JP6613252B2 - Photoelectric conversion element - Google Patents

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Description

この発明は、光電変換素子に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element.

従来、n型の結晶シリコン基板とp型の非晶質シリコン層との間に真性(i型)の非晶質シリコンを介在させて、界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面での特性を改善させた光電変換装置が知られている(下記特許文献1参照)。   Conventionally, intrinsic (i-type) amorphous silicon is interposed between an n-type crystalline silicon substrate and a p-type amorphous silicon layer to reduce defects at the interface, and characteristics at the heterojunction interface. There is known a photoelectric conversion device that improves the above (see Patent Document 1 below).

特開2010−10620号公報JP 2010-10620 A

結晶シリコンとp型非晶質シリコン層との界面に真性非晶質シリコンが形成されている裏面接合型の光電変換素子の作製に際し、メタルマスク等のシャドーマスクを用い、結晶シリコン基板の裏面にn型半導体層とp型半導体層を別々にパターニングする場合、先に形成される半導体層の位置に応じた適切な位置に、後に形成する半導体層を形成しなければならない。しかしながら、結晶シリコン基板のディンプルによる不均一な反射光等によって、先に形成される半導体層の位置が確実に認識できない場合、適切な位置にn型半導体層とp型半導体層とを形成することができず、n型半導体層とp型半導体層とが重なり、光電変換効率が低下する場合がある。   When manufacturing a back junction photoelectric conversion element in which intrinsic amorphous silicon is formed at the interface between the crystalline silicon and the p-type amorphous silicon layer, a shadow mask such as a metal mask is used to form a back surface of the crystalline silicon substrate. When the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer are separately patterned, a semiconductor layer to be formed later must be formed at an appropriate position according to the position of the semiconductor layer to be formed first. However, if the position of the previously formed semiconductor layer cannot be reliably recognized due to non-uniform reflected light due to dimples on the crystalline silicon substrate, an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are formed at appropriate positions. In some cases, the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer overlap with each other, resulting in a decrease in photoelectric conversion efficiency.

本発明は、n型半導体層とp型半導体層とが重なることによる光電変換効率の低下を低減しうる光電変換素子と、それを備えた太陽電池モジュール及び太陽光発電システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element capable of reducing a decrease in photoelectric conversion efficiency caused by overlapping an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, and a solar cell module and a photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element. And

本発明に係る光電変換素子は、半導体基板と、前記半導体基板の一方の面に形成され、第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、前記半導体基板の一方の面に形成されるとともに前記半導体基板の面内方向において前記第1非晶質半導体層に隣接して形成され、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層と、前記半導体基板の一方の面の少なくとも一部に形成されたテクスチャ構造と、前記テクスチャ構造の上に、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層の少なくとも一方の非晶質半導体層を含む光散乱層と、を備える。   A photoelectric conversion element according to the present invention is formed on a semiconductor substrate, a first amorphous semiconductor layer having a first conductivity type, formed on one surface of the semiconductor substrate, and on one surface of the semiconductor substrate. And a second amorphous semiconductor layer formed adjacent to the first amorphous semiconductor layer in the in-plane direction of the semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type; A texture structure formed on at least a part of one surface of the semiconductor substrate, and an amorphous material of at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer on the texture structure A light scattering layer including a semiconductor layer.

本発明によれば、n型半導体層とp型半導体層とが重なることによる光電変換効率の低下を低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the photoelectric conversion efficiency by an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer overlapping can be reduced.

図1Aは、実施の形態1に係る光電変換素子を上から見た模式図である。FIG. 1A is a schematic view of the photoelectric conversion element according to Embodiment 1 as viewed from above. 図1Bは、図1Aに示す光電変換素子をA−A線で切断した断面図である。1B is a cross-sectional view of the photoelectric conversion element shown in FIG. 1A cut along line AA. 図2は、大きさや形状がさまざまなピラミッド状の凹凸が複数形成されたテクスチャ構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a texture structure in which a plurality of pyramidal irregularities having various sizes and shapes are formed. 図3は、図1に示す電極および保護膜の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the electrode and the protective film shown in FIG. 図4は、図1に示すn型非晶質半導体層の詳細な構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the n-type amorphous semiconductor layer shown in FIG. 図5は、図1に示すn型非晶質半導体層の他の詳細な構造を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another detailed structure of the n-type amorphous semiconductor layer shown in FIG. 図6は、図1に示す光電変換素子の製造方法を示す第1の工程図である。FIG. 6 is a first process diagram showing a method of manufacturing the photoelectric conversion element shown in FIG. 図7は、図1に示す光電変換素子の製造方法を示す第2の工程図である。FIG. 7 is a second process diagram illustrating a method for manufacturing the photoelectric conversion element illustrated in FIG. 1. 図8は、図1に示す光電変換素子の製造方法を示す第3の工程図である。FIG. 8 is a third process diagram illustrating a method for manufacturing the photoelectric conversion element illustrated in FIG. 1. 図9は、図1に示す光電変換素子の製造方法を示す第4の工程図である。FIG. 9 is a fourth process diagram illustrating the method for manufacturing the photoelectric conversion element illustrated in FIG. 1. 図10は、図1に示す光電変換素子の製造方法を示す第5の工程図である。FIG. 10 is a fifth process diagram illustrating the method for manufacturing the photoelectric conversion element illustrated in FIG. 1. 図11Aは、実施の形態1におけるn型非晶質半導体層を形成する際に用いるシャドーマスクを上から見た模式図である。FIG. 11A is a schematic view of the shadow mask used when forming the n-type amorphous semiconductor layer in the first embodiment as viewed from above. 図11Bは、実施の形態1におけるp型非晶質半導体層を形成する際に用いるシャドーマスクを上から見た模式図である。FIG. 11B is a schematic view of the shadow mask used when forming the p-type amorphous semiconductor layer in Embodiment 1 as viewed from above. 図11Cは、図11Bに示すシャドーマスクの位置合わせを説明する模式図である。FIG. 11C is a schematic diagram for explaining alignment of the shadow mask shown in FIG. 11B. 図12の(a)〜(d)は、裏面の状態が各々異なる半導体基板にアライメントマークを形成した場合のアライメントマークの光学顕微鏡画像の比較例を示す図である。(A)-(d) of FIG. 12 is a figure which shows the comparative example of the optical microscope image of the alignment mark at the time of forming the alignment mark in the semiconductor substrate from which the state of a back surface differs, respectively. 図13Aは、図1に示す光電変換素子の裏面側から見た平面図である。FIG. 13A is a plan view seen from the back side of the photoelectric conversion element shown in FIG. 1. 図13Bは、配線シートの平面図である。FIG. 13B is a plan view of the wiring sheet. 図14Aは、実施の形態2による光電変換素子を上から見た模式図である。FIG. 14A is a schematic view of the photoelectric conversion element according to Embodiment 2 as viewed from above. 図14Bは、図14Aに示す光電変換素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 14B is a process diagram illustrating a method for manufacturing the photoelectric conversion element illustrated in FIG. 14A. 図14Cは、実施の形態2による他の例の半導体基板を上から見た模式図である。FIG. 14C is a schematic view of another example semiconductor substrate according to Embodiment 2 as viewed from above. 図15Aは、実施の形態3におけるn型非晶質半導体層を形成する際に用いるシャドーマスクを上から見た模式図である。FIG. 15A is a schematic view of a shadow mask used when forming an n-type amorphous semiconductor layer in Embodiment 3 as viewed from above. 図15Bは、実施の形態3におけるp型非晶質半導体層を形成する際に用いるシャドーマスクを上から見た模式図である。FIG. 15B is a schematic view of the shadow mask used when forming the p-type amorphous semiconductor layer in the third embodiment as viewed from above. 図16は、実施の形態3における半導体基板を上から見た模式図である。FIG. 16 is a schematic view of the semiconductor substrate according to the third embodiment as viewed from above. 図17は、実施の形態4に係る光電変換素子の構成を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a photoelectric conversion element according to Embodiment 4. 図18は、図17に示す光電変換素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 18 is a process diagram showing a method of manufacturing the photoelectric conversion element shown in FIG. 図19は、図17に示す光電変換素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 19 is a process diagram showing a method of manufacturing the photoelectric conversion element shown in FIG. 図20は、図17に示す光電変換素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 20 is a process diagram showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element shown in FIG. 17. 図21は、図17に示す光電変換素子の製造方法を示す工程図である。FIG. 21 is a process diagram showing a method of manufacturing the photoelectric conversion element shown in FIG. 図22は、実施の形態5による光電変換素子を備える光電変換モジュールの構成を示す概略図である。FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a configuration of a photoelectric conversion module including the photoelectric conversion element according to the fifth embodiment. 図23は、実施の形態6による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a configuration of a photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to the sixth embodiment. 図24は、図23に示す光電変換モジュールアレイの構成を示す概略図である。24 is a schematic diagram showing the configuration of the photoelectric conversion module array shown in FIG. 図25は、実施の形態6による光電変換素子を備える別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。FIG. 25 is a schematic diagram illustrating a configuration of another photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to the sixth embodiment. 図26は、実施の形態7による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。FIG. 26 is a schematic diagram illustrating a configuration of a photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to the seventh embodiment. 図27は、実施の形態7による光電変換素子を備える別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a configuration of another photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to the seventh embodiment.

本発明の一実施形態に係る光電変換素子は、半導体基板と、前記半導体基板の一方の面に形成され、第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、前記半導体基板の一方の面に形成されるとともに前記半導体基板の面内方向において前記第1非晶質半導体層に隣接して形成され、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層と、前記半導体基板の一方の面の少なくとも一部に形成されたテクスチャ構造と、前記テクスチャ構造の上に、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層の少なくとも一方の非晶質半導体層を含む光散乱層と、を備える(第1の構成)。   A photoelectric conversion element according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a first amorphous semiconductor layer having a first conductivity type formed on one surface of the semiconductor substrate, and one of the semiconductor substrates. A second amorphous layer formed on the surface and adjacent to the first amorphous semiconductor layer in an in-plane direction of the semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type A semiconductor layer; a texture structure formed on at least a part of one surface of the semiconductor substrate; and at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer on the texture structure. A light scattering layer including the amorphous semiconductor layer (first configuration).

第1の構成によれば、半導体基板の一方の面の少なくとも一部に、テクスチャ構造が形成され、テクスチャ構造の上に第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層の少なくとも一方の非晶質半導体層を含む光散乱層を有する。光散乱層におけるテクスチャ構造によって、光散乱層の反射率は略均一となるため、光散乱層の位置を特定しやすくなる。そのため、光散乱層における第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層の少なくとも一方の位置を特定することができ、第1非晶質半導体層と第2非晶質半導体層とが重ならないように第1非晶質半導体層と第2非晶質半導体層とを形成することができる。   According to the first configuration, a texture structure is formed on at least a part of one surface of the semiconductor substrate, and at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer is formed on the texture structure. A light scattering layer including an amorphous semiconductor layer is included. Since the reflectance of the light scattering layer becomes substantially uniform due to the texture structure in the light scattering layer, the position of the light scattering layer can be easily specified. Therefore, the position of at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer in the light scattering layer can be specified, and the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are The first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer can be formed so as not to overlap.

第2の構成は、第1の構成において、前記光散乱層は、前記半導体基板の一方の面において、前記第1非晶質半導体層と前記第2非晶質半導体層が形成される領域と異なる領域に形成され、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層の一方を形成する際の位置の調整に用いるアライメント部であることとしてもよい。   According to a second configuration, in the first configuration, the light scattering layer includes a region where the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed on one surface of the semiconductor substrate. It is good also as being an alignment part formed in a different region and used for adjusting the position when forming one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer.

第2の構成によれば、アライメント部は、第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層が形成される領域とは異なる領域に形成され、第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層の一方を形成する際の位置の調整に用いられる。そのため、第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層が形成される領域にアライメント部が形成される場合と比べ、アライメント部の位置を特定しやすく、第1非晶質半導体層と第2非晶質半導体層とが重ならないように、より適切な位置に第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層を形成することができる。   According to the second configuration, the alignment unit is formed in a region different from a region where the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed, and the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed. It is used to adjust the position when forming one of the amorphous semiconductor layers. Therefore, compared with the case where the alignment part is formed in the region where the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed, the position of the alignment part can be easily specified, The first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer can be formed at more appropriate positions so as not to overlap with the second amorphous semiconductor layer.

第3の構成は、第2の構成において、前記アライメント部は、前記光電変換素子を識別する識別情報を含むこととしてもよい。   According to a third configuration, in the second configuration, the alignment unit may include identification information for identifying the photoelectric conversion element.

第3の構成によれば、アライメント部の識別情報によって光電変換素子を識別することができる。   According to the third configuration, the photoelectric conversion element can be identified by the identification information of the alignment unit.

第4の構成は、第1の構成において、前記光散乱層は、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層の少なくとも一方が形成された領域に形成され、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層の一方を形成する際の位置の調整に用いるためのアライメント部であることとしてもよい。   According to a fourth configuration, in the first configuration, the light scattering layer is formed in a region where at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer is formed. It may be an alignment part for use in adjusting the position when forming one of the amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer.

第4の構成によれば、アライメント部が第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層が形成される領域と異なる領域に形成される場合と比べ、半導体基板の一方の面における第1非晶質半導体層及び第2非晶質半導体層が形成される領域を大きくすることができる。   According to the fourth configuration, as compared with the case where the alignment portion is formed in a region different from the region where the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed, the first portion on one surface of the semiconductor substrate is formed. A region where the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed can be enlarged.

第5の構成は、第1の構成において、前記光散乱層は、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層の少なくとも一方が形成された領域に形成され、前記第1非晶質半導体層及び前記第2非晶質半導体層が形成された位置の検査に用いるための検査部であることとしてもよい。   According to a fifth configuration, in the first configuration, the light scattering layer is formed in a region where at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer is formed. It may be an inspection part for use in inspection of the position where the amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed.

第5の構成によれば、検査部におけるテクスチャ構造によって、第1非晶質半導体層と第2非晶質半導体層の少なくとも一方が形成された位置を特定しやすくなるため、第1非晶質半導体層と第2非晶質半導体層が適切な位置に形成されているか否か検査することができる。   According to the fifth configuration, it is easy to specify the position where at least one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer is formed by the texture structure in the inspection unit. It can be inspected whether the semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed at appropriate positions.

第6の構成は、第1から第5のいずれかの構成において、前記光散乱層は、さらに、前記一方の半導体層と前記半導体基板の一方の面との間に真性非晶質半導体層を含むこととしてもよい。   According to a sixth configuration, in any one of the first to fifth configurations, the light scattering layer further includes an intrinsic amorphous semiconductor layer between the one semiconductor layer and one surface of the semiconductor substrate. It may be included.

第6の構成によれば、光散乱層における非晶質半導体層が先に形成される場合、光散乱層の膜厚は当該非晶質半導体層が形成されていない領域よりも厚くなるため、光散乱層のコントラストが高くなる。その結果、光散乱層が形成されている位置がより特定しやすくなり、後に形成される非晶質半導体層をより適切な位置に形成できる。   According to the sixth configuration, when the amorphous semiconductor layer in the light scattering layer is formed first, the thickness of the light scattering layer is thicker than the region where the amorphous semiconductor layer is not formed. The contrast of the light scattering layer is increased. As a result, the position where the light scattering layer is formed can be more easily specified, and an amorphous semiconductor layer formed later can be formed at a more appropriate position.

第7の構成は、第1から第6のいずれかの構成において、前記テクスチャ構造を平面視した場合に、前記テクスチャ構造の凸部の外接円の直径の平均値は、15μm未満であることとしてもよい。   According to a seventh configuration, in any one of the first to sixth configurations, when the texture structure is viewed in plan, an average diameter of circumscribed circles of the convex portions of the texture structure is less than 15 μm. Also good.

第6の構成によれば、半導体基板の一方の面からの反射光量が小さくなるため、アライメント部の位置を特定しやすくなる。   According to the sixth configuration, since the amount of reflected light from one surface of the semiconductor substrate is reduced, the position of the alignment unit can be easily specified.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。また、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. Further, in order to make the explanation easy to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or some components are omitted. Further, the dimensional ratio between the constituent members shown in each drawing does not necessarily indicate an actual dimensional ratio.

この明細書においては、非晶質半導体層は、微結晶相を含んで良いものとする。微結晶相は、平均粒子径が1〜50nmである結晶を含む。   In this specification, the amorphous semiconductor layer may include a microcrystalline phase. The microcrystalline phase includes crystals having an average particle diameter of 1 to 50 nm.

[実施の形態1]
図1Aは、実施の形態1による光電変換素子を上から見た模式図である。また、図1Bは、図1Aに示す光電変換素子10をA−A線で切断した光電変換素子10の構成を示す断面図である。図1Aを参照して、光電変換素子10は、半導体基板1の一方の面の面内方向において、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が交互に配置されている。
また、半導体基板1の一方の面には、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5とが形成されている領域と異なる領域にアライメントマーク4Mが形成されている。以下、光電変換素子10の具体的な構成について説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1A is a schematic view of the photoelectric conversion element according to Embodiment 1 as viewed from above. Moreover, FIG. 1B is sectional drawing which shows the structure of the photoelectric conversion element 10 which cut | disconnected the photoelectric conversion element 10 shown to FIG. 1A by the AA line. Referring to FIG. 1A, in photoelectric conversion element 10, n-type amorphous semiconductor layers 4 and p-type amorphous semiconductor layers 5 are alternately arranged in the in-plane direction of one surface of semiconductor substrate 1. .
An alignment mark 4M is formed on one surface of the semiconductor substrate 1 in a region different from the region where the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed. Hereinafter, a specific configuration of the photoelectric conversion element 10 will be described.

図1A及び1Bを参照して、光電変換素子10は、半導体基板1と、反射防止膜2と、パッシベーション膜3と、n型非晶質半導体層4と、p型非晶質半導体層5と、電極6,7と、保護膜8と、アライメントマーク4Mとを備える。   1A and 1B, the photoelectric conversion element 10 includes a semiconductor substrate 1, an antireflection film 2, a passivation film 3, an n-type amorphous semiconductor layer 4, and a p-type amorphous semiconductor layer 5. Electrodes 6 and 7, a protective film 8, and an alignment mark 4M.

半導体基板1において反射防止膜2が形成された面から太陽光が入射される。以下、反射防止膜2が形成された面を「受光面」、n型非晶質半導体層4と、p型非晶質半導体層5が形成された面を「裏面」と呼ぶ。   Sunlight is incident from the surface of the semiconductor substrate 1 on which the antireflection film 2 is formed. Hereinafter, the surface on which the antireflection film 2 is formed is referred to as a “light-receiving surface”, and the surface on which the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed is referred to as a “back surface”.

半導体基板1は、例えば、n型単結晶シリコン基板からなる。半導体基板1は、例えば、100〜150μmの厚さを有する。そして、半導体基板1は、図1に示すように基板の両面にテクスチャ構造が形成されている。本実施形態におけるテクスチャのサイズは15μm未満である。テクスチャサイズの詳細については後述する。   The semiconductor substrate 1 is made of, for example, an n-type single crystal silicon substrate. The semiconductor substrate 1 has a thickness of 100 to 150 μm, for example. The semiconductor substrate 1 has texture structures formed on both sides of the substrate as shown in FIG. The size of the texture in this embodiment is less than 15 μm. Details of the texture size will be described later.

反射防止膜2は、半導体基板1の受光面に接して配置される。   The antireflection film 2 is disposed in contact with the light receiving surface of the semiconductor substrate 1.

パッシベーション膜3は、半導体基板1の裏面に接して配置される。   The passivation film 3 is disposed in contact with the back surface of the semiconductor substrate 1.

n型非晶質半導体層4は、パッシベーション膜3に接して配置される。   The n-type amorphous semiconductor layer 4 is disposed in contact with the passivation film 3.

p型非晶質半導体層5は、パッシベーション膜3に接し、半導体基板1の面内方向においてn型非晶質半導体層4に隣接して配置される。より詳しくは、p型非晶質半導体層5は、半導体基板1の面内方向においてn型非晶質半導体層4との間で所望の間隔を隔てて配置される。   The p-type amorphous semiconductor layer 5 is in contact with the passivation film 3 and is disposed adjacent to the n-type amorphous semiconductor layer 4 in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1. More specifically, the p-type amorphous semiconductor layer 5 is arranged at a desired distance from the n-type amorphous semiconductor layer 4 in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1.

n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5は、半導体基板1の面内方向において交互に配置される。   The n-type amorphous semiconductor layers 4 and the p-type amorphous semiconductor layers 5 are alternately arranged in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1.

