JP4440405B2 - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池およびその製造方法に関し、特に、セル裏面にエミッタ電極およびベース電極を配したラップアラウンド型太陽電池の構造および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池の一例として、例えば、図２２〜図３０に記載した手順により製造されるラップアラウンド型太陽電池が知られている。なお、図２２〜図２８は、この従来の太陽電池の製造手順を貫通穴周りの断面構造の変化により説明したものである。また、図２９は図２６の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図３０は図２７の段階における太陽電池セルの裏面図である。
【０００３】
これら図において、１はセル基板としての半導体膜、２は半導体膜１の全面に格子状に配された貫通穴、３は半導体膜１の薄膜表面に形成されたエミッタ層、４はエミッタ層３の表面に形成された絶縁膜、５は絶縁膜４の一部に塗布されたレジスト、６は半導体膜１の裏面側表面上に形成されたベース電極、７は絶縁膜４を貫通してエミッタ層３上に形成されたエミッタ電極、６ａは基板としての半導体膜１が露出した状態のｐｎ構造分離部分、８はセル裏面側からの水素パッシベーションのために照射される水素イオンを模擬したもの、１２はアライメントマークである。
【０００４】
次に、図にしたがって、この従来のラップアラウンド型太陽電池の製造方法を説明する。まず、半導体膜１に貫通穴を等間隔で格子状に形成し、半導体膜１の表面全領域に半導体膜１とは逆タイプのエミッタ層３を形成する（図２２）。例えば、半導体膜１がｐ型の場合には、拡散によりｎ型のエミッタ層３を形成する。
【０００５】
次いで、反射防止効果を備えた一窒化一珪素（シリコシアン、ＳｉＮ）等の絶縁膜４を減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）等によりエミッタ層３の表面全領域に形成する（図２３）。ここで、セル裏面側の所定部分に、すなわち、後述するセル裏面におけるｐｎ構造分離部分およびアライメントマーク部分に、レジスト５をスクリーン印刷により形成する（図２４）。次いで、セル裏面において、ドライエッチングにより、前記レジスト５が形成されていない部分の絶縁膜４とレジスト５とを除去する（図２５）。これにより、レジスト５を形成した部分は絶縁膜４が残され、レジスト５を形成しなかった部分は絶縁膜４が除去される。また、絶縁膜４が除去された部分に、ｐｎ構造分離部分およびアライメントマーク部分が形成される。そして、この状態でアルカリエッチャントに浸漬し、前記絶縁膜４が除去された部分のエミッタ層３を約１μｍ程度エッチングし、セル基板としての半導体膜１を露出させた状態とする（図２６、図２９）。なお、６ａは、この状態におけるｐｎ構造分離部分を示す。この結果、図２９に示されるように、セル裏面は、ｐｎ構造分離部分６ａにより複数域に分離されるとともに、所定形状のアライメントマーク１２が絶縁膜４およびエミッタ層３をエッチングして形成される。
【０００６】
次いで、このアライメントマーク１２により位置合わせを行いながら、上記ｐｎ構造分離部分６ａにおける所定の位置のベース領域にベース電極６を、また、前記絶縁膜４を残した所定位置のエミッタ領域にエミッタ電極７を印刷し、焼成する（図２７、図３０）。この際、エミッタ電極７は、図２７に示されるように、ファイヤースルー現象によって絶縁膜４を浸食貫通してエミッタ層３に到達し、電気的な接触を得る。
【０００７】
なお、半導体膜１として多結晶シリコン膜を用いる場合には、さらに、この状態の裏面側より水素イオンを注入して水素パッシベーションを行う（図２８）。また、半導体膜１に多結晶シリコン層を用いた場合において、このように水素パッシベーションを行うと、エネルギー変換効率を２０〜３０％改善することができる。
【０００８】
上記太陽電池の場合は、アライメントマーク１２は、絶縁膜４およびエミッタ層３の両層を所定形状でエッチングして形成されているため、このアライメントマーク１２を光学的に正確に検出することが可能である。したがって、このアライメントマーク１２を基準に、ベース電極６およびエミッタ電極７を正確に位置合わせすることが可能である。しかし、この太陽電池の場合は、セル受光面が平坦な境面であるので、反射防止膜を施しても幾分かの反射を避けけることができない。
【０００９】
そこで、このような問題を解決した太陽電池として、セル受光面を微少四面体のピラミッドで構成するテクスチャ構造としたものが開発された。その一例としては、図３１〜図４３に記載した手順により製造されるラップアラウンド型太陽電池が知られている。なお、図３１〜図３９は、この従来の太陽電池の製造手順を貫通穴周りの断面構造の変化により段階順に説明したものである。また、図４０は図３６の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図４１は図３７の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図４２は、正確に処理された状態の図３９の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図４３は、不正確に処理された状態の図３９の段階における太陽電池セルの裏面図である。
【００１０】
これら図においては、前記従来例と同様に、１は基板としての半導体膜、２は半導体膜１の全面に格子状に配された貫通穴、３は半導体膜１の薄膜表面に形成されたエミッタ層、４はエミッタ層３の表面に形成された絶縁膜、５は絶縁膜４の一部に塗布されたレジスト、６は半導体膜１の裏面側表面上に形成されたベース電極、７はエミッタ層３上に形成されたエミッタ電極、６ａは基板としての半導体膜１が露出した状態のｐｎ構造分離部分、１２はアライメントマークである。さらに、９はＳｉＯ2やＳｉＮ等の絶縁膜であるテクスチャ構造形成膜、１０は受光面側に形成されたテクスチャ構造、１１は反射防止膜である。
【００１１】
次に、図にしたがって、この従来のラップアラウンド型太陽電池の製造方法を説明する。まず、半導体膜１に格子状に配した貫通穴２を形成する（図３１）。次いで、半導体膜１の表面全領域にテクスチャ構造形成膜９を形成し（図３２）、セル受光面側のみをドライエッチングすることにより、セル受光面側のテクスチャ構造形成膜９をエッチング除去する（図３３）。この状態で、アルカリエッチャントに浸漬することにより、セル受光面にテクスチャ構造１０を形成する（図３４）。
【００１２】
そして、セル裏面側等に残存するテクスチャ構造形成膜９をドライエッチングにより除去した後、前述の従来例と同様に半導体膜の表面全領域に半導体膜１とは逆タイプのエミッタ層３を形成する（図３５）。この状態は前述の図２２の状態に相当する。次いで、前述の図２３、図２４および図２５と同様の工程を経て、図２６に対応する段階、すなわち、セル裏面において、ｐｎ構造分離部分６ａによりｐｎ構造が複数域に分離されるとともに、アライメントマーク１２が形成された状態となる（図３６、図４０）。
【００１３】
ここから、図２３に対応する工程においてエミッタ層の表面全領域に形成された絶縁膜４（前述の説明においては詳細説明を省略している）を弗化水素（ＨＦ）等に浸漬し除去する（図３７、図４１）。このとき、セル受光面のみを、ドライエッチング等を用いて選択的にエッチングしないのは、ドライエッチング等のイオン衝撃によりセル受光面がイオン損傷を受けるからである。
【００１４】
