JP6369680B2 - 太陽電池 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池に関する。
発電効率が高い太陽電池として、太陽電池の裏面側にｐ型領域及びｎ型領域が形成された、いわゆる裏面接合型の太陽電池が提案されている（例えば、特許文献１）。このような裏面接合型の太陽電池では、一般に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層が絶縁層を介して重なり合う領域が設けられている。
特開２０１２−３３６６６号公報
絶縁層として窒化シリコン等を用いると、太陽電池の製造工程において、絶縁層から窒素が下方の半導体層に拡散し、抵抗が増大したり、パッシベーション性が低下するなど半導体層の特性に悪影響を与えるという問題があった。
本発明の目的は、絶縁層からの窒素の拡散を防止することができる太陽電池を提供することにある。
本発明の太陽電池は、第１の主面及び第２の主面を有し、かつ一導電型または他導電型である半導体基板と、前記第１の主面上に設けられる一導電型の第１の半導体層と、前記第１の主面上に設けられる他導電型の第２の半導体層と、前記第１の半導体層と電気的に接続された第１の電極と、前記第２の半導体層と電気的に接続された第２の電極と、前記第１の半導体層の上に前記第２の半導体層が設けられる重なり領域において、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層の間に設けられる、窒化シリコンを含む絶縁層と、前記絶縁層と前記第１の半導体層との間に設けられ、前記絶縁層から前記第１の半導体層に窒素が拡散するのを防止するための拡散防止膜とを備える。
本発明によれば、絶縁層からの窒素の拡散を防止することができる。
実施形態における太陽電池の模式的平面図である。 図１に示すII−II線に沿う断面の一部を拡大して示す模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。 実施形態における太陽電池の製造工程を説明するための模式的断面図である。
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
図１は、実施形態における太陽電池の模式的平面図である。図２は、図１に示すII−II線に沿う断面の一部を拡大して示す模式的断面図である。
太陽電池１は、図２に示すように、半導体基板１０を備えている。半導体基板１０は、第２の主面としての受光面１０ａと、第１の主面としての裏面１０ｂとを有する。半導体基板１０は、受光面１０ａにおいて、光１１を受光することによってキャリアを生成する。ここで、キャリアとは、光が半導体基板１０に吸収されることにより生成される正孔及び電子のことである。
半導体基板１０は、ｎ型またはｐ型の導電型を有する結晶性半導体基板により構成されている。結晶性半導体基板の具体例としては、例えば、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板等の結晶シリコン基板が挙げられる。なお、半導体基板は、結晶性半導体基板以外の半導体基板によっても構成することができる。例えば、ＧａＡｓやＩｎＰ等からなる化合物半導体基板を半導体基板１０に替えて用いることができる。以下、本実施形態では、半導体基板１０が、一導電型であるｎ型の結晶シリコン基板により構成されている例について説明する。
半導体基板１０の受光面１０ａの上には、真性な非晶質半導体（以下、真性な半導体を「ｉ型半導体」とする。）からなるｉ型非晶質半導体膜１７ｉが形成されている。本実施形態においては、ｉ型非晶質半導体膜１７ｉは、具体的には、ｉ型のアモルファスシリコンにより形成されている。ｉ型非晶質半導体膜１７ｉの厚みは、発電に実質的に寄与しない程度の厚みである限りにおいて特に限定されない。ｉ型非晶質半導体膜１７ｉの厚みは、例えば、数ｎｍ〜２５ｎｍ程度とすることができる。
なお、本発明において、「非晶質半導体」には、微結晶半導体を含むものとする。微結晶半導体とは、非晶質半導体中に半導体結晶が析出している半導体をいう。
ｉ型非晶質半導体膜１７ｉの上には、半導体基板１０と同じ導電型を有するｎ型非晶質半導体膜１７ｎが形成されている。ｎ型非晶質半導体膜１７ｎは、リン（Ｐ）などのｎ型のドーパントが添加されており、ｎ型の導電型を有する非晶質半導体膜である。具体的には、本実施形態では、ｎ型非晶質半導体膜１７ｎは、ｎ型アモルファスシリコンからなる。ｎ型非晶質半導体膜１７ｎの厚みは、特に限定されない。ｎ型非晶質半導体膜１７ｎの厚みは、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができる。
