JP2017525136A - 結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面のパッシベーション - Google Patents

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Abstract

結晶シリコンを用いて太陽電池の受光面をパッシベーションする方法、及び得られる太陽電池が記載されている。ある例において、太陽電池は、受光面及を有するシリコン基板を備える。真性シリコン層が、シリコン基板の受光面の上方に配置される。Ｎ型のシリコン層が、真性シリコン層上に配置される。真性シリコン層及びＮ型のシリコン層の一方又は両方が、微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。別の例では、太陽電池は、受光面を有するシリコン基板を備える。パッシベーション誘電体層が、シリコン基板の受光面上に配置される。Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層が、パッシベーション誘電体層上に配置される。

Description

本開示の実施形態は再生可能エネルギーの分野におけるものであり、特に、結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面をパッシベーションする方法、及びその結果得られる太陽電池である。
太陽電池として公知の光起電力電池は、太陽放射を電力に直接変換するためのデバイスとして周知である。一般に、太陽電池は、半導体処理技術を使用して半導体ウェハ上又は基板上に作製され、基板の表面近くにＰ−Ｎ接合が形成される。太陽光が基板の表面に衝突し、基板の中に入ると、基板のバルク内に電子及び正孔の対が生成される。電子及び正孔対は、基板内のＰドープ領域及びＮドープ領域に移動し、これによって、ドープ領域の間に電位差を発生させる。ドープ領域は、太陽電池の導電性領域に接続されて、電流を太陽電池から太陽電池と連結された外部回路へと方向付ける。
効率は、太陽電池の発電能力に直接関係するために、太陽電池の重要な特性である。同様に、太陽電池を生産する上での効率は、このような太陽電池の費用効果に直接関連する。したがって、太陽電池の効率を向上させるための技術、又は太陽電池の製造における効率を向上させるための技術が、一般的に望ましい。本開示のいくつかの実施形態は、太陽電池構造体を製造するための新規なプロセスを提供することによって、太陽電池の製造効率の向上を可能にする。本開示のいくつかの実施形態は、新規な太陽電池構造体を提供することによって、太陽電池の効率向上を可能にしている。
本開示の実施形態による、太陽電池を製造する様々な段階の断面図を例示する。太陽電池の出発基板を例示する。
本開示の実施形態による、太陽電池を製造する様々な段階の断面図を例示する。基板の受光面上にパッシベーション誘電体層を形成した後の、図１Ａの構造体を図示する。
本開示の実施形態による、太陽電池を製造する様々な段階の断面図を例示する。パッシベーション誘電体層上に真性シリコン層を形成した後の、図１Ｂの構造体を図示する。
本開示の実施形態による、太陽電池を製造する様々な段階の断面図を例示する。真性シリコン層上にＮ型のシリコン層の形成した後の、図１Ｃの構造体を図示する。
本開示の実施形態による、太陽電池を製造する様々な段階の断面図を例示する。Ｎ型のシリコン層上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を形成した後の、図１Ｄの構造体を図示する。
本開示の実施形態による、図１Ａ〜図１Ｅに対応する太陽電池の製造方法における操作を一覧にしたフローチャートである。
本開示の実施形態による、基板の裏面の上方に形成されているエミッタ領域を有し、また基板の受光面上に第１の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を図示する。
本開示の実施形態による、基板の裏面内に形成されているエミッタ領域を有し、また基板の受光面上に第１の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を図示する。
本開示の実施形態による、図３及び図４と関連して記載された太陽電池の受光面上に配置された第１の例示的な積層体のエネルギーバンド図である。
本開示の実施形態による、基板の裏面の上方に形成されたエミッタ領域を有し、かつ、基板の受光面上に第２の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を図示する。
本開示の実施形態による、図６Ａと関連して記載された太陽電池の受光面上に配置された、第２の例示的な積層体のエネルギーバンド図である。
本開示の実施形態による、基板の裏面の上方に形成されたエミッタ領域を有し、かつ、基板の受光面上に第３の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を例示する。
本開示の実施形態による、図７Ａと関連して記載された太陽電池の受光面上に配置された、第３の例示的な積層体のエネルギーバンド図である。
以下の発明を実施するための形態は、本質的には、単なる実例に過ぎず、本主題の実施形態、あるいは、かかる実施形態の応用及び用途を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合、「例示の」という語は、「例、事例、実例としての役割を果たすこと」を意味する。本明細書で例示的として説明されるあらゆる実装は、必ずしも、他の実装よりも好ましいか又は有利であるとして解釈されるべきではない。更には、前述の技術分野、背景技術、概要、又は以下の発明を実施するための形態で提示される、明示又は暗示されるいずれの理論によっても、拘束されることを意図するものではない。
本明細書は、「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及を含む。「一実施形態において」又は「ある実施形態において」という語句の出現は、必ずしも、同じ実施形態を指すものではない。特定の機構、構造、又は特性を、本開示と矛盾しない任意の好適な方式で組み合わせることができる。
用語法。以下のパラグラフは、本開示（添付の請求項を含む）で見出される用語に関する、定義及び／又はコンテキストを提供する。
「備える」。この用語は、オープンエンド型である。添付の請求項で使用されるとき、この用語は、更なる構造又は工程を排除するものではない。
「〜ように構成された」。様々なユニット又は構成要素は、タスクを実行する「ように構成された」として、説明又は特許請求される場合がある。そのようなコンテキストでは、「〜ように構成された」は、それらのユニット／構成要素が、動作中にそれらのタスクを実行する構造を含むことを示すことによって、その構造を含意するために使用される。それゆえ、それらのユニット／構成要素は、指定のユニット／構成要素が現時点で動作可能ではない（例えば、オン／アクティブではない）場合であっても、そのタスクを実行するように構成されていると言うことができる。ユニット／回路／構成要素が、１つ以上のタスクを実行する「ように構成された」と記載することは、そのユニット／構成要素に関して、米国特許法第１１２条第６項が適用されないことを、明示的に意図するものである。
「第１の」、「第２の」など。本明細書で使用するとき、これらの用語は、それらが前に置かれる名詞に関する指標として使用されるものであり、いずれのタイプの（例えば、空間的、時間的、論理的などの）順序付けも暗示するものではない。例えば、「第１の」太陽電池への言及は、この太陽電池がシーケンス内の最初の太陽電池であることを必ずしも意味するものではなく、その代わりに、用語「第１の」は、この太陽電池を別の太陽電池（例えば、「第２の」太陽電池）から区別するために使用される。
