JP3876021B2

JP3876021B2 - Silicon structure, manufacturing method and manufacturing apparatus thereof, and solar cell using silicon structure

Info

Publication number: JP3876021B2
Application number: JP22101796A
Authority: JP
Inventors: 宗裕澁谷; 雅俊北川; 孝平尾; 哲久吉田; 裕二向井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2016-08-22
Also published as: JPH09118511A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子や太陽電池などに有効に利用することのできるシリコン構造体、その製造方法、その製造装置、及びシリコン構造体を用いた太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンを用いた太陽電池は、その表面における太陽光線の反射を低減するために、表面に無反射コーテイングが施されたり、表面に凹凸が形成されていた。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の太陽電池の構造について説明する。図７は従来のシリコン太陽電池の構造（テクスチャード構造）を示す概略断面図である。図７に示すように、ｐ型シリコン基板３１の受光面側には、太陽光線の反射率を下げるために凹凸が形成されている。凹凸の形成方法としては、フォトリソグラフィーと化学エッチングを用いて化学的に形成する方法や、ダイシングマシンを用いて機械的に形成する方法が主に用いられる。また、シリコン基板としては、回転引上げ法によって形成される単結晶シリコン基板や、電磁鋳造法によって形成される多結晶シリコン基板等が用いられる。ｐ型シリコン基板３１の凹凸面上には、ｎ型シリコン層３２が形成されている。このｎ型シリコン層３２は、ｐ型シリコン基板３１の凹凸部にＰＯＣｌ₃等のガスを用いてＰ（リン）を拡散させ、ｐ型シリコン基板３１の一部をｎ型化することによって形成される。ｎ型シリコン層３２の上には、ＳｉＮ、ＭｇＦ₂等からなる反射防止膜３３が形成されている。また、ｐ型シリコン基板３１の受光面側には、ｎ++シリコン層３５を介して表面電極３４が形成されており、表面電極３４は反射防止膜３３の表面に露出している。一方、ｐ型シリコン基板３１の裏面には、ｐ+ シリコン層３７を介して裏面電極３６が形成されている。このように裏面電極３６とｐ型シリコン基板３１との間にｐ+ シリコン層３７を形成すれば、変換効率が向上する（第３回『高効率太陽電池』ワークショップ予稿集、電気学会半導体電力変換技術委員会主催、富山、Ａ５〜Ａ６、２８〜３５頁、１９９２年１０月５日）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術におけるシリコン太陽電池の構成では、太陽光線を効率的に収集することはできるが、凹凸を形成する際の複雑な工程が多いために、コストが増加し実用化が困難であった。
【０００５】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、太陽光線の反射の少ないシリコン構造体、その製造方法、その製造装置、及びシリコン構造体を用いた太陽電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るシリコン構造体の構成は、基板にシリコンを主成分とする膜を介して形成され、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるものである。このシリコン構造体の構成によれば、ある円柱状シリコンに入射して反射した光が再度別の円柱状シリコンに入射するため、効率良く太陽光線を吸収することができる。すなわち、本発明のシリコン構造体の構成によれば、太陽光線の反射の少ないシリコン構造体を得ることができる。ここで、円柱状シリコンのシリコン含有量は９５重量％以上であるのが好ましく、シリコン以外に塩素約１重量％、酸素数重量％を含んでいてもよい。また、シリコン構造体が、基板にシリコンを主成分とする膜を介して形成されているので、シリコン構造体を用いて太陽電池を製造する場合に透明電極が下部電極に接触してしまうことがない。
【０００８】
また、前記本発明のシリコン構造体の構成においては、円柱状シリコンの直径が０．１〜１０μｍであるのが好ましい。この好ましい例によれば、円柱状シリコンを適度な強さに保つことができると共に、拡散等によってシリコンの表面をｎ型化又はｐ型化するときの接合の深さが制限されることはない。また、光の吸収が悪くなることはない。
【０００９】
また、前記本発明のシリコン構造体の構成においては、円柱状シリコンの外周部分が非晶質であり、中心部分が多結晶質であるのが好ましい。
また、本発明に係るシリコン構造体の製造方法は、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体の製造方法であって、塩素を含有する霧化又は気化されたシリコン原料を酸素ガスとともに加熱された基板上に導入することを特徴とする。このシリコン構造体の製造方法によれば、シランガス（ＳｉＨ₄）等に比べて危険性の少ないシリコン原料を使用することができるので、シリコン原料を大量に供給することができる。その結果、シリコンの形成速度が向上するので、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体を得ることができる。この場合、塩素を含有するシリコン原料を搬送するために、不活性ガスを同時に基板上に導入してもよい。また、不活性ガス中に水素を添加するか、あるいは不活性ガスを使用しないで水素のみでシリコン原料を搬送すれば、シリコン構造体中に含まれる塩素の量を減少させることもできる。また、従来のテクスチャード構造のように凹凸を形成する際の複雑な工程を必要としないので、コストの低減を図ることができる。
【００１０】
また、前記本発明のシリコン構造体の製造方法においては、塩素を含有するシリコン原料がＳｉ₂ Ｃｌ₆ であるのが好ましい。この好ましい例によれば、分解温度が約３５０℃と低く、紫外線（１８８ｎｍ）の照射によって分解するので、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体を容易に得ることができる。また、この場合には、Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ からなるシリコン原料に、ＰＣｌ₃ 又はＢＣｌ₃ を混合した液体原料を用いて、ｎ型又はｐ型のシリコン構造体を形成するのが好ましい。
【００１１】
また、前記本発明のシリコン構造体の製造方法においては、円柱状シリコンの中心付近の酸素含有量が３％以下となるように酸素ガスを導入するのが好ましい。この好ましい例によれば、シリコン構造体の抵抗が低く抑えられ、電子デバイスに使用することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るシリコン構造体の製造装置の構成は、基板上に形成され、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体の製造装置であって、チャンバーと、霧化又は気化された液体原料を酸素ガスとともに前記チャンバー内に供給する手段と、前記基板を支持するための基板ホルダー支持部と、前記基板を加熱するための基板加熱用ヒータと、少なくとも基板と同じ面積を有し、前記霧化又は気化した液体原料及び前記酸素ガスを通過させて加熱された前記基板上に導入するフィルターとを備えたことを特徴とする。このシリコン構造体の製造装置の構成によれば、霧化又は気化した液体原料はフィルターを通過する際に当該フィルターとほぼ同じ大きさに均一に分散されて、基板表面に導入されるので、基板上に均一にシリコン構造体を形成することができる。
【００１３】
また、前記本発明のシリコン構造体の製造装置においては、フィルターがステンレス鋼繊維からなるのが好ましい。この好ましい例によれば、大面積でかつ空隙率が７０〜９０％と非常に大きいフィルターを低コストで形成することができる。そして、このフィルターを用いて気化室と成膜室を仕切れば、気化室と成膜室との圧力差が発生しにくくなり、断熱膨脹による原料の再液化が起こりにくくなる。
【００１４】
また、前記本発明のシリコン構造体の製造装置においては、フィルターの孔径が１〜３０μｍであるのが好ましい。この好ましい例によれば、原料ガス、酸素ガス等を基板に均一に吹き付けることができる。
【００１５】
また、本発明に係る太陽電池の構成は、光照射によって電子−正孔対を生成する半導体層を備えた太陽電池であって、前記半導体層が、基板にシリコンを主成分とする膜を介して形成され、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体を含むことを特徴とする。この太陽電池の構成によれば、太陽光線の反射が少なくなるので、効率良く発電に寄与することができる。