図1Bではアライメントマーク4Mが図示されていないが、アライメントマーク4Mは、n型非晶質半導体層4と同じ半導体層を含み、アライメントマーク4Mの上部にはp型非晶質半導体層5と同じ半導体層が堆積されている。光電変換素子10の具体的な製造方法は後述するが、本実施の形態では、n型非晶質半導体層4を形成した後、p型非晶質半導体層5が形成される。アライメントマーク4Mは、p型非晶質半導体層5を形成する際に用いるシャドーマスクの位置の調整に用いられる。   Although alignment mark 4M is not shown in FIG. 1B, alignment mark 4M includes the same semiconductor layer as n-type amorphous semiconductor layer 4, and is the same as p-type amorphous semiconductor layer 5 above alignment mark 4M. A semiconductor layer is deposited. Although a specific method for manufacturing the photoelectric conversion element 10 will be described later, in this embodiment, after the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed, the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed. The alignment mark 4M is used for adjusting the position of a shadow mask used when the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed.

本実施の形態において、アライメントマーク4Mは、光散乱層の一例である。光散乱層は、半導体基板1の裏面の少なくとも一部に形成されたテクスチャ構造と、n型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5の少なくとも一方と同じ非晶質半導体層を含む。本実施の形態では、アライメントマーク4Mは、p型非晶質半導体層5を形成する際のシャドーマスクの位置の調整に用いられるアライメント部として機能する。   In the present embodiment, alignment mark 4M is an example of a light scattering layer. The light scattering layer includes a texture structure formed on at least a part of the back surface of the semiconductor substrate 1 and the same amorphous semiconductor layer as at least one of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5. Including. In the present embodiment, the alignment mark 4M functions as an alignment unit used for adjusting the position of the shadow mask when the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed.

電極6は、n型非晶質半導体層4上に、n型非晶質半導体層4に接して配置される。   The electrode 6 is disposed on the n-type amorphous semiconductor layer 4 in contact with the n-type amorphous semiconductor layer 4.

電極7は、p型非晶質半導体層5上に、p型非晶質半導体層5に接して配置される。   The electrode 7 is disposed on the p-type amorphous semiconductor layer 5 in contact with the p-type amorphous semiconductor layer 5.

保護膜8は、パッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4、p型非晶質半導体層5および電極6,7に接して配置される。より詳しくは、保護膜8は、隣接するn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5間において、n型非晶質半導体層4、p型非晶質半導体層5および電極6,7の一部に接して配置されるとともに、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5との間に配置されたパッシベーション膜3の一部に接して配置される。そして、保護膜8は、電極6,7上に開口部8Aを有し、電極6,7の端から電極6,7の内側へ向かって5μm以上の領域に形成される。   The protective film 8 is disposed in contact with the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type amorphous semiconductor layer 5, and the electrodes 6 and 7. More specifically, the protective film 8 includes the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type amorphous semiconductor layer 5, and the electrode between the adjacent n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5. 6 and 7 and a portion of the passivation film 3 disposed between the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5. . The protective film 8 has an opening 8A on the electrodes 6 and 7, and is formed in a region of 5 μm or more from the ends of the electrodes 6 and 7 toward the inside of the electrodes 6 and 7.

反射防止膜2は、例えば、窒化シリコン膜からなり、例えば、60nmの膜厚を有する。また反射防止層2と受光面の間に、真性非晶質半導体層や、n型、p型の導電型の非晶質半導体層が挿入されていてもよい。この場合、受光面のパッシベーション性を向上することができるため好ましい。   The antireflection film 2 is made of, for example, a silicon nitride film and has a film thickness of, for example, 60 nm. An intrinsic amorphous semiconductor layer or an n-type or p-type conductive amorphous semiconductor layer may be inserted between the antireflection layer 2 and the light receiving surface. In this case, it is preferable because the passivation property of the light receiving surface can be improved.

パッシベーション膜3は、例えば、非晶質シリコン、非晶質シリコンの酸化物、非晶質シリコンの窒化物、非晶質シリコンの酸窒化物、および多結晶シリコンのいずれかからなる。   The passivation film 3 is made of, for example, any of amorphous silicon, amorphous silicon oxide, amorphous silicon nitride, amorphous silicon oxynitride, and polycrystalline silicon.

パッシベーション膜3が非晶質シリコンの酸化物からなる場合、パッシベーション膜3は、シリコンの熱酸化膜からなっていてもよいし、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法等の気相成膜法によって形成されたシリコンの酸化物からなっていてもよい。   In the case where the passivation film 3 is made of an oxide of amorphous silicon, the passivation film 3 may be made of a silicon thermal oxide film or formed by a vapor phase film forming method such as a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method. It may be made of a silicon oxide.

パッシベーション膜3は、例えば、1〜20nmの膜厚を有し、好ましくは、3〜8nmの膜厚を有する。そして、パッシベーション膜3がシリコンの絶縁膜からなる場合、パッシベーション膜3は、キャリア(電子および正孔)がトンネル可能な膜厚を有する。実施の形態1においては、パッシベーション膜3は、シリコンの熱酸化膜からなり、パッシベーション膜3の膜厚は、2nmに設定されている。   The passivation film 3 has a thickness of 1 to 20 nm, for example, and preferably has a thickness of 3 to 8 nm. When the passivation film 3 is made of a silicon insulating film, the passivation film 3 has a film thickness that allows carriers (electrons and holes) to tunnel. In the first embodiment, the passivation film 3 is made of a silicon thermal oxide film, and the thickness of the passivation film 3 is set to 2 nm.

n型非晶質半導体層4は、n型の導電型を有し、水素を含有する非晶質半導体層である。n型非晶質半導体層4は、例えば、n型非晶質シリコン、n型非晶質シリコンゲルマニウム、n型非晶質ゲルマニウム、n型非晶質シリコンカーバイド、n型非晶質シリコンナイトライド、n型非晶質シリコンオキサイド、n型非晶質シリコンオキシナイトライド、およびn型非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。n型非晶質半導体層4は、例えば、n型ドーパントとしてリン(P)を含む。そして、n型非晶質半導体層4は、例えば、5〜50nmの膜厚を有する。   The n-type amorphous semiconductor layer 4 is an amorphous semiconductor layer having n-type conductivity and containing hydrogen. The n-type amorphous semiconductor layer 4 includes, for example, n-type amorphous silicon, n-type amorphous silicon germanium, n-type amorphous germanium, n-type amorphous silicon carbide, and n-type amorphous silicon nitride. N-type amorphous silicon oxide, n-type amorphous silicon oxynitride, n-type amorphous silicon carbon oxide, and the like. The n-type amorphous semiconductor layer 4 includes, for example, phosphorus (P) as an n-type dopant. The n-type amorphous semiconductor layer 4 has a thickness of 5 to 50 nm, for example.

p型非晶質半導体層5は、p型の導電型を有し、水素を含有する非晶質半導体層である。p型非晶質半導体層5は、例えば、p型非晶質シリコン、p型非晶質シリコンゲルマニウム、p型非晶質ゲルマニウム、p型非晶質シリコンカーバイド、p型非晶質シリコンナイトライド、p型非晶質シリコンオキサイド、p型非晶質シリコンオキシナイトライド、およびp型非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。p型非晶質半導体層5は、例えば、p型ドーパントとしてボロン(B)を含む。そして、p型非晶質半導体層5は、例えば、5〜50nmの膜厚を有する。   The p-type amorphous semiconductor layer 5 is an amorphous semiconductor layer having p-type conductivity and containing hydrogen. The p-type amorphous semiconductor layer 5 includes, for example, p-type amorphous silicon, p-type amorphous silicon germanium, p-type amorphous germanium, p-type amorphous silicon carbide, and p-type amorphous silicon nitride. , P-type amorphous silicon oxide, p-type amorphous silicon oxynitride, p-type amorphous silicon carbon oxide, and the like. The p-type amorphous semiconductor layer 5 includes, for example, boron (B) as a p-type dopant. The p-type amorphous semiconductor layer 5 has a thickness of 5 to 50 nm, for example.

[テクスチャサイズの定義]
ここで、テクスチャサイズについて説明する。本明細書において、テクスチャのサイズとは、半導体基板1の主面を平面視した状態、すなわち半導体基板1の主面に対して垂直上方から見た状態におけるサイズを意味する。テクスチャの具体例としては、主面が(100)面であるn型単結晶シリコン基板に、異方性エッチングを施すことによって得られるピラミッド状(四角錐状や四角錐台状)の凹凸構造がある。実際のテクスチャは、図2に示すように、大きさや形状がさまざまなピラミッド状の凹凸が複数形成されている。この凹凸には、重なり合っているものや、変形したものも含まれている。
[Definition of texture size]
Here, the texture size will be described. In the present specification, the texture size means a size in a state in which the main surface of the semiconductor substrate 1 is viewed in a plane, that is, in a state viewed from vertically above the main surface of the semiconductor substrate 1. As a specific example of the texture, there is a pyramidal (quadrangular pyramid or quadrangular frustum-shaped) uneven structure obtained by performing anisotropic etching on an n-type single crystal silicon substrate having a (100) principal surface. is there. As shown in FIG. 2, the actual texture has a plurality of pyramidal irregularities of various sizes and shapes. This unevenness includes overlapping and deformed ones.

本実施の形態では、テクスチャを平面視した場合に、テクスチャの凸部の外接円の直径の平均値をテクスチャのサイズと定義する。ここでは、下記の方法により、テクスチャのサイズを求めた。   In the present embodiment, when the texture is viewed in plan, the average value of the diameter of the circumscribed circle of the texture convex portion is defined as the texture size. Here, the size of the texture was obtained by the following method.

半導体基板1の主面において100μm×100μmの大きさの領域を抽出し、抽出した領域に含まれるピラミッド状の凹凸の側面の斜線長(平面視における斜線長)rのうち、斜線長rが長いものから順に20個(r1、r2、…、r20)を検出する。そして、検出した20個の斜線長r(r1、r2、…、r20)の平均値raveの2倍をテクスチャ構造のサイズとする。これは、半導体基板1の主面における100μm×100μmの大きさの領域内で、テクスチャを平面視した場合に、ピラミッド状の凸部の外接円の直径Rのうち、長いものから順に20個(R1、R2、…、R20)を検出し、検出した20個の外接円の直径Rの平均長と等しい。   A region having a size of 100 μm × 100 μm is extracted from the main surface of the semiconductor substrate 1, and the oblique line length r is long among the oblique line lengths (the oblique line length in plan view) r of the side surface of the pyramidal unevenness included in the extracted region. Twenty (r1, r2,..., R20) are detected in order from the one. Then, the size of the texture structure is set to twice the average value rave of the detected 20 oblique line lengths r (r1, r2,..., R20). This is because, in a region of 100 μm × 100 μm in the main surface of the semiconductor substrate 1, when the texture is viewed in plan, the diameter R of the circumscribed circle of the pyramid-shaped convex portion is 20 in order from the longest ( R1, R2,..., R20) are detected and equal to the average length of the diameters R of the 20 circumscribed circles detected.

なお、ピラミッド状の凹凸の底面の一辺の長さに基づいて、テクスチャのサイズを定義してもいいし、ピラミッド状の凹凸の高さに基づいて、テクスチャのサイズを定義してもよい。例えば、ピラミッド状の凹凸の形状が、正方形の底面を有する四角錐である場合、底面の一辺の長さaは、平面視した側面の斜線長rとa=2×r/√2の関係がある。また、底面と、側面の斜辺との成す角θをテクスチャの傾斜角とした場合、高さbは、b=r×tanθの関係がある。   The size of the texture may be defined based on the length of one side of the bottom surface of the pyramidal unevenness, or the size of the texture may be defined based on the height of the pyramidal unevenness. For example, when the shape of the pyramidal irregularities is a quadrangular pyramid having a square bottom surface, the length a of one side of the bottom surface has a relationship of a diagonal line length r of the side surface in a plan view and a = 2 × r / √2. is there. When the angle θ formed between the bottom surface and the oblique side of the side surface is the texture inclination angle, the height b has a relationship of b = r × tan θ.

次に、電極6、7及び保護膜8の具体的な構造について説明する。図3は、図1に示す電極6,7および保護膜8の拡大図である。図3の(a)は、電極6が形成されている部分の拡大図であり、図3の(b)は、電極7が形成されている部分の拡大図である。なお、図3では、電極6,7および保護膜8の構造を分かり易くするため、半導体基板1の裏面が平坦であり、平坦なパッシベーション膜3の上にn型非晶質半導体層4、及びp型非晶質半導体層5が形成されている構造を図示している。実際には、テクスチャが形成された半導体基板1の裏面にパッシベーション膜3が形成され、凹凸形状を有するパッシベーション膜3の上にn型非晶質半導体層4、及びp型非晶質半導体層5が形成されている。   Next, specific structures of the electrodes 6 and 7 and the protective film 8 will be described. FIG. 3 is an enlarged view of the electrodes 6 and 7 and the protective film 8 shown in FIG. 3A is an enlarged view of a portion where the electrode 6 is formed, and FIG. 3B is an enlarged view of a portion where the electrode 7 is formed. In FIG. 3, in order to make the structures of the electrodes 6, 7 and the protective film 8 easy to understand, the back surface of the semiconductor substrate 1 is flat, and the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the flat passivation film 3 are formed on the flat passivation film 3. The structure in which the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed is illustrated. Actually, the passivation film 3 is formed on the back surface of the textured semiconductor substrate 1, and the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed on the passivation film 3 having an uneven shape. Is formed.

図3の(a)に示すように、電極6は、導電層6a、6bからなる。導電層6aは、n型非晶質半導体層4に接して配置される。導電層6bは、導電層6aに接して配置される。保護膜8の開口部8Aの幅をLとし、電極6,7の端から開口部8Aまでの距離をHとした場合、導電層6a,6bは、n型非晶質半導体層4の面内方向において、n型非晶質半導体層4の中心から両側にH+L/2の範囲に形成される。幅Lは、例えば、20μm以上であり、好ましくは、100μm以上である。幅Lがこのような値に設定されることによって、外部配線と電極6,7との密着性を確保できるとともに、コンタクト抵抗を低下できる。また、距離Hは、電極6,7と保護膜8との密着性を考慮すると、例えば、5μm以上である。   As shown in FIG. 3A, the electrode 6 includes conductive layers 6a and 6b. Conductive layer 6 a is disposed in contact with n-type amorphous semiconductor layer 4. The conductive layer 6b is disposed in contact with the conductive layer 6a. When the width of the opening 8A of the protective film 8 is L and the distance from the ends of the electrodes 6 and 7 to the opening 8A is H, the conductive layers 6a and 6b are in-plane with the n-type amorphous semiconductor layer 4. In the direction, the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed in a range of H + L / 2 on both sides from the center. The width L is, for example, 20 μm or more, and preferably 100 μm or more. By setting the width L to such a value, the adhesion between the external wiring and the electrodes 6 and 7 can be secured, and the contact resistance can be lowered. The distance H is, for example, 5 μm or more in consideration of the adhesion between the electrodes 6 and 7 and the protective film 8.

図3の(b)に示すように、電極7は、導電層7a,7bからなる。導電層7aは、p型非晶質半導体層5に接して配置される。導電層7bは、導電層7aに接して配置される。導電層7a,7bは、p型非晶質半導体層5の面内方向において、p型非晶質半導体層5の中心から両側にH+L/2の範囲に形成される。   As shown in FIG. 3B, the electrode 7 includes conductive layers 7a and 7b. Conductive layer 7 a is disposed in contact with p-type amorphous semiconductor layer 5. The conductive layer 7b is disposed in contact with the conductive layer 7a. The conductive layers 7 a and 7 b are formed in a range of H + L / 2 on both sides from the center of the p-type amorphous semiconductor layer 5 in the in-plane direction of the p-type amorphous semiconductor layer 5.

その結果、電極6,7の各々は、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5の面内方向において、2H+Lの長さを有する。   As a result, each of the electrodes 6 and 7 has a length of 2H + L in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5.

図3の(a)(b)に示すように、保護膜8は、例えば、保護層8a,8bの2層構造からなる。保護膜8がn型非晶質半導体層4上に形成される場合、保護層8aは、パッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4および電極6に接して配置される。保護層8bは、保護層8aに接して配置される。保護膜8がp型非晶質半導体層5上に形成される場合、保護層8aは、パッシベーション膜3、p型非晶質半導体層5および電極7に接して配置される。保護層8bは、保護層8aに接して配置される。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the protective film 8 has, for example, a two-layer structure of protective layers 8a and 8b. When the protective film 8 is formed on the n-type amorphous semiconductor layer 4, the protective layer 8 a is disposed in contact with the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the electrode 6. The protective layer 8b is disposed in contact with the protective layer 8a. When the protective film 8 is formed on the p-type amorphous semiconductor layer 5, the protective layer 8 a is disposed in contact with the passivation film 3, the p-type amorphous semiconductor layer 5 and the electrode 7. The protective layer 8b is disposed in contact with the protective layer 8a.

そして、n型非晶質半導体層4の面内方向において、電極6の端よりもn型非晶質半導体層4の外側の領域をギャップ領域G1と言い、p型非晶質半導体層5の面内方向において、電極7の端よりもp型非晶質半導体層5の外側の領域をギャップ領域G2と言う。その結果、n型非晶質半導体層4の面内方向においてn型非晶質半導体層4の両側にギャップ領域G1が存在する。また、p型非晶質半導体層5の面内方向においてp型非晶質半導体層5の両側にギャップ領域G2が存在する。   In the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 4, a region outside the n-type amorphous semiconductor layer 4 from the end of the electrode 6 is referred to as a gap region G 1, and the p-type amorphous semiconductor layer 5 A region outside the end of the electrode 7 in the in-plane direction of the p-type amorphous semiconductor layer 5 is referred to as a gap region G2. As a result, the gap region G1 exists on both sides of the n-type amorphous semiconductor layer 4 in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 4. In addition, a gap region G <b> 2 exists on both sides of the p-type amorphous semiconductor layer 5 in the in-plane direction of the p-type amorphous semiconductor layer 5.

保護膜8がパッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4および電極6に接して配置されるとともにパッシベーション膜3、p型非晶質半導体層5および電極7に接して配置される結果、半導体基板1の面内方向において隣接するn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5の領域では、ギャップ領域G(=G1+G2)が存在し、保護膜8は、図1に示すように、電極6,7およびギャップ領域G上に形成されることになる。このギャップ領域Gは、パッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5がむき出しになった領域であり、例えば、20μm〜500μmの幅を有する。   As a result of the protective film 8 being disposed in contact with the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the electrode 6, and being disposed in contact with the passivation film 3, the p-type amorphous semiconductor layer 5 and the electrode 7, the semiconductor In the region of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 adjacent in the in-plane direction of the substrate 1, there is a gap region G (= G1 + G2), and the protective film 8 is shown in FIG. Thus, the electrodes 6 and 7 and the gap region G are formed. The gap region G is a region where the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are exposed, and has a width of 20 μm to 500 μm, for example.

