JP2002368238A - タンデム型太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電特性が高くかつ製造コストを低減した３
端子型のタンデム型太陽電池およびその製造方法を提供
する。 【解決手段】 IV族半導体下部セル上にIII-Ｖ族化合物
半導体上部セルを積層した３端子型のタンデム型の太陽
電池において、一導電型層が下部セルの裏面全体に拡散
層として形成され、反対導電型層が下部セルの裏面の一
箇所以上に拡散層として形成されており、反対導電型層
は一導電型層よりもドーパント濃度が高く且つ拡散深さ
が小さいか又は大きい。上部セルと下部セルの導電型が
反対であって、両セル間にトンネル接合が介在する形態
も可能。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換効果の得
られる波長範囲が異なる異種材料の半導体で形成した複
数の単位太陽電池（セル）を積層して成るタンデム型太
陽電池、特に３端子型のタンデム型太陽電池に関し、よ
り詳しくは、製造プロセスにおける熱処理による上部セ
ルおよび下部セルの発電特性の劣化を防止すると同時
に、下部セルの発生電圧を向上させた３端子型のタンデ
ム型太陽電池およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンデム型太陽電池は、光電変換効果の
得られる波長範囲が異なる異種材料の半導体で形成した
複数の単位太陽電池（セル）を積層し、太陽光波長分布
の広い範囲を各セルで分担することにより、太陽光エネ
ルギーを電気エネルギーに変換する光電変換効率を高め
ることができる。したがって、異種半導体の選択は、で
きるだけ広い波長範囲をカバーできるように行うことが
望ましい。

【０００３】これまで、高い光電変換効率を得る観点か
ら、例えば特開平８-２０４２１５号公報、特開平９-６
４３８６号公報、特開平１０-２７０７２６号公報に開
示されているように、異種のIII-Ｖ族化合物半導体を積
層したタンデム型太陽電池の開発が先行していた。

【０００４】しかし、近年は、性能に加えてコストも重
視され始めたため、安価なIV族半導体基板上にIII-Ｖ族
化合物半導体をエピタキシャル成長させたタンデム型太
陽電池の開発が行われている。その際、各セルを直列接
続した従来からの構造を採用すると、電流の不整合やト
ンネル接合による損失が避けられない。

【０００５】すなわち、従来構造では、受光側の単位太
陽電池（上部セル）と裏面側の単位太陽電池（下部セ
ル）との間に、トンネルダイオードが挟み込まれた構造
となっている。また、受光側には上部電極が、裏面側に
は下部電極がそれぞれ設けられている。そして、上部セ
ルがバンドギャップ（Ｅｇ）の大きい半導体から成り、
下部セルがバンドギャップの小さい半導体から成り、上
部セルと下部セルが直列接続された２端子構造であり、
全体として１つの太陽電池として作動する。

【０００６】この構造においては、上部セルと下部セル
との間でキャリアの移動が起きるため、上部セルと下部
セルの厚さは、両者に流れる電流量が整合する厚さでな
ければ電流損失が発生するという問題があり、光電変換
効率にとって最適な厚さとすることができない上、両セ
ル間のトンネルダイオードでの抵抗損失やキャリアの再
結合損失の発生が避けられない、という問題があった。

【０００７】本出願人は、上記の問題を解決するため
に、特開平１１-２７４５３２号公報に開示したよう
に、新たな構造の３端子型のタンデム型太陽電池を開発
した。その構造を図５に示す。図５に示した３端子型の
タンデム型太陽電池１０は、裏面側単位太陽電池として
の下部セル１４を構成するIV族半導体基板上に、バッフ
ァ層１６を介して、受光側単位太陽電池としての上部セ
ル１２を構成するIII-Ｖ族化合物半導体層を積層したタ
ンデム型の太陽電池である。

【０００８】上部セル１２は、エネルギーバンドギャッ
プ（Ｅｇ）の広いIII-Ｖ族化合物半導体から成り、上部
領域のｐ+層１２Ａ、中間領域のｎ層１２Ｂ、下部領域
のｎ+層１２Ｃの、合計３層で構成されている。太陽電
池１０の受光面１Ｆに設けられた上部電極１８は、上部
セル１２の一方の電極を構成しており、太陽電池１０の
最上層である反射防止膜２０を貫通するコンタクト層２
２とその下の窓層２４とを介して、その下に位置する上
記のｐ+層１２Ａと電気的に接続されている。

【０００９】下部セル１４は、エネルギーバンドギャッ
プの狭いIV族半導体から成り、上部領域のｎ+層１４
Ａ、中間領域のｎ層（ｎ型Ｇｅ基板の芯部）１４Ｂの２
層と、下部領域のｎ+層（一導電型層）１４Ｃおよびｐ+
層（反対導電型層）１４Ｄの２層の、合計４層で構成さ
れている。太陽電池１０の裏面１Ｒに設けられた裏面電
極２６および２８（それぞれ、等価な複数の電極２６，
２６および等価な複数の電極２８，２８として図示）
は、この裏面１Ｒ側の下部セル１４内に形成されたｎ+
層１４Ｃとｐ+層１４Ｄとにそれぞれ独立して接続され
ており、下部セル１４の一対の電極を構成すると共に、
これら一対の電極２６、２８のうちの一方２６が上部セ
ル１２の他方の電極としても兼用される。

【００１０】この３端子構造においては、個々の単位太
陽電池（セル）１２、１４で発生したキャリアに応じ
て、個々のセルからそれぞれ電流を取り出せるから、両
セルに流れる電流を整合する必要はなく、各セルの厚さ
は制限されずに光電変換効率にとって最適化することが
可能になると同時に、再結合損失を大幅に低減できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記３端子構
造のタンデム型太陽電池は、前述のセル直列接続構造と
比較すると、下記の点で特性上およびコスト上の改善の
余地があった。

【００１２】第一点は、構造に直接起因する特性上の課
題であり、下部セルの光電変換効率すなわち発生電力の
向上が難しいことである。発生電力は発生電圧と発生電
流で決まるが、まず、下部セルの発生電圧を増加させる
ことが難しい。これは、下部セルのキャリア移動特性を
向上させるためにキャリア濃度の小さい高抵抗基板を用
いるため、光照射時にｐｎ接合に生じるｐ層とｎ層との
電位差、すなわち擬似フェルミ準位のエネルギー差が小
さくなるからである。また、下部セルの発生電流を増加
させることも難しい。これは、下部セル裏面（特に図５
にＳで示した電極間領域）での再結合損失が避けられな
いためである。