【００１６】
また、前記本発明の太陽電池の構成においては、基板がさらに備わり、前記基板にシリコンを主成分とする膜を介して前記シリコン構造体が形成されているのが好ましい。
【００１７】
また、前記本発明の太陽電池の構成においては、円柱状シリコンの直径が０．１〜１０μｍであるのが好ましい。
また、前記本発明の太陽電池の構成においては、半導体層のうち光の入射する側の表面にシリコン構造体が形成されているのが好ましい。
【００１８】
また、前記本発明の太陽電池の構成においては、円柱状シリコン内部にｐｎ接合を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、以下のような作用を奏することができる。すなわち、複数の円柱状シリコンからなるシリコン構造体の場合には従来の平坦な膜に比べてｐｎ接合部分の面積が増大するため、効率良く発電を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１は本発明の第１の実施の形態で使用したシリコン膜形成装置を示す概略構成図である。図１に示すように、空気等が入り込まない構造を有する成膜室１１の内部は水平なフィルター２６によって仕切られている。ここで、フィルター２６は、直径数μｍの多数のステンレス鋼繊維を焼結することによって作られており、その孔径は約１０μｍである。成膜室１１には、フィルター２６の下側（気化室１４）の側壁に原料ガス供給口１８が設けられており、流量制御装置２２によって適正な量に流量制御され、かつ、気化器２３によって霧化又は気化された液体原料１５を成膜室１１に供給することができるようにされている。ここで、気化器２３には、酸素ガス２４を供給することができるようにされており、酸素ガス２４が混合された状態の液体原料１５が成膜室１１内に供給される。また、成膜室１１には、フィルター２６の上側の上壁に排気口１７が設けられている。また、成膜室１１には、フィルター２６の上側に基板加熱用ヒータ２１を内蔵した基板ホルダ１２が水平状態で設けられており、基板ホルダ１２の下面に基板１３を保持することができるようにされている。また、成膜室１１の下側には気化補助用ヒータ２７が設けられている。
【００２０】
次に、上記のような構成を有するシリコン膜形成装置を用いて、本発明のシリコン構造体を形成する方法について説明する。
本実施の形態では、基板１３として石英を用い、基板加熱用ヒータ２１によって基板１３を約６８０℃に加熱した。また、液体原料１５として（Ｓｉ₂Ｃｌ₆＋ＢＣｌ₃）を用いた。また、成膜室１１内は常圧（１気圧）に保たれている。
【００２１】
まず、液体原料１５はＡｒ等の不活性ガス等によって加圧され、さらに流量制御装置２２によって適正な量に流量制御される。次いで、液体原料１５は、気化器２３内で霧化又は気化された後に不活性ガス及び酸素ガス２４と混合され、その後、原料ガス供給口１８から気化室１４内に供給される。また、Ｈ₂等の還元性ガス２５も同時に気化室１４内に供給される。酸素ガス２４の流量は、Ｓｉ₂Ｃｌ₆の流量が１０ｇ／時（Ｈ₂Ｏ換算）のときに１〜１０ｃｃ／分程度であるのが好ましい。気化室１４内に供給された全てのガスは、気化補助用ヒータ２７によって加熱保温された後、フィルター２６を通過すると同時に均一に分散されて、基板１３に吹き付けられる。そして、霧化又は気化された状態のＳｉ₂Ｃｌ₆は熱分解反応を起こし、基板１３上にｐ型シリコン構造体が形成される。液体原料１５を霧化する方法としては、超音波振動を用いる方法がある。
【００２２】
以上のシリコン構造体の製造方法によれば、シランガス（ＳｉＨ₄）等に比べて危険性の少ないＳｉ₂Ｃｌ₆等のシリコン原料を使用することができるので、シリコン原料を成膜室１１内に大量に供給することができる。その結果、シリコンの形成速度が向上するので、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体が得られる。この場合、円柱状シリコンの中心付近の酸素含有量は３％以下であるのが好ましい。酸素ガス２４の流量を上記のように設定することにより、円柱状シリコンの中心付近の酸素含有量を３％以下とすることができる。このように円柱状シリコンの中心付近の酸素含有量が３％以下であれば、シリコン構造体の抵抗が低く抑えられ、電子デバイスに使用することが可能となる。ここで、円柱状シリコンの中心付近とは、円柱状シリコンの表面から深さ約５０ｎｍの領域を除いた領域のことである。
【００２３】
尚、本実施の形態においては、塩素を含有するシリコン原料としてＳｉ₂Ｃｌ₆を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えばＳｉＣｌ₄、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃、Ｓｉ₃Ｃｌ₈、Ｓｉ₄Ｃｌ₁₀等を用いることもできる。ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃等のように蒸気圧の比較的高いシリコン原料を用いる場合には、原料自体を加圧又は冷却して液化する必要がある。特に、本実施の形態のように、塩素を含有するシリコン原料としてＳｉ₂Ｃｌ₆を用いれば、Ｓｉ₂Ｃｌ₆の分解温度が約３５０℃と低く、紫外線（１８８ｎｍ）の照射によって分解するので、シリコン構造体を容易に形成することができる。
【００２４】
また、本実施の形態においては、噴霧用の不活性ガスとしてＡｒを用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えばＨｅ、Ｎ₂等を用いることもできる。不活性ガスを成膜室１１内に導入するには、液体原料１５中に気泡として通して成膜室１１内に導入する、いわゆるバブリング法を用いることができる。
【００２５】
また、本実施の形態においては、還元性ガス２５としてＨ₂ガスを用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えばＣＯ等を用いることもできる。また、特に還元性ガスを導入しなくても、シリコン構造体を形成することはできる。また、不活性ガスを使用しないでＨ₂ガスのみでシリコン原料を搬送するようにすれば、シリコン構造体中に含まれる塩素の量を減少させることができる。
【００２６】
また、本実施の形態においては、基板１３として石英を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、セラミック材料やステンレス等の金属材料を用いることもできる。
【００２７】
また、本実施の形態においては、成膜室１１内を常圧（１気圧）に保って成膜を行ったが、必ずしも常圧に限られるものではなく、減圧状態（０．１〜７６０Ｔｏｒｒ）又は加圧状態（１〜１０気圧）で成膜を行うことも可能である。特に加圧状態で成膜を行うと、堆積速度をさらに増加させることができる。
【００２８】
また、本実施の形態においては、Ｓｉ₂Ｃｌ₆とＢＣｌ₃の混合液を用いてｐ型シリコン構造体を形成したが、Ｓｉ₂Ｃｌ₆のみを用いれば、ほぼ真性のシリコン構造体を形成することができ、ＢＣｌ₃の代わりにＰＣｌ₃を添加すればｎ型シリコン構造体を形成することができる。この場合、原料液体を混合しないでＳｉ₂Ｃｌ₆とＢＣｌ₃又はＰＣｌ₃を別々に供給してもシリコン構造体を形成することができる。
【００２９】
また、本実施の形態においては、ステンレス鋼繊維からなるフィルター２６を使用しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば石英を用いてフィルター２６を構成してもよい。特に、多数のステンレス鋼繊維を焼結することによってフィルター２６を形成すれば、大面積でかつ空隙率が７０〜９０％と非常に大きいフィルターを低コストで形成することができる。そして、このフィルターを用いて気化室１４と成膜室１１を仕切れば、気化室１４と成膜室１１との圧力差が発生しにくくなり、断熱膨脹による原料の再液化が起こりにくくなる。また、フィルター２６の孔径を１０μｍに設定しているが、必ずしもこの孔径に限定されるものではなく、孔径１〜３０μｍのフィルター２６であれば、原料ガス、酸素ガス等を基板１３に均一に吹き付けることができる。
【００３０】
図２Ａ、Ｂに、本実施の形態で形成したシリコン構造体の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真のトレース図を示す。図２Ａと図２Ｂは倍率が異なるだけで、同一の試料を示している。図２に示すように、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコン（直径約０．５μｍ）の集合からなるシリコン構造体が形成されている。このシリコン構造体を用いれば、ある円柱状シリコンに入射して反射した光が再度別の円柱状シリコンに入射するため、効率良く太陽光線を吸収することができる。すなわち、太陽光線の反射の少ないシリコン構造体が得られる。
【００３１】
図３Ａ〜Ｃに、酸素添加量を変化させた場合のシリコン膜表面形状のレーザー顕微鏡写真のトレース図を示す。尚、図３は実際のレーザー顕微鏡写真を白黒反転させた状態で描かれており、倍率は１０００倍である。成膜条件は下記（表１）に示したとおりである。
【００３２】
【表１】

