JP2013239694A - トンネル酸化物を有する後面接合太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】後面接合および酸化物トンネリング層を有する太陽電池を提供すること。
【解決手段】上記後面接合太陽電池を製造するための方法であって、方法は、太陽電池のベース層を得ることと、入射光から離れて面するベース層の後面側において量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層を形成することと、ＱＴＢ層の下にエミッター層を形成することであって、エミッター層のドーピングタイプは、ベース層のドーピングタイプと反対である、ことと、ベース層の上に前表面電場（ＦＳＦ）層を形成することと、ＦＳＦ層の上に前面側電極を形成することと、エミッター層の下に後面側電極を生成することとを含む、方法。
【選択図】なし

Description

（関連出願）
本願は、２０１２年５月１４日に出願された「Ｂａｃｋ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ ｗｉｔｈ Ｔｕｎｎｅｌ Ｏｘｉｄｅ」という題目の米国仮出願第６１／６４６，７００号（発明者：Ｊｉｕｎｎ Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｈｅｎｇ、Ｊｉａｎｍｉｎｇ Ｆｕ、Ｚｈｅｎｇ Ｘｕ、およびＺｈｉｇａｎｇ Ｘｉｅ、代理人番号ＳＳＰ１２−１００１ＰＳＰ）の利益を主張する。

本願は、２０１０年１１月１２日に出願された「Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ Ｏｘｉｄｅ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ」という題目の米国特許出願第１２／９４５，７９２号（発明者：Ｊｉｕｎｎ Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｈｅｎｇ、Ｃｈｅｎｔａｏ Ｙｕ、Ｚｈｅｎｇ Ｘｕ、およびＪｉａｎｍｉｎｇ Ｆｕ、代理人番号ＳＳＰ１０−１００２ＵＳ）の一部係属出願である。上記出願は、２０１０年５月４日に出願された「Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ ｗｉｔｈ Ｈｅｔｅｒｏ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ （ＨＴＪ）」という題目の米国仮出願第６１／３３１，１５８号（発明者：Ｊｉｕｎｎ Ｂｅｎｊａｍｉｎ Ｈｅｎｇ、Ｃｈｅｎｔａｏ Ｙｕ、Ｚｈｅｎｇ Ｘｕ、およびＪｉａｎｍｉｎｇ Ｆｕ、代理人番号ＳＳＰ１０−１００２ＰＳＰ）の利益を主張する。

（背景）
（分野）
本開示は、概して太陽電池に関する。より具体的に、本開示は、後面接合および酸化物トンネリング層を有する太陽電池に関する。

（関連技術）
石油の使用によって引き起こされた負の環境影響およびその増大する費用は、よりクリーンでより安価な代替的エネルギー供給源に対する切実なニーズを引き起こしている。異なる態様の代替的エネルギー供給源の中、太陽熱は、そのクリーンな性質および幅広い有用性のために関心を集められている。

太陽電池は、光電効果を用いて光を電気に変換する。多くの太陽電池構造があり、典型的な太陽電池は、ｐ型ドープ層とｎ型ドープ層とを含むｐ−ｎ接合を含む。加えて、ｐ−ｎ接合に基づかない他のタイプの太陽電池がある。例えば、太陽電池は、金属または高導電性の層とドープされた半導体層との間に位置している極薄誘電または絶縁界面トンネリング層を含む金属−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）構造に基づき得る。

多くのさまざまなタイプの太陽電池の中、シリコンへテロ接合（ＳＨＪ）太陽電池は、その高効率にために注目を引き付けている。例えば、特許文献１は、優れた表面パシベーションを用いて高効率を達成する両側へテロ接合太陽電池を開示している。両側へテロ接合太陽電池のかぎになる改善は、高い開放回路電圧（Ｖ_ｏｃ）、例えば、（従来の結晶性Ｓｉベースの太陽電池の６００ｍＶのＶ_ｏｃと比較して）７１５ｍＶより大きい電圧である。

エミッター表面においてパシベーションを改善することによって高効率太陽電池を得るための他のアプローチが提案される。特許文献１および特許文献２は、真性半導体層（例えば、真性ａ−Ｓｉの層）を使用する表面パシベーション方法を記載している。真性ａ−Ｓｉ層は、表面ダングリングボンドの数を低下させ、かつ少数キャリアの濃度を低減させることによって結晶性Ｓｉエミッターに優れたパシベーションを提供し得る。（価電子帯オフセットによって形成された）表面電場の結果として生じる格子効果は、少数キャリアを界面およびエミッターから離れて押す。しかしながら、さらなる改善は、さらにより優れた性能およびより高効率を有する太陽電池を得るために、なお必要とされる。

米国特許第５，７０５，８２８号の明細書 米国特許第７，０３０，４１３号の明細書

（要約）
本発明の一実施形態は、後面接合太陽電池を提供する。太陽電池は、ベース層と、入射光から離れて面するベース層の下に位置している量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層と、ＱＴＢ層の下に位置しているエミッター層と、ベース層の上に位置している前表面電場（ＦＳＦ）層と、ＦＳＦ層の上に位置している前面側電極と、エミッター層の下に位置している後面側電極とを含む。

実施形態についてのバリエーションにおいて、ベース層は、単結晶シリコンウェハーとエピタキシャル成長された結晶性Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）薄膜とのうちの少なくとも１つを含む。

