiconductor layer laminated in a first region which is part of the other main surface side opposite to the one main surface side of the semiconductor substrate. and a second conductivity type semiconductor layer laminated on a second region which is another part of the other main surface side of the semiconductor substrate, the method for manufacturing a back contact solar cell comprising: a first semiconductor layer material film forming step of forming a material film of the first conductivity type semiconductor layer on the other main surface side; and a lift-off of forming a lift-off layer on the material film of the first conductivity type semiconductor layer. In the first region, the patterned first conductivity type semiconductor layer and the lift-off are formed in the first region by a layer forming step and removing material films of the lift-off layer and the first conductivity type semiconductor layer in the second region. a first semiconductor layer forming step of forming a layer; and a second semiconductor layer material film forming step of forming a material film of the second conductivity type semiconductor layer on the lift-off layer in the first region and the second region. and removing the lift-off layer to remove the material film of the second conductivity type semiconductor layer in the first region to form the patterned second conductivity type semiconductor layer in the second region. a second semiconductor layer forming step, wherein the second semiconductor layer forming step includes an etching step of immersing the semiconductor substrate in an etching solution for removing the lift-off layer; and a rinsing step of immersing in a rinsing solution for rinsing the surface of each at least once, wherein in at least one step of the etching step and the rinsing step, the lift-off layer to be removed and/or the second An adhesion inhibitor is added to prevent the material film of the two-conductivity-type semiconductor layer from re-adhering to the main surface of the semiconductor substrate.

本発明によれば、太陽電池の製造プロセスの簡略化を行っても、太陽電池の性能低下および太陽電池の外観が損なわれることを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it simplifies the manufacturing process of a solar cell, it can suppress that the performance deterioration of a solar cell and the appearance of a solar cell are spoiled.

本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。It is the figure which looked at the solar cell which concerns on this embodiment from the back surface side. 図1の太陽電池におけるII-II線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in the solar cell of FIG. 1; 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層材料膜形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st semiconductor layer material film|membrane formation process and the lift-off layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st semiconductor layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st semiconductor layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st semiconductor layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第2半導体層材料膜形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 2nd semiconductor layer material film formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第2半導体層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the 2nd semiconductor layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る太陽電池の製造方法における光学調整層形成工程を示す図である。It is a figure which shows the optical adjustment layer formation process in the manufacturing method of the solar cell which concerns on this embodiment. 図3Fに示す第2半導体層形成工程におけるリフトオフ工程およびリンス工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the lift-off process and the rinse process in the 2nd semiconductor layer formation process shown in FIG. 3F. 図3Fに示す第2半導体層形成工程におけるリフトオフ工程およびリンス工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the lift-off process and the rinse process in the 2nd semiconductor layer formation process shown in FIG. 3F. 実施例の太陽電池の受光面を撮像した撮像データ(2値化)である。It is image data (binarization) which imaged the light-receiving surface of the solar cell of an Example. 実施例の太陽電池の受光面を撮像した撮像データ(2値化)である。It is image data (binarization) which imaged the light-receiving surface of the solar cell of an Example. 実施例の太陽電池の受光面を撮像した撮像データ(2値化)である。It is image data (binarization) which imaged the light-receiving surface of the solar cell of an Example. 比較例の太陽電池の受光面を撮像した撮像データ(2値化)である。It is image data (binarization) which imaged the light-receiving surface of the solar cell of a comparative example.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。 An example of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, suppose that the same code|symbol is attached|subjected to the same or a corresponding part in each drawing. Also, for convenience, hatching, member numbers, etc. may be omitted, but in such cases, other drawings shall be referred to.

(太陽電池)
図1は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図1に示す太陽電池1は、裏面電極型の太陽電池である。太陽電池1は、2つの主面を備える半導体基板11を備え、半導体基板11の主面において第1領域7と第2領域8とを有する。
(solar cell)
FIG. 1 is a view of the solar cell according to this embodiment as seen from the back side. The solar cell 1 shown in FIG. 1 is a back electrode type solar cell. The solar cell 1 has a semiconductor substrate 11 with two main surfaces, and has a first region 7 and a second region 8 on the main surface of the semiconductor substrate 11 .

第1領域7は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部7fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部7bとを有する。バスバー部7bは、半導体基板11の一方の辺部に沿って第1方向(X方向)に延在し、フィンガー部7fは、バスバー部7bから、第1方向(X方向)に交差する第2方向(Y方向)に延在する。
同様に、第2領域8は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部8fと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部8bとを有する。バスバー部8bは、半導体基板11の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第1方向(X方向)に延在し、フィンガー部8fは、バスバー部8bから、第2方向(Y方向)に延在する。
フィンガー部7fとフィンガー部8fとは、第1方向(X方向)に交互に設けられている。
なお、第1領域7および第2領域8は、ストライプ状に形成されてもよい。
The first region 7 has a so-called comb shape, and includes a plurality of finger portions 7f corresponding to comb teeth and busbar portions 7b corresponding to support portions of the comb teeth. The busbar portion 7b extends in a first direction (X direction) along one side portion of the semiconductor substrate 11, and the finger portions 7f extend from the busbar portion 7b in a second direction intersecting the first direction (X direction). direction (Y direction).
Similarly, the second region 8 has a so-called comb shape, and includes a plurality of finger portions 8f corresponding to comb teeth and busbar portions 8b corresponding to support portions for the comb teeth. The busbar portion 8b extends in a first direction (X direction) along one side portion of the semiconductor substrate 11 opposite to the other side portion, and the finger portions 8f extend in a second direction (Y direction) from the busbar portion 8b. direction).
The finger portions 7f and the finger portions 8f are alternately provided in the first direction (X direction).
Note that the first region 7 and the second region 8 may be formed in stripes.

図2は、図1の太陽電池におけるII-II線断面図である。図2に示すように、太陽電池1は、半導体基板11と、半導体基板11の主面のうちの受光する側の一方の主面である受光面側に順に積層された真性半導体層13および光学調整層15を備える。また、太陽電池1は、半導体基板11の主面のうちの受光面の反対側の他方の主面である裏面側の一部(第1領域7)に順に積層された第1真性半導体層23、第1導電型半導体層25および第1電極層27を備える。また、太陽電池1は、半導体基板11の裏面側の他の一部(第2領域8)に順に積層された第2真性半導体層33、第2導電型半導体層35、および第2電極層37を備える。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell of FIG. 1 taken along the line II-II. As shown in FIG. 2, the solar cell 1 includes a semiconductor substrate 11, an intrinsic semiconductor layer 13 and an optical semiconductor layer 13 which are sequentially laminated on the light receiving surface side which is one of the main surfaces of the semiconductor substrate 11 on the light receiving side. An adjustment layer 15 is provided. In the solar cell 1, a first intrinsic semiconductor layer 23 is sequentially laminated on a part (first region 7) of the back surface side, which is the other main surface of the semiconductor substrate 11 opposite to the light receiving surface. , a first conductivity type semiconductor layer 25 and a first electrode layer 27 . In addition, the solar cell 1 includes a second intrinsic semiconductor layer 33, a second conductivity type semiconductor layer 35, and a second electrode layer 37, which are laminated in order on another portion (second region 8) of the back surface side of the semiconductor substrate 11. Prepare.

半導体基板11は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板11は、例えば結晶シリコン材料にn型ドーパントがドープされたn型の半導体基板である。n型ドーパントとしては、例えばリン(P)が挙げられる。
半導体基板11は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア(電子および正孔)を生成する光電変換基板として機能する。
半導体基板11の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力(照度によらず安定した出力)が得られる。
Semiconductor substrate 11 is formed of a crystalline silicon material such as monocrystalline silicon or polycrystalline silicon. The semiconductor substrate 11 is, for example, an n-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with an n-type dopant. Examples of n-type dopants include phosphorus (P).
The semiconductor substrate 11 functions as a photoelectric conversion substrate that absorbs incident light from the light receiving surface side and generates photocarriers (electrons and holes).
Since crystalline silicon is used as the material of the semiconductor substrate 11, dark current is relatively small, and relatively high output (stable output regardless of illuminance) can be obtained even when the intensity of incident light is low.

半導体基板11は、裏面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、半導体基板11に吸収されず通過してしまった光の回収効率が高まる。
また、半導体基板11は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、受光面において入射光の反射が低減し、半導体基板11における光閉じ込め効果が向上する。
The semiconductor substrate 11 may have a pyramid-shaped fine uneven structure called a texture structure on the back surface side. As a result, the efficiency of collecting the light that has passed through the semiconductor substrate 11 without being absorbed increases.
Further, the semiconductor substrate 11 may have a pyramid-shaped fine uneven structure called a texture structure on the light receiving surface side. As a result, the reflection of incident light on the light receiving surface is reduced, and the light confinement effect in the semiconductor substrate 11 is improved.