「結合された」−以下の説明は、素子又はノード又は機構が一体に「結合された」ことについて言及する。本明細書で使用するとき、明示的に別段の定めがある場合を除き、「結合された」とは、１つの素子／ノード／機構が、別の素子／ノード／機構に、直接的又は間接的に接続される（又は、直接的若しくは間接的に連通する）ことを意味するものであり、これは、必ずしも機械的なものではない。
「抑制する」−本明細書で使用する場合、抑制する、は影響の低減又は最小化を表すために用いる。構成要素又は機構が、作用、動作、又は状況を抑制すると記載される場合、これらの構成要素又は機構は完全に、結果、又は効果、又は将来の状態が起こらないように完全に阻止してもよい。更に、「抑制する」はまた、そうでなければ発生したであろう効果、性能、及び／又は影響を低減する又は減少させることにも言及し得る。したがって、構成要素、素子、又は機構について結果若しくは状態を抑制すると述べる場合、これらの構成要素、素子、又は機構は必ずしも結果若しくは状態を完全に阻止したり、排除したりするものではない。
更には、特定の用語法もまた、参照のみを目的として、以下の説明で使用される場合があり、それゆえ、それらの用語法は、限定的であることを意図するものではない。例えば、「上側」、「下側」、「上方」、及び「下方」などの用語は、参照される図面内での方向を指す。「前部」、「後方」、「後部」、「側部」、「外側」、及び「内側」などの用語は、論考中の構成要素を説明するテキスト及び関連図面を参照することによって明確にされる、一貫性はあるが任意の基準系の範囲内での、構成要素の諸部分の向き及び／又は位置を説明するものである。そのような用語法は、具体的に上述された語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含み得る。
太陽電池の受光面を結晶シリコンを用いてパッシベーションする方法、及び得られる太陽電池が、本明細書で記載される。以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定のプロセスフロー操作などの多数の具体的詳細が記載される。これらの具体的な詳細なしに、本開示の実施形態を実践することができることは、当業者には明らかであろう。他の場合には、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、リソグラフィ及びパターニング技術などの、周知の製造技術は詳細に説明されない。更に、図に示された様々な実施形態は、例示的な表示であって、必ずしも原寸に比例して描写されたものではないことを理解されるべきである。
太陽電池が本明細書に開示されている。一実施形態において、太陽電池は受光面を有するシリコン基板を備える。真性シリコン層が、シリコン基板の受光面の上方に配置されている。Ｎ型のシリコン層が、真性シリコン層上に配置されている。真性シリコン層及びＮ型のシリコン層の一方又は両方が、微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
別の態様において、太陽電池は受光面を有するシリコン基板を備える。パッシベーション誘電体層が、シリコン基板の受光面上に配置されている。Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、パッシベーション誘電体層上に配置されている。
また、太陽電池を製造する方法も本明細書に開示されている。一実施形態において、太陽電池を製造する方法は、シリコン基板の受光面上にパッシベーション誘電体層を形成する工程を備える。この方法はまた、パッシベーション誘電体層の上方にＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程を備える。この方法はまた、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を形成する工程を備える。
本明細書に記載された１つ又は２つ以上の実施形態は、太陽電池用の改良された前面フィールド（front surface field（ＦＳＦ））の性能を得るための手法を目的とする。一実施形態において、改善された効率と信頼性を提供する結晶シリコン（Ｓｉ）中間層を用いて、改良されたＦＳＦの性能が得られる。
背景を説明すると、光誘起劣化（light induced degradation（ＬＩＤ））及び／又は紫外線（（ＵＶ））劣化が、太陽電池の性能の長期間の安定性に関する長年の問題を引き起こす。高効率の太陽電池は、特に前面パッシベーションの増大した感度のために、このような劣化状態に晒される。減少したパッシベーション又は太陽スペクトルの吸収（例えば、Ｊｓｃ損失）の形態における性能に関し妥協することなく、このような太陽電池の安定性を向上させる努力がなされてきた。性能安定性は、性能保証及び製品品質の差別化のために重要であり得る。より具体的には、前面パッシベーションは、高効率太陽電池の性能のために重要であり得る。通常は、前面パッシベーションは、拡散プロセスを使用して実行され、その後、高温酸化を行い、最終的に、プラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を用いて反射防止コーティング（ＡＲＣ）で覆われる。シリコン窒化物（ＳｉＮ又はＳｉＮ：Ｈ）は、その光学特性により、またその優れたパッシベーション品質のためにＡＲＣとしてよく使われる。シリコン窒化層は、結晶シリコン／熱酸化物（ｃーＳｉ／ＴＯＸ）界面にＨ＋を提供するために使用可能である。残念ながら、界面は、既存のＳｉ−Ｈ結合を破壊する界面を横切ったホットエレクトロンの注入により、紫外線に長期間晒すことによって劣化し得る。ホットエレクトロンは次の層に捕獲され得、また界面にわたって行ったり来たり跳ね返って再励起され得るが、これは界面の摩耗として知られているプロセスである。
本明細書に記載された１つ又は２つ以上の実施形態に従って、上記の問題の１つ又は２つ以上に取り組みながらパッシベーション酸化物層とＳｉＮ又はＳｉＮ：Ｈ層などのＡＲＣ層との間に、結晶シリコン（Ｓｉ）の中間層を挿入することにより、太陽電池の効率及び信頼性が向上される。一実施形態において、熱酸化物及びＳｉＮ又はＳｉＮ：ＨのＡＲＣ層の間に、結晶化させた又は部分的に結晶化させたＳｉの中間層を挿入することによって、ｃーＳｉ／ＴＯＸ界面のパッシベーション及び安定性は、改善される。また、太陽電池により透明な中間層を使用する工程により、Ｊｓｃの増加が達成され得る。多くの適した方法によって、そのような中間層は堆積され得る。一実施形態において、微結晶又は多結晶Ｎ型のシリコン（μｃ−Ｓｉ：ｎ）層又は多結晶のＳｉ：ｎ層の直接的な堆積が行なわれる。別の態様において、最初に非晶質Ｎ型のシリコン（ａＳｉ：ｎ）層を堆積し、また次に、この堆積層をアニール工程を用いて結晶化するという後処理が実行される。後処理は、ＡＲＣ層の存在を伴って、又は伴わずに、実行可能である。
理論に束縛されるものではないが、ある実施形態において、直接堆積又は、より結晶化された相への相変換によってもたらされる安定性を改善することにより、Ｎ型のシリコンの中間層の応力状態を改善し、下にある熱酸化物の圧縮性質を相殺する。結果は、よりエネルギー的に好ましい、ＳｉーＯ結合シナリオである。更に、結晶化状態への変換は、下にある熱酸化物の表面のＯ−Ｈ結合の合計数を減少させることができ、ホットエレクトロン捕獲の捕獲状態量を減少させ、界面の摩耗を減らす結果となる。
