權(quán)利要求書： 1.一種太陽能電池的制造方法，其是使用單結(jié)晶硅基板制造單結(jié)晶硅太陽能電池的太陽能電池的制造方法，其特征在于包含：使用石英爐將前述單結(jié)晶硅基板在800℃以上1200℃以下熱處理的高溫?zé)崽幚聿襟E，將前述太陽能電池的制造所使用的單結(jié)晶硅基板定為初期晶格間氧濃度為12ppma(JEIDA)以上者，該高溫?zé)崽幚聿襟E具有：

將前述單結(jié)晶硅基板裝填至熱處理裝置的搬運步驟；及將前述單結(jié)晶硅基板加熱的加熱步驟；及

將前述單結(jié)晶硅基板保持在800℃以上1200℃以下的既定溫度的保溫步驟；及將前述單結(jié)晶硅基板冷卻的冷卻步驟，在前述高溫?zé)崽幚聿襟E之中，將通過前述搬運步驟及前述加熱步驟而使前述單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)，以批次處理進(jìn)行前述高溫?zé)崽幚聿襟E，

將前述太陽能電池的制造后前述單結(jié)晶硅基板所含的氧的析出量定為2ppma(JEIDA)以下。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其中由前述單結(jié)晶硅基板制造出前述太陽能電池的期間，在最初的前述高溫?zé)崽幚聿襟E中，將前述單結(jié)晶硅基板的溫度成為

400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其中在含有惰性氣體的氣體環(huán)境下進(jìn)行前述高溫?zé)崽幚聿襟E。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池的制造方法，其中前述惰性氣體為氮或氬。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其中在含有氧或水的氣體環(huán)境下進(jìn)行前述高溫?zé)崽幚聿襟E。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其中在前述搬運步驟之中，將前述單結(jié)晶硅基板在10分鐘以內(nèi)配置于前述熱處理裝置的加熱區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制造方法，其中將前述單結(jié)晶硅基板定為CZ單結(jié)晶硅基板。

8.一種太陽能電池，其是通過根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的太陽能電池的制造方法所制造的太陽能電池，其特征在于：前述單結(jié)晶硅太陽能電池中，前述單結(jié)晶硅基板在電致發(fā)光或光致發(fā)光時沒有漩渦紋。

9.一種太陽能電池，其是具備CZ單結(jié)晶硅基板的單結(jié)晶硅太陽能電池，其特征在于：前述CZ單結(jié)晶硅基板所含的氧的析出量為2ppma(JEIDA)以下，前述CZ單結(jié)晶硅基板所含的殘存晶格間氧濃度為10ppma(JEIDA)以上，前述單結(jié)晶硅太陽能電池中，前述CZ單結(jié)晶硅基板在電致發(fā)光或使用波長700nm至

900nm的光線作為激發(fā)光源的光致發(fā)光時沒有漩渦紋。

10.一種太陽能電池模塊，其特征在于：將根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的太陽能電池電連接而成。

11.一種太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：將多個根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能電池模塊電連接而成。

說明書： 高光電轉(zhuǎn)換效率太陽能電池的制造方法及高光電轉(zhuǎn)換效率太陽能電池

技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種高光電轉(zhuǎn)換效率太陽能電池的制造方法及高光電轉(zhuǎn)換效率太陽能電池。背景技術(shù)[0002] 圖2表示以往太陽能電池其中一個形態(tài)的兩面受光型太陽能電池的模式圖。另外，圖3表示以往太陽能電池另一個形態(tài)的單面受光型太陽能電池的模式圖。在圖2及圖3所示的太陽能電池100、200中，在基板101、201分別形成了射極層102、202。射極層102、202可根據(jù)基板的導(dǎo)電類型，通過磷或硼的熱擴(kuò)散而形成。另外，背面電場(BSF)層103、203，如果是n型基板，則是通過磷擴(kuò)散所形成，如果是p型基板，則是通過硼擴(kuò)散、或硅與鋁的合金化形成。此外，在射極層102、202上分別形成鈍化層104、204，在背面電場層103上也形成鈍化層104。另外，在太陽能電池100設(shè)置了與射極層102接觸的電極105、以及在與具有射極層102的主表面相反的主表面且與BSF層103接觸的電極106。另一方面，在太陽能電池200設(shè)置了與射極層202接觸的電極205、以及在與具有射極層202的主表面相反的主表面(形成背面電場層203的主表面)且與BSF層203接觸的電極206。

