JP2943126B2 - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
太陽電池及びその製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池及びその製造方
法に係わり、特に安価で良好な特性を示す結晶太陽電池
及びその製造方法に関する。
法に係わり、特に安価で良好な特性を示す結晶太陽電池
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種機器において、駆動エネルギー源と
して太陽電池が利用されている。
して太陽電池が利用されている。
【０００３】太陽電池は機能部分にｐｎ接合を用いてお
り、該ｐｎ接合を構成する半導体としては一般にシリコ
ンが用いられている。半導体として使用されるシリコン
の形態には単結晶、多結晶およびアモルファスがある。
大面積化および低コスト化の点からはアモルファスシリ
コンが有利とされているが、光エネルギーを起電力に変
換する効率や安定性の点からは単結晶シリコンが好まし
いため、低コストの単結晶シリコン太陽電池が強く望ま
れている。
り、該ｐｎ接合を構成する半導体としては一般にシリコ
ンが用いられている。半導体として使用されるシリコン
の形態には単結晶、多結晶およびアモルファスがある。
大面積化および低コスト化の点からはアモルファスシリ
コンが有利とされているが、光エネルギーを起電力に変
換する効率や安定性の点からは単結晶シリコンが好まし
いため、低コストの単結晶シリコン太陽電池が強く望ま
れている。
【０００４】単結晶シリコンによる高効率太陽電池の開
発は、近年盛んに行われており、変換効率が２０％を越
えるものが実現されている（Ａ．Ｗ．Ｂｌａｋｅｒｓ
ａｎｄ Ｍ．Ａ．Ｇｒｅｅｎ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．４８，ｐ２１５，
１９８６；Ｒ．Ａ．Ｓｉｎｔｏｎ，Ｙ．Ｋｗａｒｋ，
Ｊ．Ｙ．Ｇａｎ ａｎｄ Ｒ．Ｍ．Ｓｗａｎｓｏｎ，Ｉ
ＥＥＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，ｖｏｌ．ＥＤＬ−６，ｐ５６７，１９８６；Ｔ．
Ｓａｉｔｏｈ，Ｔ．Ｕｅｍａｔｓｕ，Ｙ．Ｋｉｄａ，
Ｋ．Ｍａｔｓｕｋｕｍａ ａｎｄ Ｋ．Ｍｏｒｉｔａ，
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｌ９ｔｈＩＥＥＥ Ｐ
ｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｌ５１８，１９８７）。
発は、近年盛んに行われており、変換効率が２０％を越
えるものが実現されている（Ａ．Ｗ．Ｂｌａｋｅｒｓ
ａｎｄ Ｍ．Ａ．Ｇｒｅｅｎ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
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ｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｌ５１８，１９８７）。
【０００５】これらの高効率太陽電池においては高品質
の単結晶ウエハを使用し、ＩＣ製造プロセスを駆使して
性能の向上をはかっている。すなわち、これらの高効率
太陽電池の特徴は、小数キャリアのライフタイムが長
い高品質ＦＺウエハを基板に使用し、入射光の表面反
射を抑えて結晶内部に光を閉じこめたり、結晶表面や
内部での再結合損失を減らす構造やプロセスを導入して
いることである。
の単結晶ウエハを使用し、ＩＣ製造プロセスを駆使して
性能の向上をはかっている。すなわち、これらの高効率
太陽電池の特徴は、小数キャリアのライフタイムが長
い高品質ＦＺウエハを基板に使用し、入射光の表面反
射を抑えて結晶内部に光を閉じこめたり、結晶表面や
内部での再結合損失を減らす構造やプロセスを導入して
いることである。
【０００６】しかし、特に入射光の反射を抑えて捕獲率
を上げたり結晶表面での生成したキャリアの再結合損失
を低減したりするために複雑なプロセスと時間を要し、
量産化を行うには問題が有る。高価格な高品質ウエハを
用いることも量産化への移行を難しくしている。
を上げたり結晶表面での生成したキャリアの再結合損失
を低減したりするために複雑なプロセスと時間を要し、
量産化を行うには問題が有る。高価格な高品質ウエハを
用いることも量産化への移行を難しくしている。
【０００７】一方で単結晶シリコンの光吸収係数と小数
キャリアの拡散長から結晶の厚さとしては１００μｍあ
れば十分な変換効率が得られることが示されている
（Ｅ．Ｆａｂｒｅ ａｎｄ Ｃ．Ｂｅｌｏｕｅｔ，Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｌ５ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈ
ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．６５４，１９８１）。実際には
ウエハでは必要以上の厚みがあるため逆に生成した小数
キャリアが結晶内を拡散していく間に再結合して光電流
が減るため、基板のシリコンウエハを薄膜化する試みも
行われているが、薄膜化にともなって機械的強度が失わ
れるのでウエハ自体をあまり薄くすることはできない。
キャリアの拡散長から結晶の厚さとしては１００μｍあ
れば十分な変換効率が得られることが示されている
（Ｅ．Ｆａｂｒｅ ａｎｄ Ｃ．Ｂｅｌｏｕｅｔ，Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｌ５ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈ
ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐ．６５４，１９８１）。実際には
ウエハでは必要以上の厚みがあるため逆に生成した小数
キャリアが結晶内を拡散していく間に再結合して光電流
が減るため、基板のシリコンウエハを薄膜化する試みも
行われているが、薄膜化にともなって機械的強度が失わ
れるのでウエハ自体をあまり薄くすることはできない。
【０００８】また薄膜化した場合には必要とされる結晶
の拡散長は膜厚と同程度以上あればよく、従って高価な
ＦＺ基板を用いる必要もなくなる。さらに、光閉じこめ
効果やＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌ
ｄ）構造を併用することにより膜厚を１０〜５０μｍと
することも可能で、資源の有効利用、重量の軽量化、赤
外線吸収による太陽電池の温度上昇による特性劣化の軽
減がはかれるなどの利点も生じる。しかしながら、従
来、このような十分に薄膜で高効率を得る太陽電池は実
現されていなかった。
の拡散長は膜厚と同程度以上あればよく、従って高価な
ＦＺ基板を用いる必要もなくなる。さらに、光閉じこめ
効果やＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌ
ｄ）構造を併用することにより膜厚を１０〜５０μｍと
することも可能で、資源の有効利用、重量の軽量化、赤
外線吸収による太陽電池の温度上昇による特性劣化の軽
減がはかれるなどの利点も生じる。しかしながら、従
来、このような十分に薄膜で高効率を得る太陽電池は実
現されていなかった。
【０００９】一方、近年においては、アモルフアスシリ
コンなみの低コストと単結晶シリコンなみの高エネルギ
ー変換効率とを得る目的で多結晶シリコンの使用が検討
されている。ところが、従来提案されている方法は単結
晶シリコンの場合と全く同様に塊状の多結晶をスライス
して板状体としこれを用いるために厚さを０．３ｍｍ以
下にすることは困難であり、従って光量を十分に吸収す
るのに必要以上の厚さとなり、この点で材料の有効利用
が十分ではなかった。即ちコストを下げるためには十分
な薄型化が必要である。最近では溶融したシリコンの液
滴を鋳型に流し込むスピン法によりシリコンシートを形
成する方法が提案されているが、厚さは最低でも０．１
ｍｍ〜０．２ｍｍ程度となり結晶シリコンとして光吸収
に必要十分な膜厚（２０〜５０μｍ）に比べまだ薄型化
が十分ではない。
コンなみの低コストと単結晶シリコンなみの高エネルギ
ー変換効率とを得る目的で多結晶シリコンの使用が検討
されている。ところが、従来提案されている方法は単結
晶シリコンの場合と全く同様に塊状の多結晶をスライス
して板状体としこれを用いるために厚さを０．３ｍｍ以
下にすることは困難であり、従って光量を十分に吸収す
るのに必要以上の厚さとなり、この点で材料の有効利用
が十分ではなかった。即ちコストを下げるためには十分
な薄型化が必要である。最近では溶融したシリコンの液
滴を鋳型に流し込むスピン法によりシリコンシートを形
成する方法が提案されているが、厚さは最低でも０．１
ｍｍ〜０．２ｍｍ程度となり結晶シリコンとして光吸収
に必要十分な膜厚（２０〜５０μｍ）に比べまだ薄型化
が十分ではない。
【００１０】そこで、いっそのこと単結晶シリコン基板
上に成長した薄膜のエピタキシャル層を基板から分離
（剥離）して太陽電池に用いることで高エネルギー変換
効率と低コスト化を達成する試みが提案されている（Ｍ
ｉｌｎｅｓ，Ａ．Ｇ．ａｎｄＦｅｕｃｈｔ，Ｄ．
Ｌ．，”Ｐｅｅｌｅｄ Ｆｉｌｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙＳｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ”，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖ
ｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ，ｐ．３３８，１９７５）。
上に成長した薄膜のエピタキシャル層を基板から分離
（剥離）して太陽電池に用いることで高エネルギー変換
効率と低コスト化を達成する試みが提案されている（Ｍ
ｉｌｎｅｓ，Ａ．Ｇ．ａｎｄＦｅｕｃｈｔ，Ｄ．
Ｌ．，”Ｐｅｅｌｅｄ Ｆｉｌｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙＳｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ”，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖ
ｏｌｔａｉｃ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ，ｐ．３３８，１９７５）。
【００１１】しかしながらこの方法では基板となる単結
晶シリコンと成長エピタキシャル層との間にＳｉＧｅの
中間層を挿入させてへテロエピタキシャル成長させた上
に、さらにこの中間層を選択的に溶融させて成長層を剥
す必要がある。一般的にへテロエピタキシャル成長させ
た場合格子定数が異なるため成長界面で欠陥が誘起され
やすい。また異種材料を用いるという点でプロセス・コ
スト的に有利であると言えない。
晶シリコンと成長エピタキシャル層との間にＳｉＧｅの
中間層を挿入させてへテロエピタキシャル成長させた上
に、さらにこの中間層を選択的に溶融させて成長層を剥
す必要がある。一般的にへテロエピタキシャル成長させ
た場合格子定数が異なるため成長界面で欠陥が誘起され
やすい。また異種材料を用いるという点でプロセス・コ
スト的に有利であると言えない。
【００１２】また、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．４，８１
６，４２０に開示されている方法、すなわち、マスク材
を介して結晶基板上に選択的エピタキシャル成長および
横方向成長法によりシート状の結晶を形成した後基板よ
り分離することを特徴とする太陽電池の製造方法によ
り、薄型の結晶太陽電池が得られることが示された。
６，４２０に開示されている方法、すなわち、マスク材
を介して結晶基板上に選択的エピタキシャル成長および
横方向成長法によりシート状の結晶を形成した後基板よ
り分離することを特徴とする太陽電池の製造方法によ
り、薄型の結晶太陽電池が得られることが示された。
【００１３】しかし、この方法においてマスク材に設け
られる開口部はライン状であり、このラインシードより
選択的エピタキシャル成長及び横方向成長を用いて成長
させたシート状の結晶を分離するには結晶のへき開を利
用して機械的に剥すためにラインシードの形状がある程
度の大きさ以上では基板との接地面積が多くなるので剥
す途中でシート状結晶を破損してしまうことになる。特
に太陽電池の大面積化を図る場合、どんなにライン幅を
狭くしても（実際的には１μｍ前後）ライン長が数ｍｍ
〜数ｃｍあるいはそれ以上の大きさになると以上の方法
は実際上困難となる。
られる開口部はライン状であり、このラインシードより
選択的エピタキシャル成長及び横方向成長を用いて成長
させたシート状の結晶を分離するには結晶のへき開を利
用して機械的に剥すためにラインシードの形状がある程
度の大きさ以上では基板との接地面積が多くなるので剥
す途中でシート状結晶を破損してしまうことになる。特
に太陽電池の大面積化を図る場合、どんなにライン幅を
狭くしても（実際的には１μｍ前後）ライン長が数ｍｍ
〜数ｃｍあるいはそれ以上の大きさになると以上の方法
は実際上困難となる。
【００１４】またマスク材としてＳｉＯ2を用いて１０
００℃の基板温度で選択的エピタキシャル成長及び横方
向成長によりシリコン薄膜を成長させる例が示されてい
るが、このような高温度においては成長するシリコン層
とＳｉＯ2との反応によってシリコン層／ＳｉＯ2界面近
傍のシリコン層側にかなりの積層欠陥（面欠陥）が導入
される場合がある。このような欠陥は太陽電池としての
特性に多大な悪影響を与えるという問題がある。
００℃の基板温度で選択的エピタキシャル成長及び横方
向成長によりシリコン薄膜を成長させる例が示されてい
るが、このような高温度においては成長するシリコン層
とＳｉＯ2との反応によってシリコン層／ＳｉＯ2界面近
傍のシリコン層側にかなりの積層欠陥（面欠陥）が導入
される場合がある。このような欠陥は太陽電池としての
特性に多大な悪影響を与えるという問題がある。
【００１５】また、従来の結晶シリコンを用いた太陽電
池では一般にｐｎ接合をバルク内に作るため、光入射側
となるｐ+層（あるいはｎ+層）は当然シリコン層とな
る。しかしながらこのような光入射層は発電層として機
能するよりも、いかに多く光を透過させるかという窓層
としての役割が重要であり、この点でシリコンより光吸
収係数の小さい材料を使用した方が有利である。
池では一般にｐｎ接合をバルク内に作るため、光入射側
となるｐ+層（あるいはｎ+層）は当然シリコン層とな
る。しかしながらこのような光入射層は発電層として機
能するよりも、いかに多く光を透過させるかという窓層
としての役割が重要であり、この点でシリコンより光吸
収係数の小さい材料を使用した方が有利である。
【００１６】このため、ｐｎ接合をバルク内に作るので
はなく、異種材料であるａ−ＳｉＣを結晶シリコン表面
に堆積してヘテロ接合を形成する方法が提案されてい
る。
はなく、異種材料であるａ−ＳｉＣを結晶シリコン表面
に堆積してヘテロ接合を形成する方法が提案されてい
る。
【００１７】しかしながら、従来ａ−ＳｉＣは通常プラ
ズマＣＶＤ法により形成されるがドーピング効率が悪
く、導電率は１０-2Ｓ／ｃｍ以上にすることは困難であ
り、また形成時にプラズマからのイオンダメージの影響
を受けやすく良好なａ−ＳｉＣ／シリコン界面が得られ
にくい。このため十分に満足のいく太陽電池特性は実現
されていなかった。
ズマＣＶＤ法により形成されるがドーピング効率が悪
く、導電率は１０-2Ｓ／ｃｍ以上にすることは困難であ
り、また形成時にプラズマからのイオンダメージの影響
を受けやすく良好なａ−ＳｉＣ／シリコン界面が得られ
にくい。このため十分に満足のいく太陽電池特性は実現
