JP2002057352A - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
太陽電池およびその製造方法Info
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-
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-
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- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギ変換効率が高く、製造プロセスに高
精度が要求されず、かつ耐久性に優れた太陽電池および
その製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１の主要部はｎ−層であり、その一
方の主面である受光面には電子トラップを含む中間準位
層２が形成されている。中間準位層２の表面には反射防
止膜１５が形成されている。基板１の他方の主面には、
ｎ＋半導体領域６およびｐ＋半導体領域９が形成され、
各半導体領域６、９には外部電極１４ｎ、１４ｐが接続
されている。前記他方の主面のうち、外部電極１４ｎ、
１４ｐが形成されていない露出部分に酸化膜で覆われて
いる。
精度が要求されず、かつ耐久性に優れた太陽電池および
その製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１の主要部はｎ−層であり、その一
方の主面である受光面には電子トラップを含む中間準位
層２が形成されている。中間準位層２の表面には反射防
止膜１５が形成されている。基板１の他方の主面には、
ｎ＋半導体領域６およびｐ＋半導体領域９が形成され、
各半導体領域６、９には外部電極１４ｎ、１４ｐが接続
されている。前記他方の主面のうち、外部電極１４ｎ、
１４ｐが形成されていない露出部分に酸化膜で覆われて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池およびそ
の製造方法に係り、特に、エネルギバンドギャップ内に
形成した中間準位を介した二段階光励起（以下、中間準
位効果と表現する場合もある）を利用してエネルギ変換
効率を向上させた太陽電池およびその製造方法に関す
る。
の製造方法に係り、特に、エネルギバンドギャップ内に
形成した中間準位を介した二段階光励起（以下、中間準
位効果と表現する場合もある）を利用してエネルギ変換
効率を向上させた太陽電池およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池のエネルギ変換効率を向上させ
る技術として、特開平８−２５０７５５号公報では、中
間準位効果を利用した太陽電池が提案されている。図２
４は、中間準位効果の原理図であり、エネルギバンドギ
ャップである禁止帯内に、価電子帯の上面のエネルギ準
位ＥV よりも高く、かつ伝導帯の底のエネルギ準位ＥC
よりも低い中間準位（Ｅtr）の電子トラップＴｒが形成
されている。
る技術として、特開平８−２５０７５５号公報では、中
間準位効果を利用した太陽電池が提案されている。図２
４は、中間準位効果の原理図であり、エネルギバンドギ
ャップである禁止帯内に、価電子帯の上面のエネルギ準
位ＥV よりも高く、かつ伝導帯の底のエネルギ準位ＥC
よりも低い中間準位（Ｅtr）の電子トラップＴｒが形成
されている。
【０００３】禁止帯内に電子トラップを有しない従来構
造では、太陽光線のうち（ＥC −ＥV ）以上のエネルギ
を有する波長の光線しか発電に寄与しなかった。これに
対して、上記した中間準位効果を利用すれば、電子トラ
ップＴｒを介した二段階光励起により、従来では利用で
きなかった（ＥC −ＥV ）未満のエネルギしか有しない
長波長の光線も新たに利用できるようになる。
造では、太陽光線のうち（ＥC −ＥV ）以上のエネルギ
を有する波長の光線しか発電に寄与しなかった。これに
対して、上記した中間準位効果を利用すれば、電子トラ
ップＴｒを介した二段階光励起により、従来では利用で
きなかった（ＥC −ＥV ）未満のエネルギしか有しない
長波長の光線も新たに利用できるようになる。
【０００４】さらに、中間準位効果を利用した太陽電池
として、特開平１１−１７２０１号公報などでは、図２
５に示したように、受光面の裏側にｎ＋拡散層５１およ
びｐ ＋拡散層５２を形成し、さらに、受光面の裏側であ
って前記各拡散層５１，５２が形成されていない領域の
表面近傍に、前記電子トラップＴｒを含む中間準位層５
３を形成する太陽電池構造が提案されている。前記電子
トラップＴｒは、欠陥層またはアモルファス層であり、
汎用のイオン注入法により形成されている。
として、特開平１１−１７２０１号公報などでは、図２
５に示したように、受光面の裏側にｎ＋拡散層５１およ
びｐ ＋拡散層５２を形成し、さらに、受光面の裏側であ
って前記各拡散層５１，５２が形成されていない領域の
表面近傍に、前記電子トラップＴｒを含む中間準位層５
３を形成する太陽電池構造が提案されている。前記電子
トラップＴｒは、欠陥層またはアモルファス層であり、
汎用のイオン注入法により形成されている。
【０００５】図２５に示した太陽電池構造では、バンド
ギャップ以上のエネルギを有する光線は受光面のｐ−
（または真性）層５４で吸収され、ここで発生したキャ
リアは中間準位層５３を通ることなくｎ＋拡散層５１お
よびｐ＋拡散層５２へ引き込まれる。これに対して、バ
ンドギャップ未満のエネルギしか有しない光線は中間準
位層５３で吸収され、ここで発生したキャリアは中間準
位層５３に沿ってｎ＋拡散層５１およびｐ＋拡散層５２
まで移動して吸収される。
ギャップ以上のエネルギを有する光線は受光面のｐ−
（または真性）層５４で吸収され、ここで発生したキャ
リアは中間準位層５３を通ることなくｎ＋拡散層５１お
よびｐ＋拡散層５２へ引き込まれる。これに対して、バ
ンドギャップ未満のエネルギしか有しない光線は中間準
位層５３で吸収され、ここで発生したキャリアは中間準
位層５３に沿ってｎ＋拡散層５１およびｐ＋拡散層５２
まで移動して吸収される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した電子トラップ
は、キャリアの再結合中心としても機能してしまうた
め、特開平８−２５０７５５号公報に開示された従来技
術では、前記図２４に示したように、電子トラップはｐ
ｎ接合間の空乏層中にのみ正確に形成する必要があり、
製造プロセスに高い精度が要求されるという問題があっ
た。
は、キャリアの再結合中心としても機能してしまうた
め、特開平８−２５０７５５号公報に開示された従来技
術では、前記図２４に示したように、電子トラップはｐ
ｎ接合間の空乏層中にのみ正確に形成する必要があり、
製造プロセスに高い精度が要求されるという問題があっ
た。
【０００７】また、特開平１１−１７２０１号公報にお
いて電子トラップとなる欠陥層やアモルファス層は物質
