JP6526119B2 - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池及びその製造方法に関するものである。
最近、石油や石炭などの既存エネルギー資源の枯渇が予測されるにつれて、これらに代える代替エネルギーに対する関心が高まっている。その中でも太陽電池は太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する電池であって、太陽電池は豊富なエネルギー資源を利用し、かつ環境汚染に対する問題点がないので注目を受けている。
一般的な太陽電池はｐ型とｎ型のように互いに異なる導電型（conductive type）の半導体からなる基板（substrate）及び第２導電型半導体部（emitter layer）、そして基板と第２導電型半導体部に各々接続された電極を備える。この際、基板と第２導電型半導体部の界面にはｐ−ｎ接合が形成されている。
このような太陽電池に光が入射されれば、半導体で複数の電子−正孔対が生成され、生成された電子−正孔対は電子と正孔とに各々分離されて電子と正孔はｎ型の半導体とｐ型半導体側に、例えば第２導電型半導体部と基板側に移動し、基板と第２導電型半導体部と電気的に接続された電極により収集され、この電極を電線により接続して電力を得る。
〔先行技術文献〕
〔特許文献〕
〔特許文献１〕米国特許出願公開第２０１１／２７５１７５号明細書
〔特許文献２〕米国特許出願公開第２０１４／０７３１０５号明細書
本発明は、効率が向上した太陽電池及びその製造方法を提供することをその目的とする。
本発明の一例に従う太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の第１面の上のトンネル層と、トンネル層の上で、第１導電型の不純物を含有する第１導電型半導体部と、半導体基板の反対面である第２面の上で、第１導電型と反対導電型である第２導電型の不純物を含有する第２導電型半導体部と、第１導電型半導体部の上の第１パッシベーション膜と、第１パッシベーション膜の上に形成され、前記第１パッシベーション膜に形成された開口部を通じて第１導電型半導体部に接続される第１電極と、第２導電型半導体部の上の第２パッシベーション膜と、第２パッシベーション膜の上に形成され、第２パッシベーション膜に形成された開口部を通じて第２導電型半導体部に接続される第２電極とを含む。
ここで、第１電極は互いに離れて第１方向に並行に延びた複数の第１フィンガー電極を含み、第２電極は互いに離れて第１方向に並行に延びた複数の第２フィンガー電極を含むことができる。
併せて、前記第１電極は第１フィンガー電極を接続する第１バスバーをさらに含み、第２電極は第２フィンガー電極を接続する第２バスバーをさらに含むことができる。
ここで、第１導電型半導体部は多結晶シリコン材質を含み、第２導電型半導体部は単結晶シリコン材質を含む。
併せて、第１導電型半導体部と第２導電型半導体部との間の接触を防止するアイソレーション部をさらに含み、アイソレーション部は、半導体基板の第１面、側面、または第２面のうち、すくなくともいずれか１つに形成される。
一例として、アイソレーション部はトンネル層及び第１導電型半導体部を除外し、半導体基板の一面のうちの縁部分にあり、第１パッシベーション膜は半導体基板の第１面とアイソレーション部をともに覆うことができる。
ここで、アイソレーション部の幅が１ｎｍ乃至１ｍｍであるか、または第１導電型半導体部の縁領域の厚さはアイソレーション部に近づくほど徐々に減少することができる。
また、第１パッシベーション膜は半導体基板の側面まで延びる側面部を含むことができる。
併せて、第２パッシベーション膜は半導体基板の側面の上に形成される側面部を含み、半導体基板の側面の上の第１パッシベーション膜の側面部が第２パッシベーション膜の側面部の上にありえる。
併せて、第１導電型半導体部と第１電極とが互いに接触する第１境界面と、第１導電型半導体部と第１パッシベーション膜とが互いに接触する第２境界面とを更に含み、第１境界面は第２境界面より半導体基板により近いことがありえる。
ここで、第１電極から抽出された複数の金属結晶をさらに含み、複数の金属結晶は第１導電型半導体部に属する、第１電極が形成される電極形成領域にある。即ち、複数の金属結晶は第１導電型半導体部に属する、第１電極が形成されない非形成領域にはない。また、金属結晶はトンネル層の内には位置しないことがある。
このような複数の金属結晶は第１電極と直接接触するか、または第１電極と離隔できる。
ここで、複数の第１フィンガー電極及び第１バスバーの全ては第１パッシベーション膜を貫通して前記第１導電型半導体部に接続できる。
この際、複数の第１フィンガー電極及び前記第１バスバーの全ては単層（single layer）または二層（double layer）構造を有する。または、複数の第１フィンガー電極は単層（single layer）構造を有し、第１バスバーは二層（double layer）構造を有する。
ここで、第１導電型半導体部のうち、複数の第１フィンガー電極及び第１バスバーが形成された領域内には複数の金属結晶が含まれる。
しかしながら、これとは異なり、複数の第１フィンガー電極は第１パッシベーション膜を貫通して第１導電型半導体部に接続されるか、または複数の第１バスバーは第１パッシベーション膜を貫通せず、第１パッシベーション膜の後面の上に形成できる。
ここで、第１導電型半導体部のうち、第１フィンガー電極が形成される領域には複数の金属結晶が位置し、第１導電型半導体部のうち、第１バスバーが形成される領域には複数の金属結晶が位置しないことがある。
ここで、複数の第１フィンガー電極と第１バスバーとは異なる組成を有することができる。一例として、複数の第１フィンガー電極に含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量は第１バスバーに含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量より多いことがある。
併せて、複数の第１フィンガー電極に含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量は第１バスバーに含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量と同一でありうる。
また、複数の第１フィンガー電極に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量は複数の第１バスバーに含まれる単位体積当たり金属物質の含有量より多いことがある。
また、本発明の一例に従う太陽電池製造方法は、半導体基板の一面の上にトンネル層を形成するトンネル層形成工程と、半導体基板の一面の上に形成されたトンネル層の上に真性半導体層を形成する真性半導体層形成工程と、半導体基板の一面の上に形成された真性半導体層に第１導電型の不純物をドーピングして第１導電型半導体部を形成する第１導電型半導体部形成工程と、半導体基板の反対面に第２導電型の不純物をドーピングして第２導電型半導体部を形成する第２導電型半導体部形成工程と、第１導電型半導体部の上に第１パッシベーション膜を形成する第１パッシベーション膜形成工程と、第１導電型半導体部に接続される第１電極及び第２導電型半導体部に接続される第２電極を形成する電極形成工程とを含む。
ここで、第１パッシベーション膜形成工程の後、第１パッシベーション膜に開口部を形成する工程をさらに含むことができる。
このような第１パッシベーション膜に開口部を形成する工程は、前記電極形成工程の熱処理により遂行できる。
電極形成工程は第１電極を形成する第１電極形成工程を含み、かつ第１電極形成工程は第１フィンガー電極を形成するための第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバーを形成するための第１バスバー用ペーストを第１パッシベーション膜の上に印刷すること、及びペーストを熱処理することを含む。このような熱処理工程のうち、第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストは第１パッシベーション膜を破って、第１導電型半導体部に接続できるが、この際、第１パッシベーション膜に開口部が形成できる。
ここで、第１電極形成工程で、熱処理最高温度は７９５℃乃至８７０℃でありうる。
ここで、第１電極形成工程では第１フィンガー電極用ペースト及び第１バスバー用ペーストを１回の工程により印刷することができる。この際、第１フィンガー電極用ペーストに含まれる材質と第１バスバー用ペーストに含まれる材質は同一でありうる。
また、これとは異なり、第１電極形成工程では第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストを別の印刷工程により遂行することができる。この際、第１フィンガー電極用ペーストに含まれる材質と第１バスバー用ペーストに含まれる材質とは異なることがある。
また、トンネル層形成工程は半導体基板の一面及び反対面の上に各々トンネル層を形成することを含み、真性半導体層形成工程は半導体基板の一面及び反対面の上に形成されたトンネル層の上に真性半導体層を形成する工程を含み、第１導電型半導体部形成工程の後で、第２導電型半導体部形成工程の前に、少なくとも半導体基板の反対面に位置したトンネル層及び真性半導体層または第１導電型半導体部を除去する除去工程とをさらに含むことができる。
ここの除去工程は、半導体基板の一側に位置したトンネル層及び第１導電型半導体部の縁部分を共に除去してアイソレーション部を形成することを含み、第１パッシベーション膜はアイソレーション部を含んで半導体基板の一面の上を覆うことができる。
より詳しくは、除去工程は、半導体基板の他側で第１導電型半導体部の上に半導体基板より小さい面積を有するマスク層を形成する工程と、マスク層が形成されない部分に位置した第１導電型半導体部及びトンネル層をエッチングする工程と、マスク層を除去する工程とをさらに含むことができる。
また、第２導電型半導体部を形成する工程と第１パッシベーション膜を形成する工程との間に、第２導電型半導体部を覆う第２パッシベーション膜を形成する工程をさらに含み、半導体基板の側面の上に第２パッシベーション膜が位置し、第２パッシベーション膜の上に第１パッシベーション膜が位置することができる。
本発明に従う太陽電池及びその製造方法は、半導体基板の一面にトンネル層が位置し、トンネル層の上に第１導電型半導体部を備え、半導体基板の反対面に第２導電型半導体部を備えた構造を有しているので、太陽電池の効率をより向上させることができる。
本発明の第１実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に対する変形例を説明するための太陽電池の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池を示している。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池を示している。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池を示している。 本発明の第２実施形態と異なる比較例を示している。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池を示している。 第１バスバーペーストの材質が第１フィンガーペーストの材質と同一の場合、熱処理工程時、焼成温度に従う半導体基板１００の劣化程度をＰＬ（photo luminescence）撮影した比較例の写真である。 本発明の第３実施形態に従って第１バスバーペーストの材質と第１フィンガーペーストの材質とが互いに異なる場合、熱処理工程時、焼成温度に従う半導体基板の劣化程度をＰＬ（photo luminescence）撮影した写真である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための順序図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を示す断面図である。 第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例に対する変形例を説明するための図である。 第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例に対する他の変形例を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための順序図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための順序図である。
添付した図面を参考しつつ本発明の実施形態に対して詳細に説明する。
以下、添付した図面を参考としつつ本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明はさまざまな相異する形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書の全体を通じて類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。
図面において、多数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“真上に”あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。また、ある部分が他の部分の上に“全体的”に形成されているとする時には、他の部分の全体面（または、全面）に形成されているものだけでなく、縁の一部には形成されていないことを意味する。
そして、“第１”、“第２”などの表現は相互間の区別のために使用したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
また、前面とは直射光が入射される半導体基板の一面であり、後面とは直射光が入射されないか、または直射光でない反射光が入射できる半導体基板の反対面でありうる。
併せて、ある２つの値が同一であるということは誤差範囲１０％以下で同一であるということを意味する。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態に係る太陽電池及びその製造方法を詳細に説明する。
図１から図３は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。
ここで、図１は本発明の第１実施形態に係る太陽電池の一部斜視図であり、図２は本発明の第１実施形態に係る太陽電池の全体断面図であり、本発明の第１実施形態に係る太陽電池の後面全体平面図である。
併せて、図４は本発明の第１実施形態に対する変形例を説明するための太陽電池の断面図である。
図１に示すように、本発明に従う太陽電池の一例は、半導体基板１００、第２導電型半導体部１２０、反射防止膜１３０、トンネル層１６０、第１導電型半導体部１７０、第１パッシベーション膜１９０Ａ、第２パッシベーション膜１９０Ｂ、第２電極１４０、及び第１電極１５０を含む。