より一般的には、１つ以上の実施形態において、真性の微結晶シリコン又は非晶質シリコン：Ｎ型の微結晶シリコン又は多結晶シリコンの構造体（ｉ：ｎとして表される）は、パッシベーションの向上のための薄い酸化物を伴って、又は伴わずに製造される。別の態様において、薄い酸化物が、良いパッシベーションを維持するのに十分に高品質である限り、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は単独で使用され得る。真性の微結晶シリコン又は多結晶シリコン又は非晶質シリコンが実装されている場合、材料は、欠陥酸化物の問題を抱えている場合に、付加的なパッシベーション保護を提供する。いくつかの実施形態において、真性層に加えてリンドープの微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を備えることにより、紫外線劣化に抗する安定性を向上させる。リンドープ層は、少数キャリアの再結合の量を減らすことによって、界面の遮蔽の助けとなる、バンドベンディングが可能となるように実装できる。
図１Ａ〜図１Ｅは、本開示の実施形態による、太陽電池の製造における様々な段階の断面図を例示する。図２は、本開示の実施形態による、図１Ａ〜図１Ｅに対応する太陽電池の製造方法における操作を一覧にしたフローチャートである。
図１Ａは、太陽電池の出発基板を例示する。図１Ａを参照して、基板１００は受光面１０２及び裏面１０４を有する。ある実施形態において、基板１００は単結晶シリコン基板、例えばバルク単結晶のＮ型のドープシリコン基板である。しかしながら、基板１００は、大域的太陽電池基板上に設けられた、多結晶シリコン層などの層であり得ることを理解すべきである。ある実施形態において、受光面１０２はテクスチャ化されたトポグラフィー１０６を有する。１つのこのような実施形態において、水酸化物ベースの湿式エッチング液を用いて、基板１００の前面をテクスチャ化する。テクスチャ化された表面は、太陽電池の受光面への入射光を散乱させ、太陽電池の受光面から反射される光の量を減少させる、規則的な又は不規則的な形状の表面を有し得ることを理解されたい。
図１Ｂは、基板の受光面上にパッシベーション誘電体層を形成した後の、図１Ａの構造体を図示する。図１Ｂ及びフローチャート２００の対応する操作２０２を参照して、パッシベーション誘電体層１０８は、基板１００の受光面１０２上に形成されている。一実施形態において、図１Ｂに示すように、受光面１０２はテクスチャ化されたトポグラフィー１０６を有し、またパッシベーション誘電体層１０８は、テクスチャ化されたトポグラフィー１０６と共形である。
ある実施形態において、パッシベーション誘電体層１０８は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層である。１つのこのような実施形態において、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層は、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する。一実施形態において、パッシベーション誘電体層１０８は、親水性である。ある実施形態において、パッシベーション誘電体層１０８は、シリコン基板の受光面の一部分の化学酸化、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のプラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、シリコン基板の受光面の一部分の熱酸化、ＳｉＯ２若しくはＡｌＯｘの原子層堆積（ＡＬＤ）、又は、シリコン基板の受光面の、Ｏ２若しくはＯ３環境での紫外線（ＵＶ）放射への露出、などの手法によって形成されているが、これらに限定されるわけではない。
図１Ｃは、パッシベーション誘電体層上に真性シリコン層を形成した後の、図１Ｂの構造体を図示する。図１Ｃを参照して、真性シリコン層１１０は、パッシベーション誘電体層１０８上に形成されている。一実施形態において、図１Ｃに示されているように、真性シリコン層１１０は、テクスチャ化されたトポグラフィー１０６と共形である。
ある実施形態において、真性シリコン層１１０は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。１つのこのような実施形態において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ１〜５ナノメートルの範囲内の厚さを有する。一実施形態において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ０．１〜０．９（すなわち、１０〜９０％）の範囲内の結晶画分と、非晶質の残部を有する。一実施形態において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、ミクロン径又はナノ径を有する小さな粒子を備える。小さな粒子は、一般的に非晶質シリコンマトリックスに埋め込まれ得、本質的に長距離秩序はない。
ある実施形態において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は真性非晶質シリコン層の堆積、またその後の、真性非晶質シリコン層の真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層への相変換によって、形成されている。１つのこのような実施形態において、真性非晶質シリコン層は、プラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）、又は、スパッタリング（物理蒸着法、ＰＶＤ）などの堆積プロセスによって形成されているが、これらに限定されるわけではない。一実施形態において、相変換は、炉における加熱、急速熱処理（ＲＴＰ）、レーザアニール、又は、成形ガスアニール（ＦＧＡ）、などの手法を使用して得られるが、これらに限定されるわけではない。別の態様において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を堆積させることによって形成されている。１つのこのような実施形態において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、ＰＥＣＶＤ法を用いて堆積される。
別の態様において、真性シリコン層１１０は、真性非晶質シリコン層である。１つのこのような実施形態において、真性非晶質シリコン層は、およそ１〜５ナノメートルの範囲内の厚さを有する。一実施形態において、パッシベーション誘電体層１０８上の真性非晶質シリコン層の形成は、摂氏約４００度未満の温度で行なわれる。ある実施形態において、真性非晶質シリコン層は、プラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を用いて形成され、ａ−Ｓｉ：Ｈで表され、層全体にわたるＳｉ−Ｈ共有結合を備える。
図１Ｄは、真性シリコン層上にＮ型のシリコン層を形成した後の、図１Ｃの構造体を図示する。図１Ｄ及びフローチャート２００の対応する操作２０４を参照し、Ｎ型のシリコン層１１２は、真性シリコン層１１０上に形成されている。一実施形態において、図１Ｄに示すように、Ｎ型のシリコン層１１２はテクスチャ化されたトポグラフィー１０６と共形である。