としての安定性が低いため、特に、太陽電池のように長
期間にわたって屋外に設置される素子には不適であると
いう問題があった。しかも、欠陥層を再現性良く形成す
ることが困難であり、かつ制御性も低いために、量産に
は不向きであるという問題もあった。
いて電子トラップとなる欠陥層やアモルファス層は物質
としての安定性が低いため、特に、太陽電池のように長
期間にわたって屋外に設置される素子には不適であると
いう問題があった。しかも、欠陥層を再現性良く形成す
ることが困難であり、かつ制御性も低いために、量産に
は不向きであるという問題もあった。
【０００８】さらに、電子トラップとしての欠陥層やア
モルファス層は、ｎ＋拡散層５１やｐ＋拡散層５２を形
成する際の加熱処理により消失してしまうため、各拡散
層５１，５２を形成した後に形成する必要がある。した
がって、上記した従来技術では、中間準位層５３を形成
する際には前記各拡散層５１，５２を選択的に保護する
ためのマスクを予め形成する必要があり、製造工程が煩
雑化するという問題や、ｎ＋拡散層やｐ＋拡散層では依
然としてバンドギャップ未満のエネルギの光線を発電に
利用できないという問題があった。
モルファス層は、ｎ＋拡散層５１やｐ＋拡散層５２を形
成する際の加熱処理により消失してしまうため、各拡散
層５１，５２を形成した後に形成する必要がある。した
がって、上記した従来技術では、中間準位層５３を形成
する際には前記各拡散層５１，５２を選択的に保護する
ためのマスクを予め形成する必要があり、製造工程が煩
雑化するという問題や、ｎ＋拡散層やｐ＋拡散層では依
然としてバンドギャップ未満のエネルギの光線を発電に
利用できないという問題があった。
【０００９】さらに、図２５に示した従来の太陽電池構
造では、中間準位層５３で発生したキャリアがｎ＋拡散
層５１およびｐ＋拡散層５２に達するまでの距離が長い
ために、再結合により消滅してしまう確率が高いという
問題があった。
造では、中間準位層５３で発生したキャリアがｎ＋拡散
層５１およびｐ＋拡散層５２に達するまでの距離が長い
ために、再結合により消滅してしまう確率が高いという
問題があった。
【００１０】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、エネルギ変換効率が高く、製造プロセスに高
精度が要求されず、かつ耐久性に優れた太陽電池および
その製造方法を提供することにある。
を解決し、エネルギ変換効率が高く、製造プロセスに高
精度が要求されず、かつ耐久性に優れた太陽電池および
その製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、半導体基板の一方の主面に受光面が
形成された太陽電池において、以下のような手段を講じ
た点に特徴がある。
ために、本発明は、半導体基板の一方の主面に受光面が
形成された太陽電池において、以下のような手段を講じ
た点に特徴がある。
【００１２】(1) 受光面に沿って形成され、電子トラッ
プを含む中間準位層と、前記半導体基板の他方の主面に
形成された第１導電型および第２導電型半導体領域とを
具備したことを特徴とする。
プを含む中間準位層と、前記半導体基板の他方の主面に
形成された第１導電型および第２導電型半導体領域とを
具備したことを特徴とする。
【００１３】(2) 半導体基板の他方の主面に形成された
第１導電型および第２導電型半導体領域と、半導体基板
の他方の主面に形成され、電子トラップを含む中間準位
層とを具備し、前記中間準位層が不純物層であることを
特徴とする。
第１導電型および第２導電型半導体領域と、半導体基板
の他方の主面に形成され、電子トラップを含む中間準位
層とを具備し、前記中間準位層が不純物層であることを
特徴とする。
【００１４】(3) 中間準位層を第１導電型半導体領域と
第２導電型半導体領域との間で分離する分離手段を設け
たことを特徴とする。
第２導電型半導体領域との間で分離する分離手段を設け
たことを特徴とする。
【００１５】上記した特徴(1) によれば、バンドギャッ
プ未満のエネルギしか有しない光線は受光面の中間準位
層で吸収され、ここで発生したキャリアは中間準位層内
を基板に対して縦方向に貫通し、基板内を進行して各半
導体領域まで達する。したがって、キャリアの中間準位
層内での移動距離が短くなるので、キャリアが中間準位
層内で再結合により消滅する確率が低くなる。また、バ
ンドギャップ以上のエネルギを有する光線は主に基板内
で吸収され、ここで発生したキャリアは中間準位層を通
ることなく各半導体領域２へ引き込まれるので、再結合
により消滅する確率が低くなる。
プ未満のエネルギしか有しない光線は受光面の中間準位
層で吸収され、ここで発生したキャリアは中間準位層内
を基板に対して縦方向に貫通し、基板内を進行して各半
導体領域まで達する。したがって、キャリアの中間準位
層内での移動距離が短くなるので、キャリアが中間準位
層内で再結合により消滅する確率が低くなる。また、バ
ンドギャップ以上のエネルギを有する光線は主に基板内
で吸収され、ここで発生したキャリアは中間準位層を通
ることなく各半導体領域２へ引き込まれるので、再結合
により消滅する確率が低くなる。
【００１６】上記した特徴(2) によれば、中間準位層が
不純物層なので、中間準位層と第１導電型および第２導
電型半導体領域とを同一面に形成する場合でも、各半導
体領域を形成する前に中間準位層を基板全面に形成でき
る。したがって、中間準位層を形成するためのマスクが
不要となって製造プロセスが簡素化され、耐久性に優れ
た太陽電池を簡単な製造プロセスで生産できるようにな
る。
不純物層なので、中間準位層と第１導電型および第２導
電型半導体領域とを同一面に形成する場合でも、各半導
体領域を形成する前に中間準位層を基板全面に形成でき
る。したがって、中間準位層を形成するためのマスクが
不要となって製造プロセスが簡素化され、耐久性に優れ
た太陽電池を簡単な製造プロセスで生産できるようにな
る。
【００１７】上記した特徴(3) によれば、中間準位層が
第１導電型半導体領域と第２導電型半導体領域とを結ぶ
漏れ電流経路とならないので、中間準位層の中間準位量
を増やしても漏れ電流が増加しない。
第１導電型半導体領域と第２導電型半導体領域とを結ぶ
漏れ電流経路とならないので、中間準位層の中間準位量
を増やしても漏れ電流が増加しない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態である太
陽電池の主要部の断面構造を示した斜視図である。
細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態である太
陽電池の主要部の断面構造を示した斜視図である。
【００１９】基板１の主要部はｎ−層であり、その一方
の主面である受光面には、電子トラップを含む中間準位
層２が形成されている。中間準位層２の表面には反射防
止膜１５が形成されている。基板１の他方の主面には、
ｎ＋半導体領域６およびｐ＋半導体領域９が形成され、
各半導体領域６、９には外部電極１４ｎ、１４ｐが接続
