JP2012074415A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】受光面にテクスチャ構造が形成されている太陽電池基板を有する裏面接合型の太陽電池を、少ない製造工程で、容易に製造し得る方法を提供する。
【解決手段】半導体基板１０を有し、第１の主面にｐ型表面１３ｐ及びｎ型表面１２ｎが露出し、第２の主面にテクスチャ構造を有する太陽電池基板２０と、ｐ型表面の上に配されたｐ側電極１５と、ｎ型表面の上に配されたｎ側電極１４と、第１の主面上に形成され、ｐ側電極１５とｎ側電極１４とを隔離する絶縁層１８とを備える太陽電池１を製造する。第１の主面を覆う絶縁膜２２を形成し、その後、第２の主面にテクスチャ構造を形成する。絶縁膜２２の一部を除去することにより絶縁層１８を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。特に、本発明は、裏面接合型の太陽電池の製造方法に関する。
従来、太陽電池の裏面側にｐ型及びｎ型の半導体領域が形成されている所謂裏面接合型の太陽電池が知られている（例えば、下記の特許文献１）。この裏面接合型の太陽電池では、受光面側に電極を設ける必要がない。このため、裏面接合型の太陽電池では、光の受光効率を高めることができる。従って、より向上した発電効率を実現し得る。
特開２０１０−８０８８７号公報
裏面接合型の太陽電池においては、光電変換効率を向上させるために、受光面における受光効率を向上することが重要である。このため、受光面に、テクスチャ構造と呼ばれる微細な凹凸構造を形成し、受光面における光反射率を低減し、半導体基板の光吸収率を高めておくことが好ましい。また、裏面接合型の太陽電池においては、裏面にｎ型及びｐ型の半導体領域が高精細に形成される。このため、裏面は、テクスチャ構造を形成することなく、できるだけ平坦性を高めておくことが好ましい。
テクスチャ構造は、半導体基板の裏面を構成する側の主面を保護層により保護した状態で、受光面を構成する側の主面に形成する。その後、保護層を除去し、半導体基板の裏面を構成する側の主面の上に半導体接合等を形成していく。このように、裏面接合型の太陽電池において受光面にテクスチャ構造を形成するためには、半導体基板の裏面を構成する側の主面の上に保護層を形成し、テクスチャ構造形成後に保護層を除去する必要がある。従って、テクスチャ構造が受光面に形成されている裏面接合型の太陽電池は、製造工程が煩雑であるという問題を有する。
本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、受光面にテクスチャ構造が形成されている太陽電池基板を有する裏面接合型の太陽電池を、少ない製造工程で、容易に製造し得る方法を提供することにある。
本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板を有し、第１の主面にｐ型表面及びｎ型表面が露出し、第２の主面にテクスチャ構造を有する太陽電池基板と、ｐ型表面の上に配されたｐ側電極と、ｎ型表面の上に配されたｎ側電極と、第１の主面上に形成され、ｐ側電極とｎ側電極とを隔離する絶縁層とを備える太陽電池の製造方法に関する。本発明に係る太陽電池の製造方法は、第１の主面を覆う絶縁膜を形成し、その後、第２の主面にテクスチャ構造を形成する工程と、絶縁膜の一部を除去することにより絶縁層を形成する工程とを備えている。
本発明によれば、受光面にテクスチャ構造を有する太陽電池基板を有する裏面接合型の太陽電池を、少ない製造工程で、容易に製造し得る方法を提供することができる。
第１の実施形態における太陽電池の略図的平面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩにおける略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を表すフローチャートである。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第１の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第２の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 第２の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。 第２の実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための略図的断面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる一例である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