ある実施形態において、Ｎ型のシリコン層１１２は、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。１つのこのような実施形態において、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ１〜２０ナノメートルの範囲内の厚さを有する。一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ０．１〜０．９（すなわち、１０〜９０％）の範囲内の結晶部分と、非晶質の残部を有する。ある実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層のＮ型のドーパント（例えば、リン）の濃度は、およそ１Ｅ１７〜１Ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である。一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、ミクロン径又はナノ径を有する小さな粒子を備える。小さな粒子は、一般的に非晶質シリコンマトリックスに埋め込まれ得、本質的に長距離秩序はない。ある実施形態において、Ｎ型のドーパントが非晶質部分、結晶部分、又はその両方に含まれる。
ある実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、Ｎ型の非晶質シリコン層を堆積させること、またその後の、Ｎ型の非晶質シリコン層をＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層に相変換することによって形成される。１つのこのような実施形態において、Ｎ型の非晶質シリコン層は、プラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）、又は、スパッタリング（物理蒸着法、ＰＶＤ）などの堆積プロセスによって形成されているが、これらに限定されない。一実施形態において、相変換は、炉による加熱、急速熱処理（ＲＴＰ）、レーザアニール、又は、成形ガスアニール（ＦＧＡ）、などの手法を使用して得られるが、これらに限定されるわけではない。別の態様において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を堆積させる工程によって形成されている。１つのこのような実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、ＰＥＣＶＤ法を用いて堆積されている。
別の態様において、Ｎ型のシリコン層１１２はＮ型の非晶質シリコン層である。一実施形態において、真性シリコン層１１０上のＮ型の非晶質シリコン層の形成は、摂氏約４００度未満の温度で行なわれる。ある実施形態において、Ｎ型の非晶質シリコン層は、プラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を使用して生成され、層全体にわたるＳｉ−Ｈ共有結合を含む、リンドープされたａ−Ｓｉ：Ｈによって表される。
いずれにしても、ある実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層１１２は、リンのドーパントなどの不純物を含んでいる。１つのこのような実施形態において、リンのドーパントは、膜蒸着、又はポスト注入操作のいずれかの間に結合されている。
図１Ｄを再び参照し、第１の実施形態において、真性シリコン層１１０は非晶質真性シリコン層であり、またＮ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。第２の実施形態において、真性シリコン層１１０は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、またＮ型のシリコン層１１２は非晶質Ｎ型のシリコン層である。第３の実施形態において、真性シリコン層１１０は真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、またＮ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
図１Ｅは、Ｎ型のシリコン層上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を形成した後の、図１Ｄの構造体を図示する。図１Ｅ及びフローチャート２００の対応する操作２０６を参照して、反射防止コーティング（ＡＲＣ）層１１４は、Ｎ型のシリコン層１１２上に形成されている。一実施形態において、図１Ｅに示すように、ＡＲＣ層１１４はテクスチャ化されたトポグラフィー１０６と共形である。
ある実施形態において、ＡＲＣ層１１４は非導電性のＡＲＣ層である。１つのこのような実施形態において、非導電性ＡＲＣ層は、シリコン窒化物を備える。特定のこのような実施形態において、シリコン窒化物は、摂氏約４００度未満の温度で形成されている。別の態様において、ＡＲＣ層１１４は導電性ＡＲＣ層である。１つのこのような実施形態において、導電性ＡＲＣ層はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層を備える。
図３は、本開示の実施形態による、基板の裏面の上方に形成されているエミッタ領域を有し、基板の受光面上に第１の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を例示する。
図３を参照し、太陽電池は、受光面１０２を有するシリコン基板１００を備える。パッシベーション誘電体層１０８が、シリコン基板１００の受光面上に配置されている。真性シリコン層１１０が、パッシベーション誘電体層１０８上に配置されている。Ｎ型のシリコン層１１２が、真性シリコン層１１０上に配置されている。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層１１４が、Ｎ型のシリコン層１１２上に配置されている。したがって、図３の太陽電池の受光面上の積層体は、図１Ａ〜図１Ｅに関して記載されたのと同じである。
図３を再び参照し、第１の実施形態において、真性シリコン層１１０は非晶質真性シリコン層であり、Ｎ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。第２の実施形態において、真性シリコン層１１０は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、Ｎ型のシリコン層１１２は非晶質Ｎ型のシリコン層である。第３の実施形態において、真性シリコン層１１０は真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、Ｎ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
図３を再び参照し、基板１００の裏面上に、交互になるＰ型のエミッタ領域１２０及びＮ型のエミッタ領域１２２が形成されている。１つのこのような実施形態において、溝部１２１が交互になるＰ型のエミッタ領域１２０及びＮ型のエミッタ領域１２２間に配置されている。より具体的に、ある実施形態において、第１の多結晶シリコンエミッタ領域１２２は、薄い誘電体層１２４の第１の部分上に形成され、またＮ型の不純物でドープされている。第２の多結晶シリコンエミッタ領域１２０は、薄い誘電体層１２４の第２の部分上に形成され、またＰ型不純物でドープされている。ある実施形態において、トンネル誘電体１２４は、およそ２ナノメートル以下の厚さを有するシリコン酸化物層である。
図３を再び参照し、導電性コンタクト構造体１２８／１３０は、開口部を有するように最初に絶縁層１２６を堆積及びパターニングし、その後、開口部内に１つ以上の導電層を形成する工程によって作製されている。ある実施形態において、導電性コンタクト構造体１２８／１３０は、金属を備え、堆積、リソグラフ法、及びエッチング法、又はその代わりに、印刷若しくはめっき工程、又はあるいは、箔接着工程によって形成されている。
図４は、本開示の実施形態による、基板の裏面内に形成されているエミッタ領域を有し、また基板の受光面上に第１の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を例示する。