【００１３】第二点は、構造を形成するための製造工程
に起因する特性上およびコスト上の問題点である。すな
わち、３端子構造を形成するために直列接続構造の形成
に比べて多数回あるいは長時間の熱処理が必要になるこ
とである。これは特に、３端子構造における下部セルの
形成には、ｐ+層、ｎ+層の微細パターン形成が必要であ
り、そのための保護膜形成、拡散処理等に多数回あるい
は長時間の熱処理が必要となるからである。

【００１４】特に、熱処理時間の増加に伴い、下記の点
で特性上の課題があった。 (1) 下部セルを構成するIV族半導体基板のキャリアラ
イフタイムが減少し、発電特性が低下する。これは、長
時間の熱処理あるいは加熱・冷却の繰り返しにより基板
中に結晶欠陥が増加し、欠陥によるキャリアの補足確率
が増加するからである。

【００１５】(2) 下部セルおよび上部セルの特性が互
いに相手のセルの形成時の熱処理により影響されて、本
来の発電特性が得られない。すなわち、下部セルを形成
後に上部セルを形成する場合には、上部セル形成時の熱
処理により、下部セル裏面のｐ+層、ｎ+層で拡散が起き
てしまいドーパント濃度の低下や拡散深さの増加が生じ
て発電特性が低下する。逆に、上部セルを形成後に下部
セルを形成する場合、下部セル裏面のｐ+層、ｎ+層の形
成時の熱処理により上部セルの半導体層で元素の相互拡
散が生じて設計値と異なる構造となり発電特性が低下す
る。

【００１６】更に、コスト上の課題として、前述のよう
に下部セルの形成にｐ+層、ｎ+層の微細パターン形成が
必要なため、処理工程が複雑になり製造コストが増加す
る。

【００１７】本発明は、下部セルの発電特性の向上を可
能とし、上部セル・下部セルの発電特性低下の原因とな
る多数回あるいは長時間の熱処理を必要とせず、また製
造コストを増加させる複雑な処理工程を必要とせずに作
製できる、新規な構造の３端子型のタンデム型太陽電池
およびその製造方法を提供することを第一の目的とす
る。

【００１８】本発明は更に、従来の３端子型のタンデム
型太陽電池を、上部セル・下部セルの発電特性低下の原
因となる多数回あるいは長時間の熱処理を必要とせずに
作製できる３端子型タンデム型太陽電池の製造方法を提
供することを第二の目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的を達成
するために、第一発明によれば、裏面側単位太陽電池を
構成するIV族半導体基板上に、受光側単位太陽電池を構
成するIII-Ｖ族化合物半導体層を積層したタンデム型の
太陽電池であって、上記太陽電池の受光面に設けられ、
上記受光側単位太陽電池の一方の電極を構成する上部電
極と、前記太陽電池の裏面に設けられ、この裏面側に形
成された一導電型層と反対導電型層とにそれぞれ独立し
て接続されて上記裏面側単位太陽電池の一対の電極を構
成すると共に、これら一対の電極のうちの一方が上記受
光側単位太陽電池の他方の電極としても兼用される裏面
電極と、を備えたタンデム型太陽電池において、上記一
導電型層は上記裏面側単位太陽電池の裏面全体に該裏面
からの拡散層として形成され、上記反対導電型層は、上
記裏面側単位太陽電池の裏面の一箇所以上に該裏面から
の拡散層として形成され、上記一導電型層よりもドーパ
ント濃度が高く且つ拡散深さが小さい、ことを特徴とす
るタンデム型太陽電池が提供される。

【００２０】第一発明のタンデム型太陽電池において、
上記反対導電型層の拡散深さは、前述のように上記一導
電型層の拡散深さより小さくせず、上記一導電型層の拡
散深さより大きくすることもできる。

【００２１】また、第一発明のタンデム型太陽電池にお
いて、上記IV族半導体基板と上記III-Ｖ族化合物半導体
とは導電型が反対であり、上記受光側単位太陽電池と上
記裏面側単位太陽電池との間にトンネル接合が介在する
態様とすることができる。

【００２２】更に、上記の第一の目的を達成するため
に、第二発明によれば、第一発明のタンデム型太陽電池
の製造方法であって、IV族半導体基板の裏面全体に、前
記一導電型層のドーパントを主成分として含む絶縁膜を
形成する工程、該IV族半導体基板の上面に少なくともII
I-Ｖ族化合物半導体層を形成する工程であって、この工
程中に行う熱処理により、上記絶縁膜の上記ドーパント
を上記裏面から上記基板の裏面側へ拡散させて前記一導
電型層を形成する工程、上記IV族半導体基板の裏面の、
前記反対導電型層を形成する箇所に、上記絶縁膜を貫通
する開口を形成する工程、上記開口内に上記反対導電型
層のドーパントから成る層を形成する工程、および前記
熱処理より低温で熱処理を行うことにより上記反対導電
型層のドーパントを上記IV族半導体基板の方向へ拡散さ
せて前記反対導電型の層を形成する工程、を上記の順に
行うことを特徴とするタンデム型太陽電池の製造方法が
提供される。

【００２３】第二発明の製造方法において、前記反対導
電型層のドーパントの拡散深さを、前記一導電型層のド
ーパントの拡散深さより小さくすることもできるし、大
きくすることもできる。

【００２４】また、第二発明の製造方法において、前記
IV族半導体基板の上面に少なくともIII-Ｖ族化合物半導
体層を形成する工程は、該III-Ｖ族化合物半導体層の形
成前にトンネル接合を形成する工程を含むことができ
る。更に、上記の第二の目的を達成するために、第三発
明によれば、裏面側単位太陽電池を構成するIV族半導体
基板上に、受光側単位太陽電池を構成するIII-Ｖ族化合
物半導体層を積層したタンデム型の太陽電池の製造方法
であって、上記太陽電池の受光面に設けられ、上記受光
側単位太陽電池の一方の電極を構成する上部電極と、前
記太陽電池の裏面に設けられ、この裏面側に形成された
一導電型層と反対導電型層とにそれぞれ独立して接続さ
れて上記裏面側単位太陽電池の一対の電極を構成すると
共に、これら一対の電極のうちの一方が上記受光側単位
太陽電池の他方の電極としても兼用される裏面電極と、
を備えたタンデム型太陽電池の製造方法において、IV族
半導体基板の裏面の、上記一導電型層および上記反対導
電型層の形成予定箇所に、イオン注入により、上記一導
電型および上記反対導電型の各ドーパント元素が高濃度
に含まれる高ドーパント領域を形成する工程、および該
IV族半導体基板の上面に少なくともIII-Ｖ族化合物半導
体層を形成する工程であって、この工程中に行う熱処理
により、上記高ドーパント領域の上記ドーパントを上記
裏面から上記基板の裏面側へ拡散させて前記一導電型層
および前記反対導電型層を形成する工程、を含むことを
特徴とするタンデム型太陽電池の製造方法が提供され
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕図１に、本発明に
よる３端子構造のタンデム型太陽電池の一実施形態を示
す。本実施形態によるタンデム型太陽電池１００は、下
部セル１４の裏面１４Ｒ全体に形成されたｎ+層（一導
電型層）１４Ｃよりもドーパント濃度が高いｐ+層（反
対導電型層：下部セルの裏面の一箇所以上に形成）１４
Ｄの拡散深さｄpがｎ+層（一導電型層）１４Ｃの拡散深
さｄnより小さい形態である。

