WO2018087794A1 - 高光電変換効率太陽電池の製造方法及び高光電変換効率太陽電池 - Google Patents

高光電変換効率太陽電池の製造方法及び高光電変換効率太陽電池 Download PDF

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洋 橋上
渡部　武紀
大塚　寛之
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信越化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a high photoelectric conversion efficiency solar cell and a high photoelectric conversion efficiency solar cell.
  • FIG. 2 schematically shows a double-sided light receiving solar cell which is one form of a conventional solar cell.
  • FIG. 3 schematically shows a single-sided light receiving solar cell which is another form of the conventional solar cell.
  • emitter layers 102 and 202 are formed on substrates 101 and 201, respectively.
  • the emitter layers 102 and 202 are formed by thermal diffusion of phosphorus or boron according to the conductivity type of the substrate.
  • the back surface electric field (BSF) layers 103 and 203 are formed by phosphorous diffusion if they are n-type substrates, and are formed by boron diffusion or alloying of silicon and aluminum if they are p-type substrates.
  • BSF back surface electric field
  • passivation layers 104 and 204 are respectively formed on the emitter layers 102 and 202, and the passivation layer 104 is also formed on the back surface field layer 103.
  • the solar cell 100 is provided with an electrode 105 in contact with the emitter layer 102 and an electrode 106 in contact with the BSF layer 103 on the main surface opposite to the main surface on which the emitter layer 102 is provided.
  • the solar cell 200 includes the electrode 205 in contact with the emitter layer 202 and the BSF layer 203 on the main surface opposite to the main surface with the emitter layer 202 (the main surface on which the back surface field layer 203 is formed).
  • a contact electrode 206 is provided.
  • the thermal diffusion of phosphorus is performed by a heat treatment at 800 ° C. to 950 ° C. using a gas phase diffusion source such as phosphorus oxychloride or a phosphoric acid based coating type diffusion source.
  • a gas phase diffusion source such as phosphorus oxychloride or a phosphoric acid based coating type diffusion source.
  • the thermal diffusion of boron is performed by a heat treatment at 950 ° C. to 1200 ° C. using a vapor phase diffusion source such as boron bromide or a boric acid based coating type diffusion source.
  • a thermal oxide film having a thickness of about 50 nm to 400 nm may be formed on the surface that prevents diffusion.
  • heat treatment is performed at 800 ° C. to 1100 ° C. in an oxygen or water vapor atmosphere.
  • single crystal silicon (CZ-Si) obtained by the Czochralski (CZ) method is generally used.
  • Patent Document 1 in order to suppress oxygen precipitation, a silicon substrate is heat-treated in an oxygen atmosphere of 1150 ° C. or higher, and then the substrate is rapidly cooled to 950 ° C. at 20 ° C./second to 5 ° C./second. The method is shown.
  • the heat treatment as in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to apply to the manufacturing process of the solar cell.
  • a solar cell generally batch-processes a large number of substrates in order to increase productivity, there is a technical problem that rapid cooling cannot be performed due to the heat capacity.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and in high-temperature heat treatment in a solar cell manufacturing process, by suppressing a decrease in minority carrier lifetime of the substrate, the photoelectric conversion efficiency is high and the substrate is within the plane. It aims at providing the manufacturing method of the solar cell which can manufacture the solar cell with a uniform characteristic stably. Another object of the present invention is to provide a solar cell having high photoelectric conversion efficiency and uniform characteristics in the substrate plane.
  • the present invention provides a method for manufacturing a solar cell using a single crystal silicon substrate to manufacture a single crystal silicon solar cell, Including a high-temperature heat treatment step of heat-treating the single crystal silicon substrate at 800 ° C. or more and 1200 ° C. or less,
  • the high temperature heat treatment step A transfer step of loading the single crystal silicon substrate into a heat treatment apparatus;
  • the time for the temperature of the single crystal silicon substrate to be 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower through the transporting step and the heating step is set to 5 minutes or less. .
  • the time for the temperature of the single crystal silicon substrate to be 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower through the transport step and the heating step is within 5 minutes, the precursor of oxygen precipitation is formed at 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower. It is possible to eliminate various defects by minimizing the thermal history in the temperature range, and the growth of defects is suppressed in the subsequent heat retaining step and cooling step under various conditions. Thereby, the minority carrier lifetime of the single crystal silicon substrate can be maintained high, and a solar cell with high photoelectric conversion efficiency and uniform characteristics within the substrate surface can be stably manufactured.
  • the time for the temperature of the single crystal silicon substrate to be 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower is within 5 minutes. It is preferable to do.
  • the time for the temperature of the single crystal silicon substrate to be 400 ° C. or more and 650 ° C. or less is set to 5 minutes or less, so that the photoelectric conversion efficiency is higher and the substrate surface is more uniform.
  • a solar cell can be manufactured.
  • the inert gas is preferably nitrogen or argon.
  • the high temperature heat treatment step is performed in an atmosphere containing oxygen or water.
  • a silicon oxide film that can be used as, for example, a diffusion barrier film can be reliably and easily formed.
  • the single crystal silicon substrate is placed in a hot zone of the heat treatment apparatus within 10 minutes.
  • the time for the temperature of the single crystal silicon substrate to be 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower can be more reliably set within 5 minutes. .
  • the single crystal silicon substrate is preferably a CZ single crystal silicon substrate.
  • the CZ single crystal silicon substrate since the minority carrier lifetime is likely to be lowered as described above, the effect of the present invention is particularly great. Further, since the CZ single crystal silicon substrate is inexpensive, an inexpensive solar cell can be manufactured.
  • the single crystal silicon substrate used for manufacturing the solar cell can have an initial interstitial oxygen concentration of 12 ppma (JEIDA) or more.
  • the initial interstitial oxygen concentration is a single crystal silicon substrate having 12 ppma (JEIDA) or more
  • JEIDA a single crystal silicon substrate having 12 ppma
  • the amount of precipitated oxygen contained in the single crystal silicon substrate after manufacturing the solar cell is 2 ppma (JEIDA) or less.
  • the amount of precipitated oxygen is 2 ppma (JEIDA) or less, it is possible to more reliably suppress a decrease in the minority carrier lifetime of the single crystal silicon substrate.
  • the present invention is a solar cell manufactured by the above solar cell manufacturing method, There is provided a solar cell characterized in that there is no swirl in electroluminescence or photoluminescence of the single crystal silicon substrate in the single crystal silicon solar cell.
  • Such a solar cell can be a solar cell having high photoelectric conversion efficiency and uniform characteristics within the substrate surface.
  • the present invention is a single crystal silicon solar cell comprising a single crystal silicon substrate,
  • the amount of precipitated oxygen contained in the single crystal silicon substrate is 2 ppma (JEIDA) or less
  • JEIDA ppma
  • a solar cell having an oxygen deposition amount of 2 ppma (JEIDA) or less and having no swirl can be a solar cell having high photoelectric conversion efficiency and uniform characteristics in the substrate plane.
  • the residual interstitial oxygen concentration contained in the single crystal silicon substrate is preferably 10 ppma (JEIDA) or more.
  • the solar cell when the residual interstitial oxygen concentration in the single crystal silicon substrate of the solar cell is 10 ppma (JEIDA) or more, the solar cell has less oxygen precipitation, higher photoelectric conversion efficiency, and more uniform in the substrate plane. It can be.
  • the single crystal silicon substrate is preferably a CZ single crystal silicon substrate.
  • the single crystal silicon substrate is a CZ single crystal silicon substrate
  • the minority carrier lifetime is likely to be lowered, so that a solar cell having a particularly large effect of the present invention can be obtained.
  • the CZ single crystal silicon substrate is inexpensive, an inexpensive solar cell can be obtained.
  • the present invention provides a solar cell module characterized by being formed by electrically connecting the above solar cells.
  • the solar cell of the present invention can be electrically connected to form a solar cell module.
  • the present invention also provides a solar cell power generation system characterized by comprising a plurality of the above solar cell modules electrically connected.
  • a plurality of solar cell modules in which the solar cells of the present invention are electrically connected can be electrically connected to form a solar cell power generation system.
  • a solar cell having a high photoelectric conversion efficiency can be stably manufactured while maintaining a high carrier life even in a single crystal silicon substrate having a high interstitial oxygen concentration and other light element impurity concentrations. can do. Moreover, if it is a solar cell of this invention, it can be set as a solar cell with a high photoelectric conversion efficiency and a uniform characteristic in a substrate surface.
  • the generation of low-characteristic regions distributed concentrically from the vicinity of the center of the substrate has been a problem.
  • the inventors of the present invention have found that in heat treatment at 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower on a single crystal silicon substrate, the temperature rise condition greatly affects the defect formation that causes the above problem.