されている。前記他方の主面のうち、外部電極１４ｎ、
１４ｐが形成されていない露出部分は酸化膜で覆われて
いる。
の主面である受光面には、電子トラップを含む中間準位
層２が形成されている。中間準位層２の表面には反射防
止膜１５が形成されている。基板１の他方の主面には、
ｎ＋半導体領域６およびｐ＋半導体領域９が形成され、
各半導体領域６、９には外部電極１４ｎ、１４ｐが接続
されている。前記他方の主面のうち、外部電極１４ｎ、
１４ｐが形成されていない露出部分は酸化膜で覆われて
いる。
【００２０】図２は、上記した第１実施形態の動作原理
を模式的に示した断面図であり、前記と同一の符号は同
一または同等部分を表している。
を模式的に示した断面図であり、前記と同一の符号は同
一または同等部分を表している。
【００２１】受光面から入射した太陽光線のうち、バン
ドギャップ未満のエネルギしか有しない光線は中間準位
層２で吸収され、ここで発生したキャリアは、中間準位
層２内を基板に対して縦方向に移動して基板１のｎ−層
１０内に進み、ｎ＋半導体領域６またはｐ＋半導体領域
９に達する。したがって、中間準位層２内で発生したキ
ャリアが中間準位層２内を進む距離を従来よりも短くす
ることができ、再結合によるキャリアの消滅を最小限に
抑えることができるようになる。
ドギャップ未満のエネルギしか有しない光線は中間準位
層２で吸収され、ここで発生したキャリアは、中間準位
層２内を基板に対して縦方向に移動して基板１のｎ−層
１０内に進み、ｎ＋半導体領域６またはｐ＋半導体領域
９に達する。したがって、中間準位層２内で発生したキ
ャリアが中間準位層２内を進む距離を従来よりも短くす
ることができ、再結合によるキャリアの消滅を最小限に
抑えることができるようになる。
【００２２】さらに、受光面から入射した太陽光線のう
ち、バンドギャップ以上のエネルギを有する光線は基板
１内のｎ−層１０で主に吸収され、ここで発生したキャ
リアは中間準位層２を通ることなくｎ＋半導体領域６ま
たはｐ＋半導体領域９に達する。したがって、ｎ−層１
０内で発生したキャリアが中間準位層２内で再結合によ
り消滅されてしまうことも防止できる。
ち、バンドギャップ以上のエネルギを有する光線は基板
１内のｎ−層１０で主に吸収され、ここで発生したキャ
リアは中間準位層２を通ることなくｎ＋半導体領域６ま
たはｐ＋半導体領域９に達する。したがって、ｎ−層１
０内で発生したキャリアが中間準位層２内で再結合によ
り消滅されてしまうことも防止できる。
【００２３】このように、本実施形態によれば、バンド
ギャップ以上のエネルギを有する光線により発生された
キャリアのみならず、バンドギャップ未満のエネルギし
か有しない光線により発生されたキャリアが、中間準位
層２内で再結合により消滅してしまうことを抑制できる
ので、太陽電池のエネルギ変換効率を向上させることが
できる。
ギャップ以上のエネルギを有する光線により発生された
キャリアのみならず、バンドギャップ未満のエネルギし
か有しない光線により発生されたキャリアが、中間準位
層２内で再結合により消滅してしまうことを抑制できる
ので、太陽電池のエネルギ変換効率を向上させることが
できる。
【００２４】次いで、図３から図７の断面図を参照し
て、上記した第１実施形態の太陽電池の製造方法を説明
する。
て、上記した第１実施形態の太陽電池の製造方法を説明
する。
【００２５】(1) １００Ωｃｍのｎ− 基板１に不純物
としてのＩｎを１Ｅ１３ｃｍ-2、１８０ＫＶでイオン注
入し［図３(a)］、１１００℃で２時間の活性化アニー
ルを行って受光面側に中間準位層２を形成する［同図
(b)］。
としてのＩｎを１Ｅ１３ｃｍ-2、１８０ＫＶでイオン注
入し［図３(a)］、１１００℃で２時間の活性化アニー
ルを行って受光面側に中間準位層２を形成する［同図
(b)］。
【００２６】(2) 受光面および裏面に熱酸化Ｓｉ０2 膜
３、４を５００オングストロームの膜厚で成長した後
［同図(c)］、裏面にフォトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｎ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４
をウエットエッチングにより除去する［同図(d)］。こ
の際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布して
保護し、その後、これらのレジストを除去する。
３、４を５００オングストロームの膜厚で成長した後
［同図(c)］、裏面にフォトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｎ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４
をウエットエッチングにより除去する［同図(d)］。こ
の際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布して
保護し、その後、これらのレジストを除去する。
【００２７】(3) リンガラス５を９５０℃で成長させて
リンを基板内に拡散させる［図４(e)］。その後、リン
ガラス５をＨＦ系のエッチング液で除去し、さらにリン
を基板１内に１０００℃で熱拡散させてｎ＋領域６を形
成する［同図(f)］。
リンを基板内に拡散させる［図４(e)］。その後、リン
ガラス５をＨＦ系のエッチング液で除去し、さらにリン
を基板１内に１０００℃で熱拡散させてｎ＋領域６を形
成する［同図(f)］。
【００２８】(4) 前記ｎ＋領域６と同様に、熱酸化Ｓｉ
０2 膜７を５００オングストロームの膜厚で成長させた
後［同図(g)］、フオトレジストパターン（図示せず）
を形成し、後にｐ＋領域となる部分のＳｉＯ2 ４，７を
ウエットエッチングにより除去する［図５(h)］。この
際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布して保
護し、その後、これらのレジストを除去する。
０2 膜７を５００オングストロームの膜厚で成長させた
後［同図(g)］、フオトレジストパターン（図示せず）
を形成し、後にｐ＋領域となる部分のＳｉＯ2 ４，７を
ウエットエッチングにより除去する［図５(h)］。この
際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布して保
護し、その後、これらのレジストを除去する。
【００２９】(5) ボロンガラス８を９００℃で成長さ
せ、ボロンをウエハ１内に１０００℃でドライブインし
てｐ＋領域９を形成する［同図(i)］。次いで、前記ボ
ロンガラス８をＨＦ系のエッチング液で除去する［同図
(j)］。
せ、ボロンをウエハ１内に１０００℃でドライブインし
てｐ＋領域９を形成する［同図(i)］。次いで、前記ボ
ロンガラス８をＨＦ系のエッチング液で除去する［同図
(j)］。
【００３０】(6) 裏面にフォトレジスト（図示せず）を
塗布して保護した後、受光面のＳｉ０2 膜３，７をＨＦ
系溶液によりウエットエッチングし、さらに前記フォト
