JPWO2012090643A1 - 太陽電池の製造方法及び太陽電池 - Google Patents

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Abstract

光電変換率が高い裏面接合型の太陽電池を容易に製造し得る方法を提供する。半導体基板１０と同じ第１の導電型を有する第２の半導体層２５を、絶縁層２３の表面上を含んで一主面の略全面上に形成する。第２の半導体層２５の絶縁層２３上に位置する一部を除去し、開口部を形成する。第２の半導体層１３ｎをマスクとして開口部から露出する絶縁層２３を除去し、第１の半導体領域１２ｐの表面の一部を露出させる。第１の半導体領域１２ｐの表面と、第２の半導体層１３ｎの表面とに電気的に接続する電極１４，１５を形成する。

Description

本発明は、太陽電池の製造方法及び太陽電池に関する。特に、本発明は、裏面接合型の太陽電池の製造方法及び裏面接合型の太陽電池に関する。
従来、太陽電池の裏面側にｐ型及びｎ型の半導体領域が配されている所謂裏面接合型の太陽電池が知られている（例えば、下記の特許文献１）。この裏面接合型の太陽電池では、受光面側に電極を設ける必要がない。このため、裏面接合型の太陽電池では、光の受光効率を高めることができる。従って、より高い光電変換効率を実現し得る。また、配線材による太陽電池の接続を裏面側のみで行うことができる。このため、配線材による受光ロスを減らすことができる。従って、より高い出力を有する太陽電池モジュールを提供することができる。
例えば、特許文献１には、裏面接合型の太陽電池の製造方法として、以下のような製造方法が開示されている。すなわち、まず、図１４に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板１００の裏面上に、ｉ型半導体層１０１ｉとｎ型半導体層１０１ｎとの積層体からなるｉｎ接合層１０１と、被覆層１０２とをこの順番で形成する。その後、エッチング法によって被覆層１０２の一部分を除去する。
次に、図１５に示すように、一部分がエッチングされた被覆層１０２をマスクとして用いて、ｉｎ接合層１０１の一部をエッチング法により除去する。次に、図１６に示すように、ｉ型半導体層１０４ｉとｐ型半導体層１０４ｐとの積層体からなるｉｐ接合層１０４を形成する。その後、被覆層１０２をエッチングにより除去することにより、ｉｎ接合層１０１の被覆層１０２により覆われていた部分を露出させる。最後に、ｉｎ接合層１０１の上にｎ側電極を形成し、ｉｐ接合層１０４の上にｐ側電極を形成することにより、裏面接合型の太陽電池を完成させる。
特開２０１０−８０８８７号公報
特許文献１に記載の裏面接合型の太陽電池の製造方法では、被覆層１０２のエッチングによる除去に長い時間を要する。このため、裏面接合型の太陽電池の製造に要する時間が長くなる。また、被覆層１０２をエッチングにより確実に除去することが困難である。
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換効率が高い裏面接合型の太陽電池を容易に製造し得る方法及び光電変換効率が高く、かつ容易に製造し得る裏面接合型の太陽電池を提供することにある。
本発明に係る第１の太陽電池の製造方法では、第１の導電型を有する半導体基板であって、一主面の一部分に設けられた第２の導電型を有する第１の半導体領域と、第１の半導体領域の表面上に設けられた絶縁層とを有する半導体基板を用意する。第１の導電型を有する第２の半導体層を、絶縁層の表面上を含んで一主面の略全面上に形成する。第２の半導体層の絶縁層上に位置する一部を除去し、開口部を形成する。第２の半導体層をマスクとして開口部から露出する絶縁層を除去し、第１の半導体領域の表面の一部を露出させる。第１の半導体領域の表面と、第２の半導体層の表面とに電気的に接続する電極を形成する。
本発明に係る第２の太陽電池の製造方法では、第１の導電型を有する第１の半導体領域と、第２の導電型を有する第２の半導体領域とを有する半導体基板を用意する。第１の半導体領域の表面と、第２の半導体層の表面とに電極を形成する。電極を形成する工程において、スパッタリング法またはＣＶＤ法によって、透光性導電酸化物からなる第１の導電層を形成する。めっき法によって、金属または合金からなる第２の導電層を形成する。
本発明に係る太陽電池は、半導体基板と、絶縁層と、第２の半導体層と、第１の電極と、第２の電極とを備えている。半導体基板は、第１の導電型を有する半導体基板である。半導体基板の一主面の一部分に第２の導電型を有する第１の半導体領域が設けられている。絶縁層は、第１の半導体領域の中央部を除く両端部の上に設けられている。第２の半導体層は、半導体基板の一主面の第１の半導体領域に隣接した部分上と、絶縁層の少なくとも一部上に跨って設けられている。第２の半導体層は、第１の導電型を有する。第１の電極は、第１の半導体領域の表面上に設けられている。第２の電極は、第２の半導体層の表面上に設けられている。
本発明によれば、光電変換効率が高い裏面接合型の太陽電池を容易に製造し得る方法及び光電変換効率が高く、かつ容易に製造し得る裏面接合型の太陽電池を提供することができる。
図１は、第１の実施形態における太陽電池の略図的平面図である。 図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。 図３は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を表すフローチャートである。 図４は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図５は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図６は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図７は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図８は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図９は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図１０は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図１１は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図１２は、第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図１３は、第２の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 図１４は、特許文献１に記載の太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図１５は、特許文献１に記載の太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 図１６は、特許文献１に記載の太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる一例である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