さらなるバリエーションにおいて、エピタキシャル成長されたｃ−Ｓｉ薄膜のドーピングプロフィールが調整される。

実施形態についてのバリエーションにおいて、ＱＴＢ層は、酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）、水素化ＳｉＯ_ｘ、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）、水素化ＳｉＮ_ｘ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、および水素化ＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含む。

実施形態についてのバリエーションにおいて、ＱＴＢ層は、１オングストロームと５０オングストロームとの間の厚さを有する。

実施形態についてのバリエーションにおいて、ＱＴＢ層は、以下の技術：熱酸化、原子層蒸着、ウェットまたはスチーム酸化、低圧ラジカル酸化、およびプラズマ増強の化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のうちの少なくとも１つを用いて形成される。

実施形態についてのバリエーションにおいて、太陽電池は、エミッター層の下に位置している第１の透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）層と、ＦＳＦ層の上に位置している第２のＴＣＯ層とのうちの少なくとも１つをさらに含む。

さらなるバリエーションにおいて、第１および第２のＴＣＯ層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、タングステンドープの酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_ｘ）、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：ＡｌまたはＡＺＯ）、およびガリウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）のうちの少なくとも１つを含む。

実施形態についてのバリエーションにおいて、エミッター層および／または表面電場層は、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）、多結晶Ｓｉ、および１つ以上のワイドバンドギャップ半導体材料のうちの少なくとも１つを含む。

さらなるバリエーションにおいて、エミッター層および／または表面電場層は、１×１０^１５／ｃｍ^３と５×１０^２０／ｃｍ^３との間の範囲にあるドーピング濃度を有する段階的にドープされた非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）層を含む。

実施形態についてのバリエーションにおいて、太陽電池は、ＦＳＦ層とベース層との間に位置している前面ＱＴＢ層をさらに含む。

例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
後面接合太陽電池を製造するための方法であって、該方法は、
該太陽電池のベース層を得ることと、
入射光から離れて面する該ベース層の後面側において量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層を形成することと、
該ＱＴＢ層の下にエミッター層を形成することであって、該エミッター層のドーピングタイプは、該ベース層のドーピングタイプと反対である、ことと、
該ベース層の上に前表面電場（ＦＳＦ）層を形成することと、
該ＦＳＦ層の上に前面側電極を形成することと、
該エミッター層の下に後面側電極を生成することと
を含む、方法。
（項目２）
上記ベース層は、単結晶シリコンウェハーとエピタキシャル成長された結晶性Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）薄膜とのうちの少なくとも１つを含む、上記項目に記載の方法。
（項目３）
上記エピタキシャル成長されたｃ−Ｓｉ薄膜のドーピングプロフィールが調整される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４）
上記ＱＴＢ層は、酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）、水素化ＳｉＯ_ｘ、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）、水素化ＳｉＮ_ｘ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、および水素化ＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
上記ＱＴＢ層は、１オングストロームと５０オングストロームとの間の厚さを有する、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
上記ＱＴＢ層は、熱酸化、原子層蒸着、ウェットまたはスチーム酸化、低圧ラジカル酸化、およびプラズマ増強の化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のうちの少なくとも１つの技術を用いて形成される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
上記エミッター層、上記ＦＳＦ層、または両方の表面上に透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）層を形成することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目８）
上記ＴＣＯ層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、タングステンドープの酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_ｘ）、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：ＡｌまたはＡＺＯ）、およびガリウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）のうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
上記エミッター層および／または上記ＦＳＦ層は、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）、多結晶Ｓｉ、および１つ以上のワイドバンドギャップ半導体材料のうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
上記エミッター層および／または上記ＦＳＦ層は、１×１０^１５／ｃｍ^３と５×１０^２０／ｃｍ^３との間の範囲にあるドーピング濃度を有する段階的にドープされた非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）層を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
入射太陽光に面する上記ベース層の前面側において前面ＱＴＢ層を形成することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
後面接合太陽電池であって、該太陽電池は、
ベース層と、
入射光から離れて面する該ベース層の下に位置している量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層と、
該ＱＴＢ層の下に位置しているエミッター層と、
該ベース層の上に位置している前表面電場（ＦＳＦ）層と、
該ＦＳＦ層の上に位置している前面側電極と、
該エミッター層の下に位置している後面側電極と
を含む、太陽電池。
（項目１３）
上記ベース層は、単結晶シリコンウェハーとエピタキシャル成長された結晶性Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）薄膜とのうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目１４）
上記エピタキシャル成長されたｃ−Ｓｉ薄膜のドーピングプロフィールが調整される、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目１５）
上記ＱＴＢ層は、酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）、水素化ＳｉＯ_ｘ、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）、水素化ＳｉＮ_ｘ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、および水素化ＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目１６）
上記ＱＴＢ層は、１オングストロームと５０オングストロームとの間の厚さを有する、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目１７）
上記ＱＴＢ層は、熱酸化、原子層蒸着、ウェットまたはスチーム酸化、低圧ラジカル酸化、およびプラズマ増強の化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のうちの少なくとも１つの技術を用いて形成される、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目１８）
上記エミッター層の下に位置している第１の透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）層と、
上記ＦＳＦ層の上に位置している第２のＴＣＯ層と
のうちの少なくとも１つをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目１９）
上記第１および第２のＴＣＯ層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、タングステンドープの酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_ｘ）、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：ＡｌまたはＡＺＯ）、およびガリウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）のうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目２０）
上記エミッター層および／または上記ＦＳＦ層は、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）、多結晶Ｓｉ、および１つ以上のワイドバンドギャップ半導体材料のうちの少なくとも１つを含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目２１）
上記エミッター層および／または上記表面電場層は、１×１０^１５／ｃｍ^３と５×１０^２０／ｃｍ^３との間の範囲にあるドーピング濃度を有する段階的にドープされた非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）層を含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。
（項目２２）
上記ＦＳＦ層と上記ベース層との間に位置している前面ＱＴＢ層をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の太陽電池。