【００３３】
図３Ａに示すように、酸素流量が０ｃｃ／ｍｉｎの場合には、ほぼ平坦な膜（黒い部分）となる。図３Ｂに示すように、酸素流量が１ｃｃ／ｍｉｎの場合には、一部にシリコン構造体（白い部分）が形成されているが、平坦な部分（黒い部分）も残っている。図３Ｃに示すように、酸素流量が３ｃｃ／ｍｉｎの場合には、ほぼ完全にシリコン構造体（白い部分）が形成されている。これにより、シリコン構造体の形成に酸素が重要な役割を果たしていることが分かる。
【００３４】
図４に、本実施の形態によって石英基板上に形成されたシリコン構造体の可視光透過スペクトルを示す。図４に示すように、本実施の形態によって形成されたシリコン構造体は、波長２００〜８００ｎｍの光をほとんど透過しないことが分かる。
【００３５】
尚、本実施の形態においては、シリコン構造体が直径約０．５μｍの円柱状シリコンによって構成されているが、円柱状シリコンの直径は０．１〜１０μｍであればよい。円柱状シリコンの直径がこの範囲にあれば、円柱状シリコンを適度な強さに保つことができると共に、拡散等によってシリコンの表面をｎ型化又はｐ型化するときの接合の深さが制限されることはない。また、円柱状シリコンの直径がこの範囲にあれば、光の吸収が悪くなることもない。
【００３６】
〈第２の実施の形態〉
図５Ａ〜Ｃに、本発明の第２の実施の形態におけるシリコン構造体を用いた太陽電池の製造工程図を示す。また、図６に、本実施の形態における太陽電池の構造を示す。
【００３７】
まず、図５Ａに示すように、厚さ０．５ｍｍの石英基板４２の全面に厚さ約１μｍのＭｏを堆積し、下部電極４１を形成した。次いで、下部電極４１の全面に、ＢＣｌ₃を添加したＳｉ₂Ｃｌ₆を用いて厚さ３０〜４０μｍのｐ型シリコン構造体４３を形成した。この場合、図６に示すように、下部電極４１上に、シリコンを主成分とする膜４７を介して、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコン４８の集合からなるｐ型シリコン構造体４３が形成された（以上、図５Ａ）。このように複数の円柱状シリコン４８の集合からなるｐ型シリコン構造体４３がシリコンを主成分とする膜４７を介して下部電極４１上に形成されていれば、後述のように透明電極４５を形成する場合に透明電極４５が下部電極４１に接触してしまうことはない。
【００３８】
次に、図５Ｂに示すように、ｐ型シリコン構造体４３の表面に、ＰＯＣｌ₃を用いた熱拡散法によってＰを拡散させて、円柱状シリコン４８の外周部分にｎ型領域４４（図６参照）を形成した。これにより、円柱状シリコン４８の内部にｐｎ接合が形成されるが、複数の円柱状シリコン４８からなる本シリコン構造体４３の場合には従来の平坦な膜に比べてｐｎ接合部分の面積が増大するため、効率良く発電を行うことができる。具体的数値で示すと、円柱状シリコン４８の直径が０．５μｍの場合、ｎ型領域（非晶質）４４の好ましい厚みは約０．１μｍである。
【００３９】
最後に、図５Ｃに示すように、ｐ型シリコン構造体４３の全面に、厚さ３０〜４０μｍのインジウム−スズ酸化物からなる透明電極４５を形成した後、透明電極４５の上に厚さ約１μｍのＡｌからなる上部電極４６を形成した。この場合、透明電極４５は、ｐ型シリコン構造体４３の複数の円柱状シリコン４８の間隙を埋める状態で形成されている。以上の工程により、太陽電池が得られる。
【００４０】
以上のようにして製造された太陽電池は、半導体層に、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコン４８の集合からなるシリコン構造体を含むので、太陽光線の反射が少なくなり、効率良く発電に寄与することができる。
【００４１】
下記（表２）に、本実施の形態の構造の太陽電池の諸特性を従来技術の太陽電池と比較して示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
上記（表２）から分かるように、開放端電圧はほとんど変化していないが、短絡電流は増加している。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複雑な工程を必要とするテクスチャーの形成が不要になる一方、テクスチャーと同等の効果が得られるシリコン構造体を実現することができる。従って、このシリコン構造体を太陽電池に用いれば、太陽光線の反射の少ない（すなわち、変換効率の高い）太陽電池を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態で使用したシリコン膜形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態で形成したシリコン構造体の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真のトレース図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における酸素添加量を変化させた場合のシリコン膜表面形状のレーザー顕微鏡写真のトレース図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態によって石英基板上に形成されたシリコン構造体の可視光透過スペクトルである。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるシリコン構造体を用いた太陽電池の製造工程図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における太陽電池の構造を示す断面図である。
【図７】従来のシリコン太陽電池の構造（テクスチャード構造）を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１１成膜室
１２基板ホルダ
１３基板
１４気化室
１５液体原料
１７排気口
１８原料ガス供給口
２１基板加熱用ヒータ
２２液体流量制御装置
２３気化器
２４酸素ガス
２５還元性ガス
２６フィルター
２７気化補助用ヒータ
４１下部電極
４２石英基板
４３ｐ型シリコン構造体
４４ｎ型領域
４５透明電極
４６上部電
４７シリコンを主成分とする膜
４８円柱状シリコン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a silicon structure that can be effectively used for a light-emitting element, a solar cell, and the like, a manufacturing method thereof, a manufacturing apparatus thereof, and a solar cell using the silicon structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, solar cells using silicon have been provided with non-reflective coating on the surface or irregularities on the surface in order to reduce the reflection of sunlight on the surface.
[0003]
Hereinafter, the structure of a conventional solar cell will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic sectional view showing the structure (textured structure) of a conventional silicon solar cell. As shown in FIG. 7, unevenness is formed on the light-receiving surface side of the p-type silicon substrate 31 in order to reduce the reflectance of sunlight. As a method for forming the unevenness, a method of forming chemically using photolithography and chemical etching, or a method of forming mechanically using a dicing machine is mainly used. As the silicon substrate, a single crystal silicon substrate formed by a rotating pulling method, a polycrystalline silicon substrate formed by an electromagnetic casting method, or the like is used. An n-type silicon layer 32 is formed on the uneven surface of the p-type silicon substrate 31. The n-type silicon layer 32 is formed by diffusing P (phosphorus) into the concavo-convex portion of the p-type silicon substrate 31 using a gas such as POCl ₃ to make a part of the p-type silicon substrate 31 n-type. The On the n-type silicon layer 32, an antireflection film 33 made of SiN, MgF ₂ or the like is formed. A surface electrode 34 is formed on the light-receiving surface side of the p-type silicon substrate 31 via an n ++ silicon layer 35, and the surface electrode 34 is exposed on the surface of the antireflection film 33. On the other hand, a back electrode 36 is formed on the back surface of the p-type silicon substrate 31 via a p + silicon layer 37. If the p + silicon layer 37 is formed between the back electrode 36 and the p-type silicon substrate 31 in this way, the conversion efficiency is improved (the 3rd “High Efficiency Solar Cell” Workshop Proceedings, IEEJ Semiconductor Power (Toyama, A5-A6, pp. 28-35, October 5, 1992, sponsored by the Conversion Technology Committee).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration of the silicon solar cell in the above prior art can collect solar rays efficiently, but there are many complicated processes for forming irregularities, which increases the cost and is difficult to put into practical use. It was.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems in the prior art, and provides a silicon structure with less reflection of sunlight, a method for manufacturing the same, an apparatus for manufacturing the same, and a solar cell using the silicon structure. For the purpose.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the structure of the silicon structure according to the present invention includes a plurality of circles mainly composed of silicon formed on a substrate through a film mainly composed of silicon and oriented in an irregular direction. It consists of a collection of columnar silicon. According to the configuration of this silicon structure, light incident on and reflected by a certain columnar silicon is again incident on another columnar silicon, so that it is possible to efficiently absorb sunlight. That is, according to the structure of the silicon structure of the present invention, a silicon structure with less sunlight reflection can be obtained. Here, the silicon content of the cylindrical silicon is preferably 95% by weight or more, and may contain about 1% by weight chlorine and several% by weight oxygen in addition to silicon. In addition, since the silicon structure is formed on the substrate through a film containing silicon as a main component, the transparent electrode may come into contact with the lower electrode when a solar cell is manufactured using the silicon structure. Absent.
[0008]
In the structure of the silicon structure of the present invention, it is preferable that the diameter of the cylindrical silicon is 0.1 to 10 μm. According to this preferred example, the cylindrical silicon can be maintained at an appropriate strength, and the depth of the junction when the silicon surface is made n-type or p-type by diffusion or the like is not limited. . Moreover, light absorption does not deteriorate.
[0009]
In the structure of the silicon structure of the present invention, it is preferable that the outer peripheral portion of the cylindrical silicon is amorphous and the central portion is polycrystalline.