図１では本発明に従う太陽電池が反射防止膜１３０及び第２パッシベーション膜１９０Ｂを含むことを一例に図示しているが、本発明はこれとは異なり、反射防止膜１３０及び第２パッシベーション膜１９０Ｂが省略されることもできる。しかしながら、太陽電池の効率を考慮した時、反射防止膜１３０及び第２パッシベーション膜１９０Ｂが含まれることがより良い効率が発生するので、反射防止膜１３０及び第２パッシベーション膜１９０Ｂが含まれることを一例に説明する。
半導体基板１００は単一半導体物質（一例として、４族元素）を含む結晶質半導体で構成できる。一例として、半導体基板１００は単結晶または多結晶半導体（一例として、単結晶または多結晶シリコン）で構成できる。特に、半導体基板１００は単結晶半導体（例えば、単結晶半導体ウエハ、より詳しくは、単結晶シリコンウエハ）で構成できる。
このように、半導体基板１００が単結晶半導体（例えば、単結晶シリコン）で構成されれば、太陽電池が結晶性が高くて欠陥が少ない単結晶半導体で構成される半導体基板１００を基盤とするようになる。これによって、太陽電池が優れる電気的特性を有することができる。本願発明の実施例において、結晶性は、例えば、物質の結晶化できる割合により言及する。
併せて、半導体基板１００の前面及び／又は後面は、テクスチャリング（texturing）されて凹凸を有することができる。凹凸は、一例に、外面が半導体基板１００の（１１１）面で構成され、不規則なサイズを有するピラミッド形状を有することができる。
このように、テクスチャリングにより半導体基板１００の前面などに凹凸が形成されて前面の表面粗さが増加すれば、半導体基板１００の前面などを通じて入射される光の反射率を低めることができる。
したがって、ベース領域１１０と第１または第２導電型半導体部１７０、１２０により形成されたｐｎ接合まで到達する光量を増加させることができるので、光損失を最小化することができる。本実施形態では、凹凸が半導体基板１００の前面及び後面に凹凸が形成されて両面に入射される光の反射を効果的に防止することを例示した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、図４に示すように、半導体基板１００の前面のみに凹凸が形成され、半導体基板１００の後面には凹凸が形成されないこともある。
これによれば、トンネル層１６０が形成される半導体基板１００の後面を前面より小さい表面粗さを有するように形成して、トンネル層１６０がより安定的で、かつ均一に形成できる。または、半導体基板１００の前面及び後面に凹凸が形成されないなど、多様な変形が可能である。
また、図２を参照すると、本実施形態で半導体基板１００は第１または第２導電型の不純物が低いドーピング濃度でドーピングされて第１または第２導電型を有するベース領域１１０を含むことができる。
この際、半導体基板１００のベース領域１１０はこれと同一な導電型を有する第１及び第２導電型半導体部１７０、１２０のうちの１つより低いドーピング濃度、高い抵抗、または低いキャリア濃度を有することができる。
半導体基板１００の一面（一例として、後面）の上に第１導電型を有する第１導電型半導体部１７０が位置することができる。一例に、半導体基板１００の上にトンネル層１６０が形成され、トンネル層１６０の上に第１導電型半導体部１７０が形成できる。
ここで、トンネル層１６０は半導体基板１００の後面の上に配置され、半導体基板１００に直接接触して形成できる。
このようなトンネル層１６０は、半導体基板１００の後面でアイソレーション部Ｉを除外した部分に全体的に形成できる。ここで、全体的に形成されたということは、隙間無しで全て形成されたものだけでなく、不回避的に一部の領域が形成されないものも含むことができる。これによって、別途のパターニング工程が要求されなくて、トンネル層１６０を容易に形成することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
このようなトンネル層１６０はトンネリング効果（Tunneling effect）を発生させることができる。具体的には、トンネル層１６０は電子及び正孔に一種のバリア（barrier）として作用することができる。
即ち、トンネル層１６０は少数キャリア（minority carrier）が通過しないようにし、トンネル層１６０に隣接した部分で蓄積された後、一定以上のエネルギーを有する多数キャリア（majority carrier）のみトンネル層１６０を通過させることができる。この際、一定以上のエネルギーを有する多数キャリアはトンネリング効果により容易にトンネル層１６０を通過することができる。
また、トンネル層１６０は第１導電型半導体部１７０のドーパントの半導体基板１００への拡散を防止する拡散バリアとしての役割を遂行することができる。このようなトンネル層１６０は多数キャリアがトンネリングできる多様な物質を含むことができるが、一例として、酸化物、窒化物、半導体、伝導性高分子などを含むことができる。
特に、トンネル層１６０がシリコン酸化物を含むシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）層で構成できる。シリコン酸化物層はパッシベーション特性が優れて、キャリアがシリコン酸化物層を通してトンネリングされやすい膜であるためである。
しかしながら、これとは異なり、このようなトンネル層１６０は高温工程にも耐久性の強いＳｉＣｘで形成される誘電体材質で形成されることができ、その他にもＳｉＮｘ、水素化されたＳｉＮｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＯＮ、または水素化されたＳｉＯＮで形成されることも可能である。
併せて、トンネル層１６０の厚さはトンネリング効果を十分に具現するようにするために、第１及び第２パッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂ、第１または第２導電型半導体部１７０、１２０の厚さより小さいことがある。
一例として、トンネル層１６０の厚さは０．５ｎｍ〜２．５ｎｍ間で形成できる。このようなトンネル層１６０は、一例に、オキシデーション（Oxidation）工程やＬＰＣＶＤ工程、またはＰＥＣＶＤ蒸着工程により形成できる。
ここで、トンネル層１６０の厚さを０．５ｎｍ〜２．５ｎｍに限定することはトンネリング効果を具現するためであり、このような限定範囲を０．５ｎｍ〜２．５ｎｍ範囲を少し超える場合も可能であるが、トンネリングの効果が減少することがある。
より詳しくは、トンネル層１６０の厚さを０．５ｎｍ以上にすることは、実質的に０．５ｎｍ未満にトンネル層１６０を形成することは現実的に非常に困難であり、トンネル層１６０の厚さを２．５ｎｍ以下にすることは、２．５ｎｍを超える場合、トンネリング効果が微々たるためである。
第１導電型半導体部１７０は半導体基板１００の後面の表面の上に位置し、第１導電型の不純物が半導体基板１００より高濃度に含まれて、多結晶シリコン材質を含むことができる。
即ち、このような第１導電型半導体部１７０は、図１に示すように、半導体基板１００の後面に形成されたトンネル層１６０の後面の上に形成されて、半導体基板１００と離隔して形成できる。
このような第１導電型半導体部１７０は、トンネル層１６０の上に接触して形成されて太陽電池の構造が単純化され、トンネル層１６０のトンネリング効果が最大化できる。
第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００の内に形成されず、図１及び図２に示すように、第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００の後面の上に形成され、かつ半導体基板１００と直接接触せずに離隔して、トンネル層１６０の後面の上に多結晶シリコン材質で形成された場合、太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ）をより向上させることができる。
併せて、半導体基板１００の内に第１導電型半導体部１７０を形成せず、半導体基板１００の外部に第１導電型半導体部１７０を形成するので、製造工程上、第１導電型半導体部１７０を形成する過程で、半導体基板１００に対する熱損傷を最小化できるので、半導体基板１００の特性の低下を防止することができる。したがって、本発明は太陽電池の効率をより向上させることができる。
このような、第１導電型半導体部１７０の厚さは５０ｎｍ〜５００ｎｍ間に形成できる。
このような第１導電型半導体部１７０は半導体基板１００と同一な半導体物質（より詳しくは、シリコン半導体物質）を含むことができる。これによって、第２導電型半導体部１２０が半導体基板１００と類似の特性を有して、半導体基板１００との特性差を最小化することができる。
但し、第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００の上で半導体基板１００と別個に形成されるので、半導体基板１００の上で容易に形成できるように第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００と異なる結晶構造を有することができる。
例えば、第１導電型半導体部１７０は蒸着などの多様な方法により容易に製造できる非晶質シリコン材質、微細結晶シリコン材質、または多結晶シリコン材質に第１導電型の不純物をドーピングして形成できる。
特に、第１導電型半導体部１７０が多結晶シリコン材質を含む場合、第１導電型半導体部１７０が優れる電気伝導度を有してキャリアの移動を円滑にすることができ、酸化物などで構成されたトンネル層１６０でキャリアのトンネリングが円滑に起こるように誘導することができる。
第２導電型半導体部１２０は半導体基板１００の反対面、一例として、光が入射される半導体基板１００の前面の上に位置し、半導体基板１００の導電型と反対である第２導電型、例えば、ｎ型の導電型の不純物を含有することができる。
一例として、本実施形態では第２導電型半導体部１２０が半導体基板１００の一部に第２導電型の不純物がドーピングされて形成されたドーピング領域で構成できる。
一例として、第２導電型半導体部１２０は半導体基板１００の前面の表面に第２導電型の不純物が拡散して形成することができ、このような場合、第２導電型半導体部１２０は半導体基板１００と同一なシリコン材質で形成できる。
一例として、半導体基板１００が多結晶シリコン材質のウエハで形成された場合、第２導電型半導体部１２０も多結晶シリコン材質で形成することができ、半導体基板１００が単結晶シリコン材質のウエハで形成される第２導電型半導体部１２０も単結晶シリコン材質で形成できる。
このようなベース領域１１０と第２導電性半導体部１２０は、半導体基板１００と同一の結晶構造及び半導体物質を含みながら導電型が互いに異なるか、またはドーピング濃度が互いに異なることがある。
具体的には、ベース領域１１０が第１導電型を有する場合にはベース領域１１０と第２導電型半導体部１２０の導電型が互いに異なり、ベース領域１１０が第２導電型を有する場合には第２導電型半導体部１２０のドーピング濃度がベース領域１１０のドーピング濃度より高いことがある。
ここで、ベース領域１１０が第１導電型を有すれば、第１導電型を有する第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００と同一の導電型を有しながら半導体基板１００より高いドーピング濃度を有する後面電界（back surface field；ＢＳＦ）を形成する後面電界領域を構成し、第２導電型を有する第２導電型半導体部１２０がベース領域１１０と異なる導電型を有してベース領域１１０とｐｎ接合を形成するエミッタ領域を構成することができる。
これによって、半導体基板１００の前面側にエミッタ領域を構成する第２導電型半導体部１２０が位置してｐｎ接合に接合する光の経路を最小化することができる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、ベース領域１１０が第２導電型を有すれば、第１導電型半導体部１７０がエミッタ領域を構成し、第２導電型半導体部１２０が半導体基板１００と同一の導電型を有しながら半導体基板１００より高いドーピング濃度を有する前面電界（front surface field；ＦＳＦ）を形成する前面電界領域を構成することもできる。
第１または第２導電型の不純物に使われるｐ型ドーパントとして、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を挙げることができ、ｎ型ドーパントには、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、ビズマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を挙げることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様なドーパントが第１または第２導電型の不純物に使用できる。
ここで、本実施形態では半導体基板１００と別個に形成される第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００の後面側に位置し、半導体基板１００の一部を構成する第２導電型半導体部１２０が半導体基板１００の前面側に位置することができる。
半導体基板１００と異なる結晶構造を有する第１導電型半導体部１７０が半導体基板１００の前面側に位置すれば、第１導電型半導体部１７０での光吸収が増加してｐｎ接合に到達する光量が低下できるので、第１導電型半導体部１７０を半導体基板１００の後面側に位置させることがより好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
第１及び第２導電型半導体部１７０、１２０の上には第１及び第２電極１５０、１４０に対応する開口部１０２、１０４を除いてパッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂが全体的に形成できる。このようなパッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂは別途にドーパントを含まないアンドープパッシベーション膜で構成できる。
具体的には、第１導電型半導体部１７０の上には開口部１０２を除外した部分に第１パッシベーション膜１９０Ａが全体的に形成（一例として、接触）されることができ、第２導電型半導体部１２０の上には開口部１０４を除外した部分に第２パッシベーション膜１９０Ｂが全体的に形成（一例として、接触）できる。
併せて、第２パッシベーション膜１９０Ｂの上には反射防止膜１３０が位置できる。
パッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂは、第１及び第２導電型半導体部１７０、１２０に接触して形成されて第１及び第２導電性半導体部１７０、１２０に存在する欠陥を不動態化させることができる。
これによって、少数キャリアの再結合サイトを除去して太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ）を増加させることができる。反射防止膜１３０は、半導体基板１００の前面に入射される光の反射率を減少させることができる。