（摘要）
本発明の一実施形態は、後面接合太陽電池を提供する。太陽電池は、ベース層と、入射光から離れて面するベース層の下に位置している量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層と、ＱＴＢ層の下に位置しているエミッター層と、ベース層の上に位置している前表面電場（ＦＳＦ）層と、ＦＳＦ層の上に位置している前面側電極と、エミッター層の下に位置している後面側電極とを含む。

図１Ａは、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する例示的な後面接合太陽電池を例示するダイヤグラムを示す。 図１Ｂは、本発明の実施形態に従う、前面接合太陽電池を超えた後面接合太陽電池のＶ_ｏｃの改善を例示するダイヤグラムを示す。 図１Ｃは、本発明の実施形態に従う、前面接合太陽電池を超えた後面接合太陽電池のＦＦの改善を例示するダイヤグラムを示す。 図２は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。 図３は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。 図４は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。 図５は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。

（詳細な説明）
以下の説明は、当業者が実施形態を作り、かつ使用することを可能にするように示され、特定の用途およびその要求の文脈において提供される。開示される実施形態に対するさまざまな変更は、当業者にとって既に明白であり、本明細書において規定される一般的な原理は、本開示の精神および範囲から逸脱することなしに他の実施形態および用途に適用され得る。従って、本発明は、示される実施形態に限定されないが、本明細書において開示される原理および特徴と一致する最も広い範囲を与えられる。

（概要）
本発明の実施形態は、（太陽光から離れる）後面側においてそのヘテロ接合を有する結晶性Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）ベースの太陽電池を提供する。後面接合太陽電池はさらに、界面パシベーション層として機能する薄い誘電層だけではなく、量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）も含む。太陽電池は、ｃ−Ｓｉ基板の前面および後表面上に高品質極薄酸化物層を堆積することによって製造され得、高品質極薄酸化物層は、パシベーションを提供し、かつキャリアの量子トンネリングを可能にする。その後、ｃ−Ｓｉ基板の伝導性ドーピングタイプと反対の伝導性ドーピングタイプを有する水素化段階的ドーピング非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）層は、太陽電池のエミッターを形成するために後面酸化物層上に堆積される。ｃ−Ｓｉ基板の伝導性ドーピングタイプと同じ伝導性ドーピングタイプを有する別の層の水素化ａ−Ｓｉは、前表面をパシベーション化する前表面電場層を形成するために、前面酸化物層上に堆積される。

（後面接合太陽電池）
さらにより優れた性能（例えば、２０％より大きい効率）を有する両側へテロ接合太陽電池を得るために、トンネリング酸化物層は、非常に低い（１×１０^１１／ｃｍ^２より低い）欠陥界面状態（Ｄｉｔ）を可能にし、さらに界面を越える少数キャリアの流れをブロックするように使用されている。結果として生じた太陽電池は、７２５ｍＶより大きくあり得る非常に高い開放回路電圧（Ｖ_ｏｃ）を有する。高いＶ_ｏｃは、低い（０．２５％／℃より低い）温度係数を有する高性能太陽電池に対して極めて重要である。他の進歩した材料成長および準備の方法は、さらに表面再結合速度を低減させるためにも使用され得る。例えば、原子層酸化シリコンは、表面トラップ密度を約１×１０^１０／ｃｍ^２まで低減させ得ることが報告されている。

従来のヘテロ接合太陽電池は、しばしば、いわゆる前面接合構造を有し、前面接合構造は、太陽電池のｐ−ｎ接合が、太陽電池の前面側（太陽光に面する側）に配置されることを意味する。太陽電池の性能を制限するこのような前面接合構造に関連付けられるいくつかの固有欠点がある。まず、太陽電池構造が、しばしば、ｎ型にドープされるので、エミッター層は、ｐ型にドープされる必要がある。ｐ型ドープのエミッター層（またはホウ素ドープのＳｉ層）は、しばしば、高い欠陥密度を有し、結果として生成された過剰キャリアのより高い再結合率をもたらし、それは、減少された太陽電池の電流に変える。実際に、このようなキャリアの損失を軽減するために、これらの太陽電池は、しばしば、比較的に薄いエミッター層または低いドーパント活性化率を有するエミッター層を有する。例えば、典型的な前面接合太陽電池のエミッター層の厚さは、４ｎｍと６ｎｍとの間である。エミッター層が、ＴＣＯ層（通常は、ｎ型にトープされる）と真性ａ−Ｓｉまたは誘電層との間に挟まれるので、これは、結果としてエミッター層が部分的に空乏になることをもたらす。この部分的に空乏のｐ型ドープのエミッター層は、エミッター層と前面ＴＣＯ層との間の最適の仕事関数マッチングを達成することをより難しくさせる。高い仕事関数を有するＴＣＯ層は、必要であり得る。