《第１の実施形態》
（太陽電池１の構成）
まず、本実施形態において製造される太陽電池１の構成について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。
太陽電池１は、裏面接合型の太陽電池である。なお、本実施形態の太陽電池１単体では、十分に大きな出力が得られない場合は、太陽電池１は、複数の太陽電池１が配線材により接続された太陽電池モジュールとして利用されることもある。
図２に示すように、太陽電池１は、太陽電池基板２０を備えている。太陽電池基板２０は、半導体基板１０と、半導体基板１０の一面の所定領域上に夫々配されたｐ型非晶質半導体層１３と、ｎ型非晶質半導体層１２とを有する。
なお、本発明において、「非晶質半導体」には、微結晶半導体を含むものとする。微結晶半導体とは、非晶質半導体中に多数の微小な結晶粒を含むものをいう。
半導体基板１０は、受光面１０ａと、太陽電池基板２０の第２の主面を構成している裏面１０ｂとを有する。半導体基板１０は、受光面１０ａにおいて、光１１を受光することによってキャリアを生成する。ここで、キャリアとは、光が半導体基板１０に吸収されることにより生成される正孔及び電子のことである。
半導体基板１０は、ｎ型またはｐ型の導電型を有する結晶性半導体基板により構成されている。結晶性半導体基板の具体例としては、例えば、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板などの結晶シリコン基板が挙げられる。以下、本実施形態では、半導体基板１０がｎ型の結晶シリコン基板により構成されている例について説明する。
半導体基板１０の裏面１０ｂの第１の領域の上には、ｎ型のドーパントを含むｎ型非晶質半導体層１２が配されており、第２の領域の上には、ｐ型のドーパントを含むｐ型非晶質半導体層１３が配されている。これらｎ型非晶質半導体層１２及びｐ型非晶質半導体層１３の表面によって、太陽電池基板２０の第１の主面に露出するｎ型表面１２ｎとｐ型表面１３ｐが構成されている。
なお、ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのそれぞれは、水素を含むものであることが好ましい。具体的には、ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのそれぞれは、水素を含むアモルファスシリコンからなることが好ましい。ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのそれぞれの厚みは、例えば、２０Å〜５００Å程度とすることができる。
本発明において、「ｎ型表面」とは、ｎ型の導電性を有する半導体部の露出面である。「ｐ型表面」とは、ｐ型の導電性を有する半導体部の露出面である。
ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのそれぞれは、くし歯状に形成されている。裏面１０ｂ上において、ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とは、交差幅方向ｙに垂直な方向ｘに沿って交互に配列されている。方向ｘにおいて隣り合うｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とは後述する絶縁層１８によって電気的に分離されている。このため、少数キャリアの再結合が生じ難く、高い光電変換効率を実現することができる。
なお、本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とによって、裏面１０ｂの実質的に全体が被覆されており、太陽電池基板２０の第１の主面が構成されている。
ｎ型非晶質半導体層１２の幅Ｗ１と、ｐ型非晶質半導体層１３の幅Ｗ２とのそれぞれは、例えば、１００μｍ〜１．５ｍｍ程度とすることができる。幅Ｗ１と間隔Ｗ２とは、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。なお、半導体基板１０と異なる導電型を有するｐ型非晶質半導体層１３の幅Ｗ２を、半導体基板１０と同じ導電型を有するｎ型非晶質半導体層１２の幅Ｗ１より大きくすることが好ましい。
また、ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのそれぞれと半導体基板１０との間に、例えば、数Å〜２５０Å程度の実質的に発電に寄与しない厚みを有する真性な非晶質半導体（以下、真性な半導体を「ｉ型半導体」とする。）層を形成してもよい。ｉ型非晶質半導体層は、例えば、水素を含有するｉ型のアモルファスシリコンにより形成することができる。