In addition, the method for manufacturing a silicon structure according to the present invention is a method for manufacturing a silicon structure including a set of a plurality of cylindrical silicons whose main components are silicon and having an irregular direction, and containing chlorine. The atomized or vaporized silicon raw material is introduced onto a substrate heated with oxygen gas. According to this method for manufacturing a silicon structure, since a silicon material having less danger compared to silane gas (SiH ₄ ) or the like can be used, a large amount of silicon material can be supplied. As a result, since the silicon formation speed is improved, it is possible to obtain a silicon structure composed of an assembly of a plurality of cylindrical silicons whose main components are silicon and oriented in an irregular direction. In this case, an inert gas may be simultaneously introduced onto the substrate in order to transport the silicon raw material containing chlorine. In addition, if hydrogen is added to the inert gas or the silicon raw material is transported only by hydrogen without using the inert gas, the amount of chlorine contained in the silicon structure can be reduced. Further, since a complicated process for forming irregularities is not required unlike the conventional textured structure, the cost can be reduced.
[0010]
Further, the method of manufacturing a silicon structure of the present invention is preferably a silicon raw material containing chlorine is Si ₂ Cl _6. According to this preferred example, the decomposition temperature is as low as about 350 ° C., and it decomposes by irradiation with ultraviolet rays (188 nm), and therefore consists of a collection of a plurality of cylindrical silicons whose main components are silicon and oriented in an irregular direction. A silicon structure can be easily obtained. Further, in this case, the silicon raw material consisting of Si ₂ Cl _6, using a liquid material obtained by mixing PCl ₃ or BCl _3, preferably formed of n-type or p-type silicon structure.
[0011]
In the method for producing a silicon structure of the present invention, it is preferable to introduce oxygen gas so that the oxygen content in the vicinity of the center of the cylindrical silicon is 3% or less. According to this preferable example, the resistance of the silicon structure is kept low, and it can be used for an electronic device.
[0012]
In addition, the structure of the silicon structure manufacturing apparatus according to the present invention is a manufacturing method of a silicon structure formed on a substrate and oriented in an irregular direction and made up of a plurality of cylindrical silicons mainly composed of silicon. an apparatus comprising a chamber, means for supplying atomized or vaporized liquid material together with oxygen gas into the chamber, and the substrate holder support for supporting the substrate, the substrate for heating the substrate A heating heater and a filter having at least the same area as the substrate and introducing the atomized or vaporized liquid raw material and the oxygen gas through the heated substrate are provided. According to the configuration of the silicon structure manufacturing apparatus, the atomized or vaporized liquid raw material is uniformly dispersed in substantially the same size as the filter and is introduced to the substrate surface when passing through the filter. A silicon structure can be uniformly formed thereon.
[0013]
In the silicon structure manufacturing apparatus of the present invention, the filter is preferably made of stainless steel fibers. According to this preferred example, a filter having a large area and a very high porosity of 70 to 90% can be formed at low cost. If the vaporization chamber and the film formation chamber are partitioned using this filter, a pressure difference between the vaporization chamber and the film formation chamber is less likely to occur, and re-liquefaction of the raw material due to adiabatic expansion is less likely to occur.
[0014]
Moreover, in the said silicon structure manufacturing apparatus of this invention, it is preferable that the hole diameter of a filter is 1-30 micrometers. According to this preferable example, source gas, oxygen gas, etc. can be sprayed uniformly on the substrate.
[0015]
In addition, the configuration of the solar cell according to the present invention is a solar cell including a semiconductor layer that generates electron-hole pairs by light irradiation, and the semiconductor layer is interposed on a substrate containing silicon as a main component. It is characterized in that it includes a silicon structure formed of a set of a plurality of cylindrical silicons whose main components are silicon and formed in irregular directions. According to the configuration of this solar cell, since the reflection of sunlight is reduced, it can contribute to power generation efficiently.
[0016]
Moreover, in the structure of the solar cell of the present invention, it is preferable that a substrate is further provided, and the silicon structure is formed on the substrate via a film containing silicon as a main component.
[0017]
Moreover, in the structure of the solar cell of the present invention, it is preferable that the diameter of the cylindrical silicon is 0.1 to 10 μm.
In the configuration of the solar cell of the present invention, it is preferable that a silicon structure is formed on the surface of the semiconductor layer on the light incident side.
[0018]
Moreover, in the structure of the solar cell of the present invention, it is preferable to have a pn junction inside the cylindrical silicon. According to this preferred example, the following effects can be achieved. That is, in the case of a silicon structure made of a plurality of columnar silicons, the area of the pn junction portion is increased as compared with a conventional flat film, so that power can be generated efficiently.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically using embodiments.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a silicon film forming apparatus used in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the inside of the film forming chamber 11 having a structure in which air or the like does not enter is partitioned by a horizontal filter 26. Here, the filter 26 is made by sintering a large number of stainless steel fibers having a diameter of several μm, and the pore diameter thereof is about 10 μm. In the film forming chamber 11, a raw material gas supply port 18 is provided on the side wall of the lower side (vaporization chamber 14) of the filter 26, the flow rate is controlled to an appropriate amount by the flow rate control device 22, and the vaporizer 23 The atomized or vaporized liquid raw material 15 can be supplied to the film forming chamber 11. Here, an oxygen gas 24 can be supplied to the vaporizer 23, and the liquid raw material 15 in a state where the oxygen gas 24 is mixed is supplied into the film forming chamber 11. In the film forming chamber 11, an exhaust port 17 is provided on the upper wall above the filter 26. The film formation chamber 11 is provided with a substrate holder 12 having a substrate heating heater 21 built in on the upper side of the filter 26 in a horizontal state so that the substrate 13 can be held on the lower surface of the substrate holder 12. Has been. A vaporization assisting heater 27 is provided below the film forming chamber 11.