されていなかった。
【００１８】この点を解決するためにＥＣＲ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｃｙｃ１ｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）
プラズマ法を用いてμｃ−ＳｉＣを堆積し良好なヘテロ
接合型太陽電池を形成する検討が行われている（Ｙ．Ｍ
ａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｇ．Ｈｉｒａｔａ，Ｈ．Ｔａｋａｋ
ｕｒａ，Ｈ．Ｏｋａｍｏｔｏ ａｎｄ Ｙ．Ｈａｍａｋ
ａｗａ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ１ｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ，６７（１９９０）ｐ．６５３８）。しかし
この方法は、装置が複雑であると共に、量産性の点で問
題がある。
ｔｒｏｎ Ｃｙｃ１ｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）
プラズマ法を用いてμｃ−ＳｉＣを堆積し良好なヘテロ
接合型太陽電池を形成する検討が行われている（Ｙ．Ｍ
ａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｇ．Ｈｉｒａｔａ，Ｈ．Ｔａｋａｋ
ｕｒａ，Ｈ．Ｏｋａｍｏｔｏ ａｎｄ Ｙ．Ｈａｍａｋ
ａｗａ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ１ｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ，６７（１９９０）ｐ．６５３８）。しかし
この方法は、装置が複雑であると共に、量産性の点で問
題がある。
【００１９】一方、異種材料を用いずにシリコン自体で
窓層効果が持たせられれば、プロセス的に有利である。
窓層効果が持たせられれば、プロセス的に有利である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の持つ欠点を解決し、量産化可能な高効率結晶太陽
電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
技術の持つ欠点を解決し、量産化可能な高効率結晶太陽
電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】即ち、本発明の太陽電池は、シリコン層自
体に窓層効果を持たせることをにより、良好な特性を有
する太陽電池を提供することを目的とする。
体に窓層効果を持たせることをにより、良好な特性を有
する太陽電池を提供することを目的とする。
【００２２】また、薄層の単結晶半導体を用いることで
高品質な太陽電池を提供し、また高品質の結晶シリコン
層をＳＵＳ基板等の金属基板上に形成することにより安
価な太陽電池を提供すること目的とする。
高品質な太陽電池を提供し、また高品質の結晶シリコン
層をＳＵＳ基板等の金属基板上に形成することにより安
価な太陽電池を提供すること目的とする。
【００２３】更に、本発明は、良好な特性を有す薄膜単
結晶太陽電池の製造方法を提供するものである。
結晶太陽電池の製造方法を提供するものである。
【００２４】本発明の太陽電池は、第一の結晶シリコン
または金属基板上に多孔質シリコン、更にその上に単結
晶からなる第二の結晶シリコンが積層され、前記第二の
結晶シリコンの表面に半導体接合を有することを特徴と
する。
または金属基板上に多孔質シリコン、更にその上に単結
晶からなる第二の結晶シリコンが積層され、前記第二の
結晶シリコンの表面に半導体接合を有することを特徴と
する。
【００２５】本発明の太陽電池の製造方法は、 １）第一の結晶シリコンの片側表面に陽極化成により多
孔質を形成する工程と、 ２）前記多孔質の上に単結晶からなる第二の結晶シリコ
ンを形成する工程と、 ３）前記第二の結晶シリコンの表面に半導体接合を形成
する工程と、を含むことを特徴とする。
孔質を形成する工程と、 ２）前記多孔質の上に単結晶からなる第二の結晶シリコ
ンを形成する工程と、 ３）前記第二の結晶シリコンの表面に半導体接合を形成
する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】本発明の太陽電池の製造方法は、１）第一
の結晶シリコンの片側表面に陽極化成により多孔質層を
形成する工程と、 ２）前記多孔質層の形成の終わりに形成条件を変えて電
解研磨することにより前記多孔質層を前記第一の結晶シ
リコンより分離する工程と、 ３）前記多孔質層を金属基板上に固着する工程と、 ４）結晶成長法により前記金属基板上の前記多孔質層上
に単結晶からなる第二の結晶シリコンを形成する工程
と、 ５）前記第二の結晶シリコンの表面に半導体接合を形成
する工程と、を含むことを特徴とする。
の結晶シリコンの片側表面に陽極化成により多孔質層を
形成する工程と、 ２）前記多孔質層の形成の終わりに形成条件を変えて電
解研磨することにより前記多孔質層を前記第一の結晶シ
リコンより分離する工程と、 ３）前記多孔質層を金属基板上に固着する工程と、 ４）結晶成長法により前記金属基板上の前記多孔質層上
に単結晶からなる第二の結晶シリコンを形成する工程
と、 ５）前記第二の結晶シリコンの表面に半導体接合を形成
する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【作用】本発明の太陽電池の構造を図１（ａ），（ｂ）
及び（ｃ）に、それぞれの作製プロセスを図２、図３及
び図４に示す。
及び（ｃ）に、それぞれの作製プロセスを図２、図３及
び図４に示す。
【００３０】図１（ａ）及び図２において、１０１ａ、
２０１は第１導電型の結晶シリコン、１０３ａ、２０３
は第２の導電型の多孔質シリコン層、１０４ａ、２０４
は透明導電層、１０５ａ、２０５は集電電極、１０６
ａ、２０６は裏面電極、２０２は第２の導電型層であ
る。
２０１は第１導電型の結晶シリコン、１０３ａ、２０３
は第２の導電型の多孔質シリコン層、１０４ａ、２０４
は透明導電層、１０５ａ、２０５は集電電極、１０６
ａ、２０６は裏面電極、２０２は第２の導電型層であ
る。
【００３１】図２において、シリコンウエハの表面に不
純物を熱拡散あるいはイオン打ち込み等により導入し、
接合を形成する（図２（ａ））。次にウエハの不純物を
導入した側の表面をＨＦ溶液中で陽極化成により多孔質
化し（図２（ｂ））、その上に透明導電膜および集電電
極、また裏面に電極を形成して太陽電池とするものであ
る（図２（ｃ））。
純物を熱拡散あるいはイオン打ち込み等により導入し、
接合を形成する（図２（ａ））。次にウエハの不純物を
導入した側の表面をＨＦ溶液中で陽極化成により多孔質
化し（図２（ｂ））、その上に透明導電膜および集電電
極、また裏面に電極を形成して太陽電池とするものであ
る（図２（ｃ））。
【００３２】多孔質シリコンは光吸収係数が結晶シリコ
ンのそれに比べてかなり小さくなる（Ｈ．Ｋｏｙａｍａ
ａｎｄ Ｎ．Ｋｏｓｈｉｄａ，Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａ
ｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌ９９１ Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓ
ｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａ
ｔｅｒｉａｌｓ，Ｙｏｋｏｈａｍａ，１９９１，ｐｐ．
３１４）。従って、結晶シリコンの表面を該結晶シリコ
ンと反対導電型の多孔質シリコン層を形成することによ
り、多孔質シリコン層が良好な窓層として機能し光電変
換効率の高い太陽電池を作製することが可能となる。
ンのそれに比べてかなり小さくなる（Ｈ．Ｋｏｙａｍａ
ａｎｄ Ｎ．Ｋｏｓｈｉｄａ，Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａ
ｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌ９９１ Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓ
ｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａ
ｔｅｒｉａｌｓ，Ｙｏｋｏｈａｍａ，１９９１，ｐｐ．
３１４）。従って、結晶シリコンの表面を該結晶シリコ
ンと反対導電型の多孔質シリコン層を形成することによ
り、多孔質シリコン層が良好な窓層として機能し光電変
換効率の高い太陽電池を作製することが可能となる。
【００３３】図１（ｂ）及び図３において、１０１ｂ、
３０３は金属基板、１０２ｂ、３０２は多孔質シリコン
層、１０３ｂ、３０４は第２の結晶シリコン層、１０４
ｂ、３０５は１０３ｂ及び３０４と反対導電型の結晶シ
リコン、１０５ｂ、３０６は透明導電膜、１０６ｂ、３
０７は集電電極、３０１は結晶シリコンである。
３０３は金属基板、１０２ｂ、３０２は多孔質シリコン
層、１０３ｂ、３０４は第２の結晶シリコン層、１０４
ｂ、３０５は１０３ｂ及び３０４と反対導電型の結晶シ
リコン、１０５ｂ、３０６は透明導電膜、１０６ｂ、３
０７は集電電極、３０１は結晶シリコンである。
【００３４】図３において、シリコンウエハの表面をＨ
Ｆ溶液中で陽極化成により多孔質化し（図３（ａ））、
その多孔質層形成の終わりに溶液中のＨＦ濃度を下げ化
成電流を増大させて電解研磨モードにして多孔質層／ウ
エハ界面付近の多孔質のみをエッチングで除去して多孔
質層をウエハより分離する（図３（ｂ））。次に分離し
た多孔質層を金属基板上に置いて固着させ（図３
（ｃ））、多孔質上にエピタキシャル成長によりシリコ
ン層を成長させ（図３（ｄ））、該シリコン層表面に接
合を形成して太陽電池とするものである（図３（ｅ），
（ｆ））。
Ｆ溶液中で陽極化成により多孔質化し（図３（ａ））、
その多孔質層形成の終わりに溶液中のＨＦ濃度を下げ化
成電流を増大させて電解研磨モードにして多孔質層／ウ
エハ界面付近の多孔質のみをエッチングで除去して多孔
質層をウエハより分離する（図３（ｂ））。次に分離し
た多孔質層を金属基板上に置いて固着させ（図３
（ｃ））、多孔質上にエピタキシャル成長によりシリコ
ン層を成長させ（図３（ｄ））、該シリコン層表面に接
合を形成して太陽電池とするものである（図３（ｅ），
（ｆ））。
【００３５】図１（ｃ）及び図４において、１０１ｃ、
４０１は第１の結晶シリコン、１０２ｃ、４０２は多孔
質シリコン層、１０３ｃ、４０３は第２の結晶シリコン
層、１０４ｃ、４０４は１０３ｃ及び４０３と反対導電
型の結晶シリコン、１０５ｃ、４０５は透明導電膜、１
０６ｃ、４０６は集電電極である。
４０１は第１の結晶シリコン、１０２ｃ、４０２は多孔
質シリコン層、１０３ｃ、４０３は第２の結晶シリコン
層、１０４ｃ、４０４は１０３ｃ及び４０３と反対導電
型の結晶シリコン、１０５ｃ、４０５は透明導電膜、１
０６ｃ、４０６は集電電極である。
【００３６】図４において、シリコンウエハの表面をＨ
Ｆ溶液中で陽極化成により多孔質化し（図４（ａ））、
その上にエピタキシャル成長によりシリコン層を積層し
あるいは多孔質層と別のシリコンウエハとを貼り合わせ
て該シリコンウエハをグラインディングおよびポリッシ
ングにより薄膜シリコン層とし（図４（ｂ））、該シリ
コン層表面をテクスチャ化した後に接合を形成して太陽
電池とするものである（図４（ｃ）〜（ｅ））。
Ｆ溶液中で陽極化成により多孔質化し（図４（ａ））、
その上にエピタキシャル成長によりシリコン層を積層し
あるいは多孔質層と別のシリコンウエハとを貼り合わせ
て該シリコンウエハをグラインディングおよびポリッシ
ングにより薄膜シリコン層とし（図４（ｂ））、該シリ
コン層表面をテクスチャ化した後に接合を形成して太陽
電池とするものである（図４（ｃ）〜（ｅ））。
【００３７】図３及び４において、多孔質層とその上に
成長した第２の結晶シリコン層との界面は図５に示すよ
うに多孔質層側で穴が開いている部分ではシリコン層の
表面は空気に接しており、この部分での光の反射はシリ
コンの表面に酸化膜をつけた場合よりも大きくなる。従
って、多孔質層とシリコン層の表面との間で有効に光を
閉じ込めることが可能となり、更に多孔質表面の孔の径
及び数密度を制御することで光閉じこめ効果を一層高め
ることができる。このためシリコン層の厚さを１００μ
ｍ以下にすることもできる。
成長した第２の結晶シリコン層との界面は図５に示すよ
うに多孔質層側で穴が開いている部分ではシリコン層の
表面は空気に接しており、この部分での光の反射はシリ
コンの表面に酸化膜をつけた場合よりも大きくなる。従
って、多孔質層とシリコン層の表面との間で有効に光を
閉じ込めることが可能となり、更に多孔質表面の孔の径
及び数密度を制御することで光閉じこめ効果を一層高め
ることができる。このためシリコン層の厚さを１００μ
ｍ以下にすることもできる。
【００３８】本発明の多孔質層の形成には、陽極化成法
が好適に用いられる。
が好適に用いられる。
【００３９】陽極化成による多孔質シリコンの形成には
陽極反応に正孔が必要であり、そのため主に正孔の存在
するｐ型シリコンで多孔質化が行なわれるとされている
（Ｔ．Ｕｎａｇａｍｉ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．
Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１２７，４７６（１９８０））。し
かし、一方で低抵抗ｎ型シリコンであれば多孔質化され
るという報告もあり（Ｒ．Ｐ．Ｈｏｌｍｓｔｒｏｍ ａ
ｎｄ Ｊ．Ｙ．Ｃｈｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，ｖｏｌ．４２，３８６（１９８３））、ｐ型ｎ型
の別を問わず低抵抗シリコンで多孔質化が可能である。
また導電型によって選択的に多孔質化が可能であり、Ｆ
ＩＰＯＳ（Ｆｕｌｌ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｂｙ Ｐｏｒ
ｏｕｓ Ｏｘｉｄｉｚｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ）プロセス
のように暗所で陽極化成を行うことによりｐ層のみを多
孔質化できる。
陽極反応に正孔が必要であり、そのため主に正孔の存在
するｐ型シリコンで多孔質化が行なわれるとされている
（Ｔ．Ｕｎａｇａｍｉ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．
Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１２７，４７６（１９８０））。し
かし、一方で低抵抗ｎ型シリコンであれば多孔質化され
るという報告もあり（Ｒ．Ｐ．Ｈｏｌｍｓｔｒｏｍ ａ
ｎｄ Ｊ．Ｙ．Ｃｈｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，ｖｏｌ．４２，３８６（１９８３））、ｐ型ｎ型
の別を問わず低抵抗シリコンで多孔質化が可能である。
また導電型によって選択的に多孔質化が可能であり、Ｆ
ＩＰＯＳ（Ｆｕｌｌ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｂｙ Ｐｏｒ
ｏｕｓ Ｏｘｉｄｉｚｅｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ）プロセス
のように暗所で陽極化成を行うことによりｐ層のみを多
孔質化できる。
【００４０】単結晶シリコンを陽極化成して得られた多
孔質シリコンは、透過電子顕微鏡の観察によると数ｎｍ
程度の径の孔が形成されており、その密度は単結晶シリ
コンの半分以下になる。にもかかわらず単結晶性は維持
されており、多孔質シリコンの上にＬＰＣＶＤ法等でエ