次いで、セル受光面にプラズマＣＶＤ等で反射防止膜１１を形成し（図３８）、そして、ｐｎ構造分離部分６ａの所定位置のベース領域にベース電極６を、また、エミッタ層３を残した部分の所定位置のエミッタ領域にエミッタ電極７を印刷し焼成する（図３９、図４２）。なお、前記のように絶縁膜４を弗化水素（ＨＦ）等に浸漬して除去する工程を経て、エミッタ電極７およびベース電極６を作製するので、水素パッシベーションを量産に適合する形で行うことができる。すなわち、前述の従来例のものでは、図２８の段階でイオン注入装置を用いて水素イオン注入を行っているが、イオン注入装置で太陽電池セルのような１０ｃｍ角以上の大形のデバイスを処理することは、量産には不向きである。これに対し、この従来例の製造工程では、プラズマＣＶＤにより反射防止膜１１としての水素化膜を形成するが、このプラズマＣＶＤ工程およびエミッタ電極７およびベース電極６の焼成工程で水素パッシベーション効果を奏することができる。なお、このようにして行った水素パッシベーションも、前記図２８における場合と同様な効果を得ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記図３１〜図３９の手順でラップアラウンド型太陽電池を製造する場合、図３７（図４１）の段階で絶縁膜４を除去するため、それ以降の段階ではアライメントマーク１２を光学的に確認することが困難となる。すなわち、ｐｎ構造分離部分６ａとエミッタ層３とのエッチングによる段差は１μｍ程度であるが、実際に用いている多結晶膜では、結晶粒に対応した凹凸がこの段差よりも大きく、アライメントに用いている光学系では、この段差を判別することが不可能である。したがって、このテクスチャ構造１０を備えた従来の太陽電池では、絶縁膜４を除去した後の工程では、アライメントマーク１２を光学的に正確に読み取ることが困難となることから、アライメントマーク１２を用いずに貫通穴２を目安にベース電極６およびエミッタ電極７を印刷していた。
【００１６】
しかしながら、貫通穴２は多結晶膜の場合、図４０〜４２に示すような正四角形でない場合が多い。このため１０ｃｍ角以上にわたる範囲で、ベース電極６およびエミッタ電極７を正確に形成することが困難であった。このため、場合によっては図４３に示すように、ベース領域にエミッタ電極７がはみ出して形成されたり、また、エミッタ領域にベース電極６がはみ出して形成されることがあった。また、この場合には、これら部分がショートすることにより、太陽電池のエネルギー変換効率等のセル特性が大幅に損なわれる場合が生じ、歩留りが低下するという問題点があった。
【００１７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ベース電極およびエミッタ電極を正確な位置に形成し得るようにし、リークの発生を防止した太陽電池の構造およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る太陽電池は、セル基板としての半導体膜と、テクスチャ構造として形成されたセル受光面と、エミッタ領域およびベース領域を配し、これら領域それぞれに電極を配したセル裏面とを備えた太陽電池であって、前記セル裏面は、さらに前記セル受光面と同様なテクスチャ構造のアライメントマークを備えていることを特徴とする。したがって、この発明の太陽電池においては、ベース電極およびエミッタ電極の形成工程において、アライメントマークを光学的に正確に読み取ることができる。
【００１９】
また、前記アライメントマークは、前記セル裏面における少なくとも１組の両端部の近傍に形成しても良い。この場合には、ベース電極およびエミッタ電極の形成工程において、容易、かつ、より正確に位置合わせを行うことができる。
【００２０】
また、この発明に係る太陽電池の製造方法は、セル基板としての半導体膜の受光面にテクスチャ構造を形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の裏面にエミッタ領域およびベース領域を形成し、これら各領域に電極を形成する工程とを備えた太陽電池の製造方法であって、前記テクスチャ構造を形成する工程は、前記半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成する工程と、次いで、前記半導体膜の裏面にアライメントマーク用マスクを形成する工程と、次いで、前記半導体膜の受光面および前記半導体膜の裏面における所定のアライメントマーク部分に、同時にテクスチャ構造を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
このように構成することにより、セル受光面のテクスチャ構造とアライメントマークとしてのアライメントマークとが同時に形成されるので、アライメントマーク形成用の工程を追加する必要がない。
【００２２】
また、前記両電極を形成する工程は、前記アライメントマーク部分に形成されたテクスチャ構造をアライメントマークとして、電極の位置合わせを行うことを特徴とする。したがって、この場合には、ベース電極およびエミッタ電極のパターンを正確に位置合わせすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図１２は、この実施の形態に係るラップアラウンド型太陽電池の構造およびその製造方法を説明するための図面であって、特に、貫通穴周りの断面（後述する図１３におけるＢ−Ｂ断面に相当）構造の変化により、その製造工程を示した説明図である。また、図１３〜図１７は、この太陽電池の製造工程におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。すなわち、図１３は図２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１４は図５の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１５は図９の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１６は図１０の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１７は図１２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。また、図１８〜図２１は、アライメントマーク周りの断面（図１３におけるＡ−Ａ断面に相当）構造の段階変化によりアライメントマークの形成工程を示した説明図であり、図１８は図１の段階に対応し、図１９は図２の段階に対応し、図２０は図３の段階に対応し、図２１は図５の段階に対応する。なお、これら図面において、前述の従来の太陽電池と同一および相当する個所には同一の番号を付す。
【００２４】
したがって、これら図においては前述の従来のものと同様、１は半導体膜、２は半導体膜１の全面に格子状に配された貫通穴、３は半導体膜１の薄膜表面に形成されたエミッタ層、４はエミッタ層３の表面に形成された絶縁膜、５は絶縁膜４の一部に塗布されたレジスト、６は半導体膜１の裏面側表面上に形成されたベース電極、７はエミッタ層３上に形成されたエミッタ電極、６ａは基板としての半導体膜１が露出した状態のｐｎ構造分離部分、９はＳｉＯ2やＳｉＮ等の絶縁膜であるテクスチャ構造形成膜、１０はセル受光面に形成されたテクスチャ構造、１１は反射防止膜、１３はアライメントマーク用マスクである。また、１４は、本発明の要部をなすテクスチャ構造のアライメントマークである。
【００２５】
次に、図にしたがってこの実施の形態に係るラップアラウンド型太陽電池の構造およびその製造方法を説明する。
【００２６】
図１（図１８）は、貫通穴２を開けた段階の半導体膜１である。ここで、半導体膜１の表面全領域にテクスチャ構造形成膜９を形成し、さらに裏面側にのみアライメントマーク用マスク１３をスクリーン印刷等で形成する（図２、図１３、図１９）。
【００２７】
次いで、ドライエッチングによりセル受光面（表面）およびアライメントマークを形成する予定の部分（アライメントマーク部分）のテクスチャ構造形成膜９を除去し、その後さらにアライメントマーク用マスク１３を除去する（図３、図２０）。なお、このアライメントマーク部分は、セル裏面における少なくとも１組の対向する両端部の近傍に配置されている。そして、この状態でアルカリエッチャントに浸漬することにより、セル受光面に光閉じ込め構造としてのテクスチャ構造１０を形成すると同時に、前記アライメントマーク部分にアライメントマーク１４としてのテクスチャ構造を形成し（図４）、その後にテクスチャ構造形成膜９をＨＦ等により除去する（図５、図１４、図２１）。