真性半導体層13は、半導体基板11の受光面側に形成されている。第1真性半導体層23は、半導体基板11の裏面側の第1領域7に形成されている。第2真性半導体層33は、半導体基板11の裏面側の第2領域8に形成されている。真性半導体層13、第1真性半導体層23および第2真性半導体層33は、例えば実質的に真性(i型)なアモルファスシリコンを主成分とする材料で形成される。実質的に真性とは、導電型不純物を含まない完全に真性である層に限られず、シリコン系層が真性層として機能し得る範囲で微量のp型不純物またはn型不純物を含む弱p型または弱n型の実質的に真性な層も包含する。 The intrinsic semiconductor layer 13 is formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 . The first intrinsic semiconductor layer 23 is formed in the first region 7 on the back side of the semiconductor substrate 11 . The second intrinsic semiconductor layer 33 is formed in the second region 8 on the back side of the semiconductor substrate 11 . The intrinsic semiconductor layer 13, the first intrinsic semiconductor layer 23, and the second intrinsic semiconductor layer 33 are made of a material whose main component is, for example, substantially intrinsic (i-type) amorphous silicon. Substantially intrinsic is not limited to a completely intrinsic layer containing no conductivity type impurities, but a weakly p-type or n-type impurity containing a small amount of p-type or n-type impurities to the extent that the silicon-based layer can function as an intrinsic layer. It also includes substantially intrinsic layers of weak n-type.

真性半導体層13、第1真性半導体層23および第2真性半導体層33は、いわゆるパッシベーション層として機能し、半導体基板11で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。 The intrinsic semiconductor layer 13, the first intrinsic semiconductor layer 23, and the second intrinsic semiconductor layer 33 function as so-called passivation layers to suppress recombination of carriers generated in the semiconductor substrate 11 and increase carrier recovery efficiency.

光学調整層15は、半導体基板11の受光面側の真性半導体層13上に形成されている。光学調整層15は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板11の受光面側および真性半導体層13を保護する保護層として機能する。光学調整層15は、例えば酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、または酸窒化珪素(SiON)のようなそれらの複合物を主成分とする絶縁体材料で形成される。なお、光学調整層15は、微量のp型不純物またはn型不純物を含んでいてもよい。 The optical adjustment layer 15 is formed on the intrinsic semiconductor layer 13 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 . The optical adjustment layer 15 functions as an antireflection layer that prevents reflection of incident light, and also functions as a protective layer that protects the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 and the intrinsic semiconductor layer 13 . The optical adjustment layer 15 is made of an insulating material whose main component is silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), or a compound thereof such as silicon oxynitride (SiON). The optical adjustment layer 15 may contain a small amount of p-type impurity or n-type impurity.

第1導電型半導体層25は、第1真性半導体層23上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第1領域7に形成されている。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第1導電型半導体層25は、例えばアモルファスシリコン材料にp型ドーパントがドープされたp型の半導体層である。p型ドーパントとしては、例えばホウ素(B)が挙げられる。 The first conductivity type semiconductor layer 25 is formed on the first intrinsic semiconductor layer 23 , that is, in the first region 7 on the back side of the semiconductor substrate 11 . The first conductivity type semiconductor layer 25 is made of, for example, an amorphous silicon material. The first conductivity type semiconductor layer 25 is, for example, a p-type semiconductor layer in which an amorphous silicon material is doped with a p-type dopant. Examples of p-type dopants include boron (B).

第2導電型半導体層35は、第2真性半導体層33上に、すなわち半導体基板11の裏面側の第2領域8に形成されている。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第2導電型半導体層35は、例えばアモルファスシリコン材料にn型ドーパント(例えば、上述したリン(P))がドープされたn型半導体層である。 The second conductivity type semiconductor layer 35 is formed on the second intrinsic semiconductor layer 33 , that is, in the second region 8 on the back side of the semiconductor substrate 11 . The second conductivity type semiconductor layer 35 is made of, for example, an amorphous silicon material. The second conductivity type semiconductor layer 35 is, for example, an n-type semiconductor layer formed by doping an n-type dopant (for example, phosphorus (P) described above) into an amorphous silicon material.

なお、第1導電型半導体層25がn型半導体層であり、第2導電型半導体層35がp型半導体層であってもよい。
また、半導体基板11は、結晶シリコン材料にp型ドーパント(例えば、上述したホウ素(B))がドープされたp型半導体基板であってもよい。
The first conductivity type semiconductor layer 25 may be an n-type semiconductor layer, and the second conductivity type semiconductor layer 35 may be a p-type semiconductor layer.
Semiconductor substrate 11 may also be a p-type semiconductor substrate in which a crystalline silicon material is doped with a p-type dopant (eg, boron (B) as described above).

第1電極層27は、第1導電型半導体層25上に形成されており、第2電極層37は、第2導電型半導体層35上に形成されている。
第1電極層27および第2電極層37は、透明電極層と金属電極層とを含んでもよいし、金属電極層のみを含んでもよい。本実施形態では、第1電極層27は、第1導電型半導体層25上に順に積層された透明電極層28と金属電極層29とを有する。第2電極層37は、第2導電型半導体層35上に順に積層された透明電極層38と金属電極層39とを有する。
透明電極層28,38は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物)、ZnO(Zinc Oxide:酸化亜鉛)が挙げられる。金属電極層29,39は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成されてもよいし、金属めっきで形成されてもよい。また、金属電極層29,39は、これらの複合体で形成されてもよい、例えば、銀を含有する導電性ペースト材料で形成された下地に銅めっきしてもよい。
The first electrode layer 27 is formed on the semiconductor layer 25 of the first conductivity type, and the second electrode layer 37 is formed on the semiconductor layer 35 of the second conductivity type.
The first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 may include a transparent electrode layer and a metal electrode layer, or may include only the metal electrode layer. In this embodiment, the first electrode layer 27 has a transparent electrode layer 28 and a metal electrode layer 29 that are sequentially laminated on the first conductivity type semiconductor layer 25 . The second electrode layer 37 has a transparent electrode layer 38 and a metal electrode layer 39 that are sequentially laminated on the second conductivity type semiconductor layer 35 .
The transparent electrode layers 28, 38 are made of a transparent conductive material. Transparent conductive materials include ITO (Indium Tin Oxide: composite oxide of indium oxide and tin oxide) and ZnO (Zinc Oxide: zinc oxide). The metal electrode layers 29 and 39 may be formed of a conductive paste material containing metal powder such as silver, or may be formed by metal plating. Moreover, the metal electrode layers 29 and 39 may be formed of a composite of these, for example, copper plating may be performed on a base formed of a conductive paste material containing silver.

(太陽電池の製造方法)
次に、図3A~図3Gを参照して、図1および図2に示す本実施形態の太陽電池1の製造方法について説明する。図3Aは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における真性半導体層形成工程、第1半導体層材料膜形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図であり、図3B~図3Dは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第1半導体層形成工程を示す図である。図3Eは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第2半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図3Fは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第2半導体層形成工程を示す図である。図3Gは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における光学調整層形成工程を示す図である。
(Method for manufacturing solar cell)
Next, a method for manufacturing the solar cell 1 of this embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3A to 3G. FIG. 3A is a diagram showing an intrinsic semiconductor layer forming step, a first semiconductor layer material film forming step, and a lift-off layer forming step in a method for manufacturing a solar cell according to this embodiment. 1 is a diagram showing a first semiconductor layer forming step in the method for manufacturing a solar cell according to FIG. FIG. 3E is a diagram showing a second semiconductor layer material film forming step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment, and FIG. 3F is a diagram showing a second semiconductor layer forming step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment. It is a figure which shows. FIG. 3G is a diagram showing an optical adjustment layer forming step in the method for manufacturing a solar cell according to this embodiment.

まず、図3Aに示すように、例えばCVD法(化学気相堆積法)を用いて、半導体基板11の受光面側の全面に、真性半導体層13を積層(製膜)する(真性半導体層形成工程)。 First, as shown in FIG. 3A, an intrinsic semiconductor layer 13 is laminated (film-formed) on the entire light-receiving surface side of the semiconductor substrate 11 using, for example, a CVD method (intrinsic semiconductor layer formation). process).

また、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の裏面側に、第1真性半導体層材料膜23Zおよび第1導電型半導体層材料膜25Zを順に積層(製膜)する(第1半導体層材料膜形成工程)。 In addition, for example, by using the CVD method, a first intrinsic semiconductor layer material film 23Z and a first conductivity type semiconductor layer material film 25Z are sequentially laminated (formed) on the back surface side of the semiconductor substrate 11 (first semiconductor layer material film forming process).