《第１の実施形態》
（太陽電池１の構成）
まず、本実施形態において製造される太陽電池１の構成について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。
太陽電池１は、裏面接合型の太陽電池である。なお、本実施形態の太陽電池１単体では、十分に大きな出力が得られない場合は、太陽電池１は、複数の太陽電池１が配線材により接続された太陽電池モジュールとして利用されることもある。
太陽電池１は、半導体基板１０を備えている。半導体基板１０は、受光面１０ａと、裏面１０ｂとを有する。半導体基板１０は、受光面１０ａにおいて、光１１を受光することによってキャリアを生成する。ここで、キャリアとは、光が半導体基板１０に吸収されることにより生成される正孔及び電子のことである。
半導体基板１０は、ｎ型またはｐ型の導電型を有する結晶性半導体により構成されている。結晶性半導体の具体例としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶シリコンが挙げられる。もっとも、本発明においては、半導体基板は、結晶性半導体からなる基板に限定されない。本発明においては、半導体基板は、例えば、ＧａＡｓやＩｎＰなどからなる化合物半導体からなる基板などであってもよい。以下、本実施形態では、半導体基板１０がｎ型の単結晶シリコンにより構成されている例について説明する。
半導体基板１０の受光面１０ａの上には、真性な非晶質半導体（以下、真性な半導体を「ｉ型半導体」とする。）からなるｉ型非晶質半導体層１７ｉが設けられている。本実施形態においては、ｉ型非晶質半導体層１７ｉは、具体的には、水素を含むｉ型のアモルファスシリコンからなる。ｉ型非晶質半導体層１７ｉの厚みは、発電に実質的に寄与しない程度の厚みである限りにおいて特に限定されない。ｉ型非晶質半導体層１７ｉの厚みは、例えば、数Å〜２５０Å程度とすることができる。
なお、本発明において、「非晶質半導体」には、微結晶半導体を含むものとする。微結晶半導体とは、非晶質半導体中に多数の微小な結晶粒を有する半導体をいう。結晶粒の平均粒子径は、例えば１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である。
ｉ型非晶質半導体層１７ｉの上には、半導体基板１０と同じ導電型を有するｎ型非晶質半導体層１７ｎが設けられている。本実施形態では、このｎ型非晶質半導体層１７ｎと、上記ｉ型非晶質半導体層１７ｉとによってパッシベーション膜が構成されている。このため、本実施形態では、パッシベーション膜は、水素を含むアモルファスシリコン層から構成されている。
ｎ型非晶質半導体層１７ｎは、ｎ型のドーパントが添加されており、ｎ型の導電型を有する非晶質半導体層である。具体的には、本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１７ｎは、水素を含むｎ型アモルファスシリコンからなる。ｎ型非晶質半導体層１７ｎの厚みは、特に限定されない。ｎ型非晶質半導体層１７ｎの厚みは、例えば、２０Å〜５００Å程度とすることができる。
ｎ型非晶質半導体層１７ｎの上には、反射防止膜としての機能と保護膜としての機能とを兼ね備えた絶縁層１６が設けられている。絶縁層１６は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などにより形成することができる。また、絶縁層１６は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などからなる複数の膜の積層体により構成されていてもよい。絶縁層１６の厚みは、付与しようとする反射防止特性などに応じて適宜設定することができる。絶縁層１６の厚みは、例えば８０ｎｍ〜１μｍ程度とすることができる。
上記のｉ型非晶質半導体層１７ｉ、ｎ型非晶質半導体層１７ｎ及び絶縁層１６の積層構造は、半導体基板１０のパッシベーション層としての機能及び反射防止膜としての機能を有する。光１１は、ｉ型非晶質半導体層１７ｉ、ｎ型非晶質半導体層１７ｎ及び絶縁層１６の積層構造を透過し、半導体基板１０に入射する。
半導体基板１０の裏面１０ｂの上には、半導体基板１０とは異なる導電型を有するｐ型非晶質半導体層１２ｐと、半導体基板１０と同じ導電型を有するｎ型非晶質半導体層１３ｎとが設けられている。本実施形態では、第１の半導体層としてのｐ型非晶質半導体層１２ｐにより、ｐ型の半導体領域（第１の半導体領域）が構成されている。ｎ型非晶質半導体層１３ｎによって第２の半導体層が構成されている。
ｐ型非晶質半導体層１２ｐの裏面１０ｂと接触している部分と、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの裏面１０ｂと接触している部分とは、ｘ方向に交互に配列されている。ｘ方向において隣り合うｐ型非晶質半導体層１２ｐとｎ型非晶質半導体層１３ｎとは、互いに接触している。従って、ｐ型非晶質半導体層１２ｐとｎ型非晶質半導体層１３ｎとによって、半導体基板１０の裏面１０ｂの実質的に全体が被覆されている。
なお、ｐ型非晶質半導体層１２ｐの幅Ｗ１と、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの間隔Ｗ２とのそれぞれは、例えば、１００μｍ〜１．５ｍｍ程度とすることができる。幅Ｗ１と間隔Ｗ２とは、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよいが、幅Ｗ１が幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。具体的には、幅Ｗ１は、幅Ｗ２の１．１倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましい。