図４を参照し、太陽電池は、受光面１０２を有するシリコン基板１００を備える。パッシベーション誘電体層１０８が、シリコン基板１００の受光面上に配置されている。真性シリコン層１１０が、パッシベーション誘電体層１０８上に配置されている。Ｎ型のシリコン層１１２が、真性シリコン層１１０上に配置されている。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層１１４が、Ｎ型のシリコン層１１２上に配置されている。したがって、図４の太陽電池の受光面上の積層体は、図１Ａ〜図１Ｅに関して記載されたのと同じである。
図４を再び参照し、第１の実施形態において、真性シリコン層１１０は非晶質真性シリコン層であり、またＮ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。第２の実施形態において、真性シリコン層１１０は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、またＮ型のシリコン層１１２は非晶質Ｎ型のシリコン層である。第３の実施形態において、真性シリコン層１１０は真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、またＮ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
図４を再び参照し、基板１００の裏面内で、交互になるＰ型のエミッタ領域１５０及びＮ型のエミッタ領域１５２が形成されている。より具体的に、ある実施形態において、第１のエミッタ領域１５２が、基板１００の第１の部分内で形成され、またＮ型の不純物でドープされている。第２のエミッタ領域１５０は、基板１００の第２の部分内で形成され、またＰ型不純物でドープされている。図４を再び参照し、導電性コンタクト構造体１５８／１６０は、開口部を有するように最初に絶縁層１５６を堆積及びパターニングし、その後、開口部内に１つ以上の導電層を形成する工程によって作製されている。ある実施形態において、導電性コンタクト構造体１５８／１６０は、金属を備え、堆積、リソグラフ法、及びエッチング法、又はその代わりに、印刷若しくはめっき工程、又はあるいは、箔接着工程によって形成されている。
図５は、本開示の実施形態による、図３及び図４に関連して記載された太陽電池の受光面上に配置された第１の例示的な積層体のエネルギーバンド図の５００である。エネルギーバンド図の５００を参照して、バンド構造体が、Ｎ型のドープシリコン（ｎ）、真性シリコン（ｉ）、薄い酸化物層（Ｔｏｘ）、及び結晶シリコン基板（ｃ−Ｓｉ）を備える材料の積層体に対して提供されている。フェルミレベルは５０２で示され、この材料の積層体を有する基板の受光面の良いパッシベーションを明示する。
図６Ａは、本開示の実施形態による、基板の裏面の上方に形成されたエミッタ領域を有し、基板の受光面上に第２の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を例示する。
図６Ａを参照し、太陽電池は、受光面１０２を有するシリコン基板１００を備える。真性シリコン層１１０が、シリコン基板１００の受光面１０２上に配置されている（この場合、成長法はエピタキシャルであり得る）。Ｎ型のシリコン層１１２が、真性シリコン層１１０上に配置されている。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層１１４が、Ｎ型のシリコン層１１２上に配置されている。したがって、図６Ａの太陽電池の受光面上の積層体は、図３に関連して記載されたパッシベーション誘電体層１０８を含まない。しかしながら、図３に関連して記載されるその他の特徴は似ている。更に、図４に関連して記載されるように、エミッタ領域は、基板内に形成され得る工程が、理解されるであろう。
図６Ａを再び参照し、第１の実施形態において、真性シリコン層１１０は非晶質真性シリコン層であり、Ｎ型のシリコン層１１２は、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。第２の実施形態において、真性シリコン層１１０は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、Ｎ型のシリコン層１１２は非晶質Ｎ型のシリコン層である。第３の実施形態において、真性シリコン層１１０は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層であり、Ｎ型のシリコン層１１２はＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
図６Ｂは、本開示の実施形態による、図６Ａと関連して記載された太陽電池の受光面に配置された、第２の例示的な積層体に対するエネルギーバンド図の６００である。エネルギーバンド図の６００を参照して、バンド構造体は、Ｎ型のドープシリコン（ｎ）、真性シリコン（ｉ）、及び結晶シリコン基板（ｃ−Ｓｉ）を含んだ材料の積層体に提供されている。フェルミレベルが６０２で示されており、酸化物層が経路６０４をブロックするのに適所にないにもかかわらず、この材料の積層体を有する基板の受光面の良いパッシベーションを明示している。
図７Ａは、本開示の実施形態による、基板の裏面の上方に形成されたエミッタ領域を有し、また基板の受光面上に第３の例示的な積層体を有する、バックコンタクト太陽電池の断面図を例示する。
図７Ａを参照し、太陽電池は、受光面１０２を有するシリコン基板１００を備える。パッシベーション誘電体層１０８は、シリコン基板１００の受光面１０２上に配置されている。Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層１１２は、パッシベーション誘電体層１０８上に配置されている。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層１１４が、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層１１２上に配置されている。したがって、図７Ａの太陽電池の受光面上の積層体は、図３に関連して記載された、微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層又は非晶質真性シリコン層１１０を含まない。しかしながら、図３に関連して記載されるその他の特徴は似ている。更に、図４に関連して記載されるように、エミッタ領域が基板内に形成され得る工程が、理解されるであろう。
図７Ｂは、本開示の実施形態による、図７Ａに関連して記載された太陽電池の受光面上に配置されている、第３の例示的な積層体に対する、エネルギーバンド図の７００である。エネルギーバンド図の７００を参照すると、バンド構造体は、微結晶シリコン層又は多結晶Ｎ型のドープシリコン（ｎ）、薄い酸化物層（Ｔｏｘ）、及び結晶シリコン基板（ｃ−Ｓｉ）を備える材料の積層体に対して提供されている。フェルミレベルは７０２で示されており、この材料の積層体を有する基板の受光面の良いパッシベーションを明示している。
全体として、特定の材料が具体的に上述されたが、いくつかの材料は、本開示の実施形態の趣旨及び範囲を逸脱しない限り、他のそのような実施形態の他の材料と直ちに置換され得る。例えば、ある実施形態において、ＩＩＩ−Ｖ族材料又は多結晶基板などの異なる材料基板が、シリコン基板の代わりに使用され得る。また、基板はＮ＋又はＰ＋型材料のいずれかであり得ることが理解されるべきである。更に、特に、太陽電池の裏面のエミッタ領域に関して、Ｎ＋型ドーピング、及び、Ｐ＋型ドーピングで記載されている場合、意図される他の実施形態は、反対の導電型、例えば、それぞれＰ＋型ドーピング及びＮ＋型ドーピングを備えることは理解されるべきである。これは又、前側のコンタクトセル及び両面セルのアーキテクチャに適用できる。