ｎ型非晶質半導体膜１７ｎの上には、反射防止膜としての機能と保護膜としての機能とを兼ね備えた絶縁層１６が形成されている。絶縁層１６は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素により形成することができる。絶縁層１６の厚みは、付与しようとする反射防止膜の反射防止特性等に応じて適宜設定することができる。絶縁層１６の厚みは、例えば８０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすることができる。
上記のｉ型非晶質半導体膜１７ｉ、ｎ型非晶質半導体膜１７ｎ及び絶縁層１６の積層構造は、半導体基板１０のパッシベーション層としての機能及び反射防止膜としての機能を有する。
半導体基板１０の裏面１０ｂの上には、一導電型であるｎ型の第１の半導体層１２と、他導電型であるｐ型の第２の半導体層１３とが形成されている。一導電型の領域であるｎ型の領域Ｒ１は、第１の半導体層１２を有しており、他導電型の領域であるｐ型の領域Ｒ２は、第２の半導体層１３を有している。ｎ型の領域Ｒ１とｐ型の領域Ｒ２のうち、後述するフィンガー１４Ｂ，１５Ｂが設けられる領域は、ｙ方向に延びるように形成される。図１に示すように、ｎ型の領域Ｒ１とｐ型の領域Ｒ２のそれぞれは、くし歯状に形成されている。ｎ型の領域Ｒ１とｐ型の領域Ｒ２とは互いに間挿し合うように形成されている。このため、裏面１０ｂ上において、ｎ型の領域Ｒ１とｐ型の領域Ｒ２とは、ｙ方向に垂直なｘ方向に沿って交互に配列されている。ｎ型の領域Ｒ１とｐ型の領域Ｒ２との間には、絶縁領域Ｒ３が形成されている。図１に示すように、絶縁領域Ｒ３は、ｙ方向に延びるように形成されており、ターン領域Ｒ５で折り返して、その後、逆のｙ方向に延びるように形成される。
図２に示すように、第１の半導体層１２は、第１の真性半導体膜としてのｉ型非晶質半導体膜１２ｉと、第１の半導体膜としてのｎ型非晶質半導体膜１２ｎの積層構造を有する。ｉ型非晶質半導体膜１２ｉは、半導体基板１０の裏面１０ｂの上に形成されている。ｎ型非晶質半導体膜１２ｎは、ｉ型非晶質半導体膜１２ｉの上に形成されている。ｉ型非晶質半導体膜１２ｉは、上記ｉ型非晶質半導体膜１７ｉと同様に、ｉ型のアモルファスシリコンからなる。ｉ型非晶質半導体膜１２ｉの厚みは、発電に実質的に寄与しない程度の厚みである限りにおいて特に限定されない。ｉ型非晶質半導体膜１２ｉの厚みは、例えば、数ｎｍ〜２５ｎｍ程度とすることができる。
ｎ型非晶質半導体膜１２ｎは、上記ｎ型非晶質半導体膜１７ｎと同様に、リン（Ｐ）などのｎ型のドーパントが添加されており、半導体基板１０と同様に、ｎ型の導電型を有する。本実施形態では、ｎ型非晶質半導体膜１２ｎは、ｎ型アモルファスシリコンからなる。ｎ型非晶質半導体膜１２ｎの厚みは、特に限定されない。ｎ型非晶質半導体膜１２ｎの厚みは、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができる。
第２の半導体層１３は、第２の真性半導体膜としてのｉ型非晶質半導体膜１３ｉと、第２の半導体膜としてのｐ型非晶質半導体膜１３ｐの積層構造を有する。ｉ型非晶質半導体膜１３ｉは、半導体基板１０の裏面１０ｂの上に形成されている。ｐ型非晶質半導体膜１３ｐは、ｉ型非晶質半導体膜１３ｉの上に形成されている。
ｉ型非晶質半導体膜１３ｉは、ｉ型のアモルファスシリコンからなる。ｉ型非晶質半導体膜１３ｉの厚みは、発電に実質的に寄与しない程度の厚みである限りにおいて特に限定されない。ｉ型非晶質半導体膜１３ｉの厚みは、例えば、数ｎｍ〜２５ｎｍ程度とすることができる。
ｐ型非晶質半導体膜１３ｐは、ホウ素（Ｂ）などのｐ型のドーパントが添加されており、ｐ型の導電型を有する非晶質半導体膜である。本実施形態では、ｐ型非晶質半導体膜１３ｐは、ｐ型のアモルファスシリコンからなる。ｐ型非晶質半導体膜１３ｐの厚みは、特に限定されない。ｐ型非晶質半導体膜１３ｐの厚みは、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができる。
図２に示すように、重なり領域Ｒ４において、第１の半導体層１２の上に第２の半導体層１３が重なるように設けられている。重なり領域Ｒ４において、第１の半導体層１２と第２の半導体層１３との間には、絶縁層１８が設けられている。また、絶縁層１８と第１の半導体層１２との間には、拡散防止膜１９が設けられている。