電極6、7が例えば銀(Ag)やアルミニウム(Al)で構成されている場合、電極6、7の反射率は90%以上となる。半導体基板1の裏面には、800−1200nm程度の長波長領域の光が到達する。半導体基板1の受光面から入射してきた光が、電極6、7が設けられている領域n、pに入射すると、電極6、7によって反射されて半導体基板1内に戻り、半導体基板1に吸収される。しかし、電極6、7が設けられていないギャップ領域G(図1参照)に光が入射した場合、電極6、7による反射が無いため、半導体基板1の裏面側に光が抜け、入射光を有効に利用できない場合がある。ギャップ領域Gの幅が広くなると、電極6、7で反射されない光が増えるため、好ましくない。このため、ギャップ領域Gの幅は500μm以下が好ましく、300μm以下であることがより好ましい。   When the electrodes 6 and 7 are made of, for example, silver (Ag) or aluminum (Al), the reflectance of the electrodes 6 and 7 is 90% or more. Light on a long wavelength region of about 800 to 1200 nm reaches the back surface of the semiconductor substrate 1. When light incident from the light receiving surface of the semiconductor substrate 1 enters the regions n and p where the electrodes 6 and 7 are provided, the light is reflected by the electrodes 6 and 7 and returns to the semiconductor substrate 1 to be absorbed by the semiconductor substrate 1. Is done. However, when light is incident on the gap region G where the electrodes 6 and 7 are not provided (see FIG. 1), there is no reflection by the electrodes 6 and 7, so that the light passes through the back side of the semiconductor substrate 1 and the incident light is transmitted. It may not be used effectively. If the width of the gap region G increases, light that is not reflected by the electrodes 6 and 7 increases, which is not preferable. For this reason, the width of the gap region G is preferably 500 μm or less, and more preferably 300 μm or less.

導電層6a,7aの各々は、透明導電膜からなる。透明導電膜は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、ZnOおよびIWO(Indium Tungsten Oxide)などからなる。   Each of the conductive layers 6a and 7a is made of a transparent conductive film. The transparent conductive film is made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide), ZnO, and IWO (Indium Tungsten Oxide).

導電層6b,7bの各々は、金属からなる。金属は、例えば、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、白金(Pt)、金(Au)、クロム(Cr)、タングステン(W)、コバルト(Co)およびチタン(Ti)のいずれか、またはこれらの合金、またはこれら金属の2層以上の積層膜からなる。   Each of the conductive layers 6b and 7b is made of metal. Examples of the metal include silver (Ag), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), tin (Sn), platinum (Pt), gold (Au), chromium (Cr), tungsten (W), It consists of a laminated film of two or more layers of any of cobalt (Co) and titanium (Ti), or alloys thereof, or these metals.

導電層6a,7aとしては、それぞれ、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5と密着性が良い透明導電膜を用いることが好ましく、導電層6b,7bとしては、導電率が高い金属を用いることが好ましい。   As the conductive layers 6a and 7a, it is preferable to use transparent conductive films having good adhesion to the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, respectively. As the conductive layers 6b and 7b, conductive films It is preferable to use a metal having a high rate.

導電層6a,7aの各々の膜厚は、例えば、3〜100nmである。導電層6b,7bの各々の膜厚は、50nm以上であることが好ましく、実施の形態1においては、例えば、0.8μmである。   The film thickness of each of the conductive layers 6a and 7a is, for example, 3 to 100 nm. The film thickness of each of the conductive layers 6b and 7b is preferably 50 nm or more. In Embodiment 1, for example, the film thickness is 0.8 μm.

なお、実施の形態1においては、電極6は、導電層6bのみからなっており、電極7は、導電層7bのみからなっていてもよい。この場合、導電層6a,7aが無く、導電層6b,7bがそれぞれn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5に接する。   In the first embodiment, the electrode 6 may be composed only of the conductive layer 6b, and the electrode 7 may be composed only of the conductive layer 7b. In this case, there are no conductive layers 6a and 7a, and the conductive layers 6b and 7b are in contact with the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, respectively.

導電層6a,7aが無い場合、導電層6b,7bは、金属膜で構成されており、それぞれ、下地であるn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5と密着性が高い金属であることが好ましい。例えば、導電層6b,7bは、Ti,Ni,Al,Cr等からなり、かつ、1〜10nm程度の膜厚を有する密着層と、Al,Ag等を主成分とする光反射金属との積層構造からなる。   In the case where the conductive layers 6a and 7a are not provided, the conductive layers 6b and 7b are formed of metal films and have adhesiveness with the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 which are the base layers, respectively. A high metal is preferred. For example, the conductive layers 6b and 7b are made of Ti, Ni, Al, Cr, etc., and are a laminate of an adhesion layer having a film thickness of about 1 to 10 nm and a light reflecting metal mainly composed of Al, Ag, or the like. Consists of structure.

また、導電層6b,7bは、保護膜8と接するため、保護膜8との密着性を考慮する必要がある。保護膜8として、シリコン、アルミニウム、チタンおよびジルコニア等の酸化膜、シリコンおよびアルミニウムの窒化膜、シリコンおよびアルミニウムの酸窒化膜等を用いた場合、導電層6b,7bの保護膜8側の表面は、Al、インジウム(In)、Ti、Ni、Cu、Cr、W、Co、パラジウム(Pd)およびSn等の金属からなることが好ましい。   Further, since the conductive layers 6 b and 7 b are in contact with the protective film 8, it is necessary to consider the adhesion with the protective film 8. When an oxide film such as silicon, aluminum, titanium and zirconia, a nitride film of silicon and aluminum, an oxynitride film of silicon and aluminum, or the like is used as the protective film 8, the surface of the conductive layers 6b and 7b on the protective film 8 side is , Al, indium (In), Ti, Ni, Cu, Cr, W, Co, palladium (Pd), and Sn are preferable.

更に、電極6,7の各々は、透明導電膜の単膜からなっていてもよい。この場合、透明導電膜は、上述したITO等からなる。   Furthermore, each of the electrodes 6 and 7 may consist of a single film of a transparent conductive film. In this case, the transparent conductive film is made of the above-described ITO or the like.

保護層8a,8bの各々は、無機絶縁膜からなる。無機絶縁膜は、酸化膜、窒化膜および酸窒化膜等からなる。   Each of the protective layers 8a and 8b is made of an inorganic insulating film. The inorganic insulating film is made of an oxide film, a nitride film, an oxynitride film, or the like.

酸化膜は、シリコン、アルミニウム、チタン、ジルコニア、ハフニウム、亜鉛、タンタルおよびイットリウム等の酸化膜からなる。   The oxide film is made of an oxide film such as silicon, aluminum, titanium, zirconia, hafnium, zinc, tantalum, and yttrium.

窒化膜は、シリコンおよびアルミニウム等の窒化膜からなる。   The nitride film is made of a nitride film such as silicon and aluminum.

酸窒化膜は、シリコンおよびアルミニウム等の酸窒化膜からなる。   The oxynitride film is made of an oxynitride film such as silicon and aluminum.

そして、保護層8bは、保護層8aと異なる無機絶縁膜からなる。即ち、上述した無機絶縁膜の中から2種類の膜を選択して保護層8a,8bを形成する。   The protective layer 8b is made of an inorganic insulating film different from the protective layer 8a. That is, two types of films are selected from the above-described inorganic insulating films to form the protective layers 8a and 8b.

また、保護層8aが半導体層からなり、保護層8bが上述した無機絶縁膜からなっていてもよい。   Moreover, the protective layer 8a may consist of a semiconductor layer, and the protective layer 8b may consist of the inorganic insulating film mentioned above.

この場合、半導体層は、非晶質半導体層からなる。そして、非晶質半導体層は、非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質ゲルマニウム、非晶質シリコンカーバイド、非晶質シリコンナイトライド、非晶質シリコンオキサイド、非晶質シリコンオキシナイトライドおよび非晶質シリコンカーボンオキサイド等からなる。絶縁性が高い方が電極6,7間のリークを抑制できるため、保護層8aは、真性の非晶質半導体層からなることが好ましい。例えば、保護層8aは、真性の非晶質シリコンからなり、保護層8bは、シリコンの窒化膜からなる。   In this case, the semiconductor layer is an amorphous semiconductor layer. The amorphous semiconductor layer is made of amorphous silicon, amorphous silicon germanium, amorphous germanium, amorphous silicon carbide, amorphous silicon nitride, amorphous silicon oxide, amorphous silicon oxynite. It consists of a ride and amorphous silicon carbon oxide. Since the higher insulation can suppress the leakage between the electrodes 6 and 7, the protective layer 8a is preferably made of an intrinsic amorphous semiconductor layer. For example, the protective layer 8a is made of intrinsic amorphous silicon, and the protective layer 8b is made of a silicon nitride film.

但し、保護層8bが絶縁膜からなる場合、保護層8aは、n型非晶質半導体層またはp型非晶質半導体層からなっていてもよい。   However, when the protective layer 8b is made of an insulating film, the protective layer 8a may be made of an n-type amorphous semiconductor layer or a p-type amorphous semiconductor layer.

保護層8bは、正の固定電荷を持つ誘電体膜からなることが好ましい。正の固定電荷を持つ誘電体膜は、例えば、シリコンの窒化膜およびシリコンの酸窒化膜である。   The protective layer 8b is preferably made of a dielectric film having a positive fixed charge. The dielectric film having a positive fixed charge is, for example, a silicon nitride film and a silicon oxynitride film.

半導体基板1は、n型単結晶シリコンからなるので、保護層8bが正の固定電荷を持つ誘電体膜からなる場合、保護層8bは、少数キャリアである正孔に対して電界を及ぼし、ギャップ領域Gにおける少数キャリア(正孔)のライフタイムを長く維持することができる。   Since the semiconductor substrate 1 is made of n-type single crystal silicon, when the protective layer 8b is made of a dielectric film having a positive fixed charge, the protective layer 8b applies an electric field to holes that are minority carriers, and the gap The lifetime of minority carriers (holes) in the region G can be maintained long.

保護膜8は、2層構造に限らず、単層、または2層構造以上の多層構造からなっていてもよい。   The protective film 8 is not limited to a two-layer structure, and may be a single layer or a multilayer structure of two or more layers.

保護膜8が単層からなる場合、保護膜8は、上述した無機絶縁膜の中から選択された1種類の膜からなる。   When the protective film 8 is composed of a single layer, the protective film 8 is composed of one kind of film selected from the inorganic insulating films described above.

保護膜8が多層構造からなる場合、保護膜8は、上述した保護層8a,8bを多層構造の中に含む。   When the protective film 8 has a multilayer structure, the protective film 8 includes the protective layers 8a and 8b described above in the multilayer structure.

上述したように、保護膜8が2層構造からなる場合、保護層8aを非晶質半導体層で形成し、保護層8bを絶縁膜で形成することによって、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5に対するパッシベーション性と、電極6,7間の絶縁性とを両立できるので、好ましい。   As described above, when the protective film 8 has a two-layer structure, the protective layer 8a is formed of an amorphous semiconductor layer, and the protective layer 8b is formed of an insulating film, whereby the n-type amorphous semiconductor layer 4 and This is preferable because the passivation property for the p-type amorphous semiconductor layer 5 and the insulation between the electrodes 6 and 7 can be compatible.

また、半導体基板1がn型シリコン基板からなる場合、正の固定電荷を持つ誘電体膜によって保護層8bを形成することにより、電界をギャップ領域に及ぼし、ギャップ領域における少数キャリア(正孔)のライフタイムを長くできるので、更に、好ましい。   When the semiconductor substrate 1 is made of an n-type silicon substrate, the protective layer 8b is formed of a dielectric film having a positive fixed charge, so that an electric field is applied to the gap region, and minority carriers (holes) in the gap region are formed. Since lifetime can be lengthened, it is further preferable.

更に、上述した無機絶縁膜が保護膜8の多層構造の中に含まれる場合、非晶質半導体層(n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5)に拡散してくる水分等を防ぐ防湿効果を得ることができるので、好ましい。上述した無機絶縁膜の中でも、シリコンの窒化膜、シリコンの酸窒化膜は、他の無機絶縁膜に比べて防湿性が特に高いため、特に好ましい。そして、n型シリコン基板を用いた場合には、防湿性と正の固定電荷による電界効果とを合わせて得ることができるので、光電変換素子10の長期的な信頼性と高効率化とを両立することができる。   Further, when the above-described inorganic insulating film is included in the multilayer structure of the protective film 8, it diffuses into the amorphous semiconductor layers (n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5). Since the moisture-proof effect which prevents a water | moisture content etc. can be acquired, it is preferable. Among the inorganic insulating films described above, a silicon nitride film and a silicon oxynitride film are particularly preferable because they have a particularly high moisture resistance as compared with other inorganic insulating films. When an n-type silicon substrate is used, moisture resistance and the electric field effect due to positive fixed charges can be obtained together, so that both long-term reliability and high efficiency of the photoelectric conversion element 10 are achieved. can do.

例えば、保護膜8が2層構造以上の多層膜、例えば、3層構造からなる場合、1つの保護層(n型非晶質半導体層4またはp型非晶質半導体層5に接する保護層)が非晶質半導体層からなり、残りの2つの保護層が無機絶縁膜の中から選択された2種類の膜からなる。   For example, when the protective film 8 is a multilayer film having a two-layer structure or more, for example, a three-layer structure, one protective layer (a protective layer in contact with the n-type amorphous semiconductor layer 4 or the p-type amorphous semiconductor layer 5). Is made of an amorphous semiconductor layer, and the remaining two protective layers are made of two types of films selected from inorganic insulating films.

更に、保護膜8が単層または多層からなる場合、保護膜8は、上述した無機絶縁膜上に有機物の絶縁膜等が形成された構造からなっていてもよい。   Further, when the protective film 8 is composed of a single layer or multiple layers, the protective film 8 may have a structure in which an organic insulating film or the like is formed on the inorganic insulating film described above.

有機物は、例えば、イミド系樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート、および液晶ポリマー等からなる。   The organic substance includes, for example, an imide resin, an epoxy resin, a fluororesin, a polycarbonate, a liquid crystal polymer, and the like.

イミド系樹脂は、例えば、ポリイミドである。フッ素樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。また、有機物は、スクリーン印刷で形成されたレジストであってもよい。   The imide resin is, for example, polyimide. The fluororesin is, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE). The organic substance may be a resist formed by screen printing.

図4は、図1に示すn型非晶質半導体層4の詳細な構造を示す断面図である。なお、この図では、半導体基板1の裏面が平坦であり、平坦なパッシベーション膜3の上に、n型非晶質半導体層4が形成されている構造を示しているが、実際には、半導体基板1の裏面にはテクスチャ構造が形成されている。   FIG. 4 is a sectional view showing a detailed structure of the n-type amorphous semiconductor layer 4 shown in FIG. This figure shows a structure in which the back surface of the semiconductor substrate 1 is flat and an n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed on the flat passivation film 3. A texture structure is formed on the back surface of the substrate 1.

図4を参照して、n型非晶質半導体層4は、n型非晶質半導体層4の面内方向において、フラット領域FTと、膜厚減少領域TDとを有する。フラット領域FTは、n型非晶質半導体層4のうち、最も厚い膜厚を有し、かつ、膜厚がほぼ一定である部分からなる。   Referring to FIG. 4, n-type amorphous semiconductor layer 4 has a flat region FT and a film thickness reduction region TD in the in-plane direction of n-type amorphous semiconductor layer 4. The flat region FT is a portion of the n-type amorphous semiconductor layer 4 that has the thickest film thickness and is substantially constant.

フラット領域FTの両端の点をA点とし、膜厚の減少率が第1の減少率から第1の減少率よりも大きい第2の減少率に変化する点をB点としたとき、膜厚減少領域TDは、n型非晶質半導体層4の面内方向においてA点からB点までの領域である。   When the point at both ends of the flat region FT is A, and the point at which the film thickness decrease rate changes from the first decrease rate to the second decrease rate larger than the first decrease rate is B point, the film thickness The decrease region TD is a region from point A to point B in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 4.

そして、膜厚減少領域TDは、n型非晶質半導体層4の面内方向においてフラット領域FTの両側に配置される。   The film thickness reduction region TD is disposed on both sides of the flat region FT in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 4.

n型非晶質半導体層4が膜厚減少領域TDを有するのは、後述するように、シャドーマスクを用いてプラズマCVD法によってn型非晶質半導体層4を形成するからである。膜厚減少領域TDは、フラット領域FTよりも薄い膜厚を有するので、膜厚減少領域TDのドーパント濃度は、フラット領域FTのドーパント濃度よりも高い。   The n-type amorphous semiconductor layer 4 has the reduced thickness region TD because the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed by plasma CVD using a shadow mask, as will be described later. Since the film thickness reduction region TD has a thinner film thickness than the flat region FT, the dopant concentration of the film thickness reduction region TD is higher than the dopant concentration of the flat region FT.

電極6は、n型非晶質半導体層4のフラット領域FTの全体と膜厚減少領域TDの一部とに接して配置される。   The electrode 6 is disposed in contact with the entire flat region FT of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and a part of the film thickness reduction region TD.

p型非晶質半導体層5も、図4に示すn型非晶質半導体層4と同じ構造からなる。そして、電極7は、p型非晶質半導体層5のフラット領域FTの全体と膜厚減少領域TDの一部とに接して配置される。   The p-type amorphous semiconductor layer 5 also has the same structure as the n-type amorphous semiconductor layer 4 shown in FIG. The electrode 7 is disposed in contact with the entire flat region FT of the p-type amorphous semiconductor layer 5 and a part of the film thickness reduction region TD.

その結果、キャリア(電子)がn型非晶質半導体層4を介して電極6へ到達するときの抵抗は、パッシベーション膜3の面内方向において一定の膜厚を有するn型非晶質半導体層が形成される場合に比べ低抵抗になる。また、キャリア(正孔)がp型非晶質半導体層5を介して電極7へ到達するときの抵抗は、パッシベーション膜3の面内方向において一定の膜厚を有するp型非晶質半導体層が形成される場合に比べ低抵抗になる。従って、光電変換素子10の変換効率を向上できる。   As a result, the resistance when carriers (electrons) reach the electrode 6 through the n-type amorphous semiconductor layer 4 is n-type amorphous semiconductor layer having a constant film thickness in the in-plane direction of the passivation film 3. As compared with the case where is formed, the resistance becomes low. The resistance when carriers (holes) reach the electrode 7 through the p-type amorphous semiconductor layer 5 is a p-type amorphous semiconductor layer having a constant film thickness in the in-plane direction of the passivation film 3. As compared with the case where is formed, the resistance becomes low. Therefore, the conversion efficiency of the photoelectric conversion element 10 can be improved.

なお、電極6は、n型非晶質半導体層4の膜厚減少領域TDの全体に接していてもよく、電極7は、p型非晶質半導体層5の膜厚減少領域TDの全体に接していてもよい。   The electrode 6 may be in contact with the entire thickness reducing region TD of the n-type amorphous semiconductor layer 4, and the electrode 7 may be in contact with the entire thickness reducing region TD of the p-type amorphous semiconductor layer 5. You may touch.

図5は、図1に示すn型非晶質半導体層4の他の詳細な構造を示す断面図である。図5の(a)を参照して、光電変換素子10は、n型非晶質半導体層4に代えてn型非晶質半導体層41を備え、電極6に代えて電極61を備えていてもよい。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing another detailed structure of the n-type amorphous semiconductor layer 4 shown in FIG. Referring to FIG. 5A, the photoelectric conversion element 10 includes an n-type amorphous semiconductor layer 41 instead of the n-type amorphous semiconductor layer 4, and includes an electrode 61 instead of the electrode 6. Also good.

n型非晶質半導体層41において、膜厚が最大である点をC点とし、膜厚の減少率が第1の減少率から第1の減少率よりも大きい第2の減少率に変化する点をD点とする。その結果、膜厚減少領域TDは、n型非晶質半導体層41の面内方向においてC点からD点までの領域である。   In the n-type amorphous semiconductor layer 41, the point at which the film thickness is maximum is C point, and the film thickness decrease rate changes from the first decrease rate to the second decrease rate larger than the first decrease rate. Let the point be point D. As a result, the film thickness reduction region TD is a region from the point C to the point D in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 41.

そして、n型非晶質半導体層41は、n型非晶質半導体層41の面内方向において2つの膜厚減少領域TDを有する。2つの膜厚減少領域TDは、n型非晶質半導体層41の面内方向において相互に接して配置される。   The n-type amorphous semiconductor layer 41 has two thickness reduction regions TD in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 41. The two film thickness reduction regions TD are arranged in contact with each other in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 41.

