JP2015144149A - 光電変換装置および光電変換装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】裏面電極型の光電変換装置をカウンタードープ法を使って作成した場合、発電効率が小さくなる場合があった。【解決手段】基板と、基板の受光面と反対側の面にｎ型領域およびｐ型領域の両方を備え、ｎ型領域は、ｎ型ドーパントとｐ型ドーパントの両方を含有しており、ｎ型ドーパントは前記ｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に深く含有されてなることにより発電効率を上げることができる。【選択図】図２
Description
本発明は、太陽電池モジュールなどに使用される光電変換装置および光電変換装置の製造方法に関するものである。
太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する光電変換装置に対しては、近年、特に地球環境問題の観点から、次世代のエネルギー源としての期待が急激に高まっている。光電変換装置用の材料としては化合物半導体や有機材料などが利用されてきたが、現在はシリコン結晶が主流となっている。現在最も多く生産、販売されている光電変換装置では、太陽光を受ける受光面にはｎ電極が、受光面の反対面である裏面にはｐ電極が設けられている。受光面側に設けられたｎ電極は、光電変換により得られた電流の取り出しのために必要不可欠であるが、ｎ電極が形成された部位の基板には該ｎ電極による遮蔽によって太陽光が入射しないため、電極面積が大きいと変換効率が低下する。受光面側の電極によるこのような変換効率の損失をシャドウロスという。
一方、受光面に電極がない裏面電極型光電変換装置においては、電極によるシャドウロスがなく、入射する太陽光をほぼ１００％光電変換装置に取り込むことができるため、原理的に高変換効率が実現可能である。このような裏面電極型光電変換装置の例として、特表２０１１−５１３９９８号公報が挙げられる。
図８は、従来の裏面電極型の光電変換装置の構造を示す概略断面図である。裏面電極型の光電変換装置である、ＩＢＣ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ Ｂａｃｋ Ｃｏｎｔａｃｔ）太陽電池１００は、その背面にｐコンタクト１０７及びｎコンタクト１０８を含む。ＩＢＣ太陽電池１００の上面は反射防止膜１０１である。反射防止膜１０１の下部は、ＦＳＦ（Ｆｒｏｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）領域１０２及びベース１０３である。ベース１０３の下部は、エミッタ１０４及びＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）領域１０５である。エミッタ１０４及び背面電界１０５の下部は、保護層１０６である。ｐコンタクト１０７及びｎコンタクト１０８は、保護層１０６を通過して、エミッタ１０４及び背面電界１０５に接触することができる。典型的に導電性の金属で作られているグリッド１１０は、ｐコンタクト１０７及びｎコンタクト１０８に取り付ける。
通常、エミッタ１０４および背面電界１０５を形成するためには、エミッタ１０４と背面電界１０５形成時に、それぞれ、フォトリソグラフィステップ及び拡散ステップを１回ずつ実施する必要があるが、上述の裏面電極型の光電変換装置においては、受光面と反対側の面全体にｐ型のドーパントをドープしたあと、続いてその上から、ｎ型のドーパントを選択的にドーピングすることにより、１つのフォトリソグラフィ工程を削減することができる。背面電界１０５には先にドーピングされたｐ型ドーパントと、後からドーピングされたn型ドーパントの両方が存在している。このようなカウンタドーピング法を採用することにより、フォトリソグラフィ工程数を削減することができ、太陽電池の製造における生産性の向上および製造コストの低減を図ることができる。