さらに、エミッターが、太陽電池の光に面する側上にあるので、光に面する表面付近の領域は、より高いキャリア密度を有する傾向があり、より高いキャリア密度は、結果として生成された過剰キャリアの増大される接合再結合をもたらし得る。加えて、ｐ型ドープのエミッターは、より活性のホウ素ドーパントが太陽光に面するので、光誘起劣化（ＬＩＤ）に類似する劣化を有し得る。

これらの欠点を克服するために、本発明の実施形態は、後面接合構造および酸化物トンネリング層を有する超高性能太陽電池を提供する。後面接合太陽電池は、入ってくる太陽光から離れて面する側に配置されるそのエミッターを有し、従って、太陽電池の前表面付近に発生する短波長吸収のため、電流の損失を最小限にする。加えて、太陽光から離れて面する後面側に配置されるが、ｐ型ドープのエミッターは、短波長吸収誘起の電流損失の危険にさらすことなしにエミッター空乏効果を除去するように薄くなり得る。結果として、Ｖ_ｏｃおよび充填ファクターが改善され得る。後面接合はまた、ｐ型ドープのエミッターの仕事関数を調整するためのより優れた柔軟性を提供し、従って、エミッター層と対応するＴＣＯ層との間のより優れた仕事関数マッチングを可能にする。従って、その透過性質によって制限されることなしにより最適の後面ＴＣＯ材料を選択することが可能である。接合の後面配置はまた、後面接合が主により長波長、より低エネルギーの吸収によって影響を受けるので、太陽電池が、接合においてより高エネルギーの超過キャリアの再結合によってより少なく影響されることを意味する。

図１Ａは、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する例示的な後面接合太陽電池を例示するダイヤグラムを示す。後面接合太陽電池１００は、基板１０２と、基板１０２の前面および後表面のそれぞれを覆う極薄酸化物層１０４および１０６と、前表面電場（ＦＳＦ）層１０８と、エミッター層１１０と、前面電極１１２と、後面電極１１４とを含む。矢印は、入ってくる太陽光を示す。

前に議論されたように、従来の前面接合太陽電池と比較して、後面接合太陽電池の少数キャリア密度がより低く、これは、結果として低下された接合再結合をもたらし、従って、より高いＶ_ｏｃおよびより大きい充填ファクター（ＦＦ）を与える。さらに、より薄いエミッター層はまた、仕事関数の完全なマッチングさえなしに、さらなる低減される空乏を引き起こし、従ってＶ_ｏｃおよびＦＦをさらに改善する。図１Ｂは、本発明の実施形態に従う、前面接合太陽電池を超えた後面接合太陽電池のＶ_ｏｃの改善を例示するダイヤグラムを示す。図１Ｂにおいて、ＢＲＲ０は、Ｓｉウェハーに対する固有再結合率であることを留意する。図１Ｃは、本発明の実施形態に従う、前面接合太陽電池を超えた後面接合太陽電池のＦＦの改善を例示するダイヤグラムを示す。最適化されたエミッター厚さおよびＴＣＯ層に対する仕事関数のマッチングを用いて、Ｖ_ｏｃおよびＦＦの著しい改善が、後面接合太陽電池に対して観測され得ることが理解できる。

（製造方法Ｉ）
ｎ型かまたはｐ型ドープの高品質ソーラーグレードシリコン（ＳＧ−Ｓｉ）ウェハーは、後面接合太陽電池を作るために使用され得る。一実施形態において、ｎ型ドープのＳＧ−Ｓｉウェハーが選択される。図２は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。

動作２Ａにおいて、ＳＧ−Ｓｉ基板２００が準備される。ＳＧ−Ｓｉ基板２００の厚さは、８０μｍと２００μｍとの間の範囲にあり得る。一実施形態において、ＳＧ−Ｓｉ基板２００の厚さは、９０μｍと１２０μｍとの間の範囲にある。ＳＧ−Ｓｉ基板２００の抵抗率は、典型的に、１オーム−ｃｍと１０オーム−ｃｍとの間の範囲にあるが、それらに限定されない。一実施形態において、ＳＧ−Ｓｉ基板２００は、１オーム−ｃｍと２オーム−ｃｍとの間の抵抗率を有する。準備動作は、ほぼ１０μｍのシリコンを除去する典型的なソーダメージエッチングと表面テクスチャリングとを含む。表面テクスチャは、六角ピラミッド、逆ピラミッド、円筒、円錐、リング、および他の不規則な形状を含むが、それらに限定されないさまざまなパターンを有し得る。一実施形態において、表面テクスチャリング動作は、結果としてランダムピラミッド型のテクスチャリングされた表面をもたらす。その後、ＳＧ−Ｓｉ２００基板は、広範囲にわたる表面クリーニングを通過する。