本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１２のｘ方向における両端部の上には、ｐ型非晶質半導体層１３が配されている。ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのｚ方向において重畳している部分の間には、絶縁層１８が配されている。絶縁層１８の方向ｘにおける幅Ｗ３は特に限定されず、例えば、幅Ｗ１の約１／３程度とすることができる。また、絶縁層１８間の方向ｘにおける間隔Ｗ４も特に限定されず、例えば、幅Ｗ１の約１／３程度とすることができる。
絶縁層１８の材質は、特に限定されない。絶縁層１８は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンにより形成することができる。なかでも、絶縁層１８は、窒化シリコンにより形成されていることが好ましい。また、絶縁層１８は、水素を含んでいることが好ましい。
ｎ型非晶質半導体層１２の上には、電子を収集するｎ側電極１４が配されている。一方、ｐ型非晶質半導体層１３の上には、正孔を収集するｐ側電極１５が配されている。これらｎ側電極１４及びｐ側電極１５は、絶縁層１８の表面上で隔離されている。
なお、絶縁層１８の上におけるｎ側電極１４とｐ側電極１５との間の間隔Ｗ５は、例えば、幅Ｗ３の１／３程度とすることができる。
上述の通り、本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１２とｐ型非晶質半導体層１３とのそれぞれは、くし歯状に形成されている。このため、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、バスバー部及び複数のフィンガー部を含むくし歯状に形成されている。もっとも、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、複数のフィンガー部のみにより構成されており、バスバー部を有さない所謂バスバーレス型の電極であってもよい。
なお、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、キャリアを収集できるものである限りにおいて特に材料や構造は限定されない。ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、例えば、透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）や、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ａｕなどの金属、それらの金属のうちの一種以上を含む合金等の導電性材料により形成することができる。また、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、例えば、複数の導電膜の積層体により構成されていてもよい。その場合、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、ｎ型またはｐ型非晶質半導体層１２，１３の上に形成されているＴＣＯ層と、その上に形成されている少なくともひとつの金属または合金層との積層体により構成されていることが好ましい。
ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれの形成方法も特に限定されない。ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法あるいは蒸着法などの薄膜形成方法やめっき法、またはそれらの組み合わせにより形成することができる。
太陽電池基板２０の第２の主面を構成している半導体基板１０の受光面１０ａは、テクスチャ構造を有している。ここで、テクスチャ構造とは、表面反射を抑制し、太陽電池基板２０の光吸収量を増大させるために形成されている凹凸構造のことをいう。テクスチャ構造は、例えば、（１００）面を有する単結晶シリコン基板に異方性エッチングを施すことによって得られるピラミッド状（四角錐状や、四角錐台状）の凹凸構造である。
テクスチャ構造が形成されている受光面１０ａの上には、ｉ型非晶質半導体層１７ｉが配されている。本実施形態においては、ｉ型非晶質半導体層１７ｉは、具体的には、水素を含有するｉ型のアモルファスシリコンにより構成されている。ｉ型非晶質半導体層１７ｉの厚みは、発電に実質的に寄与しない程度の厚みである限りにおいて特に限定されない。ｉ型非晶質半導体層１７ｉの厚みは、例えば、数Å〜２５０Å程度とすることができる。