しかしながら、裏面電極型の光電変換装置をカウンタードープ法を使って作成した場合、ｐ型、ｎ型のドーパントをそれぞれ別の領域にドープした光電変換装置に比べ、発電効率が悪かった。
本発明は、上述の問題点を鑑みなされたものであり、カウンタードープ工程を使用した発電効率の高い光電変換装置を提供することを目的とする。
発明者らは、鋭意研究の結果、カウンタードープされた領域のｐ型、ｎ型それぞれのドーパントの分布が発電効率に影響することを見出した。
本発明の光電変換装置は、基板と、基板の受光面と反対側の面にｎ型領域およびｐ型領域の両方を備え、ｎ型領域は、ｎ型ドーパントとｐ型ドーパントの両方を含有しており、ｎ型ドーパントは前記ｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に深く含有されてなるものである。
また、本発明の光電変換装置は、ｎ型領域におけるｐ型ドーパントは、ｐ型領域におけるｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に浅く含有されてなるものである。
また、本発明の光電変換装置は、ｎ型ドーパントはリン、ヒ素、窒素のいずれかであり、ｐ型ドーパントはホウ素、アルミニウム、ガリウムのいずれかであるものである。
本発明の光電変換装置の製造方法は、基板の一方の主面の略全面に、ｐ型ドーパントを含有させる工程と、基板のｐ型ドーパントを含有させた同一主面に、部分的にｎ型ドーパントを含有させる工程と、基板の熱処理工程をこの順に有し、ｎ型ドーパントを含有させた領域において、ｎ型ドーパントをｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に深く拡散させるものである。
また、本発明の光電変換装置の製造方法は、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントを拡散させる工程は、８５０℃以上１０５０℃以下の温度で熱処理するものである。
本発明の光電変換装置の製造方法は、基板の一方の主面に、ｎ型ドーパントを部分的に含有させる工程と、基板のｎ型ドーパントを含有させた同一主面に、ｐ型ドーパントを略全面に含有させる工程と、基板の熱処理工程をこの順に有し、ｎ型ドーパントを含有させた領域において、ｎ型ドーパントをｐ型ドーパントよりも基板の厚さ方向に深く拡散させるものである。
また、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントを拡散させる工程は、７５０℃以上９５０℃未満の温度で熱処理するものである。
本発明によれば、ｎ型領域の基板裏面側から深い位置のｎ型ドーパント濃度を高めることができ、結果としてｐｎ間の内部電界を強めてフォトキャリアの再結合損失を低減し、発電効率の良好な光電変換装置を得ることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについて詳細な説明は繰り返さない。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る光電変換装置を形成する工程を示す模式的断面図である。図１（ａ）に示すように、単結晶半導体基板であるｎ型シリコン基板１０を準備する。２つの主面を有するｎ型シリコン基板１０の一方の表面にホウ素（Ｂ）を１．５×１０１５ｉｏｎ／ｃｍ２程度イオン注入することにより、図１（ｂ）に示すように、ｎ型シリコン基板の表面に、ｐ＋領域１１を全体的に形成する。この面は、受光面とは反対側の裏面になる。
図１は、本発明に係る光電変換装置を形成する工程を示す模式的断面図である。図１（ａ）に示すように、単結晶半導体基板であるｎ型シリコン基板１０を準備する。２つの主面を有するｎ型シリコン基板１０の一方の表面にホウ素（Ｂ）を１．５×１０１５ｉｏｎ／ｃｍ２程度イオン注入することにより、図１（ｂ）に示すように、ｎ型シリコン基板の表面に、ｐ＋領域１１を全体的に形成する。この面は、受光面とは反対側の裏面になる。