[0003] 磷的熱擴(kuò)散，是通過使用氯氧化磷等的氣相擴(kuò)散源或磷酸基底的涂布型擴(kuò)散源以及在800℃至950℃的熱處理來進(jìn)行。另外，硼的熱擴(kuò)散，是通過使用溴化硼等的氣相擴(kuò)散源或硼酸基底的涂布型擴(kuò)散源以及在950℃至1200℃的熱處理來進(jìn)行。[0004] 另外，雖然在圖中并未表示，在僅于基板的單面進(jìn)行上述擴(kuò)散的情況等，會有在妨礙擴(kuò)散的一面形成膜厚50nm至400nm左右的熱氧化膜的情形。此情況下，是在氧或水蒸氣環(huán)境下進(jìn)行800℃至1100℃的熱處理。[0005] 另外，基板101、201一般而言使用通過柴可拉斯基(CZ)法所得到的單結(jié)晶硅(CZ?Si)。[0006] 然而，對CZ?Si實施如上述般的熱處理時，少數(shù)載流子壽命降低，太陽能電池特性降低的狀況常常發(fā)生，而逐漸成為問題。造成此特性降低的缺陷，一般被稱為漩渦紋，在基板的中心附近呈同心圓狀分布，由此看來與結(jié)晶成長時的硅固液界面形狀、氧或碳等的雜質(zhì)濃度，甚至空孔等的結(jié)晶缺陷密度有關(guān)，認(rèn)為在后續(xù)的太陽能電池制造步驟中的熱處理步驟中主要是因為氧析出所產(chǎn)生。因此，一般是通過對以往使用的基板的初期氧濃度設(shè)置上限來避免缺陷的產(chǎn)生。[0007] 另一方面，例如在專利文獻(xiàn)1揭示了一種方法，為了抑制氧析出，將硅基板在1150℃以上的氧氣氣體環(huán)境下熱處理，然后以20℃/秒鐘至5℃/秒鐘使基板急速冷卻至950℃。[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[0009] 專利文獻(xiàn)[0010] 專利文獻(xiàn)1：美國專利第6,336,968B1號說明書發(fā)明內(nèi)容[0011] 發(fā)明所要解決的問題[0012] 但是，因為對基板的初期氧濃度設(shè)置上限，結(jié)晶硅錠的利用率會降低，或者使用通過MCZ法(磁場柴可拉斯基法)得到的結(jié)晶硅等，會有基板的成本變高的問題。[0013] 另外，如專利文獻(xiàn)1中所述般的熱處理，會有難以適用于太陽能電池的制造步驟的問題。尤其太陽能電池為了提高生產(chǎn)性，一般是將多枚基板批處理，因此從熱容量的關(guān)系上看來，會有無法急速冷卻的技術(shù)問題。[0014] 本發(fā)明鑒于上述問題點而完成，目的為提供一種太陽能電池的制造方法，在太陽能電池制造步驟中的高溫?zé)崽幚頃r，通過抑制基板的少數(shù)載流子壽命的降低，可安定地制造光電轉(zhuǎn)換效率高且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。另外，本發(fā)明目的為提供一種光電轉(zhuǎn)換效率高且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0015] 用于解決問題的手段[0016] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池的制造方法，其是使用單結(jié)晶硅基板制造單結(jié)晶硅太陽能電池的太陽能電池的制造方法，其特征在于包含：將前述單結(jié)晶硅基板在800℃以上1200℃以下熱處理的高溫?zé)崽幚聿襟E，該高溫?zé)崽幚聿襟E具有：將前述單結(jié)晶硅基板裝填至熱處理裝置的搬運步驟；及將前述單結(jié)晶硅基板加熱的加熱步驟；及將前述單結(jié)晶硅基板保持在800℃以上1200℃以下的既定溫度的保溫步驟；及將前述單結(jié)晶硅基板冷卻的冷卻步驟，在前述高溫?zé)崽幚聿襟E之中，將通過前述搬運步驟及前述加熱步驟而使前述單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)。[0017] 像這樣，只要將通過搬運步驟及加熱步驟而使單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定在5分鐘以內(nèi)，則可使形成氧析出的前驅(qū)物等的400℃以上650℃以下的溫度帶的熱歷程在最低限度，可消滅各種缺陷，在后續(xù)各種條件下的保溫步驟及冷卻步驟之中，缺陷的成長會受到抑制。由此可將單結(jié)晶硅基板的少數(shù)載流子壽命維持得高，可安定地制造出光電轉(zhuǎn)換效率高且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0018] 此時，由前述單結(jié)晶硅基板制造出前述太陽能電池的期間，宜將最初的前述高溫?zé)崽幚聿襟E之中前述單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)。[0019] 像這樣，在最初的高溫?zé)崽幚聿襟E之中，通過將單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)，可制造出光電轉(zhuǎn)換效率較高且基板面內(nèi)較均勻的太陽能電池。[0020] 另外，宜在含有惰性氣體的氣體環(huán)境下進(jìn)行前述高溫?zé)崽幚聿襟E。[0021] 像這樣，通過在含有惰性氣體的氣體環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚聿襟E，可確實且容易地在單結(jié)晶硅基板進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散。[0022] 另外，前述惰性氣體宜為氮或氬。[0023] 像這樣，通過惰性氣體為氮或氬，可更確實且更容易地在單結(jié)晶硅基板進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散。[0024] 另外，宜在含有氧或水的氣體環(huán)境下進(jìn)行前述高溫?zé)崽幚聿襟E。[0025] 像這樣，通過在含有氧或水的氣體環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚聿襟E，可確實且容易地形成例如作為擴(kuò)散保護(hù)膜使用的氧化硅膜。[0026] 另外，在前述搬運步驟之中，宜將前述單結(jié)晶硅基板在10分鐘以內(nèi)配置于前述熱處理裝置的加熱區(qū)。[0027] 像這樣，通過將單結(jié)晶硅基板在10分鐘以內(nèi)配置于加熱區(qū)，可更確實地將單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定在5分鐘以內(nèi)。[0028] 另外，宜將前述單結(jié)晶硅基板定為CZ單結(jié)晶硅基板。[0029] CZ單結(jié)晶硅基板，如前述般，少數(shù)載流子壽命容易降低，因此本發(fā)明的效果特別大。另外，CZ單結(jié)晶硅基板廉價，因此可制造出廉價的太陽能電池。[0030] 另外，可將前述太陽能電池的制造所使用的單結(jié)晶硅基板定為初期晶格間氧濃度為12ppma(JEIDA)以上的基板。[0031] 像這樣，即使是初期晶格間氧濃度為12ppma(JEIDA)以上的單結(jié)晶硅基板，通過適用本發(fā)明，也能夠較有效地抑制氧析出，因此本發(fā)明的效果特別大。[0032] 另外，在前述太陽能電池的制造后，宜將前述單結(jié)晶硅基板所含的氧的析出量定在2ppma(JEIDA)以下。[0033] 像這樣，只要將氧的析出量定在2ppma(JEIDA)以下，即可更確實地抑制單結(jié)晶硅基板的少數(shù)載流子壽命的降低。[0034] 另外，本發(fā)明提供一種太陽能電池，其是通過上述太陽能電池的制造方法所制造出的太陽能電池，其特征在于：前述單結(jié)晶硅太陽能電池中，前述單結(jié)晶硅基板在電致發(fā)光或光致發(fā)光時沒有漩渦紋。[0035] 只要是這種太陽能電池，即可成為光電轉(zhuǎn)換效率高，且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0036] 另外，為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池，其是具備單結(jié)晶硅基板的單結(jié)晶硅太陽能電池，其特征在于：前述單結(jié)晶硅基板所含的氧的析出量為2ppma(JEIDA)以下，且前述單結(jié)晶硅太陽能電池中，前述單結(jié)晶硅基板在電致發(fā)光或光致發(fā)光時沒有漩渦紋。[0037] 像這樣，只要是氧的析出量在2ppma(JEIDA)以下，沒有漩渦紋的太陽能電池，則可成為光電轉(zhuǎn)換效率高且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0038] 此時，前述單結(jié)晶硅基板所含的殘存晶格間氧濃度宜為10ppma(JEIDA)以上。[0039] 像這樣，只要太陽能電池的單結(jié)晶硅基板中的殘存晶格間氧濃度在10ppma(JEIDA)以上，則可成為氧析出少、光電轉(zhuǎn)換效率較高且基板面內(nèi)較均勻的太陽能電池。[0040] 另外，前述單結(jié)晶硅基板宜為CZ單結(jié)晶硅基板。[0041] 像這樣，只要單結(jié)晶硅基板為CZ單結(jié)晶硅基板，則少數(shù)載流子壽命容易降低，因此可成為本發(fā)明的效果特別大的太陽能電池。另外，CZ單結(jié)晶硅基板為廉價，因此可制成廉價的太陽能電池。[0042] 另外，本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊，其特征在于：將上述太陽能電池電連接而成。[0043] 像這樣，將本發(fā)明的太陽能電池電連接，可制成太陽能電池模塊。[0044] 另外，本發(fā)明提供一種太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：將多個上述太陽能電池模塊電連接而成。[0045] 像這樣，將多個本發(fā)明的太陽能電池電連接而成的太陽能電池模塊電連接，可制成太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。[0046] 發(fā)明的效果[0047] 依據(jù)本發(fā)明的太陽能電池的制造方法，即使是晶格間氧濃度或其他輕元素雜質(zhì)濃度高的單結(jié)晶硅基板，也能夠保持載流子壽命長，可安定地制造出光電轉(zhuǎn)換效率高的太陽能電池。另外，只要是本發(fā)明的太陽能電池，即可成為光電轉(zhuǎn)換效率高，且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。附圖說明[0048] 圖1表示本發(fā)明所關(guān)聯(lián)的高溫?zé)崽幚聿襟E的一例的溫度曲線的模式圖。[0049] 圖2表示可適用本發(fā)明的一般兩面受光型太陽能電池的構(gòu)造的剖面模式圖。[0050] 圖3表示可適用本發(fā)明的一般單面受光型太陽能電池的構(gòu)造的剖面模式圖。[0051] 圖4表示本發(fā)明所關(guān)聯(lián)的太陽能電池模塊的一例的剖面模式圖。[0052] 圖5表示本發(fā)明所關(guān)聯(lián)的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)的一例的模式圖。[0053] 圖6表示實施例1的太陽能電池的EL影像的圖((a))及表示比較例1的太陽能電池的EL影像的圖((b))。[0054] 圖7表示實施例1的太陽能電池的PL影像的圖((a))及表示比較例1的太陽能電池的PL影像的圖((b))。具體實施方式[0055] 如以上所述般，近年來，在太陽能電池之中，基板中心附近出現(xiàn)呈同心圓狀分布的低特性區(qū)域會成為問題。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，對單結(jié)晶硅基板實施800℃以上1200℃以下的熱處理時，升溫時的條件會大幅影響上述問題原因的缺陷的形成，針對改善這種區(qū)域特性的對策鉆研檢討，而完成了本發(fā)明。[0056] 以下參考圖式對本發(fā)明詳細(xì)說明，然而本發(fā)明不受其限定。[0057] 首先針對本發(fā)明的太陽能電池的制造方法作說明。本發(fā)明的太陽能電池的制造方法，是使用單結(jié)晶硅基板制造單結(jié)晶硅太陽能電池的太陽能電池的制造方法，并且包含將單結(jié)晶硅基板在800℃以上1200℃以下熱處理的高溫?zé)崽幚聿襟E，該高溫?zé)崽幚聿襟E具有：將單結(jié)晶硅基板裝填至熱處理裝置的搬運步驟；及將單結(jié)晶硅基板加熱的加熱步驟；及將單結(jié)晶硅基板保持在800℃以上1200℃以下的既定溫度的保溫步驟；及將單結(jié)晶硅基板冷卻的冷卻步驟，在高溫?zé)崽幚聿襟E之中，將通過搬運步驟及加熱步驟而使單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)。