ｐ型非晶質半導体層１２ｐは、ｐ型のドーパントが添加されており、ｐ型の導電型を有する非晶質半導体層である。具体的には、本実施形態では、ｐ型非晶質半導体層１２ｐは、水素を含むｐ型のアモルファスシリコンからなる。ｐ型非晶質半導体層１２ｐの厚みは、特に限定されない。ｐ型非晶質半導体層１２ｐの厚みは、例えば、２０Å〜５００Å程度とすることができる。
本実施形態では、ｐ型非晶質半導体層１２ｐと裏面１０ｂとの間には、例えば数Å〜２５０Å程度の、発電に実質的に寄与しない程度の厚みのｉ型非晶質半導体層１２ｉが設けられている。本実施形態では、ｉ型非晶質半導体層１２ｉは、水素を含むｉ型のアモルファスシリコンからなる。このｉ型非晶質半導体層１２ｉを設けることにより、キャリアの再結合をより抑制することができる。
ｐ型非晶質半導体層１２ｐの方向ｘにおける中央部を除く両端部の上には、絶縁層１８が設けられている。ｐ型非晶質半導体層１２ｐの方向ｘにおける中央部は、絶縁層１８から露出している。絶縁層１８の方向ｘにおける幅Ｗ３は特に限定されず、例えば、幅Ｗ１の約１／３程度とすることができる。また、絶縁層１８間の方向ｘにおける間隔Ｗ４も特に限定されず、例えば、幅Ｗ１の約１／３程度とすることができる。
絶縁層１８の材質は、特に限定されない。絶縁層１８は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などにより形成することができる。なかでも、絶縁層１８は、窒化ケイ素により形成されていることが好ましい。また、絶縁層１８は、水素を含まないことが好ましい。
ｎ型非晶質半導体層１３ｎは、裏面１０ｂのｐ型非晶質半導体層１２ｐから露出した部分と、絶縁層１８の端部上とに跨って設けられている。すなわち、ｎ型非晶質半導体層１３ｎは、裏面１０ｂのｐ型非晶質半導体層１２ｐにより構成されている第１の半導体領域に隣接した部分と、絶縁層１８の端部上とに跨って設けられている。このため、ｎ型非晶質半導体層１３ｎのｘ方向における両端部は、ｐ型非晶質半導体層１２ｐと、絶縁層１８を介して厚み方向（ｚ方向）に重なっている。
ｎ型非晶質半導体層１３ｎには、ｎ型のドーパントが添加されている。このため、ｎ型非晶質半導体層１３ｎは、半導体基板１０と同じｎ型の導電型を有する。具体的には、本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１３ｎは、水素を含むｎ型アモルファスシリコンからなる。ｎ型非晶質半導体層１３ｎの厚みは、特に限定されない。ｎ型非晶質半導体層１３ｎの厚みは、例えば、２０Å〜５００Å程度とすることができる。
本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１３ｎと、裏面１０ｂ及び絶縁層１８との間には、例えば数Å〜２５０Å程度の、発電に実質的に寄与しない程度の厚みのｉ型非晶質半導体層１３ｉが設けられている。本実施形態では、ｉ型非晶質半導体層１３ｉは、水素を含むｉ型のアモルファスシリコンからなる。このｉ型非晶質半導体層１３ｉを設けることにより、キャリアの再結合を一層抑制することができる。
なお、本発明において、このｉ型非晶質半導体層１３ｉ及び上記ｉ型非晶質半導体層１２ｉは必須の構成要件ではない。本発明においては、半導体基板とｎ型またはｐ型の半導体層との間に、ｉ型の半導体層が設けられていなくてもよい。
ｎ型非晶質半導体層１３ｎの上には、電子を収集するｎ側電極（第２の電極）１５が設けられている。一方、ｐ型非晶質半導体層１２ｐの上には、正孔を収集するｐ側電極（第１の電極）１４が設けられている。
ｐ側電極１４とｎ側電極１５とは、絶縁層１８の上で電気的に絶縁されている。なお、絶縁層１８の上におけるｎ側電極１５とｐ側電極１４との間の間隔Ｗ５は、例えば、幅Ｗ３の１／３程度とすることができる。
本実施形態においては、ｎ側電極１５及びｐ側電極１４のそれぞれは、バスバー及び複数のフィンガーを含むくし歯状電極により構成されている。もっとも、ｎ側電極１５及びｐ側電極１４のそれぞれは、複数のフィンガーのみにより構成されており、バスバーを有さない所謂バスバーレス型の電極であってもよい。
ｎ側電極１５及びｐ側電極１４のそれぞれの構成は、半導体基板１０内で発生するキャリアを収集できるものである限りにおいて特に限定されない。本実施形態においては、ｎ側電極１５とｐ側電極１４とのそれぞれは、第１〜第４の導電層１９ａ〜１９ｄの積層体により構成されている。
第１の導電層１９ａは、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透光性導電酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）等により形成することができる。具体的には、本実施形態では、第１の導電層１９ａは、ＩＴＯにより形成されている。第１の導電層１９ａの厚みは、例えば、５０〜１００ｎｍ程度とすることができる。
第２〜第４の導電層１９ｂ〜１９ｄは、例えばＣｕなどの金属や合金により形成することができる。具体的には、本実施形態では、第２及び第３の導電層１９ｂ、１９ｃのそれぞれは、Ｃｕにより形成されている。第４の導電層１９ｄは、Ｓｎにより形成されている。第２〜第４の導電層１９ｂ〜１９ｄの厚みは、それぞれ、例えば、５０ｎｍ〜１μｍ程度、１０μｍ〜２０μｍ程度、１μｍ〜５μｍ程度とすることができる。
なお、第１〜第４の導電層１９ａ〜１９ｄの形成方法は特に限定されず、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などの薄膜形成方法やめっき法などにより形成することができる。具体的には、本実施形態では、第１及び第２の導電層１９ａ、１９ｂが薄膜形成法により形成された膜で、第３及び第４の導電層１９ｃ、１９ｄがめっき法により形成された膜である。
次に、図３〜図１２を主として参照しながら、本実施形態の太陽電池１の製造方法について説明する。
まず、半導体基板１０を用意する。次に、ステップＳ１において、半導体基板１０の受光面１０ａ及び裏面１０ｂの洗浄を行う。半導体基板１０の洗浄は、例えば、ＨＦ水溶液などを用いて行うことができる。なお、このステップＳ１において、受光面１０ａにテクスチャ構造を形成しておくことが好ましい。