次に、ホウ素をイオン注入した領域に重ねて、作製すべきｎ型コンタクト層の形状に合わせて、リン（Ｐ）をイオン注入（カウンタードープ）することにより、図１（ｃ）に示すように、ｎドーパント注入領域１２をパターン形成する。この時、カウンタードープしたｎドーパント注入領域１２において、先にイオン注入したホウ素は、押出効果によってカウンタードープしていない領域のホウ素の拡散領域よりもｎ型シリコン基板の内部の深い位置まで拡散する。そのため、ｎドーパント注入領域１２の下方には、押出効果で拡散したｐ＋領域１３が存在している。カウンタードープしたリンの濃度は７×１０１４ｉｏｎ/ｃｍ２程度である。
次に、ｎ型シリコン基板１０を加熱してアニール処理を行い、イオン注入したドーパントを活性化させるとともに、イオン注入によって生じた結晶欠陥を修復する。アニール処理の際、リンとホウ素が両方混在する領域では、ボロンの基板深さ方向への拡散が抑制される。したがって、アニール処理を十分行うことで、ｎ型シリコン基板の受光面と反対側の表面を基準にして深さ方向に対して、リンがホウ素よりも深く拡散することになる。アニール処理の際の基板の温度は、８５０℃以上１０５０℃以下が好ましく、より好ましくは、９００℃以上１０００℃以下で処理するとよい。ここでは、１０００±１０℃で１０分から３０分かけてアニール処理を行った。その結果、図１（ｄ）に示すように、ドーパントとしてｎ型ドーパントのみが存在するハイドープ領域１４がｐ＋領域１１よりも深い位置に形成される。ハイドープ領域１４よりも表面に近い側は、ｎ型ドーパントのリンとｐ型ドーパントのホウ素が混在する混在領域１５である。ハイドープ領域１４と混在領域１５を合わせてｎ＋の導電性を示すｎ型領域１６として振る舞う。混在領域１５はイオン注入したｎ型シリコン基板表面から２００〜３００nmの深さまで形成されている。また、ハイドープ領域１４は、混在領域１５の直下にｎ型シリコン基板表面から３００〜４００ｎｍの深さまで形成されている。
ハイドープ領域１４と混在領域１５でｎ型領域１６を構成する。また、リンをイオン注入しなかった部分のｐ＋領域１１は、ｐ型領域１７を構成する。その後、パッシベーション層、ｐ電極、ｎ電極、および受光面の反射防止膜を形成し、光電変換装置が形成される。
図２は、図１の工程を経て形成された、本発明に係る光電変換装置を示す模式的断面図である。第１導電型であるｎ型シリコン基板１０の受光面と反対側の面に、ｎ型領域１６と、ｐ型領域１７が形成されている。ｎ型領域１６は、ハイドープ領域１４と混在領域１５からなる。また、ｐ型領域１７は、リンがイオン注入されなかったｐ＋領域１１である。ｎ型領域１６は、ｐ型領域１７よりも、受光面と反対側の面の表面からみて深い位置まで形成されている。
ｎ型領域１６およびｐ型領域１７上には、パッシベーション層１８が形成されている。パッシベーション層１８としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウムなどが用いられ、プラズマＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
パッシベーション層１８には、開口部１８ａが設けられている。開口部１８ａは、ｎ型領域１６に対応する位置に設けられている。パッシベーション層１８上に設けられたｎ電極１９は、開口部１８ａを介してｎ型領域１６上に電気的に接続している。また、パッシベーション層１８には、開口部１８ｂが設けられている。開口部１８ｂは、ｐ型領域１７に対応する位置に設けられている。パッシベーション層１８に設けられたｐ電極２０は、開口部１８ｂを介してｐ型領域１７に電気的に接続している。ｎ電極１９、ｐ電極２０は、銀、アルミニウム、銅などを含むペーストの印刷により形成したり、これらの金属を蒸着、あるいはスパッタ法により形成される。
ｎ型シリコン基板１０の受光面側は、テクスチャ加工がされてなり、窒化シリコンなどからなる反射防止膜２１が形成されている。反射防止膜２１はｎ型シリコン基板１０の受光面のパッシベーション機能も有するので発電効率の向上に寄与することができる。