  • the present invention was completed by intensively studying measures for improving the characteristics.
  • the solar cell manufacturing method of the present invention is a solar cell manufacturing method for manufacturing a single crystal silicon solar cell using a single crystal silicon substrate, and the single crystal silicon substrate is heat treated at 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
  • the high-temperature heat treatment step includes a transfer step of loading the single crystal silicon substrate into the heat treatment apparatus, a heating step of heating the single crystal silicon substrate, and a predetermined temperature of 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower of the single crystal silicon substrate.
  • a temperature maintaining step and a cooling step for cooling the single crystal silicon substrate is 5 minutes. It is the manufacturing method of the solar cell made into within.
  • the time for the temperature of the single crystal silicon substrate to be 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower through the transport step and the heating step is within 5 minutes, the precursor of oxygen precipitation is formed at 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower. It is possible to eliminate various defects by minimizing the thermal history in the temperature range, and the growth of defects is suppressed in the subsequent heat retaining step and cooling step under various conditions. Thereby, the minority carrier lifetime of the single crystal silicon substrate can be maintained high, and a solar cell with high photoelectric conversion efficiency and uniform characteristics within the substrate surface can be stably manufactured.
  • the single crystal silicon substrate (101 in FIG. 2 and 201 in FIG. 3) used in the present invention can be a CZ single crystal silicon substrate manufactured by a general CZ method.
  • p-type silicon obtained by doping single crystal silicon with a group III element such as B or Ga, or n-type silicon doped with a group V element such as phosphorus or antimony can be used as the single crystal silicon substrate.
  • group III element such as B or Ga
  • n-type silicon doped with a group V element such as phosphorus or antimony
  • There is no particular limitation on the resistivity of the substrate and a general one of about 0.1 to 10 ⁇ ⁇ cm may be used.
  • CZ silicon usually contains an initial interstitial oxygen concentration of 10 to 20 ppma (JEIDA), but any concentration can be used in the present invention without any problem.
  • Oxygen precipitation is easier to form as the initial interstitial oxygen concentration is higher, but it is known that when the concentration of impurities such as carbon and nitrogen is high, these impurities become precipitation nuclei and are formed even at about 12 ppma. Yes. However, in the present invention, since the growth of the precipitation nuclei itself is avoided, the substrate having a high impurity concentration as described above can be used without any particular problem.
  • a texture for suppressing reflection of incident light may be formed on the substrate surface.
  • the texture is 10 minutes to 30 minutes in an alkaline solution (concentration 1 to 10%, temperature 60 to 100 ° C.) such as heated sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, tetramethylammonium hydroxide. It is easily produced by immersing the substrate for about a minute. Since the above alkali metal or the like may adhere to the surface of the substrate after texture formation, it is preferable to subsequently wash in an acidic aqueous solution of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, etc., or a mixture thereof. .
  • the main high-temperature heat treatment steps in the manufacturing process of solar cells are phosphorus diffusion and boron diffusion, and in some cases, thermal oxidation, and rarely include the formation of epitaxial layers of high-concentration silicon to which phosphorus or boron is added at a high concentration. .
  • a horizontal or vertical quartz tube electric furnace is often used to process a large number of substrates in one batch.
  • about 100 to 200 substrates are loaded on a quartz child (small) boat holding a substrate, and 4 to 8 substrate loaded small boats are loaded on the same quartz large boat.
  • the furnace is put into a furnace hot zone maintained at a predetermined temperature.
  • FIG. 1 conceptually shows the temperature profile of the high-temperature heat treatment process.
  • the time t emb During which the temperature of the substrate is not lower than 400 ° C. and not higher than 650 ° C. from the transfer step to the heating step . For 5 minutes or less, more preferably 3 minutes or less, and then heating is continued until T1 at which high-temperature heat treatment is performed.
  • defects such as oxygen precipitation nuclei formed during crystal growth can be eliminated, and subsequent formation of crystal defects such as oxygen precipitation nuclei can be avoided.
  • the substrate is transferred to the hot zone of the heat treatment apparatus depending on the number of input substrates and the characteristics of the furnace in the transfer step. It is preferable to arrange within 10 minutes, more preferably within 5 minutes. If placement is performed within 10 minutes, t emb. Within 5 minutes, and formation of an oxygen precipitation precursor in the substrate can be suppressed.
  • the temperature of the furnace decreases according to the heat capacity of the substrate and the boat.
  • the step in which the substrate temperature is heated to the set temperature (T1) after the end of the conveyance is the heating step.
  • the substrate temperature is quickly increased, and t emb.
  • the output of the heater may be increased as necessary.
  • the temperature inside the furnace may be set slightly higher than T1 in anticipation of the temperature decrease amount, and control may be performed at T1 when the end of the heating step approaches.
  • T1 at this time is generally preferably 950 ° C. to 1200 ° C.
  • general boron bromide may be used.
  • the substrate temperature is then kept constant at the set temperature (start of a heat retention step).
  • boron bromide is bubbled with an inert gas such as nitrogen or argon, and another inert gas of another system is mixed as a carrier gas to be introduced into the furnace. At this time, a small amount of oxygen may be mixed in order to promote the formation of a boron glass layer on the substrate.
  • heat treatment can be further performed for about 10 to 60 minutes.
  • the high-temperature heat treatment process described above can be performed in an atmosphere containing an inert gas.
  • impurity diffusion into the substrate can be reliably and easily performed.
  • the inert gas is nitrogen or argon.
  • nitrogen or argon as the inert gas, impurity diffusion into the substrate can be performed more reliably and easily.
  • the temperature condition in the heat retaining step is not particularly limited.
  • the substrate may be processed at a constant T1 as shown by the solid line in FIG. 1A, or at a higher temperature T2 from a certain point in time as shown by the broken line in FIG. Processing may be performed.
  • the cooling step After completion of boron diffusion, proceed to the cooling step and lower the substrate to a predetermined temperature. There is no restriction on the cooling rate, but if the substrate is cooled from the above temperature range to room temperature all at once, the substrate may be cracked by thermal shock, so the substrate is preferably cooled from 700 ° C to 500 ° C and then taken out of the furnace. It is desirable to carry out (unloading step).
  • boron diffusion using boron bromide has been described as an example.
  • a mixture of a boron compound and a binder may be applied to the substrate in advance, and then the same heat treatment may be performed.
  • the same good results can be obtained even if boron is diffused by heat treatment from boron glass by chemical vapor deposition using borohydride, silicon hydride, oxygen and the like as raw materials.
  • the same results as in the case of thermal diffusion can be obtained by applying the same temperature conditions as those of the embodiment by thermal diffusion described above in the dopant activation heat treatment.
  • phosphorus diffusion is generally employed for forming the junction, and phosphorus oxychloride is mainly used as the diffusion source.
  • Phosphorus diffusion can be performed in substantially the same manner as boron diffusion.
  • T1 is generally set to about 800 ° C. or more and 950 ° C. or less.
  • the diffusion source may be a phosphorus compound such as phosphoric acid or phosmer.
  • phosphorus is diffused by heat treatment from phosphorus glass by chemical vapor deposition using raw materials such as phosphorus hydride, silicon hydride, and oxygen, the same good results can be obtained.
  • a silicon oxide film as a diffusion barrier film may be previously formed on one surface of the substrate by thermal oxidation.
  • the high-temperature heat treatment step is performed in an oxygen atmosphere or an atmosphere containing water (for example, a steam atmosphere) with T1 set to 800 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower.
  • a quartz tube furnace or the like it is preferable to place the substrate in the hot zone of the furnace within 10 minutes, more preferably within 5 minutes in the transfer step.
  • the time during which the temperature of the substrate is 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower is within 5 minutes in the first high-temperature heat treatment step from the production of the solar cell to the substrate.
  • the method for producing a solar cell of the present invention can be applied to all high-temperature heat treatment steps in the production process of the solar cell, but a higher effect can be obtained particularly by applying to the first high-temperature heat treatment step.
  • a passivation film (104, 204) is formed.
  • a film having a refractive index of about 1.9 to 2.2 such as a silicon nitride film, titanium oxide, or tin oxide, can be formed on the substrate surface to about 100 nm.
  • a silicon nitride film formed by a chemical vapor deposition method is widely used in a general solar cell because the effect of both passivation and light reflection prevention can be obtained by using a single layer.
  • a thermal silicon oxide film, aluminum oxide, or the like is used for the passivation films (104, 204), the above silicon nitride film may be laminated thereon.
  • electrodes (105 and 106 in FIG. 2 and 205 and 206 in FIG. 3) are formed on the light receiving surface and the back surface of the substrate.
  • a conductive paste such as a silver paste in which silver powder and glass frit are mixed with an organic binder is printed on the light receiving surface and the back surface, and the temperature is about 500 to 900 ° C. for 1 second to 20 seconds. It can form by baking at the temperature of.