【００２６】図示したタンデム型太陽電池１００は、裏
面側単位太陽電池としての下部セル１４を構成するIV族
半導体基板上に、バッファ層１６を介して、受光側単位
太陽電池としての上部セル１２を構成するIII-Ｖ族化合
物半導体層を積層したタンデム型の太陽電池である。バ
ッファ層１６は、下部セル１４のIV族半導体１４と上部
セルのIII-Ｖ族化合物半導体１２との格子定数差による
格子歪みを解消して、III-Ｖ族化合物半導体１２のエピ
タキシャル成長を可能にする。

【００２７】上部セル１２は、エネルギーバンドギャッ
プ（Ｅｇ）の広いIII-Ｖ族化合物半導体から成り、上部
領域のｐ+層１２Ａ、中間領域のｎ層１２Ｂ、下部領域
のｎ+層１２Ｃの、合計３層で構成されている。

【００２８】太陽電池１００の受光面１０Ｆに設けられ
た上部電極１８は、上部セル１２の一方の電極を構成し
ており、太陽電池１００の最上層である反射防止膜２０
を貫通するコンタクト層２２とその下の窓層２４とを介
して、その下に位置する上記のｐ+層１２Ａと電気的に
接続されている。

【００２９】下部セル１４は、エネルギーバンドギャッ
プの狭いIV族半導体から成り、上部領域のｎ+層１４
Ａ、中間領域のｎ層（ｎ型Ｇｅ基板の芯部）１４Ｂの２
層と、下部領域のｎ+層（一導電型層）１４Ｃおよびｐ+
層（反対導電型層）１４Ｄの２層の、合計４層で構成さ
れている。

【００３０】太陽電池１００の裏面１０Ｒに設けられた
裏面電極２６および２８（それぞれ、等価な複数の電極
２６，２６および等価な複数の電極２８，２８として図
示）は、この裏面１０Ｒ側の下部セル１４内に形成され
たｎ+層１４Ｃとｐ+層１４Ｄとにそれぞれ独立して接続
されており、下部セル１４の一対の電極を構成すると共
に、これら一対の電極２６、２８のうちの一方２６が上
部セル１２の他方の電極としても兼用される。

【００３１】本実施形態の特徴として、ｎ+層（一導電
型層）１４Ｃは下部セル１４の裏面１４Ｒ全体に裏面１
４Ｒからの拡散層として形成されており、一方、ｐ+層
（反対導電型層）１４Ｄは下部セル１４の裏面１４Ｒの
一箇所以上（一箇所でも可。通常は複数箇所。図では２
箇所を表示。）に裏面１４Ｒからの拡散層として形成さ
れていて、ｐ+層１４Ｄはドーパント濃度がｎ+層１４Ｃ
のドーパント濃度より高く、かつ拡散深さｄｐがｎ+層
１４Ｃの拡散深さｄｎより小さい。

【００３２】上記の構造としたことにより、ｎ+層１４
Ｃが小数キャリアに対するエネルギー障壁として機能
し、下部セル１４内の小数キャリア（図示の例では正
孔）が下部セル１４の裏面１４Ｒに近づき難くなるた
め、裏面１４Ｒの裏面電極２６と２８との間の表面（図
５のＳ）での再結合損失が減少して発生電流が増加す
る。

【００３３】同時に、下部セル１４の裏面１４Ｒ側のｎ
+層１４Ｃとｐ+層１４Ｄとで形成するｐｎ接合は高キャ
リア濃度ｐ+層/高キャリア濃度ｎ+層のｐｎ接合とな
り、従来の３端子構造における高キャリア濃度ｐ+層/低
キャリア濃度ｎ+層とで形成するｐｎ接合に比べて、発
生電圧（開放電圧）を増加させることができる。このよ
うに、発生電流および発生電圧が共に増加するので、発
生電力が増加すなわち光電変換効率が向上する。

【００３４】更に、後に製造方法の説明で詳述するよう
に、本発明の構造は上部セル・下部セルの形成を互いの
セル特性に影響を及ぼさずに行うことができる。加え
て、下部セルの微細加工が不要なため製造コストを低減
できる。

【００３５】本実施形態による３端子タンデム型太陽電
池１００の一つの実施例は下記のとおりである。（下記
において、「Eg」は「エネルギーバンドギャップ」、
「Ｃ」は「キャリア濃度」、「ｄ」は「厚さ(拡散深
さ)」の意。）

【００３６】 上部電極(18) ：Au（櫛状の微細電極） 反射防止膜(20)：MgF₂/ZnS２層構造 窓層(24) ：GaInP（ｄ＝0.03μm） 上部セル(12) ：GaAs（Eg＝1.42eV） ・上部領域ｐ+層(12A） ：Ｃ＝2×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.1μm ・中間領域ｎ層（12B） ：Ｃ＝1×10¹⁷cm^-3、ｄ＝3.0μm ・下部領域ｎ+層(12C） ：Ｃ＝2×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.1μm バッファ層(16)：ｎ+型GaAs層、Ｃ＝5×10¹⁸cm^-3、ｄ＝2μm 下部セル(14) ：Ge（Eg＝0.66eV） ・上部領域ｎ+層(14A） ：Ｃ＝1×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.5μm ・中間領域ｎ層（14B） ：Ｃ＝1×10¹⁵cm^-3、ｄ＝200μm(Ge基板総厚さ) ・下部領域ｎ+層(14C） ：Ｃ＝3×10¹⁸cm^-3、ｄ＝2μm ・下部領域ｐ+層(14D） ：Ｃ＝1×10¹⁹cm^-3、ｄ＝1μm 裏面電極 ：Au