【００２８】
次に、半導体膜１の表面全領域に拡散により、半導体膜１とは逆タイプのエミッタ層３を形成する（図６）。例えば、半導体膜１がｐ型の場合には、拡散によりｎ型のエミッタ層３を形成する。次いで、反射防止効果を備えた一窒化一珪素（シリコシアン、ＳｉＮ）等の絶縁膜４を減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）等によりエミッタ層３の表面全領域に形成し、セル裏面側のエミッタ電極を形成する予定の部分、すなわち、エミッタ領域にレジスト５をスクリーン印刷により形成する（図７）。この際、先に形成したアライメントマーク１４により位置合わせを行う。
【００２９】
次に、セル裏面側において、ドライエッチングにより、レジスト５が形成されていない部分（すなわち、後述するｐｎ構造分離部分）の絶縁膜４およびレジスト５を除去する（図８）。これによりレジスト５を形成した部分（エミッタ領域）に絶縁膜４が残された状態となる。
【００３０】
次に、この状態でアルカリエッチャントに浸漬し、絶縁膜４を除去した部分（すなわち、ｐｎ構造分離部分）のエミッタ層を約１μｍ程度エッチングし、基板としての半導体膜１を露出させた状態とする（図９、図１５）。なお、６ａは、セル裏面側においてこのように基板としての半導体膜１を露出させたｐｎ構造分離部分をいう。
ここから、一旦形成した絶縁膜４をＨＦ等に浸漬し除去する（図１０、図１６）。次いで、表面側にプラズマＣＶＤ等で反射防止膜１１を形成する（図１１）。次いで、スクリーン印刷により、ｐｎ構造分離部分６ａにおける所定位置のベース領域にベース電極６を、エミッタ層３が残された部分における所定位置のエミッタ領域にエミッタ電極７を印刷し、焼成し、製造工程を完了する（図１２、図１７）。この場合、各電極６，７は、アライメントマーク１４としてパターン合わせするように印刷する。
【００３１】
上記実施の形態１による太陽電池の構造およびその製造工程によれば、アライメントマーク１４は、テクスチャ構造として形成されているため、アライメントマーク１４形成後の工程において、常にこれを鮮明に確認することができる。したがって、ベース電極６およびエミッタ電極７の形成工程においてパターンずれを生じることがない。また、アライメントマーク１４をセル裏面における少なくとも１組の対向する両端部の近傍に設けているので、ベース電極６、エミッタ電極７等のパターン合わせの際、前後左右の位置関係やパターン角度の調整を、容易、かつ、正確に行うことができる。また、テクスチャ構造の受光面を備えた従来の太陽電池と同様、反射防止膜１１を形成するためのプラズマＣＶＤ工程、並びに、エミッタ電極７およびベース電極６の焼成工程により、水素パッシベーション効果を得ることができるので、量産に最適である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池によれば、セル基板としての半導体膜と、テクスチャ構造として形成されたセル受光面と、エミッタ領域およびベース領域を配し、これら領域それぞれに電極を配したセル裏面とを備えた太陽電池であって、前記セル裏面は、さらに前記セル受光面と同様なテクスチャ構造のアライメントマークを備えているため、アライメントマーク形成後の工程において各パターンを正確に形成できるようになり、リークの無い高効率なラップアラウンド型太陽電池を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の太陽電池によれば、アライメントマークは、前記セル裏面における少なくとも１組の対向する両端部の近傍に形成されているので、アライメントマーク形成後の工程における各パターンの位置合わせをより正確に形成することができる。
【００３４】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、セル基板としての半導体膜の受光面にテクスチャ構造に形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の裏面にエミッタ領域およびベース領域を形成し、これら各領域に電極を形成する工程とを備えた太陽電池の製造方法であって、前記テクスチャ構造を形成する工程は、前記半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成する工程と、次いで、前記半導体膜の裏面にアライメントマーク用マスクを形成する工程と、次いで、前記半導体膜の受光面および前記半導体膜の裏面における所定のアライメントマーク部分に、同時にテクスチャ構造を形成する工程とを備えているので、アライメントマーク形成のための工程を追加することなく、テクスチャ構造のアライメントマークを形成することができる。
【００３５】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、前記両電極を形成する工程は、前記アライメントマーク部分に形成されたテクスチャ構造をアライメントマークとして、電極の位置合わせを行うので、パターンを正確に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るラップアラウンド型太陽電池について、貫通穴周りの断面構造の段階的変化により製造工程手順を説明した図面であって、半導体膜に貫通穴を形成した段階を示す。
【図２】 図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成し、その後裏面側のみにアライメントマーク用マスクをスクリーン印刷した段階を示す。
【図３】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、テクスチャ構造形成膜を除去し、さらに、アライメントマーク用マスクを除去した段階を示す。
【図４】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面に光り閉じ込め構造としてのテクスチャ構造を形成し、同時にセル裏面にアライメントマークとしてのテクスチャ構造を形成した段階を示す。
【図５】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、テクスチャ構造形成膜を弗化水素（ＨＦ）により除去した段階を示す。
【図６】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、基板としての半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成した段階を示す。
【図７】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、絶縁膜をエミッタ層の表面全領域に形成し、裏面側にレジストをスクリーン印刷により形成した段階を示す。
【図８】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面側の絶縁膜をドライエッチングし、レジストを除去した段階を示す。
【図９】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、アルカリエッチャントに浸漬して絶縁膜を除去した部分のエミッタ層をエッチングし、セル基板としての半導体膜を露出させて、ｐｎ構造分離部分を形成した段階を示す。
【図１０】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、一旦形成した絶縁膜を弗化水素（ＨＦ）等に浸漬して除去した段階を示す。
【図１１】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面にプラズマＣＶＤで反射防止膜を形成した段階を示す。
【図１２】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、ベース電極およびエミッタ電極をスクリーン印刷し焼成した最終段階を示す。