ピタキシャル層を成長することが可能である。
孔質シリコンは、透過電子顕微鏡の観察によると数ｎｍ
程度の径の孔が形成されており、その密度は単結晶シリ
コンの半分以下になる。にもかかわらず単結晶性は維持
されており、多孔質シリコンの上にＬＰＣＶＤ法等でエ
ピタキシャル層を成長することが可能である。
【００４１】また単結晶シリコンに替えて多結晶シリコ
ンを用いても同様に陽極化成により多孔質層が得られ
る。その上にＬＰＣＶＤ法等で結晶シリコン層を成長す
ることができる（この場合多結晶シリコンの結晶粒の大
きさに対応した部分的なエピタキシャル成長が可能）。
ンを用いても同様に陽極化成により多孔質層が得られ
る。その上にＬＰＣＶＤ法等で結晶シリコン層を成長す
ることができる（この場合多結晶シリコンの結晶粒の大
きさに対応した部分的なエピタキシャル成長が可能）。
【００４２】以上述べたように、本発明者は実験を重
ね、結晶シリコンの表面を導電型を変えておいて多孔質
シリコン層にすることにより良好な窓層が形成できると
いう知見、多孔質シリコン層をウエハから分離して金属
基板上に固着してその上にエピタキシャル層が得られる
という知見、及び多孔質シリコン層の表面の穴の大きさ
と数密度を制御することでその上に形成したシリコン層
内に光閉じ込め効果を一層高められるいう知見を得、本
発明の完成に至った。以下に本発明者らの行なった実験
について詳述する。
ね、結晶シリコンの表面を導電型を変えておいて多孔質
シリコン層にすることにより良好な窓層が形成できると
いう知見、多孔質シリコン層をウエハから分離して金属
基板上に固着してその上にエピタキシャル層が得られる
という知見、及び多孔質シリコン層の表面の穴の大きさ
と数密度を制御することでその上に形成したシリコン層
内に光閉じ込め効果を一層高められるいう知見を得、本
発明の完成に至った。以下に本発明者らの行なった実験
について詳述する。
【００４３】（実験１）多孔質シリコンの形成 ５００μｍの厚みを持った比抵抗０．０１Ωｃｍのｐ型
（１００）単結晶シリコンウエハをＨＦ水溶液中で陽極
化成を行なった。陽極化成条件を表１に示す。
（１００）単結晶シリコンウエハをＨＦ水溶液中で陽極
化成を行なった。陽極化成条件を表１に示す。
【００４４】
【表１】 得られた多孔質シリコン層の表面を透過型電子顕微鏡で
観察したところ、平均約６ｎｍ径の孔が形成されてい
た。また高分解能走査型電子顕微鏡で多孔質シリコン層
の断面を観たところ、同様に微小な孔が基板に垂直な方
向に形成されているのが確認された。
観察したところ、平均約６ｎｍ径の孔が形成されてい
た。また高分解能走査型電子顕微鏡で多孔質シリコン層
の断面を観たところ、同様に微小な孔が基板に垂直な方
向に形成されているのが確認された。
【００４５】また、表１の条件で陽極化成の時間を長く
して多孔質シリコン層の厚みを多くし、密度について測
定したところ、多孔質シリコン層の密度は１．１ｇ／ｃ
ｍ3であることがわかり、単結晶シリコンに比ベて約半
分となっていた。
して多孔質シリコン層の厚みを多くし、密度について測
定したところ、多孔質シリコン層の密度は１．１ｇ／ｃ
ｍ3であることがわかり、単結晶シリコンに比ベて約半
分となっていた。
【００４６】またさらに 陽極化成の時間を長くして多
孔質層の厚みを多くし、陽極化成の終わりで電流密度を
上げることで電解エッチングにより多孔質層をウエハよ
り分離し、多孔質シリコンの光吸収係数を測定した。そ
の結果、多孔質シリコンの光吸収係数は結晶シリコンの
それに比べて５００ｎｍの波長の光で約１／６、９００
ｎｍの波長の光で約１／５の大きさであった。 （実験２）不純物導入層の多孔質化 ウエハの表面に不純物を導入した後その部分の多孔質化
を行った。５００μｍの厚みを持った比抵抗１Ωｃｍの
ｎ型（１００）単結晶シリコンウエハの表面にＢを２５
ＫｅＶで１ｘｌ０15ｃｍ-2イオン打ち込みを行い、５５
０℃，１ｈｏｕｒ／８００℃，３０ｍｉｎ／５５０℃，
１ｈоｕｒの条件で連続アニールして不純物の活性化お
よびイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合
を形成した。イオン打ち込みを行ったウエハの表面をＨ
Ｆ水溶液中で陽極化成を行なった。陽極化成条件を表２
に示す。このとき陽極化成を暗所にて行った。
孔質層の厚みを多くし、陽極化成の終わりで電流密度を
上げることで電解エッチングにより多孔質層をウエハよ
り分離し、多孔質シリコンの光吸収係数を測定した。そ
の結果、多孔質シリコンの光吸収係数は結晶シリコンの
それに比べて５００ｎｍの波長の光で約１／６、９００
ｎｍの波長の光で約１／５の大きさであった。 （実験２）不純物導入層の多孔質化 ウエハの表面に不純物を導入した後その部分の多孔質化
を行った。５００μｍの厚みを持った比抵抗１Ωｃｍの
ｎ型（１００）単結晶シリコンウエハの表面にＢを２５
ＫｅＶで１ｘｌ０15ｃｍ-2イオン打ち込みを行い、５５
０℃，１ｈｏｕｒ／８００℃，３０ｍｉｎ／５５０℃，
１ｈоｕｒの条件で連続アニールして不純物の活性化お
よびイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合
を形成した。イオン打ち込みを行ったウエハの表面をＨ
Ｆ水溶液中で陽極化成を行なった。陽極化成条件を表２
に示す。このとき陽極化成を暗所にて行った。
【００４７】
【表２】 化成終了後のウエハ表面の断面を高分解能走査型電子顕
微鏡で観たところ、実験１の場合と同様な多孔質シリコ
ン層が形成されているのが観察された。多孔質層の厚み
は約２００ｎｍであった。また、２次イオン質量分析に
よりＢの深さ方向の分布について調べたところ、接合深
さは約２００ｎｍとなっており、陽極化成による多孔質
化がｐ層で終了していることが確認された。
微鏡で観たところ、実験１の場合と同様な多孔質シリコ
ン層が形成されているのが観察された。多孔質層の厚み
は約２００ｎｍであった。また、２次イオン質量分析に
よりＢの深さ方向の分布について調べたところ、接合深
さは約２００ｎｍとなっており、陽極化成による多孔質
化がｐ層で終了していることが確認された。
【００４８】（実験３）太陽電池の形成 実験２で得られた表面に多孔質シリコン層を設けた単結
晶ウエハを用いて太陽電池を作製した。
晶ウエハを用いて太陽電池を作製した。
【００４９】多孔質層表面に反射防止を兼ねた透明導電
膜（ＩＴ０）およびグリッド状の集電電極を真空蒸着
し、さらに多孔質層とは反対側のウエハ表面にオーミッ
ク電極となる金属を真空蒸着して太陽電池を作製した。
このようにして作製した太陽電池のＡＭｌ．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下での電流一電圧特性（Ｉ−Ｖ特
性）について測定を行ったところ、セル面積６ｃｍ2で
開放電圧０．６０Ｖ、短絡光電流３６ｍＡ／ｃｍ2、曲
線因子０．７４、変換効率１５．９％となり、変換効率
の高い良好な結晶太陽電池が得られた。
膜（ＩＴ０）およびグリッド状の集電電極を真空蒸着
し、さらに多孔質層とは反対側のウエハ表面にオーミッ
ク電極となる金属を真空蒸着して太陽電池を作製した。
このようにして作製した太陽電池のＡＭｌ．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下での電流一電圧特性（Ｉ−Ｖ特
性）について測定を行ったところ、セル面積６ｃｍ2で
開放電圧０．６０Ｖ、短絡光電流３６ｍＡ／ｃｍ2、曲
線因子０．７４、変換効率１５．９％となり、変換効率
の高い良好な結晶太陽電池が得られた。
【００５０】参照として実験２においてイオン打ち込み
により接合を形成し、多孔質化しないで太陽電池にした
場合の特性は開放電圧０．５８Ｖ、短絡光電流３４ｍＡ
／ｃｍ2、曲線因子０．７７、変換効率１５．２％であ
った。このように多孔質層を窓層とすることにより特性
の改善、特に光電流の増大が確認された。
により接合を形成し、多孔質化しないで太陽電池にした
場合の特性は開放電圧０．５８Ｖ、短絡光電流３４ｍＡ
／ｃｍ2、曲線因子０．７７、変換効率１５．２％であ
った。このように多孔質層を窓層とすることにより特性
の改善、特に光電流の増大が確認された。
【００５１】以上述ベた実験結果に基づいて完成に至っ
た本発明は、前述した様に、シリコンウエハ上に導電型
の違う領域を形成しそれを多孔質化して得られる結晶太
陽電池に係わるものである。
た本発明は、前述した様に、シリコンウエハ上に導電型
の違う領域を形成しそれを多孔質化して得られる結晶太
陽電池に係わるものである。
【００５２】本発明の特徴は多孔質層を光窓層として利
用するもので発電層により多くの光を供給する点であ
る。
用するもので発電層により多くの光を供給する点であ
る。
【００５３】（実験４）多孔質シリコン上のエピタキシ
ャル成長法 実験１で形成したウエハ上の多孔質シリコン層上に通常
の減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）によりエピタキシャル
成長を行なった。原料にはＳｉＨ2Ｃｌ2を用い、キャリ
アガスとしてＨ2を添加した。このときの成長条件を表
３に示す。
ャル成長法 実験１で形成したウエハ上の多孔質シリコン層上に通常
の減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）によりエピタキシャル
成長を行なった。原料にはＳｉＨ2Ｃｌ2を用い、キャリ
アガスとしてＨ2を添加した。このときの成長条件を表
３に示す。
【００５４】
【表３】 成長終了後の結晶成長表面の様子を光学顕微鏡および走
査型電子顕微鏡により観察したところ、平坦な表面が得
られており、エピタキシャル層の厚さは約５０μｍであ
った。また成長層の断面を透過型電子顕微鏡で観たとこ
ろ、良好な結晶性を有する単結晶エピタキシャル層とな
っているのが確認された。
査型電子顕微鏡により観察したところ、平坦な表面が得
られており、エピタキシャル層の厚さは約５０μｍであ
った。また成長層の断面を透過型電子顕微鏡で観たとこ
ろ、良好な結晶性を有する単結晶エピタキシャル層とな
っているのが確認された。
【００５５】（実験５）太陽電池形成 実験１、４で得られた多孔質層上のエピタキシャルシリ
コンを用いて太陽電池を作製した。
コンを用いて太陽電池を作製した。
【００５６】ＫＯＨ水溶液中に基板を浸してエピタキシ
ャル層の表面を異方性エッチングして谷と山の間の高さ
が数μｍ程度のテクスチャ構造を設けた。次にテクスチ
ャ構造を設けたエピタキシャル層の表面にＰを５０Ｋｅ
Ｖ，１ｘｌ０l5ｃｍ-2でイオン打ち込みを行い、５５０
℃，１ｈｏｕｒ／８００℃，３０ｍｉｎ／５５０℃，１
ｈｏｕｒの条件で連続アニールして不純物の活性化およ
びイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合を
形成した。最後にエピタキシャル層表面にグリッド状の
集電電極および反射防止を兼ねた透明導電膜を真空蒸着
して太陽電池を作製した。
ャル層の表面を異方性エッチングして谷と山の間の高さ
が数μｍ程度のテクスチャ構造を設けた。次にテクスチ
ャ構造を設けたエピタキシャル層の表面にＰを５０Ｋｅ
Ｖ，１ｘｌ０l5ｃｍ-2でイオン打ち込みを行い、５５０
℃，１ｈｏｕｒ／８００℃，３０ｍｉｎ／５５０℃，１
ｈｏｕｒの条件で連続アニールして不純物の活性化およ
びイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合を
形成した。最後にエピタキシャル層表面にグリッド状の
集電電極および反射防止を兼ねた透明導電膜を真空蒸着
して太陽電池を作製した。
【００５７】このようにして多孔質上に成長させたエピ
タキシャル薄膜を用いた太陽電池のＡＭｌ．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下での電流―電圧特性（Ｉ−Ｖ特
性）について測定を行ったところ、セル面積６ｃｍ2で
開放電圧０．６１Ｖ、短絡光電流３５ｍＡ／ｃｍ2、曲
線因子０．７６、変換効率１６．２％となり、変換効率
の高い良好な結晶太陽電池が得られた。
タキシャル薄膜を用いた太陽電池のＡＭｌ．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下での電流―電圧特性（Ｉ−Ｖ特
性）について測定を行ったところ、セル面積６ｃｍ2で
開放電圧０．６１Ｖ、短絡光電流３５ｍＡ／ｃｍ2、曲
線因子０．７６、変換効率１６．２％となり、変換効率
の高い良好な結晶太陽電池が得られた。
【００５８】（実験６）多孔質形成条件と太陽電池特性 陽極化成条件を変えて多孔質層の穴の大きさと数密度を
変化させて太陽電池特性との相関について調ベた。
変化させて太陽電池特性との相関について調ベた。
【００５９】まず基板ウエハの陽極化成時の化成電流を
変化させた。実験１の表１の条件において電流密度を５
ｍＡ／ｃｍ2から１２５ｍＡ／ｃｍ2まで変えて多孔質層
表面の穴の様子を高分解能走査型電子顕微鏡で観察し
た。
変化させた。実験１の表１の条件において電流密度を５
ｍＡ／ｃｍ2から１２５ｍＡ／ｃｍ2まで変えて多孔質層
表面の穴の様子を高分解能走査型電子顕微鏡で観察し
た。
【００６０】その結果、穴の大きさは電流密度の増大と
ともに増加していくが、穴の数密度には変化がないこと
がわかった（表４）。
ともに増加していくが、穴の数密度には変化がないこと
がわかった（表４）。
【００６１】
【表４】 また上述において基板ウエハの比抵抗を１Ω・ｃｍとし
て同様に化成したところ、数密度が増大し、電流密度が
３ｍＡ／ｃｍ2のとき穴径〜２．５ｎｍ、数密度２ｘｌ
０12／ｃｍ2という値を得た。このように多孔質層表面
の穴の径と数密度は化成条件を変えることにより制御可
能である。
て同様に化成したところ、数密度が増大し、電流密度が
３ｍＡ／ｃｍ2のとき穴径〜２．５ｎｍ、数密度２ｘｌ
０12／ｃｍ2という値を得た。このように多孔質層表面
の穴の径と数密度は化成条件を変えることにより制御可
能である。
【００６２】次に上述において作製した多孔質層の上に
実験４、５と同様にして太陽電池を形成して特性の変化
を調ベた。表５に基板ウエハに比抵抗０．０１Ω・ｃｍ
（ｐ型）を用いて化成電流密度を変えた時の太陽電池の
光電流の変化を示す。
実験４、５と同様にして太陽電池を形成して特性の変化
を調ベた。表５に基板ウエハに比抵抗０．０１Ω・ｃｍ
（ｐ型）を用いて化成電流密度を変えた時の太陽電池の
光電流の変化を示す。
【００６３】
【表５】 化成電流の増大とともに太陽電池の光電流も増加してい
る。また比抵抗１Ω・ｃｍの基板ウエハを表１の条件で
化成電流３ｍＡ／ｃｍ2で多孔質層を形成したものでは
作製した太陽電池の光電流は３４ｍＡ／ｃｍ2となっ
た。これらの結果は多孔質層とエピタキシャルシリコン
層との界面において多孔質層側で穴の開いている部分か
らの光反射が増大してエピタキシャルシリコン層内で光
閉じ込めが有効におこなわれているためである。
る。また比抵抗１Ω・ｃｍの基板ウエハを表１の条件で
化成電流３ｍＡ／ｃｍ2で多孔質層を形成したものでは
作製した太陽電池の光電流は３４ｍＡ／ｃｍ2となっ
た。これらの結果は多孔質層とエピタキシャルシリコン
層との界面において多孔質層側で穴の開いている部分か
らの光反射が増大してエピタキシャルシリコン層内で光
閉じ込めが有効におこなわれているためである。
【００６４】なお参照として比抵抗０．０１Ω・ｃｍの
基板ウエハ上に実験４、７と同様にして太陽電池を作製
した場合（多孔質層が無い場合）の光電流は３２ｍＡ／
ｃｍ2であった。
基板ウエハ上に実験４、７と同様にして太陽電池を作製
した場合（多孔質層が無い場合）の光電流は３２ｍＡ／
ｃｍ2であった。
【００６５】以上述べた実験１、４〜６の結果に基づい
て完成に至った本発明は前述した様に、ウエハ上に多孔
質層を形成し、多孔質層上にシリコン層を形成して得ら
れる結晶太陽電池およびその製造方法に係わるものであ
る。本発明の特徴は多孔質層を光反射層として利用する
ものでＦＺウエハのような高品質のウエハを必要としな
い点である。
て完成に至った本発明は前述した様に、ウエハ上に多孔