[0058] 像這樣，只要將通過搬運步驟及加熱步驟而使單結(jié)晶硅基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)，則可使形成氧析出的前驅(qū)物等的400℃以上650℃以下的溫度帶的熱歷程在最低限度，可消滅各種缺陷，在后續(xù)各種條件下的保溫步驟及冷卻步驟之中，缺陷的成長會受到抑制。由此可將單結(jié)晶硅基板的少數(shù)載流子壽命維持得高，可安定地制造出光電轉(zhuǎn)換效率高且基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0059] 以下參考圖1、圖2及圖3，并依照制造步驟，對本發(fā)明的太陽能電池的制造方法作說明。[0060] 本發(fā)明所使用的單結(jié)晶硅基板(圖2的101、圖3的201)，可為通過一般的CZ法所制作出的CZ單結(jié)晶硅基板。通常上述單結(jié)晶硅基板，可采用在單結(jié)晶硅中摻雜如B或Ga般的III族元素的p型硅、或摻雜如磷或銻般的族元素的n型硅?；宓碾娮杪什o特別限制，使用一般的0.1～10Ω·cm左右的基板即可。另外，CZ硅含有通常為10～20ppma(JEIDA)的初期晶格間氧濃度，而任一濃度的CZ硅都能夠無問題地使用于本發(fā)明。[0061] 此外，已知初期晶格間氧濃度愈高，氧析出愈容易形成，另一方面，若碳或氮等的雜質(zhì)濃度高，則這些雜質(zhì)會成為析出核，即使在12ppma左右也會形成。但是在本發(fā)明中，直接避免析出核的成長，因此即使是如上述般的雜質(zhì)濃度高的基板，也沒有特別的問題而能夠使用。[0062] 另外，在基板表面可形成用來抑制入射光的反射的紋理。紋理可通過將基板浸漬在加熱的氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、四甲基氫氧化銨等的堿溶液(濃度1～10％、溫度60～100℃)中10分鐘至30分鐘左右而輕易地制作。上述堿金屬等會有附著在紋理形成后的基板表面的情形，因此接下來宜在鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸等，或該等的混合液的酸性水溶液中洗凈。[0063] 太陽能電池的制造過程中，主要的高溫?zé)崽幚聿襟E為磷擴(kuò)散與硼擴(kuò)散，依照情況包括熱氧化，還有偶爾添加高濃度磷或硼的高濃度硅的磊晶層形成等。[0064] 另外，由于提高生產(chǎn)性的必要，一般是使用橫型或縱型的石英管電爐，大多的情形是以1個批次來處理大量枚數(shù)的基板。此方式是將100～200枚左右的基板裝填在保持基板的石英制的子(小)舟，進(jìn)一步將4～8個裝填了基板的小舟相同地載置于石英制的大舟，將其送入保持在既定溫度的爐加熱區(qū)。[0065] 圖1表示高溫?zé)崽幚聿襟E的溫度曲線的概念圖。在本發(fā)明中，將在搬運步驟至加熱步驟之中基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間temb.定為5分鐘以下，較佳為3分鐘以下，然后進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，持續(xù)加熱至T1。由此，可消滅結(jié)晶成長時所形成的氧析出核等的缺陷，在此之后，可避免形成氧析出核等的結(jié)晶缺陷。[0066] 為了滿足上述基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定為5分鐘以內(nèi)的條件，在搬運步驟之中，宜將基板在10分鐘以內(nèi)，較佳為5分鐘以內(nèi)配置于熱處理裝置的加熱區(qū)，情況會依照投入的基板枚數(shù)或爐的特性而定。只要在10分鐘以內(nèi)進(jìn)行配置，則容易使temb.在5分鐘以內(nèi)，可抑制基板內(nèi)的氧析出前驅(qū)物的形成。[0067] 另外，在基板到達(dá)加熱區(qū)的過程中，爐的溫度會因為基板或舟的熱容量等而降低。搬運結(jié)束后，將基板溫度加熱至設(shè)定溫度(T1)的步驟為加熱步驟。此處，為了將基板溫度迅速提高，盡可能縮短temb.，亦可因應(yīng)必要提高加熱器的輸出。另外還可預(yù)估溫度降低量而將爐內(nèi)溫度設(shè)定得比T1稍高，在接近加熱步驟結(jié)束時使溫度成為T1來進(jìn)行控制。