動作２Ｂにおいて、高品質（１×１０^１１／ｃｍ^２より少ないＤ_ｉｔを有する）誘電材料の薄い層は、前面および後面パシベーション／トンネリング層２０４および２０６を形成するために、それぞれ、ＳＧ−Ｓｉ基板２００の前面および後表面上に堆積される。一実施形態において、ＳＧ−Ｓｉ基板２００の後表面のみが、誘電材料の薄い層を堆積される。酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）、水素化ＳｉＯ_ｘ、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）、水素化ＳｉＮ_ｘ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、および水素化ＳｉＯＮを含むが、それらに限定されないさまざまなタイプの誘電材料は、パシベーション／トンネリング層を形成するために使用され得る。加えて、熱酸化、原子層蒸着、ウェットまたはスチーム酸化、低圧ラジカル酸化、プラズマ増強の化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）等を含むが、それらに限定されないさまざまな堆積技術は、パシベーション／トンネリング層を堆積するために使用され得る。トンネリング／パシベーション層２０２および２０４の厚さは、１オングストロームと５０オングストロームとの間にあり得る。一実施形態において、トンネリング／パシベーション層２０２および２０４の厚さは、１オングストロームと１５オングストロームとの間にある。トンネリング／パシベーション層のよく制御された厚さは、優れたトンネリングおよびパシベーションの効果を確保することを留意する。

動作２Ｃにおいて、基板２００のドーピングタイプと反対のドーピングタイプを有する水素化段階的ドーピングａ−Ｓｉの層は、エミッター層２０６を形成するために、後面パシベーション／トンネリング層２０４の表面上に堆積される。結果として、エミッター層２０６は、入射の太陽光から離れて面する太陽電池の後面側上に位置する。ＳＧ−Ｓｉ基板２００がｎ型にドープされた場合に、エミッター層２０６がｐ型にドープされ、およびその逆の場合もあることを留意する。一実施形態において、エミッター層２０６は、ドーパントとしてホウ素を用いてｐ型にドープされる。ＳＧ−Ｓｉ基板２００、後面パシベーション／トンネリング層２０４、およびエミッター層２０６は、ヘテロトンネリング後面接合を形成する。エミッター層２０６の厚さは、１ｎｍと２０ｎｍとの間にある。最適にドープされ（１×１０^１５／ｃｍ^３と５×１０^２０／ｃｍ^３との間に変動するドーピング濃度を有する）、かつ十分に厚い（少なくとも３ｎｍと２０ｎｍとの間）エミッター層は、優れたオーミック接触と大きいビルトインポテンシャルとを確保するために必要である。一実施形態において、前面パシベーション／トンネリング層２０２に隣接するエミッター層２０６内の領域は、より低いドーピング濃度を有し、前面パシベーション／トンネリング層２０２から離れる領域は、より高いドーピング濃度を有する。より低いドーピング濃度は、後面パシベーション／トンネリング層２０４とエミッター層２０６との間の界面において最小の欠陥密度を確保し、もう一方側上のより高いドーピング濃度は、エミッター層の空乏を防ぐ。エミッター層２０６の仕事関数は、より大きいＶ_ｏｃおよびより高い充填ファクターを可能にするために、後に堆積された後面透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）層の仕事関数とよりよくマッチングするように調整され得る。ａ−Ｓｉに加えて、エミッター層２０６を形成するために、１つ以上のワイドバンドギャップ半導体材料および多結晶Ｓｉを含むが、それらに限定されない他の材料を使用することも可能である。

動作２Ｄにおいて、基板２００のドーピングタイプと同じドーピングタイプを有する水素化段階的ドーピングａ−Ｓｉの層は、前表面電場（ＦＳＦ）層２０８を形成するために、前面パシベーション／トンネリング層２０２の表面上に堆積される。ＳＧ−Ｓｉ基板２００がｎ型にドープされた場合に、ＦＳＦ層２０８もｎ型にドープされ、およびその逆の場合もあることを留意する。一実施形態において、ＦＳＦ層２０８は、ドーパントとしてリンを用いてｎ型にドープされる。ＳＧ−Ｓｉ基板２００、前面パシベーション／トンネリング層２０２、およびＦＳＦ層２０８は、前表面を効率的にパシベーション化する前表面高低同質の接合を形成する。一実施形態において、ＦＳＦ層２０８の厚さは、１ｎｍと３０ｎｍとの間にある。一実施形態において、ＦＳＦ層２０８のドーピング濃度は、１×１０^１５／ｃｍ^３から５×１０^２０／ｃｍ^３まで変動する。ａ−Ｓｉに加えて、ＦＳＦ層２０８を形成するために、ワイドバンドギャップ半導体材料および多結晶Ｓｉを含むが、それらに限定されない他の材料を使用することも可能である。

動作２Ｅにおいて、ＴＣＯ材料の層は、優れたオーミック接触を確保する後面側伝導性アンチ反射層２１０を形成するために、エミッター層２０６の表面上に堆積される。ＴＣＯの例は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、タングステンドープの酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_ｘ）、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：ＡｌまたはＡＺＯ）、Ｚｎ−Ｉｎ−Ｏ（ＺＩＯ）、ガリウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）、および他の大きなバンドギャップ透明伝導性酸化物材料を含むが、それらに限定されない。後面側ＴＣＯ層２１０の仕事関数は、エミッター層２０６の仕事関数とよりよくマッチングするように調整され得る。

動作２Ｆにおいて、前面側ＴＣＯ層２１２は、ＦＳＦ層２０８の表面上に形成される。前面側ＴＣＯ層２１２は、太陽電池内に太陽光の最大限透過を可能にするために、優れたアンチ反射コーティングを形成する。