電極61は、2つの膜厚減少領域TDのうち、一方の膜厚減少領域TDの一部と他方の膜厚減少領域TDの一部とに接して配置される。   The electrode 61 is disposed in contact with a part of one film thickness reduction region TD and a part of the other film thickness reduction region TD among the two film thickness reduction regions TD.

光電変換素子10は、p型非晶質半導体層5に代えて、図5の(a)に示すn型非晶質半導体層41と同じ構造からなるp型非晶質半導体層を備えていてもよい。   The photoelectric conversion element 10 includes a p-type amorphous semiconductor layer having the same structure as the n-type amorphous semiconductor layer 41 shown in FIG. 5A instead of the p-type amorphous semiconductor layer 5. Also good.

その結果、キャリア(電子)がn型非晶質半導体層41を介して電極61へ到達するときの抵抗は、パッシベーション膜3の面内方向において一定の膜厚を有するn型非晶質半導体層が形成される場合に比べ低抵抗になる。また、キャリア(正孔)がn型非晶質半導体層41と同じ構造を有するp型非晶質半導体層を介して電極へ到達するときの抵抗は、パッシベーション膜3の面内方向において一定の膜厚を有するp型非晶質半導体層が形成される場合に比べ低抵抗になる。従って、光電変換素子10の変換効率を向上できる。   As a result, the resistance when carriers (electrons) reach the electrode 61 via the n-type amorphous semiconductor layer 41 is an n-type amorphous semiconductor layer having a constant film thickness in the in-plane direction of the passivation film 3. As compared with the case where is formed, the resistance becomes low. The resistance when carriers (holes) reach the electrode through the p-type amorphous semiconductor layer having the same structure as that of the n-type amorphous semiconductor layer 41 is constant in the in-plane direction of the passivation film 3. The resistance is lower than when a p-type amorphous semiconductor layer having a film thickness is formed. Therefore, the conversion efficiency of the photoelectric conversion element 10 can be improved.

なお、電極61は、n型非晶質半導体層41と、n型非晶質半導体層41と同じ構造を有するp型非晶質半導体層とにおいて、2つの膜厚減少領域TDの全体に接して配置されていてもよい。   Note that the electrode 61 is in contact with the entire two thickness reduction regions TD in the n-type amorphous semiconductor layer 41 and the p-type amorphous semiconductor layer having the same structure as the n-type amorphous semiconductor layer 41. May be arranged.

図5の(b)を参照して、光電変換素子10は、n型非晶質半導体層4に代えてn型非晶質半導体層42を備え、電極6に代えて電極62を備えていてもよい。   Referring to FIG. 5B, the photoelectric conversion element 10 includes an n-type amorphous semiconductor layer 42 instead of the n-type amorphous semiconductor layer 4, and includes an electrode 62 instead of the electrode 6. Also good.

n型非晶質半導体層42において、膜厚が最大である点をE点とし、膜厚の減少率が第1の減少率から第1の減少率よりも大きい第2の減少率に変化する点をF点とし、膜厚の変化率の符号が負から正に変化する点をG点とする。   In the n-type amorphous semiconductor layer 42, the point at which the film thickness is maximum is taken as point E, and the film thickness decrease rate changes from the first rate of decrease to a second rate of decrease that is greater than the first rate of decrease. Let the point be the F point, and let the point where the sign of the rate of change of the film thickness changes from negative to positive.

その結果、膜厚減少領域TD1は、n型非晶質半導体層42の面内方向においてE点からF点までの領域であり、膜厚減少領域TD2は、n型非晶質半導体層42の面内方向においてE点からG点までの領域である。   As a result, the film thickness reduction region TD1 is a region from the point E to the point F in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 42, and the film thickness reduction region TD2 is the region of the n-type amorphous semiconductor layer 42. This is the region from point E to point G in the in-plane direction.

そして、n型非晶質半導体層42は、n型非晶質半導体層42の面内方向において2つの膜厚減少領域TD1と2つの膜厚減少領域TD2とを有する。   The n-type amorphous semiconductor layer 42 has two film thickness reduction regions TD1 and two film thickness reduction regions TD2 in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 42.

2つの膜厚減少領域TD2は、n型非晶質半導体層42の面内方向における膜厚分布がG点を通る線に対して対称になるように配置される。2つの膜厚減少領域TD1は、n型非晶質半導体層42の面内方向において2つの膜厚減少領域TD2の両側に配置される。   The two film thickness reduction regions TD2 are arranged so that the film thickness distribution in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 42 is symmetric with respect to a line passing through the G point. The two film thickness reduction regions TD1 are arranged on both sides of the two film thickness reduction regions TD2 in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer 42.

電極62は、2つの膜厚減少領域TD2の全体と、一方の膜厚減少領域TD1の一部と、他方の膜厚減少領域TD1の一部とに接して配置される。   The electrode 62 is disposed in contact with the entire two film thickness reduction regions TD2, a part of one film thickness reduction region TD1, and a part of the other film thickness reduction region TD1.

光電変換素子10は、p型非晶質半導体層5に代えて、図5の(b)に示すn型非晶質半導体層42と同じ構造からなるp型非晶質半導体層を備えていてもよい。   The photoelectric conversion element 10 includes a p-type amorphous semiconductor layer having the same structure as the n-type amorphous semiconductor layer 42 shown in FIG. 5B instead of the p-type amorphous semiconductor layer 5. Also good.

その結果、キャリア(電子)がn型非晶質半導体層42を介して電極62へ到達するときの抵抗は、パッシベーション膜3の面内方向において一定の膜厚を有するn型非晶質半導体層が形成される場合に比べ低抵抗になる。また、キャリア(正孔)がn型非晶質半導体層42と同じ構造を有するp型非晶質半導体層を介して電極へ到達するときの抵抗は、パッシベーション膜3の面内方向において一定の膜厚を有するp型非晶質半導体層が形成される場合に比べ低抵抗になる。従って、光電変換素子10の変換効率を向上できる。   As a result, the resistance when carriers (electrons) reach the electrode 62 via the n-type amorphous semiconductor layer 42 is an n-type amorphous semiconductor layer having a constant thickness in the in-plane direction of the passivation film 3. As compared with the case where is formed, the resistance becomes low. The resistance when carriers (holes) reach the electrode through the p-type amorphous semiconductor layer having the same structure as that of the n-type amorphous semiconductor layer 42 is constant in the in-plane direction of the passivation film 3. The resistance is lower than when a p-type amorphous semiconductor layer having a film thickness is formed. Therefore, the conversion efficiency of the photoelectric conversion element 10 can be improved.

なお、電極62は、n型非晶質半導体層42と、n型非晶質半導体層42と同じ構造を有するp型非晶質半導体層とにおいて、2つの膜厚減少領域TD1の全体と、2つの膜厚減少領域TD2の全体とに接して配置されていてもよい。   Note that the electrode 62 includes an n-type amorphous semiconductor layer 42 and a p-type amorphous semiconductor layer having the same structure as the n-type amorphous semiconductor layer 42. You may arrange | position in contact with the whole of two film thickness reduction area | regions TD2.

このように、光電変換素子10は、膜厚減少領域TD(TD1,TD2)を有するn型非晶質半導体層およびp型非晶質半導体層を備える。そして、この発明の実施の形態においては、膜厚減少領域は、膜厚減少領域TD,TD1,TD2のいずれかからなる。   As described above, the photoelectric conversion element 10 includes the n-type amorphous semiconductor layer and the p-type amorphous semiconductor layer having the film thickness reduction region TD (TD1, TD2). In the embodiment of the present invention, the film thickness reduction region is one of the film thickness reduction regions TD, TD1, and TD2.

従って、n型非晶質半導体層またはp型非晶質半導体層の膜厚が最大である点を第1の点とし、n型非晶質半導体層またはp型非晶質半導体層の面内方向において、膜厚の減少率が第1の減少率から第1の減少率よりも大きい第2の減少率に変化する点、または膜厚の変化率の符号が負から正に変化する点を第2の点としたとき、膜厚減少領域は、n型非晶質半導体層またはp型非晶質半導体層の面内方向において、第1の点から第2の点までの領域である。   Accordingly, the first point is the point where the film thickness of the n-type amorphous semiconductor layer or the p-type amorphous semiconductor layer is the maximum, and the in-plane of the n-type amorphous semiconductor layer or the p-type amorphous semiconductor layer In the direction, a point at which the film thickness decrease rate changes from the first decrease rate to a second decrease rate larger than the first decrease rate, or a point at which the sign of the film thickness change rate changes from negative to positive. When the second point is taken, the film thickness reduction region is a region from the first point to the second point in the in-plane direction of the n-type amorphous semiconductor layer or the p-type amorphous semiconductor layer.

なお、この発明の実施の形態においては、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5の少なくとも一方が膜厚減少領域を有していればよい。   In the embodiment of the present invention, it is sufficient that at least one of n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5 has a film thickness reduction region.

次に、光電変換素子10の製造方法について説明する。図6から図10は、それぞれ、図1に示す光電変換素子10の製造方法を示す第1から第5の工程図である。   Next, a method for manufacturing the photoelectric conversion element 10 will be described. 6 to 10 are first to fifth process diagrams showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element 10 shown in FIG. 1, respectively.

図6を参照して、光電変換素子10の製造が開始されると、バルクのシリコンからワイヤソーによって100〜300μmの厚さを有するウェハを切り出す。そして、ウェハの表面のダメージ層を除去するためのエッチングと、厚さを調整するためのエッチングとを行い、半導体基板1’を準備する(図6の工程(a)参照)。   Referring to FIG. 6, when manufacturing of photoelectric conversion element 10 is started, a wafer having a thickness of 100 to 300 μm is cut out from bulk silicon by a wire saw. Then, etching for removing the damaged layer on the surface of the wafer and etching for adjusting the thickness are performed to prepare the semiconductor substrate 1 '(see step (a) in FIG. 6).

一般的に、テクスチャ構造を有するシリコン基板は、シリコンインゴットをワイヤソー等によりスライスして得られるシリコン基板をエッチングすることにより製造される。テクスチャを形成する基板は、遊離砥粒スライス基板を使用した単結晶シリコンが主流であるが、コスト削減やスライス技術の向上もあり固定砥粒スライス基板おいても同様のテクスチャが形成可能である。   In general, a silicon substrate having a texture structure is manufactured by etching a silicon substrate obtained by slicing a silicon ingot with a wire saw or the like. As the substrate for forming the texture, single crystal silicon using a loose abrasive slice substrate is mainly used. However, the same texture can be formed even on the fixed abrasive slice substrate because of cost reduction and improvement of the slicing technique.

半導体基板1’のエッチングは、アルカリ性のエッチング液を用いた湿式エッチングにより行うことができる。このエッチングは水酸化ナトリウム溶液中の場合、以下の反応式(1)、(2)、(3)等の反応によって進行する。
Si+2NaOH+HO → NaSiO+2H …(1)
2Si+2NaOH+3HO → NaSi+4H …(2)
3Si+4NaOH+4HO → NaSi+6H …(3)
Etching of the semiconductor substrate 1 ′ can be performed by wet etching using an alkaline etchant. In the case of a sodium hydroxide solution, this etching proceeds by a reaction such as the following reaction formulas (1), (2), and (3).
Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2 (1)
2Si + 2NaOH + 3H 2 O → Na 2 Si 2 O 5 + 4H 2 (2)
3Si + 4NaOH + 4H 2 O → Na 4 Si 3 O 8 + 6H 2 (3)

半導体基板1’の表面にテクスチャ構造を形成するために、例えばエッチング速度を制御したエッチング液を使用することにより異方性エッチングを行う。半導体基板1’の表面へのテクスチャ構造の形成は以下のメカニズムに基づく。半導体基板1’のアルカリ水溶液によるエッチング速度は、シリコンの(100)面が最も早く、(111)面が最も遅い。そのため、アルカリ水溶液にエッチング速度を低下させることができる特定の添加剤(以下、「エッチング抑制剤」ということもある。)を添加することによってテクスチャーエッチングの速度を抑制すると、シリコンの(100)面等のエッチングされやすい結晶面が優先的にエッチングされ、エッチング速度の遅い(111)面が表面に残存する。この(111)面は、(100)面に対して約54度の傾斜を持つためにプロセスの最終段階では(111)面とその等価な面で構成されるピラミッド状の凹凸構造が形成される。   In order to form a texture structure on the surface of the semiconductor substrate 1 ′, anisotropic etching is performed by using, for example, an etching solution with a controlled etching rate. Formation of the texture structure on the surface of the semiconductor substrate 1 'is based on the following mechanism. The etching rate of the semiconductor substrate 1 ′ with the alkaline aqueous solution is the fastest on the (100) plane of silicon and the slowest on the (111) plane. Therefore, when the rate of texture etching is suppressed by adding a specific additive (hereinafter, also referred to as “etching inhibitor”) that can reduce the etching rate to the alkaline aqueous solution, the (100) surface of silicon. A crystal plane that is easily etched is preferentially etched, and a (111) plane having a slow etching rate remains on the surface. Since the (111) plane has an inclination of about 54 degrees with respect to the (100) plane, a pyramidal uneven structure composed of the (111) plane and its equivalent plane is formed at the final stage of the process. .

しかし、エッチング条件によっては、おおよそ40−54度程度の傾斜を持ったテクスチャが形成されることもあり、必ずしもテクスチャの表面が(111)が形成される訳ではない。本発明でも、テクスチャの傾斜面が、(111)面である必要はなく、傾斜が緩やかであってもよい。   However, depending on the etching conditions, a texture having an inclination of about 40-54 degrees may be formed, and (111) is not necessarily formed on the texture surface. Even in the present invention, the inclined surface of the texture does not have to be the (111) surface, and the inclination may be gentle.

また、テクスチャ形成用エッチング液として、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液に、エッチング抑制剤としてイソプロピルアルコール(以下、「IPA」と称する場合がある。)を添加したエッチング液を使用してもよい。このエッチング液を60〜80℃程度に加温し、(100)面のシリコン基板を10〜30分間浸漬させてエッチングする。   Alternatively, an etching solution obtained by adding isopropyl alcohol (hereinafter sometimes referred to as “IPA”) as an etching inhibitor to an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) as an etching solution for texture formation may be used. This etching solution is heated to about 60 to 80 ° C., and the (100) plane silicon substrate is immersed for 10 to 30 minutes for etching.

また、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムと、添加剤としてリグニン等の特定の添加剤と、炭酸水素ナトリウム又は炭酸水素カリウムを含むエッチング液を使用することにより、微小なピラミッド状(凹部の底面から凸部の頂点までの高さが1μm以下)のテクスチャ構造を形成することができる。このように、エッチング液の温度、処理時間、エッチング抑制剤の種類、エッチング速度、基板の種類など種々の条件を変えることで、テクスチャのサイズを制御することができる。ここでは、テクスチャのサイズが15μm以下となるようにエッチング条件が設定されている。   Also, by using an etching solution containing sodium hydroxide or potassium hydroxide, a specific additive such as lignin as an additive, and sodium bicarbonate or potassium bicarbonate, A texture structure having a height up to the top of the part of 1 μm or less can be formed. Thus, the texture size can be controlled by changing various conditions such as the temperature of the etching solution, the processing time, the type of etching inhibitor, the etching rate, and the type of substrate. Here, the etching conditions are set so that the texture size is 15 μm or less.

本実施の形態では、図6の工程(a)の後、半導体基板1’をNaOHおよびKOH等のアルカリ溶液(例えば、KOH:1〜5wt%、イソプロピルアルコール:1〜10wt%の水溶液)を用いてエッチングする。これによって、半導体基板1’の両面が異方性エッチングされ、テクスチャのサイズが15μm以下のテクスチャ構造が形成される。(図6の工程(b)参照)。   In the present embodiment, after step (a) in FIG. 6, an alkali solution such as NaOH and KOH (for example, an aqueous solution of KOH: 1 to 5 wt%, isopropyl alcohol: 1 to 10 wt%) is used for the semiconductor substrate 1 ′. And etch. As a result, both surfaces of the semiconductor substrate 1 ′ are anisotropically etched to form a texture structure having a texture size of 15 μm or less. (See step (b) in FIG. 6).

引き続いて、半導体基板1の表面を熱酸化して酸化膜11を半導体基板1の受光面に形成するとともにパッシベーション膜3を半導体基板1の裏面(受光面と反対側の表面)に形成する(図6の工程(c)参照)。   Subsequently, the surface of the semiconductor substrate 1 is thermally oxidized to form an oxide film 11 on the light receiving surface of the semiconductor substrate 1 and a passivation film 3 is formed on the back surface (surface opposite to the light receiving surface) of the semiconductor substrate 1 (FIG. Step 6 (c)).

半導体基板1の酸化は、ウェット処理および熱酸化のいずれでもよい。ウェット酸化の場合は、例えば、半導体基板1を過酸化水素、硝酸およびオゾン水等に浸漬し、その後、ドライ雰囲気中で800〜1000℃で半導体基板1を加熱する。また、熱酸化の場合、例えば、酸素または水蒸気の雰囲気中で半導体基板1を900〜1000℃に加熱する。   The oxidation of the semiconductor substrate 1 may be either wet processing or thermal oxidation. In the case of wet oxidation, for example, the semiconductor substrate 1 is immersed in hydrogen peroxide, nitric acid, ozone water or the like, and then the semiconductor substrate 1 is heated at 800 to 1000 ° C. in a dry atmosphere. In the case of thermal oxidation, for example, the semiconductor substrate 1 is heated to 900 to 1000 ° C. in an atmosphere of oxygen or water vapor.

図6の工程(c)の後、スパッタリング法、EB(Electron Beam)蒸着およびTEOS法等を用いて酸化膜11に接して窒化シリコン膜12を形成する。これによって、反射防止膜2が半導体基板1の受光面に形成される(図7の工程(d)参照)。   After the step (c) of FIG. 6, a silicon nitride film 12 is formed in contact with the oxide film 11 using sputtering, EB (Electron Beam) evaporation, TEOS, or the like. Thereby, the antireflection film 2 is formed on the light receiving surface of the semiconductor substrate 1 (see step (d) in FIG. 7).

図7の工程(d)の後、半導体基板1をプラズマ装置の反応室に入れ、シャドーマスク30を半導体基板1のパッシベーション膜3上に配置する(図7の工程(e)参照)。   After the step (d) of FIG. 7, the semiconductor substrate 1 is put into the reaction chamber of the plasma apparatus, and the shadow mask 30 is disposed on the passivation film 3 of the semiconductor substrate 1 (see step (e) of FIG. 7).

ここで、シャドーマスク30について説明する。図11Aは、シャドーマスク30を上から見た模式図である。シャドーマスク30は、複数の開口部30aと、開口部30bとを有する。開口部30aは、パッシベーション膜3の上にn型非晶質半導体層4を形成するための開口部であり、隣接する開口部30aと一定の距離を隔てて形成されている。開口部30bは、p型非晶質半導体層5を形成する際の基準となるアライメントマークを形成するための開口部である。   Here, the shadow mask 30 will be described. FIG. 11A is a schematic view of the shadow mask 30 as viewed from above. The shadow mask 30 has a plurality of openings 30a and openings 30b. The opening 30a is an opening for forming the n-type amorphous semiconductor layer 4 on the passivation film 3, and is formed at a certain distance from the adjacent opening 30a. The opening 30b is an opening for forming an alignment mark serving as a reference when the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed.

シャドーマスク30は、例えば、ステンレス鋼からなり、厚さが200μmのメタルマスクで構成される。開口部30aは、略長方形の形状を有し、開口部30bは、略正方形の形状を有する。開口部30aの開口幅wは約400μmである。また、開口部30bは、1.0mm×1.0mmの大きさを有するが、0.4mm×0.4mmの大きさがより好ましい。   The shadow mask 30 is made of, for example, stainless steel and is made of a metal mask having a thickness of 200 μm. The opening 30a has a substantially rectangular shape, and the opening 30b has a substantially square shape. The opening width w of the opening 30a is about 400 μm. Moreover, although the opening part 30b has a magnitude | size of 1.0 mm x 1.0 mm, the magnitude | size of 0.4 mm x 0.4 mm is more preferable.