次に、ステップＳ２において、半導体基板１０の受光面１０ａの上にｉ型非晶質半導体層１７ｉとｎ型非晶質半導体層１７ｎとを形成すると共に、裏面１０ｂの上にｉ型非晶質半導体層２１とｐ型非晶質半導体層２２とを形成する。ｉ型非晶質半導体層１７ｉ，２１及びｎ型非晶質半導体層１７ｎ，ｐ型非晶質半導体層２２のそれぞれの形成方法は、特に限定されない。ｉ型非晶質半導体層１７ｉ，２１及びｎ型非晶質半導体層１７ｎ，ｐ型非晶質半導体層２２のそれぞれは、例えば、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成することができる。
次に、ステップＳ３において、ｎ型非晶質半導体層１７ｎの上に絶縁層１６を形成すると共に、ｐ型非晶質半導体層２２の上に絶縁層２３を形成する。なお、絶縁層１６，２３の形成方法は特に限定されない。絶縁層１６，２３は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の薄膜形成法などにより形成することができる。
次に、ステップＳ４において、絶縁層２３をエッチングすることにより、絶縁層２３の一部分を除去する。具体的には、絶縁層２３のうち、後の工程で半導体基板１０にｐ型半導体層を接合させる領域の上に位置する部分を除去する。なお、絶縁層２３のエッチングは、絶縁層２３が酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる場合は、例えば、ＨＦ水溶液等の酸性のエッチング液を用いて行うことができる。
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４においてパターニングした絶縁層２３をマスクとして用いて、ｉ型非晶質半導体層２１とｐ型非晶質半導体層２２とを、アルカリ性のエッチング液を用いてエッチングすることにより、ｉ型非晶質半導体層２１及びｐ型非晶質半導体層２２の絶縁層２３により覆われている部分以外の部分を除去する。これにより、裏面１０ｂのうち、上方に絶縁層２３が位置していない部分を露出させると共に、半導体層２１，２２から、ｉ型非晶質半導体層１２ｉとｐ型非晶質半導体層１２ｐとを形成する。
ここで、上述の通り、本実施形態では、絶縁層２３が酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる。このため、酸性のエッチング液による絶縁層２３のエッチング速度は高いものの、アルカリ性のエッチング液による絶縁層２３のエッチング速度は低い。一方、半導体層２１，２２は非晶質シリコンからなる。このため、半導体層２１，２２に関しては、酸性のエッチング液によるエッチング速度が低く、アルカリ性のエッチング液によるエッチング速度が高い。このため、ステップＳ４において用いた酸性のエッチング液によって、絶縁層２３はエッチングされるものの、半導体層２１，２２は、実質的にエッチングされない。一方、ステップＳ５において用いたアルカリ性のエッチング液によって半導体層２１，２２はエッチングされるものの、絶縁層２３は実質的にエッチングされない。従って、ステップＳ４及びステップＳ５において、絶縁層２３または半導体層２１，２２を選択的にエッチングすることができる。
以上のように、ステップＳ１〜Ｓ５によって、導電型が半導体基板１０とは異なるｐ型であり、裏面１０ｂの一部分に、ｐ型非晶質半導体層１２ｐにより構成されているｐ型の半導体領域が設けられており、さらにそのｐ型の半導体領域を覆う絶縁層２３が設けられている半導体基板１０を用意する。
次に、ステップＳ６において、絶縁層２３の表面上を含んで裏面１０ｂの略全面上に、ｉ型非晶質半導体層２４とｎ型非晶質半導体層２５とをこの順番で順次形成する。非晶質半導体層２４，２５の形成方法は特に限定されない。非晶質半導体層２４，２５は、例えば、ＣＶＤ法などの薄膜形成法により形成することができる。
次に、ステップＳ７において、非晶質半導体層２４，２５の絶縁層２３の上に位置している部分の一部分をエッチングにより除去し、開口部を形成する。これにより、非晶質半導体層２４，２５からｉ型非晶質半導体層１３ｉとｎ型非晶質半導体層１３ｎとを形成する。
このステップＳ７においては、非晶質半導体層２４，２５に対するエッチング速度が絶縁層２３に対するエッチング速度よりも大きな第１のエッチング剤を使用する。このため、絶縁層２３と非晶質半導体層２４，２５のうち、非晶質半導体層２４，２５が選択的にエッチングされる。
第１のエッチング剤は、非晶質半導体層２４，２５に対するエッチング速度が絶縁層２３に対するエッチング速度の１．１倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは２倍以上、さらに好ましくは５倍以上であるエッチング剤であることが好ましい。さらには、第１のエッチング剤は、非晶質半導体層２４，２５をエッチングする一方、絶縁層２３を実質的にエッチングしないものであることが好ましい。このような第１のエッチング剤の具体例としては、非晶質半導体層２４，２５がシリコンからなり、絶縁層２３が酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素からなる場合は、例えば、ＮａＯＨを含むＮａＯＨ水溶液や、ＫＯＨを含むＫＯＨ水溶液などのアルカリ性水溶液、硝酸とアンモニアとの混酸などが挙げられる。また、第１のエッチング剤は、液体、すなわちエッチング液である必要は必ずしもない。第１のエッチング剤は、例えばガスであってもよい。第１のエッチング剤として好ましく用いられるエッチングガスの具体例としては、例えば、Ｃｌ２とＨｅとの混合ガスやＸｅＦ２ガスなどが挙げられる。
なお、本発明において、「エッチング液」には、ペースト状のエッチングペーストや粘度が調製されたエッチングインクが含まれるものとする。
次に、ステップＳ８において絶縁層２３のエッチングを行う。具体的には、ステップＳ７におけるエッチングにより一部分が除去された非晶質半導体層２４，２５からなる非晶質半導体層１３ｉ、１３ｐをマスクとして、開口部から露出する絶縁層２３を、第２のエッチング剤を用いてエッチングにより除去し、ｐ型非晶質半導体層１２ｐの表面の一部を露出させる。これにより、絶縁層２３にコンタクトホールを形成してｐ型非晶質半導体層１２ｐを露出させると共に、絶縁層２３から絶縁層１８を形成する。
このステップＳ８においては、絶縁層２３に対するエッチング速度が非晶質半導体層２４，２５に対するエッチング速度よりも大きな第２のエッチング剤を使用する。このため、絶縁層２３と非晶質半導体層２４，２５のうち、絶縁層２３が選択的にエッチングされる。