したがって、結晶シリコンを用いて太陽電池の受光面をパッシベーションする方法、及び得られる太陽電池が開示された。
具体的な実施形態が上述されてきたが、これらの実施形態は、特定の機構に関して単一の実施形態のみが説明される場合であっても、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示で提供される機構の実施例は、別段の定めがある場合を除き、制約的であることよりも、むしろ例示的であることを意図するものである。上記の説明は、本開示の利益を有する当業者には明らかとなるような、変更、修正、及び等価物を包含することを意図するものである。
本開示の範囲は、本明細書で対処される問題のいずれか又はすべてを軽減するか否かにかかわらず、本明細書で（明示的又は暗示的に）開示される、あらゆる機構又は機構の組み合わせ、若しくはそれらのあらゆる一般化を含む。したがって、本出願（又は、本出願に対する優先権を主張する出願）の実施の間に、任意のそのような機構の組み合わせに対して、新たな請求項を形式化することができる。具体的には、添付の請求項を参照して、従属請求項からの機構を、独立請求項の機構と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項からの機構を、任意の適切な方式で、単に添付の請求項で列挙される具体的な組み合わせのみではなく、組み合わせることができる。
ある実施形態において、太陽電池は、受光面を有するシリコン基板を備える。真性シリコン層が、シリコン基板の受光面の上方に配置されている。Ｎ型のシリコン層は、真性シリコン層上に配置され、また真性シリコン層及びＮ型のシリコン層の一方又は両方が、微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
一実施形態において、Ｎ型のシリコン層は、結晶部分がおよそ０．１〜０．９の範囲内で、残部が非晶質である、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である。
一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層におけるＮ型のドーパントの濃度は、およそ１Ｅ１７〜１Ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である。
一実施形態において、太陽電池は、シリコン基板の受光面上に配置されたパッシベーション誘電体層を更に備え、また真性シリコン層がパッシベーション誘電体層上に配置されている。
一実施形態において、パッシベーション誘電体層は、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層である。
一実施形態において、太陽電池は、Ｎ型のシリコン層上に配置された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を更に備える。
一実施形態において、受光面は、テクスチャ化されたトポグラフィーを有し、真性シリコン層及びＮ型のシリコン層の両方は、受光面のテクスチャ化されたトポグラフィーと共形である。
一実施形態において、基板は受光面の反対側にある裏面を更に有しており、また太陽電池は、基板の裏面において又は基板の裏面の上方に、複数の交互になるＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域、並びに、複数の交互になるＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域に電気的に接続された、導電性のコンタクト構造体を更に備える。
ある実施形態において、太陽電池は受光面を有するシリコン基板を備える。パッシベーション誘電体層が、シリコン基板の受光面上に配置されている。Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層が、パッシベーション誘電体層上に配置されている。
一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ０．１〜０．９の範囲内の結晶部分と、非晶質の残部とを有する。
一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層におけるＮ型のドーパント濃度は、およそ１Ｅ１７〜１ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である。
一実施形態において、太陽電池は、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に配置された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を更に備える。
一実施形態において、パッシベーション誘電体層は、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層である。
一実施形態において、基板の受光面はテクスチャ化されたトポグラフィーを有し、またＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、受光面のテクスチャ化されたトポグラフィーと共形である。
一実施形態において、基板は、受光面の反対側にある裏面を更に有しており、太陽電池は、基板の裏面において又は基板の裏面の上方に複数の交互になるＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域、並びに、複数の交互になるＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域に電気的に接続された導電性のコンタクト構造体を更に備える。
ある実施形態において、太陽電池を製造する方法は、シリコン基板の受光面上にパッシベーション誘電体層を形成する工程を備える。この方法はまた、パッシベーション誘電体層の上方にＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程を備える。この方法はまた、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を形成する工程を備える。
一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、Ｎ型の非晶質シリコン層を堆積し、続いて、Ｎ型の非晶質シリコン層を、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層に相変換する工程を有する。
一実施形態において、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を堆積させる工程を有する。
一実施形態において、方法は、パッシベーション誘電体層に真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層を形成する工程を更に有し、Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、真性の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層に形成する工程を有する。