動作２Ｇにおいて、前面側電極２１４および後面側電極２１６は、それぞれ、ＴＣＯ層２１２および２１０の表面上に形成される。一実施形態において、前面側電極２１４および後面側電極２１６は、Ａｇフィンガーグリッドを含み、Ａｇフィンガーグリッドは、Ａｇペーストのスクリーンプリント、Ａｇインクのインクジェットまたはエーロゾルプリント、および蒸着を含むが、それらに限定されないさまざまな技術を用いて形成され得る。さらなる実施形態において、前面側電極２１４および／または後面側電極２１６は、無電解鍍金、電解鍍金、スパッタリング、および蒸着を含むが、それらに限定されないさまざまな技術を用いて形成されるＣｕグリッドを含み得る。

（製造方法ＩＩ）
図３は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。製造プロセスは、ベース層としてＳＧ−Ｓｉウェハーを用いる代わりに、図３において製造される後面接合太陽電池のベース層がエピタキシャル成長されたｃ−Ｓｉの層であること以外、図２において示されたプロセスに類似している。

動作３Ａにおいて、ＳＧ−Ｓｉ基板３００は、形成される表面テクスチャリングがないこと以外、動作２Ａのプロセスに類似するプロセスを用いて準備される。

動作３Ｂにおいて、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉの薄い層（層３０２）は、ＳＧ−Ｓｉ基板３００上にエピタキシャル成長される。一実施形態において、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉエピタキシャル（ＥＰＩ）層３０２は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）エピタキシャルプロセスを用いて形成される。さまざまなタイプのＳｉ化合物（例えば、ＳｉＨ_４、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、およびＳｉＨＣｌ_３）は、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２を形成するためにＣＶＤプロセスにおいて前駆体として使用され得る。一実施形態において、ＳｉＨＣｌ_３（ＴＣＳ）は、その豊富性および低コストのために使用される。高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２の厚さは、１μｍと５μｍとの間にあり得る。高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２のドーピングタイプは、ＳＧ−Ｓｉ基板３００のドーピングタイプと同じである。一実施形態において高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２は、ｎ型にドープされる。高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２のドーピング濃度は、１×１０^１７／ｃｍ^３と１×１０^２０／ｃｍ^３との間にあり得る。ドーピングレベルは、膜内にミスフィット転移を引き起こし得る最大限を超えるべきではない。高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２は、後表面電場（ＢＳＦ）、不純物バリア、および後に成長されるベース層の表面において電子−正孔再結合を低減するための汚染物質ゲッター層として働く。

動作３Ｃにおいて、低濃度にドープされたｃ−Ｓｉの層は、ベース層３０４を形成するために、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２上にエピタキシャル成長される。ベース層３０４の成長のために使用されるプロセスは、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２の成長のために使用されたプロセスに類似している。一実施形態において、ＣＶＤ ＥＰＩプロセスは、ベース層３０４を形成するために使用される。ベース層３０４の厚さは、２０μｍと１００μｍとの間にあり得る。ベース層３０４の伝導性ドーピングタイプは、ＳＧ−Ｓｉ基板２００および高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２のドーピングタイプと同じである。一実施形態において、ベース層３０４は、より優れたキャリア寿命、より高いＶ_ｏｃ、およびより高い太陽電池の効率を提供し得るｎ型にドープされる。ベース層３０４のドーピング濃度は、１×１０^１５／ｃｍ^３と１×１０^１７／ｃｍ^３との間にあり得る。

ベース層３０４のＥＰＩ成長の後に、動作３Ｄにおいて、ＳＧ−Ｓｉ基板３００および高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２が除去される。ＳＧ−Ｓｉ基板３００および高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２を除去するために、機械研削、化学ウェットエッチング、ドライエッチング、および化学機械研磨を含むが、それらに限定されないさまざまな技術が使用され得る。一実施形態において、機械後面研削方法は、ＳＧ−Ｓｉ基板３００および高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層３０２を除去するために使用される。その後、ウェット化学エッチングプロセスは、増大された少数キャリアの再結合をもたらし、従って太陽電池の性能を劣化し得るすべての後面研削のダメージを除去するために使用される。ウェット化学エッチングにおいて使用される溶液は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、および硝酸とフッ化水素酸との混合物（ＨＮＯ_３：ＨＦ）を含むが、それらに限定されない。

動作３Ｅにおいて、ベース層３０４の前面および後表面は、太陽電池内の光吸収を最大限にするためにテクスチャリングされ、従って、太陽電池の変換効率をさらに増強させる。表面テクスチャの形状は、ベース層３０４の前面および後表面上にランダムに、または規則的に分布されるプラミッド型または逆ピラミッド型であり得る。

残りの製造プロセスは、図２において示されたプロセスに類似している。動作３Ｆにおいて、後面および前面パシベーション／トンネリング層３０６および３０８は、動作２Ｂに類似するプロセスを用いて形成される。

動作３Ｇにおいて、エミッター層３１０およびＦＳＦ層３１２は、動作２Ｃおよび２Ｄにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。

動作３Ｈにおいて、前面および後面ＴＣＯ層３１４および３１６は、動作２Ｅおよび２Ｆにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。

動作３Ｉにおいて、前面および後面電極３１８および３２０は、動作２Ｇにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。

（製造方法ＩＩＩ）
図４は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。製造プロセスは、エピタキシャル形成されたＳｉベース層が段階的ドーピングプロフィールを有すること以外、図３において示されたプロセスに類似している。

動作４Ａにおいて、ＳＧ−Ｓｉ基板４００は、動作３Ａのプロセスに類似するプロセスを用いて準備される。

動作４Ｂにおいて、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉの薄い層（層４０２）は、動作３Ｂのプロセスに類似するプロセスを用いて、ＳＧ−Ｓｉ基板４００上にエピタキシャル成長される。