第２のエッチング剤は、絶縁層２３に対するエッチング速度が非晶質半導体層２４，２５に対するエッチング速度の１．１倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは２倍以上、さらに好ましくは５倍以上であるエッチング剤であることが好ましい。さらには、第２のエッチング剤は、絶縁層２３をエッチングする一方、非晶質半導体層２４，２５を実質的にエッチングしないものであることが好ましい。このような第２のエッチング剤の具体例としては、非晶質半導体層２４，２５がシリコンからなり、絶縁層２３が酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素からなる場合は、例えば、ＨＦを含むＨＦ水溶液や、リン酸水溶液などの酸性水溶液などが挙げられる。また、第２のエッチング剤も、第１のエッチング剤と同様に、液体、すなわちエッチング液である必要は必ずしもない。第２のエッチング剤は、例えばガスであってもよい。第２のエッチング剤として好ましく用いられるエッチングガスの具体例としては、例えば、ＳＦ６とＨｅとの混合ガスやＣＦ４とＣＨＦ３とＨｅとの混合ガス、ＨＦガスなどが挙げられる。なかでも、第２のエッチング剤としては、ＨＦ水溶液が好ましく用いられる。この場合、下記のステップＳ９における電極形成の前に、電極形成面の酸化皮膜の除去も行うことができるためである。
次に、ステップＳ９において、ｐ型非晶質半導体層１２ｐ及びｎ型非晶質半導体層１３ｎのそれぞれの上にｎ側電極１５及びｐ側電極１４を形成する電極形成工程を行うことにより、太陽電池１を完成させることができる。
ｎ側電極１５及びｐ側電極１４の形成方法は、電極の材質に応じて適宜選択することができる。詳細には、本実施形態では、以下のようにしてｎ側電極１５及びｐ側電極１４が形成される。
まず、図１１に示すように、ＴＣＯからなる導電層２６と、Ｃｕなどの金属や合金からなる導電層２７とを、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタリング法等の薄膜形成法によりこの順番で形成する。
次に、図１２に示すように、導電層２６，２７の絶縁層１８の上に位置している部分を分断する。これにより、導電層２６，２７から第１及び第２の導電層１９ａ、１９ｂが形成される。なお、導電層２６，２７の分断は、例えばフォトリソグラフィー法などにより行うことができる。
以上のように、本実施形態では、第１の導電層１９ａのｐ型非晶質半導体層１２ｐの上に配された部分を形成する工程と、第１の導電層１９ａのｎ型非晶質半導体層１３ｎの上に配された部分を形成する工程とを同時に行う。
次に、ｐ型非晶質半導体層１２ｐ及びｎ型非晶質半導体層１３ｎのそれぞれの上に形成されている第１及び第２の導電層１９ａ、１９ｂの上に、めっきにより、Ｃｕからなる第３の導電層１９ｃと、Ｓｎからなる第４の導電層１９ｄとを順次形成することにより、図２に示すｎ側電極１５とｐ側電極１４とを完成させることができる。
以上説明したように、ｎ型非晶質半導体層１３ｎは、半導体基板１０との間で半導体接合を形成する機能と、絶縁層１８にコンタクトホールを形成するためのマスク層としての機能とを有する。換言すると、本実施形態によれば、半導体基板１０との間で半導体接合を形成するための半導体層とコンタクトホール形成用のマスク層とを同一の工程で形成している。このため、太陽電池１の製造時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、第１のエッチング剤により非晶質半導体層２４，２５の絶縁層２３の上に位置する部分の一部分を選択的にエッチングする。そして、そのエッチングされた非晶質半導体層２４をマスクとして用いて、第２のエッチング剤により絶縁層２３の一部分をエッチングにより除去することによりｐ型非晶質半導体層１２ｐを露出させる。このため、例えば、非晶質半導体層２４，２５に覆われた状態の絶縁層２３を、絶縁層２３をエッチング可能なエッチング剤によりエッチングすることにより除去し、ｐ型非晶質半導体層１２ｐを露出させる場合とは異なり、絶縁層２３及び非晶質半導体層２４，２５を迅速かつ容易にエッチングすることができる。実際に、本実施形態の方法を用いた場合に絶縁層２３及び非晶質半導体層２４，２５のエッチングに要した時間は、非晶質半導体層２４，２５に覆われた状態の絶縁層２３を、絶縁層２３をエッチング可能なＨＦによりエッチングすることにより除去するのに要した時間の約１／７〜１／１２程度であった。従って、太陽電池１を短い製造時間で容易に製造することができる。
なお、例えば、１種類のエッチング剤を用いて絶縁層２３と非晶質半導体層２４，２５とを同時にエッチングすることによりｐ型非晶質半導体層１２ｐを露出させることも考えられる。しかしながら、通常、非晶質半導体層２４，２５をエッチング可能なエッチング剤は、非晶質半導体層１２ｉ、１２ｎもエッチング可能である。このため、１種類のエッチング剤を用いて絶縁層２３と非晶質半導体層２４，２５とを同時にエッチングしようとすると、絶縁層２３の下の非晶質半導体層１２ｉ、１２ｎまでエッチングされてしまうこととなる。従って、エッチングにより絶縁層２３と非晶質半導体層２４，２５との一部を除去することによりｐ型非晶質半導体層１２ｐを露出させることは、本実施形態のように、選択的エッチングが可能な第１及び第２のエッチング剤を用いて初めて行えることである。
本実施形態では、絶縁層２３を、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンにより形成する。このため、絶縁層２３から形成される絶縁層１８は、高いガスバリア性を有する。従って、耐候性に優れた太陽電池１を製造することができる。より良好な耐候性を実現する観点からは、絶縁層２３を、窒化シリコンにより形成することがより好ましい。
また、絶縁層２３が水素を含んでいる場合は、酸性のエッチング液に対する絶縁層２３の溶解性がより高くなる。よって、絶縁層２３の選択エッチング性をより高めることができる。従って、絶縁層２３のエッチング時におけるｐ型非晶質半導体層１２ｐやｎ型非晶質半導体層１３ｎの損傷を抑制することができる。その結果、より優れた光電変換効率を有する太陽電池１を製造することができる。
また、本実施形態では、結晶性半導体からなる半導体基板１０の裏面１０ｂの実質的に全体が、ｐ型非晶質半導体層１２ｐ及びｎ型非晶質半導体層１３ｎにより覆われるようにｎ型非晶質半導体層１３ｎを形成する。このため、結晶性半導体からなる半導体基板１０の裏面１０ｂが実質的に露出していない。従って、半導体基板１０の裏面１０ｂにおける少数キャリアであるホールが再結合し難い。従って、得られる太陽電池１の光電変換効率をさらに高めることができる。