絶縁層１８は、窒化シリコンを含む膜から形成されており、例えば、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜などが挙げられる。本実施形態では、窒化シリコン膜から構成されている。絶縁層１８の厚みとしては、３０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、４０〜７０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。
拡散防止膜１９は、絶縁層１８から第１の半導体層１２に窒素が拡散するのを防止するため設けられている。拡散防止膜１９は、例えば、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜から構成することができる。拡散防止膜１９の厚みとしては、１〜５ｎｍの範囲であることが好ましく、１〜２ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。
ここで、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜とは、Ｓｉ３Ｎ４の化学量論組成よりＳｉの含有量が多い窒化シリコン膜を意味する。絶縁層１８が窒化シリコンを含む場合、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜のＳｉ濃度は、絶縁層１８のＳｉ濃度より高くする。拡散防止膜１９として、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜を形成する場合、拡散防止膜１９と絶縁層１８とを連続して同じチャンバー内で形成することができる。したがって、拡散防止膜１９と絶縁層１８を簡易に形成することができる。Ｓｉリッチな窒化シリコン膜は、膜厚方向にＳｉの濃度勾配を有していてもよい。
本実施形態では、結晶性の半導体基板１０とｐ型非晶質半導体膜１３ｐとの間に、実質的に発電に寄与しない程度の厚みのｉ型非晶質半導体膜１３ｉが設けられている。本実施形態のように、ｎ型の半導体基板１０とｐ型非晶質半導体膜１３ｐとの間にｉ型非晶質半導体膜１３ｉを設けることにより、半導体基板１０とｐ型の第２の半導体層１３との接合界面における小数キャリアの再結合を抑制することができる。その結果、光電変換効率の向上を図ることができる。
なお、ｉ型非晶質半導体膜１２ｉ，１３ｉ，１７ｉ、ｎ型非晶質半導体膜１２ｎ，１７ｎ及びｐ型非晶質半導体膜１３ｐのそれぞれは、パッシベーション性を高めるため、水素を含むものであることが好ましい。
ｎ型非晶質半導体膜１２ｎの上には、第１の電極としてのｎ側電極１４が形成されている。ｎ側電極１４は、電子を収集する。一方、ｐ型非晶質半導体膜１３ｐの上には、第２の電極としてのｐ側電極１５が形成されている。ｐ側電極１５は、正孔を収集する。ｐ側電極１５とｎ側電極１４とは、絶縁領域Ｒ３を介在させることにより、電気的に絶縁されている。
上述の通り、本実施形態では、ｎ型の領域Ｒ１とｐ型の領域Ｒ２のそれぞれはくし歯状に形成されている。このため、図１に示すように、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、バスバー１４Ａ，１５Ａ及び複数のフィンガー１４Ｂ，１５Ｂを有する。もっとも、ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、複数のフィンガー１４Ｂ，１５Ｂのみにより構成されており、バスバー１４Ａ，１５Ａを有さないバスバーレス型の構造であってもよい。
ｎ側電極１４及びｐ側電極１５のそれぞれは、キャリアを収集できるものである限りにおいて特に限定されない。図２に示すように、本実施形態においては、ｎ側電極１４とｐ側電極１５とのそれぞれは、第１〜第４の導電層３０ａ〜３０ｄの積層体により形成されている。
第１の導電層３０ａは、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等のＴＣＯ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）等により形成することができる。具体的には、本実施形態では、第１の導電層３０ａは、ＩＴＯにより形成されている。第１の導電層３０ａの厚みは、例えば、５０〜１００ｎｍ程度とすることができる。なお、第１の導電層３０ａは、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の薄膜形成法により形成することができる。