[0068] 在使用n型基板的情況，為了形成射極層(102、202)，通常進(jìn)行硼擴(kuò)散，此時的T1一般而言適合為950℃至1200℃。硼擴(kuò)散源使用一般的溴化硼即可。一般的溴化硼擴(kuò)散，是將基板加熱至設(shè)定溫度，然后將基板溫度保持固定在設(shè)定溫度(保溫步驟的開始)。溫度穩(wěn)定之后，以氮或氬等的惰性氣體使溴化硼起泡，進(jìn)一步以另一個系統(tǒng)的惰性氣體作為載體氣體，使其混合，并導(dǎo)入爐內(nèi)。此時，為了促進(jìn)硼玻璃層在基板的形成，亦可混合少量的氧。[0069] 既定時間經(jīng)過后停止起泡，接下來，為了在含有惰性氣體的氣體環(huán)境下使硼由附著于基板的硼玻璃擴(kuò)散至基板內(nèi)部，可進(jìn)一步進(jìn)行熱處理10分鐘至60分鐘左右。[0070] 像這樣，可在含有惰性氣體的氣體環(huán)境下進(jìn)行上述高溫?zé)崽幚聿襟E。通過在含有惰性氣體的氣體環(huán)境下進(jìn)行高溫?zé)崽幚聿襟E，可確實且容易地對基板進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散。[0071] 另外，上述惰性氣體宜為氮或氬。通過惰性氣體為氮或氬，可更確實且更容易地對基板進(jìn)行雜質(zhì)擴(kuò)散。[0072] 保溫步驟中的溫度條件并未受到特別限定。例如可如圖1的(a)的實線所示般，保持固定在Tl而對基板進(jìn)行處理，或如圖1的(b)的虛線所示般，在某個時間點之后，進(jìn)一步在高溫度T2進(jìn)行處理。[0073] 硼擴(kuò)散結(jié)束后，進(jìn)行冷卻步驟，使基板降至既定溫度。冷卻速度并無限制，然而若由上述溫度帶快速冷卻至室溫，則會有熱沖擎造成基板破裂的情形，因此希望在使基板由700℃冷卻至500℃之后搬出爐外(搬出步驟)。