これによって、半導体基板１００の前面を通じて入射される光の反射率を低下することによって、ベース領域１１０と第１導電型半導体部１７０の界面に形成されたｐｎ接合まで到達される光量を増加させることができる。これによって、太陽電池の短絡電流（Ｉｓｃ）を増加させることができる。このように、パッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂ及び反射防止膜１３０により太陽電池の開放電圧と短絡電流を増加させて太陽電池の効率を向上させることができる。
一例として、パッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂまたは反射防止膜１３０はシリコン窒化膜、水素を含んだシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、アルミニウム酸化膜、ＭｇＦ２、ＺｎＳ、ＴｉＯ２、及びＣｅＯ２からなる群から選択されたいずれか１つの単一膜または２つ以上の膜が組み合わせられた多層膜構造を有することができる。
一例として、第１及び第２パッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂは、第１及び第２導電型半導体部１７０、１２０のうち、接触する導電型半導体部がｎ型を有する場合には固定正電荷を有するシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などを含むことができ、ｐ型を有する場合には固定負電荷を有するアルミニウム酸化膜などを含むことができる。また一例として、反射防止膜１３０はシリコン窒化物を含むことができる。
より詳しくは、本発明の実施形態では第１導電型半導体部１７０と接触する第１パッシベーション膜１９０Ａはシリコン窒化膜で形成され、屈折率は１．９〜２．１の間であり、厚さは３０ｎｍ〜５０ｎｍでありうる。
また、第２導電型半導体部１２０と接触する第２パッシベーション膜１９０Ｂは第２導電型半導体部１２０の上にアルミニウム酸化膜とシリコン窒化膜が順に積層された２層構造で形成することができ、ここで、アルミニウム酸化膜の屈折率は１．５〜１．７であり、厚さは５ｎｍ〜１０ｎｍであり、第２パッシベーション膜１９０Ｂのシリコン窒化膜屈折率は１．９〜２．１であり、厚さは７０ｎｍ〜１２０ｎｍでありうる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、パッシベーション膜１９０Ａ、１９０Ｂ、そして反射防止膜１３０が多様な物質を含むことができる。
第１電極１５０は第１導電型半導体部１７０の上に位置（一例として、接触）して第１導電型半導体部１７０に電気的に接続される。第１電極１５０は第１パッシベーション膜１９０Ａに形成された開口部１０２を通じて（即ち、第１パッシベーション膜１９０Ａを貫通して）第１導電型半導体部１７０に電気的に接続できる。
この際、第１電極１５０は第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続し、かつ第１導電型半導体部１７０の表面の上に接続できる。
これと類似するように、第２電極１４０は第２導電型半導体部１２０の上に位置（一例として、接触）して第２導電型半導体部１２０に電気的に接続される。第２電極１４０は第２パッシベーション膜１９０Ｂ及び反射防止膜１３０に形成された開口部１０４を通じて（即ち、第２パッシベーション膜１９０Ｂ及び反射防止膜１３０を貫通して）第１導電型半導体部１７０に電気的に接続できる。
このような第１及び第２電極１５０、１４０は多様な物質（より詳しくは、金属）を含み、多様な形状を有することができる。
一例として、第１電極１５０は、図１に示すように、複数の第１フィンガー電極１５１及び複数の第１バスバー１５３を含むことができる。
ここで、複数の第１フィンガー電極１５１は第１導電型半導体部１７０の後面の上に互いに離隔して第１方向（ｘ）に延びていることができ、第１導電型半導体部１７０側に移動したキャリアを収集することができる。
そして、複数の第１バスバー１５３は第１導電型半導体部１７０の上で複数の第１フィンガー電極１５１と同一層に位置し、複数の第１フィンガー電極１５１を互いに電気的に接続させ、複数の第１フィンガー電極１５１と交差する第２方向（ｙ）に延びていることができる。
併せて、第２電極１４０は、図１に示すように、複数の第２フィンガー電極１４１及び複数の第２バスバー１４３を含むことができる。
ここで、複数の第２フィンガー電極１４１は第２導電型半導体部１２０の上に位置して第２導電型半導体部１２０と電気的に接続されており、互いに離隔して第１方向（ｘ）に延びていることができる。
このような複数の第２フィンガー電極１４１は第２導電型半導体部１２０側に移動したキャリア、例えば、正孔を収集することができる。
そして、複数の第２バスバー１４３は第２導電型半導体部１２０の上で複数の第２フィンガー電極１４１と同一層に位置し、複数の第２フィンガー電極１４１を互いに電気的に接続させ、複数の第２フィンガー電極１４１と交差する第２方向（ｙ）に延びていることができる。
一方、このような構造の太陽電池において、半導体基板１００の後面の上に位置したトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０は半導体基板１００の後面の縁（又は、半導体基板１００の側面）と一定の第１距離（Ｄ１）だけ離隔して位置することができる。
これによって、トンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０の各々の面積は半導体基板１００の面積より小さいことがある。ここで、第１距離（Ｄ１）は、トンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０は半導体基板１００の後面の縁の間の距離のうち、最も短い距離を意味することができる。
即ち、半導体基板１００の後面の縁にはトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０（これと共に、第１導電型半導体部１７０に接続される第１電極１５０）が形成されないアイソレーション部Ｉが位置することができる。併せて、この際、第１パッシベーション膜１９０Ａはアイソレーション部Ｉを含んで半導体基板１００の一面の上を覆うように形成できる。
アイソレーション部Ｉ部は、半導体基板１００の第１面、側面、または第２面のうち、いずれか１つの面には第１導電型半導体部１７０と第２導電型半導体部１２０との間の接触を遮ることができる。具体的な一例として、アイソレーション部Ｉ部は半導体基板１００の後面の縁から第１導電型半導体部１７０を離隔させてエッジアイソレーション（edge isolation）の役割をすることができる。
即ち、第２導電型半導体部１２０の形成時に第２導電型の不純物が半導体基板１００の側面または後面の縁まで拡散されて半導体基板１００の側面または後面の縁で第１導電型半導体部１７０と第２導電型半導体部１２０が思いがけず短絡されることがあるが、本実施形態では半導体基板１００の後面縁で第１導電型半導体部１７０を除去してこのような問題を根本的に防止することができる。
そして、半導体基板１００の前面に位置する第２導電型半導体部１２０は半導体基板１００の前面で全体的に形成できるので、第２導電型半導体部１２０の面積を最大化することができる。
アイソレーション部Ｉは、図３に示すように、半導体基板１００の後面縁の全体に沿って形成されて閉鎖された形状（closed shape）を有することができる。そして、アイソレーション部Ｉとトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０が形成された部分の間には一定の段差が存在するようになる。
一例として、第１距離（Ｄ１）（即ち、アイソレーション部Ｉの幅）が１ｍｍ以下でありうる。第１距離（Ｄ１）が１ｍｍを超過すれば、第１導電型半導体部１７０の面積が小さくなって効率が低下することがある。一例として、第１距離（Ｄ１）が１ｎｍ乃至１ｍｍでありうる。第１距離（Ｄ１）が１ｍｍ未満であれば、アイソレーション部Ｉによる効果が充分でないことがある。しかしながら、本発明は上記数値にに限定されるものではなく、例えば、半導体基板１００のサイズなどによって前述した第１距離（Ｄ１）が異なる値を有することもできる。
第１導電型半導体部１７０は、半導体基板１００から遠ざかるほど面積が小さくなる形状を有することができる。この際、第１導電型半導体部１７０は半導体基板１００から遠ざかるほど面積が小さくなるように側面が半導体基板１００と垂直にならないように（一例として、概略的に傾斜するように）形成できる。
即ち、図２に示すように、第１導電型半導体部１７０で縁領域の厚さはアイソレーション部Ｉに近づくほど徐々に減少できる。
一例として、第１導電型半導体部１７０は半導体基板１００から遠ざかるほど面積が小さくなりながら側面がラウンドして形成できる。トンネル層１６０の側面は第１導電型半導体部１７０の側面と延長されるように位置することができ、第１導電型半導体部１７０と類似するようにラウンドした形状を有することができる。
これは、第１導電型半導体部１７０とトンネル層１６０を除去してアイソレーション部Ｉを形成する工程で湿式工程などを使用したためであるが、これに対しては後述する。しかしながら、第１導電型半導体部１７０及びトンネル層１６０の側面形状などはその他にも多様な形状を有することもできる。
そして、半導体基板１００の後面側に位置した第１パッシベーション膜１９０Ａは、トンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０がある部分では第１導電型半導体部１７０の上に位置し、アイソレーション部Ｉでは半導体基板１００の後面の上に接触することができる。
即ち、第１パッシベーション膜１９０Ａは半導体基板１００の縁付近で半導体基板１００の後面に直接接触して形成され、これから延びてトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０の側面を覆いながらこれらと接触して形成され、これから延びて第１導電型半導体部１７０の上部面を覆いながらこれらと接触して形成できる。
本発明は、太陽電池の製造工程のうち、半導体基板１００の後面の縁に位置したトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１６０を除去してアイソレーション部Ｉを形成することができる。
これによって、第１パッシベーション膜１９０Ａはトンネル層１６０及び第２導電型半導体部１６０が除去されて露出した半導体基板１００の後面の縁部分、即ちアイソレーション部Ｉを覆うように形成できる。
これによって、アイソレーション部Ｉによるパッシベーション特性の低下を防止することができ、この際、アイソレーション部Ｉをパッシベーションするための別途の膜を形成せず、第１パッシベーション膜１９０Ａを利用するので、太陽電池の構造及び製造工程が複雑になることを防止することができる。
そして、第１パッシベーション膜１９０Ａは半導体基板１００の側面の上まで延びる側面部１９０Ａａを含むことができる。第１パッシベーション膜１９０Ａの側面部１９０Ａａを具備すれば、第１パッシベーション膜１９０Ａが半導体基板１００の後面側の上を全体的に安定的に覆いながら形成できる。
また、第２パッシベーション膜１９０Ｂ及び反射防止膜１３０も半導体基板１００の側面の上まで延びる側面部１９０Ｂａ、１３０ａを含むことができる。
ここで、半導体基板１００の側面で第２パッシベーション膜１９０Ｂが半導体基板１００に一層近く位置し、第１パッシベーション膜１９０Ａが第２パッシベーション膜１９０Ｂの上に位置することができる。
より詳しくは、第２パッシベーション膜１９０Ｂの側面部１９０Ｂａが半導体基板１００の側面に接触し、反射防止膜１３０の側面部１３０ａが第２パッシベーション膜１９０Ｂの側面部１９０Ｂａに接触し、第１パッシベーション膜１９０Ａの側面部１９０Ａａが反射防止膜１３０の側面部１３０ａに接触することができる。
これによれば、第１パッシベーション膜１９０Ａを形成する工程で、第２パッシベーション膜１９０Ｂを先に形成した後、第１パッシベーション膜１９０Ａを形成したので、第２導電型半導体部１２０を安定的に保護することができる。これに対しては今後より詳しく説明する。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体基板１００の側面に側面部１９０Ａａ、１９０Ｂａ、１３０ａのうちの少なくとも１つが備えられないか、またはこれらの積層順序が変わることもある。
図３を参照して第１電極１５０の平面形状を詳細に説明した後、第２電極１４０の平面形状を詳細に説明する。
図３を参照すると、第１電極１５０は一定のピッチを有しながら互いに離隔する複数の第１フィンガー電極１５１を含むことができる。図面では第１フィンガー電極１５１が互いに平行し、半導体基板１００の縁に平行したものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、第１バスバー１５３は１つのみ備えられることもでき、図３に示すように、第１フィンガー電極１５１のピッチより大きいピッチを有しながら複数個で備えられることもできる。
この際、第１フィンガー電極１５１の幅より第１バスバー１５３の幅が大きいことがあるが、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、第１バスバー１５３の幅が第１フィンガー電極１５１の幅と同一であるか、またはそれより小さい幅を有することができる。
断面から見ると、第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１及び第１バスバー１５３は全て第１パッシベーション膜１９０Ａを貫通して形成されることもできる。即ち、開口部１０２が第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１及び第１バスバー１５３に全て対応して形成できる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１が第１パッシベーション膜１９０Ａを貫通して形成され、第１バスバー１５３は第１パッシベーション膜１９０Ａの上に形成できる。この場合には開口部１０２が第１フィンガー電極１５１に対応する形状に形成され、第１バスバー１５３のみ位置した部分には形成されないことがある。
前述したように、本実施形態では半導体基板１００の縁に沿ってトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０が形成されないアイソレーション部Ｉが形成されることもでき、これによって、第１導電型半導体部１７０の上に形成される第１電極１５０がアイソレーション部Ｉには形成されないことがある。
これによって、第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１及びバスバー電極１４０ｂの端部は半導体基板１００の縁と少なくとも第１距離（Ｄ１）だけ離隔して位置することができる。
また、第２電極１４０の第２フィンガー電極１４１及び第２バスバー１４２は第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１及び第１バスバー１５３に各々対応して形成できる。