【００３７】なお、本実施例ではセル構成をＧａＡｓ上
部セル／Ｇｅ下部セルの２材料構成としたが、この構成
に限定する必要は無く、例えばＧａＡｓセルの上層やＧ
ａＡｓセルとＧｅセルとの間の層として、ＧａＩｎＰ、
ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ等の層を設けた３材料構成
とすることができる。

【００３８】また、本実施例ではIII-Ｖ族化合物半導体
としてＧａＡｓを用いたが、これに限定する必要は無
く、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、Ｇ
ａＳｂ、ＡｌＳｂ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＧａＩ
ｎＡｓ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎ
ＰＳｂ等を用いることができる。

【００３９】更に、本実施例ではIV族半導体基板として
Ｇｅ基板を用いたが、これに限定する必要は無く、Ｓ
ｉ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＣＳｉＧｅ等の基板を用いるこ
とができる。また、ｐ層とｎ層との組み合わせは、本実
施例の組み合わせに限定する必要は無く、これと逆の組
み合わせを用いることができる。

【００４０】本実施例においては、IV族半導体基板とし
てＧｅ基板を選択したことにより、高性能化に適したII
I-Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓとの格子整合が容易
に実現できるという利点がある。また、Ｇｅ基板のキャ
リア濃度を小さくしたことにより、Ｇｅ基板を用いた裏
面電極型構造のタンデム型太陽電池を実現できる。

【００４１】〔実施形態２〕図２に、本発明の他の実施
形態による３端子構造のタンデム型太陽電池２００を示
す。本実施形態は、下部セル１４の裏面１４Ｒ全体に形
成されたｎ+層（一導電型層）１４Ｃよりもドーパント
濃度が高いｐ+層（反対導電型層：下部セルの裏面の一
箇所以上に形成）１４Ｄの拡散深さｄpがｎ+層（一導電
型層）１４Ｃの拡散深さｄnより大きい点が実施形態１
と異なる。他の構成は実施形態１と同様である。

【００４２】上記の構造としたことにより、小数キャリ
アである正孔がｐ+層１４Ｄまで移動する距離が短くな
り、かつ、再結合損失が増加する裏面側ｎ+層１４Ｃを
通過することなくｐ+層１４Ｄに正孔を収集できるの
で、発生電流を増加させることができる。これにより、
発生電力が増加すなわち光電変換効率が向上する。ま
た、実施形態１と同様に、ｎ+層１４Ｃがエネルギー障
壁として機能することによる発生電流増加効果および下
部セルの微細加工が不要なことによる製造コスト低減効
果が得られる。

【００４３】本実施形態による３端子タンデム型太陽電
池２００の一つの実施例は下記の点が特徴であり、他の
点は実施形態１の実施例と同様である。すなわち、下部
セル１４の下部領域に形成するｎ+層１４Ｃ、ｐ+層１４
Ｄのキャリア濃度Ｃおよび拡散深さｄを下記のとおりと
する。 ・ｎ+層(14C) ：Ｃ＝3×10¹⁸cm^-3、ｄ＝1μm ・ｐ+層(14D) ：Ｃ＝1×10¹⁹cm^-3、ｄ＝3μm

【００４４】また、III-Ｖ族化合物半導体の選択、IV族
半導体基板の選択、およびｐ層とｎ層との組み合わせに
ついては、実施形態１と同様である。更に、IV族半導体
基板としてＧｅ基板を選択したことによる利点、Ｇｅ基
板のキャリア濃度を小さくしたことによる利点も、実施
形態１と同様に得られる。

【００４５】〔実施形態３〕図３に、本発明のもう一つ
の実施形態による３端子構造のタンデム型太陽電池３０
０を示す。本実施形態は、下部セル１４を構成するIV族
半導体基板と上部セル１２を構成するIII-Ｖ族化合物半
導体とは導電型が反対であり、下部セル１４と上部セル
１２との間にトンネル接合３０が介在する点が実施形態
１と異なる。他の構成は実施形態１と同様である。上部
セル１２と下部セル１４の導電型が異なるため、上部セ
ル１２で生成した正孔を裏面電極へ収集するためにトン
ネル接合３０を設けた。

【００４６】上記の構造としたことにより、実施形態１
の構造と併せて、上部セル１２と下部セル１４の導電型
をそれぞれｐ型およびｎ型のどちらでも自在に選択して
組み合わせができる。すなわち、実際に用いる各セルの
半導体材料の特性に応じて、最も発電特性が高くなるよ
うに任意に上部セル・下部セルの導電型を組み合わせる
ことができる。これは、下部に裏面電極を備えた３端子
タンデム型太陽電池であるからこそ可能となる。

【００４７】また、実施形態１と同様に、ｎ+層１４Ｃ
がエネルギー障壁として機能することによる発生電流増
加効果、高キャリア濃度ｐ+層/高キャリア濃度ｎ+層の
ｐｎ層による発生電圧増加効果および下部セルの微細加
工が不要なことによる製造コスト低減効果が得られる。

【００４８】本実施形態による３端子タンデム型太陽電
池３００の一つの実施例は下記のとおりである。（下記
において、「Eg」は「エネルギーバンドギャップ」、
「Ｃ」は「キャリア濃度」、「ｄ」は「厚さ(拡散深
さ)」の意。）

【００４９】 上部電極(18) ：Au（櫛状の微細電極） 反射防止膜(20)：MgF₂/ZnS２層構造 窓層(24) ：GaInP（ｄ＝0.03μm） 上部セル(12) ：GaAs（Eg＝1.42eV） ・上部領域ｎ+層(12A） ：Ｃ＝2×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.1μm ・中間領域ｐ層（12B） ：Ｃ＝1×10¹⁷cm^-3、ｄ＝3.0μm ・下部領域ｐ+層(12C） ：Ｃ＝2×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.1μm トンネル接合(30)：GaAs ・上部領域ｐ+層(30A） ：Ｃ＝1×10¹⁹cm^-3、ｄ＝0.05μm ・下部領域ｎ+層(30B） ：Ｃ＝1×10¹⁹cm^-3、ｄ＝0.05μm バッファ層(16)：ｎ+型GaAs層、Ｃ＝5×10¹⁸cm^-3、ｄ＝2μm 下部セル(14) ：Ge（Eg＝0.66eV） ・上部領域ｎ+層(14A） ：Ｃ＝1×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.5μm ・中間領域ｎ層（14B） ：Ｃ＝1×10¹⁵cm^-3、ｄ＝200μm(Ge基板総厚さ) ・下部領域ｎ+層(14C） ：Ｃ＝3×10¹⁸cm^-3、ｄ＝2μm ・下部領域ｐ+層(14D） ：Ｃ＝1×10¹⁹cm^-3、ｄ＝1μm 裏面電極 ：Au