ｉ型非晶質半導体層１７ｉの上には、半導体基板１０と同じ導電型を有するｎ型非晶質半導体層１７ｎが配されている。ｎ型非晶質半導体層１７ｎは、ｎ型のドーパントを含有し、ｎ型の導電型を有する非晶質半導体層である。具体的には、本実施形態では、ｎ型非晶質半導体層１７ｎは、水素を含有するｎ型アモルファスシリコンからなる。ｎ型非晶質半導体層１７ｎの厚みは、特に限定されない。ｎ型非晶質半導体層１７ｎの厚みは、例えば、２０Å〜５００Å程度とすることができる。
ｎ型非晶質半導体層１７ｎの上には、反射防止膜としての機能と保護膜としての機能とを兼ね備えた絶縁層１６が形成されている。絶縁層１６は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン等の材料により形成することができる。絶縁層１６の厚みは、付与しようとする反射防止膜の反射防止特性などに応じて適宜設定することができる。絶縁層１６の厚みは、例えば８０ｎｍ〜１μｍ程度の範囲で適宜選択することができる。
次に、図３〜図１０を主として参照しながら、本実施形態の太陽電池１の製造方法について説明する。
まず、受光面１０ａ及び裏面１０ｂを有する半導体基板１０を用意する。次に、ステップＳ１において、半導体基板１０の受光面１０ａ及び裏面１０ｂの洗浄を行う。半導体基板１０の洗浄は、例えば、ＨＦ水溶液などを用いて行うことができる。洗浄後の半導体基板１０の受光面１０ａ及び裏面１０ｂは略平坦な面を有する。
次に、ステップＳ２において、半導体基板１０の裏面１０ｂの略全面上にｎ型非晶質半導体層２１と、絶縁膜２２とをこの順に形成する。ｎ型非晶質半導体層２１と、絶縁膜２２とのそれぞれの形成方法は、特に限定されない。ｎ型非晶質半導体層２１は、例えば、プラズマＣＶＤ法に代表されるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の薄膜形成法により形成することができる。一方、絶縁膜２２は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の薄膜形成法などにより形成することができる。製造コストの低減或いは不純物混入防止の点から、ｎ型非晶質半導体層２１と絶縁膜２２とは真空状態を維持したまま連続して形成することが好ましい。
次に、ステップＳ３において、太陽電池基板２０の第２の主面を構成している、半導体基板１０の受光面１０ａにテクスチャ構造を形成する。テクスチャ構造の形成方法は、特に限定されない。テクスチャ構造は、例えば、エッチング剤を用いて半導体基板１０の受光面１０ａをエッチングすることにより形成することができる。具体的には、例えば、エッチング液に半導体基板１０を浸漬したり、エッチングガス中に半導体基板１０を配置したりすることにより受光面１０ａにテクスチャ構造を形成することができる。
このステップＳ３においては、半導体基板１０の裏面１０ｂは、絶縁膜２２で覆われている。そして、この絶縁膜２２は、エッチング剤によるエッチング速度が半導体基板１０よりも遅いものである。このため、絶縁膜２２は保護膜として作用し、絶縁膜２２によってｎ型非晶質半導体層２１および裏面１０ｂが好適に保護され、エッチング剤によるエッチングが抑制される。このため半導体基板１０の裏面１０ｂは、略平坦な面に維持される。この絶縁膜２２は、後工程で加工されることにより、太陽電池１の構成要素である絶縁層１８となる。また、ｎ型非晶質半導体層２１も後工程で加工されることによって、ｎ型非晶質半導体層１２となる。
以上のように、本実施形態では、テクスチャ構造形成時に裏面１０ｂを保護するための保護層を別途に形成する必要がなく、太陽電池１の構成要素の形成に用いられる部材を用いて裏面１０ｂを好適に保護することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、太陽電池１を少ない工程で容易に製造することができる。
なお、本発明において、「エッチング剤」には、エッチング液、エッチングペースト、エッチングインクなどが含まれるものとする。
また、本発明において、半導体基板の裏面をウエットエッチング法及びドライエッチング法のいずれのエッチング法によりエッチングしてもよいが、生産性の観点からは、ウエットエッチングにより半導体基板の裏面をエッチングすることが好ましい。
テクスチャ構造の形成に好適に用いることができるエッチング剤としては、異方性エッチング溶液が挙げられる。半導体基板１０として（１００）面を有する単結晶シリコン基板を用いた場合、例えば、ＮａＯＨ溶液、ＫＯＨ溶液等のアルカリ溶液を異方性エッチング溶液として用いることができる。
また、等方性エッチング溶液も、テクスチャ構造の形成に好適に用いることができる。テクスチャ構造の形成には、一般に半導体ウェハを等方性エッチングするために用いられる溶液であれば、いずれも使用可能である。