  • the passivation films (104, 204) are eroded by the conductive paste, and the electrodes (105, 106, 205, 206), which are sintered bodies of the conductive paste, penetrate through the passivation film and the like through the silicon and silicon. Make electrical contact.
  • baking of a light-receiving surface and a back surface electrode can also be performed for each surface.
  • the presence or absence of heat treatment-induced defects in the solar cell produced as described above can be examined by measuring the carrier lifetime distribution of the solar cell substrate.
  • the carrier lifetime distribution can be measured by the photoconductive decay method, but in order to obtain a clear result, the measuring device preferably has a resolution of 8 mm or less.
  • the measurement sample needs to be passivated again after returning the solar cell to the substrate state.
  • the electrode and the passivation film formed on the solar cell are removed with an acid solution, and the diffusion layer is etched with an alkaline solution such as hydrofluoric acid or aqueous sodium hydroxide.
  • an alkaline solution such as hydrofluoric acid or aqueous sodium hydroxide.
  • surface passivation is formed on both sides of the substrate.
  • the surface passivation at this time may be any as long as it can be formed at 300 ° C. or less and a sufficient passivation effect can be obtained.
  • a silicon nitride film or an aluminum oxide film formed by a CVD method can be preferably used.
  • good results can be obtained by immersing the substrate in a quinhydrone / methanol solution of about 0.1 mol% for about 30 minutes.
  • an electroluminescence (EL) method or a photoluminescence (PL) method can be used for the solar cell.
  • EL electroluminescence
  • PL photoluminescence
  • a forward bias is applied to the solar cell to inject a current about the short-circuit current of the solar cell, and light with a wavelength of 900 nm to 1100 nm is detected.
  • charge carriers are injected with light. Since the excitation light source needs to have a sufficient penetration depth with respect to the substrate, it is preferable to use light having a wavelength of 700 nm to 900 nm. Although the same detector as EL can be used, it is preferable to use a detector that does not have sensitivity in the excitation light wavelength band in order to avoid reflection of excitation light.
  • the substrate used for manufacturing the solar cell can have an initial interstitial oxygen concentration of 12 ppma (JEIDA) or more.
  • JEIDA initial interstitial oxygen concentration
  • the oxygen precipitation amount contained in the substrate after the production of the solar cell, measured by the above-described evaluation method is 2 ppma (JEIDA) or less.
  • the oxygen precipitation amount is set to 2 ppma (JEIDA) or less, it is possible to more reliably suppress the reduction of the minority carrier lifetime of the substrate.
  • a solar cell manufactured by the above-described method for manufacturing a solar cell, and having no swirl in electroluminescence or photoluminescence of a single crystal silicon substrate in the single crystal silicon solar cell.
  • the solar cell of the present invention is a single crystal silicon solar cell comprising a single crystal silicon substrate, wherein the amount of precipitated oxygen contained in the single crystal silicon substrate is 2 ppma (JEIDA) or less, and the single crystal in the single crystal silicon solar cell There is no swirl in the electroluminescence or photoluminescence of the silicon substrate.
  • JEIDA ppma
  • a solar cell having an oxygen deposition amount of 2 ppma (JEIDA) or less and having no swirl can be a solar cell having high photoelectric conversion efficiency and uniform characteristics in the substrate plane.
  • the residual interstitial oxygen concentration contained in the single crystal silicon substrate is preferably 10 ppma (JEIDA) or more.
  • the solar cell has less oxygen precipitation, higher photoelectric conversion efficiency, and more uniform in the substrate plane. It can be.
  • the single crystal silicon substrate is preferably a CZ single crystal silicon substrate.
  • the single crystal silicon substrate is a CZ single crystal silicon substrate, the minority carrier lifetime is likely to be lowered, so that the solar cell particularly effective in the present invention can be obtained.
  • the CZ single crystal silicon substrate is inexpensive, an inexpensive solar cell can be obtained.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of an example of the solar cell module 400 of the present invention.
  • Adjacent solar cells 401 are electrically connected by a tab 402.
  • the connected solar cells 401 are sealed with a filler 403, a cover glass 404, and a back sheet 405. Soda lime glass is widely used for the cover glass 404.
  • ethylene vinyl acetate, polyolefin, silicone, or the like is used.
  • a functional film using polyethylene terephthalate is generally used for the back sheet 405.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a basic configuration of a solar cell power generation system in which the solar cell modules of the present invention are connected.
  • a plurality of solar power modules 400 are connected by wiring 502 and supply generated power to an external load circuit 504 via an inverter 503.
  • the system may further include a secondary battery that stores the generated power.
  • Example 1 100 phosphorus-doped n-type CZ silicon substrates having a resistivity of 1 ⁇ ⁇ cm and an initial interstitial oxygen concentration of 20 ppma were prepared, and a texture was formed on the surface.
  • the boron diffusion surface is faced and loaded into a quartz boat, and further transferred to a hot zone of a quartz furnace maintained at a temperature of 950 ° C. at 2000 mm / min. Then, the conveyance was completed in 1 minute 20 seconds. Thereafter, the output of the heater was adjusted, and the furnace temperature was maintained at 900 ° C. about 2 minutes after the completion of the conveyance. Thereafter, phosphorus oxychloride was bubbled for 5 minutes and supplied into the furnace to form phosphorus glass on the substrate surface, and then phosphorus was diffused for 30 minutes. When the substrate temperature change during this period was measured with a monitor substrate provided with a thermocouple, t emb. Was 55 seconds.
  • the characteristics of this solar cell were measured using pseudo sunlight from a Xe lamp light source.
  • the measurement results are shown in Table 1.
  • the numerical values shown in Table 1 are average values of 100 substrates.
  • Table 1 also shows the measurement results of Comparative Example 1 described later.
  • Example 1 100 substrates similar to Example 1 were prepared, and a texture was formed on the surface. These substrates were transferred to a quartz boat, and further transferred to a hot zone of a quartz furnace maintained at a temperature of 600 ° C. at 2000 mm / min, and the transfer was completed in 1 minute and 20 seconds. After the furnace temperature was stabilized at 600 ° C., the temperature was kept constant for 5 minutes, and then the furnace temperature was raised to 1000 ° C. After the furnace temperature was stabilized at 1000 ° C., boron bromide was bubbled for 10 minutes and supplied into the furnace to form boron glass on the substrate surface, and then boron was diffused for 30 minutes. When the substrate temperature change during this period was measured with a monitor substrate provided with a thermocouple, t emb. Was 9 minutes 30 seconds.
  • Samples (solar cells) each having an average value were extracted from Example 1 and Comparative Example 1 one by one, and a forward current of 9 A was applied to these solar cells by an EL imaging device (PVX100 manufactured by AITES). And an EL image of the cell was obtained at an exposure time of 8 seconds, an ISO sensitivity of 800, and an F value of 4.
  • FIG. 6 (a) is an EL image of the solar cell of Example 1
  • FIG. 6 (b) is an EL image of the solar cell of Comparative Example 1.
  • FIG. 6A light was emitted uniformly in the plane of the solar cell, but in FIG. 6B, swirl was generated, and a region having low solar cell characteristics was confirmed as a concentric dark contrast portion.
  • the solar cell shown in FIGS. 6A and 6B is irradiated with light having a wavelength of 800 nm on the entire surface of the solar cell by a PL imaging device (POPLI manufactured by AITES), and the exposure time is 30 seconds.
  • a PL image of the cell was obtained with an ISO sensitivity of 1600 and an F value of 1.8.
  • FIG. 7A is a PL image in the solar cell (Example 1) in FIG. 6A
  • FIG. 7B is a PL image in the solar cell in FIG. 6B (Comparative Example 1).
  • the solar cell of Example 1 emits light uniformly in the plane of the solar cell, but it can be seen that the swirl is captured in the solar cell of Comparative Example 1.
  • Example 2 100 boron-doped p-type CZ silicon substrates having a resistivity of 1 ⁇ ⁇ cm and an interstitial oxygen concentration of 20 ppma were prepared and textured on the surface.
  • the phosphor glass was removed from the substrate taken out of the quartz furnace with a hydrofluoric acid aqueous solution and washed with a mixture of hydrochloric acid water and hydrogen peroxide. Thereafter, a silicon nitride film having a thickness of 100 nm was formed on the light receiving surface by using plasma CVD. Subsequently, a silver paste was printed on the light receiving surface of the substrate by screen printing, an aluminum paste was printed on the back surface, dried at 150 ° C. for about 30 seconds, and then baked at 840 ° C. for 3 seconds to form electrodes. A solar cell was produced as described above.
  • the characteristics of this solar cell were measured using pseudo sunlight from a Xe lamp light source.
  • the measurement results are shown in Table 2.