【００５０】ここで、実施形態１の場合と同様に、III-
Ｖ族化合物半導体材料、IV族半導体基板材料、およびｐ
層とｎ層との組み合わせを選択することができる。ま
た、IV族半導体基板としてＧｅ基板を選択したことによ
る利点、Ｇｅ基板のキャリア濃度を小さくしたことによ
る利点も、実施形態１と同様に得られる。

【００５１】特に本実施例においては、上部セル１２と
下部セル１４との間にトンネル接合を介在させたことに
より下記の効果が得られる。第一点として、上部ＧａＡ
ｓセル１２のベースがｐ型であるので、ＧａＡｓセル１
２内を長距離移動する小数キャリアは電子である。Ｇａ
Ａｓの場合、電子は正孔に比べて移動度がはるかに大き
く、界面に到達して再結合により消滅する確率が高い。
したがって移動度の大きい電子を小数キャリアとし、移
動度の小さい正孔を多数キャリアとすることにより、界
面での再結合損失を減少させ、発生電流を増加させるこ
とができる。

【００５２】第二点として、上部ＧａＡｓセル１２と下
部Ｇｅセル１４をｎ層同士で接続することができる（図
３中で、トンネル接合３０のｎ+層３０Ｂと、ｎ＋バッ
ファ層１６と、下部セルｎ＋層１４Ａとの接合）。Ｇａ
ＡｓとＧｅとの接続を行う際の熱処理により、ＧａＡｓ
のＡｓがＧｅ中へ、ＧｅがＧａＡｓ中へ相互に拡散す
る。そのため、ＧａＡｓとＧｅをｐ層同士で接続する
と、界面近傍にｎ層が生成してｐｎｐ構造が形成される
ため、抵抗損失が増加する。ｎ層同士での接続とするこ
とでこの問題が生じない。これらにより、実施形態１の
実施例による効果に加えて、発電特性すなわち光電変換
効率を更に向上させることができる。

【００５３】〔実施形態４〕図４に、本発明の更にもう
一つの実施形態による３端子構造のタンデム型太陽電池
４００を示す。本実施形態は、セル１４の裏面１４Ｒ全
体に形成されたｎ+層（一導電型層）１４Ｃよりもドー
パント濃度が高いｐ+層（反対導電型層：下部セルの裏
面の一箇所以上に形成）１４Ｄの拡散深さｄpがｎ+層
（一導電型層）１４Ｃの拡散深さｄnより大きい点が実
施形態３と異なる。他の構成は実施形態３と同様であ
る。

【００５４】上記の構造としたことにより、実施形態３
の効果に加えて、小数キャリアである正孔がｐ+層１４
Ｄまで移動する距離が短くなり、かつ、再結合損失が増
加する裏面側ｎ+層１４Ｃを通過することなくｐ+層１４
Ｄに正孔を収集できるので、発生電流を増加させること
ができる。これにより、発生電力が増加すなわち光電変
換効率が向上する。

【００５５】本実施形態による３端子タンデム型太陽電
池４００の一つの実施例は下記の点が特徴であり、他の
点は実施形態３の実施例と同様である。すなわち、下部
セル１４の下部領域に形成するｎ+層１４Ｃ、ｐ+層１４
Ｄのキャリア濃度Ｃおよび拡散深さｄを下記のとおりと
する。 ・ｎ+層(14C) ：Ｃ＝3×10¹⁸cm^-3、ｄ＝1μm ・ｐ+層(14D) ：Ｃ＝1×10¹⁹cm^-3、ｄ＝3μm

【００５６】〔実施形態５〕図６〜図１６を参照して、
実施形態１の３端子タンデム型太陽電池の製造方法の一
例を説明する。本発明による製造方法の特徴的な処理は
下記(1)(2)(3)のとおりである。 (1) IV族半導体基板１４（図６)の裏面１４Ｒ全体に、
一導電型層のドーパント（この例ではｎ型ドーパント）
を主成分として含む絶縁膜３２を形成する（図７)。絶
縁膜３２を保護膜３４で覆う（図８)。この段階ではｎ
型ドーパント拡散のための熱処理は行わない。ただし、
絶縁膜３２の形成時に浅い拡散層１４Ｃ´は形成する。

【００５７】(2) IV族半導体基板１４の上面に、バッ
ファ層１６（図９)および上部セル１２（図１０）を順
次形成する。そのために行う熱処理により、絶縁膜３２
のドーパントを裏面１４Ｒから基板１４の裏面側へ拡散
させて一導電型層（ｎ+型層）１４Ｃを形成する（図１
０)。同時に、バッファ層１６からの拡散により下部セ
ル１４の上部領域の一導電型層（ｎ+層)１４Ａが形成さ
れる。

【００５８】(3) 上部セル１２の上面に、窓層２４お
よびコンタクト層２２を順次形成した後（図１１)、下
部セル１４の裏面の、反対導電型層（図１のｐ+層１４
Ｄ)を形成する箇所に、絶縁膜３２および保護膜３４を
貫通する開口３６を形成する（図１２)。この開口３６
内に反対導電型（この例ではｐ型)のドーパントから成
る層３８を形成した（図１３)後に、前記(2)の熱処理よ
り低温で熱処理を行うことにより層３８のドーパントを
IV族半導体基板１４の方向へ拡散させて反対導電型の層
（ｐ+層)１４Ｄを形成する（図１４)。その後、コンタ
クト層１８を所定形状に加工し（図１５)、裏面電極２
６，２８を形成して３端子タンデム型太陽電池を完成す
る（図１６)。

【００５９】上記の製造方法により下記の利点が得られ
る。（Ａ）下部セル１４の上部領域ｎ+層１４Ａおよび
下部領域ｎ+層１４Ｃの形成には、そのためだけの熱処
理は行わず、上記(2)の熱処理を兼用するので、IV族半
導体基板１４のキャリアライフタイムが低下せずに維持
される。これにより再結合損失の増加が防止され、発生
電力すなわち光電変換効率が向上する。

【００６０】（Ｂ）上部セル１２および下部セル１４を
形成した後に、それに用いた熱処理よりも低温の熱処理
により下部セル１４の下部領域ｐ+層１４Ｄを形成する
ので、上部セル１２および下部セル１４を構成する各半
導体層（１２Ａ、１２Ｃ、１４Ａ、１４Ｃ）が熱処理に
よる影響を受けないため、これら半導体層のドーパント
濃度、拡散深さ（層厚さ）、層構造の変動が起きず、本
来の発電特性が得られる。また、下部領域ｐ+層１４Ｄ
の形成を低温の熱処理で行うことは、IV族基板１４のキ
ャリアライフタイムの低下防止にとっても有利である。