第２〜第４の導電層３０ｂ〜３０ｄは、例えばＣｕ等の金属や合金により形成することができる。具体的には、本実施形態では、第２及び第３の導電層３０ｂ及び３０ｃのそれぞれは、Ｃｕにより形成されている。第４の導電層３０ｄは、Ｓｎにより形成されている。第２〜第４の導電層３０ｂ〜３０ｄの厚みは、それぞれ、例えば、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度、１０μｍ〜２０μｍ程度、１μｍ〜５μｍ程度とすることができる。
本実施形態においては、第１〜第４の導電層３０ａ〜３０ｄのうち、第２の導電層３０ｂがシード層を構成している。ここで、「シード層」とは、めっき成長の起点となる層のことをいう。シード層は、一般的には、金属や合金により構成されている。シード層としての第２の導電層３０ｂは、めっき法以外の、スパッタリング法や蒸着法、印刷法或いはインクジェット法等の薄膜形成法等により形成することができる。
本実施形態においては、第３及び第４の導電層３０ｃ及び３０ｄがめっき膜により構成されている。
図２に示すように、ｎ型の領域Ｒ１’においては、リークパス２０が形成されている。リークパス２０は、第１の半導体層１２に貫通孔２０ａを形成し、第１の電極であるｎ側電極１４を貫通孔２０ａを通して第１の主面１０ｂと接触させることにより形成されている。リークパス２０を形成することにより、逆バイアス電圧が太陽電池１に印加された際、リークパス２０を通して電流をリークさせることができる。このため、太陽電池１にホットスポット現象が生じるのを抑制することができる。したがって、リークパス２０は、太陽電池１において、少なくとも１箇所形成されていればよい。
本実施形態では、ｎ側の領域Ｒ１の中の特定領域であるｎ側の領域Ｒ１’に、リークパス２０を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。ｐ側の領域Ｒ２の第２の半導体層１３に貫通孔を形成し、リークパスを形成してもよい。また、ｎ側の領域Ｒ１及びｐ側の領域Ｒ２の両方に、それぞれリークパスを形成してもよい。
本実施形態では、太陽電池１に、上述のようにリークパス２０が形成されているが、本発明の太陽電池においては、リークパス２０が形成されていなくともよい。
本実施形態では、絶縁層１８と第１の半導体層１２との間に、拡散防止膜１９が設けられている。拡散防止膜１９を設けることにより、太陽電池１の製造工程において、絶縁層１８から第１の半導体層１２に、絶縁層１８中に含まれる窒素が拡散するのを防止することができる。第１の半導体層１２は、厚み約１０ｎｍの半導体層であるため、絶縁層１８中に含まれる窒素は、第１の半導体層１２と絶縁層１８との界面付近だけでなく、第１の半導体層１２と半導体基板１０との界面付近まで拡散する可能性がある。この場合、第１の半導体層１２に半導体基板１０の表面のパッシベーションの機能の低下や、第１の半導体層１２の抵抗が増大する恐れがある。拡散防止膜１９を設けることにより、第１の半導体層１２によるパッシベーション性等の性能が、窒素の拡散によって低下するのを防止することができる。
本実施形態では、一導電型の半導体層として、第１の主面１０ｂ上に設けられる第１の真性半導体膜（ｉ型非晶質半導体膜１２ｉ）と、第１の真性半導体膜（ｉ型非晶質半導体膜１２ｉ）の上に設けられる一導電型の第１の半導体膜（ｎ型非晶質半導体膜１２ｎ）とを有する一導電型の半導体層（第１の半導体層１２）を例として示している。また、他導電型の半導体層として、第１の主面１０ｂ上に設けられる第２の真性半導体膜（ｉ型非晶質半導体膜１３ｉ）と、第２の真性半導体膜（ｉ型非晶質半導体膜１３ｉ）の上に設けられる他導電型の第２の半導体膜（ｐ型非晶質半導体膜１３ｐ）とを有する他導電型の半導体層（第２の半導体層１３）を例として示している。
しかしながら、本発明における「一導電型の半導体層」及び「他導電型の半導体層」は、これらに限定されるものではない。例えば、一導電型の半導体層は、一導電型の第１の半導体膜のみから構成されるものであってもよく、他導電型の半導体層は、他導電型の第２の半導体膜のみから構成されるものであってもよい。したがって、一導電型の半導体層及び他導電型の半導体層において、第１の真性半導体膜及び第２の真性半導体膜は、必ずしも設けられていなくともよい。また、第１の真性半導体膜及び第２の真性半導体膜はｉ型非晶質半導体膜でなくともよく、例えば、酸化シリコン膜などの酸化半導体膜、窒化シリコン膜などの窒化半導体膜を用いてもよい。酸化半導体膜、窒化半導体膜を用いる場合、それらの膜厚はトンネル電流が流れる程度とすることが好ましい。