【図１３】 図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１４】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図５の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１５】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図９の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１６】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図１０の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１７】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図１２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１８】 図１の説明中に記載した製造工程手順に関連し、アライメントマーク周りの断面構造の段階的変化により、アライメントマークの製造工程手順を説明した図面であって、図１に対応する段階を示す。
【図１９】 図１８の説明中に記載したアライメントマークの製造工程手順に係る説明図であって、図２に対応する段階を示す。
【図２０】 同じく図１８の説明中に記載したアライメントマークの製造工程手順に係る説明図であって、図３に対応する段階を示す。
【図２１】 同じく図１８の説明中に記載したアライメントマークの製造工程手順に係る説明図であって、図５に対応する段階を示す。
【図２２】 従来のラップアラウンド型太陽電池の一例について、貫通穴周りの断面構造の段階的変化により製造工程手順を説明した図面であって、セル基板としての半導体膜に貫通穴を等間隔で格子状に形成し、半導体膜の表面全領域に半導体膜とは逆のエミッタ層を形成した段階を示す。
【図２３】 図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、反射防止効果を備えた絶縁膜をエミッタ層の表面全領域に形成した段階を示す。
【図２４】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面側のエミッタ層領域に相当する部分にレジストをスクリーン印刷した段階を示す。
【図２５】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、裏面側の絶縁膜をドライエッチングし、レジストを除去した段階を示す。
【図２６】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面に、セル基板としての半導体膜を露出したｐｎ構造分離部分を形成した段階を示す。
【図２７】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、ベース電極およびエミッタ電極を印刷し焼成した段階を示す。
【図２８】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面側から水素パッシベーションを行う最終段階を示す。
【図２９】 図２２の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図２６の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図３０】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図２７の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図３１】 従来のラップアラウンド型太陽電池に係る他の一例について、貫通穴周りの断面構造の段階的変化により製造工程手順を説明した図面であって、セル基板としての半導体膜に貫通穴を形成した段階を示す。
【図３２】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成した段階を示す。
【図３３】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面側のみのテクスチャ構造形成膜を除去した段階を示す。
【図３４】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面にテクスチャ構造を形成した段階を示す。
【図３５】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面に残存するテクスチャ構造形成膜を除去し、半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成した段階を示す。
【図３６】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、絶縁膜を形成した後、セル基板としての半導体膜を露出したｐｎ構造分離部分およびアライメントマークを形成した段階を示す。
【図３７】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、一旦形成した絶縁膜を除去した段階を示す。
【図３８】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面に反射防止膜を形成した段階を示す。
【図３９】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、ベース電極およびエミッタ電極を形成した最終段階を示す。
【図４０】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３６の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図４１】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３７の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図４２】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３９の段階が正確に行われた場合のアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図４３】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３９の段階が不正確に行われた場合のアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【符号の説明】
１ 半導体膜、２ 貫通穴、３ エミッタ層、４ 絶縁膜、５ レジスト、６ベース電極、６ａ セル基板としての半導体膜を露出した状態のｐｎ構造分離部分、７ エミッタ電極、８ 水素イオンを模擬したもの、９ テクスチャ構造形成膜、１０ テクスチャ構造、１１ 反射防止膜、１２ （従来の）アライメントマーク、１３ アライメントマーク用マスク、１４ （本発明の）アライメントマーク。
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池およびその製造方法に関し、特に、セル裏面にエミッタ電極およびベース電極を配したラップアラウンド型太陽電池の構造および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の太陽電池の一例として、例えば、図２２〜図３０に記載した手順により製造されるラップアラウンド型太陽電池が知られている。なお、図２２〜図２８は、この従来の太陽電池の製造手順を貫通穴周りの断面構造の変化により説明したものである。また、図２９は図２６の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図３０は図２７の段階における太陽電池セルの裏面図である。