次に、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、具体的には第1導電型半導体層材料膜25Z上の全面に、リフトオフ層(犠牲層)40を積層(製膜)する(リフトオフ層形成工程)。
リフトオフ層40は、例えば無機物質材料で形成することが出来る。酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、または酸窒化珪素(SiON)のようなそれらの複合物等の材料で形成される場合は、フッ酸処理(フッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物での処理)でリフトオフが進行し、ITOやZnOのようなそれらの複合物等の材料で形成される場合は、酸処理(塩酸、硝酸、またはそれらと他の種類の酸との混合物での処理)でリフトオフが進行し、容易に除去される。
特にリフトオフ層40を前記酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、または酸窒化珪素(SiON)のようなそれらの複合物等の材料で形成する場合、リフトオフ層を2層以上の複数層構成とすることで、より高いリフトオフ性が得られる。例えば2層構成の場合、第1導電型半導体層材料膜25Z上に第1リフトオフ層、第2リフトオフ層の順にリフトオフ層を形成し、これらの層は第1導電型半導体層材料膜25Zのエッチング液に対して、第1導電型半導体層材料膜25Zのエッチング速度<第2リフトオフ層のエッチング速度<第1リフトオフ層のエッチング速度…[関係式1]を満たす。
Next, a lift-off layer (sacrificial layer) 40 is laminated (formed) on the entire back surface side of the semiconductor substrate 11, specifically, on the entire surface of the first conductivity type semiconductor layer material film 25Z using, for example, the CVD method. ) (lift-off layer forming step).
The lift-off layer 40 can be made of, for example, an inorganic material. Hydrofluoric acid treatment (hydrofluoric acid, or hydrofluoric acid and other types of If the lift-off proceeds with materials such as ITO and their composites such as ZnO, acid treatment (hydrochloric acid, nitric acid, or other types of acid (treatment with a mixture with ) promotes lift-off and is easily removed.
In particular, when the lift-off layer 40 is formed of a material such as silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), or a compound thereof such as silicon oxynitride (SiON), the lift-off layer has a multi-layer structure of two or more layers. By doing so, higher lift-off properties can be obtained. For example, in the case of a two-layer structure, a first lift-off layer and a second lift-off layer are formed on the first conductivity type semiconductor layer material film 25Z in this order, and these layers are etched to the first conductivity type semiconductor layer material film 25Z. Etching rate of the first conductivity type semiconductor layer material film 25Z<etching rate of the second lift-off layer<etching rate of the first lift-off layer (Relational Expression 1) is satisfied with respect to the liquid.

次に、図3B~図3Dに示すように、例えばレジスト90を用いて、半導体基板11の裏面側において、第2領域8における第1真性半導体層材料膜23Z、第1導電型半導体層材料膜25Zおよびリフトオフ層40を除去することにより、第1領域7に、パターン化された第1真性半導体層23、第1導電型半導体層25およびリフトオフ層40を形成する(第1半導体層形成工程)。 Next, as shown in FIGS. 3B to 3D, the first intrinsic semiconductor layer material film 23Z and the first conductivity type semiconductor layer material film 23Z in the second region 8 are formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11 using, for example, a resist 90. 25Z and the lift-off layer 40 are removed to form the patterned first intrinsic semiconductor layer 23, the first conductivity type semiconductor layer 25 and the lift-off layer 40 in the first region 7 (first semiconductor layer forming step). .

具体的には、フォトリソグラフィ法を用いて、半導体基板11の両面側の全面にフォトレジストを塗布した後に、マスクを用いて裏面側の第2領域8におけるフォトレジストを露光および現像して除去する。これにより、図3Bに示すように、半導体基板11の裏面側の第1領域7および受光面側の全面を覆うレジスト90を形成する。 Specifically, using a photolithography method, a photoresist is applied to the entire surface of both surface sides of the semiconductor substrate 11, and then the photoresist in the second region 8 on the back surface side is exposed and developed using a mask to remove it. . As a result, as shown in FIG. 3B, a resist 90 covering the first region 7 on the back surface side of the semiconductor substrate 11 and the entire surface on the light receiving surface side is formed.

その後、図3Cに示すように、レジスト90をマスクとして、第2領域8におけるリフトオフ層40、第1導電型半導体層材料膜25Zおよび第1真性半導体層材料膜23Zをエッチングすることにより、第1領域7に、パターン化された第1真性半導体層23、第1導電型半導体層25およびリフトオフ層40を形成する。リフトオフ層40、第1導電型半導体層材料膜25Zおよび第1真性半導体層材料膜13Zに対するエッチング溶液としては、例えばフッ酸と硝酸との混合液やフッ酸にオゾンを溶かしたオゾン-フッ酸溶液等の酸性溶液が用いられる。 Thereafter, as shown in FIG. 3C, the resist 90 is used as a mask to etch the lift-off layer 40, the first conductivity type semiconductor layer material film 25Z and the first intrinsic semiconductor layer material film 23Z in the second region 8, thereby forming the first semiconductor layer material film 23Z. A patterned first intrinsic semiconductor layer 23 , a first conductivity type semiconductor layer 25 and a lift-off layer 40 are formed in the region 7 . Examples of the etching solution for the lift-off layer 40, the first conductivity type semiconductor layer material film 25Z, and the first intrinsic semiconductor layer material film 13Z include a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and an ozone-hydrofluoric acid solution obtained by dissolving ozone in hydrofluoric acid. Acidic solution such as is used.

その後、図3Dに示すように、レジスト90を除去する。レジスト90に対するエッチング溶液としては、アセトンなどの有機溶剤などが用いられる。 After that, as shown in FIG. 3D, the resist 90 is removed. As an etching solution for the resist 90, an organic solvent such as acetone is used.

次に、図3Eに示すように、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、第2真性半導体層材料膜33Zおよび第2導電型半導体層材料膜35Zを順に積層(製膜)する(第2半導体層材料膜形成工程)。 Next, as shown in FIG. 3E, a second intrinsic semiconductor layer material film 33Z and a second conductivity type semiconductor layer material film 35Z are sequentially laminated (manufactured) on the entire back surface side of the semiconductor substrate 11 using, for example, the CVD method. film) (second semiconductor layer material film forming step).

次に、図3Fに示すように、リフトオフ層(犠牲層)を用いたリフトオフ法を利用して、半導体基板11の裏面側において、第1領域7における第2真性半導体層材料膜33Zおよび第2導電型半導体層材料膜35Zを除去することにより、第2領域8に、パターン化された第2真性半導体層33および第2導電型半導体層35を形成する(第2半導体層形成工程)。 Next, as shown in FIG. 3F, the second intrinsic semiconductor layer material film 33Z and the second intrinsic semiconductor layer material film 33Z in the first region 7 are formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11 by using a lift-off method using a lift-off layer (sacrificial layer). By removing the conductivity type semiconductor layer material film 35Z, the patterned second intrinsic semiconductor layer 33 and second conductivity type semiconductor layer 35 are formed in the second region 8 (second semiconductor layer forming step).

具体的には、リフトオフ層40を除去することにより、リフトオフ層40上の第2真性半導体層材料膜33Zおよび第2導電型半導体層材料膜35Zを除去し、第2領域8に第2真性半導体層33および第2導電型半導体層35を形成する。リフトオフ層40の除去溶液としては、例えばフッ酸等の酸性溶液が用いられる。 Specifically, by removing the lift-off layer 40, the second intrinsic semiconductor layer material film 33Z and the second conductivity type semiconductor layer material film 35Z on the lift-off layer 40 are removed, and the second intrinsic semiconductor layer is formed in the second region 8. A layer 33 and a second conductivity type semiconductor layer 35 are formed. As a removal solution for the lift-off layer 40, for example, an acidic solution such as hydrofluoric acid is used.

次に、図3Gに示すように、例えばCVD法を用いて、半導体基板11の受光面側の真性半導体層13上の全面に、光学調整層15を積層(製膜)する(光学調整層形成工程)。 Next, as shown in FIG. 3G, the optical adjustment layer 15 is laminated (formed) on the entire surface of the intrinsic semiconductor layer 13 on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 by using, for example, the CVD method (optical adjustment layer formation). process).

次に、半導体基板11の裏面側に、第1電極層27および第2電極層37を形成する(電極層形成工程)。
具体的には、例えばスパッタリング法等のPVD法(物理気相成長法)を用いて、半導体基板11の裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層(製膜)する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、パターン化された透明電極層28,38を形成する。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層28上に金属電極層29を形成し、透明電極層38の上に金属電極層39を形成することにより、第1電極層27および第2電極層37を形成する。
Next, the first electrode layer 27 and the second electrode layer 37 are formed on the back surface side of the semiconductor substrate 11 (electrode layer forming step).
Specifically, a transparent electrode layer material film is laminated (formed) on the entire back surface side of the semiconductor substrate 11 using, for example, a PVD method (physical vapor deposition method) such as a sputtering method. Thereafter, patterned transparent electrode layers 28 and 38 are formed by removing part of the transparent electrode layer material film, for example, using an etching method using an etching paste. As an etching solution for the transparent electrode layer material film, for example, hydrochloric acid or ferric chloride aqueous solution is used.
After that, for example, using a pattern printing method or a coating method, a metal electrode layer 29 is formed on the transparent electrode layer 28, and a metal electrode layer 39 is formed on the transparent electrode layer 38, whereby the first electrode layer 27 and the A second electrode layer 37 is formed.