質層を形成し、多孔質層上にシリコン層を形成して得ら
れる結晶太陽電池およびその製造方法に係わるものであ
る。本発明の特徴は多孔質層を光反射層として利用する
ものでＦＺウエハのような高品質のウエハを必要としな
い点である。
【００６６】（実験７）多孔質層の分離と金属基板上へ
の固着 実験１において表１の条件で時間を長くして多孔質層を
約１００μｍ形成し、多孔質層形成終了時に化成水溶液
中のＨＦ濃度を１％程度にまで落とし、化成電流密度を
１５０ｍＡ／ｃｍ2にまで上げて電解研磨モードにした
ところ、形成された多孔質層がウエハより分離された。
の固着 実験１において表１の条件で時間を長くして多孔質層を
約１００μｍ形成し、多孔質層形成終了時に化成水溶液
中のＨＦ濃度を１％程度にまで落とし、化成電流密度を
１５０ｍＡ／ｃｍ2にまで上げて電解研磨モードにした
ところ、形成された多孔質層がウエハより分離された。
【００６７】分離された多孔質層を１ｍｍ厚のＣｒ基板
上に置いて密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃の
温度で２時間アニール処理をして貼り合わせを行ったと
ころ、多孔質層はＣｒ基板に固着された。
上に置いて密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃の
温度で２時間アニール処理をして貼り合わせを行ったと
ころ、多孔質層はＣｒ基板に固着された。
【００６８】固着した多孔質層／Ｃｒ基板の界面を透過
型電子顕微鏡で断面観察したところ、界面でＣｒＳｉ2
のシリサイド層が形成されていることが確認された。
型電子顕微鏡で断面観察したところ、界面でＣｒＳｉ2
のシリサイド層が形成されていることが確認された。
【００６９】（実験８）太陽電池の形成 実験１、４、７で得られた結果をもとに金属基板／多孔
質層上のエピタキシャルシリコンを用いて太陽電池を作
製した。
質層上のエピタキシャルシリコンを用いて太陽電池を作
製した。
【００７０】実験７で得られたＣｒ基板上の多孔質シリ
コン層上に通常のＬＰＣＶＤ法により表３の条件でエピ
タキシャル成長を行なった。
コン層上に通常のＬＰＣＶＤ法により表３の条件でエピ
タキシャル成長を行なった。
【００７１】エピタキシャル層の表面にＰを５０Ｋｅ
Ｖ，１ｘｌ０15ｃｍ-2でイオン打ち込みを行い、５５０
℃，１ｈｏｕｒ／８００℃，３０ｍｉｎ／５５０℃，１
ｈｏｕｒの条件で連続アニールして不純物の活性化およ
びイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合を
形成した。最後にエピタキシャル層表面に反射防止を兼
ねた透明導電膜およびグリッド状の集電電極を真空蒸着
して太陽電池を作製した。
Ｖ，１ｘｌ０15ｃｍ-2でイオン打ち込みを行い、５５０
℃，１ｈｏｕｒ／８００℃，３０ｍｉｎ／５５０℃，１
ｈｏｕｒの条件で連続アニールして不純物の活性化およ
びイオン打ち込みによるダメージの回復を行い、接合を
形成した。最後にエピタキシャル層表面に反射防止を兼
ねた透明導電膜およびグリッド状の集電電極を真空蒸着
して太陽電池を作製した。
【００７２】このようにして多孔質上に成長させたエピ
タキシャル薄膜を用いた太陽電池のＡＭ１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下での電流一電圧特性（Ｉ−Ｖ特
性）について測定を行ったところ、セル面積６ｃｍ2で
開放電圧０．５２Ｖ、短絡光電流３１ｍＡ／ｃｍ2、曲
線因子０．７３、変換効率１１．８％となり、良好な結
晶太陽電池が得られた。
タキシャル薄膜を用いた太陽電池のＡＭ１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下での電流一電圧特性（Ｉ−Ｖ特
性）について測定を行ったところ、セル面積６ｃｍ2で
開放電圧０．５２Ｖ、短絡光電流３１ｍＡ／ｃｍ2、曲
線因子０．７３、変換効率１１．８％となり、良好な結
晶太陽電池が得られた。
【００７３】以上述ベた実験１、４〜６の結果に基づい
て完成に至った本発明は前述したように、ウエハ上に多
孔質層を形成し、該多孔質層をウエハから分離（剥離）
して金属基板上に固着し、該多孔質層上に成長させたエ
ピタキシャル層を用いて得られる薄膜結晶太陽電池およ
びその製造方法に係わるものである。
て完成に至った本発明は前述したように、ウエハ上に多
孔質層を形成し、該多孔質層をウエハから分離（剥離）
して金属基板上に固着し、該多孔質層上に成長させたエ
ピタキシャル層を用いて得られる薄膜結晶太陽電池およ
びその製造方法に係わるものである。
【００７４】本発明の特徴は多孔質上のエピタキシャル
層を利用することでウエハ上のエピタキシャル層と同等
の特性が得られること、また多孔質層を形成するウエハ
の再利用が可能であり、コスト的に有利であるという点
である。
層を利用することでウエハ上のエピタキシャル層と同等
の特性が得られること、また多孔質層を形成するウエハ
の再利用が可能であり、コスト的に有利であるという点
である。
【００７５】本発明に使用される多孔質シリコン層を形
成するための陽極化成法にはフッ酸溶液が用いられ、Ｈ
Ｆ濃度が１０％以上で多孔質化が可能となる。陽極化成
時に流す電流の量としてはＨＦ濃度や所望とされる多孔
質層の膜厚あるいは多孔質層表面の状態等によって適宜
決められるが、大体数ｍＡ／ｃｍ2〜数十ｍＡ／ｃｍ2の
範囲が適当である。
成するための陽極化成法にはフッ酸溶液が用いられ、Ｈ
Ｆ濃度が１０％以上で多孔質化が可能となる。陽極化成
時に流す電流の量としてはＨＦ濃度や所望とされる多孔
質層の膜厚あるいは多孔質層表面の状態等によって適宜
決められるが、大体数ｍＡ／ｃｍ2〜数十ｍＡ／ｃｍ2の
範囲が適当である。
【００７６】またＨＦ溶液にエチルアルコール等のアル
コールを添加することにより、陽極化成時に発生する反
応生成気体の気泡を瞬時に撹粋することなく反応表面か
ら除去でき、均一にかつ効率よく多孔質シリコンを形成
することができる。添加するアルコールの量はＨＦ濃度
や所望とする多孔質層の膜厚あるいは多孔質層の表面状
態によって適宜決められ、特にＨＦ濃度が低くなりすぎ
ないように注意して決める必要がある。
コールを添加することにより、陽極化成時に発生する反
応生成気体の気泡を瞬時に撹粋することなく反応表面か
ら除去でき、均一にかつ効率よく多孔質シリコンを形成
することができる。添加するアルコールの量はＨＦ濃度
や所望とする多孔質層の膜厚あるいは多孔質層の表面状
態によって適宜決められ、特にＨＦ濃度が低くなりすぎ
ないように注意して決める必要がある。
【００７７】また多孔質化されるウエハ表面層の導電型
としてはｐ型でもｎ型でも良いが、特にｐ型の場合には
陽極化成を暗所にて行うことにより自動的に化成を終了
させることが可能である。
としてはｐ型でもｎ型でも良いが、特にｐ型の場合には
陽極化成を暗所にて行うことにより自動的に化成を終了
させることが可能である。
【００７８】これとは逆に多孔質層形成後に多孔質層を
ウエハから分離する目的で行われる電解研磨の場合には
ＨＦ濃度を数％以下にして化成電流を１００ｍＡ／ｃｍ
2以上にする必要がある。
ウエハから分離する目的で行われる電解研磨の場合には
ＨＦ濃度を数％以下にして化成電流を１００ｍＡ／ｃｍ
2以上にする必要がある。
【００７９】本発明において多孔質層上のシリコン層の
形成に使用されるエピタキシャル成長法にはＬＰＣＶＤ
法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法または
液相成長法等がある。
形成に使用されるエピタキシャル成長法にはＬＰＣＶＤ
法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法または
液相成長法等がある。
【００８０】例えば、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法
または光ＣＶＤ法等の気相成長法の場合に使用される原
料ガスとしてはＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＣｌ4，ＳｉＨＣ
ｌ3，ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨ2Ｆ2，Ｓｉ2Ｆ6等のシ
ラン類およびハロゲン化シラン類が代表的なものとして
挙げられる。
または光ＣＶＤ法等の気相成長法の場合に使用される原
料ガスとしてはＳｉＨ2Ｃｌ2，ＳｉＣｌ4，ＳｉＨＣ
ｌ3，ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＨ2Ｆ2，Ｓｉ2Ｆ6等のシ
ラン類およびハロゲン化シラン類が代表的なものとして
挙げられる。
【００８１】またキャリアガスとしてあるいは結晶成長
を促進させる還元雰囲気を得る目的で前記の原料ガスに
加えてＨ2が添加される。前記原料ガスと水素との量の
割合は形成方法および原料ガスの種類さらに形成条件に
より適宜所望に従って決められるが、好ましくは１：１
０以上１：１０００以下（導入流量比）が適当であり、
より好ましくは１：２０以上１：８００以下とするのが
望ましい。
を促進させる還元雰囲気を得る目的で前記の原料ガスに
加えてＨ2が添加される。前記原料ガスと水素との量の
割合は形成方法および原料ガスの種類さらに形成条件に
より適宜所望に従って決められるが、好ましくは１：１
０以上１：１０００以下（導入流量比）が適当であり、
より好ましくは１：２０以上１：８００以下とするのが
望ましい。
【００８２】液相成長法を用いる場合にはＨ2あるいは
Ｎ2雰囲気中でＧａ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓｎ等の溶媒
中にＳｉを溶解させて溶媒を徐冷あるいは溶媒中に温度
差をつけることによりエピタキシャル成長を行う。溶媒
としてＳｎを用いると、得られる結晶は電気的に中性で
あり、成長後にあるいは成長中に適宜所望の不純物を添
加することで所望のドーピング濃度で伝導型を決定する
ことができる。
Ｎ2雰囲気中でＧａ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓｎ等の溶媒
中にＳｉを溶解させて溶媒を徐冷あるいは溶媒中に温度
差をつけることによりエピタキシャル成長を行う。溶媒
としてＳｎを用いると、得られる結晶は電気的に中性で
あり、成長後にあるいは成長中に適宜所望の不純物を添
加することで所望のドーピング濃度で伝導型を決定する
ことができる。
【００８３】また本発明で使用されるエピタキシャル成
長法における温度および圧力としては、形成方法および
使用する原料ガスの種類、原料ガスとＨ2との流量比等
の形成条件によって異なるが、温度については例えば通
常のＬＰＣＶＤ法では概ね６００℃以上１２５０℃以下
が適当であり、より好ましくは６５０℃以上１２００℃
以下に制御されるのが望ましい。液相成長法の場合には
溶媒の種類によるがＳｎを用いる場合には８５０℃以上
１０５０℃以下に制御されるのが望ましい。またプラズ
マＣＶＤ法等の低温プロセスでは概ね２００℃以上６０
０℃以下が適当であり、より好ましくは２００℃以上５
００℃以下に制御されるのが望ましい。
長法における温度および圧力としては、形成方法および
使用する原料ガスの種類、原料ガスとＨ2との流量比等
の形成条件によって異なるが、温度については例えば通
常のＬＰＣＶＤ法では概ね６００℃以上１２５０℃以下
が適当であり、より好ましくは６５０℃以上１２００℃
以下に制御されるのが望ましい。液相成長法の場合には
溶媒の種類によるがＳｎを用いる場合には８５０℃以上
１０５０℃以下に制御されるのが望ましい。またプラズ
マＣＶＤ法等の低温プロセスでは概ね２００℃以上６０
０℃以下が適当であり、より好ましくは２００℃以上５
００℃以下に制御されるのが望ましい。
【００８４】同様に圧力については概ね１０-2Ｔｏｒｒ
〜７６０Ｔｏｒｒが適当であり、より好ましくは１０-1
Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒの範囲が望ましい。
〜７６０Ｔｏｒｒが適当であり、より好ましくは１０-1
Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒの範囲が望ましい。
【００８５】本発明の太陽電池において多孔質シリコン
層を固着させる金属基板材料としては導電性が良好でシ
リコンとシリサイド等の化合物を形成する任意の金属が
用いられ、代表的なものとしてＷ，Ｍｏ，Ｃｒ及びこれ
らの合金等が挙げられる。もちろん、それ以外であって
も表面に上述の性質を有する金属が付着しているもので
あれば何でもよく、従って金属以外の安価な基板も使用
可能である。シリサイド層の厚さについては特に規定は
ないが０．０１〜０．２μｍとするのが望ましい。
層を固着させる金属基板材料としては導電性が良好でシ
リコンとシリサイド等の化合物を形成する任意の金属が
用いられ、代表的なものとしてＷ，Ｍｏ，Ｃｒ及びこれ
らの合金等が挙げられる。もちろん、それ以外であって
も表面に上述の性質を有する金属が付着しているもので
あれば何でもよく、従って金属以外の安価な基板も使用
可能である。シリサイド層の厚さについては特に規定は
ないが０．０１〜０．２μｍとするのが望ましい。
【００８６】本発明において多孔質層上にシリコン層を
形成する別の方法としてもう一つ別のシリコンウエハの
表面と多孔質層の表面を重ねて熱処理を加えて貼り合わ
せ、その後シリコンウエハを削って薄くすることでも得
られる。このときの熱処理条件としてはＮ2雰囲気中１
０００℃以上で３０分〜数時間が適当である。
形成する別の方法としてもう一つ別のシリコンウエハの
表面と多孔質層の表面を重ねて熱処理を加えて貼り合わ
せ、その後シリコンウエハを削って薄くすることでも得
られる。このときの熱処理条件としてはＮ2雰囲気中１
０００℃以上で３０分〜数時間が適当である。
【００８７】本発明の太陽電池において入射光の反射損
を減らす目的でシリコン層の表面に形成されるテクスチ
ャ処理はヒドラジンやＮａＯＨ，ＫＯＨ等を用いて行わ
れる。形成されるテクスチャのピラミッドの高さとして
は数μｍ〜数十μｍの範囲が適当である。
を減らす目的でシリコン層の表面に形成されるテクスチ
ャ処理はヒドラジンやＮａＯＨ，ＫＯＨ等を用いて行わ
れる。形成されるテクスチャのピラミッドの高さとして
は数μｍ〜数十μｍの範囲が適当である。
【００８８】また本発明の太陽電池において形成する接
合の深さとしては導入される不純物の量にもよるが０．
０５〜３μｍの範囲とするのが適当であり、好ましくは
０．１〜１μｍとするのが望ましい。
合の深さとしては導入される不純物の量にもよるが０．
０５〜３μｍの範囲とするのが適当であり、好ましくは
０．１〜１μｍとするのが望ましい。
【００８９】
【実施例】以下、本発明の方法を実施して所望の太陽電
池を形成するところをより詳細に説明するが、本発明は
これらの実施例により何ら限定されるものではない。
池を形成するところをより詳細に説明するが、本発明は
これらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００９０】（実施例１）前述したように、実験１〜３
と同様にして図２に示すプロセスにより多孔質シリコン
／単結晶シリコン太陽電池を作製した。
と同様にして図２に示すプロセスにより多孔質シリコン
／単結晶シリコン太陽電池を作製した。
【００９１】５００μｍ厚のｎ型（１００）シリコンウ
エハ（ρ＝１Ωｃｍ）の表面にＢＣｌ3を拡散源として
９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+層を形成し、
０．５μｍ程度の接合深さを得た。
エハ（ρ＝１Ωｃｍ）の表面にＢＣｌ3を拡散源として
９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+層を形成し、
０．５μｍ程度の接合深さを得た。
【００９２】形成されたｐ+層表面のデッド層をウェッ