好ましく用いられる等方性エッチング溶液の具体例としては、ＨＦ、ＨＮＯ３或いはこれらの混合物が挙げられる。また，リン酸、酢酸或いはこれらの水との混合物も等方性エッチング溶液として好ましく用いられる。また、エッチング剤としては、ＣＦ４やＮＦ３等のフッ素系ガスとＣｌ２等の塩素系ガスとの混合反応ガスを用いることもできる。
エッチング剤の半導体基板１０に対するエッチング速度は、絶縁膜２２の厚みにもよるが、エッチング剤の絶縁膜２２に対するエッチング速度の１．１倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましく、２倍以上であることがさらに好ましい。
次に、ステップＳ４において、絶縁膜２２に所定のパターンで除去加工を施すことにより、絶縁膜２２の一部分を除去する。具体的には、絶縁膜２２のうち、後の工程で半導体基板１０にｐ型非晶質半導体層を接合させる領域の上に位置する部分を除去する。
絶縁膜２２の除去は、例えば、エッチングによって行うことができる。エッチングに用いるエッチング剤は、絶縁膜２２に対するエッチング速度が半導体基板１０に対するエッチング速度よりも速いものであることが好ましい。絶縁膜２２のエッチングに用いるエッチング剤は、絶縁膜２２に対するエッチング速度が半導体基板１０に対するエッチング速度の１．１倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましく、２倍以上であることがさらに好ましい。
具体的には、絶縁膜２２のエッチングは、絶縁膜２２が酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる場合は、例えば、ＨＦ水溶液等の酸性のエッチング液を用いて行うことができる。
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４においてパターニングした絶縁膜２２をマスクとして用いて、ｎ型非晶質半導体層２１を除去することによって、ｎ型非晶質半導体層２１のうち絶縁膜２２により覆われている部分以外の部分を除去する。これにより、裏面１０ｂのうち、上方に絶縁膜２２が位置していない部分を露出させると共に、半導体層２１から、ｎ型非晶質半導体層１２を形成する。なお、ｎ型非晶質半導体層２１の除去は、例えば、エッチングによって行うことができる。ｎ型非晶質半導体層２１のエッチングに好ましく用いられるエッチング剤としては、例えば、水酸化ナトリウムなどを含むアルカリ性のエッチング液などが挙げられる。
次に、ステップＳ６において、半導体基板１０のテクスチャ構造とされた受光面１０ａの略全面上に、ｉ型非晶質半導体層１７ｉ、ｎ型非晶質半導体層１７ｎ及び絶縁層１６を順次形成する。半導体層１７ｉ、１７ｎは、例えば、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法等により形成することができる。一方、絶縁層１６は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の薄膜形成法などにより形成することができる。なお、製造コストの低減或いは不純物混入防止の点から、ｉ型非晶質半導体層１７ｉ、ｎ型非晶質半導体層１７ｎ及び絶縁層１６は、真空状態を維持した状態で連続して形成することが好ましい。
次に、ステップＳ７において、絶縁膜２２の表面を含んで裏面１０ｂを覆うように、ｐ型非晶質半導体層２３を形成する。ｐ型非晶質半導体層２３の形成方法は特に限定されない。ｐ型非晶質半導体層２３は、例えば、ＣＶＤ法などの薄膜形成法により形成することができる。
次に、ステップＳ８において、非晶質半導体層２３の絶縁膜２２の上に位置している部分の一部分をエッチング等により除去する。これにより、非晶質半導体層２３からｐ型非晶質半導体層１３を形成する。
このステップＳ８においては、非晶質半導体層２３に対するエッチング速度が絶縁膜２２に対するエッチング速度よりも大きなエッチング剤を使用する。このため、絶縁膜２２と非晶質半導体層２３のうち、非晶質半導体層２３が選択的にエッチングされる。
ステップＳ８において用いるエッチング剤は、非晶質半導体層２３に対するエッチング速度が絶縁膜２２に対するエッチング速度の１．１倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは２倍以上であるエッチング剤であることが好ましい。さらには、ステップＳ８において用いるエッチング剤は、非晶質半導体層２３をエッチングする一方、絶縁膜２２を実質的にエッチングしないものであることが好ましい。このようなエッチング剤の具体例としては、非晶質半導体層２３がシリコンからなり、絶縁膜２２が酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる場合は、例えば、ＮａＯＨを含むＮａＯＨ水溶液などのアルカリ性水溶液等が挙げられる。