レジストも除去する。その後、熱酸化Ｓｉ０2 膜１６を
３００オングストロームの膜厚で成長させる［図６
(k)］。
塗布して保護した後、受光面のＳｉ０2 膜３，７をＨＦ
系溶液によりウエットエッチングし、さらに前記フォト
レジストも除去する。その後、熱酸化Ｓｉ０2 膜１６を
３００オングストロームの膜厚で成長させる［図６
(k)］。
【００３１】(7) 裏面にコンタクトホール１１ｎ，１１
ｐ用のフォトレジストパターン（図示せず）を形成して
裏面のＳｉＯ2 膜１６を部分的にウエットエッチングす
る。この際、表面側にも予めレジスト（図示せず）を塗
布して保護しておく。次いで、前記フォトレジストパタ
ーンを除去する［同図(l)］。
ｐ用のフォトレジストパターン（図示せず）を形成して
裏面のＳｉＯ2 膜１６を部分的にウエットエッチングす
る。この際、表面側にも予めレジスト（図示せず）を塗
布して保護しておく。次いで、前記フォトレジストパタ
ーンを除去する［同図(l)］。
【００３２】(8) Ａｌ−Ｓｉ（１％）１２を１μｍの厚
みでスパッタした後、配線用のフォトレジストパターン
１３を形成する［同図(m)］。次いで、露出したＡｌ−
Ｓｉ１２をウエットエッチングして配線１４ｎ、１４ｐ
を形成し、その後、前記レジストパターン１３を除去す
る［図７(n)］。
みでスパッタした後、配線用のフォトレジストパターン
１３を形成する［同図(m)］。次いで、露出したＡｌ−
Ｓｉ１２をウエットエッチングして配線１４ｎ、１４ｐ
を形成し、その後、前記レジストパターン１３を除去す
る［図７(n)］。
【００３３】(9) 受光面に形成されているＳｉ０2 膜１
６上に反射防止膜としてのＴｉＯ2１５を蒸着し、最後
にダイシングして太陽電池セルが完成する［同図
(o)］。
６上に反射防止膜としてのＴｉＯ2１５を蒸着し、最後
にダイシングして太陽電池セルが完成する［同図
(o)］。
【００３４】本実施形態によれば、バンドギャップ未満
のエネルギしか有しない光線は中間準位層２で吸収さ
れ、ここで発生したキャリアは中間準位層２を貫通して
各半導体領域６，９まで達するので、中間準位層２内で
再結合により消滅する確率が低くなる。また、バンドギ
ャップ以上のエネルギを有する光線は基板１内で主に吸
収され、ここで発生したキャリアは中間準位層２を通る
ことなく各半導体領域６，９へ引き込まれるので、キャ
リアが再結合により消滅する確率が低くなる。
のエネルギしか有しない光線は中間準位層２で吸収さ
れ、ここで発生したキャリアは中間準位層２を貫通して
各半導体領域６，９まで達するので、中間準位層２内で
再結合により消滅する確率が低くなる。また、バンドギ
ャップ以上のエネルギを有する光線は基板１内で主に吸
収され、ここで発生したキャリアは中間準位層２を通る
ことなく各半導体領域６，９へ引き込まれるので、キャ
リアが再結合により消滅する確率が低くなる。
【００３５】図８は、本発明の第２実施形態である太陽
電池の断面構造を模式的に示した図であり、本実施形態
では、電子トラップを含む中間準位層２が、ｎ＋半導体
領域６およびｐ＋半導体領域９と共に受光面の反対側に
形成されている。
電池の断面構造を模式的に示した図であり、本実施形態
では、電子トラップを含む中間準位層２が、ｎ＋半導体
領域６およびｐ＋半導体領域９と共に受光面の反対側に
形成されている。
【００３６】次いで、図９から図１３の断面図を参照し
ながら、上記した太陽電池の製造方法を説明する。
ながら、上記した太陽電池の製造方法を説明する。
【００３７】(1) １００Ωｃｍのｎ− 基板１に不純物
としてのＩｎを１Ｅ１３ｃｍ-2、１８０ＫＶでイオン注
入し［図９(a)］、１１００℃で２時間の活性化アニー
ルを行って受光面の裏面側に中間準位層２を形成する
［同図(b)］。
としてのＩｎを１Ｅ１３ｃｍ-2、１８０ＫＶでイオン注
入し［図９(a)］、１１００℃で２時間の活性化アニー
ルを行って受光面の裏面側に中間準位層２を形成する
［同図(b)］。
【００３８】(2) 受光面および裏面に熱酸化Ｓｉ０2 膜
３，４を５００オングストロームの膜厚で成長した後
［同図(c)］、裏面にフォトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｎ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４
をウエットエッチングにより除去する［同図(d)］。こ
の際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布して
保護し、その後、これらのレジストを除去する。
３，４を５００オングストロームの膜厚で成長した後
［同図(c)］、裏面にフォトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｎ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４
をウエットエッチングにより除去する［同図(d)］。こ
の際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布して
保護し、その後、これらのレジストを除去する。
【００３９】(3) リンガラス５を９５０℃で成長させて
リンを基板内に拡散させる［図１０(e)］。その後、リ
ンガラス５をＨＦ系のエッチング液で除去し、さらにリ
ンを基板１内に１０００℃で熱拡散させてｎ＋領域６を
形成する［同図(f)］。る。前記ｎ＋領域６は、基板１
内部のｎ−層との間に接合が形成されるように、中間準
位層２よりも深い位置まで形成される。
リンを基板内に拡散させる［図１０(e)］。その後、リ
ンガラス５をＨＦ系のエッチング液で除去し、さらにリ
ンを基板１内に１０００℃で熱拡散させてｎ＋領域６を
形成する［同図(f)］。る。前記ｎ＋領域６は、基板１
内部のｎ−層との間に接合が形成されるように、中間準
位層２よりも深い位置まで形成される。
【００４０】(4) 前記ｎ＋領域６と同様に、熱酸化Ｓｉ
０2 膜７を５００オングストロームの膜厚で成長させた
後［同図(g)］、フオトレジストパターン（図示せず）
を形成し、後にｐ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４、７
をウエットエッチングにより除去する［図１１(h)］。
この際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布し
て保護し、その後、これらのレジストを除去する。
０2 膜７を５００オングストロームの膜厚で成長させた
後［同図(g)］、フオトレジストパターン（図示せず）
を形成し、後にｐ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４、７
をウエットエッチングにより除去する［図１１(h)］。
この際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布し
て保護し、その後、これらのレジストを除去する。