以上の工程により、図1および図2に示す本実施形態の裏面電極型の太陽電池1が完成する。 Through the above steps, the back electrode type solar cell 1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

ここで、リフトオフ法では、リフトオフ層を効率よく剥離する必要があり、大量生産する場合は、図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板を同時に処理する必要がある。このような場合、隣り合う半導体基板において、一方の半導体基板の裏面側で剥離(リフトオフ)されたリフトオフ層が、他方の半導体基板の受光面側に大量に再付着してしまうという問題がある。また、その後に、半導体基板の受光面側に光学調整層(SiN)を製膜すると、半導体基板に固定化されて剥がれなくなってしまうという問題がある。リフトオフされたリフトオフ層が太陽電池の受光面に再付着すると、例えば付着したリフトオフ層が半導体基板表面で乱反射するため、太陽電池の性能が低下したり、外観が損なわれてしまったり(受光面側の意匠性が低下してしまったり)する。
また、剥離(リフトオフ)されたリフトオフ層は、液面に浮遊するため、半導体基板の裏面側(デバイス面側)にも再付着してしまう。リフトオフされたリフトオフ層が太陽電池の裏面に再付着すると、コンタクト抵抗としてふるまい、太陽電池のFFが低下してしまう。
Here, in the lift-off method, the lift-off layer must be removed efficiently, and for mass production, it is necessary to simultaneously process a plurality of semiconductor substrates using a cassette as shown in FIG. In such a case, in adjacent semiconductor substrates, a large amount of the lift-off layer peeled off (lifted off) on the back surface side of one semiconductor substrate reattaches to the light-receiving surface side of the other semiconductor substrate. Moreover, when the optical adjustment layer (SiN) is subsequently formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate, there is a problem that it is fixed to the semiconductor substrate and cannot be peeled off. If the lift-off layer that has been lifted off reattaches to the light-receiving surface of the solar cell, for example, the adhered lift-off layer causes irregular reflection on the surface of the semiconductor substrate. The design of the product may deteriorate).
In addition, since the lift-off layer that has been peeled off (lifted off) floats on the liquid surface, it also re-adheres to the back surface side (device surface side) of the semiconductor substrate. When the lift-off layer is reattached to the back surface of the solar cell, it acts as a contact resistance and lowers the FF of the solar cell.

このような問題を回避する方法として、超音波を利用することが知られている。超音波処理では再付着量は減少するものの、太陽電池の性能が低下するため、量産化には向いていない。そこで、超音波設備を使用することなく、剥離されたリフトオフ層の再付着を防ぐこと、または再付着したリフトオフ層を剥がれやすくすることが求められている。 As a method of avoiding such problems, the use of ultrasonic waves is known. Ultrasonic treatment reduces the amount of redeposition, but it lowers the performance of the solar cell, making it unsuitable for mass production. Therefore, it is desired to prevent the lift-off layer that has peeled off from re-adhering or to make the re-adhering lift-off layer easier to peel off without using ultrasonic equipment.

この点に関し、第2半導体層形成工程は、エッチング工程とリンス工程とをそれぞれ少なくとも1回含む。例えば、図5に示すように、1回のエッチング工程と、エッチング工程後に順に行われる複数のリンス工程(第1リンス工程、第2リンス工程、第3リンス工程・・・)とを含む。 In this regard, the second semiconductor layer forming step includes at least one etching step and at least one rinsing step. For example, as shown in FIG. 5, it includes one etching process and a plurality of rinsing processes (first rinsing process, second rinsing process, third rinsing process, . . . ) sequentially performed after the etching process.

エッチング工程では、半導体基板11を、リフトオフ層40を除去するためのエッチング溶液(エッチング槽)に浸漬(dip)する。エッチング溶液としては、上述したように、例えばフッ酸等の酸性溶液が用いられる。 In the etching process, the semiconductor substrate 11 is dipped in an etching solution (etching bath) for removing the lift-off layer 40 . As the etching solution, an acidic solution such as hydrofluoric acid is used as described above.

リンス工程では、半導体基板11を、半導体基板の表面をリンスするためのリンス溶液(リンス槽)に浸漬する。具体的には、第1リンス工程では、半導体基板11を第1リンス溶液(第1リンス槽)に浸漬し、第2リンス工程では、半導体基板11を第2リンス溶液(第2リンス槽)に浸漬し、第3リンス工程では、半導体基板11を第3リンス溶液(第3リンス槽)に浸漬する。リンス溶液(第1リンス溶液、第2リンス溶液および第3リンス溶液)としては、後述するようにリフトオフの進行のために表面自由エネルギー(すなわち、表面張力)が大きい溶液、例えば水(HO)、グリセリンが用いられる。In the rinsing step, the semiconductor substrate 11 is immersed in a rinsing solution (rinsing tank) for rinsing the surface of the semiconductor substrate. Specifically, in the first rinsing step, the semiconductor substrate 11 is immersed in a first rinsing solution (first rinsing tank), and in the second rinsing step, the semiconductor substrate 11 is immersed in a second rinsing solution (second rinsing tank). In the third rinsing step, the semiconductor substrate 11 is immersed in a third rinsing solution (third rinsing tank). As the rinse solution (the first rinse solution, the second rinse solution and the third rinse solution), a solution having a large surface free energy (that is, surface tension) for promoting lift-off as described later, such as water (H 2 O ), glycerin is used.

エッチング工程およびリンス工程のうち少なくとも1つの工程では、溶液に、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が半導体基板11の主面に再付着することを抑制する付着抑制剤が添加されている。付着抑制剤としては、界面活性剤が用いられる。界面活性剤としては、アニオン系の界面活性剤、カチオン系の界面活性剤、両性イオン系の界面活性剤、ノニオン系の界面活性剤、またはこれらの混合剤が挙げられる。 In at least one step of the etching step and the rinsing step, the solution suppresses the reattachment of the material film of the removed lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer to the main surface of the semiconductor substrate 11. agent is added. A surfactant is used as the adhesion inhibitor. Surfactants include anionic surfactants, cationic surfactants, zwitterionic surfactants, nonionic surfactants, and mixtures thereof.

界面活性剤は、芳香族構造および長鎖直鎖状アルキル構造を含む有機酸であってもよい。これにより、高い界面活性作用と表面自由エネルギーの大きい溶媒(例えば、水)との親和性が向上する。
また、付着抑制剤は、界面活性剤に加えて、安定剤、乳化剤、有機酸イオンと有機酸塩の緩衝液、および/またはpH調整剤などを含んでもよい。
A surfactant may be an organic acid containing an aromatic structure and a long linear alkyl structure. As a result, affinity with a solvent having a high surfactant action and a large surface free energy (for example, water) is improved.
In addition to the surfactant, the adhesion inhibitor may also contain stabilizers, emulsifiers, buffer solutions of organic acid ions and organic acid salts, and/or pH adjusters.

これにより、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が、凝集し難くなり、溶液中に分散する。これにより、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が、半導体基板11の主面に再付着し難くなる。また、半導体基板11の主面に再付着したリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が、剥がれやすくなる。
なお、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜のみならず、半導体基板11の主面へのごみ等の付着をも抑制することができる。
As a result, the material film of the removed lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer is less likely to agglomerate and dispersed in the solution. As a result, the material film of the removed lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer is less likely to reattach to the main surface of the semiconductor substrate 11 . In addition, the material film of the lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer re-adhered to the main surface of the semiconductor substrate 11 is easily peeled off.
It is possible to suppress not only the material film of the lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer to be removed, but also the adhesion of dust and the like to the main surface of the semiconductor substrate 11 .

そのため、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、リフトオフ法を利用して製造プロセスの簡略化を行っても、太陽電池の性能低下および太陽電池の外観が損なわれることを抑制することができる。 Therefore, according to the solar cell manufacturing method of the present embodiment, even if the lift-off method is used to simplify the manufacturing process, it is possible to suppress deterioration in the performance of the solar cell and damage to the appearance of the solar cell. can.

なお、本願発明者らの知見によれば、界面活性剤は、アニオン系の界面活性剤またはカチオン系の界面活性剤、またはこれらの混合剤であると好ましい。これによれば、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が半導体基板11の主面に再付着することの抑制効果が、比較的に大きい。 According to the findings of the inventors of the present application, the surfactant is preferably an anionic surfactant, a cationic surfactant, or a mixture thereof. According to this, the effect of suppressing redeposition of the removed material film of the lift-off layer and/or the second-conductivity-type semiconductor layer to the main surface of the semiconductor substrate 11 is relatively large.