動作４Ｃにおいて、段階的ドーピングを有するｃ−Ｓｉの層は、ベース層４０４を形成するために、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層４０２上にエピタキシャル成長される。ベース層４０４のドーピング濃度は、１×１０^１４／ｃｍ^３と１×１０^１８／ｃｍ^３との間にあり、高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層４０２に隣接する領域が、より低いドーピング濃度を有し、その反対側が、より高いドーピング濃度を有する。このようなドーピングプロフィールは、結果として、生成された少数キャリアが接合に向かってドリフトすることを可能にする電場をもたらし、従ってＪ_ｓｃを増大させる。段階的にドープされたベース層４０４の厚さは、２０μｍと１００μｍとの間にあり得る。一実施形態において、真性ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ（層４０６）の薄い層は、段階的にドープされたベース層４０４内に挿入される。一実施形態において、真性ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ層４０６は、段階的にドープされたベース層４０４の中間において配置されている。真性ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ層４０６の厚さは、１ｎｍと１０ｎｍとの間にあり得る。真性ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ層４０６が、ベース層４０４のＥＰＩ成長の間に欠陥伝播および格子ミスマッチを制限するので、真性ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ層４０６の挿入は、段階的にドープされたベース層４０４のより優れた膜品質を確保する。真性ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ層４０６は、段階的にドープされたベース層４０４の成長中の任意のポイントにおいて、エピタキシャルチャンバー内にガス流量を変化させることによって、堆積され得る。

製造プロセスの残りは、図３において示されたプロセスに類似している。動作４Ｄにおいて、ＳＧ−Ｓｉ基板４００および高濃度にドープされたｃ−Ｓｉ ＥＰＩ層４０２は、動作３Ｄに類似するプロセスを用いて除去される。動作４Ｅにおいて、ベース層４０４の前面および後表面は、動作３Ｅに類似するプロセスを用いてテクスチャリングされる。動作４Ｆにおいて、後面および前面パシベーション／トンネリング層４０８および４１０は、動作３Ｆに類似するプロセスを用いて形成される。動作４Ｇにおいて、エミッター層４１２およびＦＳＦ層４１４は、動作３Ｇにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。動作４Ｈにおいて、前面および後面ＴＣＯ層４１６および４１８は、動作３Ｈにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。動作４Ｉにおいて、前面および後面電極４２０および４２２は、動作３Ｉにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。

（製造方法ＩＶ）
図５は、本発明の実施形態に従う、トンネリング酸化物を有する後面接合太陽電池を製造するプロセスを例示するダイヤグラムを示す。製造プロセスは、エピタキシャル形成されたｃ−Ｓｉ層が複合ベースを形成するためにＳＧ−Ｓｉ基板上に堆積されること以外、図２において示されたプロセスに類似している。

動作５Ａにおいて、ＳＧ−Ｓｉ基板５００は、形成される表面テクスチャリングがないこと以外、動作２Ａのプロセスに類似するプロセスを用いて準備される。

動作５Ｂにおいて、ｃ−Ｓｉの薄い層は、エンハンシング層５０２を形成するために、ＳＧ−Ｓｉ基板５００の後面側上においてエピタキシャル成長される。ＳＧ−Ｓｉ基板５００およびエンハンシング層５０２は、一緒に複合ベース層５０４を形成する。エンハンシング層５０２のドーピングタイプは、ＳＧ−Ｓｉ基板５００のドーピングタイプに類似している。一実施形態において、エンハンシング層５０２は、ｎ型にドープされる。加えて、エンハンシング層５０２は、均一にドープされ得るか、または、段階的にドープされ得る。一実施形態において、エンハンシング層５０２は、０．５オーム−ｃｍの均一シート抵抗を用いて均一にドープされる。一実施形態において、エンハンシング層５０２は、０．２オーム−ｃｍと１オーム−ｃｍとの間に変動するシート抵抗を用いて段階的にドープされる。エンハンシング層５０２の厚さは、０．５μｍと２μｍとの間にあり得る。図３および４において製造された太陽電池と比較して、ＥＰＩ ｃ−Ｓｉ層であるエンハンシング層５０２の厚さは、その厚さが２０μｍより厚い場合があるＥＰＩベース層３０４および４０４よりはるかに薄いことを留意する。このような薄いＥＰＩ層は、容易により低コストで製造され得る。（より安いポリーシリコンであり得、かつ吸収体の層として使用され得る）ＳＧ−Ｓｉ基板５００と薄いＥＰＩエンハンシング層５０２（その特性がＥＰＩ成長の間に注意深く操作され得る）とを複合ベース層として組み合わせることによって、われわれは、同時に、製造コストを低減させ、かつ性能を改善する目標を達成し得る。

残りの製造プロセスは、図２において示されたプロセスに類似している。動作５Ｃにおいて、複合ベース層５０４の前面および後表面は、動作２Ａに類似するプロセスを用いてテクスチャリングされる。動作５Ｄにおいて、後面および前面パシベーション／トンネリング層５０６および５０８は、動作２Ｂに類似するプロセスを用いて形成される。動作５Ｅにおいて、エミッター層５１０は、動作２Ｃに類似するプロセスを用いて後面パシベーション／トンネリング層５０６の表面上に堆積される。動作５Ｆにおいて、ＦＳＦ層５１２は、動作２Ｄに類似するプロセスを用いて前面パシベーション／トンネリング層５０８の表面上に堆積される。動作５Ｇにおいて、後面ＴＣＯ層５１４は、動作２Ｅに類似するプロセスを用いてエミッター層５１０の表面上に堆積される。動作５Ｈにおいて、前面ＴＣＯ層５１６は、動作２Ｆに類似するプロセスを用いてＦＳＦ層５１２の表面上に堆積される。動作５Ｉにおいて、前面および後面電極５１８および５２０は、動作２Ｇにおいて使用されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成される。