以上のようにして作製した光電変換装置のｎ型領域において、ｎ型ドーパントであるリンとｐ型ドーパントであるボロンの基板裏面側からの深さ方向プロファイルを、ＳＩＭＳ分析により測定した。図３は、イオン注入後ドーパントの基板裏面側からの深さ方向プロファイルを示す図である。
図３（ａ）はイオン注入後のアニール処理を行わない場合、図３（ｂ）〜（ｄ）は、イオン注入後にそれぞれ９５０℃、１０００℃、１０５０℃でアニール処理を行った場合の、深さ方向プロファイルであり、横軸の原点はｎ型シリコン基板１０のｎ型領域における表面を示す。
図３（ａ）〜（ｄ）において、縦軸に示すボロンおよびリンの濃度が１．０×１０１８［atoms/cm3］以上の領域に注目して説明する。アニール処理をしていない図３（ａ）では同じ深さにおけるボロン濃度がリン濃度より高くなっており、ボロンがリンより深い位置にまで存在していることが判る。これに対し、９５０℃でアニール処理した図３（ｂ）では、同じ深さにおけるリン濃度がボロン濃度よりも高くなっており、リンがボロンよりも深い位置にまで存在しており、図３（ａ）に対しボロンとリンが逆転したプロファイルになっていることが判る。このように、適切な温度でアニール処理を行うことにより、リンをボロンよりも深い位置に配置させることができる。
さらにアニール温度を高めた図３（ｃ）、（ｄ）では、アニール温度が高くなるほど、ボロン、リンともに深さ方向の拡散が進む。ただし、図３（ｃ）と図３（ｄ）を比べると、アニール温度が高い図３（ｄ）では、ボロンとリンの深さ方向の濃度差がより減少しており、ボロンとリンの深さ方向の濃度差を出すという観点では、図３（ｂ）の９５０℃アニールの条件が好ましいといえる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、ｐ型ドーパントであるホウ素を含有させるプロセスとしてイオン注入法を用いたが、本実施例では、ホウ素源としてＰＢＦ（ポリボロンフィルム）を塗布する方法を用いる。この場合、ＰＢＦ塗布後に、９００℃以上の温度で焼成することでホウ素を基板厚さ方向に拡散させる。その後に、ｎ型ドーパントであるリンを部分的にイオン注入し、その後に熱処理を行うことにより、リンおよびホウ素を基板厚さ方向に拡散させる。また、ｎ型ドーパントであるリンを含有させるプロセスとしては、ｎ型領域を形成しようとする領域以外の部分に拡散マスクをパターン形成し、リン源としてＰＯＣｌ３を用いた気相拡散を行ったのち、拡散マスクを除去することにより形成してもよい。
実施の形態１では、ｐ型ドーパントであるホウ素を含有させるプロセスとしてイオン注入法を用いたが、本実施例では、ホウ素源としてＰＢＦ（ポリボロンフィルム）を塗布する方法を用いる。この場合、ＰＢＦ塗布後に、９００℃以上の温度で焼成することでホウ素を基板厚さ方向に拡散させる。その後に、ｎ型ドーパントであるリンを部分的にイオン注入し、その後に熱処理を行うことにより、リンおよびホウ素を基板厚さ方向に拡散させる。また、ｎ型ドーパントであるリンを含有させるプロセスとしては、ｎ型領域を形成しようとする領域以外の部分に拡散マスクをパターン形成し、リン源としてＰＯＣｌ３を用いた気相拡散を行ったのち、拡散マスクを除去することにより形成してもよい。
その他の工程においては、実施の形態１と同様の処理を行う。
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る光電変換装置を形成する工程を示す模式的断面図である。実施の形態１とは、ｎ型ドーパントとｐ型ドーパントのイオン注入の順序が異なる。
図４は、本発明の実施の形態３に係る光電変換装置を形成する工程を示す模式的断面図である。実施の形態１とは、ｎ型ドーパントとｐ型ドーパントのイオン注入の順序が異なる。