半導体基板1の温度を130〜180℃に設定し、0〜100sccmの水素(H)ガス、40sccmのSiHガス、および40sccmのホスフィン(PH)ガスを反応室に流し、反応室の圧力を40〜120Paに設定する。その後、RFパワー密度が5〜15mW/cmである高周波電力(13.56MHz)を平行平板電極に印加する。なお、PHガスは、水素によって希釈されており、PHガスの濃度は、例えば、1%である。The temperature of the semiconductor substrate 1 is set to 130 to 180 ° C., 0 to 100 sccm of hydrogen (H 2 ) gas, 40 sccm of SiH 4 gas, and 40 sccm of phosphine (PH 3 ) gas are flowed into the reaction chamber, and the pressure in the reaction chamber Is set to 40 to 120 Pa. Thereafter, high frequency power (13.56 MHz) having an RF power density of 5 to 15 mW / cm 2 is applied to the parallel plate electrodes. Note that the PH 3 gas is diluted with hydrogen, and the concentration of the PH 3 gas is, for example, 1%.

これによって、シャドーマスク30によって覆われていないパッシベーション膜3の領域にn型非晶質シリコンが堆積され、n型非晶質半導体層4とアライメントマーク4Mとがパッシベーション膜3上に形成される(図7の工程(f)参照)。   As a result, n-type amorphous silicon is deposited in the region of the passivation film 3 that is not covered by the shadow mask 30, and the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the alignment mark 4M are formed on the passivation film 3 (see FIG. Step (f) in FIG. 7).

シャドーマスク30がパッシベーション膜3上に配置された場合、シャドーマスク30とパッシベーション膜3との間には、隙間が存在する。その結果、プラズマによって分解されたSiHおよびSiH等の活性種がシャドーマスク30とパッシベーション膜3との間の隙間に回り込み、シャドーマスク30によって覆われた一部の領域にもn型非晶質半導体層4が形成される。テクスチャ構造が形成されていない半導体基板にシャドーマスク30を用いて成膜する場合に比べ、シャドーマスク30とパッシベーション膜3との間の隙間への回り込みが多くなる。これにより、膜厚減少領域TDを有するn型非晶質半導体層4がパッシベーション膜3上に形成される。また、シャドーマスク30上にも、n型非晶質シリコン31が堆積する。When the shadow mask 30 is disposed on the passivation film 3, there is a gap between the shadow mask 30 and the passivation film 3. As a result, active species such as SiH and SiH 2 decomposed by the plasma enter the gap between the shadow mask 30 and the passivation film 3, and an n-type amorphous material is also formed in a part of the region covered by the shadow mask 30. A semiconductor layer 4 is formed. Compared to the case where a shadow mask 30 is used to form a film on a semiconductor substrate on which no texture structure is formed, the number of wraparounds between the shadow mask 30 and the passivation film 3 increases. As a result, the n-type amorphous semiconductor layer 4 having the thickness reduction region TD is formed on the passivation film 3. An n-type amorphous silicon 31 is also deposited on the shadow mask 30.

なお、n型非晶質半導体層4における膜厚減少領域TDの幅および膜厚減少率は、n型非晶質半導体層4を成膜するときの成膜圧力、シャドーマスク30の厚さおよびシャドーマスク30の開口幅を変えることによって制御される。例えば、シャドーマスク30の厚さを厚くすると、膜厚減少領域TDの幅が広くなる。   The width of the film thickness reduction region TD and the film thickness reduction rate in the n-type amorphous semiconductor layer 4 are the film formation pressure when the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed, the thickness of the shadow mask 30 and It is controlled by changing the opening width of the shadow mask 30. For example, when the thickness of the shadow mask 30 is increased, the width of the film thickness reduction region TD is increased.

図7の工程(f)の後、シャドーマスク30に代えてシャドーマスク40をパッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4及びアライメントマーク4Mの上に配置する(図8の工程(g)参照)。   After the step (f) in FIG. 7, a shadow mask 40 is disposed on the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the alignment mark 4M instead of the shadow mask 30 (see step (g) in FIG. 8). ).

ここで、シャドーマスク40について説明する。図11Bは、シャドーマスク40を上から見た模式図である。シャドーマスク40は、パッシベーション膜3の上にp型非晶質半導体層5を形成するための複数の開口部40aと、パッシベーション膜3の上に形成されたアライメントマーク4M(図7の(f)参照)と位置合わせを行うためのアライメント用開口部40bとを有する。   Here, the shadow mask 40 will be described. FIG. 11B is a schematic view of the shadow mask 40 as viewed from above. The shadow mask 40 includes a plurality of openings 40a for forming the p-type amorphous semiconductor layer 5 on the passivation film 3, and an alignment mark 4M formed on the passivation film 3 (FIG. 7F). And an alignment opening 40b for alignment.

開口部40aは、シャドーマスク30の開口部30aと同様、略長方形の形状を有し、その開口幅wが約400μmである。アライメント用開口部40bの内側は開口しており、シャドーマスク30の開口部30bと同じ大きさの破線枠401bの各辺と接する位置に、アライメント用開口部40bの内側に突出した4つの凸部402b〜405bを有する。シャドーマスク40の材質及び厚さは、シャドーマスク30と同様である。   The opening 40a has a substantially rectangular shape, like the opening 30a of the shadow mask 30, and has an opening width w of about 400 μm. The inside of the alignment opening 40b is open, and four protrusions projecting inside the alignment opening 40b at positions that contact each side of the broken line frame 401b having the same size as the opening 30b of the shadow mask 30. 402b to 405b. The material and thickness of the shadow mask 40 are the same as those of the shadow mask 30.

シャドーマスク40を配置する際、パッシベーション膜3の上に形成されたアライメントマーク4Mを光学顕微鏡で観察し、アライメントマーク4Mの位置を特定する。本実施の形態では、半導体基板1の裏面の全体にテクスチャサイズが15μm未満のテクスチャ構造が形成されている。そのため、アライメントマーク4Mの下の半導体基板1の部分の反射率が略均一となっており、光学顕微鏡でアライメントマーク4Mの位置を確実に特定することができる。   When the shadow mask 40 is arranged, the alignment mark 4M formed on the passivation film 3 is observed with an optical microscope, and the position of the alignment mark 4M is specified. In the present embodiment, a texture structure having a texture size of less than 15 μm is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 1. Therefore, the reflectance of the portion of the semiconductor substrate 1 under the alignment mark 4M is substantially uniform, and the position of the alignment mark 4M can be reliably specified with an optical microscope.

アライメントマーク4Mの位置を特定した後、図11Cに示すように、アライメントマーク4Mの各辺に、シャドーマスク40のアライメント用開口部40bの凸部402b〜405bが接するようにシャドーマスク40を配置する。これにより、シャドーマスク40の開口部40aがn型非晶質半導体層4と一定の距離を隔てた位置に配置される。   After specifying the position of the alignment mark 4M, as shown in FIG. 11C, the shadow mask 40 is arranged so that the projections 402b to 405b of the alignment opening 40b of the shadow mask 40 are in contact with each side of the alignment mark 4M. . Thereby, the opening 40a of the shadow mask 40 is arranged at a position spaced apart from the n-type amorphous semiconductor layer 4 by a certain distance.

なお、図8の工程(g)においては、シャドーマスク40は、パッシベーション膜3から離れているように図示されているが、n型非晶質半導体層4の膜厚は、上述したように5〜50nmと非常に薄いので、実際には、シャドーマスク40は、パッシベーション膜3に近接して配置されている。   In the step (g) of FIG. 8, the shadow mask 40 is illustrated as being separated from the passivation film 3, but the film thickness of the n-type amorphous semiconductor layer 4 is 5 as described above. Since it is very thin as ˜50 nm, the shadow mask 40 is actually arranged close to the passivation film 3.

そして、半導体基板1の温度を130〜180℃に設定し、0〜100sccmのHガス、40sccmのSiHガス、および40sccmのジボラン(B)ガスを反応室に流し、反応室の圧力を40〜200Paに設定する。その後、RFパワー密度が5〜15mW/cmである高周波電力(13.56MHz)を平行平板電極に印加する。なお、Bガスは、水素によって希釈されており、Bガスの濃度は、例えば、2%である。Then, the temperature of the semiconductor substrate 1 is set to 130 to 180 ° C., and 0 to 100 sccm of H 2 gas, 40 sccm of SiH 4 gas, and 40 sccm of diborane (B 2 H 6 ) gas are allowed to flow into the reaction chamber. The pressure is set to 40 to 200 Pa. Thereafter, high frequency power (13.56 MHz) having an RF power density of 5 to 15 mW / cm 2 is applied to the parallel plate electrodes. Note that B 2 H 6 gas is diluted with hydrogen, and the concentration of B 2 H 6 gas is, for example, 2%.

これによって、シャドーマスク40によって覆われていないパッシベーション膜3の領域にp型非晶質シリコンが堆積される。その結果、パッシベーション膜3上において、アライメントマーク4Mの上にp型非晶質シリコン5Mが堆積するとともに、n型非晶質半導体層4と一定の間隔を隔てた適切な位置に、p型非晶質半導体層5が形成される(図8の工程(h)参照)。   As a result, p-type amorphous silicon is deposited in the region of the passivation film 3 not covered with the shadow mask 40. As a result, on the passivation film 3, p-type amorphous silicon 5M is deposited on the alignment mark 4M, and at a suitable position spaced apart from the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type non-crystalline silicon 5M is deposited. A crystalline semiconductor layer 5 is formed (see step (h) in FIG. 8).

シャドーマスク40がパッシベーション膜3およびn型非晶質半導体層4上に配置された場合、シャドーマスク40とパッシベーション膜3との間には、隙間が存在する。その結果、プラズマによって分解されたSiHおよびSiH等の活性種がシャドーマスク40とパッシベーション膜3との間の隙間に回り込み、シャドーマスク40によって覆われた一部の領域にもp型非晶質半導体層5が形成される。従って、膜厚減少領域TDを有するp型非晶質半導体層5がパッシベーション膜3上に形成される。また、シャドーマスク40上にも、p型非晶質シリコン32が堆積する。When the shadow mask 40 is disposed on the passivation film 3 and the n-type amorphous semiconductor layer 4, there is a gap between the shadow mask 40 and the passivation film 3. As a result, active species such as SiH and SiH 2 decomposed by the plasma wrap around the gap between the shadow mask 40 and the passivation film 3, and the p-type amorphous material is also partly covered by the shadow mask 40. A semiconductor layer 5 is formed. Therefore, the p-type amorphous semiconductor layer 5 having the film thickness reduction region TD is formed on the passivation film 3. Also, the p-type amorphous silicon 32 is deposited on the shadow mask 40.

なお、p型非晶質半導体層5における膜厚減少領域TDの幅および膜厚減少率は、p型非晶質半導体層5を成膜するときの成膜圧力、シャドーマスク40の厚さおよびシャドーマスク40の開口幅を変えることによって制御される。例えば、シャドーマスク40の厚さを厚くすると、膜厚減少領域TDの幅が広くなる。   The width of the film thickness reduction region TD and the film thickness reduction rate in the p-type amorphous semiconductor layer 5 are the film formation pressure when the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed, the thickness of the shadow mask 40, and It is controlled by changing the opening width of the shadow mask 40. For example, when the thickness of the shadow mask 40 is increased, the width of the film thickness reduction region TD is increased.

p型非晶質シリコンを堆積した後、シャドーマスク40を除去すると、半導体基板1の面内方向に交互に配置されたn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5がパッシベーション膜3上に形成されるとともに、アライメントマーク4Mの上にp型非晶質シリコン5Mが形成された状態になる(図8の工程(i)参照)。   When the shadow mask 40 is removed after the p-type amorphous silicon is deposited, the n-type amorphous semiconductor layers 4 and the p-type amorphous semiconductor layers 5 alternately arranged in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1 are passivated. The p-type amorphous silicon 5M is formed on the alignment mark 4M while being formed on the film 3 (see step (i) in FIG. 8).

図8の工程(i)の後、開口部がn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5上に位置するようにシャドーマスク50を配置する(図9の工程(j)参照)。シャドーマスク50は、材質および厚さがシャドーマスク30と同じである。また、開口幅は、n型非晶質半導体層4又はp型非晶質半導体層5のフラット領域FTの幅と、その非晶質半導体層における2つの膜厚減少領域TDの幅との和に設定される。   After the step (i) in FIG. 8, the shadow mask 50 is arranged so that the opening is located on the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 (step (j) in FIG. 9). reference). The shadow mask 50 has the same material and thickness as the shadow mask 30. The opening width is the sum of the width of the flat region FT of the n-type amorphous semiconductor layer 4 or the p-type amorphous semiconductor layer 5 and the width of the two film thickness reduction regions TD in the amorphous semiconductor layer. Set to

図9の工程(j)の後、シャドーマスク50を介して導電層6a,7aおよび導電層6b,7bを順次堆積する。これによって、電極6,7がそれぞれn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5上に堆積される(図9の工程(k)参照)。   After the step (j) of FIG. 9, conductive layers 6a and 7a and conductive layers 6b and 7b are sequentially deposited through a shadow mask 50. As a result, the electrodes 6 and 7 are deposited on the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, respectively (see step (k) in FIG. 9).

導電層6a,7aおよび導電層6b,7bは、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、ゾルゲル法、液状にした原料を噴霧加熱する方法、およびインクジェット法等を用いて形成される。   The conductive layers 6a and 7a and the conductive layers 6b and 7b are formed by a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, a thermal CVD method, a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, a sol-gel method, or a method of spraying and heating a liquefied raw material. , And an inkjet method or the like.

導電層6a,7aは、例えば、ITO,IWO,ZnOのいずれかであり、導電層6b,7bは、Ti(3nm)/Al(500nm)の2層構造からなる。   The conductive layers 6a and 7a are, for example, any one of ITO, IWO, and ZnO, and the conductive layers 6b and 7b have a two-layer structure of Ti (3 nm) / Al (500 nm).

ITOは、例えば、SnOを0.5〜4wt%ドープしたITOターゲットを、アルゴンガスまたはアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを流し、25〜250℃の基板温度
、0.1〜1.5Paの圧力、0.01〜2kWの電力でスパッタ処理を行うことによって形成される。
ITO, for example, an ITO target doped with 0.5 to 4 wt% of SnO 2 is supplied with argon gas or a mixed gas of argon gas and oxygen gas, and a substrate temperature of 25 to 250 ° C., 0.1 to 1.5 Pa. It is formed by performing the sputtering process at a pressure of 0.01 to 2 kW.

ZnOは、ITOターゲットに代えて、Alを0.5〜4wt%ドープしたZnOターゲットを用いて同様の条件でスパッタ処理を行うことにより形成される。   ZnO is formed by performing sputtering treatment under the same conditions using a ZnO target doped with 0.5 to 4 wt% of Al instead of the ITO target.

Ti/Alの2層構造は、EB蒸着によって形成される。   A two-layer structure of Ti / Al is formed by EB vapor deposition.

また、電極6,7は、それぞれ、導電層6a,7aをシード電極としてメッキ成膜法によって導電層6b,7bを形成してもよい。この場合、導電層6b,7bは、例えば、Ni,W,Co,Ti,Cr、これらの合金、およびこれらの合金とP,Bとの合金のいずれかからなる。また、導電層6b,7b上にメッキ法でCu,Al,Sn等を形成することもできる。   In addition, the electrodes 6 and 7 may be formed by the plating film forming method using the conductive layers 6a and 7a as seed electrodes, respectively. In this case, the conductive layers 6b and 7b are made of, for example, any one of Ni, W, Co, Ti, Cr, alloys thereof, and alloys of these alloys with P and B. Also, Cu, Al, Sn, etc. can be formed on the conductive layers 6b, 7b by plating.

図9の工程(k)の後、シャドーマスク60を電極6,7上に配置する(図9の工程(l)参照)。シャドーマスク60は、材質および厚さがシャドーマスク30と同じである。   After step (k) in FIG. 9, a shadow mask 60 is disposed on the electrodes 6 and 7 (see step (l) in FIG. 9). The shadow mask 60 has the same material and thickness as the shadow mask 30.

そして、保護膜8をパッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4、p型非晶質半導体層5および電極6,7上に形成する。   Then, the protective film 8 is formed on the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type amorphous semiconductor layer 5, and the electrodes 6 and 7.

より具体的には、プラズマCVD法を用いて真性非晶質半導体膜およびシリコンの窒化膜をパッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4、p型非晶質半導体層5および電極6,7上に順次堆積する。この場合、例えば、SiHガスを材料ガスとして真性非晶質半導体膜を形成し、真性非晶質半導体膜の膜厚は、例えば、10nmである。また、例えば、SiHガスおよびNHガスを材料ガスとしてシリコンの窒化膜を形成し、シリコンの窒化膜の膜厚は、例えば、120nmである。これによって、光電変換素子10が完成する(図10の工程(m)参照)。More specifically, an intrinsic amorphous semiconductor film and a silicon nitride film are formed from the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type amorphous semiconductor layer 5, and the electrodes 6 and 7 using plasma CVD. Deposit sequentially on top. In this case, for example, an intrinsic amorphous semiconductor film is formed using SiH 4 gas as a material gas, and the thickness of the intrinsic amorphous semiconductor film is, for example, 10 nm. Further, for example, a silicon nitride film is formed using SiH 4 gas and NH 3 gas as material gases, and the thickness of the silicon nitride film is, for example, 120 nm. Thus, the photoelectric conversion element 10 is completed (see step (m) in FIG. 10).

上述の例では、シャドーマスク30,40,50,60の材料として、ステンレス鋼を例示したが、ステンレス鋼に限定されず、例えば、銅、ニッケル、ニッケル合金(42アロイ、インバー材等)およびモリブデン等を用いてもよい。また、シャドーマスク30,40,50,60は、メタルマスクに限定されず、例えば、ガラスマスク、セラミックマスクおよび有機フィルムマスク等のいずれかでもよい。また、半導体基板1と同じ材質の半導体基板をエッチングで加工して、シャドーマスクとしてもよい。この場合、半導体基板とシャドーマスクとは同じ材質のため、熱膨張係数が同一となり、熱膨張係数の違いによるずれは生じない。また、半導体基板1の熱膨張係数との関係および原料コストを考慮すると、シャドーマスク30,40,50,60の材料は、42アロイが好ましい。半導体基板1との熱膨張係数の関係から、シャドーマスク30,40,50,60の材料は、ニッケルの組成が36%程度、鉄の組成が64%の場合が、半導体基板1の熱膨張係数に最も近くなり、熱膨張係数の差によるアライメント誤差を最も小さくできる。   In the above-mentioned example, stainless steel is exemplified as the material of the shadow mask 30, 40, 50, 60. However, the material is not limited to stainless steel. For example, copper, nickel, nickel alloy (42 alloy, invar material, etc.) and molybdenum Etc. may be used. The shadow masks 30, 40, 50, 60 are not limited to metal masks, and may be any of glass masks, ceramic masks, organic film masks, and the like. Alternatively, a semiconductor substrate made of the same material as the semiconductor substrate 1 may be processed by etching to form a shadow mask. In this case, since the semiconductor substrate and the shadow mask are made of the same material, the thermal expansion coefficients are the same, and no shift occurs due to the difference in the thermal expansion coefficients. In consideration of the relationship with the thermal expansion coefficient of the semiconductor substrate 1 and the raw material cost, the material of the shadow masks 30, 40, 50, 60 is preferably 42 alloy. From the relationship of the thermal expansion coefficient with the semiconductor substrate 1, the material of the shadow mask 30, 40, 50, 60 has a thermal expansion coefficient of the semiconductor substrate 1 when the nickel composition is about 36% and the iron composition is 64%. The alignment error due to the difference in thermal expansion coefficient can be minimized.