  • the numerical values shown in Table 2 are average values of 100 substrates.
  • Table 2 also shows the measurement results of Comparative Example 2 described later.
  • Example 2 100 substrates similar to Example 2 were prepared and textured on the surface. These substrates were transferred to a quartz boat and further transferred to a hot zone of a quartz furnace maintained at a temperature of 900 ° C. at 300 mm / min, and the transfer was completed in 8 minutes and 50 seconds. Thereafter, the output of the heater was adjusted, and the furnace temperature was maintained at 900 ° C. about 1 minute after the completion of the conveyance. Thereafter, phosphorus oxychloride was bubbled with argon gas for 10 minutes and supplied into the furnace to form phosphorus glass on the substrate surface, and then phosphorus was diffused for 30 minutes. When the substrate temperature change during this period was measured with a monitor substrate provided with a thermocouple, t emb. Was about 6 minutes and 20 seconds.
  • Example 2 The subsequent steps were performed in the same manner as in Example 2 to produce a solar cell.
  • the characteristics of this solar cell were measured using pseudo sunlight from a Xe lamp light source.
  • the measurement results are shown in Table 2.
  • the numerical values shown in Table 2 are average values of 100 substrates.
  • Example 3 100 substrates similar to Example 1 were prepared, and a texture was formed on the surface. Next, these substrates were conveyed at 2000 mm / min to a hot zone of a quartz furnace maintained at 1000 ° C. in an oxygen atmosphere, and the conveyance was completed in 1 minute and 20 seconds. Thereafter, the output of the heater was adjusted, and the furnace temperature was maintained at 1000 ° C. for 180 minutes about 2 minutes after the completion of conveyance, thereby forming a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm on the substrate surface. When the substrate temperature change during this period was measured with a monitor substrate provided with a thermocouple, t emb. Was 1 minute 40 seconds.
  • Example 1 the oxide film on one surface of the substrate was removed with a hydrofluoric acid aqueous solution, and boron was diffused to the oxide film removal surface in the same manner as in Example 1. Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1 to produce a solar cell.
  • Example 3 100 substrates similar to Example 1 were prepared, and a texture was formed on the surface. Next, these substrates were transferred at a rate of 2000 mm / min to a hot zone of a quartz furnace maintained at 600 ° C. in an oxygen atmosphere, and the transfer was completed in 1 minute and 20 seconds. After the furnace temperature was stabilized at 600 ° C., the temperature was kept constant for 5 minutes, and then the furnace temperature was raised to 1000 ° C. After the furnace temperature was stabilized at 1000 ° C., the temperature was kept for 180 minutes to form a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm on the substrate surface. When the substrate temperature change during this period was measured with a monitor substrate provided with a thermocouple, t emb. Was 9 minutes and 20 seconds.
  • the interstitial oxygen concentration was measured for each of the ten solar cells of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
  • Table 4 shows an average of 10 samples (rounded to the second decimal place) of the difference ⁇ O i between the initial interstitial oxygen concentration measured in advance of the substrate and the residual interstitial oxygen concentration after solar cell fabrication.
  • the initial interstitial oxygen concentration is significantly reduced ( ⁇ O i is large), and oxygen precipitation is relatively large corresponding to the swirl observed in FIGS. 6 (b) and 7 (b). It can be seen that it is formed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

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Abstract

本発明は、単結晶シリコン基板を用いて、単結晶シリコン太陽電池を製造する太陽電池の製造方法であって、単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下で熱処理する高温熱処理工程を含み、該高温熱処理工程は、単結晶シリコン基板を熱処理装置に装填する搬送ステップと、単結晶シリコン基板を加熱する加熱ステップと、単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下の所定の温度に保つ保温ステップと、単結晶シリコン基板を冷却する冷却ステップとを有し、高温熱処理工程において、搬送ステップ及び加熱ステップを通して単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とする太陽電池の製造方法である。これにより、光電変換効率が高く基板面内で特性が均一である太陽電池を製造することができる太陽電池の製造方法が提供される。

Description

高光電変換効率太陽電池の製造方法及び高光電変換効率太陽電池
　本発明は、高光電変換効率太陽電池の製造方法及び高光電変換効率太陽電池に関する。
　図２は従来型太陽電池の一形態である両面受光型太陽電池を模式的に示したものである。また、図３は従来型太陽電池の別の形態である片面受光型太陽電池を模式的に示したものである。図２及び図３に示した太陽電池１００、２００では、基板１０１、２０１にそれぞれエミッタ層１０２、２０２が形成されている。エミッタ層１０２、２０２は基板の導電型に応じてリンやボロンの熱拡散によって形成される。また、裏面電界（ＢＳＦ）層１０３、２０３は、ｎ型基板であればリン拡散により形成され、ｐ型基板であればボロン拡散や、シリコンとアルミニウムの合金化によって形成される。さらに、エミッタ層１０２、２０２の上にはパッシベーション層１０４、２０４がそれぞれ形成されており、裏面電界層１０３の上にもパッシベーション層１０４が形成されている。また、太陽電池１００にはエミッタ層１０２と接触する電極１０５、及び、エミッタ層１０２のある主表面とは反対の主表面でＢＳＦ層１０３と接触する電極１０６が設けられている。一方、太陽電池２００には、エミッタ層２０２と接触する電極２０５、及び、エミッタ層２０２のある主表面とは反対の主表面（裏面電界層２０３の形成されている主表面）でＢＳＦ層２０３と接触する電極２０６が設けられている。