図４（ａ）において、ｎ型シリコン基板１０の受光面とは反対側の表面にリン（Ｐ）を７×１０１４ｉｏｎ/ｃｍ２程度、パターンマスクを用いて選択的にイオン注入することにより、図４（ｂ）に示すように、ｎ型シリコン基板の受光面とは反対側の面に、ｎ＋領域３１を選択的にパターン形成する。
次に、図４（ｃ）に示すように、ｎ型シリコン基板１０の受光面とは反対側の表面全体に、ホウ素を１．５×１０１５ｉｏｎ／ｃｍ２程度イオン注入する。ｎ+領域３１以外の表面はｐ＋領域３２となる。ｎ＋領域３１の表面は、ｎ＋領域３１を形成する際のリンのイオン注入を行った結果としてアモルファス状になっており、アモルファス状の表面に対してホウ素をイオン注入した場合、ｎ＋領域３１におけるホウ素の打ち込み深さは、リンをイオン注入していない領域のホウ素の打ち込み深さより浅くなる。このようにして、図４（ｃ）に示すように、ｎ＋領域３１の下方には、リンがホウ素よりも多く含有されたハイドープ領域３３が形成され、リンがボロンよりも深く打ちこまれた深さ方向プロファイルとなる。
次に、ｎ型シリコン基板１０を加熱してアニール処理を行い、イオン注入したドーパントを活性化させるとともに、イオン注入によって生じた結晶欠陥を修復する。アニール処理の際の基板の温度は、７５０℃以上９５０℃未満が好ましく、より好ましくは８００℃以上９５０℃未満が好ましい。具体的には、９００℃±１０℃で１０分から３０分かけてアニール処理を行った。この際、本実施の形態２は実施の形態１と異なり、アニール処理前の状態において既に、リンがボロンよりも深く配置された構造となっているため、リンをより深く拡散させるための高い温度での熱処理を行う必要がない。すなわち、実施の形態１に対して熱アニール処理温度を低減することができる。結果として、高い熱処理温度によるｎ型シリコン基板のバルクのライフタイム低下を抑制することで開放電圧およびフィルファクターを向上し高い変換効率を得ることができる。
その結果、アニール処理後の状態を示す図４（ｄ）は図４（ｃ）と同様の深さ方向プロファイルとなり、リンがボロンより深い位置に存在するプロファイルが維持される。すなわち、ドーパントとしてｎ型ドーパントのみが存在するハイドープ領域３３がｐ＋領域３２よりも深い位置に形成される。また、ハイドープ領域３３の表面に近い側に、ｎ型ドーパントのリンとｐ型ドーパントのホウ素が混在する混在領域３４が形成されている。混在領域３４は、イオン注入したｎ型シリコン基板表面から１００〜２００ｎｍの深さまで形成されている。また、ハイドープ領域３３は、混在領域３４の直下にｎ型シリコン基板表面から２００〜３００ｎｍの深さまで形成されている。ハイドープ領域３３と混在領域３４とを合わせてｎ＋の導電性を示すｎ型領域３５を構成する。また、リンをイオン注入しなかった部分のｐ＋領域３２は、ｐ型領域３６を構成する。さらに、パッシベーション層、ｐ電極、ｎ電極、および受光面の反射防止膜を形成し、光電変換装置を形成する。
図５は、本発明の実施の形態３に係る光電変換装置の光電変換装置の模式的断面図である。第１導電型であるｎ型シリコン基板１０の受光面と反対側の面に、ｎ型領域３５と、ｐ型領域３６が形成されている。ｎ型領域３５は、ハイドープ領域３３と混在領域３４からなる。また、ｐ型領域３６は、リンをイオン注入されなかったｐ＋領域である。ｎ型領域３５およびｐ型領域３６上には、パッシベーション層１８が形成されている。パッシベーション層１８としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウムなどが用いられ、プラズマＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
上記は、最初にｎ型ドーパントであるリンを含有させるプロセスとしてイオン注入法を用いたが、代わりに、ｎ型領域を形成しようとする領域以外の部分に拡散マスクをパターン形成したのち、リン源としてＰＯＣｌ３を用いた気相拡散によりリンを含有させてもよい。この場合、気相拡散後に拡散マスクを除去することで、ｎ型領域をパターン形成することができる。その後に、ｐ型ドーパントであるホウ素を全面にイオン注入し、その後に熱処理を行うことにより、リンおよびホウ素を基板厚さ方向に拡散させてもよい。また、ｐ型ドーパントであるホウ素を含有させるプロセスとしては、ホウ素源としてＰＢＦ（ポリボロンフィルム）を塗布した後に焼成することにより形成してもよい。