【０００３】
これら図において、１はセル基板としての半導体膜、２は半導体膜１の全面に格子状に配された貫通穴、３は半導体膜１の薄膜表面に形成されたエミッタ層、４はエミッタ層３の表面に形成された絶縁膜、５は絶縁膜４の一部に塗布されたレジスト、６は半導体膜１の裏面側表面上に形成されたベース電極、７は絶縁膜４を貫通してエミッタ層３上に形成されたエミッタ電極、６ａは基板としての半導体膜１が露出した状態のｐｎ構造分離部分、８はセル裏面側からの水素パッシベーションのために照射される水素イオンを模擬したもの、１２はアライメントマークである。
【０００４】
次に、図にしたがって、この従来のラップアラウンド型太陽電池の製造方法を説明する。まず、半導体膜１に貫通穴を等間隔で格子状に形成し、半導体膜１の表面全領域に半導体膜１とは逆タイプのエミッタ層３を形成する（図２２）。例えば、半導体膜１がｐ型の場合には、拡散によりｎ型のエミッタ層３を形成する。
【０００５】
次いで、反射防止効果を備えた一窒化一珪素（シリコシアン、ＳｉＮ）等の絶縁膜４を減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）等によりエミッタ層３の表面全領域に形成する（図２３）。ここで、セル裏面側の所定部分に、すなわち、後述するセル裏面におけるｐｎ構造分離部分およびアライメントマーク部分に、レジスト５をスクリーン印刷により形成する（図２４）。次いで、セル裏面において、ドライエッチングにより、前記レジスト５が形成されていない部分の絶縁膜４とレジスト５とを除去する（図２５）。これにより、レジスト５を形成した部分は絶縁膜４が残され、レジスト５を形成しなかった部分は絶縁膜４が除去される。また、絶縁膜４が除去された部分に、ｐｎ構造分離部分およびアライメントマーク部分が形成される。そして、この状態でアルカリエッチャントに浸漬し、前記絶縁膜４が除去された部分のエミッタ層３を約１μｍ程度エッチングし、セル基板としての半導体膜１を露出させた状態とする（図２６、図２９）。なお、６ａは、この状態におけるｐｎ構造分離部分を示す。この結果、図２９に示されるように、セル裏面は、ｐｎ構造分離部分６ａにより複数域に分離されるとともに、所定形状のアライメントマーク１２が絶縁膜４およびエミッタ層３をエッチングして形成される。
【０００６】
次いで、このアライメントマーク１２により位置合わせを行いながら、上記ｐｎ構造分離部分６ａにおける所定の位置のベース領域にベース電極６を、また、前記絶縁膜４を残した所定位置のエミッタ領域にエミッタ電極７を印刷し、焼成する（図２７、図３０）。この際、エミッタ電極７は、図２７に示されるように、ファイヤースルー現象によって絶縁膜４を浸食貫通してエミッタ層３に到達し、電気的な接触を得る。
【０００７】
なお、半導体膜１として多結晶シリコン膜を用いる場合には、さらに、この状態の裏面側より水素イオンを注入して水素パッシベーションを行う（図２８）。また、半導体膜１に多結晶シリコン層を用いた場合において、このように水素パッシベーションを行うと、エネルギー変換効率を２０〜３０％改善することができる。
【０００８】
上記太陽電池の場合は、アライメントマーク１２は、絶縁膜４およびエミッタ層３の両層を所定形状でエッチングして形成されているため、このアライメントマーク１２を光学的に正確に検出することが可能である。したがって、このアライメントマーク１２を基準に、ベース電極６およびエミッタ電極７を正確に位置合わせすることが可能である。しかし、この太陽電池の場合は、セル受光面が平坦な境面であるので、反射防止膜を施しても幾分かの反射を避けけることができない。
【０００９】
そこで、このような問題を解決した太陽電池として、セル受光面を微少四面体のピラミッドで構成するテクスチャ構造としたものが開発された。その一例としては、図３１〜図４３に記載した手順により製造されるラップアラウンド型太陽電池が知られている。なお、図３１〜図３９は、この従来の太陽電池の製造手順を貫通穴周りの断面構造の変化により段階順に説明したものである。また、図４０は図３６の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図４１は図３７の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図４２は、正確に処理された状態の図３９の段階における太陽電池セルの裏面図であり、図４３は、不正確に処理された状態の図３９の段階における太陽電池セルの裏面図である。
【００１０】
これら図においては、前記従来例と同様に、１は基板としての半導体膜、２は半導体膜１の全面に格子状に配された貫通穴、３は半導体膜１の薄膜表面に形成されたエミッタ層、４はエミッタ層３の表面に形成された絶縁膜、５は絶縁膜４の一部に塗布されたレジスト、６は半導体膜１の裏面側表面上に形成されたベース電極、７はエミッタ層３上に形成されたエミッタ電極、６ａは基板としての半導体膜１が露出した状態のｐｎ構造分離部分、１２はアライメントマークである。さらに、９はＳｉＯ2やＳｉＮ等の絶縁膜であるテクスチャ構造形成膜、１０は受光面側に形成されたテクスチャ構造、１１は反射防止膜である。
【００１１】
次に、図にしたがって、この従来のラップアラウンド型太陽電池の製造方法を説明する。まず、半導体膜１に格子状に配した貫通穴２を形成する（図３１）。次いで、半導体膜１の表面全領域にテクスチャ構造形成膜９を形成し（図３２）、セル受光面側のみをドライエッチングすることにより、セル受光面側のテクスチャ構造形成膜９をエッチング除去する（図３３）。この状態で、アルカリエッチャントに浸漬することにより、セル受光面にテクスチャ構造１０を形成する（図３４）。
【００１２】
そして、セル裏面側等に残存するテクスチャ構造形成膜９をドライエッチングにより除去した後、前述の従来例と同様に半導体膜の表面全領域に半導体膜１とは逆タイプのエミッタ層３を形成する（図３５）。この状態は前述の図２２の状態に相当する。次いで、前述の図２３、図２４および図２５と同様の工程を経て、図２６に対応する段階、すなわち、セル裏面において、ｐｎ構造分離部分６ａによりｐｎ構造が複数域に分離されるとともに、アライメントマーク１２が形成された状態となる（図３６、図４０）。
【００１３】
ここから、図２３に対応する工程においてエミッタ層の表面全領域に形成された絶縁膜４（前述の説明においては詳細説明を省略している）を弗化水素（ＨＦ）等に浸漬し除去する（図３７、図４１）。このとき、セル受光面のみを、ドライエッチング等を用いて選択的にエッチングしないのは、ドライエッチング等のイオン衝撃によりセル受光面がイオン損傷を受けるからである。
【００１４】
次いで、セル受光面にプラズマＣＶＤ等で反射防止膜１１を形成し（図３８）、そして、ｐｎ構造分離部分６ａの所定位置のベース領域にベース電極６を、また、エミッタ層３を残した部分の所定位置のエミッタ領域にエミッタ電極７を印刷し焼成する（図３９、図４２）。なお、前記のように絶縁膜４を弗化水素（ＨＦ）等に浸漬して除去する工程を経て、エミッタ電極７およびベース電極６を作製するので、水素パッシベーションを量産に適合する形で行うことができる。すなわち、前述の従来例のものでは、図２８の段階でイオン注入装置を用いて水素イオン注入を行っているが、イオン注入装置で太陽電池セルのような１０ｃｍ角以上の大形のデバイスを処理することは、量産には不向きである。これに対し、この従来例の製造工程では、プラズマＣＶＤにより反射防止膜１１としての水素化膜を形成するが、このプラズマＣＶＤ工程およびエミッタ電極７およびベース電極６の焼成工程で水素パッシベーション効果を奏することができる。なお、このようにして行った水素パッシベーションも、前記図２８における場合と同様な効果を得ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記図３１〜図３９の手順でラップアラウンド型太陽電池を製造する場合、図３７（図４１）の段階で絶縁膜４を除去するため、それ以降の段階ではアライメントマーク１２を光学的に確認することが困難となる。すなわち、ｐｎ構造分離部分６ａとエミッタ層３とのエッチングによる段差は１μｍ程度であるが、実際に用いている多結晶膜では、結晶粒に対応した凹凸がこの段差よりも大きく、アライメントに用いている光学系では、この段差を判別することが不可能である。したがって、このテクスチャ構造１０を備えた従来の太陽電池では、絶縁膜４を除去した後の工程では、アライメントマーク１２を光学的に正確に読み取ることが困難となることから、アライメントマーク１２を用いずに貫通穴２を目安にベース電極６およびエミッタ電極７を印刷していた。