＜太陽電池の製造方法＞
以下、図３〜図１６を参照して、本実施形態の太陽電池１の製造方法について説明する。なお、図３〜図１６を参照した太陽電池１の製造方法は、受光面１０ａの上のｉ型非晶質半導体膜１７ｉとｎ型非晶質半導体膜１７ｎと絶縁層１６との形成工程を省略して説明する。
まず、半導体基板１０を用意する。次に、図３に示すように、半導体基板１０の裏面１０ｂの上にｉ型非晶質半導体膜２１とｎ型非晶質半導体膜２２とを形成する。ｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２のそれぞれの形成方法は、特に限定されない。ｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２のそれぞれは、例えば、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により形成することができる。
次に、図４に示すように、ｎ型非晶質半導体膜２２の上に拡散防止膜２３を形成する。拡散防止膜２３の形成方法は特に限定されない。拡散防止膜２３は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の薄膜形成法等により形成することができる。拡散防止膜２３として、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜を形成する場合、例えば、Ｓｉ８０％、Ｎ２０％となるような成膜条件で形成する。
次に、図５に示すように、拡散防止膜２３の上に絶縁層２７を形成する。なお、絶縁層２７の形成法は特に限定されない。絶縁層２７は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により形成することができる。絶縁層２７として窒化シリコン膜を形成する場合、例えば、Ｓｉ５５％、Ｎ４５％となるような成膜条件で形成する。
次に、図６に示すように、絶縁層２７の上にフォトリソグラフィー法によりレジストパターン２６を形成する。レジストパターン２６は、後の工程で半導体基板１０にｐ型半導体層を接合させる領域以外の部分に形成する。
次に、図７に示すように、レジストパターン２６をマスクとして用いて、絶縁層２７及び拡散防止膜２３をエッチングする。これにより、レジストパターン２６で覆われている絶縁層２７及び拡散防止膜２３の部分以外の部分を除去し、ｎ型非晶質半導体膜２２を露出させる。絶縁層２７及び拡散防止膜２３のエッチングは、絶縁層２７が窒化シリコンまたは酸窒化シリコン、拡散防止膜２３が、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜、または酸化シリコンからなる場合は、例えば、ＨＦ水溶液等の酸性のエッチング液を用いて行うことができる。
次に、図８に示すように、レジストパターン２６を剥離する。なお、レジストパターンの剥離は、例えば、ＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａ Ｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）等を用いて行うことができる。
次に、図９に示すように、絶縁層２７及び拡散防止膜２３をマスクとして用いて、ｉ型非晶質半導体膜２１とｎ型非晶質半導体膜２２とを、アルカリ性のエッチング液を用いてエッチングする。それによって、絶縁層２７及び拡散防止膜２３により覆われていない部分のｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２を除去する。これにより、ｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２から、ｉ型非晶質半導体膜１２ｉとｎ型非晶質半導体膜１２ｎとからなる第１の半導体層１２を形成する。