[0020]
Next, a method for forming the silicon structure of the present invention using the silicon film forming apparatus having the above configuration will be described.
In the present embodiment, quartz is used as the substrate 13, and the substrate 13 is heated to about 680 ° C. by the substrate heating heater 21. Further, (Si ₂ Cl ₆ + BCl ₃ ) was used as the liquid raw material 15. Further, the inside of the film forming chamber 11 is maintained at a normal pressure (1 atm).
[0021]
First, the liquid raw material 15 is pressurized by an inert gas such as Ar, and the flow rate is controlled to an appropriate amount by the flow rate control device 22. Next, the liquid raw material 15 is atomized or vaporized in the vaporizer 23 and then mixed with the inert gas and the oxygen gas 24, and then supplied from the raw material gas supply port 18 into the vaporization chamber 14. A reducing gas 25 such as H _{2 is} also supplied into the vaporizing chamber 14 at the same time. The flow rate of the oxygen gas 24 is preferably about 1 to 10 cc / min when the flow rate of Si ₂ Cl ₆ is 10 g / hour (in terms of H ₂ O). All the gas supplied into the vaporizing chamber 14 is heated and kept warm by the vaporization assisting heater 27, and then uniformly dispersed at the same time as passing through the filter 26 and blown to the substrate 13. The atomized or vaporized Si ₂ Cl ₆ undergoes a thermal decomposition reaction, and a p-type silicon structure is formed on the substrate 13. As a method for atomizing the liquid raw material 15, there is a method using ultrasonic vibration.
[0022]
According to the above silicon structure manufacturing method, a silicon source material such as Si ₂ Cl ₆ that is less dangerous than silane gas (SiH ₄ ) or the like can be used. Large quantities can be supplied. As a result, since the silicon formation speed is improved, a silicon structure composed of a set of a plurality of cylindrical silicons whose main components are silicon and which has an irregular direction is obtained. In this case, the oxygen content near the center of the cylindrical silicon is preferably 3% or less. By setting the flow rate of the oxygen gas 24 as described above, the oxygen content in the vicinity of the center of the cylindrical silicon can be reduced to 3% or less. As described above, when the oxygen content near the center of the cylindrical silicon is 3% or less, the resistance of the silicon structure can be kept low and can be used for an electronic device. Here, the vicinity of the center of the cylindrical silicon refers to a region excluding a region having a depth of about 50 nm from the surface of the cylindrical silicon.
[0023]
In the present embodiment, Si ₂ Cl ₆ is used as a chlorine-containing silicon raw material. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, SiCl ₄ , SiH ₂ Cl ₂ , SiHCl ₃ , Si ₃ Cl ₈ , Si ₄ Cl ₁₀ or the like can also be used. When using a silicon raw material having a relatively high vapor pressure such as SiH ₂ Cl ₂ or SiHCl ₃ , it is necessary to pressurize or cool the raw material itself to liquefy it. In particular, when Si ₂ Cl ₆ is used as a silicon raw material containing chlorine as in the present embodiment, the decomposition temperature of Si ₂ Cl ₆ is as low as about 350 ° C., and it is decomposed by irradiation with ultraviolet rays (188 nm). A silicon structure can be easily formed.
[0024]
In the present embodiment, Ar is used as the inert gas for spraying. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and for example, He, N ₂ or the like can be used. In order to introduce the inert gas into the film forming chamber 11, a so-called bubbling method in which the inert gas is introduced into the film forming chamber 11 as bubbles through the liquid raw material 15 can be used.
[0025]
In the present embodiment, the H ₂ gas is used as the reducing gas 25. However, the present invention is not limited to this, and for example, CO or the like can be used. In addition, the silicon structure can be formed without introducing a reducing gas. Further, if the silicon raw material is transported only by H ₂ gas without using an inert gas, the amount of chlorine contained in the silicon structure can be reduced.
[0026]
In the present embodiment, quartz is used as the substrate 13, but the substrate 13 is not necessarily limited to this, and a metal material such as a ceramic material or stainless steel can also be used.
[0027]
In the present embodiment, the film formation chamber 11 is formed while maintaining the inside of the film formation chamber 11 at normal pressure (1 atm). However, the film formation is not necessarily limited to normal pressure, and the pressure is reduced (0.1 to 760 Torr). Alternatively, film formation can be performed in a pressurized state (1 to 10 atm). In particular, when the film formation is performed under a pressurized state, the deposition rate can be further increased.
[0028]
In this embodiment, the p-type silicon structure is formed using a mixed solution of Si ₂ Cl ₆ and BCl _3. However, if only Si ₂ Cl ₆ is used, a substantially intrinsic silicon structure is formed. An n-type silicon structure can be formed by adding PCl ₃ instead of BCl ₃ . In this case, the silicon structure can be formed even if Si ₂ Cl ₆ and BCl ₃ or PCl ₃ are separately supplied without mixing raw material liquids.
[0029]
Moreover, in this Embodiment, although the filter 26 which consists of stainless steel fiber is used, it is not necessarily limited to this, For example, you may comprise the filter 26 using quartz. In particular, if the filter 26 is formed by sintering a large number of stainless steel fibers, a very large filter having a large area and a porosity of 70 to 90% can be formed at low cost. If the vaporization chamber 14 and the film formation chamber 11 are partitioned using this filter, a pressure difference between the vaporization chamber 14 and the film formation chamber 11 is less likely to occur, and re-liquefaction of the raw material due to adiabatic expansion is less likely to occur. Moreover, although the hole diameter of the filter 26 is set to 10 μm, it is not necessarily limited to this hole diameter. If the filter 26 has a hole diameter of 1 to 30 μm, the source gas, oxygen gas, etc. are sprayed uniformly on the substrate 13. be able to.
[0030]
2A and 2B are trace diagrams of electron microscope (SEM) photographs of the silicon structure formed in this embodiment. FIG. 2A and FIG. 2B show the same sample with only different magnifications. As shown in FIG. 2, there is formed a silicon structure composed of a set of a plurality of cylindrical silicons (diameter: about 0.5 μm) mainly composed of silicon and oriented in an irregular direction. If this silicon structure is used, the light incident on and reflected by a certain cylindrical silicon is again incident on another cylindrical silicon, so that it is possible to efficiently absorb sunlight. That is, a silicon structure with little reflection of sunlight is obtained.
[0031]
3A to 3C show trace diagrams of laser micrographs of the silicon film surface shape when the oxygen addition amount is changed. FIG. 3 is drawn with an actual laser micrograph reversed in black and white, and the magnification is 1000 times. The film forming conditions are as shown in the following (Table 1).
[0032]
[Table 1]