本実施形態では、薄膜形成法により形成された第１及び第２の導電層１９ａ、１９ｂを分断した後に、めっきにより第３及び第４の導電層１９ｃ、１９ｄを形成する。このため、例えば第１〜第４の導電層１９ａ〜１９ｄの全てを形成した後にｎ側電極１５とｐ側電極１４とに分断する場合よりも、電極の分断を容易かつ短時間で行うことができる。
また、第１及び第２の導電層１９ａ、１９ｂの分断を絶縁層１８の上で行うため、第１及び第２の導電層１９ａ、１９ｂの分断時にｐ型非晶質半導体層１２ｐやｎ型非晶質半導体層１３ｎが損傷しにくい。
また、本実施形態では、ｐ型非晶質半導体層１２ｐ及びｎ型非晶質半導体層１３ｎの実質的に全体が絶縁層１８、ｎ側電極１５及びｐ側電極１４により覆われるように、絶縁層１８、ｎ側電極１５及びｐ側電極１４を形成する。従って、本実施形態の製造方法によれば、ガスバリア性や耐候性により優れた太陽電池１を製造することができる。
ところで、本実施形態では、半導体基板１０がｎ型であるため、少数キャリアは、ホールとなる。このため、太陽電池１の光電変換効率を高める観点からは少数キャリアであるホールの再結合による消失を抑制することが重要となる。
ここで、少数キャリアが収集されるｐ型非晶質半導体層１２ｐの下方で生成した少数キャリアは、ｐ側電極１４により集電されるまでの移動距離が短い。このため、ｐ型非晶質半導体層１２ｐの下方で生成した少数キャリアは、ｐ側電極１４に収集されるまでに再結合により消失し難い。一方、多数キャリアである電子が収集されるｎ型非晶質半導体層１３ｎの下方で生成した少数キャリアは、ｐ側電極１４により集電されるまでに移動しなければならない距離が長い。このため、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの下方で生成した少数キャリアは、ｐ側電極１４に収集されるまでに再結合により消失しやすい。従って、少数キャリアの再結合を抑制する観点からは、ｎ型非晶質半導体層１３ｎ及びｐ型非晶質半導体層１２ｐの幅を小さくすると共に、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの幅をｐ型非晶質半導体層１２ｐに対して相対的に小さくすることが好ましい。そうすることにより、少数キャリアが電極１４，１５により収集されるまでに移動しなければならない距離を短くすることができる。
しかしながら、絶縁層の下に位置している半導体層には、絶縁層を設けるための領域、電極と半導体層とを接触させるための領域を設ける必要がある。このため、絶縁層の下に位置している半導体層は、それほど幅を小さくすることはできない。よって、例えば、絶縁層の下に位置している半導体層をｎ型非晶質半導体層とした場合は、ｎ型非晶質半導体層の幅を十分に小さくすることができない。従って、光電変換効率を十分に高めることができない。
それに対して本実施形態では、絶縁層１８の下にｐ型非晶質半導体層１２ｐが位置しており、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの上には、絶縁層が形成されていない。このため、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの幅を、ｐ型非晶質半導体層１２ｐに対して相対的に小さくすることが容易になる。従って、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの下方で生成した正孔がｐ側電極１４により収集されるまでに移動しなければならない距離を短くすることができる。その結果、少数キャリアの再結合を抑制することができる。よって、太陽電池１の光電変換効率を改善することができる。
また、光電変換効率をさらに改善する観点からは、幅Ｗ１が幅Ｗ２の１．１倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましい。
なお、本実施形態では、半導体基板１０がｎ型であるため、絶縁層１８の下に位置する半導体層をｐ型にすることが好ましいが、半導体基板がｐ型である場合は、絶縁層の下に位置する半導体層をｎ型にすることが好ましい。すなわち、半導体層の下に位置する半導体層は、半導体基板とは異なる導電型を有していることが好ましい。
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。但し、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
《第２の実施形態》
図１３は、第２の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。
上記第１の実施形態では、図２に示すように、半導体基板１０として、ｎ型の導電型を有する結晶性半導体基板を用い、半導体基板１０の上にｐ型非晶質半導体層１２ｐを形成する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
例えば、図１３に示すように、ｎ型の結晶性半導体基板３０の裏面３０ｂ側の部分の一部分にｐ型のドーパントを熱拡散させることにより、結晶性半導体基板３０の裏面３０ｂの部分にｐ型の熱拡散領域からなる半導体領域３１ｐを形成するようにしてもよい。
本実施形態においても、半導体領域３１ｐを形成した後は、上記第１の実施形態と同様に、図３に示すステップＳ６〜ステップＳ９を行うことにより、太陽電池を完成させることができる。
また、本実施形態の太陽電池でも、半導体領域３１ｐを相対的に大きくでき、かつ、ｎ型非晶質半導体層１３ｎの幅を小さくできるため、高い光電変換効率を実現することができる。
１…太陽電池
１０，３０…半導体基板
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１２ｐ…ｐ型非晶質半導体層
１３ｎ…ｎ型非晶質半導体層
１４…ｐ側電極
１５…ｎ側電極
１６，２３…絶縁層
１８…絶縁層
２２…ｐ型非晶質半導体層
２５…ｎ型非晶質半導体層
３１ｐ…半導体領域

Claims (20)

  1. 第１の導電型を有する半導体基板であって、一主面の一部分に設けられた第２の導電型を有する第１の半導体領域と、前記第１の半導体領域の表面上に設けられた絶縁層とを有する半導体基板を用意する工程と、
    前記第１の導電型を有する第２の半導体層を、前記絶縁層の表面上を含んで前記一主面の略全面上に形成する工程と、