また、シャドーマスク30,40,50,60の厚さに関しては、生産のランニングコストを抑制する観点から、再生して多数回使用できることが好ましい。この場合、シャドーマスク30,40,50,60に付着した成膜物は、フッ酸またはNaOHを用いて除去することができる。これらの再生回数を考慮すると、シャドーマスク30,40,50,60の厚さは、30μm〜300μmが好ましい。   Moreover, regarding the thickness of the shadow mask 30, 40, 50, 60, it is preferable that it can be regenerated and used many times from the viewpoint of suppressing the running cost of production. In this case, the film deposited on the shadow mask 30, 40, 50, 60 can be removed using hydrofluoric acid or NaOH. Considering the number of times of reproduction, the thickness of the shadow masks 30, 40, 50, 60 is preferably 30 μm to 300 μm.

また、上述した製造方法においては、保護膜8を構成する真性非晶質半導体膜/シリコンの窒化膜を1つの反応室で連続して形成すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、真性非晶質半導体層を形成した後、シリコンの窒化膜をスパッタリング装置、または別のCVD装置で形成するように、1回、試料を大気に暴露してもよい。   Further, in the manufacturing method described above, it has been described that the intrinsic amorphous semiconductor film / silicon nitride film constituting the protective film 8 is continuously formed in one reaction chamber, but in the embodiment of the present invention, However, the present invention is not limited thereto, and after the intrinsic amorphous semiconductor layer is formed, the sample may be exposed to the atmosphere once so that a silicon nitride film is formed by a sputtering apparatus or another CVD apparatus.

保護膜8を構成する真性非晶質半導体膜/シリコンの窒化膜を、大気暴露せずに形成した場合、大気中における有機物または水分のコンタミネーションを抑制することができるため、好ましい。   When the intrinsic amorphous semiconductor film / silicon nitride film constituting the protective film 8 is formed without being exposed to the atmosphere, it is preferable because contamination of organic substances or moisture in the atmosphere can be suppressed.

更に、保護膜8は、EB蒸着、スパッタリング法、レーザアブレーション法、CVD法およびイオンプレーティング法を用いて形成されてもよい。   Furthermore, the protective film 8 may be formed using EB vapor deposition, sputtering, laser ablation, CVD, and ion plating.

更に、この発明の実施の形態においては、パッシベーション膜3を形成した後、窒素(N)ガスを用いたプラズマCVD法によりパッシベーション膜3を窒化し、SiONからなるパッシベーション膜を形成してもよい。その結果、パッシベーション膜上に形成したp型非晶質半導体層5中のドーパント(B)が半導体基板1へ拡散するのを抑制できる。そして、トンネル電流を流すことができる膜厚を有するパッシベーション膜を形成した場合であっても、有効にボロン(B)の拡散を抑制できるため、好ましい。Further, in the embodiment of the present invention, after the passivation film 3 is formed, the passivation film 3 may be nitrided by a plasma CVD method using nitrogen (N 2 ) gas to form a passivation film made of SiON. . As a result, diffusion of the dopant (B) in the p-type amorphous semiconductor layer 5 formed on the passivation film into the semiconductor substrate 1 can be suppressed. Even when a passivation film having a thickness that allows a tunnel current to flow is formed, it is preferable because diffusion of boron (B) can be effectively suppressed.

上述したように、半導体基板1の裏面の全体には、テクスチャサイズが15μm未満のテクスチャ構造が形成されている。このテクスチャ構造によって半導体基板1の裏面の反射率が略均一となるため、パッシベーション膜3の上にn型非晶質半導体層4とともに形成されたアライメントマーク4Mを光学顕微鏡で観察した際、アライメントマーク4Mの位置を確実に特定することができる。そのため、アライメントマーク4Mを基準にシャドーマスク40のアライメント用開口部40bの凸部402b〜405bの位置を合わせることができ、シャドーマスク40を適切な位置に配置することができる。その結果、n型非晶質半導体層4と一定の間隔を隔てた位置にp型非晶質半導体層5を形成することができ、隣接するn型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5の間に、ギャップ領域Gを形成することができる。また、特に、n型非晶質シリコンは、光学顕微鏡で観察した際、p型非晶質シリコンと比べてコントラストが低いため、n型非晶質半導体層4を形成した後、p型非晶質半導体層5を形成する場合に上記の構成は特に有効である。   As described above, a texture structure having a texture size of less than 15 μm is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 1. Since the reflectance of the back surface of the semiconductor substrate 1 becomes substantially uniform due to this texture structure, the alignment mark 4M formed together with the n-type amorphous semiconductor layer 4 on the passivation film 3 is observed with an optical microscope. The position of 4M can be specified reliably. Therefore, the positions of the protrusions 402b to 405b of the alignment opening 40b of the shadow mask 40 can be aligned with the alignment mark 4M as a reference, and the shadow mask 40 can be arranged at an appropriate position. As a result, the p-type amorphous semiconductor layer 5 can be formed at a certain distance from the n-type amorphous semiconductor layer 4, and the adjacent n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor can be formed. A gap region G can be formed between the quality semiconductor layers 5. In particular, n-type amorphous silicon has a lower contrast than that of p-type amorphous silicon when observed with an optical microscope. Therefore, after n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed, p-type amorphous silicon is used. The above-described configuration is particularly effective when the quality semiconductor layer 5 is formed.

また、アライメントマーク4Mとその他の領域との膜厚差が、例えば、n型非晶質半導体層の膜厚の分だけしかない場合、アライメントマーク4Mとその他の領域との境界の認識が難しい。しかしながら、アライメントマーク4Mにおけるn型非晶質シリコンが形成された領域の境界(外縁)部分の下にテクスチャ構造が形成されることで、アライメントマーク4Mにおけるn型非晶質シリコンの境界部分の視認性が高くなり、アライメントマーク4Mの認識精度が向上する。その結果、n型非晶質半導体層4の膜厚をより薄くすることが可能となり、n型非晶質半導体層4における直列抵抗を低減し、より高い変換効率を実現することが可能となる。   In addition, when the film thickness difference between the alignment mark 4M and the other region is, for example, only the film thickness of the n-type amorphous semiconductor layer, it is difficult to recognize the boundary between the alignment mark 4M and the other region. However, the texture structure is formed under the boundary (outer edge) portion of the region where the n-type amorphous silicon is formed in the alignment mark 4M, so that the boundary portion of the n-type amorphous silicon in the alignment mark 4M is visually recognized. And the recognition accuracy of the alignment mark 4M is improved. As a result, the thickness of the n-type amorphous semiconductor layer 4 can be made thinner, the series resistance in the n-type amorphous semiconductor layer 4 can be reduced, and higher conversion efficiency can be realized. .

また、テクスチャサイズによって、半導体基板1の裏面を光学顕微鏡で観察した際のテクスチャのエッジの鮮明さが異なる。これは、テクスチャサイズが大きいほど、シャドーマスクの裏側への膜の回り込み量が増加するからである。上述の例では、半導体基板1の裏面に形成されたテクスチャのサイズが15μm未満である。テクスチャのサイズが15μm未満では、半導体基板1の裏面からの反射光量が小さくなり、裏面の反射率が略均一となるため、アライメントマーク4Mが認識しやすくなる。   Further, the sharpness of the texture edge when the back surface of the semiconductor substrate 1 is observed with an optical microscope differs depending on the texture size. This is because the greater the texture size, the greater the amount of film wrapping around the shadow mask. In the above example, the size of the texture formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 is less than 15 μm. If the texture size is less than 15 μm, the amount of light reflected from the back surface of the semiconductor substrate 1 becomes small and the reflectance of the back surface becomes substantially uniform, so that the alignment mark 4M is easily recognized.

ここで、図12の(a)〜(d)に、裏面の状態が各々異なる半導体基板にアライメントマークを形成した場合のアライメントマークの光学顕微鏡画像を示す。図12の(a)は、半導体基板の裏面がミラー面である場合のアライメントマークの光学顕微鏡画像である。図12の(b)は、半導体基板の裏面にテクスチャ構造が形成されていないフラット面である場合のアライメントマークの光学顕微鏡画像である。図12の(c)は、半導体基板の裏面にテクスチャサイズが1μmのテクスチャ構造が形成されている場合のアライメントマークの光学顕微鏡画像である。図12の(d)は、半導体基板の裏面にテクスチャサイズが15μmのテクスチャ構造が形成されている場合のアライメントマークの光学顕微鏡画像である。図12の(a)〜(d)に示す領域Aの画像部分はアライメントマークが形成された領域であり、領域Bの画像部分はパッシベーション膜3が形成されている領域である。   Here, FIGS. 12A to 12D show optical microscope images of the alignment marks when the alignment marks are formed on the semiconductor substrates having different back surface states. (A) of FIG. 12 is an optical microscope image of the alignment mark when the back surface of the semiconductor substrate is a mirror surface. (B) of FIG. 12 is an optical microscope image of the alignment mark in the case of a flat surface on which the texture structure is not formed on the back surface of the semiconductor substrate. FIG. 12C is an optical microscope image of the alignment mark when a texture structure having a texture size of 1 μm is formed on the back surface of the semiconductor substrate. FIG. 12D is an optical microscope image of the alignment mark when a texture structure having a texture size of 15 μm is formed on the back surface of the semiconductor substrate. 12A to 12D, the image portion of the region A is a region where an alignment mark is formed, and the image portion of the region B is a region where the passivation film 3 is formed.

図12の(a)の場合、半導体基板の裏面は原子レベルでフラットなミラー面であるため、半導体基板の反射率が面内で略一様である。また、n型非晶質半導体層4を形成する際のシャドーマスクの裏側にn型非晶質シリコンが回り込みにくくなり、図12の(a)に示すように、アライメントマークの部分と他の領域とのコントラストが高くなり、アライメントマークを認識しやすい。   In the case of FIG. 12A, since the back surface of the semiconductor substrate is a flat mirror surface at the atomic level, the reflectance of the semiconductor substrate is substantially uniform in the surface. Further, it becomes difficult for n-type amorphous silicon to enter the back side of the shadow mask when the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed, and as shown in FIG. And the alignment mark is easy to recognize.

図12の(b)の場合には、半導体基板のディンプルによる大きな光学的コントラストがノイズ源になり、さらに、半導体基板の裏面がフラット面であることから半導体基板の反射光量が大きいため、アライメントマークの部分を光学的に認識することが困難である。   In the case of FIG. 12B, since the large optical contrast due to the dimples on the semiconductor substrate becomes a noise source, and since the back surface of the semiconductor substrate is a flat surface, the amount of reflected light from the semiconductor substrate is large. It is difficult to optically recognize this part.

図12の(c)において、破線枠で示す最も明るく見える領域Cは、p型非晶質半導体層5を形成する際のシャドーマスクのマスク用アライメントマークである。アライメントマークが形成されている領域Aの境界部分にはテクスチャ構造が形成されているため、半導体基板の裏面からの反射光量が図12の(b)の場合よりも小さくなり、面内の反射率が略均一となる。その結果、図12の(b)の場合よりもアライメントマークを光学的に認識しやすくなる。   In FIG. 12C, the brightest region C indicated by the broken line frame is a mask alignment mark for a shadow mask when the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed. Since the texture structure is formed at the boundary portion of the region A where the alignment mark is formed, the amount of reflected light from the back surface of the semiconductor substrate is smaller than in the case of FIG. Becomes substantially uniform. As a result, it becomes easier to optically recognize the alignment mark than in the case of FIG.

図12の(d)の場合、図12の(c)に比べ、半導体基板の裏面に形成されたテクスチャ構造のテクスチャサイズが大きく、アライメントマークが形成されている領域Aの境界が認識しにくくなっている。これは、テクスチャサイズが大きくなるに従い、n型非晶質半導体層4を形成する際のシャドーマスクの裏側にn型非晶質シリコンが回り込みやすくなることによる。よって、半導体基板の裏面に形成されるテクスチャ構造のテクスチャサイズは15μm未満が好ましく、15um以上になるとアライメントマークの境界部が認識しにくくなることが分かる。   In the case of FIG. 12D, the texture size of the texture structure formed on the back surface of the semiconductor substrate is larger than in FIG. 12C, and the boundary of the region A where the alignment mark is formed is difficult to recognize. ing. This is because as the texture size increases, n-type amorphous silicon tends to wrap around the shadow mask when the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed. Therefore, it is found that the texture size of the texture structure formed on the back surface of the semiconductor substrate is preferably less than 15 μm, and when it is 15 μm or more, it is difficult to recognize the boundary portion of the alignment mark.

さらに、テクスチャの傾斜角θが小さいほど半導体基板の表面がフラットに近づき、反射率が高くなるため、アライメントマーク4Mの視認性が低下する。そのため、例えば、テクスチャの傾斜角θを40°以上とすることで、アライメントマーク4Mの境界のコントラスト比が高くなり、アライメントマーク4Mがより認識しやすくなる。   Furthermore, the smaller the texture inclination angle θ, the closer the surface of the semiconductor substrate becomes to a flat surface and the higher the reflectance, so that the visibility of the alignment mark 4M decreases. Therefore, for example, by setting the texture inclination angle θ to 40 ° or more, the contrast ratio of the boundary of the alignment mark 4M is increased, and the alignment mark 4M is more easily recognized.

そして、隣接する電極6,7間において、保護膜8が電極6,7およびギャップ領域G(パッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5)上に形成される。その結果、隣接する電極6,7間に、導電性の塵が付着した場合でも、短絡が防止される。従って、光電変換素子10の信頼性を向上できる。   A protective film 8 is formed between the adjacent electrodes 6 and 7 on the electrodes 6 and 7 and the gap region G (passivation film 3, n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5). The As a result, even when conductive dust adheres between the adjacent electrodes 6 and 7, a short circuit is prevented. Therefore, the reliability of the photoelectric conversion element 10 can be improved.

また、電極6,7は、端から内側に向かって5μm以上の領域が保護膜8によって覆われている。その結果、保護膜8の開口端から水分が浸入するのを効果的に抑制することができるとともに、保護膜8のはがれを抑制でき、生産時のアライメントずれによる歩留まりの低下を防止できる。   Further, the electrodes 6 and 7 are covered with a protective film 8 in a region of 5 μm or more from the end toward the inside. As a result, it is possible to effectively prevent moisture from entering from the opening end of the protective film 8, and to prevent the protective film 8 from peeling off, thereby preventing a decrease in yield due to misalignment during production.

また、電極6,7が接している半導体層と電極6,7との密着性が比較的弱い場合においても、保護膜8で電極6,7を覆うことにより、電極剥がれを効果的に抑制することができるため、好ましい。つまり、非晶質半導体と密着性の乏しい電極材料であっても、保護膜8を形成することで、使用することができるようになり、電極用の金属の選択範囲が広がり、特性向上が容易になるため好ましい。半導体基板の表面の一面にn型非晶質半導体層またはp型非晶質半導体層とTCO(透明導電膜)をほぼ全面に形成する従来のヘテロ接合型太陽電池では、非晶質半導体層とTCOに切れ目はない。   Further, even when the adhesion between the semiconductor layer in contact with the electrodes 6 and 7 and the electrodes 6 and 7 is relatively weak, by covering the electrodes 6 and 7 with the protective film 8, the electrode peeling is effectively suppressed. This is preferable. That is, even an electrode material having poor adhesion to an amorphous semiconductor can be used by forming the protective film 8, and the metal selection range for the electrode is widened, so that the characteristics can be easily improved. Therefore, it is preferable. In a conventional heterojunction solar cell in which an n-type amorphous semiconductor layer or a p-type amorphous semiconductor layer and a TCO (transparent conductive film) are formed almost entirely on one surface of a semiconductor substrate, There is no break in TCO.

しかし、本実施形態における裏面ヘテロ接合型太陽電池のように、n型非晶質半導体層またはp型非晶質半導体層や、TCO、電極等の層を交互に複数形成する場合、図13Aに示すように、各層の端部が多数発生することになる。このような構成でピールテスト等を行うと、端部から剥がれる可能性がある。しかし、半導体基板1の表面にテクスチャ構造を形成することによりアンカー効果が生じ、剥がれ等を抑制しやすくなるので好ましい。また、最も剥がれやすい電極端部を保護膜によって覆うことで、剥がれをより効果的に抑制することができ、より好ましい。   However, when a plurality of layers such as an n-type amorphous semiconductor layer or a p-type amorphous semiconductor layer, a TCO, and an electrode are alternately formed as in the backside heterojunction solar cell in this embodiment, FIG. As shown, a large number of end portions of each layer are generated. When a peel test or the like is performed with such a configuration, there is a possibility of peeling from the end. However, it is preferable to form a texture structure on the surface of the semiconductor substrate 1 because an anchor effect is generated and peeling and the like are easily suppressed. Further, it is more preferable that the electrode end portion that is most easily peeled off is covered with a protective film, whereby peeling can be more effectively suppressed.

更に、ギャップ領域Gにおいては、パッシベーション膜3、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5は、保護膜8によって覆われる。その結果、光電変換素子10の長期安定性の効果を得ることができる。   Furthermore, in the gap region G, the passivation film 3, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are covered with a protective film 8. As a result, an effect of long-term stability of the photoelectric conversion element 10 can be obtained.

図13Aは、図1に示す光電変換素子10の裏面側から見た平面図である。図13Aの(a)を参照して、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5は、半導体基板1の面内方向に交互に所望の間隔で配置される。そして、電極6,7は、それぞれ、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5上に配置される。その結果、隣り合う電極6,7間には、ギャップ領域Gが形成される。   FIG. 13A is a plan view seen from the back side of the photoelectric conversion element 10 shown in FIG. Referring to (a) of FIG. 13A, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are alternately arranged in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1 at a desired interval. Electrodes 6 and 7 are disposed on n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5, respectively. As a result, a gap region G is formed between the adjacent electrodes 6 and 7.

図13Aの(b)を参照して、保護膜8は、ギャップ領域Gおよび半導体基板1の周辺領域上に配置される。そして、電極6,7上には、幅Lを有する開口部8Aが形成される。電極6,7は、開口部8Aを介して配線シートに接続される。   Referring to (b) of FIG. 13A, the protective film 8 is disposed on the gap region G and the peripheral region of the semiconductor substrate 1. On the electrodes 6 and 7, an opening 8A having a width L is formed. The electrodes 6 and 7 are connected to the wiring sheet through the opening 8A.

なお、図13Aの(b)においては、半導体基板1の周辺部には、保護膜8で覆われていない領域が存在するが、光電変換素子10においては、半導体基板1の裏面の全面を保護膜で覆い、電極6,7の一部が露出している状態が最も好ましい。   In FIG. 13A (b), there is a region that is not covered with the protective film 8 in the peripheral portion of the semiconductor substrate 1, but in the photoelectric conversion element 10, the entire back surface of the semiconductor substrate 1 is protected. Most preferably, the film is covered with a film and a part of the electrodes 6 and 7 is exposed.

図13Bは、配線シートの平面図である。図13Bを参照して、配線シート70は、絶縁基材710と、配線材71〜87とを含む。   FIG. 13B is a plan view of the wiring sheet. With reference to FIG. 13B, the wiring sheet 70 includes an insulating base 710 and wiring members 71 to 87.

絶縁基材710は、電気絶縁性の材質であればよく、特に限定なく用いることができる。絶縁基材710は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリビニルフルオライド(PVF)およびポリイミド等からなる。   The insulating base material 710 may be an electrically insulating material and can be used without any particular limitation. The insulating base 710 is made of, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polyvinyl fluoride (PVF), polyimide, and the like.

また、絶縁基材710の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、25μm以上150μm以下である。そして、絶縁基材710は、1層構造であってもよく、2層以上の多層構造であってもよい。   The thickness of the insulating base 710 is not particularly limited, but is preferably 25 μm or more and 150 μm or less. The insulating base 710 may have a single layer structure or a multilayer structure of two or more layers.

配線材71は、バスバー部711と、フィンガー部712とを有する。フィンガー部712は、その一方端がバスバー部711に接続される。   The wiring member 71 includes a bus bar portion 711 and finger portions 712. One end of the finger portion 712 is connected to the bus bar portion 711.

配線材72は、バスバー部721と、フィンガー部722,723とを有する。フィンガー部722は、その一方端がバスバー部721に接続される。フィンガー部723は、バスバー部721に対してバスバー部721とフィンガー部722との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部721に接続される。   The wiring member 72 includes a bus bar portion 721 and finger portions 722 and 723. One end of the finger portion 722 is connected to the bus bar portion 721. One end of the finger portion 723 is connected to the bus bar portion 721 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 721 and the finger portion 722 with respect to the bus bar portion 721.