第２電極１４０の第２フィンガー電極１４１及び第２バスバー１４２に対してはアイソレーション部Ｉに対する内容を除いては第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１及び第１バスバー１５３に対する内容がそのまま適用できる。
そして、第１電極１５０で第１パッシベーション膜１９０Ａに関連した内容は第２電極１４０で第２パッシベーション膜１９０Ｂ及び反射防止膜１３０にそのまま適用できる。
この際、第１電極１５０の第１フィンガー電極１５１及び第１バスバー１５３の幅、ピッチなどは第２電極１４０のフィンガー電極及びバスバー電極の幅、ピッチなどと互いに同一であるか、または互いに異なることができる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１電極１５０と第２電極１４０の平面形状が互いに異なることも可能であり、その他の多様な変形が可能である。
前述したように、本実施形態では太陽電池の第１及び第２電極１５０、１４０が一定のパターンを有して太陽電池が半導体基板１００の前面及び後面に光が入射できる両面受光形（bi-facial）構造を有する。
これによって、太陽電池で使われる光量を増加させて太陽電池の効率向上に寄与することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１電極１５０が半導体基板１００の後面側で全体的に形成される構造を有することも可能である。その他の多様な変形が可能である。
この際、半導体基板１００の後面にアイソレーション部Ｉを形成して第１導電型半導体部１７０と第２導電型半導体部１２０が不要に互いに接続されることを効果的に防止することができる。
そして、アイソレーション部Ｉが位置する半導体基板１００の表面は第１導電型半導体部１７０を覆う第１パッシベーション膜１９０Ａにより覆われてパッシベーションできる。
これによって、簡単な構造によりアイソレーション部Ｉをパッシベーションして表面再結合などによる問題を最小化することができる。即ち、簡単な構造により太陽電池の効率及び信頼性を向上し、不良率を低めることができる。
今までは、本発明の第１実施形態では第１電極１５０が第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続し、かつ第１導電型半導体部１７０の表面の上に接続した場合を一例として説明した。
しかしながら、これとは異なり、第１電極１５０は第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続し、かつ第１電極１５０のうちの少なくとも一部は第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて形成されることもできる。これに対してより具体的に説明すれば、次の通りである。
図５から図７は、本発明の第２実施形態に係る太陽電池を示している。
ここで、図５は図１に図示した太陽電池をII−II線に沿って切って図示した断面図である。併せて、図６は図５でＫ部分を拡大した拡大図であり、図７は第１電極１５０と第１導電型半導体部１７０との接触部分に対する実物写真を図示したものである。
併せて、図８は本発明の第２実施形態と異なる比較例を示している。
以下、先の図１から図４で説明した内容と重複する内容に対しては省略し、異なる部分を中心に説明する。
参考に、図５で、第１導電型半導体部１７０のうち、第１フィンガー電極１５１とトンネル層１６０との間の空間に位置する第１導電型半導体部１７０の領域はフィンガー形成領域１７０Ａ１といい、第１バスバー１５３とトンネル層１６０との間の空間に位置する第１導電型半導体部１７０の領域はバスバー形成領域１７０Ａ２といい、第１導電型半導体部１７０のうち、フィンガー形成領域１７０Ａ１とバスバー形成領域１７０Ａ２を除外した残りの領域を非形成領域１７０Ｂという。併せて、フィンガー形成領域１７０Ａ１とバスバー形成領域１７０Ａ２を通称して電極形成領域１７０Ａという。
本発明の第２実施形態に係る太陽電池は、図５及び図６に示すように、第１電極１５０の少なくとも一部は第１パッシベーション膜１９０Ａを貫通して第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて、第１導電型半導体部１７０と電気的に接続できる。
具体的な一例として、第１電極１５０を形成する第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３の全てが第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて形成できる。
言い換えると、図６に示すように、第１導電型半導体部１７０と第１電極１５０とが互いに接触する第１境界面ＢＳ１の位置は、第１導電型半導体部１７０と第１パッシベーション膜１９０Ａとが互いに接触する第２境界面ＢＳ２の位置より半導体基板１００方向に一層陷入されて形成できる。
したがって、半導体基板１００と第１境界面ＢＳ１との間の距離は半導体基板１００と第２境界面ＢＳ２との間の距離より近いことがある。
ここで、複数の第１フィンガー電極１５１及び第１バスバー１５３の全ては単層（single layer）または二層（double layer）構造で形成できる。または、複数の第１フィンガー電極１５１は単層（single layer）構造で形成され、第１バスバー１５３は二層（double layer）構造で形成されることも可能である。
図６では第１フィンガー電極１５１を一例として図示したが、第１バスバー１５３も第１フィンガー電極１５１と同様に第１導電型半導体部１７０の内部に陷入された同一の構造を有することができる。
このように、第１電極１５０が第１導電型半導体部１７０の内部に陷入される構造は第１電極１５０を形成するための第１電極用ペーストを第１パッシベーション膜１９０Ａの後面にパターニングして形成した状態で熱処理工程を通じて第１電極ペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内部に侵入しながら接続する時に形成できる。
このように、第１電極用ペーストを印刷して熱処理する工程により第１電極１５０を形成すれば、メッキ法に比べて相対的に費用が低廉で、工程時間を短縮できる長所がある。
ここで、第１境界面ＢＳ１と第２境界面ＢＳ２との高さ差は１ｎｍ〜２０ｎｍ間に形成されることができ、このような第１及び第２境界面ＢＳ１、ＢＳ２の高さ差（ＴＢＳ）は第１電極１５０を形成するための熱処理工程の時間及び第１電極ペーストに含まれるガラスフリット（glass frit）の含有量によって変えることができる。
図５及び図６では、第１電極１５０を形成する複数の第１バスバー１５３と複数の第１フィンガー電極１５１の全てが第１導電型半導体部１７０の内部に陷入された場合を一例として図示した。
しかしながら、必ずこれに限定されるものではなく、第１電極１５０のうち、複数の第１フィンガー電極１５１のみ第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて形成されることもできる。このように、複数の第１フィンガー電極１５１のみ第１導電型半導体部１７０の内部に陷入された構成に対しては図９以下でより具体的に説明する。
したがって、本発明に従う太陽電池は、図６に示すように、第１電極１５０が第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて、第１導電型半導体部１７０の第１境界面ＢＳ１で第１導電型半導体部１７０と第１電極１５０とは互いに接触できる。
この際、図５に示すように、第１導電型半導体部１７０のうち、第１電極１５０が形成される電極形成領域１７０Ａには前述したように、第１電極１５０から抽出された複数の金属結晶ＭＣが位置することができる。
一例として、図６に示すように、第１導電型半導体部１７０のうち、第１フィンガー電極１５１が形成されるフィンガー形成領域１７０Ａ１には第１フィンガー電極１５１から抽出された複数の金属結晶ＭＣが位置することができる。
図６では第１導電型半導体部１７０の電極形成領域１７０Ａのうち、電極フィンガー形成領域１７０Ａ１のみ図示したが、図５に示すように、バスバー形成領域１７０Ａ２にも同一に第１バスバー１５３から抽出された複数の金属結晶ＭＣが位置することができる。
このような複数の金属結晶ＭＣは多結晶シリコンで形成される第１導電型半導体部１７０と比較して相対的に抵抗が低いので、図６に示すように、半導体基板１００からトンネル層１６０を通過して第１導電型半導体部１７０に移動したキャリア、例えば電子が金属結晶ＭＣを通じて第１電極１５０に直接移動するか、または金属結晶ＭＣと金属結晶ＭＣとの間をジャンプして第１電極１５０に移動することができる。
したがって、このような複数の金属結晶ＭＣはキャリアが第１電極１５０に一層容易に移動できるように助ける役割をすることができる。
したがって、このような金属結晶ＭＣは低い抵抗によって、半導体基板１００と第１電極１５０との間の実質的な距離をより狭めることができる。
また、金属結晶ＭＣは第１電極１５０が第１導電型半導体部１７０に接続される時、第１電極１５０と第１導電型半導体部１７０との境界である第１境界面ＢＳ１を中心に半導体基板１００方向に形成されるため、第１電極１５０と第１導電型半導体部１７０との間の接触抵抗をより低下することができる。
したがって、図６に図示された本発明のように、第１電極１５０とトンネル層１６０との間の第１導電型半導体部１７０の内部に複数の金属結晶ＭＣをさらに含む場合、太陽電池の効率がより向上できる。
このような金属結晶ＭＣは、図５に示すように、第１導電型半導体部１７０のうち、第１電極１５０が形成される電極形成領域１７０Ａに位置し、第１導電型半導体部１７０のうち、第１電極１５０が形成されない非形成領域１７０Ｂには金属結晶ＭＣが位置しないことがある。
このように、金属結晶ＭＣが第１導電型半導体部１７０のうち、電極形成領域１７０Ａのみに位置し、非形成領域１７０Ｂには位置しないことは、複数の金属結晶ＭＣが第１電極１５０を形成するための熱処理工程のうち、第１電極１５０から抽出された金属が再結晶化して形成されるためである。
一例として、複数の第１電極１５０は少なくとも１つの導電性金属物質を含んで形成できる。ここで、複数の第１電極１５０に含まれる導電性金属物質は、一例として、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、及びこれらの組合からなる群から選択された少なくとも１つでありうるが、以外の他の導電性金属物質からなることもできる。
ここで、複数の金属結晶ＭＣは第１電極１５０に含まれた金属物質が抽出された後、再結晶化しながら形成されるので、第１電極１５０に含まれた金属物質と同一の金属物質を含むことができる。
したがって、一例として、第１電極１５０が銀（Ａｇ）を含む場合、金属結晶ＭＣも銀（Ａｇ）を含むことができる。
また、図６及び図７に示すように、金属結晶ＭＣは第１導電型半導体部１７０の内には位置するが、トンネル層１６０の内には位置しないことがある。
即ち、図８に図示された比較例のように、このような金属結晶ＭＣがトンネル層１６０の内に位置する場合、トンネル層１６０の機能が低下することがあり、金属結晶ＭＣがトンネル層１６０を貫通して半導体基板１００の後面の内部に侵入する場合、半導体基板１００−トンネル層１６０−第１導電型半導体部１７０で形成された構造により表れる開放電圧（Ｖｏｃ）特性が低下して、半導体基板１００が劣化することがある。
これと共に、半導体基板１００が劣化する場合、半導体基板１００の特性、一例としてキャリアライフタイム（carrier life time）のような特性が低下することがある。
しかしながら、本発明のように金属結晶ＭＣが第１導電型半導体部１７０の内には位置するが、トンネル層１６０の内には位置しない場合、このような特性の低下を防止することができる。
このような複数の金属結晶ＭＣのうちの一部（ＭＣ１）は、図６に示すように、第１電極１５０と直接接触することができ、併せて、複数の金属結晶ＭＣのうちの少なくとも１つ（ＭＣ２）以上は、第１電極１５０と離隔して第１導電型半導体部１７０の内に位置することができる。
ここで、複数の金属結晶ＭＣは第１電極１５０からトンネル層１６０方向への長さ（ＬＭＣ）が第１導電型半導体部１７０の厚さの２／３以下でありうる。このように、金属結晶ＭＣの長さ（ＬＭＣ）を第１導電型半導体部１７０厚さの２／３以下に限定することは金属結晶ＭＣの長さ（ＬＭＣ）が過度に長くなって、前述したように、トンネル層１６０や半導体基板１００を損傷させないようにするためである。
複数の金属結晶ＭＣのうちの一部は第１電極１５０からトンネル層１６０方向に進行するほど幅（ＷＭＣ）が減少することがある。即ち、図６及び図７に示すように、金属結晶ＭＣで第１電極１５０側に隣接した部分の面方向（ｘ、ｙ）幅（ＷＭＣ）は半導体基板１００側に隣接した部分の幅より小さいことがある。
このような金属結晶ＭＣのサイズは第１電極１５０を形成するための熱処理工程の焼成温度に比例してサイズが決定できる。
即ち、金属結晶ＭＣの長さや幅は第１電極１５０を形成するための熱処理工程の焼成温度が高いほど大きくなり、低いほど小さくなる特性があり、金属結晶ＭＣのソースである第１電極１５０の幅が増加するほど金属結晶ＭＣの長さや幅が増加することができる。
しかしながら、第１電極１５０を形成するための熱処理工程の焼成温度が過度に低い場合、第１電極１５０と第１導電型半導体部１７０との間の接触抵抗が増加することができる。
したがって、本発明の第２実施形態では第１電極１５０を形成する第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３の全てが第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて、第１導電型半導体部１７０のうち、フィンガー形成領域１７０Ａ１とバスバー形成領域１７０Ａ２の全てに金属結晶ＭＣが形成される場合を一例に説明したが、効率をより向上させるために、第１フィンガー電極１５１のみ第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて、フィンガー形成領域１７０Ａ１のみに金属結晶ＭＣが位置し、バスバー形成領域１７０Ａ２には金属結晶ＭＣが位置しないこともある。これに対してより具体的に、以下の図９から図１１を参照して説明する。
図９は、本発明の第３実施形態に係る太陽電池を説明するための図である。
図９に対する説明では、先の第２実施形態で説明した内容と重複する部分に対する説明は省略し、第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図９に示すように、本発明の第３実施形態に係る太陽電池は第１電極１５０の少なくとも一部が第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されるようにし、かつ第１電極１５０のうち、複数の第１フィンガー電極１５１のみ第１パッシベーション膜１９０Ａを貫通して第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて形成されるように形成することができる。