次に、ステップＳ９において絶縁膜２２をエッチング等により除去する。具体的には、ステップＳ８におけるエッチングにより一部分が除去された非晶質半導体層２３からなる非晶質半導体層１３をマスクとして、エッチング剤により、絶縁膜２２の露出部をエッチングにより除去する。そうすることにより、絶縁膜２２から絶縁層１８を形成し、ｎ型非晶質半導体層１２の一部分を露出させる。なお、絶縁膜２２の除去に好ましく用いられるエッチング剤としては、例えば、ＨＦ水溶液などが挙げられる。
次に、ステップＳ１０において、ｎ型非晶質半導体層１２及びｐ型非晶質半導体層１３のそれぞれの上にｎ側電極１４及びｐ側電極１５を形成する電極形成工程を行うことにより、太陽電池１を完成させることができる。
ｎ側電極１４及びｐ側電極１５の形成方法は、電極の材質に応じて適宜選択することができる。ｎ側電極１４及びｐ側電極１５は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法などの薄膜形成法や、めっき法、導電性ペーストを塗布する方法、それらの方法を組み合わせた方法により形成することができる。また、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５は、例えば、ｎ型非晶質半導体層１２及びｐ型非晶質半導体層１３を覆うように形成した導電層を絶縁層１８の上で分断することにより形成してもよい。この場合、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５を狭ピッチで高い形状精度で形成することができる。
以上のように、本実施形態では、受光面１０ａにテクスチャ構造を形成する際に、裏面１０ｂを保護するための絶縁膜２２が、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５を電気的に分離するための絶縁膜として機能する。従って、テクスチャ構造を形成する際に、裏面１０ｂを保護するための保護膜を別途に形成する必要がなく、太陽電池１の構成要素の形成に用いられる部材を用いて裏面１０ｂを好適に保護することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、太陽電池１を少ない工程で容易に製造することができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。但し、以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
《第２の実施形態》
上記第１の実施形態では、半導体基板１０と、非晶質半導体層１２，１３とによって太陽電池基板２０が構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図１１に示すように、太陽電池基板２０は、裏面１０ｂに露出しているｐ型ドーパント拡散部３１ｎとｎ型ドーパント拡散部３１ｐとが形成されている半導体基板１０により構成されていてもよい。この場合は、以下のようにして太陽電池１を製造することができる。
まず、ｐ型またはｎ型の拡散ペーストを用いて、半導体基板１０の一の主面の一部からｐ型ドーパントを拡散させると共に、残りの少なくとも一部からｎ型のドーパントを拡散させる。そうすることにより、半導体基板１０にｐ型ドーパント拡散部３１ｎとｎ型ドーパント拡散部３１ｐとを形成し、太陽電池基板２０を得る。
次に、図１２に示すように、半導体基板１０の裏面１０ｂの上に、絶縁膜２２を形成する。その後、半導体基板１０の受光面１０ａにテクスチャ構造を形成する。
次に、図１３に示すように、絶縁膜２２のｐ型ドーパント拡散部３１ｎ及びｎ型ドーパント拡散部３１ｐの上に位置する部分の少なくとも一部を除去し、ｐ型ドーパント拡散部３１ｎとｎ型ドーパント拡散部３１ｐとを露出させる。
次に、ｐ型ドーパント拡散部３１ｎとｎ型ドーパント拡散部３１ｐとの上に、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５を形成することにより、太陽電池を完成させることができる。
この実施形態においても、テクスチャ構造を形成する際に、裏面１０ｂを保護するための絶縁膜２２が、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５を電気的に分離するための絶縁膜及び半導体基板１０のパッシベーション膜として機能する。