ここで、リフトオフの進行のためには表面張力の差が必要であるため、表面自由エネルギーが大きい水(HO)によってリフトオフを先に進める必要がある。一方で、リフトオフ後は、リフトオフされたリフトオフ層が、半導体基板に再付着しないように、溶液中に分散している状態が望ましい。Here, since a difference in surface tension is necessary for progress of lift-off, it is necessary to advance lift-off with water (H 2 O) having a large surface free energy. On the other hand, after lift-off, it is desirable that the lift-off layer is dispersed in the solution so as not to reattach to the semiconductor substrate.

この点に関し、リンス工程のうち2番目以降のリンス工程において、リンス溶液に付着抑制剤を添加すると好ましい。このとき、リンス溶液の温度を上げてもよい(例えば、室温以上80度以下)。これにより、エッチング工程および1番目の第1リンス工程(HO)によりリフトオフを先に進め、2番目以降のリンス工程(HO+添加剤)において、リフトオフされたリフトオフ層が半導体基板に再付着しないように、溶液中に分散する状態とすることができる。そのため、リフトオフされたリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が、半導体基板11の主面に再付着し難くなる。また、半導体基板11の主面に再付着したリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が、剥がれやすくなる。In this regard, it is preferable to add an adhesion inhibitor to the rinse solution in the second and subsequent rinse steps among the rinse steps. At this time, the temperature of the rinse solution may be raised (for example, room temperature or higher and 80 degrees or lower). As a result, the lift-off is advanced by the etching step and the first rinse step (H 2 O), and the lift-off layer is restored to the semiconductor substrate in the second and subsequent rinse steps (H 2 O + additive). It can be in a state of being dispersed in a solution so as not to adhere. Therefore, the material film of the lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer that has been lifted off is less likely to reattach to the main surface of the semiconductor substrate 11 . In addition, the material film of the lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer re-adhered to the main surface of the semiconductor substrate 11 is easily peeled off.

なお、エッチング工程および第1リンス工程の後に基板乾燥工程を経て第2リンス工程以降を行っても、2番目以降のリンス工程(HO+添加剤)において、リフトオフされたリフトオフ層が半導体基板に再付着しないようにすることができる。Even if the substrate drying process is performed after the etching process and the first rinsing process, and the second rinsing process and subsequent rinsing processes are performed, the lift-off layer lifted off does not adhere to the semiconductor substrate in the second and subsequent rinsing processes (H 2 O + additive). It can be prevented from reattaching.

界面活性剤を含むリンス溶液のpHは7以上10以下であると好ましい。本願発明者らの知見によれば、シリコン薄膜系のリフトオフ層とシリコン系の半導体基板との組み合わせでは、リンス溶液が塩基性であると、剥離されたリフトオフ層が分散しやすくなる。これにより、界面活性剤を含むリンス溶液のpHが7以上であると、剥離されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が半導体基板11の主面により再付着し難くなる。
一方、界面活性剤を含むリンス溶液のpHが10よりも大きくなると、半導体基板10の受光面側の真性半導体層が溶解してしまい、太陽電池の性能低下を招くため好ましくない。
The pH of the rinse solution containing the surfactant is preferably 7 or more and 10 or less. According to the findings of the inventors of the present application, in a combination of a silicon thin film-based lift-off layer and a silicon-based semiconductor substrate, if the rinsing solution is basic, the peeled lift-off layer tends to disperse. As a result, when the pH of the rinse solution containing the surfactant is 7 or more, the removed material film of the lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer is less likely to reattach to the main surface of the semiconductor substrate 11 .
On the other hand, if the pH of the rinse solution containing the surfactant is higher than 10, the intrinsic semiconductor layer on the light-receiving surface side of the semiconductor substrate 10 will dissolve, resulting in deterioration of the performance of the solar cell, which is not preferable.

なお、半導体基板の表面に界面活性剤が大量に付着したままだと、太陽電池の性能(例えば、経時変化)に少なからず影響することが予想される。そのため、リンス工程のうち最後のリンス工程において、リンス溶液に付着抑制剤が添加されないと好ましい。 Note that if a large amount of the surfactant remains attached to the surface of the semiconductor substrate, it is expected that the performance of the solar cell (for example, changes over time) will be affected to some extent. Therefore, it is preferable that the anti-adhesion agent is not added to the rinse solution in the last rinse step among the rinse steps.

本願発明者らの知見によれば、本実施形態の太陽電池の製造方法によって製造された裏面電極型の太陽電池1は、以下の特徴を有する。
受光面側の真性半導体層13と光学調整層15との間において、
・リフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜の再付着領域が受光面の面積に対して占める割合が、2%以下、好ましくは1%以下であり、
・再付着したリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜の粒子の大きさが、20μm以下であり、
・再付着したリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜と、真性半導体層との間に、空隙が存在する、換言すれば、再付着したリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が、半導体基板のテクスチャ構造に沿わずに存在する。
この裏面電極型の太陽電池1によれば、上述したように、性能低下および外観(受光面側)が損なわれることを抑制することができる。
According to the findings of the inventors of the present application, the back electrode type solar cell 1 manufactured by the solar cell manufacturing method of the present embodiment has the following characteristics.
Between the intrinsic semiconductor layer 13 on the light receiving surface side and the optical adjustment layer 15,
- the ratio of the lift-off layer and/or the reattachment region of the material film of the second-conductivity-type semiconductor layer to the area of the light-receiving surface is 2% or less, preferably 1% or less;
- the size of particles in the reattached lift-off layer and/or the material film of the second conductivity type semiconductor layer is 20 μm or less,
- There is a gap between the material film of the redeposited lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer and the intrinsic semiconductor layer, in other words, the redeposited lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor A material film of the layer exists not along the textured structure of the semiconductor substrate.
According to this back electrode type solar cell 1, as described above, it is possible to suppress deterioration in performance and appearance (light-receiving surface side).

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、図2に示すようにヘテロ接合型の太陽電池1の製造方法を例示したが、本発明の特徴は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池の製造方法に適用可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the method for manufacturing the heterojunction solar cell 1 is illustrated as shown in FIG. It is applicable to various solar cell manufacturing methods such as batteries.

また、上述した実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素(GaAs)基板を有していてもよい。 Moreover, in the above-described embodiments, a solar cell having a crystalline silicon substrate was exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, a solar cell may have a gallium arsenide (GaAs) substrate.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(評価1)
図3A~図3Eに示す工程に従って、図3Eに示すリフトオフ前の半導体基板11を準備した。リフトオフ層40としては酸化珪素(SiO)を用いた。
図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板11を同時にリフトオフ処理した。実施例11,12および比較例11におけるリフトオフ工程(図5に示すエッチング工程、第1リンス工程、第2リンス工程、第3リンス工程)の条件は以下の通りである。
(Evaluation 1)
According to the steps shown in FIGS. 3A to 3E, the semiconductor substrate 11 before lift-off shown in FIG. 3E was prepared. Silicon oxide (SiO) was used as the lift-off layer 40 .
As shown in FIG. 4, a plurality of semiconductor substrates 11 were simultaneously lifted off using a cassette. The conditions of the lift-off process (etching process, first rinsing process, second rinsing process, third rinsing process shown in FIG. 5) in Examples 11 and 12 and Comparative Example 11 are as follows.

(実施例11,12および比較例11の共通条件)
<エッチング工程>
エッチング溶液:6.4%のフッ酸(HF)
浸漬時間:8分
<第1リンス工程>
第1リンス溶液:水(HO)
<第2リンス工程>
第2リンス溶液:水(HO)
<第3リンス工程>
第3リンス溶液:水(HO)
(Common conditions of Examples 11 and 12 and Comparative Example 11)
<Etching process>
Etching solution: 6.4% hydrofluoric acid (HF)
Immersion time: 8 minutes <First rinse step>
First rinse solution: water ( H2O )
<Second rinse step>
Second rinse solution: water ( H2O )
<Third rinse step>
Third rinse solution: water ( H2O )

(実施例11)
実施例11では、第1リンス工程における第1リンス溶液に、界面活性剤として花王株式会社製のサニゾールB-50(カチオン系、主にアルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどを含む。)を0.08vol%添加した。
(実施例12)
実施例12では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてサニゾールB-50(カチオン系)を0.08vol%添加した。
(比較例11)
比較例11では、エッチング工程におけるエッチング溶液および第1~第3リンス工程における第1~第3リンス溶液のいずれにも、界面活性剤を添加しなかった。
(Example 11)
In Example 11, the first rinse solution in the first rinse step contained 0.08 vol% Sanisol B-50 (cationic, mainly containing alkylbenzyldimethylammonium chloride, etc.) manufactured by Kao Corporation as a surfactant. added.
(Example 12)
In Example 12, 0.08 vol % of Sanisol B-50 (cation type) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step.
(Comparative Example 11)
In Comparative Example 11, no surfactant was added to either the etching solution in the etching step or the first to third rinse solutions in the first to third rinse steps.