ここで、上述の通り、本実施形態では、絶縁層２７が窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、拡散防止膜２３が、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜、または酸化シリコンからなる。このため、これらの酸性のエッチング液によるエッチング速度は高いものの、アルカリ性のエッチング液による絶縁層２７のエッチング速度は低い。一方、ｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２は非晶質シリコンからなる。このため、ｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２は、酸性のエッチング液によるエッチング速度が低く、アルカリ性のエッチング液によるエッチング速度が高い。よって、図７に示す工程において用いた酸性のエッチング液によって、絶縁層２７及び拡散防止膜２３はエッチングされるものの、ｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２は、実質的にエッチングされない。一方、図９に示す工程において用いたアルカリ性のエッチング液によってｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２はエッチングされるものの、絶縁層２７及び拡散防止膜２３は実質的にエッチングされない。したがって、図７に示す工程及び図９に示す工程において、絶縁層２７及び拡散防止膜２３、並びにｉ型非晶質半導体膜２１及びｎ型非晶質半導体膜２２を選択的にエッチングすることができる。
次に、図１０に示すように、半導体基板１０の裏面１０ｂ及び絶縁層２７の上に、ｉ型非晶質半導体膜２４とｐ型非晶質半導体膜２５とをこの順番で順次形成する。ｉ型非晶質半導体膜２４及びｐ型非晶質半導体膜２５の形成方法は特に限定されず、例えば、ＣＶＤ法等により形成することができる。
次に、図１１に示すように、レジストパターン２８を形成し、レジストパターン２８をマスクにして、図１０に示すｉ型非晶質半導体膜２４、ｐ型非晶質半導体膜２５をエッチングする。図９に示す工程において用いたのと同様のアルカリ性のエッチング液を用いる。これにより、ｉ型非晶質半導体膜２４及びｐ型非晶質半導体膜２５から、ｉ型非晶質半導体膜１３ｉ及びｐ型非晶質半導体膜１３ｐを形成する。これにより、第２の半導体層１３を形成する。
次に、図１２に示すように、絶縁層２７及び拡散防止膜２３のエッチングを行う。具体的には、図７に示す工程において用いたのと同様の酸性のエッチング液を用いて、レジストパターン２８に覆われていない絶縁層２７及び拡散防止膜２３の露出部をエッチングし、除去する。これにより、ｎ型非晶質半導体膜１２ｎを露出させると共に、図１１に示す絶縁層２７から絶縁層１８を、拡散防止膜２３から拡散防止膜１９を形成する。
次に、図１３に示すように、図１２に示すレジストパターン２８を剥離する。レジストパターン２８の剥離は、図８に示す工程と同様の方法で行う。
以上のようにして、半導体基板１０の第１の主面１０ｂの上に、ｉ型非晶質半導体膜１２ｉ及びｎ型非晶質半導体膜１２ｎから構成されるｎ型の第１の半導体層１２と、ｉ型非晶質半導体膜１３ｉ及びｐ型非晶質半導体膜１３ｐから構成されるｐ型の第２の半導体層１３とを形成することができる。
次に、図１４に示すように、図２に示すｎ型の領域Ｒ１’におけるリークパス２０を形成したい箇所の第１の半導体層１２に、貫通孔２０ａを形成する。貫通孔２０ａは、例えば、レーザー照射やフォトリソグラフィ法等により形成することができる。貫通孔２０ａの大きさは、形成したいリークパス２０の断面積（ｘ方向及びｙ方向の断面積）等により適宜決定される。
次に、図１５に示すように、ＴＣＯからなる第１の導電層２９ａと、Ｃｕ等の金属や合金からなる第２の導電層２９ｂとを、全面に形成する。第１の導電層２９ａ及び第２の導電層２９ｂは、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法やスパッタリング法等の薄膜形成法によりこの順番で形成する。貫通孔２０ａにおいては、第１の導電層２９ａ及び第２の導電層２９ｂが、半導体基板１０の裏面１０ｂと接触するように設けられる。
次に、図１６に示すように、第１の導電層２９ａ及び第２の導電層２９ｂの絶縁領域Ｒ３の部分を、エッチング等で除去することにより、第１の導電層２９ａ及び第２の導電層２９ｂを分断して、第１の導電層３０ａ及び第２の導電層３０ｂを形成する。次に、第１の導電層３０ａ及び第２の導電層３０ｂの上に、電解めっきにより、Ｃｕからなる第３の導電層３０ｃと、Ｓｎからなる第４の導電層３０ｄとを順次形成することにより、図２に示すｎ側電極１４とｐ側電極１５とを完成させることができる。