【００６１】本実施形態による製造方法の一実施例は下
記のとおりである。 〔工程１〕（図６） 下部セル１４を構成するIV族半導体基板としてｎ型Ｇｅ
基板１４（キャリア濃度Ｃ＝1×10¹⁵cm^-3、厚さｄ＝200
μm)を用意する。この基板上に良好にＧａＡｓを成長さ
せるために、基板面は必要に応じて（１００）面から２
〜６°（１１０）面にオフセットさせる。

【００６２】〔工程２〕（図７） ＣＶＤ法により、ｎ型Ｇｅ基板１４の裏面に、ｎ型ドー
パントとしてＰ（燐）を含有したＰＳＧ（燐含有シリカ
ガラス）の絶縁膜３２を形成する。その際、原料ガスの
分解のために必要に応じて高周波を用いる。原料ガスと
して、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、Ｏ₂(酸
素）、ＴＭＰ（トリメチル燐）を用い、４００〜４５０
℃にて形成する。このとき、ＰＳＧ膜３２中のＰがＧｅ
基板１４に拡散し、浅いｎ+層１４Ｃ´が形成する。

【００６３】〔工程３〕（図８） ＣＶＤ法により、ＰＳＧ膜３２の下面を覆うＳｉＮ_X保
護膜３４を形成する。その際、原料ガスの分解のために
必要に応じて高周波を用いる。

【００６４】〔工程４〕（図９） ＭＯＣＶＤ法により、Ｇｅ基板１４の上面にＧａＡｓバ
ッファ層１６を形成する。バッファ層１６は、キャリア
濃度Ｃ＝5×10¹⁸cm^-3であり、導電型はＧｅ基板１４と
同じくｎ型である。形成温度は５５０〜７００℃であ
る。

【００６５】〔工程５〕（図１０） ＭＯＣＶＤ法により、バッファ層１６上に、上部セル１
２の下部領域ｎ+層１２Ｃ、中間領域ｎ層１２Ｂ、上部
領域ｐ+層１２Ａを順次形成する。形成温度はバッファ
層１６と同じく５５０〜７００℃である。各層のキャリ
ア濃度Ｃおよび厚さｄは下記のとおりである。 ・上部領域ｐ+層(12A） ：Ｃ＝2×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.1μm ・中間領域ｎ層（12B） ：Ｃ＝1×10¹⁷cm^-3、ｄ＝3.0μm ・下部領域ｎ+層(12C） ：Ｃ＝2×10¹⁸cm^-3、ｄ＝0.1μm

【００６６】上記の工程４および工程５の５５０〜７０
０℃の熱処理により、下部セル（Ｇｅ基板）１４の裏面
側ｎ+層１４Ｃ´は拡散深さｄおよびキャリア濃度Ｃが
増加して、設計値どおりのｎ+層１４Ｃが形成される。
同時に、バッファ層１６に含まれるＡｓ（砒素）がＧｅ
基板１４の上部に拡散して下部セル１４の上部領域ｎ+
層１４Ａが形成される。

【００６７】〔工程６〕（図１１） ＭＯＣＶＤ法により、上部セル１２の上にＧａＩｎＰ窓
層２４およびＧａＡｓコンタクト層２２を順次形成す
る。ＧａＡｓコンタクト層２２により、後の工程で形成
する上部電極１８（図１６）とＧａＡｓ上部セル１２と
の間の抵抗損失を低減させる。

【００６８】〔工程７〕（図１２） リソグラフィープロセスにより、Ｇｅ基板１４の裏面
の、後に下部セル下部領域ｐ+層１４Ｄを形成する箇所
に、ＰＳＧ膜３２および保護膜３４を貫通する開口３６
を形成する。

【００６９】〔工程８〕（図１３） 蒸着法により、保護膜３４の下面および開口３６の内部
を覆うＡｌ（アルミニウム）薄膜３８を形成する。次い
で、リソグラフィープロセスにより、開口３６内部以外
のＡｌ薄膜３８を除去する。

【００７０】〔工程９〕（図１４） 不活性ガス雰囲気または還元性ガス雰囲気中にて、３０
０〜５５０℃の範囲で熱処理を行い、開口３６内のＡｌ
薄膜３８からＡｌをＧｅ基板１４側へ拡散させて、下部
セル下部領域ｐ+層１４Ｄを形成する。その際、上記範
囲内での熱処理温度の設定と、熱処理時間の設定によ
り、ｐ+層１４Ｄの拡散深さｄｐをｎ+層１４Ｃの拡散深
さｄｎより小さくする。このときの熱処理は、前述の工
程４および工程５で行った熱処理も低温で行うので、工
程４、５により既に形成されている各層（バッファ層１
６の形成、上部セル１２の上部領域ｐ+層１２Ａ、中間
領域ｎ層１２Ｂ、下部領域ｎ+層１２Ｃの形成、下部セ
ル１４の上部領域ｎ+層１４Ａと下部領域ｎ+層１４Ｃの
形成）は、工程９の熱処理によってキャリア濃度および
拡散深さ（層厚さ）が変動することがない。

【００７１】〔工程１０〕（図１５） 薬品処理により、開口３６内のＡｌ薄膜３８を除去す
る。（必要に応じて、保護膜３４およびＰＳＧ膜３２も
除去する。保護膜３４およびＰＳＧ膜３２を除去した場
合には、改めてＣＶＤ法等によりＳｉＮ_X膜等の保護膜
を形成する。） 次いで、リソグラフィープロセスにより、下部セル１４
の下部領域ｎ+層１４Ｃと接続する電極２６（図１６）
を形成する予定箇所に、保護膜３４およびＰＳＧ膜３２
を貫通する開口４０を形成する。すでに存在する開口３
６は、下部セル１４の下部領域ｐ+層１４Ｄと接続する
電極２８（図１６）の形成箇所となる。（保護膜３４お
よびＰＳＧ膜３２を除去して改めて保護膜を形成した場
合には、この保護膜に開口３６および開口４０を形成す
る。） また、リソグラフィープロセスにより、上部セル１２上
方にあるＧａＡｓコンタクト層２２を加工して、上部電
極１８の形成予定箇所にのみコンタクト層２２を残す。