パッシベーション層１８には、開口部１８ａが設けられている。開口部１８ａは、ｎ型領域１６に対応する位置に設けられている。パッシベーション層１８上に設けられたｎ電極１９は、開口部１８ａを介してｎ型コンタクト層３５に電気的に接続している。また、パッシベーション層１８には、開口部１８ｂが設けられている。開口部１８ｂは、ｐ型領域１７に対応する位置に設けられている。パッシベーション層１８に設けられたｐ電極２０は、開口部１８ｂを介してｐ型領域３６に接続している。また、ｎ型シリコン基板１０の受光面側は、テクスチャ加工がされてなり、窒化シリコンなどからなる反射防止膜２１が形成されている。反射防止膜２１はｎ型シリコン基板１０の受光面のパッシベーション機能も有するので発電効率の向上に寄与することができる。
（比較例）
図６は、本発明の比較例である光電変換装置の模式的断面図である。第１導電型であるｎ型シリコン基板１０の受光面と反対側の面に、ｎ型領域１６’と、ｐ型領域１７’が形成されている。ｎ型シリコン基板１０の受光面と反対側の面から見てｎ型領域１６’よりも深い位置に、ｐ＋領域２２が形成されている。
図６は、本発明の比較例である光電変換装置の模式的断面図である。第１導電型であるｎ型シリコン基板１０の受光面と反対側の面に、ｎ型領域１６’と、ｐ型領域１７’が形成されている。ｎ型シリコン基板１０の受光面と反対側の面から見てｎ型領域１６’よりも深い位置に、ｐ＋領域２２が形成されている。
比較例は、図１に示すようなカウンタードープ法で作られるが、図１（ｃ）の構造を形成した後のアニール処理工程（８５０℃前後、１０〜３０分）において、リンが充分深く拡散していないために、ｎ型領域１６’よりも深い位置にホウ素が拡散したｐ＋領域２２が存在している。ｐ型領域１７’は、リンをイオン注入されなかった部分のｐ＋領域である。このようなリンおよびホウ素の深さ方向プロファイルは、アニール処理温度や処理時間が充分でなかった場合になり得る。
ｎ型領域１６’およびｐ型領域１７’上には、パッシベーション層１８が形成されている。パッシベーション層としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウムなどが用いられ、プラズマＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
パッシベーション層１８には、開口部１８ａが設けられている。開口部１８ａは、ｎ型領域１６’に対応する位置に設けられている。パッシベーション層１８上に設けられたｎ電極１９は、開口部１８ａを介してｎ型領域２１上に電気的に接続している。また、パッシベーション層１８には、開口部１８ｂが設けられている。開口部１８ｂは、ｐ型領域１７’に対応する位置に設けられている。パッシベーション層１８に設けられたｐ電極２０は、開口部１８ｂを介してｐ型領域１７’に接続している。
図７は、本発明の各実施の形態と比較例の光電変換装置の性能を比較した図である。比較例を基準として、実施の形態１および実施の形態２に示す光電変換装置の短絡電流（ＩＳＣ）、フィルファクター（ＦＦ）、開放電圧（ＶＯＣ）、発電効率(η)の相対値を示す。実施の形態１に示す光電変換装置は、変換効率ηが比較例に対して１％向上していることがわかる。
比較例の場合、ｎ型半導体基板の裏面側から順に、ｎ型領域１６’／ｐ＋領域２２／ｎ型シリコン基板、の構造となるため、ｎ型半導体基板の光入射側で発生したフォトキャリアが裏面側のｎ型領域１６’に収集されるまでの経路にｐ＋領域２２があるために、ｎ型領域１６’とｐ型領域１７’間の内部電界が弱められて、フォトキャリアの再結合損失が増加する。