[0074] 以上以使用溴化硼的硼擴(kuò)散為例作了說明，然而其他還可將硼化合物與黏結(jié)劑的混合物預(yù)先涂布于基板作為擴(kuò)散源，然后進(jìn)行同樣的熱處理?；蛘撸梢詺浠?、氫化硅及氧等作為原料并利用化學(xué)氣相堆積法所產(chǎn)生的硼玻璃通過熱處理使硼擴(kuò)散，也同樣地可得到良好的結(jié)果。另外，在通過離子植入進(jìn)行摻雜的情況，在摻雜物的活性化熱處理之中，適用與上述利用熱擴(kuò)散的實施態(tài)樣同樣的溫度條件，可得到與熱擴(kuò)散的情況同等的結(jié)果。[0075] 另一方面，在使用p型基板的情況，接合形成一般可采用磷擴(kuò)散，擴(kuò)散源主要可使用氯氧化磷。磷擴(kuò)散也大概可與硼擴(kuò)散同樣地實施。但是，磷與硼相比，擴(kuò)散系數(shù)較大，因此T1一般是定在800℃以上950℃以下左右。另外，擴(kuò)散源除了氯氧化磷之外，還可使用磷酸或Phosmer等的磷化合物等?；蛘?，由以氫化磷、氫化硅及氧等作為原料并利用化學(xué)氣相堆積法所產(chǎn)生的磷玻璃通過熱處理使磷擴(kuò)散，也同樣地可得到良好的結(jié)果。[0076] 在制作兩面受光型太陽能電池的情況，必須進(jìn)行上述硼擴(kuò)散與磷擴(kuò)散兩者。此情況下，可先進(jìn)行任一者，或可使上述擴(kuò)散源涂膜或化學(xué)氣相堆積所產(chǎn)生的的硼玻璃及磷玻璃分別形成于基板的受光面與其相反面的背面，并且同時進(jìn)行熱處理。[0077] 在欲防止摻雜物自動攙雜在既定基板面的相反面的情況等，亦可在基板的單面通過熱氧化預(yù)先形成氧化硅膜作為擴(kuò)散保護(hù)膜。此情況下，宜將T1定在800℃以上1050℃以下，在氧氣氣體環(huán)境或含水的氣體環(huán)境(例如水蒸氣環(huán)境)下進(jìn)行高溫?zé)崽幚聿襟E。此情況下，在使用石英管爐等的情況，在搬運步驟之中，也宜將基板在10分鐘以內(nèi)，較佳為5分鐘以內(nèi)配置在爐的加熱區(qū)。[0078] 另外，從基板到制造太陽能電池之間，宜將最初的高溫?zé)崽幚聿襟E之中基板的溫度成為400℃以上650℃以下的時間定在5分鐘以內(nèi)。本發(fā)明的太陽能電池的制造方法，可適用于太陽能電池的制造過程中全部的高溫?zé)崽幚聿襟E，尤其是適用于最初進(jìn)行的高溫?zé)崽幚聿襟E，可得到較高的效果。[0079] 接下來進(jìn)行鈍化膜(104、204)的形成?？蓪⒌枘せ蚴茄趸伝蜓趸a等折射率為1.9至2.2左右的膜作為鈍化膜在基板表面成膜約100nm左右。例如通過化學(xué)氣相法所形成的氮化硅膜，單層使用即可得到鈍化與抗反射兩者的效果，因此被廣泛使用于一般的太陽能電池。另一方面，在鈍化膜(104、204)使用熱氧化硅膜或氧化鋁等的情況，該等亦可積層于上述氮化硅膜。[0080] 接下來，在上述基板的受光面及背面形成電極(圖2的105、106及圖3的205、206)。電極(105、106、205、206)，可通過將銀粉末、玻璃料與有機(jī)黏結(jié)劑混合而成的銀糊等的導(dǎo)電性糊劑印刷在受光面與背面，并在500～900℃左右的溫度燒成1～20秒鐘而形成。通過此熱處理，鈍化膜(104、204)被導(dǎo)電性糊劑侵蝕，此導(dǎo)電性糊劑燒結(jié)體的電極(105、106、205、