一実施形態において、パッシベーション誘電体層を形成する工程は、シリコン基板の受光面の一部の化学酸化、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のプラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、ＳｉＯ２又はＡｌＯｘの原子層堆積（ＡＬＤ）、シリコン基板の受光面の一部の熱酸化、及び、シリコン基板の受光面の、Ｏ２又はＯ３環境での紫外線（ＵＶ）放射への露出からなる群から選択される手法を使用する工程を有する。
一実施形態において、パッシベーション誘電体層を形成する工程は、シリコン基板の受光面の一部の化学酸化、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のプラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、ＳｉＯ２又はＡｌＯｘの原子層堆積（ＡＬＤ）、シリコン基板の受光面の一部の熱酸化、及び、シリコン基板の受光面の、Ｏ２又はＯ３環境での紫外線（ＵＶ）放射への露出からなる群から選択される手法を使用する工程を有する。
［項目１］
受光面を有するシリコン基板と、
上記シリコン基板の上記受光面の上方に配置されている真性シリコン層と、
上記真性シリコン層上に配置されているＮ型のシリコン層であって、上記真性シリコン層及び上記Ｎ型のシリコン層のうちの一方又は両方が、微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である、Ｎ型のシリコン層と
を備える、太陽電池。
［項目２］
上記Ｎ型のシリコン層は、およそ０．１〜０．９の範囲内の結晶画分と、非晶質の残部とを有するＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である、項目１に記載の太陽電池。
［項目３］
上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層におけるＮ型のドーパントの濃度が、およそ１Ｅ１７〜１Ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である、項目２に記載の太陽電池。
［項目４］
上記シリコン基板の上記受光面上に配置されたパッシベーション誘電体層を更に備え、上記真性シリコン層が、上記パッシベーション誘電体層上に配置されている、項目１に記載の太陽電池。
［項目５］
上記パッシベーション誘電体層は、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である、項目４に記載の太陽電池。
［項目６］
上記Ｎ型のシリコン層上に配置された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を更に備える、項目１に記載の太陽電池。
［項目７］
上記受光面は、テクスチャ化されたトポグラフィーを有しており、上記真性シリコン層及び上記Ｎ型のシリコン層の両方は、上記受光面の上記テクスチャ化されたトポグラフィーと共形である、項目１に記載の太陽電池。
［項目８］
上記基板は、上記受光面とは反対側にある裏面を更に有しており、上記太陽電池は、
上記基板の上記裏面における又は上記基板の上記裏面の上方の、複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域と、
上記複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域に電気的に接続されている導電性コンタクト構造体と
を更に備える、項目１に記載の太陽電池。
［項目９］
受光面を有するシリコン基板と、
上記シリコン基板の上記受光面上に配置されたパッシベーション誘電体層と、
上記パッシベーション誘電体層上に配置されたＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層と
を備える、太陽電池。
［項目１０］
上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ０．１〜０．９の範囲内の結晶画分と、非晶質の残部とを有する、項目９に記載の太陽電池。
［項目１１］
上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層におけるＮ型のドーパントの濃度が、およそ１ｅ１７〜１ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である、項目１０に記載の太陽電池。
［項目１２］
上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に配置された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を更に備える、
項目９に記載の太陽電池。
［項目１３］
上記パッシベーション誘電体層が、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である、項目９に記載の太陽電池。
［項目１４］
上記基板の上記受光面は、テクスチャ化されたトポグラフィーを有しており、上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、上記受光面の上記テクスチャ化されたトポグラフィーと共形である、項目９に記載の太陽電池。
［項目１５］
上記基板は、上記受光面とは反対側にある裏面を更に有しており、上記太陽電池は、
上記基板の上記裏面における又は上記基板の上記裏面の上方の、複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域と、
上記複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域に電気的に接続されている導電性コンタクト構造体と
を更に備える、項目９に記載の太陽電池。
［項目１６］
太陽電池を製造する方法であって、
シリコン基板の受光面上にパッシベーション誘電体層を形成する工程と、
上記パッシベーション誘電体層の上方にＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程と、
上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を形成する工程と
を備える、方法。
［項目１７］
Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、Ｎ型の非晶質シリコン層を堆積させる工程と、その後、上記Ｎ型の非晶質シリコン層を、上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層に相変換する工程とを有する、項目１６に記載の方法。
［項目１８］
Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を堆積させる工程を有する、項目１６に記載の方法。
［項目１９］
上記パッシベーション誘電体層上に真性の微結晶シリコン層若しくは多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層を形成する工程を更に備え、上記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、上記真性の微結晶シリコン層若しくは多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層上に形成する工程を有する、項目１６に記載の方法。
［項目２０］
上記パッシベーション誘電体層を形成する工程は、上記シリコン基板の上記受光面の一部分の化学酸化、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のプラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、ＳｉＯ２又はＡｌＯｘの原子層堆積法（ＡＬＤ）、上記シリコン基板の上記受光面の一部分の熱酸化、及び、上記シリコン基板の上記受光面のＯ２又はＯ３環境で紫外線（ＵＶ）放射への暴露からなる群から選択される手法を使用する工程を有する、項目１６に記載の方法。