また、貫通孔２０ａ内において、ｎ側電極１４が半導体基板１０の裏面１０ｂと接触するように設けられ、これによってリークパス２０が形成される。
以上のようにして、図２に示す太陽電池１を製造することができる。
上記実施形態では、一導電型としてｎ型を例にし、他導電型としてｐ型を例にしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、一導電型としてｐ型、他導電型としてｎ型であってもよい。
１…太陽電池
１０…半導体基板
１０ａ…第２の主面（受光面）
１０ｂ…第１の主面（裏面）
１１…光
１２…第１の半導体層
１２ｉ…ｉ型非晶質半導体膜
１２ｎ…ｎ型非晶質半導体膜
１３…第２の半導体層
１３ｉ…ｉ型非晶質半導体膜
１３ｐ…ｐ型非晶質半導体膜
１４…ｎ側電極
１４Ａ，１５Ａ…バスバー
１４Ｂ，１５Ｂ…フィンガー
１５…ｐ側電極
１６…絶縁層
１７ｉ…ｉ型非晶質半導体膜
１７ｎ…ｎ型非晶質半導体膜
１８…絶縁層
１９…拡散防止膜
２０…リークパス
２０ａ…貫通孔
２１…ｉ型非晶質半導体膜
２２…ｎ型非晶質半導体膜
２３…拡散防止膜
２４…ｉ型非晶質半導体膜
２５…ｐ型非晶質半導体膜
２６…レジストパターン
２７…絶縁層
２８…レジストパターン
２９ａ…第１の導電層
２９ｂ…第２の導電層
３０ａ〜３０ｄ…第１〜第４の導電層

Claims (4)

  1. 第１の主面及び第２の主面を有し、かつ一導電型または他導電型である半導体基板と、
    前記第１の主面上に設けられる一導電型の第１の半導体層と、
    前記第１の主面上に設けられる他導電型の第２の半導体層と、
    前記第１の半導体層と電気的に接続された第１の電極と、
    前記第２の半導体層と電気的に接続された第２の電極と、
    前記第１の半導体層の上に前記第２の半導体層が設けられる重なり領域において、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層の間に設けられる、窒化シリコンを含む絶縁層と、
    前記絶縁層と前記第１の半導体層との間に前記第１の半導体層と接して設けられ、前記絶縁層から前記第１の半導体層に窒素が拡散するのを防止するための拡散防止膜と、を備え、
    前記拡散防止膜は、Ｓｉリッチな窒化シリコン膜から構成され、
    前記拡散防止膜のシリコン原子の濃度は、前記絶縁層のシリコン原子の濃度より高い、太陽電池。
  2. 第１の主面及び第２の主面を有し、かつ一導電型または他導電型である半導体基板と、
    前記第１の主面上に設けられる一導電型の第１の半導体層と、
    前記第１の主面上に設けられる他導電型の第２の半導体層と、
    前記第１の半導体層と電気的に接続された第１の電極と、
    前記第２の半導体層と電気的に接続された第２の電極と、
    前記第１の半導体層の上に前記第２の半導体層が設けられる重なり領域において、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層の間に設けられる、窒化シリコンを含む絶縁層と、
    前記絶縁層と前記第１の半導体層との間に設けられ、前記絶縁層から前記第１の半導体層に窒素が拡散するのを防止するための拡散防止膜と、を備え、
    前記第１の半導体層または前記第２の半導体層に貫通孔が形成され、前記第１の電極または前記第２の電極が前記貫通孔を通り前記第１の主面と接触することにより、太陽電池に逆バイアス電圧が印加された際のリークパスが形成されている、太陽電池。
  3. 前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層が、非晶質シリコンから形成されている、請求項１または２に記載の太陽電池。
  4. 前記第１の半導体層が、前記第１の主面上に形成される第１の真性半導体膜と、前記第１の真性半導体膜の上に形成される一導電型の第１の半導体膜の積層構造を有し、前記第２の半導体層が、前記第１の主面の上に形成される第２の真性半導体膜と、前記第２の真性半導体膜の上に形成される他導電型の第２の半導体膜の積層構造を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池。
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