配線材73は、バスバー部731と、フィンガー部732,733とを有する。フィンガー部732は、その一方端がバスバー部731に接続される。フィンガー部733は、バスバー部731に対してバスバー部731とフィンガー部732との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部731に接続される。   The wiring member 73 includes a bus bar portion 731 and finger portions 732 and 733. One end of the finger portion 732 is connected to the bus bar portion 731. One end of the finger portion 733 is connected to the bus bar portion 731 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 731 and the finger portion 732 with respect to the bus bar portion 731.

配線材74は、バスバー部741と、フィンガー部742,743とを有する。フィンガー部742は、その一方端がバスバー部741に接続される。フィンガー部743は、バスバー部741に対してバスバー部741とフィンガー部742との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部741に接続される。   The wiring member 74 includes a bus bar portion 741 and finger portions 742 and 743. One end of the finger portion 742 is connected to the bus bar portion 741. One end of the finger portion 743 is connected to the bus bar portion 741 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 741 and the finger portion 742 with respect to the bus bar portion 741.

配線材75は、バスバー部751と、フィンガー部752,753とを有する。フィンガー部752,753は、バスバー部751の長さ方向において隣接して配置され、その一方端がバスバー部751の同じ側においてバスバー部751に接続される。   The wiring member 75 includes a bus bar portion 751 and finger portions 752 and 753. The finger portions 752 and 753 are arranged adjacent to each other in the length direction of the bus bar portion 751, and one end thereof is connected to the bus bar portion 751 on the same side of the bus bar portion 751.

配線材76は、バスバー部761と、フィンガー部762,763とを有する。フィンガー部762は、その一方端がバスバー部761に接続される。フィンガー部763は、バスバー部761に対してバスバー部761とフィンガー部762との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部761に接続される。   The wiring member 76 includes a bus bar portion 761 and finger portions 762 and 763. One end of the finger portion 762 is connected to the bus bar portion 761. One end of the finger part 763 is connected to the bus bar part 761 on the opposite side of the connection part between the bus bar part 761 and the finger part 762 with respect to the bus bar part 761.

配線材77は、バスバー部771と、フィンガー部772,773とを有する。フィンガー部772は、その一方端がバスバー部771に接続される。フィンガー部773は、バスバー部771に対してバスバー部771とフィンガー部772との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部771に接続される。   The wiring member 77 has a bus bar portion 771 and finger portions 772 and 773. One end of finger portion 772 is connected to bus bar portion 771. One end of the finger portion 773 is connected to the bus bar portion 771 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 771 and the finger portion 772 with respect to the bus bar portion 771.

配線材78は、バスバー部781と、フィンガー部782,783とを有する。フィンガー部782は、その一方端がバスバー部781に接続される。フィンガー部783は、バスバー部781に対してバスバー部781とフィンガー部782との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部781に接続される。   The wiring member 78 includes a bus bar portion 781 and finger portions 782 and 783. One end of the finger portion 782 is connected to the bus bar portion 781. One end of the finger portion 783 is connected to the bus bar portion 781 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 781 and the finger portion 782 with respect to the bus bar portion 781.

配線材79は、バスバー部791と、フィンガー部792,793とを有する。フィンガー部792,793は、バスバー部791の長さ方向において隣接して配置され、その一方端がバスバー部791の同じ側においてバスバー部791に接続される。   The wiring member 79 includes a bus bar portion 791 and finger portions 792 and 793. Finger portions 792 and 793 are arranged adjacent to each other in the length direction of bus bar portion 791, and one end thereof is connected to bus bar portion 791 on the same side of bus bar portion 791.

配線材80は、バスバー部801と、フィンガー部802,803とを有する。フィンガー部802は、その一方端がバスバー部801に接続される。フィンガー部803は、バスバー部801に対してバスバー部801とフィンガー部802との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部801に接続される。   The wiring member 80 includes a bus bar portion 801 and finger portions 802 and 803. One end of the finger portion 802 is connected to the bus bar portion 801. One end of the finger part 803 is connected to the bus bar part 801 on the opposite side of the connection part between the bus bar part 801 and the finger part 802 with respect to the bus bar part 801.

配線材81は、バスバー部811と、フィンガー部812,813とを有する。フィンガー部812は、その一方端がバスバー部811に接続される。フィンガー部813は、バスバー部811に対してバスバー部811とフィンガー部812との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部811に接続される。   The wiring member 81 has a bus bar portion 811 and finger portions 812 and 813. One end of the finger portion 812 is connected to the bus bar portion 811. One end of the finger portion 813 is connected to the bus bar portion 811 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 811 and the finger portion 812 with respect to the bus bar portion 811.

配線材82は、バスバー部821と、フィンガー部822,823とを有する。フィンガー部822は、その一方端がバスバー部821に接続される。フィンガー部823は、バスバー部821に対してバスバー部821とフィンガー部822との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部821に接続される。   The wiring member 82 includes a bus bar portion 821 and finger portions 822 and 823. One end of the finger portion 822 is connected to the bus bar portion 821. One end of the finger part 823 is connected to the bus bar part 821 on the opposite side of the connection part between the bus bar part 821 and the finger part 822 with respect to the bus bar part 821.

配線材83は、バスバー部831と、フィンガー部832,833とを有する。フィンガー部832,833は、バスバー部831の長さ方向において隣接して配置され、その一方端がバスバー部831の同じ側においてバスバー部831に接続される。   The wiring member 83 includes a bus bar portion 831 and finger portions 832 and 833. Finger portions 832 and 833 are arranged adjacent to each other in the length direction of bus bar portion 831, and one end thereof is connected to bus bar portion 831 on the same side of bus bar portion 831.

配線材84は、バスバー部841と、フィンガー部842,843とを有する。フィンガー部842は、その一方端がバスバー部841に接続される。フィンガー部843は、バスバー部841に対してバスバー部841とフィンガー部842との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部841に接続される。   The wiring member 84 includes a bus bar portion 841 and finger portions 842 and 843. One end of the finger portion 842 is connected to the bus bar portion 841. One end of the finger portion 843 is connected to the bus bar portion 841 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 841 and the finger portion 842 with respect to the bus bar portion 841.

配線材85は、バスバー部851と、フィンガー部852,853とを有する。フィンガー部852は、その一方端がバスバー部851に接続される。フィンガー部853は、バスバー部851に対してバスバー部851とフィンガー部852との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部851に接続される。   The wiring member 85 has a bus bar portion 851 and finger portions 852 and 853. One end of the finger portion 852 is connected to the bus bar portion 851. One end of the finger portion 853 is connected to the bus bar portion 851 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 851 and the finger portion 852 with respect to the bus bar portion 851.

配線材86は、バスバー部861と、フィンガー部862,863とを有する。フィンガー部862は、その一方端がバスバー部861に接続される。フィンガー部863は、バスバー部861に対してバスバー部861とフィンガー部862との接続部の反対側において、その一方端がバスバー部861に接続される。   The wiring member 86 has a bus bar portion 861 and finger portions 862 and 863. One end of the finger portion 862 is connected to the bus bar portion 861. One end of the finger portion 863 is connected to the bus bar portion 861 on the opposite side of the connection portion between the bus bar portion 861 and the finger portion 862 with respect to the bus bar portion 861.

配線材87は、バスバー部871と、フィンガー部872とを有する。フィンガー部872は、その一方端がバスバー部871に接続される。   The wiring member 87 has a bus bar portion 871 and finger portions 872. One end of the finger portion 872 is connected to the bus bar portion 871.

配線材71は、フィンガー部712が配線材72のフィンガー部722と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 71 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 712 meshes with the finger portion 722 of the wiring member 72.

配線材72は、フィンガー部722が配線材71のフィンガー部712と噛み合い、フィンガー部723が配線材73のフィンガー部732と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 72 is disposed on the insulating base 710 such that the finger portion 722 is engaged with the finger portion 712 of the wiring member 71 and the finger portion 723 is engaged with the finger portion 732 of the wiring member 73.

配線材73は、フィンガー部732が配線材72のフィンガー部723と噛み合い、フィンガー部733が配線材74のフィンガー部742と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 73 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 732 engages with the finger portion 723 of the wiring member 72 and the finger portion 733 engages with the finger portion 742 of the wiring member 74.

配線材74は、フィンガー部742が配線材73のフィンガー部733と噛み合い、フィンガー部743が配線材75のフィンガー部752と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 74 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 742 engages with the finger portion 733 of the wiring member 73 and the finger portion 743 engages with the finger portion 752 of the wiring member 75.

配線材75は、フィンガー部752が配線材74のフィンガー部743と噛み合い、フィンガー部753が配線材76のフィンガー部762と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 75 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portions 752 are engaged with the finger portions 743 of the wiring member 74 and the finger portions 753 are engaged with the finger portions 762 of the wiring member 76.

配線材76は、フィンガー部762が配線材75のフィンガー部753と噛み合い、フィンガー部763が配線材77のフィンガー部772と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 76 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 762 engages with the finger portion 753 of the wiring member 75 and the finger portion 763 engages with the finger portion 772 of the wiring member 77.

配線材77は、フィンガー部772が配線材76のフィンガー部763と噛み合い、フィンガー部773が配線材78のフィンガー部782と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 77 is disposed on the insulating substrate 710 so that the finger portions 772 mesh with the finger portions 763 of the wiring material 76 and the finger portions 773 mesh with the finger portions 782 of the wiring material 78.

配線材78は、フィンガー部782が配線材77のフィンガー部773と噛み合い、フィンガー部783が配線材79のフィンガー部792と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 78 is disposed on the insulating base 710 such that the finger portions 782 mesh with the finger portions 773 of the wiring material 77 and the finger portions 783 mesh with the finger portions 792 of the wiring material 79.

配線材79は、フィンガー部792が配線材78のフィンガー部783と噛み合い、フィンガー部793が配線材80のフィンガー部802と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 79 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portions 792 mesh with the finger portions 783 of the wiring material 78 and the finger portions 793 mesh with the finger portions 802 of the wiring material 80.

配線材80は、フィンガー部802が配線材79のフィンガー部793と噛み合い、フィンガー部803が配線材81のフィンガー部812と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 80 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 802 is engaged with the finger portion 793 of the wiring member 79 and the finger portion 803 is engaged with the finger portion 812 of the wiring member 81.

配線材81は、フィンガー部812が配線材80のフィンガー部803と噛み合い、フィンガー部813が配線材82のフィンガー部822と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 81 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 812 is engaged with the finger portion 803 of the wiring member 80 and the finger portion 813 is engaged with the finger portion 822 of the wiring member 82.

配線材82は、フィンガー部822が配線材81のフィンガー部813と噛み合い、フィンガー部823が配線材83のフィンガー部832と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 82 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 822 is engaged with the finger portion 813 of the wiring member 81 and the finger portion 823 is engaged with the finger portion 832 of the wiring member 83.

配線材83は、フィンガー部832が配線材82のフィンガー部823と噛み合い、フィンガー部833が配線材84のフィンガー部842と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 83 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 832 is engaged with the finger portion 823 of the wiring member 82 and the finger portion 833 is engaged with the finger portion 842 of the wiring member 84.

配線材84は、フィンガー部842が配線材83のフィンガー部833と噛み合い、フィンガー部843が配線材85のフィンガー部852と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 84 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 842 is engaged with the finger portion 833 of the wiring member 83 and the finger portion 843 is engaged with the finger portion 852 of the wiring member 85.

配線材85は、フィンガー部852が配線材84のフィンガー部843と噛み合い、フィンガー部853が配線材86のフィンガー部862と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 85 is disposed on the insulating base 710 such that the finger portion 852 is engaged with the finger portion 843 of the wiring member 84 and the finger portion 853 is engaged with the finger portion 862 of the wiring member 86.

配線材86は、フィンガー部862が配線材85のフィンガー部853と噛み合い、フィンガー部863が配線材87のフィンガー部872と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 86 is disposed on the insulating substrate 710 so that the finger portion 862 is engaged with the finger portion 853 of the wiring member 85 and the finger portion 863 is engaged with the finger portion 872 of the wiring member 87.

配線材87は、フィンガー部872が配線材86のフィンガー部863と噛み合うように絶縁基材710上に配置される。   The wiring member 87 is disposed on the insulating base 710 so that the finger portion 872 meshes with the finger portion 863 of the wiring member 86.

配線材71〜87の各々は、電気導電性のものであればよく、特に限定されない。配線材71〜87の各々は、例えば、Cu,Al,Agおよびこれらを主成分とする合金からなる。   Each of the wiring members 71 to 87 is not particularly limited as long as it is electrically conductive. Each of the wiring members 71 to 87 is made of, for example, Cu, Al, Ag, and an alloy containing these as main components.

また、配線材71〜87の厚さは、特に限定されないが、例えば、10μm以上80μm以下が好適である。10μm未満では、配線抵抗が高くなり、80μmを超えると、光電変換素子10と貼り合わせるときに印加される熱によって配線材とシリコン基板との熱膨張係数の違いに起因してシリコン基板に反りが発生する。   In addition, the thickness of the wiring members 71 to 87 is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 80 μm or less, for example. If it is less than 10 μm, the wiring resistance becomes high, and if it exceeds 80 μm, the silicon substrate is warped due to the difference in thermal expansion coefficient between the wiring material and the silicon substrate due to the heat applied when the photoelectric conversion element 10 is bonded. Occur.

絶縁基材710の形状は、図13Bに示す形状に限定されず、適宜、変更可能である。また、配線材71〜87の表面の一部に、Ni,Au,Pt,Pd,Sn,InおよびITO等の導電性材料を形成してもよい。このように、配線材71〜87の表面の一部に、Ni等の導電性材料を形成するのは、配線材71〜87と光電変換素子10の電極6,7との電気的接続を良好なものとし、配線材71〜87の耐候性を向上させるためである。更に、配線材71〜87は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。   The shape of the insulating substrate 710 is not limited to the shape shown in FIG. 13B and can be changed as appropriate. Moreover, you may form electroconductive materials, such as Ni, Au, Pt, Pd, Sn, In, and ITO, in a part of surface of the wiring materials 71-87. As described above, the conductive material such as Ni is formed on a part of the surface of the wiring members 71 to 87 because the electrical connection between the wiring members 71 to 87 and the electrodes 6 and 7 of the photoelectric conversion element 10 is good. This is to improve the weather resistance of the wiring members 71 to 87. Furthermore, the wiring members 71 to 87 may have a single layer structure or a multilayer structure.

電極6が配線材71のフィンガー部712に接続され、電極7が配線材72のフィンガー部722に接続されるように光電変換素子10を領域REG1上に配置し、電極6が配
線材72のフィンガー部723に接続され、電極7が配線材73のフィンガー部732に接続されるように光電変換素子10を領域REG2上に配置する。以下、同様にして光電変換素子10を配線材73〜87上に配置する。これによって、16個の光電変換素子10が直列に接続される。
The photoelectric conversion element 10 is arranged on the region REG1 so that the electrode 6 is connected to the finger part 712 of the wiring member 71 and the electrode 7 is connected to the finger part 722 of the wiring member 72, and the electrode 6 is a finger of the wiring member 72. The photoelectric conversion element 10 is arranged on the region REG <b> 2 such that the electrode 7 is connected to the finger portion 732 of the wiring member 73. Hereinafter, the photoelectric conversion element 10 is similarly arranged on the wiring members 73 to 87. Thereby, the 16 photoelectric conversion elements 10 are connected in series.

光電変換素子10の電極6,7は、接着剤によって配線材71〜87に接続される。接着剤は、例えば、半田樹脂、半田、導電性接着剤、熱硬化型Agペースト、低温硬化型銅ペースト、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)および絶縁性接着剤(NCP:Non Conductive Paste)からなる群から選択された1種類以上の接着材からなる。   The electrodes 6 and 7 of the photoelectric conversion element 10 are connected to the wiring members 71 to 87 by an adhesive. Examples of the adhesive include solder resin, solder, conductive adhesive, thermosetting Ag paste, low temperature curing copper paste, anisotropic conductive film (ACF), and anisotropic conductive paste (ACP). It consists of 1 or more types of adhesives selected from the group which consists of Conductive Paste) and an insulating adhesive agent (NCP: Non Conductive Paste).

例えば、半田樹脂としては、タムラ科研(株)製のTCAP−5401−27等を用いることができる。   For example, TCAP-5401-27 manufactured by Tamura Kaken Co., Ltd. can be used as the solder resin.

絶縁性接着剤としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびウレタン樹脂等を用いることができ、熱硬化型および光硬化型の樹脂を用いることができる。   As the insulating adhesive, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, or the like can be used, and a thermosetting resin or a photocurable resin can be used.

導電性接着剤としては、錫およびビスマスの少なくとも一方を含む半田粒子等を用いることができる。より好ましくは、導電性接着剤は、錫と、ビスマス、インジウムおよび銀等との合金である。これにより、半田融点を抑えることができ、低温による接着プロセスが可能になる。   As the conductive adhesive, solder particles containing at least one of tin and bismuth can be used. More preferably, the conductive adhesive is an alloy of tin and bismuth, indium, silver or the like. As a result, the melting point of the solder can be suppressed, and an adhesion process at a low temperature becomes possible.

n型非晶質半導体層4、p型非晶質半導体層5および電極6,7上に保護膜8を形成した光電変換素子10を用いる場合には、電極6,7上の無機絶縁膜と、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5上の無機絶縁膜とが存在し、これら2つの無機絶縁膜は、下地が異なる。そして、光電変換素子10においては、下地が異なる無機絶縁膜が連続して形成されている。このような状況では、熱履歴が、下地が異なる無機絶縁膜に印加されると、下地の熱膨張係数の違いから無機絶縁膜の剥がれ等が発生する場合がある。   When using the photoelectric conversion element 10 in which the protective film 8 is formed on the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type amorphous semiconductor layer 5, and the electrodes 6, 7, the inorganic insulating film on the electrodes 6, 7 , There are inorganic insulating films on the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, and these two inorganic insulating films have different bases. And in the photoelectric conversion element 10, the inorganic insulating film from which a foundation | substrate differs is formed continuously. In such a situation, when a thermal history is applied to an inorganic insulating film having a different base, peeling of the inorganic insulating film may occur due to a difference in thermal expansion coefficient of the base.

従って、低温、特に、200℃以下の熱プロセスが好ましく、その結果、低温で硬化し、電気的に接合できる熱硬化型Agペースト、低温硬化型銅ペースト、異方性導電フィルムおよび異方性導電ペーストが特に好ましい。   Therefore, a low temperature, particularly a heat process of 200 ° C. or lower is preferable, and as a result, a thermosetting Ag paste, a low temperature curable copper paste, an anisotropic conductive film and an anisotropic conductive film that can be cured and electrically bonded at a low temperature. A paste is particularly preferred.

上述したように、配線シート70上に配置した光電変換素子10を、ガラス基板上に配置されたエチレンビニルアセテート樹脂(EVA樹脂)と、PETフィルム上に配置されたEVA樹脂との間に配置する。そして、ラミネータ装置を用いて真空圧着によりガラス基板側のEVA樹脂を光電変換素子10に圧着させるとともに、PETフィルム側のEVA樹脂を光電変換素子10に圧着させた状態で125℃に加熱し、硬化させた。これにより、ガラス基板とPETフィルムとの間で硬化したEVA樹脂中に、配線シート70が付いた光電変換素子10が封止されることによって太陽電池モジュールを作製することができる。   As described above, the photoelectric conversion element 10 disposed on the wiring sheet 70 is disposed between the ethylene vinyl acetate resin (EVA resin) disposed on the glass substrate and the EVA resin disposed on the PET film. . Then, the EVA resin on the glass substrate side is pressure-bonded to the photoelectric conversion element 10 by vacuum pressure bonding using a laminator device, and the EVA resin on the PET film side is pressure-bonded to the photoelectric conversion element 10 and heated to 125 ° C. to be cured. I let you. Thereby, a solar cell module can be produced by sealing the photoelectric conversion element 10 with the wiring sheet 70 in the EVA resin cured between the glass substrate and the PET film.