この時には、金属結晶ＭＣが第１導電型半導体部１７０のフィンガー形成領域１７０Ａ１のみに形成され、複数の第１バスバー１５３は第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されず、第１パッシベーション膜１９０Ａの後面の上に形成できる。
したがって、第１導電型半導体部１７０のうち、バスバー形成領域１７０Ａ２には金属結晶ＭＣが形成されないことがある。
このように、第１電極１５０のうち、複数の第１フィンガー電極１５１のみ第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内に陷入されるようにして第１導電型半導体部１７０のうち、フィンガー形成領域１７０Ａ１のみに金属結晶ＭＣが形成されるようにし、第１バスバー１５３は第１パッシベーション膜１９０Ａの上に形成されるようにすることができる。
このように、第１導電型半導体部１７０のうち、バスバー形成領域１７０Ａ２には金属結晶ＭＣが形成されないようにすることは先の図６から図８で説明したように、金属結晶ＭＣがトンネル層１６０の内に位置しないようにして、金属結晶ＭＣがトンネル層１６０を破って半導体基板１００と接続する劣化現象を防止するためである。
より具体的に説明すると、第１バスバー１５３の場合、先の図１及び図５で説明したように、幅が第１フィンガー電極１５１に比べて相対的に大きいため、熱処理工程時、相対的に大きい長さや幅を有する金属結晶ＭＣが図８に示すように、トンネル層１６０の内部まで侵入して半導体基板１００と短絡されることができ、これによって半導体基板１００が劣化することがあるが、これを予め遮断するためである。
したがって、本発明の第３実施形態に係る太陽電池は、第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３のうち、第１フィンガー電極１５１のみ第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されて形成された構造を有しているので、第１導電型半導体部１７０の第１境界面ＢＳ１で第１導電型半導体部１７０と第１フィンガー電極１５１のみ互いに接触し、第１導電型半導体部１７０の電極形成領域１７０Ａのうち、第１フィンガー電極１５１が形成されるフィンガー形成領域１７０Ａ１のみに複数の金属結晶ＭＣが位置することができ、第１バスバー１５３と重畳する第１導電型半導体部１７０のバスバー形成領域１７０Ａ２には複数の金属結晶ＭＣが位置しないことがある。
このために、本発明は複数の第１フィンガー電極１５１と複数の第１バスバー１５３は互いに異なる組成を有することができる。
より詳しくは、複数の第１バスバー１５３に含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量は複数の第１フィンガー電極１５１に含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量より小さいかないことがある。
これによって、第１電極１５０の形成のための熱処理工程で、第１フィンガー電極１５１が第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されながら、複数の金属結晶ＭＣがフィンガー形成領域１７０Ａ１に抽出される間、第１バスバー１５３が第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されることを防止または最小化することができる。
併せて、第１バスバー１５３が第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内部に陷入されても、第１バスバー１５３から抽出される金属結晶ＭＣが図８に示すように、トンネル層１６０の内部まで侵入して、半導体基板１００と短絡して劣化することを予め防止することができる。
ここで、半導体基板１００の劣化は次の図１０及び図１１で確認することができる。
図１０は第１バスバー用ペーストの材質が第２フィンガー電極用ペーストの材質と同一の場合、熱処理工程時、焼成温度に従う半導体基板１００の劣化程度をＰＬ（photo luminescence）撮影した比較例の写真であり、図１１は本発明の第３実施形態に従って第１バスバー用ペースト１５３Ｐの材質と第１フィンガー電極用ペーストの材質とが互いに異なる場合、熱処理工程時、焼成温度に従う半導体基板１００の劣化程度をＰＬ（photo luminescence）撮影した写真である。
半導体基板１００の開放電圧（Ｖｏｃ）を示すＰＬイメージは、熱処理工程温度によって金属結晶ＭＣがトンネル層１６０まで侵入して半導体基板１００と短絡されて表れる劣化現象を確認することができる。
ＰＬイメージで半導体基板１００の一部領域が暗くなるほど開放電圧が減少して半導体基板１００の劣化が深化することを意味し、明るくなるほど開放電圧が充分の状態に高くて半導体基板１００の劣化が小さいかほとんどないことを意味する。
より詳しくは、ＰＬイメージで熱処理工程温度が増加するにつれて陰影領域が増加する場合、金属結晶ＭＣがトンネル層１６０まで侵入するか、または半導体基板１００と短絡されて、開放電圧が減少し、半導体基板１００の劣化が深化することを意味し、熱処理工程温度が増加するにつれて陰影領域が増加しない場合、金属結晶ＭＣがトンネル層１６０や半導体基板１００まで侵入しなくて、開放電圧が十分に高い状態に維持されて半導体基板１００の劣化が小さいかほとんどないことを意味する。
図１０及び図１１では、相対的に幅の大きい第１バスバー用ペースト１５３Ｐのイメージのみ見えて、第１フィンガー電極用ペーストのイメージは幅があまり小さくて見えないが、実質的に各々の第１バスバー用ペースト１５３Ｐには複数の第１フィンガー電極用ペーストが交差して形成できる。
図１０では第１フィンガー電極用ペーストと同一の材質の第１バスバー用ペースト１５３Ｐを使用した場合であり、図１１は先の図９で説明したように、第１フィンガー電極用ペーストと異なる材質の第１バスバー用ペースト１５３Ｐを使用した場合である。
図１０では第１バスバー用ペースト１５３Ｐと第１フィンガー電極用ペーストの材質が互いに同一であるので、第１バスバー用ペースト１５３Ｐも第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に陷入されて形成され、第１導電型半導体部１７０のバスバー形成領域１７０Ａ２の内に金属結晶ＭＣが形成できる。
したがって、第１電極１５０を形成するための熱処理工程温度が図１０の図１０（ｃ）及び（ｄ）のように、８２０℃や７９５℃程度に相対的に低い場合、第１導電型半導体部１７０の内に第１電極用ペーストから抽出される金属結晶ＭＣがほとんどないので、半導体基板１００の劣化が発生しないが、このような場合、第１フィンガー電極１５１の接触抵抗が相対的に高く形成できるので、太陽電池の効率が減少することがある。
しかしながら、第１電極１５０を形成するための熱処理工程温度が図１０の図１０（ａ）及び（ｂ）のように、８７０℃や８４５℃程度に相対的に高い場合、半導体基板１００に陰影領域が増加し、相対的に深化することを確認することができる。
これは、第１導電型半導体部１７０の内に第１バスバー用ペースト１５３Ｐから抽出された金属結晶ＭＣが位置し、かつこのような金属結晶ＭＣがトンネル層１６０を破って半導体基板１００まで接続されて、半導体基板１００の劣化が深化するためである。
しかしながら、先の図９で説明したように、本発明の第３実施形態に従って第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３の材質を互いに異なるようにした場合、熱処理工程温度が相対的に低い図１１の図１１（ｃ）及び（ｄ）の場合は勿論、相対的に高い図１１の図１１（ａ）及び（ｂ）でも半導体基板１００の陰影領域がほとんど増加しないことを確認することができる。
これは、第１バスバー用ペースト１５３Ｐと第１フィンガー電極用ペーストの材質を互いに異なるようにすることで、第１バスバー用ペースト１５３Ｐが第１パッシベーション膜１９０Ａが破れないようにするか、または、たとえ第１バスバー用ペースト１５３Ｐが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続され、第１導電型半導体部１７０の内に金属結晶ＭＣが形成されても、金属結晶がトンネル層１６０の内には位置しないので、半導体基板１００の劣化が発生しないためである。
このように、本発明の第３実施形態に係る太陽電池は第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３の材質を互いに異なるようにすることで、太陽電池の開放電圧（Ｖｏｃ）を十分に高い状態に維持して半導体基板１００の劣化を防止し、太陽電池の効率をより向上させることができる。
今までは本発明に従う太陽電池の構造について説明したが、以下ではこのような太陽電池を製造する方法について説明する。
図１２は本発明の第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための順序図であり、図１３Ａ乃至図１３Ｊは図１２に図示された順序図に従う太陽電池の製造方法を図示した断面図である。
併せて、図１４は第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例に対する変形例を説明するための図であり、図１５は第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例に対する他の変形例を説明するための図である。
図１２に示すように、本発明の第１実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例は、トンネル層形成ステップ（工程）（Ｓ１）、真性半導体層形成ステップ（工程）（Ｓ２）、第１導電型半導体部形成ステップ（工程）（Ｓ３）、除去ステップ（工程）（Ｓ４）、第２導電型半導体部形成ステップ（工程）（Ｓ５）、反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（工程）（Ｓ６）、第１パッシベーション膜形成ステップ（工程）（Ｓ７）、及び電極形成ステップ（工程）（Ｓ８）を含むことができる。
ここで、除去ステップ（Ｓ４）及び反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）が含まれる場合を一例に説明したが、場合によっては除去ステップ（Ｓ４）及び反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）を省略することも可能である。
以下、説明の便宜上、除去ステップ（Ｓ４）及び反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）が含まれる場合を一例に説明する。
本発明の第１実施形態に係る太陽電池を製造するための事前ステップに、図１３Ａに示すように、半導体基板１００の前面及び後面にテクスチャリング工程を遂行して凹凸を形成することができる。
半導体基板１００のテクスチャリングには湿式または乾式テクスチャリングを使用することができる。
湿式テクスチャリングは、テクスチャリング溶液に半導体基板１００を浸漬することにより遂行することができ、工程時間が短いという長所がある。乾式テクスチャリングはダイアモンドドリルまたはレーザーなどを用いて半導体基板１００の表面を削るものであって、凹凸を均一に形成することができる一方、工程時間が長く、半導体基板１００に損傷が発生することがある。
その他に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などにより半導体基板１００をテクスチャリングすることもできる。このように，本発明では多様な方法により半導体基板１００をテクスチャリングすることができる。
簡略な図示のために図面では半導体基板１００の側面にはテクスチャリングによる凹凸が備えられないものとして図示した。また、半導体基板１００の厚さが非常に小さい方であるので、テクスチャリングによる凹凸が明確に認識され難いこともある。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。半導体基板１００の側面にもテクスチャリングによる凹凸が具備できる。そして、半導体基板１００のテクスチャリングは以後の工程中に遂行することもできる。
このように、半導体基板１００に凹凸が備えられた状態で、図１２に示すように、半導体基板１００の一面の上にトンネル層１６０を形成するトンネル層形成ステップ（Ｓ１）が遂行できる。
このようなトンネル層形成ステップ（Ｓ１）では、一例に、図１３Ｂに示すように、半導体基板１００の一面及び反対面を含んで、全体的にトンネル層１６０を形成することができる。この際、トンネル層１６０は半導体基板１００の側面にも全体的に形成できる。
このように、トンネル層１６０が半導体基板１００の表面に全体的に形成された場合、その後半導体基板１００の反対面（即ち、前面）と側面に形成されたトンネル層１６０は除去ステップ（Ｓ４）で除去できる。
しかしながら、トンネル層１６０が半導体基板１００の一面の上のみに形成された場合、除去ステップ（Ｓ４）が省略できる。
ここで、トンネル層１６０は、一例として、熱酸化、化学的酸化、蒸着（一例として、常圧化学気相蒸着法（ＡＰＣＶＤ）、低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ））などにより形成できる。追加的に、薄い厚さでトンネル層１６０を形成した後、炉（furnace）内での後続熱処理などによりトンネル層１６０の厚さまたは密度を増加させることもできる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様な方法によりトンネル層１６０が形成できる。ここで、トンネル層１６０がシリコン酸化物層で構成できる。
一例として、本実施形態において、トンネル層１６０は常温より高い温度及び常圧より小さな圧力で原料気体を含む気体雰囲気で形成できる。本実施形態では、原料気体が酸素気体を含んでトンネル層１６０が酸化物層で構成できる。
より詳しくは、高い温度でトンネル層１６０が酸素と半導体基板１００の半導体物質（例えば、シリコン）が反応して形成される熱酸化物（thermal oxide material）（例えば、熱的シリコン酸化物）層で構成できる。
この際、本実施形態では原料気体がトンネル層１６０を構成する全ての原料物質を含まず、トンネル層１６０を構成する酸化物のうち、酸素気体のみを含み、他の原料物質を含まないことがある。
例えば、トンネル層１６０がシリコン酸化物を含む時、原料気体に酸素気体のみを備えるだけであり、他の原料物質であるシリコンを含む気体を含まない。これによって、酸素気体の酸素が半導体基板１００の内部に拡散して半導体物質と反応する熱酸化工程によりトンネル層１６０が形成できる。
これとは異なり、蒸着工程などでは酸素を含む酸素気体と共に、シリコンを含むシラン（ＳｉＨ４）気体を原料気体として共に供給することができる。すると、熱分解により酸素気体から分離された酸素と、シラン気体から分離されたシリコンとが化学的に反応してシリコン酸化物を形成することができる。トンネル層１６０を形成する時、気体雰囲気は原料気体である酸素気体の他にも多様な気体を含むことができる。