これに対して、実施の形態１においては、ｎ型領域１６のｎ＋領域１４よりｎ型シリコン基板側に内部電界を弱めるｐ型の領域が存在しないので、キャリアの再結合による損失が比較例よりも低減される。すなわち、ｎ電極にコンタクトするｐ型のドーパントより、ｎ型のドーパントを基板の深い位置に拡散した構造とすることにより、変換効率を向上させることができる。
また、実施の形態２において、変換効率ηが比較例に対して１．２％向上していることが分かる。本形態においても、実施の形態１と同様に、ｎ型ドーパントがｐ型ドーパントよりもｎ型半導体基板の内部により深く拡散しているために、ｎ型コンタクト層３５のｎ＋領域３３よりｎ型シリコン基板側に内部電界を弱めるｐ型の領域が存在しないので、キャリアの再結合による損失が比較例よりも低減され、開放電圧およびフィルファクターを向上して高い変換効率を得ることができる。
また、実施の形態２は、実施の形態１よりも熱処理温度が低いので、ｎ型コンタクト層を薄く形成できる。したがって、ｎ型コンタクト層とｎ電極間のコンタクト抵抗が軽減できるので、発電効率をより高めることができる。また、実施の形態１よりも熱処理温度を低温にすることができ、バルクライフタイムの低下を防ぐことができ、開放電圧およびフィルファクターを向上して高い変換効率を得ることができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０…ｎ型シリコン基板
１４、３３…ｎ＋領域
１５、３４…混在領域
１６、３５…ｎ型領域
１７、３６…ｐ型領域
１９…ｎ電極
２０…ｐ電極
１４、３３…ｎ＋領域
１５、３４…混在領域
１６、３５…ｎ型領域
１７、３６…ｐ型領域
１９…ｎ電極
２０…ｐ電極
Claims (7)
- 基板と、
前記基板の受光面と反対側の面にｎ型領域およびｐ型領域の両方を備え、
前記ｎ型領域は、ｎ型ドーパントとｐ型ドーパントの両方を含有しており、前記ｎ型ドーパントは前記ｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に深く含有されている光電変換装置。 - 前記ｎ型領域におけるｐ型ドーパントは、前記ｐ型領域におけるｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に浅く含有されている、請求項１記載の光電変換装置。
- 前記ｎ型ドーパントはリン、ヒ素、窒素のいずれかであり、前記ｐ型ドーパントはホウ素、アルミニウム、ガリウムのいずれかである請求項１乃至２記載の光電変換装置。
- 基板の一方の主面の略全面に、ｐ型ドーパントを含有させる工程と、
前記基板の前記ｐ型ドーパントを含有させた同一主面に、部分的にｎ型ドーパントを含有させる工程と、
前記基板の熱処理工程をこの順に有し、
前記ｎ型ドーパントを含有させた領域において、ｎ型ドーパントをｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に深く拡散させる光電変換装置の製造方法。 - 前記ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントを拡散させる工程は、
８５０℃以上１０５０℃以下の温度で熱処理する工程である請求項４記載の光電変換装置の製造方法。 - 基板の一方の主面に、ｎ型ドーパントを部分的に含有させる工程と、
前記基板の前記ｎ型ドーパントを含有させた同一主面に、ｐ型ドーパントを略全面に含有させる工程と、
前記基板の熱処理工程をこの順に有し、
前記ｎ型ドーパントを含有させた領域において、ｎ型ドーパントをｐ型ドーパントよりも前記基板の厚さ方向に深く拡散させる
光電変換装置の製造方法。 - 前記ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントを拡散させる工程は、
７５０℃以上９５０℃未満の温度で熱処理する工程である請求項６記載の光電変換装置の製造方法。
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