【００４１】(5) ボロンガラス８を９００℃で成長さ
せ、ボロンを基板１内に１０００℃でドライブインして
ｐ＋領域９を形成する［同図(i)］。次いで、前記ボロ
ンガラス８をＨＦ系のエッチング液で除去する［同図
(j)］。前記ｐ＋領域９も、基板１内部のｎ−層との間
に接合が形成されるように、中間準位層２よりも深い位
置まで形成される。
せ、ボロンを基板１内に１０００℃でドライブインして
ｐ＋領域９を形成する［同図(i)］。次いで、前記ボロ
ンガラス８をＨＦ系のエッチング液で除去する［同図
(j)］。前記ｐ＋領域９も、基板１内部のｎ−層との間
に接合が形成されるように、中間準位層２よりも深い位
置まで形成される。
【００４２】(6) 裏面にフォトレジスト（図示せず）を
塗布して保護した後、受光面のＳｉ０2 膜３，７をＨＦ
系溶液によりウエットエッチングした後、前記フォトレ
ジストも除去する。その後、熱酸化Ｓｉ０2 膜１６を３
００オングストロームの膜厚で成長させる［図１２
(k)］。
塗布して保護した後、受光面のＳｉ０2 膜３，７をＨＦ
系溶液によりウエットエッチングした後、前記フォトレ
ジストも除去する。その後、熱酸化Ｓｉ０2 膜１６を３
００オングストロームの膜厚で成長させる［図１２
(k)］。
【００４３】(7) 裏面にコンタクトホール１１ｎ，１１
ｐ用のフォトレジストパターン（図示せず）を形成して
裏面のＳｉＯ2 膜１６，７，４を部分的にウエットエッ
チングし、次いで、前記フォトレジストパターンを除去
する［同図(l)］。この際、受光面にも予めレジスト
（図示せず）を塗布して保護しておく。
ｐ用のフォトレジストパターン（図示せず）を形成して
裏面のＳｉＯ2 膜１６，７，４を部分的にウエットエッ
チングし、次いで、前記フォトレジストパターンを除去
する［同図(l)］。この際、受光面にも予めレジスト
（図示せず）を塗布して保護しておく。
【００４４】(8) 裏面にＡｌ−Ｓｉ（１％）１２を１μ
ｍの厚みでスパッタした後、配線用のフォトレジストパ
ターン１３を形成する［同図(m)］。次いで、露出した
Ａｌ−Ｓｉ１２をウエットエッチングして配線１４ｎ、
１４ｐを形成し、その後、前記レジストパターン１３を
除去する［図１３(n)］。
ｍの厚みでスパッタした後、配線用のフォトレジストパ
ターン１３を形成する［同図(m)］。次いで、露出した
Ａｌ−Ｓｉ１２をウエットエッチングして配線１４ｎ、
１４ｐを形成し、その後、前記レジストパターン１３を
除去する［図１３(n)］。
【００４５】(9) 受光面に形成されているＳｉ０2 膜１
６上に反射防止膜としてのＴｉＯ2１５を蒸着し、最後
にダイシングして太陽電池セルが完成する［同図
(o)］。
６上に反射防止膜としてのＴｉＯ2１５を蒸着し、最後
にダイシングして太陽電池セルが完成する［同図
(o)］。
【００４６】図１４は、上記した第２実施形態の太陽電
池と従来の中間準位層を有しない太陽電池（レファレン
スセル）との性能をソーラシュミレータを用いて比較し
た図、図１５は、その電流特性と出力特性とを比較して
示した図であり、本実施形態では変換効率ηが１６．５
７％から１８．０４％へと９％ほど向上している。これ
は、短絡電流Ｉscが５８．５ｍＡから６２．３ｍＡへ向
上していることからも明らかなように、発生キャリアの
増加に起因したものであることが解る。
池と従来の中間準位層を有しない太陽電池（レファレン
スセル）との性能をソーラシュミレータを用いて比較し
た図、図１５は、その電流特性と出力特性とを比較して
示した図であり、本実施形態では変換効率ηが１６．５
７％から１８．０４％へと９％ほど向上している。これ
は、短絡電流Ｉscが５８．５ｍＡから６２．３ｍＡへ向
上していることからも明らかなように、発生キャリアの
増加に起因したものであることが解る。
【００４７】本実施形態によれば、中間準位層２が不純
物層なので、中間準位層２とｎ＋領域６およびｐ＋領域
９とを同一面に形成する場合でも、各半導体領域６，９
を形成する前に中間準位層２を基板全面に形成できる。
したがって、中間準位層２を形成するためのマスクが不
要となって製造プロセスが簡素化され、耐久性に優れた
太陽電池を簡単な製造プロセスで生産できるようにな
る。さらに、本実施形態によれば、エネルギが（ＥC −
ＥV ）未満の光線も裏面全体で発電に利用できるように
なる。
物層なので、中間準位層２とｎ＋領域６およびｐ＋領域
９とを同一面に形成する場合でも、各半導体領域６，９
を形成する前に中間準位層２を基板全面に形成できる。
したがって、中間準位層２を形成するためのマスクが不
要となって製造プロセスが簡素化され、耐久性に優れた
太陽電池を簡単な製造プロセスで生産できるようにな
る。さらに、本実施形態によれば、エネルギが（ＥC −
ＥV ）未満の光線も裏面全体で発電に利用できるように
なる。
【００４８】ところで、前記中間準位は半導体中で電気
的に中性とはならず、ドナーまたはアクセプタとしても
機能するので、中間準位を導入した領域がｎ型またはｐ
型の半導体として機能し、ｎ＋領域６とｐ＋領域９との
間に中間準位を介して漏れ電流が流れる。このため、図
１６に示したように、中間準位量が多い場合のＩＶ特性
（曲線Ａ）と少ない場合のＩＶ特性（曲線Ｂ）とを比較
すると、中間準位量の増大によりが短絡電流Ｉscが６
０．７ｍＡから７０．２ｍＡへ向上しても、開放電圧Ｖ
ocが０．６４８Ｖから０．５４５ｖへ低下してしまうの
で、中間準位量の増大による更なる効率の向上が難し
い。そこで、次に説明する本発明の第３実施形態では、
中間準位を介した漏れ電流を阻止することにより、中間
準位量の増大による更なる効率の向上を達成している。
的に中性とはならず、ドナーまたはアクセプタとしても
機能するので、中間準位を導入した領域がｎ型またはｐ
型の半導体として機能し、ｎ＋領域６とｐ＋領域９との
間に中間準位を介して漏れ電流が流れる。このため、図
１６に示したように、中間準位量が多い場合のＩＶ特性
（曲線Ａ）と少ない場合のＩＶ特性（曲線Ｂ）とを比較
すると、中間準位量の増大によりが短絡電流Ｉscが６
０．７ｍＡから７０．２ｍＡへ向上しても、開放電圧Ｖ
ocが０．６４８Ｖから０．５４５ｖへ低下してしまうの
で、中間準位量の増大による更なる効率の向上が難し
い。そこで、次に説明する本発明の第３実施形態では、
中間準位を介した漏れ電流を阻止することにより、中間
準位量の増大による更なる効率の向上を達成している。
【００４９】図１７は、本発明の第３実施形態である太
陽電池の断面構造を模式的に示した図であり、本実施形
態では、電子トラップを含む中間準位層２が、ｎ＋半導
体領域６およびｐ＋半導体領域９と共に受光面の反対側
に形成されている。さらに、受光面の反対側から中間準
位層２を貫通してｎ− 基板１に達する分離溝１７が形
成されている。、次いで、図１８から図２３の断面図を
参照しながら、上記した太陽電池の製造方法を説明す
る。
陽電池の断面構造を模式的に示した図であり、本実施形
態では、電子トラップを含む中間準位層２が、ｎ＋半導
体領域６およびｐ＋半導体領域９と共に受光面の反対側