[0033]
As shown in FIG. 3A, when the oxygen flow rate is 0 cc / min, a substantially flat film (black portion) is formed. As shown in FIG. 3B, when the oxygen flow rate is 1 cc / min, a silicon structure (white portion) is partially formed, but a flat portion (black portion) remains. As shown in FIG. 3C, when the oxygen flow rate is 3 cc / min, the silicon structure (white portion) is almost completely formed. This shows that oxygen plays an important role in the formation of the silicon structure.
[0034]
FIG. 4 shows a visible light transmission spectrum of the silicon structure formed on the quartz substrate according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, it can be seen that the silicon structure formed according to the present embodiment hardly transmits light having a wavelength of 200 to 800 nm.
[0035]
In the present embodiment, the silicon structure is made of cylindrical silicon having a diameter of about 0.5 μm, but the diameter of the cylindrical silicon may be 0.1 to 10 μm. If the diameter of the cylindrical silicon is within this range, the cylindrical silicon can be maintained at an appropriate strength, and the junction depth when the silicon surface is made n-type or p-type by diffusion or the like is limited. It will never be done. Further, when the diameter of the cylindrical silicon is within this range, light absorption does not deteriorate.
[0036]
<Second Embodiment>
FIGS. 5A to 5C show manufacturing process diagrams of a solar cell using the silicon structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the structure of the solar cell in this embodiment.
[0037]
First, as shown in FIG. 5A, Mo having a thickness of about 1 μm was deposited on the entire surface of a quartz substrate 42 having a thickness of 0.5 mm to form a lower electrode 41. Next, a p-type silicon structure 43 having a thickness of 30 to 40 μm was formed on the entire surface of the lower electrode 41 using Si ₂ Cl ₆ to which BCl ₃ was added. In this case, as shown in FIG. 6, an assembly of a plurality of cylindrical silicons 48 having silicon as a main component and oriented in an irregular direction on a lower electrode 41 through a film 47 having silicon as a main component. A p-type silicon structure 43 made of (FIG. 5A) was formed. In this way, if the p-type silicon structure 43 composed of a plurality of cylindrical silicons 48 is formed on the lower electrode 41 through the film 47 containing silicon as a main component, the transparent electrode 45 is formed as described later. When forming, the transparent electrode 45 does not contact the lower electrode 41.
[0038]
Next, as shown in FIG. 5B, P is diffused on the surface of the p-type silicon structure 43 by a thermal diffusion method using POCl ₃ , and an n-type region 44 (FIG. 6) is formed on the outer peripheral portion of the cylindrical silicon 48. Reference) was formed. As a result, a pn junction is formed inside the cylindrical silicon 48. In the case of the present silicon structure 43 made of a plurality of cylindrical silicon 48, the area of the pn junction is increased as compared with the conventional flat film. Therefore, power generation can be performed efficiently. Specifically, when the diameter of the cylindrical silicon 48 is 0.5 μm, the preferred thickness of the n-type region (amorphous) 44 is about 0.1 μm.
[0039]
Finally, as shown in FIG. 5C, after forming a transparent electrode 45 made of indium-tin oxide having a thickness of 30 to 40 μm on the entire surface of the p-type silicon structure 43, the transparent electrode 45 has a thickness of about An upper electrode 46 made of 1 μm Al was formed. In this case, the transparent electrode 45 is formed so as to fill the gaps between the plurality of cylindrical silicons 48 of the p-type silicon structure 43. A solar cell is obtained by the above process.
[0040]
Since the solar cell manufactured as described above includes a silicon structure composed of a plurality of cylindrical silicon 48 mainly composed of silicon and oriented in an irregular direction in the semiconductor layer, Reflection is reduced and can contribute to power generation efficiently.
[0041]
In the following (Table 2), various characteristics of the solar cell having the structure of the present embodiment are shown in comparison with the solar cell of the prior art.
[0042]
[Table 2]