従って、この実施形態においても、テクスチャ構造を形成する際に、裏面１０ｂを保護するための保護層を別途に形成する必要がなく、太陽電池１の構成要素の形成に用いられる部材を用いて裏面１０ｂを好適に保護することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、太陽電池１を少ない工程で容易に製造することができる。
１…太陽電池
１０…半導体基板
１０ａ…受光面
１０ｂ…裏面
１２…ｎ型非晶質半導体層
１２ｎ…ｎ型表面
１３…ｐ型非晶質半導体層
１３ｐ…ｐ型表面
１４…ｎ側電極
１５…ｐ側電極
１８…絶縁層
２０…太陽電池基板
２１…ｎ型非晶質半導体層
２２…絶縁膜
２３…ｐ型非晶質半導体層
３１ｎ…ｐ型ドーパント拡散部
３１ｐ…ｎ型ドーパント拡散部

Claims (11)

  1. 半導体基板を有し、第１の主面にｐ型表面及びｎ型表面が露出し、第２の主面にテクスチャ構造を有する太陽電池基板と、
    前記ｐ型表面の上に配されたｐ側電極と、
    前記ｎ型表面の上に配されたｎ側電極と、
    前記第１の主面上に形成され、前記ｐ側電極と前記ｎ側電極とを隔離する絶縁層と、
    を備える太陽電池の製造方法であって、
    前記第１の主面を覆う絶縁膜を形成し、その後、前記第２の主面に前記テクスチャ構造を形成する工程と、
    前記絶縁膜の一部を除去することにより前記絶縁層を形成する工程と、
    を備える、太陽電池の製造方法。
  2. 前記第２の主面に前記テクスチャ構造を形成する際に、前記第１の主面を保護する保護膜として前記絶縁膜を用いる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. エッチング剤を用いて前記第２の主面をエッチングすることにより前記テクスチャ構造を形成し、
    前記絶縁膜として、前記エッチング剤によるエッチング速度が前記半導体基板よりも低い絶縁膜を形成する、請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 前記絶縁膜を酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンにより形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 前記半導体基板の一の主面の上に、第１の導電型を有する第１の半導体層を形成し、さらに、前記第１の半導体層の上に前記絶縁膜を形成し、
    前記半導体基板の他の主面に前記テクスチャ構造を形成した後に、前記絶縁膜及び前記第１の半導体層の一部を除去することにより前記第１の主面の一部を露出させ、当該第１の主面の露出部の上に第２の導電型を有する第２の半導体層を形成することにより、前記半導体基板と前記第１及び第２の半導体層とを有する前記太陽電池基板を得る、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 前記第２の半導体層を、前記露出部及び前記絶縁層を覆うように形成し、前記絶縁膜及び前記第２の半導体層の前記絶縁膜の上に位置する部分の一部を除去することにより前記第１の半導体層を露出させ、その後、前記ｐ側電極及び前記ｎ側電極を形成する、請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記第１及び第２の半導体層と前記絶縁層とを覆うように導電層を形成し、前記導電層を前記絶縁層の上で分断することにより前記ｐ側電極及び前記ｎ側電極を形成する、請求項５または６に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 前記第１及び第２の半導体層の少なくとも一方を、非晶質半導体により形成する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 前記半導体基板と、非晶質半導体からなる前記第１及び第２の半導体層の少なくとも一方の半導体層との間に、真性の非晶質半導体層を形成する工程をさらに備える、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記半導体基板の一の主面の一部からｐ型ドーパントを拡散させると共に、残りの少なくとも一部からｎ型ドーパントを拡散させ、他の主面に前記テクスチャ構造を形成することにより前記太陽電池基板を得る、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  11. 前記半導体基板として、結晶性半導体基板を用いる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。
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