    前記第２の半導体層の前記絶縁層上に位置する一部を除去し、開口部を形成する工程と、
    前記第２の半導体層をマスクとして前記開口部から露出する前記絶縁層を除去し、前記第１の半導体領域の表面の一部を露出させる工程と、
    前記第１の半導体領域の表面と、前記第２の半導体層の表面とに電気的に接続する電極を形成する工程と、
    を備える太陽電池の製造方法。
  2. 前記第１の半導体領域は、前記一主面の一部分上に形成された第１の半導体層により構成されている、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 前記半導体基板の前記一主面の実質的に全体が、前記第１の半導体層または前記第２の半導体層により覆われるように前記第２の半導体層を形成する、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 前記第１及び第２の半導体層のそれぞれを水素を含むアモルファスシリコンにより形成し、前記絶縁層を、窒化ケイ素、酸化ケイ素または酸窒化ケイ素により形成する、請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 前記第１の半導体領域は、前記一主面の一部分に前記第２の導電型のドーパントが拡散されて形成されている、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 前記第２の半導体層の前記絶縁層の上に位置している部分の一部分のエッチングを、アルカリ性のエッチング液を用いて行い、前記開口部から露出する前記絶縁層のエッチングを、酸性のエッチング液を用いて行う、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記半導体基板の一主面と前記第１及び第２の半導体層のそれぞれとの間に、真性のアモルファスシリコン層を形成する工程を含む、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 前記電極を形成する工程は、
    前記第１の半導体領域の表面上、前記第２の半導体層の表面上及び前記絶縁層の表面上に跨って第１の導電層を形成する工程と、
    前記第１の導電層の前記絶縁層の上に位置している部分を分断することにより、前記第１の導電層の前記第１の半導体領域の上に形成されている部分と、前記第１の導電層の前記第２の半導体層の上に形成されている部分とを電気的に絶縁する工程とを含む、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 前記電極を形成する工程は、
    前記第１の導電層の前記第１の半導体領域の上に形成されている部分上と、前記第１の導電層の前記第２の半導体層の上に形成されている部分上とのそれぞれの上に、第２の導電層を形成する工程を含む、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 第１の導電型を有する第１の半導体領域と、第２の導電型を有する第２の半導体領域と、を有する半導体基板を用意する工程と、
    前記第１の半導体領域の表面と、前記第２の半導体層の表面とに電極を形成する工程と、を備え、
    前記電極を形成する工程は、
    スパッタリング法またはＣＶＤ法によって、透光性導電酸化物からなる第１の導電層を形成する工程と、
    めっき法によって、金属または合金からなる第２の導電層を形成する工程と、を備える、太陽電池の製造方法。
  11. 第１の導電層を形成する工程と第２の導電層を形成する工程との間に、スパッタリング法またはＣＶＤ法によって、金属や合金からなる第３の導電層を形成する工程を備える、請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。
  12. 前記第１の導電層の厚みは、前記第２の導電層の厚みより薄く形成する、請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。
  13. 前記第１の導電層はＩＴＯを含み、前記第２の導電層および前記第３の導電層はＣｕを含む、請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
  14. 第１の導電型を有する半導体基板であって、一主面の一部分に第２の導電型を有する第１の半導体領域が設けられている半導体基板と、
    前記第１の半導体領域の中央部を除く両端部の上に設けられている絶縁層と、
    前記半導体基板の一主面の前記第１の半導体領域に隣接した部分上と、前記絶縁層の少なくとも一部上に跨って設けられており、前記第１の導電型を有する第２の半導体層と、
    前記第１の半導体領域の表面上に設けられた第１の電極と、
    前記第２の半導体層の表面上に設けられた第２の電極と、
    を備える、太陽電池。
  15. 前記第１の半導体領域は、前記半導体基板中に前記第２の導電型のドーパントが拡散されることによって形成されている、請求項１４に記載の太陽電池。
  16. 前記第１の半導体領域は、前記半導体基板の一主面の前記一部分上に形成され、前記第２の導電型のドーパントを含む半導体層を有する、請求項１４に記載の太陽電池。
  17. 前記第２の導電型のドーパントを含む半導体層は、水素を含むアモルファスシリコン層である、請求項１６に記載の太陽電池。
  18. 前記第１の半導体領域は、前記半導体基板の一主面と前記第２の導電型のドーパントを含む半導体層との間に配された真性のアモルファスシリコン層を含む、請求項１７に記載の太陽電池。
  19. 前記第２の半導体層は、水素を含むアモルファスシリコン層である、請求項１４に記載の太陽電池。
  20. 前記第２の半導体層と、前記半導体基板の一主面との間に配された真性のアモルファスシリコン層を備える、請求項１９に記載の太陽電池。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2782144B1 (en) * 2013-03-19 2019-05-15 IMEC vzw Method for fabricating heterojunction interdigitated back contact photovoltaic cells
CN104854707B (zh) * 2013-05-29 2017-03-22 株式会社钟化 太阳能电池及其制造方法和太阳能电池模块及其制造方法