[0043]
As can be seen from the above (Table 2), the open-circuit voltage has hardly changed, but the short-circuit current has increased.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to form a texture that requires a complicated process, and it is possible to realize a silicon structure that can obtain an effect equivalent to that of a texture. Therefore, if this silicon structure is used for a solar cell, a solar cell with little reflection of sunlight (that is, high conversion efficiency) can be provided at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a silicon film forming apparatus used in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a trace view of an electron microscope (SEM) photograph of the silicon structure formed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a trace diagram of a laser micrograph of the surface shape of a silicon film when the oxygen addition amount is changed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a visible light transmission spectrum of a silicon structure formed on a quartz substrate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of a solar cell using a silicon structure in a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a solar cell in a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure (textured structure) of a conventional silicon solar cell.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Deposition chamber 12 Substrate holder 13 Substrate 14 Vaporization chamber 15 Liquid source 17 Exhaust port 18 Source gas supply port 21 Substrate heating heater 22 Liquid flow control device 23 Vaporizer 24 Oxygen gas 25 Reducing gas 26 Filter 27 Evaporation assist heater 41 lower electrode 42 quartz substrate 43 p-type silicon structure 44 n-type region 45 transparent electrode 46 upper electrode 47 film 48 containing silicon as a main component cylindrical silicon