206)會將鈍化膜等燒穿(Fire?through)而與硅通電。此外，受光面及背面電極的燒成，可分別對各面進(jìn)行。

[0081] 以上的方式制作出的太陽能電池中，熱處理誘發(fā)缺陷的有無，可通過測定太陽能電池基板的載流子壽命分布來調(diào)查。載流子壽命分布可通過光導(dǎo)電衰減法來測定，為了得到明了的結(jié)果，其測定裝置宜具有8mm以下的分辨率。[0082] 另外，此情況下的測定試樣，必須是使太陽能電池回到基板狀態(tài)之后再度表面鈍化。因此，首先以酸溶液除去形成于太陽能電池的電極與鈍化膜，進(jìn)一步以硝酸氟或氫氧化鈉水溶液等的堿溶液來蝕刻擴(kuò)散層。然后在基板的兩面形成表面鈍化。此時的表面鈍化，只要可在300℃以下形成且可得到充分的鈍化效果，則任何種類皆可。適合使用例如CD法所產(chǎn)生的氮化硅膜或氧化鋁膜。另外，將基板在0.1mol％左右的苯醌并苯二酚甲醇溶液中浸漬30分鐘左右，也能夠得到良好的結(jié)果。[0083] 用來評估太陽能電池基板的載流子壽命分布的較簡便方法，對于太陽能電池，可利用電致發(fā)光(EL)法或光致發(fā)光(PL)法。[0084] 這些手段是利用了對硅注入電荷載流子時所發(fā)生的紅外線發(fā)光(luminescence)效率，如熱誘發(fā)缺陷般，會因為硅的能帶間的能差而降低的現(xiàn)象。[0085] EL的情況下，對太陽能電池施加順向偏壓，注入太陽能電池的短路電流程度的電流，偵測波長900nm至1100nm的光線。[0086] 在PL的情況，是以光線來進(jìn)行電荷載流子的注入。激發(fā)光源必須對于基板具有充足的穿透深度，因此宜使用波長700nm至900nm的光線。偵測器可使用與EL同樣的偵測器，然而為了避免激發(fā)光線的映入，宜使用在激發(fā)光波長帶不具有感亮度的偵測器。[0087] 如上述般，缺陷的評估使用載流子壽命的其中一個理由，是太陽能電池制造步驟中一般進(jìn)行的熱處理所形成的氧析出非常微量，會有極難直接觀察的情形。然而，初期晶格間氧濃度會因為析出而減少，因此析出量能夠以熱處理前后的氧濃度差ΔOi來評估。亦即可使用以下的關(guān)系求得。[0088] (初期晶格間氧濃度)?(殘留晶格間氧濃度)＝氧濃度差[0089] ΔOi＝氧的析出量(1)[0090] 在本發(fā)明的太陽能電池的制造方法中，太陽能電池的制造所使用的基板可定為初期晶格間氧濃度為12ppma(JEIDA)以上的基板。像這樣，即使是初期晶格間氧濃度為12ppma(JEIDA)以上的基板，通過適用本發(fā)明，也能夠較有效地抑制氧析出，因此本發(fā)明的效果特別大。[0091] 另外，通過上述評估法測得的在太陽能電池制造后基板所含的氧的析出量宜定在2ppma(JEIDA)以下。像這樣，將氧的析出量設(shè)定在2ppma(JEIDA)以下，即可更確實地抑制基板的少數(shù)載流子壽命的降低。

[0092] 另外，通過本發(fā)明可提供一種太陽能電池，是依照上述太陽能電池的制造方法所制造出的太陽能電池，單結(jié)晶硅太陽能電池中，單結(jié)晶硅基板在電致發(fā)光或光致發(fā)光時沒有漩渦紋。只要是這種太陽能電池，即可成為光電轉(zhuǎn)換效率高，且在基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0093] 以下針對本發(fā)明的太陽能電池進(jìn)一步說明。本發(fā)明的太陽能電池為具備單結(jié)晶硅基板的單結(jié)晶硅太陽能電池，并且單結(jié)晶硅基板所含的氧的析出量在2ppma(JEIDA)以下，單結(jié)晶硅太陽能電池中，單結(jié)晶硅基板在電致發(fā)光或光致發(fā)光時沒有漩渦紋。[0094] 像這樣，只要是氧的析出量為2ppma(JEIDA)以下，且沒有漩渦紋的太陽能電池，即可成為光電轉(zhuǎn)換效率高，且在基板面內(nèi)特性均勻的太陽能電池。[0095] 另外，單結(jié)晶硅基板所含的殘存晶格間氧濃度宜為10ppma(JEIDA)以上。像這樣，只要太陽能電池的單結(jié)晶硅基板中的殘存晶格間氧濃度在10ppma(JEIDA)以上，即可成為氧析出少、光電轉(zhuǎn)換效率較高，且基板面內(nèi)較均勻的太陽能電池。[0096] 另外，單結(jié)晶硅基板宜為CZ單結(jié)晶硅基板。像這樣，如果單結(jié)晶硅基板為CZ單結(jié)晶硅基板，則少數(shù)載流子壽命容易降低，因此可成為本發(fā)明的效果特別大的太陽能電池。另外，CZ單結(jié)晶硅基板為廉價，因此可制作出廉價的太陽能電池。[0097] 另外，將上述太陽能電池電連接，可制成太陽能電池模塊。多個太陽能電池可在電路上串聯(lián)。圖4表示本發(fā)明的太陽能電池模塊400的一例的剖面圖。鄰接的太陽能電池401彼此通過耳片402電連結(jié)。連接的太陽能電池401可通過填充劑403、保護(hù)玻璃404及背板405密封。保護(hù)玻璃404是廣泛使用鈉鈣玻璃。另外，在填充劑403中使用了乙烯醋酸乙烯酯或聚烯烴或聚硅氧等。背板405一般是采用使用聚對苯二甲酸乙二酯的機(jī)能性薄膜。[0098] 圖5表示連結(jié)本發(fā)明的太陽能電池模塊的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成的一例的模式圖。多個太陽能電池模塊400通過配線502連結(jié)，經(jīng)由變流器503對外部負(fù)荷電路504供給發(fā)電電力。在同圖中并未表示，該系統(tǒng)可進(jìn)一步具備將所發(fā)出的電力蓄電的二次電池。[0099] 實施例[0100] 以下揭示實施例及比較例更具體地說明本發(fā)明，然而本發(fā)明并不受該等所限定。[0101] (實施例1)[0102] 首先準(zhǔn)備電阻率1Ω·cm、初期晶格間氧濃度20ppma的磷摻雜n型CZ硅基板100枚，并在表面形成紋理。[0103] 將這些基板移至石英舟，進(jìn)一步以2000mm/分鐘搬運至溫度保持在1100℃的石英爐的加熱區(qū)，1分20秒后結(jié)束搬運。然后，調(diào)整加熱器的輸出，在搬運結(jié)束后約2分鐘，將爐內(nèi)溫度保持在1000℃。然后，持續(xù)以氬氣使溴化硼起泡10分鐘，供給至爐內(nèi)，而在基板表面形成硼玻璃，在這之后，持續(xù)使硼擴(kuò)散30分鐘。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，400℃至650℃的滯留時間(temb.)為1分40秒。[0104] 接下來，以硝酸氟來蝕刻硼擴(kuò)散面的相反面，洗凈之后，使硼擴(kuò)散面相對，裝填至石英舟，進(jìn)一步以2000mm/分鐘搬運至溫度保持在950℃的石英爐的加熱區(qū)，1分20秒后結(jié)束搬運。然后，調(diào)整加熱器的輸出，搬運結(jié)束后約2分鐘，將爐內(nèi)溫度保持在900℃。然后，持續(xù)使氯氧化磷起泡5分鐘，供給至爐內(nèi)，而在基板表面形成磷玻璃，在這之后，持續(xù)使磷擴(kuò)散30分鐘。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，temb.為55秒鐘。[0105] 以氫氟酸水溶液由從石英爐取出的基板除去硼玻璃與磷玻璃，并以鹽酸水與過氧化氫的混合液洗凈。然后，使用等離子CD，在受光面形成厚度20nm的氧化鋁膜，在這之后，在基板兩面以100nm的厚度形成氮化硅。接下來，通過絲網(wǎng)印刷將銀糊印刷在基板的受光面與背面，使其在150℃下干燥30秒鐘左右，然后在840℃下燒成3秒鐘，形成電極。如以上所述般，制作出太陽能電池。[0106] 使用Xe燈光源的模擬太陽光測定此太陽能電池的特性。將測定結(jié)果揭示于表1。表1所示的數(shù)值為100枚基板的平均值。此外，在表1中一并揭示了后述比較例1的測定結(jié)果。