ト酸化後、エッチングにより除去し、約０．２μｍの適
度な表面濃度をもった接合深さを得た（図２（ａ））。
ト酸化後、エッチングにより除去し、約０．２μｍの適
度な表面濃度をもった接合深さを得た（図２（ａ））。
【００９３】次にｐ+層表面をＨＦ水溶液中で表２の条
件で暗所で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコ
ン層を形成した（図２（ｂ））。
件で暗所で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコ
ン層を形成した（図２（ｂ））。
【００９４】最後にＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）
蒸着によりＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電極
（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を多孔質層上に、また裏面電極としてＴｉ／Ｃｒ
（４００ｎｍ／１μｍ）をウエハ裏面にそれぞれ形成し
た（図２（ｃ））。
蒸着によりＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電極
（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を多孔質層上に、また裏面電極としてＴｉ／Ｃｒ
（４００ｎｍ／１μｍ）をウエハ裏面にそれぞれ形成し
た（図２（ｃ））。
【００９５】このようにして得られた多孔質シリコン／
結晶シリコン太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ
／ｃｍ2）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したと
ころ、セル面積６ｃｍ2で開放電圧０．６１Ｖ、短絡光
電流３６．４ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、
エネルギー変換効率１６．９％を得た。
結晶シリコン太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ
／ｃｍ2）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したと
ころ、セル面積６ｃｍ2で開放電圧０．６１Ｖ、短絡光
電流３６．４ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、
エネルギー変換効率１６．９％を得た。
【００９６】以上のように単結晶シリコン上に形成した
多孔質シリコン層を窓層に用いて良好な特性を示す薄膜
結晶太陽電池が作製出来た。
多孔質シリコン層を窓層に用いて良好な特性を示す薄膜
結晶太陽電池が作製出来た。
【００９７】（実施例２）実施例１と同様にして、テク
スチャ化したウエハの表面に多孔質層を形成して太陽電
池を作製した。
スチャ化したウエハの表面に多孔質層を形成して太陽電
池を作製した。
【００９８】５００μｍ厚のｎ型（１００）シリコンウ
エハ（ρ＝３Ωｃｍ）を１１０℃，６０％濃度のヒドラ
ジン水溶液に１０分間浸し、ウエハの表面を数μｍ程度
の凹凸を持つテクスチャ構造とした。
エハ（ρ＝３Ωｃｍ）を１１０℃，６０％濃度のヒドラ
ジン水溶液に１０分間浸し、ウエハの表面を数μｍ程度
の凹凸を持つテクスチャ構造とした。
【００９９】次にテクスチャ化された表面にＢＣｌ3を
拡散源として９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+
層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成さ
れたｐ + 層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチン
グにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもっ
た接合深さを得た。ｐ+層表面をＨＦ水溶液中で表２の
条件で暗所で陽極化成を行ない、テクスチャ化したウエ
ハ上に多孔質シリコン層を形成した。その後ウエハの裏
面に対してイオン打ち込みによりＰを５０ｋｅＶ，１×
１０l5ｃｍ-2でイオン打ち込みを行い、５５０℃，１ｈ
ｏｕｒ／７５０℃，２ｈｏｕｒで連続アニールしてｎ+
層を形成した。
拡散源として９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+
層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成さ
れたｐ + 層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチン
グにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもっ
た接合深さを得た。ｐ+層表面をＨＦ水溶液中で表２の
条件で暗所で陽極化成を行ない、テクスチャ化したウエ
ハ上に多孔質シリコン層を形成した。その後ウエハの裏
面に対してイオン打ち込みによりＰを５０ｋｅＶ，１×
１０l5ｃｍ-2でイオン打ち込みを行い、５５０℃，１ｈ
ｏｕｒ／７５０℃，２ｈｏｕｒで連続アニールしてｎ+
層を形成した。
【０１００】さらにＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）
蒸着によりＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電極
（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を多孔質層上に、また裏面電極としてＴｉ／Ｃｒ
（４００ｎｍ／１μｍ）をウエハ裏面にそれぞれ形成し
た。
蒸着によりＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電極
（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を多孔質層上に、また裏面電極としてＴｉ／Ｃｒ
（４００ｎｍ／１μｍ）をウエハ裏面にそれぞれ形成し
た。
【０１０１】以上のようにして得られた結晶シリコン太
陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照
射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面積
６ｃｍ2で開放電圧０．６２Ｖ、短絡光電流３６．５ｍ
Ａ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー変換
効率１７．２％を得た。
陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照
射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面積
６ｃｍ2で開放電圧０．６２Ｖ、短絡光電流３６．５ｍ
Ａ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー変換
効率１７．２％を得た。
【０１０２】（実施例３）実施例１、２と同様にして、
多結晶シリコンウエハを用いて多孔質シリコン／多結晶
シリコン薄膜太陽電池を作製した。
多結晶シリコンウエハを用いて多孔質シリコン／多結晶
シリコン薄膜太陽電池を作製した。
【０１０３】５００μｍ厚のｎ型多結晶シリコンウエハ
（ρ＝２Ωｃｍ；結晶粒径数ｍｍ〜数十ｍｍ）を沸騰し
た１％濃度のＮａＯＨ水溶液に５分程浸しシリコン層の
表面のテクスチャ化をおこない、次にテクスチャ化した
表面にＢＣｌ3を拡散源として９５０℃の温度でＢの熱
拡散を行ってｐ+層を形成し、０．５μｍ程度の接合深
さを得た。形成されたｐ+層表面のデッド層をウェット
酸化後、エッチングにより除去し、約０．２μｍの適度
な表面濃度をもった接合深さを得た。ｐ+層表面をＨＦ
水溶液中で表２の条件で暗所にて陽極化成を行ない、テ
クスチャ化した多結晶ウエハ上に多孔質シリコン層を形
成した。その後ウエハの裏面に対してイオン打ち込みに
よりＰを５０ＫｅＶ、１ｘｌ０15ｃｍ-2でイオン打ち込
みを行い、５５０℃，１ｈｏｕｒ／７５０℃，２ｈｏｕ
ｒで連続アニールしてｎ+層を形成した。
（ρ＝２Ωｃｍ；結晶粒径数ｍｍ〜数十ｍｍ）を沸騰し
た１％濃度のＮａＯＨ水溶液に５分程浸しシリコン層の
表面のテクスチャ化をおこない、次にテクスチャ化した
表面にＢＣｌ3を拡散源として９５０℃の温度でＢの熱
拡散を行ってｐ+層を形成し、０．５μｍ程度の接合深
さを得た。形成されたｐ+層表面のデッド層をウェット
酸化後、エッチングにより除去し、約０．２μｍの適度
な表面濃度をもった接合深さを得た。ｐ+層表面をＨＦ
水溶液中で表２の条件で暗所にて陽極化成を行ない、テ
クスチャ化した多結晶ウエハ上に多孔質シリコン層を形
成した。その後ウエハの裏面に対してイオン打ち込みに
よりＰを５０ＫｅＶ、１ｘｌ０15ｃｍ-2でイオン打ち込
みを行い、５５０℃，１ｈｏｕｒ／７５０℃，２ｈｏｕ
ｒで連続アニールしてｎ+層を形成した。
【０１０４】さらにＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）
蒸着によりＩＴ０透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電極
（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を多孔質層上に、また裏面電極としてＴｉ／Ｃｒ
（４００ｎｍ／１μｍ）をウエハ裏面にそれぞれ形成し
た。
蒸着によりＩＴ０透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電極
（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を多孔質層上に、また裏面電極としてＴｉ／Ｃｒ
（４００ｎｍ／１μｍ）をウエハ裏面にそれぞれ形成し
た。
【０１０５】このようにして得られた多孔質シリコン／
多結晶シリコン太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定した
ところ、セル面積６ｃｍ2で開放電圧０．５８Ｖ、短絡
光電流３５．８ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５とな
り、エネルギー変換効率１５．６％を得た。
多結晶シリコン太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定した
ところ、セル面積６ｃｍ2で開放電圧０．５８Ｖ、短絡
光電流３５．８ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５とな
り、エネルギー変換効率１５．６％を得た。
【０１０６】また参照として上述においてｐ+層を多孔
質化しなかった場合の太陽電池の短絡光電流は３０．５
ｍＡ／ｃｍ2であった。
質化しなかった場合の太陽電池の短絡光電流は３０．５
ｍＡ／ｃｍ2であった。
【０１０７】以上のように多結晶シリコンウエハ上に多
孔質層を形成した構造を用いて良好な特性を示す結晶太
陽電池が作製出来た。
孔質層を形成した構造を用いて良好な特性を示す結晶太
陽電池が作製出来た。
【０１０８】（実施例４）実施例１と同様にして、ｎ+
／ｐ／ｐ+構成の多孔質シリコン／単結晶シリコン太陽
電池を作製した。
／ｐ／ｐ+構成の多孔質シリコン／単結晶シリコン太陽
電池を作製した。
【０１０９】５００μｍ厚のｐ型（１００）シリコンウ
エハ（ρ＝１Ωｃｍ）の表面にＰＯＣｌ3を拡散源とし
て９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成
し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ+
層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングにより
除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深
さを得た。
エハ（ρ＝１Ωｃｍ）の表面にＰＯＣｌ3を拡散源とし
て９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成
し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ+
層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングにより
除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深
さを得た。
【０１１０】次にｎ+層表面をＨＦ水溶液中で表６の条
件で光照射下で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シ
リコン層を形成した。
件で光照射下で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シ
リコン層を形成した。
【０１１１】
【表６】 最後に多孔質層上にＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａ
ｍ）蒸着によりＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電
極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を、またウエハ裏面に裏面電極としてＡｌペース
トを印刷しアニールして合金化反応により裏面電極とウ
エハの間にｐ+層をそれぞれ形成した。
ｍ）蒸着によりＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）／集電電
極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μ
ｍ））を、またウエハ裏面に裏面電極としてＡｌペース
トを印刷しアニールして合金化反応により裏面電極とウ
エハの間にｐ+層をそれぞれ形成した。
【０１１２】このようにして得られた多孔質シリコン／
結晶シリコン太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ
／ｃｍ2）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したと
ころ、セル面積６ｃｍ2で開放電圧０．６１Ｖ、短絡光
電流３６．８ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５となり、
エネルギー変換効率１６．８％を得た。
結晶シリコン太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ
／ｃｍ2）光照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したと
ころ、セル面積６ｃｍ2で開放電圧０．６１Ｖ、短絡光
電流３６．８ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５となり、
エネルギー変換効率１６．８％を得た。
【０１１３】以上述べたように、本発明によれば、ウエ
ハ上に形成した多孔質シリコン層を窓層に用いて良好な
太陽電池が製造されることが示された。
ハ上に形成した多孔質シリコン層を窓層に用いて良好な
太陽電池が製造されることが示された。
【０１１４】（実施例５）前述したように、実験１、４
〜６と同様にして図４に示すプロセスにより多孔質／エ
ピタキシャルシリコン薄膜太陽電池を作製した。
〜６と同様にして図４に示すプロセスにより多孔質／エ
ピタキシャルシリコン薄膜太陽電池を作製した。
【０１１５】５００μｍ厚のｐ型（１００）シリコンウ