JP2015122475A (ja) * 2013-11-19 2015-07-02 セイコーエプソン株式会社 太陽電池モジュールの製造方法、及び太陽電池モジュール
US11227966B2 (en) * 2014-04-11 2022-01-18 Sharp Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device
JP2016063129A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 シャープ株式会社 ヘテロ接合型バックコンタクトセルおよび光電変換装置
WO2016147566A1 (ja) * 2015-03-17 2016-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池セル
CN107408599B (zh) * 2015-03-24 2020-11-27 松下知识产权经营株式会社 太阳能电池单元的制造方法
WO2016158226A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社カネカ 太陽電池及びその製造方法
US20160380126A1 (en) * 2015-06-25 2016-12-29 David Aaron Randolph Barkhouse Multi-layer barrier for metallization
EP3163632A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-03 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Photovoltaic device and method for manufacturing the same
WO2017168977A1 (ja) 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池
CN114265251A (zh) 2016-04-19 2022-04-01 Sage电致变色显示有限公司 包括透明导电氧化物层和汇流条的电致变色装置和其形成方法
JP2018010916A (ja) * 2016-07-12 2018-01-18 株式会社アルバック Ｈｂｃ型結晶系太陽電池の製造方法、及びｈｂｃ型結晶系太陽電池
CN109564946B (zh) * 2016-08-15 2023-10-03 夏普株式会社 光电转换元件以及光电转换装置
CN111051978B (zh) 2017-09-12 2023-04-18 Sage电致变色显示有限公司 非发光可变透射设备及其形成方法
CN111095573A (zh) * 2017-09-13 2020-05-01 株式会社钟化 太阳能电池、太阳能电池的制造方法以及太阳能电池模块
CN110047965A (zh) * 2018-01-16 2019-07-23 福建金石能源有限公司 一种新型的背接触异质结电池及其制作方法
CN114365294B (zh) * 2019-07-16 2024-03-26 株式会社钟化 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
CN113921625B (zh) * 2021-09-30 2023-10-27 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种背接触电池及其制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008517451A (ja) * 2004-10-14 2008-05-22 インスティトゥート フューア ゾラールエネルギーフォルシュング ゲーエムベーハー 背面接触式太陽電池上の導電層の接触分離の方法および太陽電池
WO2009096539A1 (ja) * 2008-01-30 2009-08-06 Kyocera Corporation 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法
WO2010113750A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-07 三洋電機株式会社 太陽電池
JP2010258043A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7339110B1 (en) * 2003-04-10 2008-03-04 Sunpower Corporation Solar cell and method of manufacture
US7199395B2 (en) * 2003-09-24 2007-04-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Photovoltaic cell and method of fabricating the same
TWI425644B (zh) * 2008-09-01 2014-02-01 Chung Shan Inst Of Science A highly efficient solar cell structure
JP5347409B2 (ja) 2008-09-29 2013-11-20 三洋電機株式会社 太陽電池及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008517451A (ja) * 2004-10-14 2008-05-22 インスティトゥート フューア ゾラールエネルギーフォルシュング ゲーエムベーハー 背面接触式太陽電池上の導電層の接触分離の方法および太陽電池
WO2009096539A1 (ja) * 2008-01-30 2009-08-06 Kyocera Corporation 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法
WO2010113750A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-07 三洋電機株式会社 太陽電池
JP2010258043A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池

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