　リンの熱拡散は、オキシ塩化リンなどの気相拡散源やリン酸ベースの塗布型拡散源を用いた８００℃から９５０℃の熱処理で行われる。また、ボロンの熱拡散は臭化ホウ素などの気相拡散源やホウ酸ベースの塗布型拡散源を用いた９５０℃から１２００℃の熱処理で行われる。
　また、図には示されていないが、上記の拡散を基板の片面だけに行いたい場合などには、拡散を妨げる面に膜厚５０ｎｍから４００ｎｍ程度の熱酸化膜を形成することがある。この場合、酸素又は水蒸気雰囲気で８００℃から１１００℃の熱処理が行われる。
　また、基板１０１、２０１には、チョクラルスキー（ＣＺ）法によって得られる単結晶シリコン（ＣＺ－Ｓｉ）が一般的に使用される。
　ところが、ＣＺ－Ｓｉに対して上記のような熱処理を加えたときに、少数キャリアライフタイムが低下し、太陽電池の特性が低下してしまうということが度々発生し、問題になってきた。この特性低下の原因となる欠陥は一般にスワールと呼ばれるもので、基板の中心付近から同心円状に分布していることから、結晶成長時のシリコン固液界面形状、酸素や炭素などの不純物濃度、さらに空孔などの結晶欠陥密度が関係しており、その後の太陽電池製造工程における熱処理工程で主に酸素が析出してできたものと考えられている。このため、従来は使用する基板の初期酸素濃度に上限を設けることで欠陥の発生を回避するのが一般的であった。
　他方、例えば、特許文献１には酸素析出を抑制するために、シリコン基板を１１５０℃以上の酸素雰囲気で熱処理し、その後、基板を９５０℃まで２０℃／秒から５℃／秒で急冷却する方法が示されている。
米国特許第６，３３６，９６８Ｂ１号明細書
　しかし、基板の初期酸素濃度に上限を設けることにより、結晶シリコンインゴットの利用率が低下すること、あるいはＭＣＺ法（磁場印加チョクラルスキー法）での結晶シリコンを使用することなどから、基板のコストが高くなるという問題があった。
　また、特許文献１にあるような熱処理は、太陽電池の製造工程に適用するのが難しいという問題があった。特に太陽電池は生産性を高める為に多くの枚数の基板をバッチ処理することが一般的であるため、熱容量の関係上、急冷却ができないという技術的な問題もあった。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、太陽電池製造工程における高温熱処理において、基板の少数キャリアライフタイムの低下を抑制することにより、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池を安定して製造することができる太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、単結晶シリコン基板を用いて、単結晶シリコン太陽電池を製造する太陽電池の製造方法であって、
　前記単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下で熱処理する高温熱処理工程を含み、
　該高温熱処理工程は、
　前記単結晶シリコン基板を熱処理装置に装填する搬送ステップと、
　前記単結晶シリコン基板を加熱する加熱ステップと、
　前記単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下の所定の温度に保つ保温ステップと、
　前記単結晶シリコン基板を冷却する冷却ステップと
　を有し、
　前記高温熱処理工程において、前記搬送ステップ及び前記加熱ステップを通して前記単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることを特徴とする太陽電池の製造方法を提供する。
　このように、搬送ステップ及び加熱ステップを通して単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすれば、酸素析出の前駆体などが形成される４００℃以上６５０℃以下の温度帯での熱履歴を最小限にして各種欠陥を消滅させることが可能となり、その後の様々な条件下での保温ステップ及び冷却ステップにおいて欠陥の成長が抑制される。それにより、単結晶シリコン基板の少数キャリアライフタイムを高く維持することができ、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池を安定して製造することができる。
　このとき、前記単結晶シリコン基板から前記太陽電池を製造するまでの間における、最初の前記高温熱処理工程において、前記単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることが好ましい。
　このように、最初の高温熱処理工程において、単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることにより、光電変換効率がより高くかつ基板面内でより均一である太陽電池を製造することができる。
　また、前記高温熱処理工程を、不活性ガスを含む雰囲気で行うことが好ましい。
　このように、高温熱処理工程を不活性ガスを含む雰囲気で行うことにより、単結晶シリコン基板への不純物拡散を確実かつ容易に行うことができる。
　また、前記不活性ガスを、窒素又はアルゴンとすることが好ましい。
　このように、不活性ガスを窒素又はアルゴンとすることにより、単結晶シリコン基板への不純物拡散をより確実かつより容易に行うことができる。
　また、前記高温熱処理工程を、酸素又は水を含む雰囲気で行うことが好ましい。
　このように、高温熱処理工程を、酸素又は水を含む雰囲気で行うことにより、例えば拡散バリア膜として使用可能な酸化シリコン膜を確実かつ容易に形成することができる。
　また、前記搬送ステップにおいて、前記単結晶シリコン基板を前記熱処理装置のホットゾーンへ１０分以内に配置することが好ましい。
　このように、単結晶シリコン基板をホットゾーンへ１０分以内に配置することにより、より確実に、単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることができる。
　また、前記単結晶シリコン基板をＣＺ単結晶シリコン基板とすることが好ましい。
　ＣＺ単結晶シリコン基板では、前述したように少数キャリアライフタイムが低下しやすいため、特に本発明の効果が大きい。また、ＣＺ単結晶シリコン基板は安価であるため、安価な太陽電池を製造することができる。
　また、前記太陽電池の製造に用いる単結晶シリコン基板を、初期格子間酸素濃度が１２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上のものとすることができる。
　このように、初期格子間酸素濃度が１２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上の単結晶シリコン基板であっても、本発明を適用することによって、より効果的に酸素析出を抑制することができるので、本発明の効果が特に大きい。
　また、前記太陽電池の製造後に前記単結晶シリコン基板に含まれる酸素析出量を２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下とすることが好ましい。
　このように、酸素析出量を２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下とすれば、単結晶シリコン基板の少数キャリアライフタイムの低下をより確実に抑制することができる。
　また、本発明は、上記の太陽電池の製造方法により製造された太陽電池であって、
　前記単結晶シリコン太陽電池における前記単結晶シリコン基板のエレクトロルミネセンス又はフォトルミネセンスにおいて、スワールがないものであることを特徴とする太陽電池を提供する。
　このような太陽電池であれば、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池とすることができる。
　また、上記目的を達成するために、本発明は、単結晶シリコン基板を具備する単結晶シリコン太陽電池であって、
　前記単結晶シリコン基板に含まれる酸素析出量が２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下であり、
　前記単結晶シリコン太陽電池における前記単結晶シリコン基板のエレクトロルミネセンス又はフォトルミネセンスにおいて、スワールがないものであることを特徴とする太陽電池を提供する。
　このように、酸素析出量が２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下であり、スワールがない太陽電池であれば、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池とすることができる。
　このとき、前記単結晶シリコン基板に含まれる残存格子間酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であることが好ましい。
　このように、太陽電池の単結晶シリコン基板中の残存格子間酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であれば、酸素析出が少なく、光電変換効率がより高くかつ基板面内でより均一である太陽電池とすることができる。
　また、前記単結晶シリコン基板が、ＣＺ単結晶シリコン基板であることが好ましい。
　このように、単結晶シリコン基板がＣＺ単結晶シリコン基板であれば、少数キャリアライフタイムが低下しやすいため、特に本発明の効果が大きい太陽電池とすることができる。また、ＣＺ単結晶シリコン基板は安価であるため、安価な太陽電池とすることができる。
　また、本発明は、上記の太陽電池を電気的に接続して成るものであることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
　このように、本発明の太陽電池を電気的に接続して太陽電池モジュールとすることができる。
　また、本発明は、上記の太陽電池モジュールを電気的に複数接続して成るものであることを特徴とする太陽電池発電システムを提供する。
　このように、本発明の太陽電池を電気的に接続した太陽電池モジュールは、電気的に複数接続して太陽電池発電システムとすることができる。
　本発明の太陽電池の製造方法によれば、格子間酸素濃度や他の軽元素不純物濃度が高い単結晶シリコン基板においても、高いキャリア寿命を保ち、光電変換効率の高い太陽電池を安定して製造することができる。また、本発明の太陽電池であれば、光電変換効率が高く基板面内で特性が均一である太陽電池とすることができる。