実施例11,12および比較例11におけるリフトオフ性(○:よい、△やや悪い)、および、リフトオフ工程後のリフトオフしたリフトオフ層の半導体基板の受光面側への再付着(○:少ない、×多い)について評価した。評価結果を表1に示す。

Figure 0007186284000001
Lift-off properties in Examples 11 and 12 and Comparative Example 11 (○: good, △ somewhat poor), and reattachment of the lift-off layer to the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after the lift-off process (○: low, × high ) was evaluated. Table 1 shows the evaluation results.
Figure 0007186284000001

表1によれば、実施例12において、すなわちリンス工程における2番目の第2リンス工程の第2リンス溶液に界面活性剤を添加すると、リフトオフ性を維持しつつ、受光面側の再付着を抑制できた。なお、実施例11でも、すなわちリンス工程における1番目の第1リンス工程の第1リンス溶液に界面活性剤を添加した場合であっても、受光面側の再付着を抑制できた。 According to Table 1, in Example 12, that is, when a surfactant was added to the second rinse solution in the second rinse step in the second rinse step, the lift-off property was maintained while reattachment on the light-receiving surface side was suppressed. did it. Also in Example 11, that is, even in the case where the surfactant was added to the first rinse solution in the first rinse step in the rinse step, redeposition on the light-receiving surface side could be suppressed.

(評価2)
図3A~図3Eに示す工程に従って、図3Eに示すリフトオフ前の半導体基板11を準備した。リフトオフ層40としては、酸化珪素(SiO)を用いた。
図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板11を同時にリフトオフ処理した。その後、スピンドライヤーを用いて半導体基板11の受光面側および裏面側を乾燥させた。その後、図3Gに示すように半導体基板11の受光面側に光学調整層15を形成した。光学調整層15としては、窒化珪素(SiN)を用いた。
実施例21および比較例21におけるリフトオフ工程(図5に示すエッチング工程、第1リンス工程、第2リンス工程、第3リンス工程)の条件は以下の通りである。
(Evaluation 2)
According to the steps shown in FIGS. 3A to 3E, the semiconductor substrate 11 before lift-off shown in FIG. 3E was prepared. Silicon oxide (SiO) was used as the lift-off layer 40 .
As shown in FIG. 4, a plurality of semiconductor substrates 11 were simultaneously lifted off using a cassette. After that, the light-receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11 were dried using a spin dryer. After that, an optical adjustment layer 15 was formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 as shown in FIG. 3G. Silicon nitride (SiN) was used as the optical adjustment layer 15 .
The conditions of the lift-off process (etching process, first rinsing process, second rinsing process, third rinsing process shown in FIG. 5) in Example 21 and Comparative Example 21 are as follows.

(実施例21および比較例21の共通条件)
<エッチング工程>
エッチング溶液:6.4%のフッ酸(HF)
<第1リンス工程>
第1リンス溶液:水(HO)
<第2リンス工程>
第2リンス溶液:水(HO)
<第3リンス工程>
第3リンス溶液:水(HO)
(Conditions common to Example 21 and Comparative Example 21)
<Etching process>
Etching solution: 6.4% hydrofluoric acid (HF)
<First rinse step>
First rinse solution: water ( H2O )
<Second rinse step>
Second rinse solution: water ( H2O )
<Third rinse step>
Third rinse solution: water ( H2O )

(実施例21)
実施例21では、エッチング工程におけるエッチング溶液に、界面活性剤としてライオン株式会社製のママレモン(アニオン系、主に、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウムなどを含む。)を0.08vol%添加した。
浸漬時間:80秒
(比較例21)
比較例21では、エッチング工程におけるエッチング溶液および第1~第3リンス工程における第1~第3リンス溶液のいずれにも、界面活性剤を添加しなかった。
浸漬時間:40秒
(Example 21)
In Example 21, the etching solution in the etching step contained Mama Lemon (anionic type, mainly containing alkylbenzene sulfonic acid, sodium alkylbenzene sulfonate, sodium alkyl ether sulfate, etc.) manufactured by Lion Corporation as a surfactant. 08 vol % was added.
Immersion time: 80 seconds (Comparative Example 21)
In Comparative Example 21, no surfactant was added to either the etching solution in the etching step or the first to third rinse solutions in the first to third rinse steps.
Immersion time: 40 seconds

実施例21および比較例21におけるリフトオフ性(○:よい、△やや悪い)、リフトオフ工程後(スピンドライヤーによる乾燥後)の半導体基板の受光面側の外観(○:よい、△やや悪い)、および、光学調整層形成後の半導体基板の受光面側の外観(○:よい、△やや悪い)について評価した。評価結果を表2に示す。

Figure 0007186284000002
Lift-off properties in Example 21 and Comparative Example 21 (○: good, △ slightly bad), appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after the lift-off process (after drying with a spin dryer) (○: good, △ slightly bad), and , and the appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after forming the optical adjustment layer (○: good, Δ: somewhat bad). Table 2 shows the evaluation results.
Figure 0007186284000002

表1によれば、実施例21でも、すなわちエッチング工程におけるエッチング溶液に界面活性剤を添加した場合であっても、受光面側の再付着を抑制でき、受光面側の外観が損なわれることを抑制できた。 According to Table 1, even in Example 21, that is, even when a surfactant was added to the etching solution in the etching step, re-adhesion on the light-receiving surface side could be suppressed, and the appearance of the light-receiving surface side was impaired. I was able to suppress it.

(評価3)
図3A~図3Eに示す工程に従って、図3Eに示すリフトオフ前の半導体基板11を準備した。リフトオフ層40としては、酸化珪素(SiO)を用いた。
図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板11を同時にリフトオフ処理した。その後、スピンドライヤーを用いて半導体基板11の受光面側および裏面側を乾燥させた。その後、図3Gに示すように半導体基板11の受光面側に光学調整層15を形成した。光学調整層15としては、窒化珪素(SiN)を用いた。
実施例31~34および比較例31におけるリフトオフ工程(図5に示すエッチング工程、第1リンス工程、第2リンス工程、第3リンス工程)の条件は以下の通りである。
(Evaluation 3)
According to the steps shown in FIGS. 3A to 3E, the semiconductor substrate 11 before lift-off shown in FIG. 3E was prepared. Silicon oxide (SiO) was used as the lift-off layer 40 .
As shown in FIG. 4, a plurality of semiconductor substrates 11 were simultaneously lifted off using a cassette. After that, the light-receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11 were dried using a spin dryer. After that, an optical adjustment layer 15 was formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 as shown in FIG. 3G. Silicon nitride (SiN) was used as the optical adjustment layer 15 .
The conditions of the lift-off process (etching process, first rinsing process, second rinsing process, third rinsing process shown in FIG. 5) in Examples 31 to 34 and Comparative Example 31 are as follows.

(実施例31~34および比較例31の共通条件)
<エッチング工程>
エッチング溶液:6.4%のフッ酸(HF)
浸漬時間:10分
<第1リンス工程>
第1リンス溶液:水(HO)
<第2リンス工程>
第2リンス溶液:水(HO)
<第3リンス工程>
第3リンス溶液:水(HO)
(Common conditions for Examples 31 to 34 and Comparative Example 31)
<Etching process>
Etching solution: 6.4% hydrofluoric acid (HF)
Immersion time: 10 minutes <First rinse step>
First rinse solution: water ( H2O )
<Second rinse step>
Second rinse solution: water ( H2O )
<Third rinse step>
Third rinse solution: water ( H2O )

(実施例31)
実施例31では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてサニゾールB-50(カチオン系)を0.08vol%添加した。
(実施例32)
実施例32では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてママレモン(アニオン系)を0.08vol%添加した。
(実施例33)
実施例33では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤として2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン(両性イオン系)を0.08vol%添加した。
(実施例34)
実施例34では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル(アルキルの長さとしてはC12-C16)(ノニオン系)を0.08vol%添加した。
(比較例31)
比較例31では、第2リンス工程において、超音波を20秒間印加した。
(Example 31)
In Example 31, 0.08 vol % of Sanisol B-50 (cation type) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step.
(Example 32)
In Example 32, 0.08 vol % of mama lemon (anionic) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step.
(Example 33)
In Example 33, 0.08 vol % of 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine (zwitterionic system) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step.
(Example 34)
In Example 34, 0.08 vol% of polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether (alkyl length: C12-C16) (nonionic) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step. .
(Comparative Example 31)
In Comparative Example 31, ultrasonic waves were applied for 20 seconds in the second rinse step.