に形成されている。さらに、受光面の反対側から中間準
位層２を貫通してｎ− 基板１に達する分離溝１７が形
成されている。、次いで、図１８から図２３の断面図を
参照しながら、上記した太陽電池の製造方法を説明す
る。
【００５０】(1) １００Ωｃｍのｎ− 基板１に不純物
としてのＩｎを１Ｅ１３ｃｍ-2、１８０ＫＶでイオン注
入し［図１８(a) ］、１１００℃で２時間の活性化アニ
ールを行って受光面の裏面側に中間準位層２を形成する
［同図(b)］。
としてのＩｎを１Ｅ１３ｃｍ-2、１８０ＫＶでイオン注
入し［図１８(a) ］、１１００℃で２時間の活性化アニ
ールを行って受光面の裏面側に中間準位層２を形成する
［同図(b)］。
【００５１】(2) 受光面および裏面に熱酸化Ｓｉ０2 膜
３，４を５００オングストロームの膜厚で成長した後
［同図(c)］、裏面にフォトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｎ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４
をウエットエッチングにより除去する［図１９(d)］。
この際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布し
て保護し、その後、これらのレジストを除去する。
３，４を５００オングストロームの膜厚で成長した後
［同図(c)］、裏面にフォトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｎ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜４
をウエットエッチングにより除去する［図１９(d)］。
この際、受光面にも予めレジスト（図示せず）を塗布し
て保護し、その後、これらのレジストを除去する。
【００５２】(3) リンガラス５を９５０℃で成長させて
リンを基板内に拡散させる［同図(e)］。その後、リン
ガラス５をＨＦ系のエッチング液で除去し、さらにリン
を基板１内に１０００℃で熱拡散させてｎ＋領域６を形
成する［同図(f)］。前記ｎ ＋領域６は、基板１内部の
ｎ−層との間に接合が形成されるように、中間準位層２
よりも深い位置まで形成される。
リンを基板内に拡散させる［同図(e)］。その後、リン
ガラス５をＨＦ系のエッチング液で除去し、さらにリン
を基板１内に１０００℃で熱拡散させてｎ＋領域６を形
成する［同図(f)］。前記ｎ ＋領域６は、基板１内部の
ｎ−層との間に接合が形成されるように、中間準位層２
よりも深い位置まで形成される。
【００５３】(4) 前記ｎ＋領域６と同様に、熱酸化Ｓｉ
０2 膜７を５００オングストロームの膜厚で成長させた
後［図２０(g)］、フオトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｐ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜
４、７をウエットエッチングにより除去する［同図
(h)］。この際、受光面にも予めレジスト（図示せず）
を塗布して保護し、その後、これらのレジストを除去す
る。
０2 膜７を５００オングストロームの膜厚で成長させた
後［図２０(g)］、フオトレジストパターン（図示せ
ず）を形成し、後にｐ＋領域となる部分のＳｉＯ2 膜
４、７をウエットエッチングにより除去する［同図
(h)］。この際、受光面にも予めレジスト（図示せず）
を塗布して保護し、その後、これらのレジストを除去す
る。
【００５４】(5) ボロンガラス８を９００℃で成長さ
せ、ボロンを基板１内に１０００℃でドライブインして
ｐ＋領域９を形成する［同図(i)］。次いで、前記ボロ
ンガラス８をＨＦ系のエッチング液で除去する［図２１
(j)］。前記ｐ＋領域９も、基板１内部のｎ−層との間
に接合が形成されるように、中間準位層２よりも深い位
置まで形成される。
せ、ボロンを基板１内に１０００℃でドライブインして
ｐ＋領域９を形成する［同図(i)］。次いで、前記ボロ
ンガラス８をＨＦ系のエッチング液で除去する［図２１
(j)］。前記ｐ＋領域９も、基板１内部のｎ−層との間
に接合が形成されるように、中間準位層２よりも深い位
置まで形成される。
【００５５】(6) 裏面にフォトレジスト（図示せず）を
塗布して保護した後、受光面のＳｉ０2 膜３，７をＨＦ
系溶液によりウエットエッチングした後、前記フォトレ
ジストも除去する。その後、熱酸化Ｓｉ０2膜１６を３
００オングストロームの膜厚で成長させる［同図
(k)］。
塗布して保護した後、受光面のＳｉ０2 膜３，７をＨＦ
系溶液によりウエットエッチングした後、前記フォトレ
ジストも除去する。その後、熱酸化Ｓｉ０2膜１６を３
００オングストロームの膜厚で成長させる［同図
(k)］。
【００５６】(7)裏面のＳｉ０2膜１６の表面にフオトレ
ジストパターン（図示せず）を形成し、前記Ｓｉ０2膜
１６、７、４を、ｎ＋領域６とｐ＋領域９との間の２カ
所においてウエットエッチングにより除去する［同図
(l)］。次いで、露出した基板表面をエッチングして、
ｎ＋領域６とｐ＋領域９との間の２カ所に、前記中間準
位層２を貫通する分離溝１７を形成する［図２２
(m)］。その後、基板を酸化して、その表面および分離
溝１７内に熱酸化膜１８を形成する［同図(n)］。
ジストパターン（図示せず）を形成し、前記Ｓｉ０2膜
１６、７、４を、ｎ＋領域６とｐ＋領域９との間の２カ
所においてウエットエッチングにより除去する［同図
(l)］。次いで、露出した基板表面をエッチングして、
ｎ＋領域６とｐ＋領域９との間の２カ所に、前記中間準
位層２を貫通する分離溝１７を形成する［図２２
(m)］。その後、基板を酸化して、その表面および分離
溝１７内に熱酸化膜１８を形成する［同図(n)］。
【００５７】(8)裏面にコンタクトホール１１ｎ，１１
ｐ用のフォトレジストパターン（図示せず）を形成して
ＳｉＯ2 膜１８、１６、７，４を部分的にウエットエッ
チングする。この際、受光面にも予めレジスト（図示せ
ず）を塗布して保護しておく。次いで、前記フォトレジ
ストパターンを除去する［同図(o)］。
ｐ用のフォトレジストパターン（図示せず）を形成して
ＳｉＯ2 膜１８、１６、７，４を部分的にウエットエッ
チングする。この際、受光面にも予めレジスト（図示せ
ず）を塗布して保護しておく。次いで、前記フォトレジ
ストパターンを除去する［同図(o)］。
【００５８】(9)裏面にＡｌ−Ｓｉ（１％）１２を１μ
ｍの厚みでスパッタした後、配線用のフォトレジストパ
ターン１３を形成する［図２３(p)］。次いで、露出し
たＡｌ−Ｓｉをウエットエッチングして配線１４ｎ、１
４ｐを形成し、その後、前記レジストパターン１３を除
去する［同図(q)］。
ｍの厚みでスパッタした後、配線用のフォトレジストパ
ターン１３を形成する［図２３(p)］。次いで、露出し
たＡｌ−Ｓｉをウエットエッチングして配線１４ｎ、１
４ｐを形成し、その後、前記レジストパターン１３を除
去する［同図(q)］。