【００１６】
しかしながら、貫通穴２は多結晶膜の場合、図４０〜４２に示すような正四角形でない場合が多い。このため１０ｃｍ角以上にわたる範囲で、ベース電極６およびエミッタ電極７を正確に形成することが困難であった。このため、場合によっては図４３に示すように、ベース領域にエミッタ電極７がはみ出して形成されたり、また、エミッタ領域にベース電極６がはみ出して形成されることがあった。また、この場合には、これら部分がショートすることにより、太陽電池のエネルギー変換効率等のセル特性が大幅に損なわれる場合が生じ、歩留りが低下するという問題点があった。
【００１７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ベース電極およびエミッタ電極を正確な位置に形成し得るようにし、リークの発生を防止した太陽電池の構造およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る太陽電池は、セル基板としての半導体膜と、テクスチャ構造として形成されたセル受光面と、エミッタ領域およびベース領域を配し、これら領域それぞれに電極を配したセル裏面とを備えた太陽電池であって、前記セル裏面は、さらに前記セル受光面と同様なテクスチャ構造のアライメントマークを備えていることを特徴とする。したがって、この発明の太陽電池においては、ベース電極およびエミッタ電極の形成工程において、アライメントマークを光学的に正確に読み取ることができる。
【００１９】
また、前記アライメントマークは、前記セル裏面における少なくとも１組の両端部の近傍に形成しても良い。この場合には、ベース電極およびエミッタ電極の形成工程において、容易、かつ、より正確に位置合わせを行うことができる。
【００２０】
また、この発明に係る太陽電池の製造方法は、セル基板としての半導体膜の受光面にテクスチャ構造を形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の裏面にエミッタ領域およびベース領域を形成し、これら各領域に電極を形成する工程とを備えた太陽電池の製造方法であって、前記テクスチャ構造を形成する工程は、前記半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成する工程と、次いで、前記半導体膜の裏面にアライメントマーク用マスクを形成する工程と、次いで、前記半導体膜の受光面および前記半導体膜の裏面における所定のアライメントマーク部分に、同時にテクスチャ構造を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
このように構成することにより、セル受光面のテクスチャ構造とアライメントマークとしてのアライメントマークとが同時に形成されるので、アライメントマーク形成用の工程を追加する必要がない。
【００２２】
また、前記両電極を形成する工程は、前記アライメントマーク部分に形成されたテクスチャ構造をアライメントマークとして、電極の位置合わせを行うことを特徴とする。したがって、この場合には、ベース電極およびエミッタ電極のパターンを正確に位置合わせすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図１２は、この実施の形態に係るラップアラウンド型太陽電池の構造およびその製造方法を説明するための図面であって、特に、貫通穴周りの断面（後述する図１３におけるＢ−Ｂ断面に相当）構造の変化により、その製造工程を示した説明図である。また、図１３〜図１７は、この太陽電池の製造工程におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。すなわち、図１３は図２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１４は図５の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１５は図９の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１６は図１０の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図であり、図１７は図１２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。また、図１８〜図２１は、アライメントマーク周りの断面（図１３におけるＡ−Ａ断面に相当）構造の段階変化によりアライメントマークの形成工程を示した説明図であり、図１８は図１の段階に対応し、図１９は図２の段階に対応し、図２０は図３の段階に対応し、図２１は図５の段階に対応する。なお、これら図面において、前述の従来の太陽電池と同一および相当する個所には同一の番号を付す。
【００２４】
したがって、これら図においては前述の従来のものと同様、１は半導体膜、２は半導体膜１の全面に格子状に配された貫通穴、３は半導体膜１の薄膜表面に形成されたエミッタ層、４はエミッタ層３の表面に形成された絶縁膜、５は絶縁膜４の一部に塗布されたレジスト、６は半導体膜１の裏面側表面上に形成されたベース電極、７はエミッタ層３上に形成されたエミッタ電極、６ａは基板としての半導体膜１が露出した状態のｐｎ構造分離部分、９はＳｉＯ2やＳｉＮ等の絶縁膜であるテクスチャ構造形成膜、１０はセル受光面に形成されたテクスチャ構造、１１は反射防止膜、１３はアライメントマーク用マスクである。また、１４は、本発明の要部をなすテクスチャ構造のアライメントマークである。
【００２５】
次に、図にしたがってこの実施の形態に係るラップアラウンド型太陽電池の構造およびその製造方法を説明する。
【００２６】
図１（図１８）は、貫通穴２を開けた段階の半導体膜１である。ここで、半導体膜１の表面全領域にテクスチャ構造形成膜９を形成し、さらに裏面側にのみアライメントマーク用マスク１３をスクリーン印刷等で形成する（図２、図１３、図１９）。
【００２７】
次いで、ドライエッチングによりセル受光面（表面）およびアライメントマークを形成する予定の部分（アライメントマーク部分）のテクスチャ構造形成膜９を除去し、その後さらにアライメントマーク用マスク１３を除去する（図３、図２０）。なお、このアライメントマーク部分は、セル裏面における少なくとも１組の対向する両端部の近傍に配置されている。そして、この状態でアルカリエッチャントに浸漬することにより、セル受光面に光閉じ込め構造としてのテクスチャ構造１０を形成すると同時に、前記アライメントマーク部分にアライメントマーク１４としてのテクスチャ構造を形成し（図４）、その後にテクスチャ構造形成膜９をＨＦ等により除去する（図５、図１４、図２１）。
【００２８】
次に、半導体膜１の表面全領域に拡散により、半導体膜１とは逆タイプのエミッタ層３を形成する（図６）。例えば、半導体膜１がｐ型の場合には、拡散によりｎ型のエミッタ層３を形成する。次いで、反射防止効果を備えた一窒化一珪素（シリコシアン、ＳｉＮ）等の絶縁膜４を減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）等によりエミッタ層３の表面全領域に形成し、セル裏面側のエミッタ電極を形成する予定の部分、すなわち、エミッタ領域にレジスト５をスクリーン印刷により形成する（図７）。この際、先に形成したアライメントマーク１４により位置合わせを行う。