そして、トンネル層１６０を形成する時の圧力を常圧より低くして、相対的に高い温度（一例として、６００℃以上）による熱酸化工程によりトンネル層１６０を形成しても低い圧力によりトンネル層１６０の成長速度を低く維持することができる。これによって、トンネル層１６０の厚さを大幅に減らすことができる。
一例に、トンネル層１６０の形成時、温度を６００℃乃至８００℃にし、圧力を６００Ｔｏｒｒ以下にしてトンネル層１６０の厚さを効果的に制御することができる。
このように、本実施形態ではトンネル層１６０を形成する時、温度と圧力を共に制御しなければならないので、圧力調節が不可能な従来の炉（furnace）で本実施形態のトンネル層１６０を形成できず、温度及び圧力調節が全て可能な装置内でトンネル層１６０を形成しなければならない。
これによって、本実施形態ではトンネル層１６０は蒸着装置などの内部で熱酸化工程により形成できる。この際、低い圧力を具現しなければならないので、トンネル層１６０が低圧化学気相蒸着装置（low pressure chemical vapor deposition apparatus）内で形成できる。
トンネル層１６０の上に形成される真性半導体層１７０'が蒸着装置により形成されるのでトンネル層１６０を蒸着装置で形成するようになれば、トンネル層１６０と真性半導体層１７０'を同一な蒸着装置（より詳しくは、低圧化学気相蒸着装置）内で連続して遂行されるイン−サイチュ（in-situ）工程によリ形成できる。
このように、トンネル層１６０と真性半導体層１７０'をイン−サイチュ工程により形成するようになれば、製造工程を格段に単純化できるので、製造コスト、製造時間などを格段に低減することができる。
蒸着装置内の温度は長い時間の熱を加える（即ち、加熱）か、または熱を取り除く（即ち、冷却）ことにより調節され、温度を安定化することに時間がたくさんかかる一方、気体雰囲気及び圧力は蒸着装置内に供給される気体の種類、量などによって調節できる。したがって、気体雰囲気及び圧力は温度より容易に制御できる。
これを考慮して本実施形態ではトンネル層１６０の形成温度と真性半導体層１７０'の蒸着工程の温度差が２００℃以内（即ち、０℃乃至２００℃）になるようにすることができる。より詳しくは、トンネル層１６０の形成温度と真性半導体層１７０'の蒸着工程の温度差を１００℃以内（即ち、０℃乃至１００℃）になるようにすることができる。
これは、トンネル層１６０を低圧で形成するのでトンネル層１６０の形成温度を相対的に高めることができるので、真性半導体層１７０'の蒸着工程との温度差を減らすことができるためである。このように、相対的に調節が困難な温度を大きい変化又は変動無しで維持できるので、トンネル層１６０と真性半導体層１７０'を連続して形成するイン−サイチュ工程の効率をより向上させることができる。
一方、真性半導体層１７０'の蒸着工程の気体雰囲気はトンネル層１６０の形成時の気体雰囲気と異なり、真性半導体層１７０'の蒸着工程の圧力はトンネル層１６０の形成時の圧力と等しいか、またはこれと異なることがある。これに対しては今後に真性半導体層１７０'の蒸着工程を説明しながらより詳細に説明する。
このように、トンネル層形成ステップ（Ｓ１）が完了した以後、図１２に示すように、半導体基板１００の一面の上に形成されたトンネル層１６０の上に真性半導体層１７０'を形成する真性半導体層形成ステップ（Ｓ２）が遂行できる。
一例に、図１３Ｃに示すように、真性半導体層形成ステップ（Ｓ２）では半導体基板１００の一面及び反対面の上に形成されたトンネル層１６０の上に全体的に真性半導体層１７０'が形成できる。この際、真性半導体層１７０'は半導体基板１００の側面の上に位置したトンネル層１６０の上にも全体的に形成できる。
このように、真性半導体層１７０'が両面に位置すれば、第１導電型半導体部１７０を形成するために真性半導体層１７０'をドーピングする工程で半導体基板１００の前面のドーピング、損傷などを効果的に防止することができる。
本実施形態において、真性半導体層１７０'は化学気相蒸着により形成されることができ、より詳しくは、低圧化学気相蒸着により形成できる。
これによって、前述したように、真性半導体層１７０'がトンネル層１６０とイン−サイチュ工程により形成できる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、トンネル層１６０及び真性半導体層１７０'にイン−サイチュ工程が適用されないこともある。
真性半導体層１７０'の蒸着工程に使われる気体は真性半導体層１７０'を構成する半導体物質を含む気体（例えば、シラン気体）を含むことができる。本実施形態では、真性を有するように真性半導体層１７０'を蒸着するので、気体雰囲気が半導体物質を含む気体のみで構成できる。
これによって、供給気体を単純化することができ、形成される真性半導体層１７０'の純度を向上させることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、真性半導体層１７０'の蒸着工程を促進するか、または真性半導体層１７０'の特性を向上するための別途の気体などをさらに使用することができる。
そして、真性半導体層１７０'の蒸着工程では半導体物質を含む気体の他にも酸化窒素（Ｎ２Ｏ）気体及び／又は酸素（Ｏ２）気体を共に注入して結晶粒サイズ、結晶性などを調節することができる。
真性半導体層１７０'の蒸着温度はトンネル層１６０の形成時の温度と同一であるか、またはこれより小さいことがある。特に、真性半導体層１７０'の蒸着温度をトンネル層１６０の形成時の温度より小さくすれば、光電変換に直接的に関与する真性半導体層１７０'の特性を均一にすることができる。
または、真性半導体層１７０'の蒸着温度は５００℃乃至７００℃でありうる。これは、半導体基板１００と異なる結晶構造を有する真性半導体層１７０'を蒸着するに適合した温度に限定されたものである。
前述したように、トンネル層１６０の温度を真性半導体層１７０'の蒸着温度と同一または類似するようにしたので、温度を調節するための時間、温度を安定化するための時間などを必要としないので、工程を単純化することができる。
そして、真性半導体層１７０'の蒸着圧力は常圧より低い圧力、一例として、６００Ｔｏｒｒ以下（一例として、１Ｔｏｒｒ乃至６００Ｔｏｒｒ）でありうる。蒸着圧力を１Ｔｏｒｒ未満に維持することは工程上の限界があり、真性半導体層１７０'の工程時間が格段に長くなって実際の量産に適用され難いことがある。
蒸着圧力が６００Ｔｏｒｒを超過すれば、真性半導体層１７０'の均一度が低下することがある。または、真性半導体層１７０'の蒸着圧力はトンネル層１６０の形成時の圧力と等しいか、またはこれより小さいことがある。
特に、真性半導体層１７０’の蒸着圧力をトンネル層１６０の形成時の圧力より小さくすれば、光電変換に直接的に関与する真性半導体層１７０'の特性を均一にすることができる。
これをより詳しく説明する。半導体物質（例えば、シリコン）を含む気体が熱分解されて半導体物質がトンネル層１６０の上に蒸着されることにより真性半導体層１７０'が形成できる。
ところが、蒸着速度を増加させるために温度及び／又は圧力を増加させれば、真性半導体層１７０'の内部で結晶性の分布が大きくなる。真性半導体層１７０'の結晶性はキャリアの移動速度などに関与するので、真性半導体層１７０'の結晶性の分布が大きくなれば、真性半導体層１７０'の特性不均になることがある。
一方、トンネル層１６０は極めて薄い厚さに形成され、結晶性がトンネル層１６０の特性に大きい影響を及ぼさない。これを考慮して、真性半導体層１７０'がトンネル層１６０より厚い厚さに形成されなければならないことにもかかわらず、真性半導体層１７０'の蒸着温度及び／又は圧力をトンネル層１６０の形成時より低くして真性半導体層１７０'の特性を向上させるものである。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、真性半導体層１７０'の気体雰囲気、温度、圧力などは多様に変化できる。
このように、真性半導体層１７０'はトンネル層１６０の形成後に供給される気体の種類を変更し、供給される気体の量を調節することにより形成できる。
例えば、トンネル層１６０の形成が完了した後、トンネル層１６０の形成時に使われた気体（例えば、酸素気体、窒素気体、塩素気体など）をポンピング（pumping）及びパージ（purge）により除去した後、真性半導体層１７０'を形成するための気体（例えば、半導体物質を含む気体など）を注入することにより真性半導体層１７０'を形成することができる。
これによって、トンネル層１６０及び真性半導体層１７０'の形成工程を単純化することができる。また、従来のようにトンネル層１６０を形成した後、トンネル層１６０が形成された半導体基板１００を装置の外部に取り出すようになれば、トンネル層１６０が不純物に汚染されるか、または追加的な酸化によりトンネル層１６０の厚さが厚くなる問題があった。
本実施形態では、トンネル層１６０を形成した装置内で真性半導体層１７０'を連続して形成するので、トンネル層１６０が真性半導体層１７０'の形成前に外部に露出しない。したがって、トンネル層１６０が真性半導体層１７０'の形成前に外部に露出して発生する問題を防止することができる。
参考に、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）を使用する場合には、真性半導体層１７０'を形成した後、多結晶構造を有するようにするために別途の結晶化アニーリング工程を遂行しなければならない。これによって、構造が複雑になり、性能も低いことがある。また、プラズマ化学気相蒸着は単面工程で、半導体基板１００の両側の各々に全体的に真性半導体層１７０'を形成し難いことがある。
以後、図１２に示すように、第１導電型半導体部形成ステップ（Ｓ３）が遂行できる。
このような第１導電型半導体部形成ステップ（Ｓ３）では半導体基板１００の一面の上に形成された真性半導体層１７０'に第１導電型の不純物をドーピングして第１導電型半導体部１７０を形成することができる。
より詳しくは、第１導電型半導体部形成ステップ（Ｓ３）では、図１３Ｄに示すように、半導体基板１００の表面の全体の上に形成された真性半導体層１７０'を第１導電型の不純物でドーピングして、半導体基板１００の表面の全体の上に第１導電型半導体部１７０’ａを形成することができる。
この際、本実施形態では熱拡散法により第１導電型の不純物をドーピングすることができる。熱拡散法がトンネル層１６０の特性の低下を最小化しながらドーピングが可能なためである。一方、イオン注入法などはイオン注入後に高温でなされる活性化熱処理によりトンネル層１６０の特性が低下することがある。
一例として、図１３Ｄに示すように、第１導電型の不純物を含む気体雰囲気で熱処理することによって、全体的に第１導電型半導体部１７０’ａを形成することができる。
第１導電型半導体部１７０’ａがｎ型を有する場合にはＰＯＣｌ３を含む気体雰囲気で熱処理することができる。または、第１導電型半導体部１７０’ａがｐ型を有する場合にはＢＢｒ３を含む気体雰囲気で熱処理することができる。
このように、第１導電型の不純物を含む気体を使用して第１導電型半導体部１７０’ａを形成する工程を単純化することができる。但し、このような工程により半導体基板１００の後面側と共に半導体基板１００の前面及び側面側でもドーピングがなされることができる。
本実施形態では、半導体基板１００の前面及び側面側に後続工程で除去される真性半導体層１７０'の部分が存在するので、半導体基板１００の前面及び側面が不必要に第１導電型の不純物でドーピングされることを根本的に防止することができる。
しかしながら、これとは異なる変形例に、図１４に示すように、少なくとも半導体基板１００の後面側に位置した真性半導体層１７０’の上に第１導電型の不純物を含む第１ドーピング層２１０を形成し、熱処理により第１ドーピング層２１０の内に含まれた第１導電型の不純物を拡散させて第１導電型半導体部１７０’ａを形成することができる。
一例として、第１ドーピング層２１０はリンシリケートガラス（phosphorus silicate glass；ＰＳＧ）、ボロンシリケートガラス（boron silicate glass；ＢＳG）などを含むことができる。このような第１ドーピング層２１０は蒸着などにより容易に形成することができる。
一例として、第１ドーピング層２１０は常圧化学気相蒸着などにより形成されて半導体基板１００の後面及び／又は側面側に形成され、前面には形成されないことがある。これによって、第１導電型半導体部１７０’ａが半導体基板１００の後面及び／又は側面側のみに形成され、前面には真性半導体層１７０’がそのまま残存することができる。
次に、図１３Ｅに示すように、半導体基板１００の後面側に位置した第１導電型半導体部１７０’ａの上にアイソレーション部（図１３Ｆの参照符号Ｉ、以下、同一）の以外で残存するべき第１導電型半導体部（図１３Ｆの参照符号１７０）に対応するようにマスク層２０２を形成することができる。
より詳しくは、マスク層２０２の面積は半導体基板１００の面積より小さいことがある。これによって、所望しない第１導電型半導体部１７０’ａの部分を除去してアイソレーション部Ｉの以外で残存する第１導電型半導体部（図１３Ｆの参照符号１７０）が半導体基板１００より小さい面積を有するようにすることができる。
一例として、マスク層２０２は半導体基板１００の各側面（または、縁）から一定の第２距離（Ｄ２）だけ離隔できる。マスク層２０２が半導体基板１００と同一であるか、またはこれより大きい面積を有すれば、半導体基板１００の後面で半導体基板１００の側面に隣接して位置した第１導電型半導体部１７０’ａの部分を効果的に除去し難いことがある。
第２距離（Ｄ２）は、第１導電型半導体部１７０’ａが半導体基板１００の後面縁から離隔した第１距離（Ｄ１）が所望の値を有することができるように制御できる。一例として、第１距離（Ｄ１）が１ｍｍ以下（一例に、１ｎｍ乃至１ｍｍ）の値を有することができるように第２距離（Ｄ２）が１ｍｍ以下（一例に、１ｎｍ乃至１ｍｍ）の値を有することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第２距離（Ｄ２）がこれと異なる値を有することもできる。
マスク層２０２は、半導体物質を含む第１導電型半導体部１７０’ａの一部［即ち、半導体基板１００の反対面、側面、及び一面の縁（Ｄ２）］を除去する工程で除去できない物質を含むことができる。
例えば、第１導電型半導体部１７０’ａの一部を除去する工程で使われるエッチング溶液にエッチングされないマスク層２０２は、酸化物、窒化物、樹脂などを含むことができる。一例として、マスク層２０２がシリコン窒化物層で構成されて単純な工程によりマスク層２０２を形成することができる。
以後、図１２に示すように、第１導電型半導体部形成ステップ（Ｓ３）の以後、第２導電型半導体部形成ステップ（Ｓ５）の以前に除去ステップ（Ｓ４）が遂行できる。
一例として、このような除去ステップ（Ｓ４）では、図１３Ｅに図示された半導体基板１００の反対面に位置したトンネル層１６０及び真性半導体層１７０’または第１導電型半導体部１７０’ａが除去できる。
併せて、除去ステップ（Ｓ４）では図１３Ｅに図示されたマスク層２０２により覆われない第１導電型半導体部１７０’ａ及びトンネル層１６０の部分が除去されてアイソレーション部Ｉが形成できる。