さまざまな実施形態の上記説明は、単に例示および説明の目的のために示されていた。それらは、完全であるか、または、本発明を開示された態様に限定するように意図されていない。従って、多くの変更およびバリエーションは、当業者にとって明白である。さらに、上記開示は、本発明を限定するように意図されていない。

Claims (22)

1. 後面接合太陽電池を製造するための方法であって、該方法は、
   該太陽電池のベース層を得ることと、
   入射光から離れて面する該ベース層の後面側において量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層を形成することと、
   該ＱＴＢ層の下にエミッター層を形成することであって、該エミッター層のドーピングタイプは、該ベース層のドーピングタイプと反対である、ことと、
   該ベース層の上に前表面電場（ＦＳＦ）層を形成することと、
   該ＦＳＦ層の上に前面側電極を形成することと、
   該エミッター層の下に後面側電極を生成することと
   を含む、方法。
2. 前記ベース層は、単結晶シリコンウェハーとエピタキシャル成長された結晶性Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）薄膜とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記エピタキシャル成長されたｃ−Ｓｉ薄膜のドーピングプロフィールが調整される、請求項２に記載の方法。
4. 前記ＱＴＢ層は、酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）、水素化ＳｉＯ_ｘ、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）、水素化ＳｉＮ_ｘ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、および水素化ＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記ＱＴＢ層は、１オングストロームと５０オングストロームとの間の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記ＱＴＢ層は、熱酸化、原子層蒸着、ウェットまたはスチーム酸化、低圧ラジカル酸化、およびプラズマ増強の化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のうちの少なくとも１つの技術を用いて形成される、請求項１に記載の方法。
7. 前記エミッター層、前記ＦＳＦ層、または両方の表面上に透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記ＴＣＯ層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、タングステンドープの酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_ｘ）、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：ＡｌまたはＡＺＯ）、およびガリウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記エミッター層および／または前記ＦＳＦ層は、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）、多結晶Ｓｉ、および１つ以上のワイドバンドギャップ半導体材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記エミッター層および／または前記ＦＳＦ層は、１×１０^１５／ｃｍ^３と５×１０^２０／ｃｍ^３との間の範囲にあるドーピング濃度を有する段階的にドープされた非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）層を含む、請求項９に記載の方法。
11. 入射太陽光に面する前記ベース層の前面側において前面ＱＴＢ層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
12. 後面接合太陽電池であって、該太陽電池は、
    ベース層と、
    入射光から離れて面する該ベース層の下に位置している量子トンネリングバリア（ＱＴＢ）層と、
    該ＱＴＢ層の下に位置しているエミッター層と、
    該ベース層の上に位置している前表面電場（ＦＳＦ）層と、
    該ＦＳＦ層の上に位置している前面側電極と、
    該エミッター層の下に位置している後面側電極と
    を含む、太陽電池。
13. 前記ベース層は、単結晶シリコンウェハーとエピタキシャル成長された結晶性Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）薄膜とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の太陽電池。
14. 前記エピタキシャル成長されたｃ−Ｓｉ薄膜のドーピングプロフィールが調整される、請求項１３に記載の太陽電池。
15. 前記ＱＴＢ層は、酸化シリコン（ＳｉＯ_ｘ）、水素化ＳｉＯ_ｘ、窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）、水素化ＳｉＮ_ｘ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_ｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、および水素化ＳｉＯＮのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の太陽電池。
16. 前記ＱＴＢ層は、１オングストロームと５０オングストロームとの間の厚さを有する、請求項１２に記載の太陽電池。
17. 前記ＱＴＢ層は、熱酸化、原子層蒸着、ウェットまたはスチーム酸化、低圧ラジカル酸化、およびプラズマ増強の化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のうちの少なくとも１つの技術を用いて形成される、請求項１２に記載の太陽電池。
18. 前記エミッター層の下に位置している第１の透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）層と、
    前記ＦＳＦ層の上に位置している第２のＴＣＯ層と
    のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１２に記載の太陽電池。
19. 前記第１および第２のＴＣＯ層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、タングステンドープの酸化インジウム（ＩＷＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_ｘ）、アルミニウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：ＡｌまたはＡＺＯ）、およびガリウムドープの酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｇａ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の太陽電池。
20. 前記エミッター層および／または前記ＦＳＦ層は、非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）、多結晶Ｓｉ、および１つ以上のワイドバンドギャップ半導体材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の太陽電池。
21. 前記エミッター層および／または前記表面電場層は、１×１０^１５／ｃｍ^３と５×１０^２０／ｃｍ^３との間の範囲にあるドーピング濃度を有する段階的にドープされた非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）層を含む、請求項２０に記載の太陽電池。
22. 前記ＦＳＦ層と前記ベース層との間に位置している前面ＱＴＢ層をさらに含む、請求項１２に記載の太陽電池。

Images