【００７２】〔工程１１〕蒸着およびリソグラフィープ
ロセスにより、いずれもＡｕ（金）の上部電極１８、裏
面電極２６および２８を順次形成する。最後に、蒸着法
により、ＭｇＦ₂とＺｎＳの２材料で構成される２層反
射防止膜２０を形成する。以上の工程１〜工程１１によ
り、図１に示した実施形態１による３端子タンデム型太
陽電池１００が完成する。本実施形態では、図１に示し
た実施形態１の３端子タンデム型太陽電池を作製する例
を示したが、図２、３、４に示した実施形態２、３、４
の３端子タンデム型太陽電池も本実施形態の工程の一部
を下記のように変更することにより作製できる。

【００７３】図２に示した実施形態２の３端子タンデム
型太陽電池を作製するには、本実施形態の工程９（図１
４）において、３００〜５５０℃の範囲での熱処理の温
度・時間を高温・長時間に設定することにより、ｐ+層
１４Ｄの拡散深さｄｐをｎ+層１４Ｃの拡散深さｄｎよ
り深くする。これ以外は本実施形態と同様の処理を行
う。

【００７４】図３に示した実施形態３の３端子タンデム
型太陽電池を作製するには、本実施形態の工程４（図
９）において、バッファ層１６を形成した後、このバッ
ファ層１６上にトンネル接合３０を形成し、その後この
トンネル接合３０上に本実施形態の工程５（図１０）と
同様にして上部セル１２を形成する。これ以外は本実施
形態と同様の処理を行う。

【００７５】図４に示した実施形態４の３端子タンデム
型太陽電池を作製するには、本実施形態の工程４（図
９）において、バッファ層１６を形成した後、このバッ
ファ層１６上にトンネル接合３０を形成し、その後この
トンネル接合３０上に本実施形態の工程５（図１０）と
同様にして上部セル１２を形成する。更に、本実施形態
の工程９（図１４）において、３００〜５５０℃の範囲
での熱処理の温度・時間を高温・長時間に設定すること
により、ｐ+層１４Ｄの拡散深さｄｐをｎ+層１４Ｃの拡
散深さｄｎより深くする。その他は本実施形態と同様の
処理を行う。

【００７６】〔実施形態６〕図１７〜図２０を参照し
て、図５に示した従来構造の３端子タンデム型太陽電池
を本願第三発明により製造する方法の一例を説明する。 〔工程Ａ〕（図１７） 実施形態５と同様なｎ型Ｇｅ基板１４を用意する。この
基板１４の裏面１４Ｒからのイオン注入により、裏面側
にｎ+型高ドーパント領域１４Ｃ´およびｐ+型高ドーパ
ント領域１４Ｄ´を形成する。

【００７７】〔工程Ｂ〕（図１８） ＣＶＤ法により基板裏面を覆うＳｉＮ_X保護膜３４を形
成した後、実施形態５の工程４〜工程５と同様にしてバ
ッファ層１６および上部セル１２を形成する。上記の工
程４および工程５の５５０〜７００℃の熱処理により、
高ドーパント領域１４Ｃ´および１４Ｄ´は拡散深さが
増加して、設計値どおりのｎ+層１４Ｃおよびｐ+層１４
Ｄが形成される。同時に、バッファ層１６に含まれるＡ
ｓ（砒素）がＧｅ基板１４の上部に拡散して下部セル１
４の上部領域ｎ+層１４Ａが形成される。次いで、実施
形態５の工程６と同様にして窓層２４およびコンタクト
層２２を形成する。

【００７８】〔工程Ｃ〕（図１９） 実施形態５の工程７と同様にして、Ｇｅ基板１４の裏面
の下部領域ｎ+層１４Ｃおよび下部領域ｐ+層１４Ｄの位
置に、保護膜３４を貫通する開口４２を形成する。リソ
グラフィープロセスにより、上部セル１２上方にあるコ
ンタクト層２２を加工して、上部電極１８の形成予定箇
所にのみコンタクト層２２を残す。

【００７９】〔工程Ｄ〕（図２０） 実施形態５の工程１１と同様にして、上部電極１８、裏
面電極２６および２８を順次形成した後に反射防止膜２
０を形成する。以上の工程Ａ〜工程Ｄにより、図５に示
した従来構造の３端子タンデム型太陽電池１０が完成す
る。

【００８０】本実施形態によれば、下部セル１４の上部
領域ｎ+層１４Ａ、下部領域ｎ+層１４Ｃ、下部領域ｐ+
層１４Ｄの形成のための熱処理を、バッファ層１６およ
び上部セル１２の形成のための熱処理によって行うの
で、IV族半導体基板のキャリアライフタイムを低下させ
ずに維持できるため、再結合損失の増加が防止され、発
電量すなわち光電変換効率が向上する。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、下部セルの発電特性の
向上を可能とし、上部セル・下部セルの発電特性低下の
原因となる多数回あるいは長時間の熱処理を必要とせ
ず、また製造コストを増加させる複雑な処理工程を必要
とせずに作製できる、新規な構造の３端子型のタンデム
型太陽電池およびその製造方法が提供される。本発明に
よれば、更に、従来の３端子型のタンデム型太陽電池
を、上部セル・下部セルの発電特性低下の原因となる多
数回あるいは長時間の熱処理を必要とせずに作製できる
３端子型タンデム型太陽電池の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態による３端子構造
のタンデム型太陽電池を示す断面図である。