[0107] [表1][0108][0109] (比較例1)[0110] 準(zhǔn)備與實施例1同樣的基板100枚，并在表面形成紋理。將這些基板移至石英舟，進(jìn)一步以2000mm/分鐘搬運至溫度保持在600℃的石英爐的加熱區(qū)，1分20秒后結(jié)束搬運。爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在600℃之后，就這樣直接將溫度保持一定5分鐘，接下來，使?fàn)t內(nèi)溫度上升至1000℃。爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在1000℃之后，持續(xù)使溴化硼起泡10分鐘，供給至爐內(nèi)，而在基板表面形成硼玻璃，在這之后，持續(xù)使硼擴(kuò)散30分鐘。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，temb.為9分30秒。[0111] 將其后續(xù)的步驟中使磷擴(kuò)散時的temb.定為6分，除此之外與實施例1同樣地進(jìn)行，制作出太陽能電池。使用Xe燈光源的模擬太陽光測定此太陽能電池的特性。將測定結(jié)果揭示于表1。表1所示的數(shù)值為100枚基板的平均值。[0112] 如表1所示般，實施例1的太陽能電池的特性，與比較例1的太陽能電池的特性相比，較為優(yōu)異。[0113] 另外，由實施例1與比較例1分別取出一枚表現(xiàn)出平均值的試樣(太陽能電池)，通過EL攝影裝置(Ites公司制PX100)，對這些太陽能電池注入順向電流9A，以曝光時間8秒鐘、ISO感光度800、F值4取得電池的EL影像。[0114] 圖6(a)為實施例1的太陽能電池的EL影像，圖6(b)為比較例1的太陽能電池的EL影像。在圖6(a)中，太陽能電池的面內(nèi)均勻發(fā)光，然而在圖6(b)中，產(chǎn)生漩渦紋，可觀察到太陽能電池特性低的區(qū)域呈同心圓狀的暗對比的部分。[0115] 接下來，通過PL攝影裝置(Ites公司制POPLI)，對于圖6(a)及(b)所示的太陽能電池全面照射波長800nm的光線，以曝光時間30秒鐘、ISO感光度1600、F值1.8取得電池的PL影像。[0116] 圖7(a)為圖6(a)的太陽能電池(實施例1)的PL影像，圖7(b)為圖6(b)的太陽能電池(比較例1)的PL影像?？芍狿L法也與EL法相同地，在實施例1的太陽能電池的情況，太陽能電池的面內(nèi)均勻發(fā)光，然而比較例1的太陽能電池的情況，發(fā)現(xiàn)有漩渦紋。[0117] (實施例2)[0118] 準(zhǔn)備電阻率1Ω·cm、晶格間氧濃度20ppma的硼摻雜p型CZ硅基板100枚，并在表面形成紋理。[0119] 將這些基板移至石英舟，進(jìn)一步以2000mm/分鐘搬運至溫度保持在900℃的石英爐的加熱區(qū)，1分20秒后結(jié)束搬運。然后，調(diào)整加熱器的輸出，搬運結(jié)束后約1分鐘將爐內(nèi)溫度保持在900℃。然后，持續(xù)以氬氣使氯氧化磷起泡10分鐘，供給至爐內(nèi)，而在基板表面形成磷玻璃，在這之后，持續(xù)使磷擴(kuò)散30分鐘。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，temb.為約30秒鐘。[0120] 以氫氟酸水溶液由從石英爐取出的基板除去磷玻璃，并以鹽酸水與過氧化氫的混合液洗凈。然后，使用等離子CD，在受光面形成厚度100nm氮化硅膜。接下來通過絲網(wǎng)印刷，將銀糊印刷在基板的受光面，進(jìn)一步將鋁糊印刷在背面，使其在150℃下干燥30秒鐘左右之后，在840℃下燒成3秒鐘，形成電極。如以上所述般，制作出太陽能電池。[0121] 使用Xe燈光源的模擬太陽光測定此太陽能電池的特性。將測定結(jié)果揭示于表2。表2所示的數(shù)值為100枚基板的平均值。此外，在表2中一并揭示了后述比較例2的測定結(jié)果。