［項目２１］
項目１６に記載の方法に従って製造される太陽電池。

Claims (21)

  1. 受光面を有するシリコン基板と、
    前記シリコン基板の前記受光面の上方に配置されている真性シリコン層と、
    前記真性シリコン層上に配置されているＮ型のシリコン層であって、前記真性シリコン層及び前記Ｎ型のシリコン層のうちの一方又は両方が、微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である、Ｎ型のシリコン層と
    を備える、太陽電池。
  2. 前記Ｎ型のシリコン層は、およそ０．１〜０．９の範囲内の結晶画分と、非晶質の残部とを有するＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層である、請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層におけるＮ型のドーパントの濃度が、およそ１Ｅ１７〜１Ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である、請求項２に記載の太陽電池。
  4. 前記シリコン基板の前記受光面上に配置されたパッシベーション誘電体層を更に備え、前記真性シリコン層が、前記パッシベーション誘電体層上に配置されている、請求項１に記載の太陽電池。
  5. 前記パッシベーション誘電体層は、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である、請求項４に記載の太陽電池。
  6. 前記Ｎ型のシリコン層上に配置された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を更に備える、請求項１に記載の太陽電池。
  7. 前記受光面は、テクスチャ化されたトポグラフィーを有しており、前記真性シリコン層及び前記Ｎ型のシリコン層の両方は、前記受光面の前記テクスチャ化されたトポグラフィーと共形である、請求項１に記載の太陽電池。
  8. 前記基板は、前記受光面とは反対側にある裏面を更に有しており、前記太陽電池は、
    前記基板の前記裏面における又は前記基板の前記裏面の上方の、複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域と、
    前記複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域に電気的に接続されている導電性コンタクト構造体と
    を更に備える、請求項１に記載の太陽電池。
  9. 受光面を有するシリコン基板と、
    前記シリコン基板の前記受光面上に配置されたパッシベーション誘電体層と、
    前記パッシベーション誘電体層上に配置されたＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層と
    を備える、太陽電池。
  10. 前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、およそ０．１〜０．９の範囲内の結晶画分と、非晶質の残部とを有する、請求項９に記載の太陽電池。
  11. 前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層におけるＮ型のドーパントの濃度が、およそ１ｅ１７〜１ｅ２０原子／ｃｍ３の範囲内である、請求項１０に記載の太陽電池。
  12. 前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に配置された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を更に備える、
    請求項９に記載の太陽電池。
  13. 前記パッシベーション誘電体層が、およそ１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有する二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である、請求項９に記載の太陽電池。
  14. 前記基板の前記受光面は、テクスチャ化されたトポグラフィーを有しており、前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層は、前記受光面の前記テクスチャ化されたトポグラフィーと共形である、請求項９に記載の太陽電池。
  15. 前記基板は、前記受光面とは反対側にある裏面を更に有しており、前記太陽電池は、
    前記基板の前記裏面における又は前記基板の前記裏面の上方の、複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域と、
    前記複数の交互のＮ型の半導体領域及びＰ型の半導体領域に電気的に接続されている導電性コンタクト構造体と
    を更に備える、請求項９に記載の太陽電池。
  16. 太陽電池を製造する方法であって、
    シリコン基板の受光面上にパッシベーション誘電体層を形成する工程と、
    前記パッシベーション誘電体層の上方にＮ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程と、
    前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を形成する工程と
    を備える、方法。
  17. Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、Ｎ型の非晶質シリコン層を堆積させる工程と、その後、前記Ｎ型の非晶質シリコン層を、前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層に相変換する工程とを有する、請求項１６に記載の方法。
  18. Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を堆積させる工程を有する、請求項１６に記載の方法。
  19. 前記パッシベーション誘電体層上に真性の微結晶シリコン層若しくは多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層を形成する工程を更に備え、前記Ｎ型の微結晶シリコン層又は多結晶シリコン層を形成する工程は、前記真性の微結晶シリコン層若しくは多結晶シリコン層又は非晶質シリコン層上に形成する工程を有する、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記パッシベーション誘電体層を形成する工程は、前記シリコン基板の前記受光面の一部分の化学酸化、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のプラズマ強化化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、ＳｉＯ２又はＡｌＯｘの原子層堆積法（ＡＬＤ）、前記シリコン基板の前記受光面の一部分の熱酸化、及び、前記シリコン基板の前記受光面のＯ２又はＯ３環境で紫外線（ＵＶ）放射への暴露からなる群から選択される手法を使用する工程を有する、請求項１６に記載の方法。
  21. 請求項１６に記載の方法に従って製造される太陽電池。
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