【図２】図２は、本発明の他の実施形態による３端子構
造のタンデム型太陽電池を示す断面図である。

【図３】図３は、本発明のもう一つの実施形態による３
端子構造のタンデム型太陽電池を示す断面図である。

【図４】図４は、本発明の更にもう一つの実施形態によ
る３端子構造のタンデム型太陽電池を示す断面図であ
る。

【図５】図５は、従来の３端子型のタンデム型太陽電池
を示す断面図である。

【図６】図６は、図１に示した本発明の３端子型のタン
デム型太陽電池の製造方法において工程１による処理後
の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図７】図７は、図１に示した本発明の３端子型のタン
デム型太陽電池の製造方法において工程２による処理後
の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図８】図８は、図１に示した本発明の３端子型のタン
デム型太陽電池の製造方法において工程３による処理後
の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図９】図９は、図１に示した本発明の３端子型のタン
デム型太陽電池の製造方法において工程４による処理後
の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１０】図１０は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程５による処
理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１１】図１１は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程６による処
理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１２】図１２は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程７による処
理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１３】図１３は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程８による処
理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１４】図１４は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程９による処
理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１５】図１５は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程１０による
処理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１６】図１６は、図１に示した本発明の３端子型の
タンデム型太陽電池の製造方法において工程１１による
処理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１７】図１７は、図５に示した従来の本発明の３端
子型のタンデム型太陽電池の製造方法において工程Ａに
よる処理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１８】図１８は、図５に示した従来の本発明の３端
子型のタンデム型太陽電池の製造方法において工程Ｂに
よる処理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図１９】図１９は、図５に示した従来の本発明の３端
子型のタンデム型太陽電池の製造方法において工程Ｃに
よる処理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【図２０】図２０は、図５に示した従来の本発明の３端
子型のタンデム型太陽電池の製造方法において工程Ｄに
よる処理後の状態（半導体基板）を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…従来の３端子型のタンデム型太陽電池 １００、２００、３００、４００…本発明による３端子
型のタンデム型太陽電池 １２…上部セル １２Ａ…上部セル１２の上部領域のｐ+層またはｎ+層 １２Ｂ…上部セル１２の中間領域のｎ層またはｐ層 １２Ｃ…上部セル１２の下部領域のｎ+層またはｐ+層 １４…IV族半導体基板または下部セル（裏面側単位太陽
電池） １４Ａ…下部セル１４の上部領域のｎ+層 １４Ｂ…下部セル１４の中間領域のｎ層（ｎ型Ｇｅ基板
の芯部） １４Ｃ…下部セル１４の下部領域のｎ+層（一導電型
層） １４Ｄ…下部セル１４の下部領域のｐ+層（反対導電型
層） １６…バッファ層 １８…上部電極 ２０…反射防止膜 ２２…コンタクト層 ２４…窓層 ２６…裏面電極（ｎ+層１４Ｃに接続） ２８…裏面電極（ｐ+層１４Ｄに接続） ３０…トンネル接合 ３０Ａ…トンネル接合３０の上部領域のｐ+層 ３０Ｂ…トンネル接合３０の下部領域のｎ+層 ３２…絶縁膜（ＰＳＧ膜） ３４…保護膜（ＳｉＮ_X膜） ３６…開口 ３８…反対導電型のドーパントから成る層 ４０、４２…開口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面側単位太陽電池を構成するIV族半導
   体基板上に、受光側単位太陽電池を構成するIII-Ｖ族化
   合物半導体層を積層したタンデム型の太陽電池であっ
   て、 上記太陽電池の受光面に設けられ、上記受光側単位太陽
   電池の一方の電極を構成する上部電極と、 前記太陽電池の裏面に設けられ、この裏面側に形成され
   た一導電型層と反対導電型層とにそれぞれ独立して接続
   されて上記裏面側単位太陽電池の一対の電極を構成する
   と共に、これら一対の電極のうちの一方が上記受光側単
   位太陽電池の他方の電極としても兼用される裏面電極
   と、を備えたタンデム型太陽電池において、 上記一導電型層は上記裏面側単位太陽電池の裏面全体に
   該裏面からの拡散層として形成され、 上記反対導電型層は、上記裏面側単位太陽電池の裏面の
   一箇所以上に該裏面からの拡散層として形成され、上記
   一導電型層よりもドーパント濃度が高く且つ拡散深さが
   小さい、ことを特徴とするタンデム型太陽電池。
2. 【請求項２】 請求項１記載のタンデム型太陽電池にお
   いて、上記反対導電型層は、上記一導電型層よりも拡散
   深さが大きいことを特徴とするタンデム型太陽電池。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のタンデム型太陽
   電池において、上記IV族半導体基板と上記III-Ｖ族化合
   物半導体とは導電型が反対であり、上記受光側単位太陽
   電池と上記裏面側単位太陽電池との間にトンネル接合が
   介在することを特徴とするタンデム型太陽電池。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれか１項記載
   のタンデム型太陽電池の製造方法であって、 IV族半導体基板の裏面全体に、前記一導電型層のドーパ
   ントを主成分として含む絶縁膜を形成する工程、 該IV族半導体基板の上面に少なくともIII-Ｖ族化合物半
   導体層を形成する工程であって、この工程中に行う熱処
   理により、上記絶縁膜の上記ドーパントを上記裏面から
   上記基板の裏面側へ拡散させて前記一導電型層を形成す
   る工程、 上記IV族半導体基板の裏面の、前記反対導電型層を形成
   する箇所に、上記絶縁膜を貫通する開口を形成する工
   程、 上記開口内に上記反対導電型層のドーパントから成る層
   を形成する工程、および前記熱処理より低温で熱処理を
   行うことにより上記反対導電型層のドーパントを上記IV
   族半導体基板の方向へ拡散させて前記反対導電型の層を
   形成する工程、を上記の順に行うことを特徴とするタン
   デム型太陽電池の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の方法において、前記反対
   導電型層のドーパントの拡散深さは、前記一導電型層の
   ドーパントの拡散深さより小さいことを特徴とするタン
   デム型太陽電池の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４記載の方法において、前記反対
   導電型層のドーパントの拡散深さは、前記一導電型層の
   ドーパントの拡散深さより大きいことを特徴とするタン
   デム型太陽電池の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４から６までのいずれか１項記載
   の方法において、前記IV族半導体基板の上面に少なくと
   もIII-Ｖ族化合物半導体層を形成する工程が、該III-Ｖ
   族化合物半導体層の形成前にトンネル接合を形成する工
   程を含むことを特徴とするタンデム型太陽電池の製造方
   法。
8. 【請求項８】 裏面側単位太陽電池を構成するIV族半導
   体基板上に、受光側単位太陽電池を構成するIII-Ｖ族化
   合物半導体層を積層したタンデム型の太陽電池の製造方
   法であって、 上記太陽電池の受光面に設けられ、上記受光側単位太陽
   電池の一方の電極を構成する上部電極と、 前記太陽電池の裏面に設けられ、この裏面側に形成され
   た一導電型層と反対導電型層とにそれぞれ独立して接続
   されて上記裏面側単位太陽電池の一対の電極を構成する
   と共に、これら一対の電極のうちの一方が上記受光側単
   位太陽電池の他方の電極としても兼用される裏面電極
   と、を備えたタンデム型太陽電池の製造方法において、 IV族半導体基板の裏面の、上記一導電型層および上記反
   対導電型層の形成予定箇所に、イオン注入により、上記
   一導電型および上記反対導電型の各ドーパント元素が高
   濃度に含まれる高ドーパント領域を形成する工程、およ
   び該IV族半導体基板の上面に少なくともIII-Ｖ族化合物
   半導体層を形成する工程であって、この工程中に行う熱
   処理により、上記高ドーパント領域の上記ドーパントを
   上記裏面から上記基板の裏面側へ拡散させて前記一導電
   型層および前記反対導電型層を形成する工程、を含むこ
   とを特徴とするタンデム型太陽電池の製造方法。