[0122] [表2][0123][0124] (比較例2)[0125] 準(zhǔn)備與實施例2同樣的基板100枚，并在表面形成紋理。將這些基板移至石英舟，進(jìn)一步以300mm/分鐘搬運至溫度保持在900℃的石英爐的加熱區(qū)，8分50秒后結(jié)束搬運。然后，調(diào)整加熱器的輸出，搬運結(jié)束后將爐內(nèi)溫度保持在900℃約1分鐘。然后，持續(xù)以氬氣使氯氧化磷起泡10分鐘，供給至爐內(nèi)，而在基板表面形成磷玻璃，在這之后，持續(xù)使磷擴(kuò)散30分鐘。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，temb.為約6分20秒。

[0126] 與實施例2同樣地進(jìn)行其后續(xù)的步驟，而制作出太陽能電池。使用Xe燈光源的模擬太陽光測定此太陽能電池的特性。將測定結(jié)果揭示于表2。表2所示的數(shù)值為100枚基板的平均值。[0127] 如表2所示般，實施例2的太陽能電池的特性，與比較例2的太陽能電池的特性相比，較為優(yōu)異。[0128] (實施例3)[0129] 準(zhǔn)備與實施例1同樣的基板100枚，并在表面形成紋理。接下來，將這些基板以2000mm/分鐘搬運至在氧氣氣體環(huán)境下保持在1000℃的石英爐的加熱區(qū)，1分20秒后結(jié)束搬運。然后，調(diào)整加熱器的輸出，搬運結(jié)束后約2分鐘，將爐內(nèi)溫度保持在1000℃180分鐘，在基板表面形成厚度約100nm的氧化硅膜。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，temb.為1分40秒。

[0130] 然后，以氫氟酸水溶液除去基板單面的氧化膜，與實施例1同樣地，使硼擴(kuò)散至此氧化膜除去面。與實施例1同樣地進(jìn)行其后續(xù)的步驟，而制作出太陽能電池。[0131] 使用Xe燈光源的模擬太陽光測定此太陽能電池的特性。將測定結(jié)果揭示于表3。表3所示的數(shù)值為100枚基板的平均值。此外，在表3中一并揭示了后述比較例3的測定結(jié)果。

[0132] [表3][0133][0134] (比較例3)[0135] 準(zhǔn)備與實施例1同樣的基板100枚，并在表面形成紋理。接下來，將這些基板以2000mm/分鐘搬運至在氧氣氣體環(huán)境下保持在600℃的石英爐的加熱區(qū)，1分20秒后結(jié)束搬運。爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在600℃之后，就這樣直接將溫度保持一定5分鐘，接下來使?fàn)t內(nèi)溫度上升至1000℃。爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在1000℃之后，就這樣直接將溫度保持180分鐘，在基板表面形成厚度約100nm的氧化硅膜。以設(shè)置熱電偶的監(jiān)測基板測量此期間的基板溫度變化的結(jié)果，temb.為9分20秒。

[0136] 然后，以氫氟酸水溶液除去基板單面的氧化膜，與比較例1同樣地使硼擴(kuò)散至氧化膜除去面。其后續(xù)的步驟也與比較例1同樣地進(jìn)行，制作出太陽能電池。使用Xe燈光源的模擬太陽光測定此太陽能電池的特性。將測定結(jié)果揭示于表3。表3所示的數(shù)值為100枚基板的平均值。[0137] 如表3所示般，與比較例3的太陽能電池的特性相比，實施例3的太陽能電池的特性較為優(yōu)異。[0138] 另外，對于上述實施例1～3與比較例1～3的太陽能電池各10枚測定晶格間氧濃度。表4揭示了基板的預(yù)先測得的初期晶格間氧濃度與太陽能電池制作后的殘存晶格間氧濃度的差ΔOi的10個試樣平均(小數(shù)點第2位四舍五入)。可知在比較例1～3之中，初期晶格間氧濃度的減少顯著(ΔOi大)，對應(yīng)于圖6(b)及圖7(b)之中觀察到漩渦紋，有較多的氧析出形成。[0139] [表4][0140] ΔOi[ppma]實施例1 0.9

實施例2 0.2

實施例3 1.3

比較例1 7.4

比較例2 5.5

比較例3 8.2

[0141] 此外，本發(fā)明并不受上述實施形態(tài)限定。上述實施形態(tài)為例示，具有與本發(fā)明的申請專利范圍所記載的技術(shù)思想實質(zhì)上相同的構(gòu)成，發(fā)揮同樣作用效果的物品，無論任何皆包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。