【００５９】(10) 受光面に形成されているＳｉ０2 膜
１６上に反射防止膜としてのＴｉＯ2１５を蒸着し、最
後にダイシングして太陽電池セルが完成する［同図
(r)］。
１６上に反射防止膜としてのＴｉＯ2１５を蒸着し、最
後にダイシングして太陽電池セルが完成する［同図
(r)］。
【００６０】本実施形態によれば、中間準位層２が分離
溝１７により遮断され、ｎ＋領域６とｐ＋領域９とを結
ぶ電流経路とならないので、中間準位層２の中間準位量
を増やしても漏れ電流が増加しない。この結果、前記図
１６に曲線Ｃで示したように、中間準位量を増すことに
より、開放電圧Ｖocを低下させることなく短絡電流Ｉsc
を増大させることができる。
溝１７により遮断され、ｎ＋領域６とｐ＋領域９とを結
ぶ電流経路とならないので、中間準位層２の中間準位量
を増やしても漏れ電流が増加しない。この結果、前記図
１６に曲線Ｃで示したように、中間準位量を増すことに
より、開放電圧Ｖocを低下させることなく短絡電流Ｉsc
を増大させることができる。
【００６１】なお、上記した各実施形態では、電子トラ
ップを含む中間準位層２を形成するために、ｐ型不純物
となるインジウムＩｎをイオン注入するものとして説明
したが、中間準位層２の導電性を打ち消して漏れ電流の
発生を防止するためには、ｐ型不純物のみならずｎ型不
純物のアンチモンＳｂ等をさらにイオン注入しても良
い。
ップを含む中間準位層２を形成するために、ｐ型不純物
となるインジウムＩｎをイオン注入するものとして説明
したが、中間準位層２の導電性を打ち消して漏れ電流の
発生を防止するためには、ｐ型不純物のみならずｎ型不
純物のアンチモンＳｂ等をさらにイオン注入しても良
い。
【００６２】また、ｐ型不純物とｎ型不純物との組み合
わせもＩｎ，Ｓｂに限定されるものではなく、Ｂ，Ａ
ｌ，Ｇａ，ＩｎやＰ，Ａｓ，Ｓｂを適宜に組み合わせて
も良い。この際、複数の不純物を導入して複数の異なる
中間準位を形成すれば、広範囲の波長にわたって太陽光
線を吸収できるようになる。
わせもＩｎ，Ｓｂに限定されるものではなく、Ｂ，Ａ
ｌ，Ｇａ，ＩｎやＰ，Ａｓ，Ｓｂを適宜に組み合わせて
も良い。この際、複数の不純物を導入して複数の異なる
中間準位を形成すれば、広範囲の波長にわたって太陽光
線を吸収できるようになる。
【００６３】さらに、上記した各実施形態では、中間準
位層を不純物のイオン注入により形成するものとして説
明したが、拡散により形成すれば、その結晶性をさらに
向上させることができる。
位層を不純物のイオン注入により形成するものとして説
明したが、拡散により形成すれば、その結晶性をさらに
向上させることができる。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。
成される。
【００６５】(1) バンドギャップ未満のエネルギしか有
しない光線は中間準位層で吸収され、ここで発生したキ
ャリアは中間準位層を貫通して各半導体領域まで達する
ので、中間準位層内で再結合により消滅する確率が減少
する。また、バンドギャップ以上のエネルギを有する光
線は基板内で吸収され、ここで発生したキャリアは中間
準位層を通ることなく各半導体領域２へ引き込まれるの
で、再結合により消滅する確率が減少する。
しない光線は中間準位層で吸収され、ここで発生したキ
ャリアは中間準位層を貫通して各半導体領域まで達する
ので、中間準位層内で再結合により消滅する確率が減少
する。また、バンドギャップ以上のエネルギを有する光
線は基板内で吸収され、ここで発生したキャリアは中間
準位層を通ることなく各半導体領域２へ引き込まれるの
で、再結合により消滅する確率が減少する。
【００６６】(2) 中間準位層が不純物層なので、中間準
位層と第１導電型および第２導電型半導体領域とを同一
面に形成する場合でも、各半導体領域を形成する前に中
間準位層を基板全面に形成できる。したがって、中間準
位層を形成するためのマスクが不要となって製造プロセ
スが簡素化され、耐久性に優れた太陽電池を簡単な製造
プロセスで生産できるようになる。また、バンドギャッ
プ未満のエネルギしか有しない光線も基板全面で発電に
利用できるので、エネルギ変換効率の一層の向上が可能
になる。
位層と第１導電型および第２導電型半導体領域とを同一
面に形成する場合でも、各半導体領域を形成する前に中
間準位層を基板全面に形成できる。したがって、中間準
位層を形成するためのマスクが不要となって製造プロセ
スが簡素化され、耐久性に優れた太陽電池を簡単な製造
プロセスで生産できるようになる。また、バンドギャッ
プ未満のエネルギしか有しない光線も基板全面で発電に
利用できるので、エネルギ変換効率の一層の向上が可能
になる。
【００６７】(3) 中間準位層に複数種類の不純物を導入
して、その導電性を打ち消すようにしたので、中間準位
層を介した漏れ電流を減少させることができる。
して、その導電性を打ち消すようにしたので、中間準位
層を介した漏れ電流を減少させることができる。
【００６８】(4) 中間準位層が分離溝により遮断され、
中間準位層が第１導電型半導体領域と第２導電型半導体
領域とを結ぶ電流経路とならないので、中間準位層の中
間準位量を増やしても漏れ電流が増加しない。したがっ
て、中間準位量を増すことにより、開放電圧Ｖocを低下
させることなく短絡電流Ｉscを増大させることができ
る。
中間準位層が第１導電型半導体領域と第２導電型半導体
領域とを結ぶ電流経路とならないので、中間準位層の中
間準位量を増やしても漏れ電流が増加しない。したがっ
て、中間準位量を増すことにより、開放電圧Ｖocを低下
させることなく短絡電流Ｉscを増大させることができ
る。
【図１】 本発明の第１実施形態の断面図である。
【図２】 第１実施形態の動作原理を示した断面図であ
る。
る。
【図３】 第１実施形態の製造方法を示した断面図（そ
の１）である。
の１）である。
【図４】 第１実施形態の製造方法を示した断面図（そ
の２）である。
の２）である。
【図５】 第１実施形態の製造方法を示した断面図（そ
の３）である。
の３）である。
【図６】 第１実施形態の製造方法を示した断面図（そ
の４）である。
の４）である。
【図７】 第１実施形態の製造方法を示した断面図（そ
の５）である。
の５）である。
【図８】 本発明の第２実施形態の断面図である。
【図９】 第２実施形態の製造方法を示した断面図（そ
の１）である。
の１）である。
【図１０】 第２実施形態の製造方法を示した断面図
（その２）である。
（その２）である。
【図１１】 第２実施形態の製造方法を示した断面図
（その３）である。
（その３）である。
【図１２】 第２実施形態の製造方法を示した断面図
（その４）である。
（その４）である。
【図１３】 第２実施形態の製造方法を示した断面図
（その５）である。
（その５）である。
【図１４】 第２実施形態と従来技術との性能を比較し
た図である。
た図である。
【図１５】 電流特性と出力特性とを示した図である。
【図１６】 中間準位量の増大に伴う技術課題を示した
図である。
図である。
【図１７】 本発明の第３実施形態の断面図である。