このように、トンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０’ａが除去されて、図１３Ｆに示すようなトンネル層１６０及び第１導電型半導体部１７０が形成できる。
このような除去ステップ（Ｓ４）は、一例として、第１導電型半導体部１７０’ａ及びトンネル層１６０はアルカリ溶液（一例として、ＫＯＨ溶液）を用いた湿式エッチングが利用できる。
湿式エッチングによれば、簡単で、やさしい工程により半導体基板１００の前面、側面、及び後面のアイソレーション部Ｉに位置した第１導電型半導体部１７０’ａ及びトンネル層１６０を除去することができる。
アルカリ溶液により第１導電型半導体部１７０’ａを選択的に容易に除去することができる。酸化物ではあるが、非常に薄い厚さを有するトンネル層１６０も容易に第１導電型半導体部１７０’ａが除去される時に共に除去できる。
これによって、図１３Ｆに示すように、半導体基板１００より小さい面積を有し、半導体基板１００の後面縁から第１距離（Ｄ１）だけ離れた第１導電型半導体部１７０及びトンネル層１６０を形成することができる。
湿式エッチングにより第１導電型半導体部１７０及びトンネル層１６０が半導体基板１００から遠ざかるにつれて面積が小さくなる形状を有することができ、側面がラウンドして形成できる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。第１導電型半導体部１７０及びトンネル層１６０の一部が反応性イオンエッチング、乾式エッチングなどの多様な方法により除去されることができ、第１導電型半導体部１７０及びトンネル層１６０の形状が異なる形状を有することができる。
アイソレーション部Ｉを形成するように第１導電型半導体部１７０及びトンネル層１６０の一部を除去した後、以後にマスク層２０２を除去することができる。マスク層２０２は物質によって多様な方法により除去できる。
一例として、マスク層２０２が酸化物、窒化物などを含む時には希釈されたフッ酸を使用した工程により除去できる。マスク層２０２は別途の工程により除去されるか、または希釈されたフッ酸を含む溶液を含む洗浄工程により自然に除去されることもできる。
このように、除去ステップ（Ｓ４）が遂行された以後、図１２に示すように、半導体基板１００の反対面に第２導電型の不純物をドーピングして第２導電型半導体部１２０を形成する第２導電型半導体部形成ステップ（Ｓ５）が遂行できる。
具体的には、図１３Ｇに示すように、第２導電型半導体部形成ステップ（Ｓ５）は、半導体基板１００の前面側に第２導電型の不純物をドーピングして第２導電型半導体部１２０を形成することができる。
このような第２導電型半導体部１２０は、知られた多様な方法により形成できる。例えば、第２導電型半導体部１２０が熱拡散法により形成できる。熱拡散法がトンネル層１６０の特性の低下を最小化しながらドーピングが可能なためである。一方、イオン注入法などはイオン注入後に高温でなされる活性化熱処理によりトンネル層１６０の特性が低下しうる。
熱拡散法を用いる場合、第２導電型半導体部形成ステップ（Ｓ５）は、図１３Ｇに示すように、半導体基板１００の側面及び後面にキャッピング膜２０４を形成し、第２導電型の不純物を含むガス雰囲気で熱処理することにより半導体基板１００の前面に第２導電型半導体部１２０を形成することができる。
第２導電型半導体部１２０がｐ型を有する場合にはＢＢｒ３を含む気体雰囲気で熱処理するか、または第２導電型半導体部１２０がｎ型を有する場合にはＰＯＣｌ３を含む気体雰囲気で熱処理することができる。このような熱処理を通じて第２導電型半導体部１２０が形成された後、キャッピング膜２０４が除去できる。キャッピング膜２０４は、第２導電型の不純物のドーピングを防げる多様な膜が使われることができ、物質に従う除去方法により除去できる。
他の例に、第２導電型半導体部形成ステップ（Ｓ５）は、図１５に示すように、半導体基板１００の前面の上に第２導電型の不純物を含む第２ドーピング層３１０を形成し、熱処理により第２ドーピング層３１０の内に含まれた第２導電型の不純物を半導体基板１００の内部に拡散させて第２導電型半導体部１２０を形成することができる。
ここで、第２ドーピング層３１０はボロンシリケートガラス（boron silicate glass；ＢＳＧ）、リンシリケートガラス（phosphorus silicate glass；ＰＳＧ）などを含むことができる。このような第２ドーピング層３１０は蒸着などにより容易に形成することができる。この際、第２ドーピング層３１０は常圧化学気相蒸着などにより形成されて半導体基板１００の後面には形成されないことがある。
以後、図１２に示すように、反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）が遂行できる。
このような反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）では、第２導電型半導体部１２０の上に第２パッシベーション膜１９０Ｂ及び反射防止膜１３０が順次に形成できる。
具体的な一例として、図１３Ｈに示すように、反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）では、第２導電型半導体部１２０の前面の上だけでなく、半導体基板１００の側面にも第２パッシベーション膜１９０Ｂ及び反射防止膜１３０が順次形成できる。
このような第２パッシベーション膜１９０Ｂまたは反射防止膜１３０は、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷、またはスプレーコーティングなどの多様な方法により形成できる。
この際、第２パッシベーション膜１９０Ｂまたは反射防止膜１３０の形成時にプラズマ誘導化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のような単面蒸着を使用すれば、前面及び／又は側面のみに第２パッシベーション膜１９０Ｂまたは反射防止膜１３０を形成することができる。したがって、第２パッシベーション膜１９０Ｂまたは反射防止膜１３０のための別途のパターニング工程を具備しなくてもよい。
以後、図１２に示すように、第１導電型半導体部１７０の上に第１パッシベーション膜１９０Ａを形成する第１パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ７）が遂行できる。
一例として、図１３Ｉに示すように、半導体基板１００の後面に位置した第１導電型半導体部１７０、半導体基板１００の後面縁の上に位置したアイソレーション部Ｉ及び半導体基板１００の側面の上に位置した第２パッシベーション膜１９０Ｂ、及び反射防止膜１３０の上に第１パッシベーション膜１９０Ａを形成することができる。
これによって、アイソレーション部Ｉによるエッジアイソレーションがなされた後に別途の工程無しで第１パッシベーション膜１９０Ａを形成しながらアイソレーション部Ｉを共にパッシベーションすることができる。
このような第１パッシベーション膜１９０Ａは、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷、またはスプレーコーティングなどの多様な方法により形成できる。
この際、第１パッシベーション膜１９０Ａまたは反射防止膜１３０の形成時に、プラズマ誘導化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）のような単面蒸着を使用すれば、後面及び／又は側面のみに第１パッシベーション膜１９０Ａを形成することができる。したがって、第１パッシベーション膜１９０Ａのための別途のパターニング工程を具備しなくてもよい。
本実施形態では、半導体基板１００の前面側を覆う第２パッシベーション膜１９０Ｂを先に形成した後、半導体基板１００の後面側を覆う第１パッシベーション膜１９０Ａを形成することを例示した。
これによれば、第１パッシベーション膜１９０Ａを形成する工程中に第１導電型半導体部１７０の特性の低下または損傷を防止することができる。特に、第１導電型半導体部１７０がエミッタ領域の時には第１導電型半導体部１７０の特性が極めて重要であるためである。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の例として、半導体基板１００の後面側を覆う第１パッシベーション膜１９０Ａを先に形成した後、半導体基板１００の前面側を覆う第２パッシベーション膜１９０Ｂを形成することもできる。
この場合には、これによって半導体基板１００の側面に半導体基板１００の後面側を覆う第１パッシベーション膜１９０Ａが位置（一例として、接触）し、この上に半導体基板１００の前面側を覆う第２パッシベーション膜１９０Ｂが位置（一例として、接触）することができる。
このように、第１パッシベーション膜１９０Ａを形成した後、図１２及び図１３Ｊに示すように、第１導電型半導体部１７０に接続される第１電極及び第２導電型半導体部１２０に接続される第２電極を形成する電極形成ステップ（Ｓ８）が遂行できる。
このような電極形成ステップ（Ｓ８）は、第１パッシベーション膜に開口部を形成するステップをさらに含むことができる。したがって、電極形成ステップ（Ｓ８）は、一例として、パターニング工程により第１及び第２パッシベーション膜１９０Ｂに第１及び第２開口部１０２、１０４を形成し、その後に第１及び第２開口部１０２、１０４の内に第１及び第２電極１５０、１４０を形成するための金属を充填しながら第１及び第２電極１５０、１４０を形成することができる。
この際、第１及び第２開口部１０２、１０４はレーザーを用いたレーザーアブレーション、またはエッチング溶液またはエッチングペースト、フォト工程などを用いた多様な方法により形成できる。そして、第１及び第２電極１５０、１４０は、メッキ法、蒸着法などの多様な方法により形成できる。
これによれば、単純な工程によりアイソレーション部Ｉを形成することができ、アイソレーション部Ｉを第１パッシベーション膜１９０Ａによりパッシベーションして表面再結合による問題を防止することができる。これによって、簡単な工程により太陽電池の不良率を低下して生産性を向上させることができる。
しかしながら、電極形成ステップ（Ｓ８）は前述したこととは異なり、第１及び第２電極形成用ペーストを第１及び第２パッシベーション膜１９０Ｂに各々スクリーン印刷などにより塗布した後、ファイヤースルー（fire through）またはレーザー焼成コンタクト（laser firing contact）などの熱処理方法を使用して、第１及び第２電極１５０、１４０を形成することも可能である。
このように、第１電極及び第２電極を印刷法と熱処理方法を用いて形成する場合には、第１及び第２電極１５０、１４０を形成する時、自然に第１及び第２開口部１０２、１０４が形成されるので、別途に第１及び第２開口部１０２、１０４を形成する工程を追加しなくてもよいので、製造工程をより単純化することができる。
このように、第１電極及び第２電極を印刷法と熱処理方法を用いて形成する場合に対してより具体的に説明すれば、次の通りである。
図１６は本発明の第２実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための順序図であり、図１７は本発明の第３実施形態に係る太陽電池を製造する方法の一例を説明するための順序図である。
図１６及び図１７では第１電極形成ステップ（工程）を除外した残りの部分は先の図１２及び図１３Ａ乃至図１５で説明したことと同一であるので省略し、異なる部分を中心に説明する。
したがって、本発明の第２実施形態及び第３実施形態に係る太陽電池を製造する方法は、先の第１実施形態の製造方法で説明したように、トンネル層形成ステップ（Ｓ１）、真性半導体層形成ステップ（Ｓ２）、第１導電型半導体部形成ステップ（Ｓ３）、除去ステップ（Ｓ４）、第２導電型半導体部形成ステップ（Ｓ５）、反射防止膜及び第２パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ６）、第１パッシベーション膜形成ステップ（Ｓ７）、及び電極形成ステップ（Ｓ８）を含むことができる。
ここで、電極形成ステップ（Ｓ８）を除外した残りのステップ(工程）は前述した第１実施形態と同一であるので、これに対する説明は省略する。
第２実施形態または第３実施形態でも、電極形成ステップ（Ｓ８）は第１電極を形成するステップと第２電極を形成するステップを含むことができるが、ここで、第２電極を形成するステップは本発明の第１実施形態に係る太陽電池製造方法と同一であるか、または第２実施形態または第３実施形態に係る第１電極形成ステップ（Ｓ８）がそのまま適用されることもできる。したがって、本発明では第２電極を形成する方法に対する特別な制限がないので、これに対する具体的な説明は省略する。
但し、第２実施形態または第３実施形態では第１電極を形成するステップが第１実施形態と異なるので、これに対して具体的に説明する。
第２実施形態または第３実施形態に係る太陽電池を製造する方法において、第１電極形成ステップ（Ｓ８）は第１フィンガー電極を形成するための第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバーを形成するための第１バスバー用ペーストを第１パッシベーション膜１９０Ａの上にプリンティングして印刷する工程と熱処理工程を含むことができる。
このような熱処理工程のうち、第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストは、第１パッシベーション膜を破って、第１導電型半導体部に接続できる。したがって、第１パッシベーション膜に開口部を形成するステップは、このような電極形成ステップの熱処理工程中に共に遂行できる。
具体的には、本発明の第２実施形態に係る太陽電池を製造する方法において、第１電極形成ステップ（Ｓ８Ａ）は、複数の第１フィンガー電極用ペースト及び第１バスバー用ペーストを第１パッシベーション膜１９０Ａの上に１回のプリンティング工程により印刷する工程（Ｓ８Ａ１）と熱処理工程（Ｓ８Ａ２）を含むことができる。
この際、第１フィンガー電極１５１を形成するための第１フィンガー電極用ペーストに含まれる材質と第１バスバー１５３を形成するための第１バスバー用ペーストに含まれる材質とは互いに同一でありうる。
以後、熱処理工程を通じて、第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続しながら、第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストが一部の第１導電型半導体部１７０の内部に陷入された後、焼成されるにつれて、図５に示すような第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３が形成できる。
併せて、熱処理工程中に第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストから金属が抽出されながら再結晶化されて、第１導電型半導体部１７０のうち、電極形成領域１７０Ａの内に金属結晶ＭＣが形成できる。
この際、熱処理工程の最高温度は７００℃乃至９００℃の間、より好ましくは７９５℃乃至８７０℃の間でありうる。