本発明に係る高温熱処理工程の一例を示す温度プロファイルの模式図である。 本発明を適用することができる、一般的な両面受光型太陽電池の構造を示す断面模式図である。 本発明を適用することができる、一般的な片面受光型太陽電池の構造を示す断面模式図である。 本発明に係る太陽電池モジュールの一例を示す断面模式図である。 本発明に係る太陽電池発電システムの一例を示す模式図である。 実施例１の太陽電池のＥＬ像を示した図（（ａ））及び比較例１の太陽電池のＥＬ像を示した図（（ｂ））である。 実施例１の太陽電池のＰＬ像を示した図（（ａ））及び比較例１の太陽電池のＰＬ像を示した図（（ｂ））である。
　上記のように、近年、太陽電池において基板の中心付近から同心円状に分布する低特性の領域の発生が問題となっていた。本発明者らは、単結晶シリコン基板に対する８００℃以上１２００℃以下の熱処理において、昇温時の条件が上記問題の原因となる欠陥形成に大きく影響していることを見出し、このような領域の特性を改善する対策について鋭意検討して、本発明を完成させた。
　以下、本発明について、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　まず、本発明の太陽電池の製造方法について説明する。本発明の太陽電池の製造方法は、単結晶シリコン基板を用いて、単結晶シリコン太陽電池を製造する太陽電池の製造方法であり、単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下で熱処理する高温熱処理工程を含み、その高温熱処理工程は、単結晶シリコン基板を熱処理装置に装填する搬送ステップと、単結晶シリコン基板を加熱する加熱ステップと、単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下の所定の温度に保つ保温ステップと、単結晶シリコン基板を冷却する冷却ステップとを有し、高温熱処理工程において、搬送ステップ及び加熱ステップを通して単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とする太陽電池の製造方法である。
　このように、搬送ステップ及び加熱ステップを通して単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすれば、酸素析出の前駆体などが形成される４００℃以上６５０℃以下の温度帯での熱履歴を最小限にして各種欠陥を消滅させることが可能となり、その後の様々な条件下での保温ステップ及び冷却ステップにおいて欠陥の成長が抑制される。それにより、単結晶シリコン基板の少数キャリアライフタイムを高く維持することができ、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池を安定して製造することができる。
　以下で本発明の太陽電池の製造方法について図１、図２及び図３を参照して製造ステップに従って説明する。
　本発明に使用する単結晶シリコン基板（図２の１０１、図３の２０１）は、一般的なＣＺ法によって作製されたＣＺ単結晶シリコン基板とすることができる。通常、上記単結晶シリコン基板として、単結晶シリコンにＢあるいはＧａのようＩＩＩ族元素をドープしたｐ型シリコン、又はリンやアンチモンのようなＶ族元素をドープしたｎ型シリコンが使用できる。基板の抵抗率に特に制限は無く、一般的な０．１～１０Ω・ｃｍ程度のものを使用してよい。また、ＣＺシリコンは通常１０～２０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）の初期格子間酸素濃度を含有するが、いずれの濃度のものでも問題なく本発明に使用できる。
　尚、酸素析出は初期格子間酸素濃度が高いほど形成されやすいが、一方で炭素や窒素などの不純物濃度が高いと、これらの不純物が析出核となり、１２ｐｐｍａ程度でも形成されることが知られている。しかし、本発明では析出核の成長自体を回避するので、上記のような不純物濃度の高い基板でも特に問題なく使用できる。
　また、基板表面には、入射光の反射を抑制するためのテクスチャが形成されていてよい。テクスチャは、加熱した水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどのアルカリ溶液（濃度１～１０％、温度６０～１００℃）中に１０分から３０分程度基板を浸漬することで容易に作製される。テクスチャ形成後の基板表面には上記のアルカリ金属などが付着していることがあるため、続いて塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸等、もしくはこれらの混合液の酸性水溶液中で洗浄するのが好ましい。
　太陽電池の製造過程における主な高温熱処理工程はリン拡散とボロン拡散であり、場合によっては熱酸化、また、稀にリンあるいはボロンが高濃度添加された高濃度シリコンのエピタキシャル層形成などが含まれる。
　また、生産性を上げる必要から、一般には横型又は縦型の石英管電気炉を使い、１バッチで多量枚数の基板を処理することが多い。この方式では、基板を保持する石英製の子（小）ボートに基板を１００～２００枚ほど装填し、さらに４～８個の基板装填済み小ボートを同じく石英製の大ボートに載せ、これを所定温度に保たれた炉のホットゾーンへ投入する。
　図１は、高温熱処理工程の温度プロファイルを概念的に示したものである。本発明では、搬送ステップから加熱ステップにおいて、基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間ｔｅｍｂ．を５分以下、より好ましくは３分以下とし、その後、高温熱処理を行うＴ１まで続けて加熱を行う。これにより、結晶成長時に形成された酸素析出核などの欠陥を消滅させることが可能になり、その後、酸素析出核などの結晶欠陥が形成されることを回避することができる。
　上述した基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とする条件を満たすため、搬送ステップにおいて、投入基板枚数や炉の特性にもよるが、基板を熱処理装置のホットゾーンへ１０分以内、より好ましくは５分以内に配置することが好ましい。１０分以内に配置を行えば、ｔｅｍｂ．を５分以内にしやすくなり、基板内の酸素析出前駆体の形成を抑制することができる。
　また、基板がホットゾーンに到達する過程で、基板やボートの熱容量などに応じて炉の温度は低下する。搬送終了後から基板温度が設定温度（Ｔ１）まで加熱されるステップが加熱ステップである。ここでも基板温度を速やかに上げ、ｔｅｍｂ．を極力短くするため、必要に応じてヒーターの出力を高めても良い。また、温度低下量を見越して炉内温度をＴ１より若干高めに設定し、加熱ステップの終了が近づいた時にＴ１にして制御しても良い。
　ｎ型基板を用いた場合のエミッタ層（１０２、２０２）の形成には、通常ボロン拡散が行われるが、この際のＴ１は一般に９５０℃から１２００℃が好適である。ボロン拡散源には、一般的な臭化ホウ素を用いてよい。一般的な臭化ホウ素拡散では、基板が設定温度まで加熱されたら、次に基板温度を設定温度で一定に保つ（保温ステップの開始）。温度が安定したら、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスで臭化ホウ素をバブリングし、さらに別系統の不活性ガスをキャリアガスとして混合させることで炉内に導入する。このとき、基板へのボロンガラス層形成を促すため、少量の酸素を混合させても良い。
　所定時間経過後、バブリングを停止し、引き続き不活性ガスを含む雰囲気で基板に付着したボロンガラスから基板内部へボロンを拡散させるため、さらに１０分から６０分程度熱処理を行うことができる。
　このように、上述した高温熱処理工程を不活性ガスを含む雰囲気で行うことができる。高温熱処理工程を不活性ガスを含む雰囲気で行うことにより、基板への不純物拡散を確実かつ容易に行うことができる。
　また、上記の不活性ガスを窒素又はアルゴンとすることが好ましい。不活性ガスを窒素又はアルゴンとすることにより、基板への不純物拡散をより確実かつより容易に行うことができる。
　保温ステップにおける温度条件は特に限定されるものではない。例えば、図１の（ａ）の実線で示すようにＴ１で一定に保って基板を処理しても良いし、あるいは図１の（ｂ）の破線で示すようにある時点からさらに高い温度Ｔ２で処理を行っても良い。
　ボロン拡散終了後、冷却ステップに進み、基板を所定の温度まで下げる。冷却速度に対して制限は無いが、上記の温度帯から一気に室温まで冷却すると、熱衝撃によって基板が割れることがあるため、好ましくは基板を７００℃から５００℃まで冷却した後、炉外へ搬出（搬出ステップ）するのが望ましい。
　以上では臭化ホウ素を用いたボロン拡散を例にとり説明したが、拡散源としてはこの他、ボロン化合物とバインダーの混合物を予め基板に塗布しておき、その後、同様の熱処理を行っても良い。あるいは、水素化ホウ素、水素化珪素、及び酸素等を原料とした化学気相堆積法によるボロンガラスから熱処理によりボロンを拡散させても同じように良好な結果が得られる。また、イオン注入でドーピングする場合は、ドーパントの活性化熱処理において上述した熱拡散による実施態様と同様の温度条件を適用することで、熱拡散の場合と同等の結果が得られる。
　一方、ｐ型基板を使用する場合には、接合形成にリン拡散が一般的に採用され、拡散源としては主にオキシ塩化リンが用いられる。リン拡散も、概ねボロン拡散と同様にして実施可能である。但し、リンはボロンに比べて拡散係数が大きいため、Ｔ１は、８００℃以上９５０℃以下程度とするのが一般的である。また、拡散源はオキシ塩化リンの他、リン酸又はホスマーなどのリン化合物などを用いても良い。あるいは、水素化リン、水素化珪素、及び酸素等を原料とした化学気相堆積法によるリンガラスから熱処理によりリンを拡散させても同じように良好な結果が得られる。
　両面受光型太陽電池を作製する場合には、上記のボロン拡散とリン拡散を両方行う必要がある。この場合、どちらかを先に行っても良いし、上述した拡散源塗布膜や化学気相堆積によるボロンガラス及びリンガラスを基板の受光面とその反対面である裏面に夫々形成した上で同時に熱処理を行っても良い。
　ドーパントが所定の基板面の反対面にオートドーピングされてしまうのを防ぎたい場合などには、基板の片面に拡散バリア膜として酸化シリコン膜を熱酸化で予め形成しておいてもよい。この場合、高温熱処理工程を、Ｔ１を８００℃以上１０５０℃以下として、酸素雰囲気又は水を含む雰囲気（例えば水蒸気雰囲気）で行うことが好ましい。この場合も、石英管炉等を使う場合には、搬送ステップにおいて基板を炉のホットゾーンへ１０分以内、より好ましくは５分以内に配置することが好ましい。
　また、基板から太陽電池を製造するまでの間における、最初の高温熱処理工程において、基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることが好ましい。本発明の太陽電池の製造方法は、太陽電池の製造過程におけるすべての高温熱処理工程に適用できるが、特に最初に行う高温熱処理工程に適用することによってより高い効果を得ることができる。
　次に、パッシベーション膜（１０４、２０４）の形成を行う。パッシベーション膜として、窒化シリコン膜や酸化チタン、あるいは酸化錫など、屈折率が１．９から２．２程度の膜を基板表面に約１００ｎｍ程度成膜することができる。例えば、化学気相法で形成される窒化シリコン膜では、単層で用いることでパッシベーションと光反射防止の両方の効果が得られるため、一般的な太陽電池では広く用いられている。一方で、パッシベーション膜（１０４、２０４）に熱酸化シリコン膜や酸化アルミニウムなどを用いる場合には、これらに上記の窒化シリコン膜を積層しても良い。