【図１８】 第３実施形態の製造方法を示した断面図
（その１）である。
（その１）である。
【図１９】 第３実施形態の製造方法を示した断面図
（その２）である。
（その２）である。
【図２０】 第３実施形態の製造方法を示した断面図
（その３）である。
（その３）である。
【図２１】 第３実施形態の製造方法を示した断面図
（その４）である。
（その４）である。
【図２２】 第３実施形態の製造方法を示した断面図
（その５）である。
（その５）である。
【図２３】 第３実施形態の製造方法を示した断面図
（その６）である。
（その６）である。
【図２４】 中間準位効果の原理を示した図である。
【図２５】 従来技術の断面図である。
１…基板，２…中間準位層，３、４、７、１６、１８…
Ｓｉ０2 膜，５…リンガラス，６…ｎ＋領域，８…ボロ
ンガラス，９…ｐ＋領域，１１ｎ，１１ｐ…コンタクト
ホール，１２…Ａｌ−Ｓｉ，１３…フォトレジストパタ
ーン，１４ｎ、１４ｐ…配線，１５…反射防止膜（Ｔｉ
Ｏ2 ），１７…分離溝
Ｓｉ０2 膜，５…リンガラス，６…ｎ＋領域，８…ボロ
ンガラス，９…ｐ＋領域，１１ｎ，１１ｐ…コンタクト
ホール，１２…Ａｌ−Ｓｉ，１３…フォトレジストパタ
ーン，１４ｎ、１４ｐ…配線，１５…反射防止膜（Ｔｉ
Ｏ2 ），１７…分離溝
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体基板の一方の主面に受光面が形成
された太陽電池において、 前記受光面に沿って形成され、電子トラップを含む中間
準位層と、 前記半導体基板の他方の主面に形成された第１導電型お
よび第２導電型半導体領域とを具備したことを特徴とす
る太陽電池。 - 【請求項２】 前記中間準位層が不純物層であることを
特徴とする請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 半導体基板の一方の主面に受光面が形成
された太陽電池において、 前記半導体基板の他方の主面に形成された第１導電型お
よび第２導電型半導体領域と、 前記半導体基板の他方の主面に形成され、電子トラップ
を含む中間準位層とを具備し、 前記中間準位層が不純物層であることを特徴とする太陽
電池。 - 【請求項４】 前記中間準位層を前記第１導電型および
第２導電型半導体領域の間で分離する分離手段を具備し
たことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。 - 【請求項５】 前記分離手段は、半導体基板の他方の主
面から前記中間準位層に穿設された分離溝であることを
特徴とする請求項４に記載の太陽電池。 - 【請求項６】 前記中間準位層が前記他方の主面の全面
に形成されたことを特徴とする請求項３ないし５のいず
れかに記載の太陽電池。 - 【請求項７】 第１導電型および第２導電型半導体領域
の接合が、前記中間準位層よりも深い位置まで達してい
ることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載
の太陽電池。 - 【請求項８】 前記中間準位層が、第１導電型および第
２導電型の不純物を含むことを特徴とする請求項２ない
し７のいずれかに記載の太陽電池。 - 【請求項９】 前記中間準位層が電気的に中性となるよ
うに、前記各不純物の量が調整されたことを特徴とする
請求項８に記載の太陽電池。 - 【請求項１０】 半導体基板の一方の主面に不純物を導
入して電子トラップを含む中間準位層を形成する工程
と、 前記半導体基板の他方の主面に第１導電型および第２導
電型の不純物をそれぞれ導入して第１導電型および第２
導電型領域を形成する工程と、 前記第１導電型および第２導電型領域に外部電極を形成
する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方
法。 - 【請求項１１】 半導体基板の一方の主面に不純物を導
入して電子トラップを含む中間準位層を形成する工程
と、 前記中間準位層が形成された一方の主面に第１導電型お
よび第２導電型の不純物をそれぞれ導入して第１導電型
および第２導電型領域を形成する工程と、 前記第１導電型および第２導電型領域に外部電極を形成
する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方
法。 - 【請求項１２】 前記中間準位層を、前記第１導電型領
域と第２導電型領域との間で分離する工程を含むことを
特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項１３】 前記分離する工程は、前記中間準位層
に半導体基板の一方の主面から分離溝を形成する工程で
あることを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の製
造方法。 - 【請求項１４】 第１導電型および第２導電型半導体領
域を、その接合が前記中間準位層よりも深い位置まで達
するように形成することを特徴とする請求項１１ないし
１３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001143068A JP2002057352A (ja) | 2000-06-02 | 2001-05-14 | 太陽電池およびその製造方法 |
| US09/867,444 US20010050404A1 (en) | 2000-06-02 | 2001-05-31 | Solar cell and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000165757 | 2000-06-02 | ||
| JP2000-165757 | 2000-06-02 | ||
| JP2001143068A JP2002057352A (ja) | 2000-06-02 | 2001-05-14 | 太陽電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002057352A true JP2002057352A (ja) | 2002-02-22 |
Family
ID=26593214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001143068A Pending JP2002057352A (ja) | 2000-06-02 | 2001-05-14 | 太陽電池およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2002057352A (ja) |
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- 2001-05-31 US US09/867,444 patent/US20010050404A1/en not_active Abandoned
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