ここで、熱処理工程の最高温度を７９５℃以上とすることは、第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続するようにするためである。
併せて、熱処理工程の最高温度を８７０℃以下にすることは第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストから金属が抽出されながら再結晶化される金属結晶ＭＣがトンネル層１６０の内部まで侵入することを防止するためである。
併せて、本発明の第３実施形態に係る太陽電池を製造する方法において、第１電極形成ステップ（Ｓ８Ｂ）は、図１７に示すように、第１フィンガー電極１５１を形成するために第１フィンガー電極用ペーストを第１パッシベーション膜１９０Ａの上にプリンティングして印刷する工程（Ｓ８Ｂ１）、第１バスバー１５３を形成するために第１フィンガー電極用ペーストと異なる材質の第１バスバー用ペーストを第１パッシベーション膜１９０Ａの上にプリンティングして印刷する工程（Ｓ８Ｂ２）、及び熱処理工程（Ｓ８Ｂ３）を含むことができる。
図１７では、第１フィンガー電極用ペーストを印刷する工程（Ｓ８Ｂ１）の以後、第１バスバー用ペーストを印刷（Ｓ８Ｂ２）することと図示したが、２つ工程の順序は変わっても関係ない。
このように、図１７に示すような第１電極形成ステップ（Ｓ８）を通じて、図９に示すような第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３が形成できる。
このように、本発明の第３実施形態に係る太陽電池を製造する方法は、第１フィンガー電極用ペーストと第１バスバー用ペーストを別途の印刷工程（Ｓ８Ｂ１、Ｓ８Ｂ２）により遂行することができる。
併せて、この際、第１フィンガー電極用ペーストに含まれる材質と第１バスバー用ペーストに含まれる材質は互いに異なることがある。
より詳しくは、第１バスバー用ペーストの単位体積当たりガラスフリットの含有量を第１フィンガー電極用ペーストに含まれた単位体積当たりガラスフリットの含有量より小さくするか、またはガラスフリットが含まれないようにすることができる。
このようにする理由は、第１電極１５０を形成するための熱処理工程で、第２フィンガー電極用ペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に陷入される間、第１バスバー用ペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続されても第１導電型半導体部１７０の内部にほとんど陷入できないようにするか、または第１パッシベーション膜１９０Ａが破れないようにするためである。
このようにすることで、第１導電型半導体部１７０のバスバー形成領域１７０Ａ２に金属結晶ＭＣが形成されないようにすることができ、半導体基板１００の劣化を防止することができる。
併せて、複数の第１フィンガー電極１５１に含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量は第２電極１４０に含まれる単位体積当たりガラスフリットの含有量と同一でありうる。
これは、第２電極１４０も第２電極ペーストを塗布した後、反射防止膜１３０を破って第２導電型半導体部１２０に接続して形成できるが、第２フィンガーペーストに含まれた単位体積当たりガラスフリットの含有量を第２電極１４０と同一にすることで、同一な熱処理工程で第２電極ペーストが反射防止膜１３０を破って第２導電型半導体部１２０に陷入される速度と第２フィンガーペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に陷入される速度を互いに概略的に同一にすることができる。
これによって、第２電極１４０と第１電極１５０を形成するための熱処理工程の温度を互いに同一にしながら第１フィンガー電極１５１が第１導電型半導体部１７０に陷入される速度を制限することができる。
また、複数の第１フィンガー電極１５１に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量は複数の第１バスバー１５３に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量より多いことがある。
より具体的な一例として、複数の第１フィンガー電極１５１に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量は８０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であり、複数の第１バスバー１５３に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量は６０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下でありうる。
このように、第１フィンガー電極１５１に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量を８０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下にすることは、第２フィンガーペーストが第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０の内に陷入された状態で、金属結晶ＭＣが先の図６で説明したように十分に形成されるようにし、相対的に幅の狭い第１フィンガー電極１５１の抵抗を十分に低下するためである。
併せて、第１バスバー１５３に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量を６０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下になるようにすることで、第１バスバーペーストのうちの一部が第１パッシベーション膜１９０Ａを破って第１導電型半導体部１７０に接続されても、第１バスバーペーストに含まれた金属物質により第１導電型半導体部１７０のバスバー形成領域１７０Ａ２に金属結晶ＭＣが形成されないようにするか、または金属結晶ＭＣがたとえ形成されるとしても、先の図７で説明したように、金属結晶ＭＣがトンネル層１６０の内部に形成されないようにすることができる。
併せて、複数の第１フィンガー電極１５１に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量は第２電極１４０に含まれる単位体積当たり金属物質の含有量と同一でありうる。
このように、互いに異なる材質を有する第１フィンガー電極１５１と第１バスバー１５３を形成することによって、半導体基板１００の劣化を防止することができ、太陽電池の効率の低下をより防止することができる。
前述したように、半導体基板１００の劣化は第１電極１５０を形成するための熱処理工程中に発生することができ、熱処理工程の温度が低過ぎれば、第１電極１５０の接触抵抗が過度に高まって太陽電池の効率を防止することができる。
以上、本発明の実施形態に対して詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
本特許出願は、２０１４年１１月２８日付けで韓国に出願した特許出願番号第１０−２０１４−０１６８６２４号及び２０１５年８月３１日付けで韓国に出願した特許出願番号第１０−２０１５−０１２２８４６号に対して優先権を主張し、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。

Claims (22)

  1. 半導体基板の前面と後面及び側面の上にトンネル層を形成するトンネル層形成ステップと、
    前記トンネル層の上に第１導電型の不純物がドーピングされた第１導電型半導体部を形成する第１導電型半導体部形成ステップと、
    前記半導体基板の前面及び側面に形成された前記トンネル層及び前記第１導電型半導体部を全て除去し、前記半導体基板の後面の端に位置した、前記トンネル層及び前記第１導電型半導体部の一部を除去する除去ステップと、
    前記半導体基板の前面に第２導電型の不純物をドーピングして第２導電型半導体部を形成する第２導電型半導体部形成ステップと、を含む、太陽電池の製造方法。
  2. 前記第１導電型半導体部の上に第１パッシベーション膜を形成する第１パッシベーション膜形成ステップをさらに含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 前記第２導電型半導体部の上に第２パッシベーション膜を形成するステップをさらに含む、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 前記第２導電型半導体部は、前記半導体基板の前面に前記第２導電型の不純物を拡散させて形成する、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 前記第１導電型半導体部は、前記半導体基板の結晶構造と異なり、非晶質シリコン材質、微結晶シリコン材質、又は多結晶シリコン材質の内、いずれか１つで形成される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 前記第１パッシベーション膜の形成ステップの後、前記第１パッシベーション膜に開口部を形成するステップをさらに含む、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記第１導電型半導体部に接触する第１電極と前記第２導電型半導体部に接触する第２電極を形成する電極形成ステップをさらに含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 前記第１パッシベーション膜上に第１電極用ペーストを印刷した後、熱処理して、前記第１電極用ペーストが前記第１パッシベーション膜を貫通するようにする、第１電極形成ステップをさらに含む、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 前記第１電極形成ステップにおいて、熱処理最高温度は７９５℃乃至８７０℃である、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記第１電極形成ステップにおいて、複数の第１フィンガー電極用パターンと第１バスバー電極パターンを印刷する、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  11. 前記第１フィンガー電極用パターンと前記第１バスバー電極パターンのそれぞれに含まれる材質は同一である、請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。
  12. 前記第１電極形成ステップにおいて、第１フィンガー電極用パターンと第１バスバー電極パターンは別の印刷工程でパターニングする、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
  13. 前記第１フィンガー電極用パターンに含まれる材質と前記第１バスバー電極パターンに含まれる材質は異なる、請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
  14. 前記除去ステップにおいて、前記半導体基板の後面の内，端に位置した前記トンネル層及び前記第１導電型半導体部が除去されたアイソレーション部を形成し、
    前記第１パッシベーション膜は前記アイソレーション部を含んで前記半導体基板の後面の上を全面的に覆う、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
  15. 前記除去ステップは、
    前記半導体基板の後面で前記第１導電型半導体部の上に前記半導体基板より小さい面積を有するマスク層を形成するステップと、
    前記マスク層が形成されない部分である前記半導体基板の後面端に位置した前記第１導電型半導体部及び前記トンネル層をエッチングするステップと、
    前記マスク層を除去するステップと、を含む、請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
  16. 前記半導体基板の側面の上に前記第２パッシベーション膜が位置し、前記第２パッシベーション膜の上に前記第１パッシベーション膜が位置する、請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
  17. 前記第１導電型半導体部の形成ステップは、
    前記トンネル層の上に真性半導体層を蒸着し、前記真性半導体層に第１導電型の不純物を拡散させる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
  18. Ｎ型半導体基板の後面及び前面上にトンネル層を形成するトンネル層の形成ステップと、
    前記Ｎ型半導体基板の後面及び前面上に形成された前記トンネル層のそれぞれの上に第１導電型不純物を有する第１導電型半導体部を形成するステップと、
    前記Ｎ型半導体基板の前面に位置した前記トンネル層及び前記第１導電型半導体部の全部と前記Ｎ型半導体基板の後面の端に位置した、前記トンネル層及び前記第１導電型半導体部の一部を除去してアイソレーション部を形成するステップと、
    前記Ｎ型半導体基板の前面に第２導電型不純物を拡散して第２導電型半導体部を形成するステップと、
    前記第１導電型半導体部の上に第１パッシベーション膜を形成するステップと、
    前記第１導電型半導体部に接続される第１電極及び前記第２導電型半導体部に接続される第２電極を形成する電極形成ステップとを含む、太陽電池の製造方法。
  19. 前記第１導電型はＮ型であり、前記第２導電型はＰ型である、請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
  20. 前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型である、請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
  21. 前記第１導電型半導体部は非晶質シリコン材質、微結晶シリコン材質、又は多結晶シリコン材質のいずれか一つで形成される、請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
  22. 単結晶シリコン半導体基板の後面上にトンネル層を形成するステップと、
    前記トンネル層上に第１導電型不純物を含む第１導電型多結晶シリコン層を形成するステップと、
    前記単結晶シリコン半導体基板の前面に第２導電型の不純物をドーピングして第２導電型領域を形成するステップと、
    前記第１導電型多結晶シリコン層の上に第１パッシベーション膜を形成する第１パッシベーション膜形成ステップと、
    前記第１パッシベーション膜の上に第１電極パターンを印刷し、熱処理して、前記第１パッシベーション膜を貫通させて前記第１導電型多結晶シリコン層に接続する第１電極形成ステップと、を含む、太陽電池の製造方法。
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