　次いで、上記基板の受光面及び裏面に電極（図２の１０５、１０６及び図３の２０５、２０６）を形成する。電極（１０５、１０６、２０５、２０６）は、銀粉末とガラスフリットを有機バインダーと混合した銀ペースト等の導電性ペーストを受光面と裏面に印刷し、１秒～２０秒間、５００～９００℃程度の温度で焼成することにより形成することができる。この熱処理によりパッシベーション膜（１０４、２０４）が導電性ペーストに侵食され、この導電性ペーストの焼結体である電極（１０５、１０６、２０５、２０６）がパッシベーション膜等を貫通ファイアースルーしてシリコンと電気的に接触する。なお、受光面及び裏面電極の焼成は、各面ごとに行うことも可能である。
　以上のようにして作製された太陽電池における熱処理誘起欠陥の有無は、太陽電池基板のキャリア寿命分布を測定することで調べられる。キャリア寿命分布は光導電減衰法により測定が可能であるが、明瞭な結果を得るために、その測定装置は８ｍｍ以下の分解能を持つことが好ましい。
　また、この場合、測定試料は太陽電池を基板状態まで戻してから再度表面パッシベーションをする必要がある。このため、まず太陽電池に形成された電極とパッシベーション膜を酸溶液で除去し、さらに拡散層をフッ硝酸や水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ溶液でエッチングする。この後、基板の両面に表面パッシベーションを形成する。この時の表面パッシベーションは３００℃以下で形成でき、且つ十分なパッシベーション効果が得られるものであればどのようなものでも良い。例えば、ＣＶＤ法による窒化シリコン膜や酸化アルミニウム膜を好適に用いることができる。また、基板を０．１ｍｏｌ％程度のキンヒドロン・メタノール溶液に３０分程度浸漬しても良好な結果が得られる。
　太陽電池基板のキャリア寿命分布を評価するためのより簡便な方法として、太陽電池に対してエレクトロルミネセンス（ＥＬ）法やフォトルミネセンス（ＰＬ）法が利用できる。これらの手法は、シリコンに電荷キャリアを注入した際に生じる赤外線の発光（ルミネセンス）効率が、熱誘起欠陥のように、シリコンのエネルギーバンド間にある準位によって低下するという現象を捉えるものである。
　ＥＬの場合、太陽電池に順方向バイアスを印加して太陽電池の短絡電流程度の電流を注入し、波長９００ｎｍから１１００ｎｍの光を検出する。
　ＰＬの場合は、電荷キャリアの注入を光で行う。励起光源は基板に対して十分な侵入深さを持つ必要があるため、波長７００ｎｍから９００ｎｍの光を使用するのが好ましい。検出器はＥＬと同様のものが使用できるが、励起光の映り込みを避ける為、励起光波長帯に感度を持たないものを使用することが好ましい。
　上記のように欠陥の評価にキャリア寿命を用いる理由の一つは、太陽電池製造工程で一般に行われる熱処理で形成される酸素析出が非常に微量で、直接的な観察が極めて難しいことがある。しかしながら、初期格子間酸素濃度は析出によって減少するため、析出量は熱処理前後における酸素濃度差ΔＯｉとして評価できる。すなわち、以下の関係を用いて求めることができる。
　（初期格子間酸素濃度）－（残留格子間酸素濃度）＝酸素濃度差ΔＯｉ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝酸素析出量　　　（１）
　本発明の太陽電池の製造方法では、太陽電池の製造に用いる基板を、初期格子間酸素濃度が１２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上のものとすることができる。このように、初期格子間酸素濃度が１２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上の基板であっても、本発明を適用することによって、より効果的に酸素析出を抑制することができるので、本発明の効果が特に大きい。
　また、上述した評価法により測定した、太陽電池の製造後に基板に含まれる酸素析出量を、２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下とすることが好ましい。このように、酸素析出量を２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下とすれば、基板の少数キャリアライフタイムの低下をより確実に抑制することができる。
　また、本発明により、上述した太陽電池の製造方法により製造された太陽電池であり、単結晶シリコン太陽電池における単結晶シリコン基板のエレクトロルミネセンス又はフォトルミネセンスにおいて、スワールがない太陽電池が提供される。このような太陽電池であれば、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池とすることができる。
　以下で、本発明の太陽電池についてさらに説明する。本発明の太陽電池は、単結晶シリコン基板を具備する単結晶シリコン太陽電池であって、単結晶シリコン基板に含まれる酸素析出量が２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下であり、単結晶シリコン太陽電池における単結晶シリコン基板のエレクトロルミネセンス又はフォトルミネセンスにおいて、スワールがない。
　このように、酸素析出量が２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下であり、スワールがない太陽電池であれば、光電変換効率が高くかつ基板面内で特性が均一である太陽電池とすることができる。
　また、単結晶シリコン基板に含まれる残存格子間酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であることが好ましい。このように、太陽電池の単結晶シリコン基板中の残存格子間酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であれば、酸素析出が少なく、光電変換効率がより高くかつ基板面内でより均一である太陽電池とすることができる。
　また、単結晶シリコン基板が、ＣＺ単結晶シリコン基板であることが好ましい。このように、単結晶シリコン基板がＣＺ単結晶シリコン基板であれば、少数キャリアライフタイムが低下しやすいため、特に本発明の効果が大きい太陽電池とすることができる。また、ＣＺ単結晶シリコン基板は安価であるため、安価な太陽電池とすることができる。
　また、上述した太陽電池を電気的に接続して太陽電池モジュールとすることができる。複数の太陽電池は電気的に直列接続することができる。図４に本発明の太陽電池モジュール４００の一例の断面図を示す。隣接する太陽電池４０１同士がタブ４０２によって電気的に連結されている。接続された太陽電池４０１は、充填剤４０３、カバーガラス４０４及びバックシート４０５によって封止されている。カバーガラス４０４にはソーダライムガラスが広く使用される。また充填剤４０３にはエチレンビニルアセテートやポリオレフィン又はシリコーンなどが使用される。バックシート４０５にはポリエチレンテレフタレートを使用した機能性フィルムが一般的に用いられている。
　図５は本発明の太陽電池モジュールを連結した太陽電池発電システムの基本構成の一例を示した模式図である。複数の太陽電モジュール４００が配線５０２で連結され、インバータ５０３を経由して外部負荷回路５０４に発電電力を供給する。同図には示していないが、当該システムは発電した電力を蓄電する２次電池をさらに備えていて良い。
　以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
　まず、抵抗率１Ω・ｃｍ、初期格子間酸素濃度２０ｐｐｍａのリンドープｎ型ＣＺシリコン基板を１００枚用意し、表面にテクスチャを形成した。
　これらの基板を石英ボートに移し、さらに温度１１００℃に保った石英炉のホットゾーンへ２０００ｍｍ／分で搬送し、１分２０秒で搬送を終えた。その後、ヒーターの出力を調整し、搬送終了後約２分で炉内温度を１０００℃に保った。その後、１０分間にわたりアルゴンガスで臭化ホウ素をバブリングして炉内へ供給し、基板表面にボロンガラスを形成し、さらにその後、３０分間にわたりボロンを拡散した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、４００℃から６５０℃の滞在時間（ｔｅｍｂ．）は１分４０秒であった。
　次に、ボロン拡散面の反対面をフッ硝酸でエッチング、洗浄した後、ボロン拡散面を向い合せて石英ボートに装填し、さらに温度９５０℃に保った石英炉のホットゾーンへ２０００ｍｍ／分で搬送し、１分２０秒で搬送を終えた。その後、ヒーターの出力を調整し、搬送終了後約２分で炉内温度を９００℃に保った。その後、５分間にわたりオキシ塩化リンをバブリングして炉内へ供給し、基板表面にリンガラスを形成し、さらにその後、３０分間にわたりリンを拡散した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、ｔｅｍｂ．は５５秒であった。
　石英炉から取り出した基板をからフッ酸水溶液でボロンガラスとリンガラスを除去し、塩酸水と過酸化水素の混合液で洗浄した。その後、プラズマＣＶＤを用い、受光面に厚さ２０ｎｍの酸化アルミニウム膜を形成し、さらにその後、基板両面に窒化シリコンを１００ｎｍの厚さで形成した。続いて、基板の受光面と裏面にスクリーン印刷により銀ペーストを印刷し、１５０℃で３０秒程度乾燥させた後、８４０℃で３秒間焼成し、電極を形成した。以上のようにして、太陽電池を作製した。
　この太陽電池の特性を、Ｘｅランプ光源の疑似太陽光を用いて測定した。測定結果を表１に示した。表１に示した数値は１００枚の基板の平均値である。尚、表１には後述する比較例１の測定結果も併せて示してある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（比較例１）
　実施例１と同様の基板を１００枚用意し、表面にテクスチャを形成した。これらの基板を石英ボートに移し、さらに温度６００℃に保った石英炉のホットゾーンへ２０００ｍｍ／分で搬送し、１分２０秒で搬送を終えた。炉内温度が６００℃で安定した後、そのまま５分間温度を一定に保ち、続いて、炉内温度を１０００℃まで上昇させた。炉内温度が１０００℃で安定した後、１０分間にわたり臭化ホウ素をバブリングして炉内へ供給し、基板表面にボロンガラスを形成して、さらにその後、３０分間にわたりボロンを拡散した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、ｔｅｍｂ．は９分３０秒であった。
　それ以降の工程を、リンを拡散する際のｔｅｍｂ．を６分としたこと以外は実施例１と同様に行い、太陽電池を作製した。この太陽電池の特性を、Ｘｅランプ光源の疑似太陽光を用いて測定した。測定結果を表１に示した。表１に示した数値は１００枚の基板の平均値である。