エハ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）をＨＦ水溶液中で表７の
条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコン層
を形成した（図４（ａ））。
エハ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）をＨＦ水溶液中で表７の
条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコン層
を形成した（図４（ａ））。
【０１１６】
【表７】 多孔質シリコン層表面に通常のＬＰＣＶＤ装置により表
３の形成条件でエピタキシャル成長を行いシリコン層の
膜厚を約５０μｍとした（図４（ｂ））。
３の形成条件でエピタキシャル成長を行いシリコン層の
膜厚を約５０μｍとした（図４（ｂ））。
【０１１７】基板を沸騰した１％濃度のＮａＯＨ水溶液
に５分程浸し形成したエピタキシャルシリコン層の表面
のテクスチャ化をおこなった（図４（ｃ））。次にエピ
タキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源として９００
℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成し、０．５
μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ+層表面のデ
ッド層をウェット酸化後、エッチングにより除去し、約
０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深さを得た
（図４（ｄ））。
に５分程浸し形成したエピタキシャルシリコン層の表面
のテクスチャ化をおこなった（図４（ｃ））。次にエピ
タキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源として９００
℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成し、０．５
μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ+層表面のデ
ッド層をウェット酸化後、エッチングにより除去し、約
０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深さを得た
（図４（ｄ））。
【０１１８】最後にＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）
蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／
２００ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２ｎ
ｍ）をｎ+層上に形成した（図４（ｅ））。
蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／
２００ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２ｎ
ｍ）をｎ+層上に形成した（図４（ｅ））。
【０１１９】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６２Ｖ、短絡光電流３７．４
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７７となり、エネルギー変
換効率１７．９％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６２Ｖ、短絡光電流３７．４
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７７となり、エネルギー変
換効率１７．９％を得た。
【０１２０】このように多孔質層上に形成したエピタキ
シャル層を用いて高い変換効率を示す薄膜結晶太陽電池
が作製出来た。
シャル層を用いて高い変換効率を示す薄膜結晶太陽電池
が作製出来た。
【０１２１】（実施例６）実施例５と同様にしてｐ+ｎ
薄型結晶太陽電池を作製した。５００μｍ厚のｎ型（１
００）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）をＨＦ
水溶液中で表７の条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に
多孔質シリコン層を形成した。
薄型結晶太陽電池を作製した。５００μｍ厚のｎ型（１
００）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）をＨＦ
水溶液中で表７の条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に
多孔質シリコン層を形成した。
【０１２２】ＬＰＣＶＤ装置により表３の形成条件にお
いて成長時間を１２０分として多孔質層上にエピタキシ
ャルシリコン層を約１００μｍ成長した。ウエハを１１
０℃，６０％濃度のヒドラジン水溶液に１０分間浸し、
エピタキシャル層の表面をテクスチャ化した。
いて成長時間を１２０分として多孔質層上にエピタキシ
ャルシリコン層を約１００μｍ成長した。ウエハを１１
０℃，６０％濃度のヒドラジン水溶液に１０分間浸し、
エピタキシャル層の表面をテクスチャ化した。
【０１２３】次にエピタキシャル層の表面にＢＣｌ3を
拡散源として９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+
層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成さ
れたｐ+層表面のデヅド層をウエット酸化後、エッチン
グにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもっ
た接合深さを得た。
拡散源として９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+
層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成さ
れたｐ+層表面のデヅド層をウエット酸化後、エッチン
グにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもっ
た接合深さを得た。
【０１２４】さらにエピタキシャル層の表面をドライ酸
化により薄く酸化し（〜１０ｎｍ）、フォトリソグラフ
ィ法を用いて微細なグリッド形状に酸化膜をエッチング
し、その上にメタルマスクにより集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ
／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着し
た。さらに最後にその上にＩＴＯ透明導電膜（８２ｎ
ｍ）を形成した。
化により薄く酸化し（〜１０ｎｍ）、フォトリソグラフ
ィ法を用いて微細なグリッド形状に酸化膜をエッチング
し、その上にメタルマスクにより集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ
／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着し
た。さらに最後にその上にＩＴＯ透明導電膜（８２ｎ
ｍ）を形成した。
【０１２５】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６５Ｖ、短絡光電流３７．５
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー変
換効率１８．５％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６５Ｖ、短絡光電流３７．５
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー変
換効率１８．５％を得た。
【０１２６】（実施例７）実施例５、６と同様にして多
結晶シリコンウエハを用いて多孔質／シリコン薄膜太陽
電池を作製した。
結晶シリコンウエハを用いて多孔質／シリコン薄膜太陽
電池を作製した。
【０１２７】５００μｍ厚のｐ型多結晶シリコンウエハ
（ρ＝０．０２Ω・ｃｍ；結晶粒径数ｍｍ〜数十ｍｍ）
をＨＦ水溶液中で表８の条件で陽極化成を行ない、ウエ
ハ上に多孔質シリコン層を形成した。
（ρ＝０．０２Ω・ｃｍ；結晶粒径数ｍｍ〜数十ｍｍ）
をＨＦ水溶液中で表８の条件で陽極化成を行ない、ウエ
ハ上に多孔質シリコン層を形成した。
【０１２８】
【表８】 多孔質シリコン層表面に通常のＬＰＣＶＤ装置により表
３の形成条件で成長時間を１２０分としてシリコン膜の
成長を行いシリコン層の膜厚を約１００μｍとした。こ
のときのシリコン層の結晶粒径は数ｍｍ〜数十ｍｍであ
り、基板の結晶性を保持していた。
３の形成条件で成長時間を１２０分としてシリコン膜の
成長を行いシリコン層の膜厚を約１００μｍとした。こ
のときのシリコン層の結晶粒径は数ｍｍ〜数十ｍｍであ
り、基板の結晶性を保持していた。
【０１２９】基板を沸騰した１％濃度のＮａＯＨ水溶液
に５分程浸しシリコン層の表面のテクスチャ化をおこな
い、次にエピタキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源
として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形
成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ
+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングによ
り除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合
深さを得た。
に５分程浸しシリコン層の表面のテクスチャ化をおこな
い、次にエピタキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源
として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形
成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ
+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングによ
り除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合
深さを得た。
【０１３０】さらにシリコン層の表面をドライ酸化によ
り薄く酸化し（〜１０ｎｍ）、フォトリソグラフィ法を
持ちいて微細なグリッド形状に酸化膜をエッチングしそ
の上にメタルマスクにより集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ
（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着した。さ
らに最後にその上にＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）を形
成した。
り薄く酸化し（〜１０ｎｍ）、フォトリソグラフィ法を
持ちいて微細なグリッド形状に酸化膜をエッチングしそ
の上にメタルマスクにより集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ
（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着した。さ
らに最後にその上にＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）を形
成した。
【０１３１】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６０３Ｖ、短絡光電流３４．
２ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー
変換効率１５．７％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６０３Ｖ、短絡光電流３４．
２ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー
変換効率１５．７％を得た。
【０１３２】このように多結晶シリコンの多孔質層上に
形成したシリコン層を用いて高い変換効率を示す薄膜結
晶太陽電池が作製出来た。
形成したシリコン層を用いて高い変換効率を示す薄膜結
晶太陽電池が作製出来た。
【０１３３】（実施例８）図１（ｃ）に示すようなｎ+
ｐ型薄膜結晶太陽電池を液相成長法を用いて作製した。
ｐ型薄膜結晶太陽電池を液相成長法を用いて作製した。
【０１３４】実施例５と同様にして５００μｍ厚のｐ型
（１００）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）を
ＨＦ水溶液中で表７の条件で陽極化成を行ない、ウエハ
上に多孔質シリコン層を形成した。
（１００）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）を
ＨＦ水溶液中で表７の条件で陽極化成を行ない、ウエハ
上に多孔質シリコン層を形成した。
【０１３５】液相成長法により表９の条件でエピタキシ
ャル成長を行い、エピタキシャル層を約４５μｍ成長さ
せた。このとき溶媒としてＳｎを用い、成長前に予めＳ
ｎ中にＳｉを溶解させて飽和させておいてから徐冷を開
始し、或程度の過飽和状態となったところでウエハの多
孔質層表面をＳｎ溶液に漬け、所定の時間成長を行っ
た。
ャル成長を行い、エピタキシャル層を約４５μｍ成長さ
せた。このとき溶媒としてＳｎを用い、成長前に予めＳ
ｎ中にＳｉを溶解させて飽和させておいてから徐冷を開
始し、或程度の過飽和状態となったところでウエハの多
孔質層表面をＳｎ溶液に漬け、所定の時間成長を行っ
た。
【０１３６】
【表９】 基板を沸騰した１％濃度のＮａＯＨ水溶液に５分程浸し
シリコン層の表面のテクスチヤ化をおこない、次にエピ
タキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源として９００
℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成し、０．５
μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ + 層表面のデ
ッド層をウェット酸化後、エッチングにより除去し、約
０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深さを得た。
シリコン層の表面のテクスチヤ化をおこない、次にエピ
タキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源として９００
℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成し、０．５
μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ + 層表面のデ
ッド層をウェット酸化後、エッチングにより除去し、約
０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深さを得た。
【０１３７】最後にＥＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍ）
蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４０ｎｍ／２
０ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）を
ｎ+層上に形成した。
蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４０ｎｍ／２
０ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）を
ｎ+層上に形成した。
【０１３８】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積１ｃｍ2で開放電圧０．５９Ｖ、短絡光電流３６．６
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５となり、エネルギー変
換効率１６．２％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積１ｃｍ2で開放電圧０．５９Ｖ、短絡光電流３６．６
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５となり、エネルギー変
換効率１６．２％を得た。
【０１３９】（実施例９）多孔質シリコンとシリコンウ
エハの貼り合わせによりシリコン薄膜太陽電池を作製し
た。
エハの貼り合わせによりシリコン薄膜太陽電池を作製し
た。
【０１４０】５００μｍ厚のｐ型単結晶シリコンウエハ
Ａ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）をＨＦ水溶液中で表７の条
件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコン層を
形成した。
Ａ（ρ＝０．０１Ω・ｃｍ）をＨＦ水溶液中で表７の条
件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコン層を
形成した。
【０１４１】多孔質シリコン層表面にρ＝５Ω・ｃｍの
ｐ型単結晶シリコンウエハＢを重ね合わせ、Ｎ2雰囲気
中１０５０℃、２時間の条件で熱処理を行い、貼り合わ
せを行った。
ｐ型単結晶シリコンウエハＢを重ね合わせ、Ｎ2雰囲気
中１０５０℃、２時間の条件で熱処理を行い、貼り合わ
せを行った。
【０１４２】貼り合わせた基板のうちウエハＢの方をグ
ラインディングにより研削して残し膜厚を１００μｍと
した。
ラインディングにより研削して残し膜厚を１００μｍと
した。
【０１４３】沸騰した１％濃度のＮａＯＨ水溶液に５分
程浸し研削したシリコン層の表面のテクスチヤ化をおこ
ない、次にシリコン層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源とし
て９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成
し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ+
層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングにより
除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深
さを得た。さらにシリコン層の表面をドライ酸化により
薄く酸化し（〜１０ｎｍ）、フォトリソグラフィ法を持
ちいて微細なグリッド形状に酸化膜をエッチングしその
上にメタルマスクにより集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ
（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着した。さ
らに最後にその上にｌＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）を形
成した。
程浸し研削したシリコン層の表面のテクスチヤ化をおこ
ない、次にシリコン層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源とし
て９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形成
し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ+
層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングにより
除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合深
さを得た。さらにシリコン層の表面をドライ酸化により
薄く酸化し（〜１０ｎｍ）、フォトリソグラフィ法を持
ちいて微細なグリッド形状に酸化膜をエッチングしその
上にメタルマスクにより集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ
（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着した。さ
らに最後にその上にｌＴＯ透明導電膜（８２ｎｍ）を形
成した。
【０１４４】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６７Ｖ、短絡光電流３８．１
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７７となり、エネルギー変
換効率１９．７％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．６７Ｖ、短絡光電流３８．１
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７７となり、エネルギー変
換効率１９．７％を得た。
【０１４５】このように多結晶シリコンの多孔質層上に
貼り合わせにより形成したシリコン層を用いて高い変換
効率を示す薄膜結晶太陽電池が作製出来た。
貼り合わせにより形成したシリコン層を用いて高い変換
効率を示す薄膜結晶太陽電池が作製出来た。
【０１４６】以上述ベたように、本発明によれば、ウエ
ハに形成した多孔質シリコン上に形成したシリコン層を
用いて従来より簡便なプロセスで高効率太陽電池が製造
されることが示された。
ハに形成した多孔質シリコン上に形成したシリコン層を
用いて従来より簡便なプロセスで高効率太陽電池が製造
されることが示された。
【０１４７】（実施例１０）前述したように、実験１、
４、７、８と同様にして図３に示すプロセスにより金属
基板／多孔質層／エピタキシャルシリコン薄膜太陽電池
を作製した。
４、７、８と同様にして図３に示すプロセスにより金属
基板／多孔質層／エピタキシャルシリコン薄膜太陽電池
を作製した。
【０１４８】５００μｍ厚のｐ型（１００）シリコンウ
エハ（ρ＝０．０１Ωｃｍ）をＨＦ水溶液中で表１０の
条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコン層
を形成した（図３（ａ））。
エハ（ρ＝０．０１Ωｃｍ）をＨＦ水溶液中で表１０の
条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多孔質シリコン層
を形成した（図３（ａ））。
【０１４９】
【表１０】 多孔質シリコン層の形成終了時に化成水溶液のＨＦ濃度
を１％にまで落とし化成電流を１００ｍＡ／ｃｍ2にま
で上げて多孔質層をウエハより分離した（図３
（ｂ））。
を１％にまで落とし化成電流を１００ｍＡ／ｃｍ2にま
で上げて多孔質層をウエハより分離した（図３
（ｂ））。
【０１５０】分離した多孔質層をＣｒを１００ｎｍ蒸着
したＳＵＳ基板上に置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で
１１００℃、２時間アニールを行い固着させた（図３
（ｃ））。 次に固着した多孔質層の上に通常のＬＰＣ
ＶＤ装置により表３の形成条件において成長時間を長く
してエピタキシャルシリコン層を約１００μｍ成長させ
た（図３（ｄ））。
したＳＵＳ基板上に置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で
１１００℃、２時間アニールを行い固着させた（図３
（ｃ））。 次に固着した多孔質層の上に通常のＬＰＣ
ＶＤ装置により表３の形成条件において成長時間を長く
してエピタキシャルシリコン層を約１００μｍ成長させ
た（図３（ｄ））。
【０１５１】次にエピタキシャル層の表面にＰＯＣｌ3
を拡散源として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ
+層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成
されたｎ+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチ
ングにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をも
った接合深さを得た（図３（ｅ））。
を拡散源として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ
+層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成
されたｎ+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチ
ングにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をも
った接合深さを得た（図３（ｅ））。
【０１５２】最後にＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａ
ｍ）蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎ
ｍ／２００ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２
ｎｍ）をｎ+層上に形成した（図３（ｆ））。
ｍ）蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４００ｎ
ｍ／２００ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２
ｎｍ）をｎ+層上に形成した（図３（ｆ））。
【０１５３】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．５２Ｖ、短絡光電流３３．８
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５となり、エネルギー変
換効率１３．２％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．５２Ｖ、短絡光電流３３．８
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７５となり、エネルギー変
換効率１３．２％を得た。
【０１５４】このように金属基板／多孔質層上に形成し
たエピタキシャル層を用いて良好な特性を示す薄膜結晶
太陽電池が作製出来た。
たエピタキシャル層を用いて良好な特性を示す薄膜結晶
太陽電池が作製出来た。
【０１５５】（実施例１１）実施例１０と同様にしてｐ
+ｎ薄型結晶太陽電池を作製した。５００μｍ厚のｎ型
（１００）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ωｃｍ）をＨ
Ｆ水溶液中で表１０の条件で光照射下で陽極化成を行な
い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した。
+ｎ薄型結晶太陽電池を作製した。５００μｍ厚のｎ型
（１００）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ωｃｍ）をＨ
Ｆ水溶液中で表１０の条件で光照射下で陽極化成を行な
い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した。
【０１５６】多孔質シリコン層の形成終了時に化成水溶
液のＨＦ濃度を１％にまで落とし化成電流を１００ｍＡ
／ｃｍ2にまで上げて多孔質層をウエハより分離した。
分離した多孔質層をＭｏを１００ｎｍ蒸着したＳＵＳ基
板上に置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃２
時間アニールを行い固着させた。ＬＰＣＶＤ装置により
表３の形成条件において成長時間を長くして多孔質層上
にエピタキシャルシリコン層を約８０μｍ成長した。成
長後にエピタキシャルシリコン層の表面を６０％濃度の
ヒドラジン水溶液を用いてテクスチャ化した。
液のＨＦ濃度を１％にまで落とし化成電流を１００ｍＡ
／ｃｍ2にまで上げて多孔質層をウエハより分離した。
分離した多孔質層をＭｏを１００ｎｍ蒸着したＳＵＳ基
板上に置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃２
時間アニールを行い固着させた。ＬＰＣＶＤ装置により
表３の形成条件において成長時間を長くして多孔質層上
にエピタキシャルシリコン層を約８０μｍ成長した。成
長後にエピタキシャルシリコン層の表面を６０％濃度の
ヒドラジン水溶液を用いてテクスチャ化した。
【０１５７】次にエピタキシャル層の表面にＢＣｌ3を
拡散源として９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+
層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成さ
れたｐ+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチン
グにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもっ
た接合深さを得た。ＥＢ蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐ
ｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着
し、さらに最後にその上にＩＴＯ透明導電膜（８２０ｎ
ｍ）を形成した。
拡散源として９５０℃の温度でＢの熱拡散を行ってｐ+
層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成さ
れたｐ+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチン
グにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもっ
た接合深さを得た。ＥＢ蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐ
ｄ／Ａｇ（４００ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））を蒸着
し、さらに最後にその上にＩＴＯ透明導電膜（８２０ｎ
ｍ）を形成した。
【０１５８】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．５３Ｖ、短絡光電流３５．５
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７４となり、エネルギー変
換効率１３．９％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．５３Ｖ、短絡光電流３５．５
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７４となり、エネルギー変
換効率１３．９％を得た。
【０１５９】（実施例１２）実施例１０、１１と同様に
して多結晶シリコンウエハを用いて金属／多孔質／シリ
コン薄膜太陽電池を作製した。
して多結晶シリコンウエハを用いて金属／多孔質／シリ
コン薄膜太陽電池を作製した。
【０１６０】５００μｍ厚のｐ型多結晶シリコンウエハ
（ρ＝０．０２Ω・ｃｍ；結晶粒径数ｍｍ〜数十ｍｍ）