Claims

基板にシリコンを主成分とする膜を介して形成され、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体。 A silicon structure which is formed on a substrate through a film mainly composed of silicon, and is formed of an assembly of a plurality of columnar silicons mainly composed of silicon and oriented in an irregular direction.

円柱状シリコンの直径が０．１〜１０μｍである請求項１に記載のシリコン構造体。 The silicon structure according to claim 1, wherein the cylindrical silicon has a diameter of 0.1 to 10 μm.

円柱状シリコンの外周部分が非晶質であり、中心部分が多結晶質である請求項１に記載のシリコン構造体。 2. The silicon structure according to claim 1, wherein the outer peripheral portion of the cylindrical silicon is amorphous and the central portion is polycrystalline.

不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体の製造方法であって、塩素を含有する霧化又は気化されたシリコン原料を酸素ガスとともに加熱された基板上に導入することを特徴とするシリコン構造体の製造方法。 A method of manufacturing a silicon structure composed of a collection of a plurality of cylindrical silicons whose main component is silicon, which faces an irregular direction, and heats atomized or vaporized silicon raw material containing chlorine together with oxygen gas A method for producing a silicon structure, wherein the method is introduced on a fabricated substrate.

塩素を含有するシリコン原料がＳｉ₂ Ｃｌ₆ である請求項４に記載のシリコン構造体の製造方法。Method for manufacturing a silicon structure according to claim 4 silicon raw material containing chlorine is Si ₂ Cl _6.

Ｓｉ₂ Ｃｌ₆ からなるシリコン原料に、ＰＣｌ₃ 又はＢＣｌ₃ を混合した液体原料を用いて、ｎ型又はｐ型のシリコン構造体を形成する請求項５に記載のシリコン構造体の製造方法。Silicon raw material in which consists of Si ₂ Cl _6, using a liquid material obtained by mixing PCl ₃ or BCl _3, method for manufacturing a silicon structure according to claim 5 for forming the n-type or p-type silicon structure.

円柱状シリコンの中心付近の酸素含有量が３％以下となるように酸素ガスを導入する請求項４に記載のシリコン構造体の製造方法。The method for producing a silicon structure according to claim 4 , wherein the oxygen gas is introduced so that the oxygen content in the vicinity of the center of the cylindrical silicon is 3% or less.

基板上に形成され、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体の製造装置であって、チャンバーと、霧化又は気化された液体原料を酸素ガスとともに前記チャンバー内に供給する手段と、前記基板を支持するための基板ホルダー支持部と、前記基板を加熱するための基板加熱用ヒータと、少なくとも基板と同じ面積を有し、前記霧化又は気化した液体原料及び前記酸素ガスを通過させて加熱された前記基板上に導入するフィルターとを備えたことを特徴とするシリコン構造体の製造装置。An apparatus for producing a silicon structure formed of an assembly of a plurality of cylindrical silicon containing silicon as a main component formed on a substrate and oriented in an irregular direction, and a chamber and an atomized or vaporized liquid raw material the has a means for supplying into the chamber together with oxygen gas, and the substrate holder support for supporting the substrate, and the substrate heater for heating the substrate, the same area as at least a substrate, said fog An apparatus for producing a silicon structure, comprising: a vaporized or vaporized liquid raw material; and a filter that is introduced onto the substrate heated by passing the oxygen gas.

フィルターがステンレス鋼繊維からなる請求項８に記載のシリコン構造体の製造装置。The apparatus for producing a silicon structure according to claim 8 , wherein the filter is made of stainless steel fibers.

フィルターの孔径が１〜３０μｍである請求項８に記載のシリコン構造体の製造装置。The apparatus for producing a silicon structure according to claim 8 , wherein the filter has a pore diameter of 1 to 30 µm.

光照射によって電子−正孔対を生成する半導体層を備えた太陽電池であって、
前記半導体層が、
基板にシリコンを主成分とする膜を介して形成され、不規則な方向を向いた、シリコンを主成分とする複数の円柱状シリコンの集合からなるシリコン構造体を含むことを特徴とする太陽電池。A solar cell including a semiconductor layer that generates electron-hole pairs by light irradiation,
The semiconductor layer is
A solar cell comprising a silicon structure formed of an assembly of a plurality of columnar silicons mainly composed of silicon , which is formed on a substrate through a film composed mainly of silicon and oriented in an irregular direction. .

円柱状シリコンの直径が０．１〜１０μｍである請求項１１に記載の太陽電池。The solar cell according to claim 11 , wherein the cylindrical silicon has a diameter of 0.1 to 10 μm.

半導体層のうち光の入射する側の表面にシリコン構造体が形成された請求項１１に記載の太陽電池。The solar cell according to claim 11 , wherein a silicon structure is formed on a surface on the light incident side of the semiconductor layer.

円柱状シリコン内部にｐｎ接合を有する請求項１１に記載の太陽電池。The solar cell according to claim 11 , which has a pn junction inside the cylindrical silicon.