実施例31~34および比較例31における第1リンス工程後の半導体基板の受光面側の外観(×悪い)、リフトオフ工程後(スピンドライヤーによる乾燥後)の半導体基板の受光面側の外観(○○:極めてよい、○:よい、△やや悪い)、および、光学調整層形成後の半導体基板の受光面側の外観(○○:極めてよい、○:よい、△やや悪い)について評価した。評価結果を表3に示す。

Figure 0007186284000003
Appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after the first rinse step in Examples 31 to 34 and Comparative Example 31 (Poor), Appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after the lift-off process (after drying with a spin dryer) (○ ○: very good, ○: good, △ somewhat bad), and the appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after forming the optical adjustment layer (○○: very good, ○: good, △ somewhat bad) were evaluated. Table 3 shows the evaluation results.
Figure 0007186284000003

表3によれば、実施例33の両イオン系の界面活性剤および実施例34の両イオン系の界面活性剤よりも、実施例31のカチオン系の界面活性剤が、受光面側の再付着の抑制効果が大きく、実施例32のアニオン系の界面活性剤が、受光面側の再付着の抑制効果が更に大きかった。
なお、実施例33の両イオン系の界面活性剤および実施例34の両イオン系の界面活性剤でも、超音波を用いた場合と同等の効果が得られた。
また、第1リンス工程では、受光面側の再付着の抑制効果が少なく、界面活性剤を添加した第2リンス工程後に受光面側の再付着の抑制効果があった。
According to Table 3, the cationic surfactant of Example 31 is more likely to reattach to the light-receiving surface than the amphoteric surfactant of Example 33 and the amphoteric surfactant of Example 34. The effect of suppressing redeposition on the light-receiving surface side was even greater with the anionic surfactant of Example 32.
The amphoteric surfactant of Example 33 and the amphoteric surfactant of Example 34 also provided the same effect as the case of using ultrasonic waves.
Also, in the first rinsing step, the effect of suppressing redeposition on the light-receiving surface side was small, and after the second rinsing step in which the surfactant was added, there was an effect of suppressing redeposition on the light-receiving surface side.

(評価4)
図3A~図3Eに示す工程に従って、図3Eに示すリフトオフ前の半導体基板11を準備した。リフトオフ層40としては、酸化珪素(SiO)を用いた。
図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板11を同時にリフトオフ処理した。その後、スピンドライヤーを用いて半導体基板11の受光面側および裏面側を乾燥させた。その後、図3Gに示すように半導体基板11の受光面側に光学調整層15を形成した。光学調整層15としては、窒化珪素(SiN)を用いた。
実施例41~44および比較例41におけるリフトオフ工程(図5に示すエッチング工程、第1リンス工程、第2リンス工程、第3リンス工程)の条件は以下の通りである。
(Evaluation 4)
According to the steps shown in FIGS. 3A to 3E, the semiconductor substrate 11 before lift-off shown in FIG. 3E was prepared. Silicon oxide (SiO) was used as the lift-off layer 40 .
As shown in FIG. 4, a plurality of semiconductor substrates 11 were simultaneously lifted off using a cassette. After that, the light-receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11 were dried using a spin dryer. After that, an optical adjustment layer 15 was formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 as shown in FIG. 3G. Silicon nitride (SiN) was used as the optical adjustment layer 15 .
The conditions of the lift-off process (etching process, first rinsing process, second rinsing process, third rinsing process shown in FIG. 5) in Examples 41 to 44 and Comparative Example 41 are as follows.

(実施例41~44および比較例41の共通条件)
<エッチング工程>
エッチング溶液:6.4%のフッ酸(HF)
浸漬時間:8分
<第1リンス工程>
第1リンス溶液:水(HO)
<第2リンス工程>
第2リンス溶液:水(HO)
<第3リンス工程>
第3リンス溶液:水(HO)
(Common conditions for Examples 41 to 44 and Comparative Example 41)
<Etching process>
Etching solution: 6.4% hydrofluoric acid (HF)
Immersion time: 8 minutes <First rinse step>
First rinse solution: water ( H2O )
<Second rinse step>
Second rinse solution: water ( H2O )
<Third rinse step>
Third rinse solution: water ( H2O )

(実施例41)
実施例41では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてママレモン(アニオン系)を0.08vol%添加した。
(実施例42)
実施例42では、界面活性剤の濃度を0.16vol%にした点を除いて実施例41と同様である。
(実施例43)
実施例43では、界面活性剤の濃度を0.24vol%(pH7程度)にした点を除いて実施例41と同様である。
(実施例44)
実施例44では、界面活性剤の濃度を0.24vol%とし、更にNaCOを6g/20L添加(pH10程度)した点を除いて実施例41と同様である。
(比較例41)
比較例41では、第2リンス工程において、超音波を20秒間印加した。
(Example 41)
In Example 41, 0.08 vol % of mama lemon (anionic) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step.
(Example 42)
Example 42 is the same as Example 41, except that the surfactant concentration is 0.16 vol %.
(Example 43)
Example 43 was the same as Example 41, except that the surfactant concentration was 0.24 vol % (about pH 7).
(Example 44)
Example 44 was the same as Example 41, except that the surfactant concentration was 0.24 vol % and 6 g/20 L of Na 2 CO 3 was added (pH about 10).
(Comparative Example 41)
In Comparative Example 41, ultrasonic waves were applied for 20 seconds in the second rinse step.

実施例41~44および比較例41における第1リンス工程後の半導体基板の受光面側の外観(×悪い)、リフトオフ工程後(スピンドライヤーによる乾燥後)の半導体基板の受光面側の外観(○○○:更に極めてよい、○○:極めてよい、○:よい、△やや悪い)、および、光学調整層形成後の半導体基板の受光面側の外観(○○○:更に極めてよい、○○:極めてよい、○:よい、△やや悪い)について評価した。評価結果を表4に示す。

Figure 0007186284000004
Appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after the first rinse step in Examples 41 to 44 and Comparative Example 41 (Poor), Appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after the lift-off process (after drying with a spin dryer) (○ ○○: further excellent, ○○: very good, ○: good, △ somewhat poor), and the appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after forming the optical adjustment layer (○○○: further excellent, ○○: Very good, ◯: good, Δ somewhat bad). Table 4 shows the evaluation results.
Figure 0007186284000004

表3によれば、界面活性剤の濃度が高いほど、受光面側の再付着の抑制効果が大きくなった。なお、本願発明者らは更なる実験を重ね、界面活性剤の濃度は0.001vol%以上10vol%以下であると好ましく、0.01vol%以上5vol%以下であるとより好ましく、0.1vol%以上1vol%以下であるとさらに好ましいという知見を得た。
また、表3によれば、実施例43,44において、すなわちpHを7以上とすると、受光面側の再付着の抑制効果が大きくなった。なお、pHが10を超えると、受光面側の真性半導体層が溶解してしまった。
According to Table 3, the higher the surfactant concentration, the greater the effect of suppressing redeposition on the light-receiving surface side. In addition, the inventors of the present application have conducted further experiments, and the concentration of the surfactant is preferably 0.001 vol% or more and 10 vol% or less, more preferably 0.01 vol% or more and 5 vol% or less, and 0.1 vol% It has been found that the content of 1 vol % or less is more preferable.
Further, according to Table 3, in Examples 43 and 44, that is, when the pH was set to 7 or more, the effect of suppressing re-adhesion on the light-receiving surface side increased. When the pH exceeded 10, the intrinsic semiconductor layer on the light receiving surface side was dissolved.

(評価5)
図3A~図3Eに示す工程に従って、図3Eに示すリフトオフ前の半導体基板11を準備した。リフトオフ層40としては、酸化珪素(SiO)を用いた。
図4に示すように、カセットを用いて複数の半導体基板11を同時にリフトオフ処理した。その後、スピンドライヤーを用いて半導体基板11の受光面側および裏面側を乾燥させた。その後、図3Gに示すように半導体基板11の受光面側に光学調整層15を形成した。光学調整層15としては、窒化珪素(SiN)を用いた。
実施例51~53および比較例51におけるリフトオフ工程(図5に示すエッチング工程、第1リンス工程、第2リンス工程、第3リンス工程)の条件は以下の通りである。
(Evaluation 5)
According to the steps shown in FIGS. 3A to 3E, the semiconductor substrate 11 before lift-off shown in FIG. 3E was prepared. Silicon oxide (SiO) was used as the lift-off layer 40 .
As shown in FIG. 4, a plurality of semiconductor substrates 11 were simultaneously lifted off using a cassette. After that, the light-receiving surface side and the back surface side of the semiconductor substrate 11 were dried using a spin dryer. After that, an optical adjustment layer 15 was formed on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 11 as shown in FIG. 3G. Silicon nitride (SiN) was used as the optical adjustment layer 15 .
The conditions of the lift-off process (etching process, first rinsing process, second rinsing process, third rinsing process shown in FIG. 5) in Examples 51 to 53 and Comparative Example 51 are as follows.