をＨＦ水溶液中で表１１の条件で陽極化成を行ない、ウ
エハ上に多孔質シリコン層を形成した。
（ρ＝０．０２Ω・ｃｍ；結晶粒径数ｍｍ〜数十ｍｍ）
をＨＦ水溶液中で表１１の条件で陽極化成を行ない、ウ
エハ上に多孔質シリコン層を形成した。
【０１６１】
【表１１】 多孔質シリコン層の形成終了時に化成水溶液のＨＦ濃度
を１％にまで落とし化成電流を２００ｍＡ／ｃｍ2にま
で上げて多孔質層を多結晶ウエハより分離した。分離し
た多孔質層をＣｒを１００ｎｍ蒸着したＳＵＳ基板上に
置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃、２時間
アニールを行い固着させた。
を１％にまで落とし化成電流を２００ｍＡ／ｃｍ2にま
で上げて多孔質層を多結晶ウエハより分離した。分離し
た多孔質層をＣｒを１００ｎｍ蒸着したＳＵＳ基板上に
置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃、２時間
アニールを行い固着させた。
【０１６２】次に固着した多孔質層表面に通常のＬＰＣ
ＶＤ装置により表３の形成条件で成長時間を長くしてシ
リコン膜の成長を行いシリコン層の膜厚を約１００μｍ
とした。このときのシリコン層の結晶粒径は数ｍｍ〜数
十ｍｍであり、基板の結晶性を保持していた。
ＶＤ装置により表３の形成条件で成長時間を長くしてシ
リコン膜の成長を行いシリコン層の膜厚を約１００μｍ
とした。このときのシリコン層の結晶粒径は数ｍｍ〜数
十ｍｍであり、基板の結晶性を保持していた。
【０１６３】基板を沸騰した１％濃度のＮａＯＨ水溶液
に５分程浸しシリコン層の表面のテクスチャ化をおこな
い、次にエピタキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源
として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形
成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ
+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングによ
り除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合
深さを得た。最後に集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４０
０ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））およびＩＴＯ透明導電
膜（８２０ｎｍ）を形成した。
に５分程浸しシリコン層の表面のテクスチャ化をおこな
い、次にエピタキシャル層の表面にＰＯＣｌ3を拡散源
として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ+層を形
成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成されたｎ
+層表面のデッド層をウェット酸化後、エッチングによ
り除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をもった接合
深さを得た。最後に集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４０
０ｎｍ／２００ｎｍ／１μｍ））およびＩＴＯ透明導電
膜（８２０ｎｍ）を形成した。
【０１６４】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．５１Ｖ、短絡光電流３３．２
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７３となり、エネルギー変
換効率１２．４％を得た。このように多結晶シリコンの
多孔質層を用いても単結晶シリコンの場合と同様に良好
な特性を示す薄膜結晶太陽電池が作製出来た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積６ｃｍ2で開放電圧０．５１Ｖ、短絡光電流３３．２
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７３となり、エネルギー変
換効率１２．４％を得た。このように多結晶シリコンの
多孔質層を用いても単結晶シリコンの場合と同様に良好
な特性を示す薄膜結晶太陽電池が作製出来た。
【０１６５】（実施例１３）図１（ｂ）に示すようなｎ
+ｐ型薄膜結晶太陽電池を液相成長法を用いて作製し
た。実施例１０と同様にして５００μｍ厚のｐ型（１０
０）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ωｃｍ）をＨＦ水溶
液中で表１０の条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多
孔質シリコン層を形成した。
+ｐ型薄膜結晶太陽電池を液相成長法を用いて作製し
た。実施例１０と同様にして５００μｍ厚のｐ型（１０
０）シリコンウエハ（ρ＝０．０１Ωｃｍ）をＨＦ水溶
液中で表１０の条件で陽極化成を行ない、ウエハ上に多
孔質シリコン層を形成した。
【０１６６】多孔質シリコン層の形成終了時に化成水溶
液のＨＦ濃度を１％にまで落とし化成電流を１００ｍＡ
／ｃｍ2にまで上げて多孔質層をウエハより分離した。
分離した多孔質層をＴｉを１００ｎｍ蒸着したＳＵＳ基
板上に置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃２
時間アニールを行い固着させた。次に固着した多孔質層
の表面に液相成長法により表９の条件でエピタキシャル
成長を行い、エピタキシャル層を約４５μｍ成長させ
た。
液のＨＦ濃度を１％にまで落とし化成電流を１００ｍＡ
／ｃｍ2にまで上げて多孔質層をウエハより分離した。
分離した多孔質層をＴｉを１００ｎｍ蒸着したＳＵＳ基
板上に置き密着させた後、Ｎ2雰囲気中で１１００℃２
時間アニールを行い固着させた。次に固着した多孔質層
の表面に液相成長法により表９の条件でエピタキシャル
成長を行い、エピタキシャル層を約４５μｍ成長させ
た。
【０１６７】このとき溶媒としてＳｎを用い、成長前に
予めＳｎ中にＳｉを溶解させて飽和させておいてから徐
冷を開始し、或程度の過飽和状態となったところで多孔
質層表面をＳｎ溶液に漬け、所定の時間成長を行った。
予めＳｎ中にＳｉを溶解させて飽和させておいてから徐
冷を開始し、或程度の過飽和状態となったところで多孔
質層表面をＳｎ溶液に漬け、所定の時間成長を行った。
【０１６８】次にエピタキシャル層の表面にＰＯＣｌ3
を拡散源として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ
+層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成
されたｎ+層表面のデッド層をウエット酸化後、エッチ
ングにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をも
った接合深さを得た。
を拡散源として９００℃の温度でＰの熱拡散を行ってｎ
+層を形成し、０．５μｍ程度の接合深さを得た。形成
されたｎ+層表面のデッド層をウエット酸化後、エッチ
ングにより除去し、約０．２μｍの適度な表面濃度をも
った接合深さを得た。
【０１６９】最後にＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａ
ｍ）蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４０ｎｍ
／２０ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２０ｎ
ｍ）をｎ+層上に形成した。
ｍ）蒸着により集電電極（Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ（４０ｎｍ
／２０ｎｍ／１μｍ））／ＩＴＯ透明導電膜（８２０ｎ
ｍ）をｎ+層上に形成した。
【０１７０】このようにして得られた薄膜結晶シリコン
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積１ｃｍ2で開放電圧０．５３Ｖ、短絡光電流３１．７
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー変
換効率１２．８％を得た。
太陽電池についてＡＭｌ．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光
照射下でのＩ−Ｖ特性について測定したところ、セル面
積１ｃｍ2で開放電圧０．５３Ｖ、短絡光電流３１．７
ｍＡ／ｃｍ2、曲線因子０．７６となり、エネルギー変
換効率１２．８％を得た。
【０１７１】以上述ベたように、本発明によれば、ウエ
ハに形成した多孔質シリコンをウエハより分離して金属
基板上に固着し、その多孔質層上に形成したシリコン層
を用いることで良好な太陽電池が製造されることが示さ
れた。
ハに形成した多孔質シリコンをウエハより分離して金属
基板上に固着し、その多孔質層上に形成したシリコン層
を用いることで良好な太陽電池が製造されることが示さ
れた。
【０１７２】
【発明の効果】以上述ベてきたように、本発明によれ
ば、異種材料を用いずに窓層効果のある結晶太陽電池が
得られ、これにより、量産性のある良質の結晶太陽電池
を市場に提供することができるようになった。
ば、異種材料を用いずに窓層効果のある結晶太陽電池が
得られ、これにより、量産性のある良質の結晶太陽電池
を市場に提供することができるようになった。
【０１７３】また、本発明によれば、光電変換効率の高
い結晶薄膜太陽電池を提供する形成することが可能とな
り、特に金属基板を用いることにより良好な特性を示す
結晶薄膜太陽電池を安価に提供することが可能となっ
た。
い結晶薄膜太陽電池を提供する形成することが可能とな
り、特に金属基板を用いることにより良好な特性を示す
結晶薄膜太陽電池を安価に提供することが可能となっ
た。
【０１７４】更に、本発明によれば、量産性のある安価
で良質な薄型太陽電池を市場に提供することができるよ
うになった。
で良質な薄型太陽電池を市場に提供することができるよ
うになった。
【図１】本発明の太陽電池の構造を示した概略断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の太陽電池の作製プロセスについて説明
した図である。
した図である。
【図３】本発明の太陽電池の作製プロセスについて説明
した図である。
した図である。
【図４】本発明の太陽電池の作製プロセスについて説明
した図である。
した図である。
【図５】多孔質層とシリコン層との界面での光の反射に
ついて説明した図である
ついて説明した図である
１０１ａ，２０１ 結晶シリコン １０１ｂ、３０３ 金属基板 １０１ｃ、４０１ 第１の結晶シリコン １０３ａ，１０２ｂ、１０２ｃ，２０３、３０２、４０
２ 多孔質シリコン層 １０３ｂ，１０３ｃ，３０３、３０４ 第２の結晶シリ
コン １０４ｂ，１０４ｃ，３０５、４０５ 第２の結晶シリ
コンと反対導電型のシリコン層 １０４ａ，１０５ｂ，１０５ｃ、２０４、３０６、４０
５ 透明導電層 １０５ａ、１０６ｂ，１０６ｃ，２０５、３０７、４０
６ 集電電極 １０６ａ，２０６ 裏面電極 ２０２ 結晶シリコン（１０１ａ）と反対導電型のシリ
コン層
２ 多孔質シリコン層 １０３ｂ，１０３ｃ，３０３、３０４ 第２の結晶シリ
コン １０４ｂ，１０４ｃ，３０５、４０５ 第２の結晶シリ
コンと反対導電型のシリコン層 １０４ａ，１０５ｂ，１０５ｃ、２０４、３０６、４０
５ 透明導電層 １０５ａ、１０６ｂ，１０６ｃ，２０５、３０７、４０
６ 集電電極 １０６ａ，２０６ 裏面電極 ２０２ 結晶シリコン（１０１ａ）と反対導電型のシリ
コン層
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/04 H01L 31/042
Claims (13)
- 【請求項１】 第一の結晶シリコンまたは金属基板上に
多孔質シリコン、更にその上に単結晶からなる第二の結
晶シリコンが積層され、前記第二の結晶シリコンの表面
に半導体接合を有することを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記第一の結晶シリコンは、単結晶シリ
コンまたは多結晶シリコンであることを特徴とする請求
項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 前記第二の結晶シリコンは、前記多孔質
シリコン上に形成されたエピタキシャル層であることを
特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。 - 【請求項４】 前記第二の結晶シリコンの膜厚は、１０
μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項
１乃至３に記載の太陽電池。 - 【請求項５】 前記第一の結晶シリコンの比抵抗は０．
１Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求頂１乃至４
に記載の太陽電池。 - 【請求項６】 前記第二の結晶シリコンの表面は、テク
スチャ構造を有することを特徴とする請求頂１乃至５に
記載の太陽電池。 - 【請求項７】 １）第一の結晶シリコンの片側表面に陽
極化成により多孔質を形成する工程と、 ２）前記多孔質の上に単結晶からなる第二の結晶シリコ
ンを形成する工程と、 ３）前記第二の結晶シリコンの表面に半導体接合を形成
する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方
法。 - 【請求項８】 前記第二の結晶シリコンの表面をテクス
チャ化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７
に記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項９】 １）第一の結晶シリコンの片側表面に陽
極化成により多孔質層を形成する工程と、 ２）前記多孔質層の形成の終わりに形成条件を変えて電
解研磨することにより前記多孔質層を前記第一の結晶シ
リコンより分離する工程と、 ３）前記多孔質層を金属基板上に固着する工程と、 ４）結晶成長法により前記金属基板上の前記多孔質層上
に単結晶からなる第二の結晶シリコンを形成する工程
と、 ５）前記第二の結晶シリコンの表面に半導体接合を形成
する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方
法。 - 【請求項１０】 前記第一の結晶シリコシは単結晶シリ
コンウエハであることを特徴とする請求項７乃至９に記
載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第一の結晶シリコンは、多結晶シ
リコンウエハであることを特徴とする請求項７乃至９に
記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第二の結晶シリコンは、前記多孔
質層上にエピタキシャルシリコンを形成して得られるこ
とを特徴とする請求項７乃至１１に記載の太陽電池の製
造方法。 - 【請求項１３】 前記第二の結晶シリコンは、前記多孔
質層と単結晶シリコンウエハとの貼り合わせにより得ら
れることを特徴とする請求項７乃至１１に記載の太陽電
池の製造方法。
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| JP4217168A JP2943126B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 太陽電池及びその製造方法 |
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