　表１に示したように、実施例１の太陽電池の特性は比較例１の太陽電池の特性よりも優れていた。
　また、実施例１と比較例１からそれぞれ平均的な値を示した試料（太陽電池）を一枚ずつ抽出し、ＥＬ撮像装置（アイテス社製ＰＶＸ１００）により、これらの太陽電池に順方向電流９Ａを注入し、露光時間８秒、ＩＳＯ感度８００、Ｆ値４にてセルのＥＬ像を取得した。
　図６（ａ）は実施例１の太陽電池のＥＬ像であり、図６（ｂ）は比較例１の太陽電池のＥＬ像である。図６（ａ）では太陽電池の面内で均一に発光しているが、図６（ｂ）ではスワールが発生し、太陽電池特性の低い領域が同心円状の暗いコントラストの部分として確認できた。
　次に、図６（ａ）及び（ｂ）に示した太陽電池に対し、ＰＬ撮像装置（アイテス社製ＰＯＰＬＩ）により、これらの太陽電池全面に波長８００ｎｍの光を照射し、露光時間３０秒、ＩＳＯ感度１６００、Ｆ値１．８にてセルのＰＬ像を取得した。
　図７（ａ）は図６（ａ）の太陽電池（実施例１）におけるＰＬ像であり、図７（ｂ）は図６（ｂ）の太陽電池（比較例１）におけるＰＬ像である。ＰＬ法においてもＥＬ法と同じように、実施例１の太陽電池では太陽電池の面内で均一に発光しているが、比較例１の太陽電池ではスワールが捉えられているのが分かる。
（実施例２）
　抵抗率１Ω・ｃｍ、格子間酸素濃度２０ｐｐｍａのボロンドープｐ型ＣＺシリコン基板を１００枚用意し、表面にテクスチャ形成した。
　これらの基板を石英ボートに移し、さらに温度９００℃に保った石英炉のホットゾーンへ２０００ｍｍ／分で搬送し、１分２０秒で搬送を終えた。その後、ヒーターの出力を調整し、搬送終了後約１分で炉内温度を９００℃に保った。その後、１０分間にわたりアルゴンガスでオキシ塩化リンをバブリングして炉内へ供給し、基板表面にリンガラスを形成し、さらにその後、３０分間にわたりリンを拡散した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、ｔｅｍｂ．は約３０秒であった。
　石英炉から取り出した基板をからフッ酸水溶液でリンガラスを除去し、塩酸水と過酸化水素の混合液で洗浄した。その後、プラズマＣＶＤを用い、受光面に厚さ１００ｎｍ窒化シリコン膜を形成した。続いてスクリーン印刷により、基板の受光面に銀ペーストを印刷し、さらに裏面にアルミペーストを印刷し、１５０℃で３０秒程度乾燥させた後、８４０℃で３秒間焼成し、電極を形成した。以上のようにして、太陽電池を作製した。
　この太陽電池の特性を、Ｘｅランプ光源の疑似太陽光を用いて測定した。測定結果を表２に示した。表２に示した数値は１００枚の基板の平均値である。尚、表２には後述する比較例２の測定結果も併せて示してある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（比較例２）
　実施例２と同様の基板を１００枚用意し、表面にテクスチャ形成した。これらの基板を石英ボートに移し、さらに温度９００℃に保った石英炉のホットゾーンへ３００ｍｍ／分で搬送し、８分５０秒で搬送を終えた。その後ヒーターの出力を調整し、搬送終了後約１分で炉内温度を９００℃に保った。その後、１０分間にわたりアルゴンガスでオキシ塩化リンをバブリングして炉内へ供給し、基板表面にリンガラスを形成し、さらにその後、３０分間にわたりリンを拡散した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、ｔｅｍｂ．は約６分２０秒であった。
　それ以降の工程を実施例２と同様に行い、太陽電池を作製した。この太陽電池の特性を、Ｘｅランプ光源の疑似太陽光を用いて測定した。測定結果を表２に示した。表２に示した数値は１００枚の基板の平均値である。
　表２に示したように、実施例２の太陽電池の特性は比較例２の太陽電池の特性よりも優れていた。
（実施例３）
　実施例１と同様の基板を１００枚用意し、表面にテクスチャを形成した。次にこれらの基板を酸素雰囲気で１０００℃に保った石英炉のホットゾーンへ２０００ｍｍ／分で搬送し、１分２０秒で搬送を終えた。その後、ヒーターの出力を調整し、搬送終了後約２分で炉内温度を１０００℃に１８０分間保ち、基板表面に厚さ約１００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、ｔｅｍｂ．は１分４０秒であった。
　この後、基板片面の酸化膜をフッ酸水溶液で除去し、実施例１と同様にしてこの酸化膜除去面へボロンを拡散した。それ以降の工程を実施例１と同様に行い、太陽電池を作製した。
　この太陽電池の特性を、Ｘｅランプ光源の疑似太陽光を用いて測定した。測定結果を表３に示した。表３に示した数値は１００枚の基板の平均値である。尚、表３には後述する比較例３の測定結果も併せて示してある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（比較例３）
　実施例１と同様の基板を１００枚用意し、表面にテクスチャを形成した。次にこれらの基板を酸素雰囲気で６００℃に保った石英炉のホットゾーンへ２０００ｍｍ／分で搬送し、１分２０秒で搬送を終えた。炉内温度が６００℃で安定した後、そのまま５分間温度を一定に保ち、続いて、炉内温度を１０００℃まで上昇させた。炉内温度が１０００℃で安定した後、温度をそのまま１８０分間保ち、基板表面に厚さ約１００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。熱電対を設置したモニター基板でこの間の基板温度変化を計測したところ、ｔｅｍｂ．は９分２０秒であった。
　この後、基板片面の酸化膜をフッ酸水溶液で除去し、比較例１と同様に酸化膜除去面へボロンを拡散した。それ以降の工程も比較例１と同様に行い、太陽電池を作製した。この太陽電池の特性を、Ｘｅランプ光源の疑似太陽光を用いて測定した。測定結果を表３に示した。表３に示した数値は１００枚の基板の平均値である。
　表３に示したように、実施例３の太陽電池の特性は比較例３の太陽電池の特性よりも優れていた。
　また、上記実施例１～３と比較例１～３の太陽電池のそれぞれ１０枚ずつについて格子間酸素濃度を測定した。表４は基板の予め測定された初期格子間酸素濃度と太陽電池作製後の残存格子間酸素濃度との差ΔＯｉの１０試料平均（小数点第２位四捨五入）を示したものである。比較例１～３では初期格子間酸素濃度の減少が著しく（ΔＯｉが大きく）、図６（ｂ）及び図７（ｂ）においてスワールが観察されるのに対応して酸素析出が比較的多く形成されていることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (15)

  1. 　単結晶シリコン基板を用いて、単結晶シリコン太陽電池を製造する太陽電池の製造方法であって、
    　前記単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下で熱処理する高温熱処理工程を含み、
    　該高温熱処理工程は、
    　前記単結晶シリコン基板を熱処理装置に装填する搬送ステップと、
    　前記単結晶シリコン基板を加熱する加熱ステップと、
    　前記単結晶シリコン基板を８００℃以上１２００℃以下の所定の温度に保つ保温ステップと、
    　前記単結晶シリコン基板を冷却する冷却ステップと
    　を有し、
    　前記高温熱処理工程において、前記搬送ステップ及び前記加熱ステップを通して前記単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることを特徴とする太陽電池の製造方法。
  2. 　前記単結晶シリコン基板から前記太陽電池を製造するまでの間における、最初の前記高温熱処理工程において、前記単結晶シリコン基板の温度が４００℃以上６５０℃以下となる時間を５分以内とすることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 　前記高温熱処理工程を、不活性ガスを含む雰囲気で行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 　前記不活性ガスを、窒素又はアルゴンとすることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 　前記高温熱処理工程を、酸素又は水を含む雰囲気で行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 　前記搬送ステップにおいて、前記単結晶シリコン基板を前記熱処理装置のホットゾーンへ１０分以内に配置することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 　前記単結晶シリコン基板をＣＺ単結晶シリコン基板とすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 　前記太陽電池の製造に用いる単結晶シリコン基板を、初期格子間酸素濃度が１２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上のものとすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 　前記太陽電池の製造後に前記単結晶シリコン基板に含まれる酸素析出量を２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下とすることを特徴とする請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法により製造された太陽電池であって、
    　前記単結晶シリコン太陽電池における前記単結晶シリコン基板のエレクトロルミネセンス又はフォトルミネセンスにおいて、スワールがないものであることを特徴とする太陽電池。
  11. 　単結晶シリコン基板を具備する単結晶シリコン太陽電池であって、
    　前記単結晶シリコン基板に含まれる酸素析出量が２ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以下であり、
    　前記単結晶シリコン太陽電池における前記単結晶シリコン基板のエレクトロルミネセンス又はフォトルミネセンスにおいて、スワールがないものであることを特徴とする太陽電池。
  12. 　前記単結晶シリコン基板に含まれる残存格子間酸素濃度が１０ｐｐｍａ（ＪＥＩＤＡ）以上であることを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池。
  13. 　前記単結晶シリコン基板が、ＣＺ単結晶シリコン基板であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の太陽電池。
  14. 　請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の太陽電池を電気的に接続して成るものであることを特徴とする太陽電池モジュール。
  15. 　請求項１４に記載の太陽電池モジュールを電気的に複数接続して成るものであることを特徴とする太陽電池発電システム。
     
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