(実施例51~53および比較例51の共通条件)
<エッチング工程>
エッチング溶液:6.4%のフッ酸(HF)
浸漬時間:8分
<第1リンス工程>
第1リンス溶液:水(HO)
<第2リンス工程>
第2リンス溶液:水(HO)
<第3リンス工程>
第3リンス溶液:水(HO)
(Common conditions for Examples 51 to 53 and Comparative Example 51)
<Etching process>
Etching solution: 6.4% hydrofluoric acid (HF)
Immersion time: 8 minutes <First rinse step>
First rinse solution: water ( H2O )
<Second rinse step>
Second rinse solution: water ( H2O )
<Third rinse step>
Third rinse solution: water ( H2O )

(実施例51)
実施例51では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてママレモン(アニオン系)を0.5vol%添加した。
(実施例52)
実施例52では、界面活性剤の濃度を1.0vol%にした点を除いて実施例51と同様である。
(実施例53)
実施例53では、第2リンス工程における第2リンス溶液に、界面活性剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル(アルキルの長さとしてはC12-C16)(ノニオン系)を0.08vol%添加した。
(比較例51)
比較例51では、エッチング工程におけるエッチング溶液および第1~第3リンス工程における第1~第3リンス溶液のいずれにも、界面活性剤を添加しなかった。
(Example 51)
In Example 51, 0.5 vol % of mama lemon (anionic) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step.
(Example 52)
Example 52 is the same as Example 51, except that the surfactant concentration is 1.0 vol %.
(Example 53)
In Example 53, 0.08 vol% of polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether (alkyl length: C12-C16) (nonionic) was added as a surfactant to the second rinse solution in the second rinse step. .
(Comparative Example 51)
In Comparative Example 51, no surfactant was added to either the etching solution in the etching step or the first to third rinse solutions in the first to third rinse steps.

実施例51~53および比較例51における光学調整層形成後の半導体基板の受光面側の外観を測定した。測定結果を図6A~6D、表5に示す。
図6A~6Dは、受光面にAM1.5の光を垂直に照射しながら、受光面を斜めから撮像し、その撮像データを二値化処理した受光面の撮像データである。図6A~6Dでは、再付着したリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が白く示されている。
表5では、図6A~図6Dの二値化処理した受光面撮像データから画像処理ソフトウェア「ImageJ」を用いて算出した、リフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜の再付着領域が受光面の面積に対して占める割合を示す。

Figure 0007186284000005
The appearance of the light-receiving surface side of the semiconductor substrate after forming the optical adjustment layer in Examples 51 to 53 and Comparative Example 51 was measured. The measurement results are shown in FIGS. 6A-6D and Table 5.
6A to 6D show imaging data of the light receiving surface obtained by imaging the light receiving surface obliquely while vertically irradiating the light receiving surface with AM1.5 light, and binarizing the image data. In FIGS. 6A-6D, the redeposited lift-off layer and/or second conductivity type semiconductor layer material film is shown in white.
In Table 5, the reattachment area of the material film of the lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer calculated using the image processing software "ImageJ" from the binarized light receiving surface imaging data of FIGS. 6A to 6D indicates the ratio of occupies the area of the light-receiving surface.
Figure 0007186284000005

1 太陽電池
7 第1領域
7b,8b バスバー部
7f,8f フィンガー部
8 第2領域
11 半導体基板
13 真性半導体層
15 光学調整層
23 第1真性半導体層
23Z 第1真性半導体層材料膜
25 第1導電型半導体層
25Z 第1導電型半導体層材料膜
27 第1電極層
28,38 透明電極層
29,39 金属電極層
33 第2真性半導体層
33Z 第2真性半導体層材料膜
35 第2導電型半導体層
35Z 第2導電型半導体層材料膜
37 第2電極層
40 リフトオフ層
90 マスク
REFERENCE SIGNS LIST 1 solar cell 7 first region 7b, 8b busbar portion 7f, 8f finger portion 8 second region 11 semiconductor substrate 13 intrinsic semiconductor layer 15 optical adjustment layer 23 first intrinsic semiconductor layer 23Z first intrinsic semiconductor layer material film 25 first conductor type semiconductor layer 25Z first conductivity type semiconductor layer material film 27 first electrode layer 28, 38 transparent electrode layer 29, 39 metal electrode layer 33 second intrinsic semiconductor layer 33Z second intrinsic semiconductor layer material film 35 second conductivity type semiconductor layer 35Z second conductivity type semiconductor layer material film 37 second electrode layer 40 lift-off layer 90 mask

Claims (5)

半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第1領域に積層された第1導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第2領域に積層された第2導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の前記他方主面側に、前記第1導電型半導体層の材料膜を形成する第1半導体層材料膜形成工程と、
前記第1導電型半導体層の材料膜の上に、リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、
前記第2領域における前記リフトオフ層および前記第1導電型半導体層の材料膜を除去することにより、前記第1領域に、パターン化された前記第1導電型半導体層および前記リフトオフ層を形成する第1半導体層形成工程と、
前記第1領域における前記リフトオフ層および前記第2領域の上に、前記第2導電型半導体層の材料膜を形成する第2半導体層材料膜形成工程と、
前記リフトオフ層を除去することにより、前記第1領域における前記第2導電型半導体層の材料膜を除去し、前記第2領域に、パターン化された前記第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、
を含み、
前記第2半導体層形成工程は、
前記半導体基板を、前記リフトオフ層を除去するためのエッチング溶液に浸漬するエッチング工程と、
前記半導体基板を、前記半導体基板の表面をリンスするためのリンス溶液に浸漬するリンス工程と、
をそれぞれ少なくとも1回含み、
前記エッチング工程および前記リンス工程のうち少なくとも1つの工程では、溶液に、除去されるリフトオフ層および/または第2導電型半導体層の材料膜が前記半導体基板の主面に再付着することを抑制する付着抑制剤を添加し、
前記付着抑制剤は界面活性剤である、
太陽電池の製造方法。
a semiconductor substrate; a semiconductor layer of a first conductivity type laminated in a first region which is part of the other main surface side opposite to the one main surface side of the semiconductor substrate; A method for manufacturing a back contact solar cell including a second conductivity type semiconductor layer laminated on a second region which is another part of the solar cell,
a first semiconductor layer material film forming step of forming a material film of the first conductivity type semiconductor layer on the other main surface side of the semiconductor substrate;
a lift-off layer forming step of forming a lift-off layer on the material film of the first conductivity type semiconductor layer;
forming the patterned first conductivity type semiconductor layer and the lift-off layer in the first region by removing material films of the lift-off layer and the first conductivity type semiconductor layer in the second region; 1 semiconductor layer forming step;
a second semiconductor layer material film forming step of forming a material film of the second conductivity type semiconductor layer on the lift-off layer and the second region in the first region;
removing the lift-off layer to remove the material film of the second conductivity type semiconductor layer in the first region and forming the patterned second conductivity type semiconductor layer in the second region; a semiconductor layer forming step;
including
The second semiconductor layer forming step includes:
an etching step of immersing the semiconductor substrate in an etching solution for removing the lift-off layer;
a rinsing step of immersing the semiconductor substrate in a rinsing solution for rinsing the surface of the semiconductor substrate;
at least once each,
In at least one of the etching step and the rinsing step, the solution prevents the material film of the removed lift-off layer and/or the second conductivity type semiconductor layer from reattaching to the main surface of the semiconductor substrate. Add an anti-adhesion agent ,
The adhesion inhibitor is a surfactant,
A method for manufacturing a solar cell.
前記第2半導体層形成工程は、順に行われる複数の前記リンス工程を含み、
複数の前記リンス工程のうち2番目以降の前記リンス工程において、前記リンス溶液に前記付着抑制剤を添加する、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
The second semiconductor layer forming step includes a plurality of the rinsing steps performed in sequence,
2. The method of manufacturing a solar cell according to claim 1, wherein the adhesion inhibitor is added to the rinse solution in the second and subsequent rinse steps among the plurality of rinse steps.
前記界面活性剤を含む前記リンス溶液のpHは7以上である、請求項1または2に記載の太陽電池の製造方法。 3. The method of manufacturing a solar cell according to claim 1 , wherein the rinse solution containing the surfactant has a pH of 7 or more. 前記界面活性剤は、アニオン系の界面活性剤またはカチオン系の界面活性剤、またはこれらの混合剤を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の太陽電池の製造方法。 The method for producing a solar cell according to any one of claims 1 to 3 , wherein the surfactant includes an anionic surfactant, a cationic surfactant, or a mixture thereof. 前記界面活性剤は、芳香族構造および長鎖直鎖状アルキル構造を含む有機酸である、請求項に記載の太陽電池の製造方法。 5. The method of manufacturing a solar cell according to claim 4 , wherein the surfactant is an organic acid containing an aromatic structure and a long-chain linear alkyl structure.
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