【００２９】
次に、セル裏面側において、ドライエッチングにより、レジスト５が形成されていない部分（すなわち、後述するｐｎ構造分離部分）の絶縁膜４およびレジスト５を除去する（図８）。これによりレジスト５を形成した部分（エミッタ領域）に絶縁膜４が残された状態となる。
【００３０】
次に、この状態でアルカリエッチャントに浸漬し、絶縁膜４を除去した部分（すなわち、ｐｎ構造分離部分）のエミッタ層を約１μｍ程度エッチングし、基板としての半導体膜１を露出させた状態とする（図９、図１５）。なお、６ａは、セル裏面側においてこのように基板としての半導体膜１を露出させたｐｎ構造分離部分をいう。
ここから、一旦形成した絶縁膜４をＨＦ等に浸漬し除去する（図１０、図１６）。次いで、表面側にプラズマＣＶＤ等で反射防止膜１１を形成する（図１１）。次いで、スクリーン印刷により、ｐｎ構造分離部分６ａにおける所定位置のベース領域にベース電極６を、エミッタ層３が残された部分における所定位置のエミッタ領域にエミッタ電極７を印刷し、焼成し、製造工程を完了する（図１２、図１７）。この場合、各電極６，７は、アライメントマーク１４としてパターン合わせするように印刷する。
【００３１】
上記実施の形態１による太陽電池の構造およびその製造工程によれば、アライメントマーク１４は、テクスチャ構造として形成されているため、アライメントマーク１４形成後の工程において、常にこれを鮮明に確認することができる。したがって、ベース電極６およびエミッタ電極７の形成工程においてパターンずれを生じることがない。また、アライメントマーク１４をセル裏面における少なくとも１組の対向する両端部の近傍に設けているので、ベース電極６、エミッタ電極７等のパターン合わせの際、前後左右の位置関係やパターン角度の調整を、容易、かつ、正確に行うことができる。また、テクスチャ構造の受光面を備えた従来の太陽電池と同様、反射防止膜１１を形成するためのプラズマＣＶＤ工程、並びに、エミッタ電極７およびベース電極６の焼成工程により、水素パッシベーション効果を得ることができるので、量産に最適である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の太陽電池によれば、セル基板としての半導体膜と、テクスチャ構造として形成されたセル受光面と、エミッタ領域およびベース領域を配し、これら領域それぞれに電極を配したセル裏面とを備えた太陽電池であって、前記セル裏面は、さらに前記セル受光面と同様なテクスチャ構造のアライメントマークを備えているため、アライメントマーク形成後の工程において各パターンを正確に形成できるようになり、リークの無い高効率なラップアラウンド型太陽電池を得ることができる。
【００３３】
また、本発明の太陽電池によれば、アライメントマークは、前記セル裏面における少なくとも１組の対向する両端部の近傍に形成されているので、アライメントマーク形成後の工程における各パターンの位置合わせをより正確に形成することができる。
【００３４】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、セル基板としての半導体膜の受光面にテクスチャ構造に形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成する工程と、この工程に引き続き前記半導体膜の裏面にエミッタ領域およびベース領域を形成し、これら各領域に電極を形成する工程とを備えた太陽電池の製造方法であって、前記テクスチャ構造を形成する工程は、前記半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成する工程と、次いで、前記半導体膜の裏面にアライメントマーク用マスクを形成する工程と、次いで、前記半導体膜の受光面および前記半導体膜の裏面における所定のアライメントマーク部分に、同時にテクスチャ構造を形成する工程とを備えているので、アライメントマーク形成のための工程を追加することなく、テクスチャ構造のアライメントマークを形成することができる。
【００３５】
また、本発明に係る太陽電池の製造方法によれば、前記両電極を形成する工程は、前記アライメントマーク部分に形成されたテクスチャ構造をアライメントマークとして、電極の位置合わせを行うので、パターンを正確に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るラップアラウンド型太陽電池について、貫通穴周りの断面構造の段階的変化により製造工程手順を説明した図面であって、半導体膜に貫通穴を形成した段階を示す。
【図２】 図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成し、その後裏面側のみにアライメントマーク用マスクをスクリーン印刷した段階を示す。
【図３】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、テクスチャ構造形成膜を除去し、さらに、アライメントマーク用マスクを除去した段階を示す。
【図４】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面に光り閉じ込め構造としてのテクスチャ構造を形成し、同時にセル裏面にアライメントマークとしてのテクスチャ構造を形成した段階を示す。
【図５】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、テクスチャ構造形成膜を弗化水素（ＨＦ）により除去した段階を示す。
【図６】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、基板としての半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成した段階を示す。
【図７】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、絶縁膜をエミッタ層の表面全領域に形成し、裏面側にレジストをスクリーン印刷により形成した段階を示す。
【図８】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面側の絶縁膜をドライエッチングし、レジストを除去した段階を示す。
【図９】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、アルカリエッチャントに浸漬して絶縁膜を除去した部分のエミッタ層をエッチングし、セル基板としての半導体膜を露出させて、ｐｎ構造分離部分を形成した段階を示す。
【図１０】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、一旦形成した絶縁膜を弗化水素（ＨＦ）等に浸漬して除去した段階を示す。
【図１１】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面にプラズマＣＶＤで反射防止膜を形成した段階を示す。
【図１２】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、ベース電極およびエミッタ電極をスクリーン印刷し焼成した最終段階を示す。
【図１３】 図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１４】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図５の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１５】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図９の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１６】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図１０の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１７】 同じく図１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図１２の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図１８】 図１の説明中に記載した製造工程手順に関連し、アライメントマーク周りの断面構造の段階的変化により、アライメントマークの製造工程手順を説明した図面であって、図１に対応する段階を示す。
【図１９】 図１８の説明中に記載したアライメントマークの製造工程手順に係る説明図であって、図２に対応する段階を示す。
【図２０】 同じく図１８の説明中に記載したアライメントマークの製造工程手順に係る説明図であって、図３に対応する段階を示す。
【図２１】 同じく図１８の説明中に記載したアライメントマークの製造工程手順に係る説明図であって、図５に対応する段階を示す。
【図２２】 従来のラップアラウンド型太陽電池の一例について、貫通穴周りの断面構造の段階的変化により製造工程手順を説明した図面であって、セル基板としての半導体膜に貫通穴を等間隔で格子状に形成し、半導体膜の表面全領域に半導体膜とは逆のエミッタ層を形成した段階を示す。
【図２３】 図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、反射防止効果を備えた絶縁膜をエミッタ層の表面全領域に形成した段階を示す。
【図２４】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面側のエミッタ層領域に相当する部分にレジストをスクリーン印刷した段階を示す。
【図２５】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、裏面側の絶縁膜をドライエッチングし、レジストを除去した段階を示す。
【図２６】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面に、セル基板としての半導体膜を露出したｐｎ構造分離部分を形成した段階を示す。
【図２７】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、ベース電極およびエミッタ電極を印刷し焼成した段階を示す。
【図２８】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面側から水素パッシベーションを行う最終段階を示す。
【図２９】 図２２の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図２６の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図３０】 同じく図２２の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図２７の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図３１】 従来のラップアラウンド型太陽電池に係る他の一例について、貫通穴周りの断面構造の段階的変化により製造工程手順を説明した図面であって、セル基板としての半導体膜に貫通穴を形成した段階を示す。
【図３２】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成した段階を示す。
【図３３】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面側のみのテクスチャ構造形成膜を除去した段階を示す。
【図３４】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面にテクスチャ構造を形成した段階を示す。
【図３５】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル裏面に残存するテクスチャ構造形成膜を除去し、半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成した段階を示す。
【図３６】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、絶縁膜を形成した後、セル基板としての半導体膜を露出したｐｎ構造分離部分およびアライメントマークを形成した段階を示す。
【図３７】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、一旦形成した絶縁膜を除去した段階を示す。
【図３８】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、セル受光面に反射防止膜を形成した段階を示す。
【図３９】 同じく図３１の説明中に記載した製造工程手順の説明図であって、ベース電極およびエミッタ電極を形成した最終段階を示す。
【図４０】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３６の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図４１】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３７の段階におけるアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図４２】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３９の段階が正確に行われた場合のアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【図４３】 図３１の説明中に記載した製造工程手順の補足説明図であって、図３９の段階が不正確に行われた場合のアライメントマーク周りのセル裏面図である。
【符号の説明】
１ 半導体膜、２ 貫通穴、３ エミッタ層、４ 絶縁膜、５ レジスト、６ベース電極、６ａ セル基板としての半導体膜を露出した状態のｐｎ構造分離部分、７ エミッタ電極、８ 水素イオンを模擬したもの、９ テクスチャ構造形成膜、１０ テクスチャ構造、１１ 反射防止膜、１２ （従来の）アライメントマーク、１３ アライメントマーク用マスク、１４ （本発明の）アライメントマーク。
Claims (4)
- セル基板としての半導体膜と、テクスチャ構造として形成されたセル受光面と、エミッタ領域およびベース領域を配し、これら領域それぞれに電極を配したセル裏面とを備えた太陽電池であって、前記セル裏面は、さらに前記セル受光面と同様なテクスチャ構造のアライメントマークを備えていることを特徴とする太陽電池。
- 前記アライメントマークは、前記セル裏面における少なくとも１組の両端部の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池。
- セル基板としての半導体膜の受光面にテクスチャ構造に形成する工程と、
この工程に引き続き前記半導体膜の表面全領域にエミッタ層を形成する工程と、
この工程に引き続き前記半導体膜の裏面にエミッタ領域およびベース領域を形成し、これら各領域に電極を形成する工程とを備えた太陽電池の製造方法であって、
前記テクスチャ構造を形成する工程は、前記半導体膜の表面全領域にテクスチャ構造形成膜を形成する工程と、次いで、前記半導体膜の裏面にアライメントマーク用マスクを形成する工程と、次いで、前記半導体膜の受光面および前記半導体膜の裏面における所定のアライメントマーク部分に、同時にテクスチャ構造を形成する工程とを備えていることを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記両電極を形成する工程は、前記アライメントマーク部分に形成されたテクスチャ構造をアライメントマークとして、電極の位置合わせを行うことを特徴とする請求項３記載の太陽電池の製造方法。
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