なお、上述の実施の形態1では、n型非晶質半導体層4を形成した後、p型非晶質半導体層5を形成する例を説明したが、p型非晶質半導体層5を形成した後、n型非晶質半導体層4を形成してもよい。この場合、アライメントマークは、p型非晶質半導体層5と同じ半導体層を含み、アライメントマークの上部にはn型非晶質半導体層4と同じ半導体層が堆積する。   In the first embodiment, the example in which the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed after the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed has been described. However, the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed. After that, the n-type amorphous semiconductor layer 4 may be formed. In this case, the alignment mark includes the same semiconductor layer as the p-type amorphous semiconductor layer 5, and the same semiconductor layer as the n-type amorphous semiconductor layer 4 is deposited on the alignment mark.

また、上述の実施の形態1では、半導体基板1の裏面の全面にテクスチャ構造が形成される例を説明したが、アライメントマーク4Mにおけるn型非晶質シリコンが形成された領域の境界(外縁部)の下に少なくともテクスチャ構造が形成されていればよい。このように構成した場合であっても、アライメントマーク4Mにおけるn型非晶質シリコンの境界部分の反射率が略均一となるため、光学顕微鏡でアライメントマーク4Mの位置を確実に認識することができる。   In the first embodiment described above, an example in which the texture structure is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 1 has been described. However, the boundary (outer edge portion) of the region where the n-type amorphous silicon is formed in the alignment mark 4M. It is only necessary that at least a texture structure is formed under (). Even in such a configuration, the reflectance of the boundary portion of the n-type amorphous silicon in the alignment mark 4M becomes substantially uniform, so that the position of the alignment mark 4M can be reliably recognized by an optical microscope. .

また、アライメントマーク4Mとその他の領域との膜厚差が小さいほど、アライメントマーク4Mとその他の領域との境界の認識が難しいが、アライメントマーク4Mにおけるn型非晶質シリコンが形成された領域の境界(外縁)部分の下にテクスチャ構造が形成されることで、アライメントマーク4Mにおけるn型非晶質シリコンの境界部分の視認性が高くなり、アライメントマーク4Mの認識精度が向上する。これにより、n型非晶質半導体層4の膜厚をより薄くすることが可能となり、n型非晶質半導体層4における直列抵抗を小さくすることができ、より高い変換効率を実現することが可能となる。   Further, the smaller the film thickness difference between the alignment mark 4M and the other region, the more difficult it is to recognize the boundary between the alignment mark 4M and the other region, but the region of the alignment mark 4M where the n-type amorphous silicon is formed. By forming the texture structure under the boundary (outer edge) portion, the visibility of the boundary portion of the n-type amorphous silicon in the alignment mark 4M is increased, and the recognition accuracy of the alignment mark 4M is improved. Thereby, the thickness of the n-type amorphous semiconductor layer 4 can be made thinner, the series resistance in the n-type amorphous semiconductor layer 4 can be reduced, and higher conversion efficiency can be realized. It becomes possible.

[実施の形態2]
本実施の形態では、半導体基板1の裏面の一部にテクスチャ構造が形成され、アライメントマーク4Mが形成されない点で実施の形態1と異なる。以下、実施の形態1と異なる構成について説明する。
[Embodiment 2]
The present embodiment is different from the first embodiment in that a texture structure is formed on a part of the back surface of the semiconductor substrate 1 and the alignment mark 4M is not formed. Hereinafter, a configuration different from that of the first embodiment will be described.

図14Aに示すように、本実施の形態における半導体基板1Aの裏面には、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が形成され、n型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5が形成される領域と異なる領域にアライメントマーク4Mは形成されない。また、本実施の形態では、図14Aにおいて、半導体基板1Aの裏面の破線枠P1、P2で示す部分(以下、テクスチャ領域)に、上述した実施の形態1と同様のテクスチャ構造が形成されている。そして、テクスチャ領域P1、P2の上に、それぞれ、隣接する1組のn型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5の各境界の一部が重なっている。テクスチャ領域P1、P2の上に形成されたn型非晶質半導体層4の破線部分41Mは、光散乱層の一例であり、アライメント部として機能する。   As shown in FIG. 14A, an n-type amorphous semiconductor layer 4 and a p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed on the back surface of the semiconductor substrate 1A in the present embodiment. The alignment mark 4M is not formed in a region different from the region where the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed. In the present embodiment, in FIG. 14A, a texture structure similar to that of the above-described first embodiment is formed in portions (hereinafter referred to as texture regions) indicated by broken line frames P1 and P2 on the back surface of the semiconductor substrate 1A. . Then, a part of each boundary of a pair of adjacent n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5 overlaps with each other on texture regions P1 and P2. A broken line portion 41M of the n-type amorphous semiconductor layer 4 formed on the texture regions P1 and P2 is an example of a light scattering layer and functions as an alignment portion.

本実施の形態では、上述した実施の形態1の図6の(b)の工程に替えて、図14Bの(b1)〜(b5)に示す各工程を行う。具体的には、図14Bの工程(b1)において、半導体基板1’の裏面の全面に、SiOからなる保護膜90をスパッタリング法により形成する。そして、保護膜90の上に、レジスト91を塗布してパターニングを行い、所定の領域におけるレジスト91を除去し、開口部91aを形成する(図14の工程(b2))。In the present embodiment, each process shown in (b1) to (b5) of FIG. 14B is performed in place of the process of FIG. 6 (b) of the first embodiment described above. Specifically, in step (b1) of FIG. 14B, a protective film 90 made of SiO 2 is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 1 ′ by sputtering. Then, a resist 91 is applied and patterned on the protective film 90, the resist 91 in a predetermined region is removed, and an opening 91a is formed (step (b2) in FIG. 14).

続いて、レジスト91をマスクとして開口部91aにおける保護膜90をフッ酸によりエッチングして開口部90’aを形成し、レジスト91を除去する(図14の工程(b3))。そして、半導体基板1’の裏面側の開口部90’aの部分と、半導体基板1’の受光面側に、上述した実施の形態1と同様の異方性エッチングを行い、テクスチャ構造を形成する(図14の工程(b4))。続いて、半導体基板1’の裏面側の保護膜90’をフッ酸を用いてエッチングし、半導体基板1Aが形成される(図14の工程(b5))。これにより、半導体基板1Aの受光面側の全面と、裏面側の一部の領域P1,P2の部分にテクスチャ構造が形成される。その後、実施の形態1と同様、図6の(c)〜図10の(m)の工程を行う。   Subsequently, the protective film 90 in the opening 91a is etched with hydrofluoric acid using the resist 91 as a mask to form an opening 90'a, and the resist 91 is removed (step (b3) in FIG. 14). Then, anisotropic etching similar to that in the first embodiment is performed on the portion of the opening 90′a on the back surface side of the semiconductor substrate 1 ′ and the light receiving surface side of the semiconductor substrate 1 ′ to form a texture structure. (Step (b4) in FIG. 14). Subsequently, the protective film 90 'on the back surface side of the semiconductor substrate 1' is etched using hydrofluoric acid to form the semiconductor substrate 1A (step (b5) in FIG. 14). As a result, a texture structure is formed on the entire light-receiving surface side of the semiconductor substrate 1A and a part of the regions P1 and P2 on the back surface side. Thereafter, as in the first embodiment, the processes of FIG. 6C to FIG. 10M are performed.

なお、本実施の形態では、図7の(e)の工程において、n型非晶質半導体層4を形成するためのシャドーマスクとして、シャドーマスク30と同様の開口部30aのみを有するシャドーマスク(図示略)を用いる。本実施の形態では、図14Aの破線枠P1,P2の部分に、このシャドーマスクにおける1つの開口部30aの一の長辺の一部が重なるように配置し、n型非晶質半導体層4を形成する。これにより、破線枠P1,P2に形成されたテクスチャ構造の上にn型非晶質半導体層4の一部からなるアライメントマーク41Mが形成される。   In the present embodiment, in the step (e) of FIG. 7, a shadow mask (only a shadow mask having an opening 30a similar to the shadow mask 30) is used as a shadow mask for forming the n-type amorphous semiconductor layer 4. (Not shown) is used. In the present embodiment, the n-type amorphous semiconductor layer 4 is arranged so that a part of one long side of one opening 30a in the shadow mask overlaps with the portions of the broken line frames P1 and P2 in FIG. 14A. Form. Thereby, the alignment mark 41M which consists of a part of n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed on the texture structure formed in the broken line frames P1 and P2.

また、本実施の形態では、図8の(g)の工程において、p型非晶質半導体層5を形成するためのシャドーマスクとして、シャドーマスク40と同様の開口部40aのみを有するシャドーマスク(図示略)を用いる。アライメントマーク41Mの下にはテクスチャ構造が形成されているため、アライメントマーク41Mの部分の反射率は略均一となり、アライメントマーク41Mの位置を光学顕微鏡で特定することができる。よって、本実施の形態においては、アライメントマーク41Mを基に、n型非晶質半導体層4の上に開口部40aが重なるようにシャドーマスクを配置した後、n型非晶質半導体層4の配列方向に沿ってギャップ領域Gの幅だけシャドーマスクをずらす。   In the present embodiment, in the step (g) of FIG. 8, a shadow mask (only a shadow mask having an opening 40 a similar to the shadow mask 40) is used as a shadow mask for forming the p-type amorphous semiconductor layer 5. (Not shown) is used. Since the texture structure is formed under the alignment mark 41M, the reflectance of the portion of the alignment mark 41M becomes substantially uniform, and the position of the alignment mark 41M can be specified with an optical microscope. Therefore, in the present embodiment, after the shadow mask is arranged on the n-type amorphous semiconductor layer 4 so as to overlap the opening 40a based on the alignment mark 41M, the n-type amorphous semiconductor layer 4 The shadow mask is shifted by the width of the gap region G along the arrangement direction.

これにより、n型非晶質半導体層4と一定の距離だけ離れた位置にp型非晶質半導体層5が形成されるとともに、テクスチャ領域P1、P2のそれぞれに、隣接する1組のn型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5の各境界の一部が配置される。なお、p型非晶質半導体層5の形成後は、実施の形態1と同様、図8の(h)〜図10の(m)の各工程を行う。   As a result, the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed at a position separated from the n-type amorphous semiconductor layer 4 by a certain distance, and a set of adjacent n-types is provided in each of the texture regions P1 and P2. A part of each boundary between the amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 is disposed. Note that after the formation of the p-type amorphous semiconductor layer 5, the steps of (h) in FIG. 8 to (m) of FIG. 10 are performed as in the first embodiment.

半導体基板1Aにおけるテクスチャ領域P1、P2の反射率は略均一となる。そのため、テクスチャ領域P1、P2の部分を光学顕微鏡で観察することで、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5のそれぞれの境界を認識することができる。これにより、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5の形成後、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が形成されている位置を確認することができ、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が適切な位置に形成されているか否かを検査することができる。   The reflectance of the texture regions P1 and P2 in the semiconductor substrate 1A is substantially uniform. Therefore, the boundary between the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 can be recognized by observing the texture regions P1 and P2 with an optical microscope. Thereby, after the formation of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, the position where the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed is confirmed. It is possible to inspect whether the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed at appropriate positions.

つまり、テクスチャ領域P1、P2においてn型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5の境界が形成された部分は光散乱層であり、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が形成された位置を検査するための検査部として機能する。   That is, a portion where the boundary between the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed in the texture regions P1 and P2 is a light scattering layer, and the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type are formed. It functions as an inspection unit for inspecting the position where the amorphous semiconductor layer 5 is formed.

なお、半導体基板1Aの裏面においてテクスチャ領域は複数存在する方が検査精度の観点から好ましいが、少なくとも1つのテクスチャ領域が存在していればよい。複数のテクスチャ領域が形成されている場合、1つのテクスチャ領域が形成されている場合と比べ、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5のそれぞれを形成するための各シャドーマスクを配置する際の位置ずれをより正確に認識することができる。また、本実施の形態では、アライメントマーク41Mは、n型非晶質半導体層4の一部であるため、実施の形態1と比べ、半導体基板1Aにおけるn型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5が占める割合を大きくできるので、光電変換素子の変換効率が向上する。   In addition, although it is preferable from the viewpoint of inspection accuracy that there are a plurality of texture regions on the back surface of the semiconductor substrate 1A, it is sufficient that at least one texture region exists. When a plurality of texture regions are formed, each shadow for forming each of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 is compared with a case where one texture region is formed. It is possible to more accurately recognize a positional shift when placing the mask. In the present embodiment, the alignment mark 41M is a part of the n-type amorphous semiconductor layer 4, and therefore, compared with the first embodiment, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type in the semiconductor substrate 1A. Since the ratio occupied by the amorphous semiconductor layer 5 can be increased, the conversion efficiency of the photoelectric conversion element is improved.

なお、図14Aでは、半導体基板1Aの裏面において、隣接する1組のn型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5の各境界部分の下にテクスチャ領域が形成されている例を示したが、図14Cに示すように、少なくとも1つのn型非晶質半導体層4の一の長辺と重なる破線枠で示す領域P3にテクスチャ領域が形成されていてもよい。または、n型非晶質半導体層4の一の長辺の一部と重なる領域にテクスチャ領域が形成されていてもよい。要は、半導体基板1Aの裏面において、n型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5が形成される領域の全体にテクスチャ領域が形成されていてもよいし、少なくとも1つのn型非晶質半導体層4の一の長辺の少なくとも一部と重なる位置にテクスチャ領域が形成されていてもよい。なお、図14Cの例では、テクスチャ領域P3に形成されたn型非晶質半導体層4の破線部分42Mがアライメント部として機能するとともに検査部として機能する。   In FIG. 14A, an example in which a texture region is formed under each boundary portion between a pair of adjacent n-type amorphous semiconductor layer 4 and p-type amorphous semiconductor layer 5 on the back surface of semiconductor substrate 1A. However, as shown in FIG. 14C, a texture region may be formed in a region P3 indicated by a broken-line frame that overlaps one long side of at least one n-type amorphous semiconductor layer 4. Alternatively, a texture region may be formed in a region overlapping with a part of one long side of the n-type amorphous semiconductor layer 4. In short, a texture region may be formed in the entire region where the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are formed on the back surface of the semiconductor substrate 1A, or at least one n-type amorphous semiconductor layer 5 may be formed. A texture region may be formed at a position overlapping at least a part of one long side of the type amorphous semiconductor layer 4. In the example of FIG. 14C, the broken line portion 42M of the n-type amorphous semiconductor layer 4 formed in the texture region P3 functions as an alignment portion and also as an inspection portion.

また、上記の例は、n型非晶質半導体層4を形成後、p型非晶質半導体層5を形成する例であるが、p型非晶質半導体層5を形成後、n型非晶質半導体層4を形成してもよい。この場合には、少なくとも1つのp型非晶質半導体層5の一の長辺、又は長辺の一部と重なる領域にテクスチャ構造が形成されていればよい。   The above example is an example in which the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed after the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed. The crystalline semiconductor layer 4 may be formed. In this case, it is sufficient that the texture structure is formed in a region that overlaps one long side of at least one p-type amorphous semiconductor layer 5 or a part of the long side.

[実施の形態3]
本実施の形態では、半導体基板1の一部にテクスチャ構造が形成され、シャドーマスク30とは異なるシャドーマスクを用い、n型非晶質半導体層4と、光電変換素子10を識別するための個体識別情報とが形成される点で実施の形態1と異なる。
[Embodiment 3]
In the present embodiment, a texture structure is formed on a part of the semiconductor substrate 1 and a shadow mask different from the shadow mask 30 is used to identify the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the photoelectric conversion element 10. The first embodiment is different from the first embodiment in that identification information is formed.

図15Aは、n型非晶質半導体層4を形成するための本実施形態におけるシャドーマスク3100を示す模式図である。図15Aに示すように、シャドーマスク3100は、n型非晶質半導体層4を形成するための複数の開口部30aと、光電変換素子10の個体識別情報を形成するための、複数の開口部3001からなる開口領域30cを有する。個体識別情報は、例えば、光電変換素子10の製造時期や製造場所等を示す情報であり、シャドーマスク3100における開口部3001の配置及び数は、製造される光電変換素子10によって異なる。   FIG. 15A is a schematic diagram showing a shadow mask 3100 in the present embodiment for forming the n-type amorphous semiconductor layer 4. As shown in FIG. 15A, the shadow mask 3100 includes a plurality of openings 30a for forming the n-type amorphous semiconductor layer 4 and a plurality of openings for forming individual identification information of the photoelectric conversion element 10. An opening region 30c made of 3001 is provided. The individual identification information is, for example, information indicating the manufacturing time or manufacturing location of the photoelectric conversion element 10, and the arrangement and number of the openings 3001 in the shadow mask 3100 differ depending on the manufactured photoelectric conversion element 10.

本実施の形態では、実施の形態1の図6の(a)の工程に替えて、上述した実施の形態2の図14Bの工程(b1)〜(b5)と同様の工程によって、半導体基板1’の裏面の一部にテクスチャ構造を形成するとともに、半導体基板1’の受光面の全面にテクスチャ構造を形成する。その後、実施の形態1と同様、図6の(c)〜図10の(m)の工程を行う。   In the present embodiment, instead of the process of FIG. 6A of the first embodiment, the semiconductor substrate 1 is manufactured by the same processes as the processes (b1) to (b5) of FIG. 14B of the second embodiment described above. A texture structure is formed on a part of the back surface of 'and a texture structure is formed on the entire light receiving surface of the semiconductor substrate 1'. Thereafter, as in the first embodiment, the processes of FIG. 6C to FIG. 10M are performed.

なお、本実施の形態では、図7の(e)に示す工程において、シャドーマスク30に替えて、パッシベーション膜3の上に、シャドーマスク3100を配置する。具体的には、テクスチャ構造が形成された領域の上にシャドーマスク3100の開口領域30cが配置されるようにシャドーマスク3100を配置し、n型非晶質シリコンを成膜する。これにより、シャドーマスク3100における開口部30a及び開口領域30cの部分に、n型非晶質シリコンが堆積し、n型非晶質半導体層4と個体識別情報とが形成される。   In the present embodiment, a shadow mask 3100 is disposed on the passivation film 3 in place of the shadow mask 30 in the step shown in FIG. Specifically, the shadow mask 3100 is disposed so that the opening region 30c of the shadow mask 3100 is disposed on the region where the texture structure is formed, and n-type amorphous silicon is formed. As a result, n-type amorphous silicon is deposited on the opening 30a and the opening region 30c in the shadow mask 3100, and the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the individual identification information are formed.

n型非晶質半導体層4と個体識別情報の形成後、図8の(g)に示す工程において、シャドーマスク40に替えて、図15Bに示すシャドーマスク3200を配置し、p型非晶質半導体層5を形成する。シャドーマスク3200は、シャドーマスク40と同様の開口部40aと、マスク用アライメントマーク40cとを有する。マスク用アライメントマーク40cの内側は開口しておらず、シャドーマスク3100の開口領域30cにおける四隅の開口部3001に対応する破線枠401cと接する位置に4つの凸部402c〜405cを有する。本実施の形態では、シャドーマスク3100における四隅の開口部3001によって形成された個体識別情報の一部に、シャドーマスク3200のマスク用アライメントマーク40cの4つの凸部402c〜405cが接するように位置合わせを行い、シャドーマスク3200を配置する。   After the formation of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the individual identification information, a shadow mask 3200 shown in FIG. 15B is arranged in place of the shadow mask 40 in the step shown in FIG. The semiconductor layer 5 is formed. The shadow mask 3200 has an opening 40a similar to the shadow mask 40 and a mask alignment mark 40c. The mask alignment mark 40c is not opened inside, and has four convex portions 402c to 405c at positions in contact with broken line frames 401c corresponding to the opening portions 3001 at the four corners in the opening region 30c of the shadow mask 3100. In the present embodiment, alignment is performed such that the four convex portions 402c to 405c of the mask alignment mark 40c of the shadow mask 3200 are in contact with a part of the individual identification information formed by the opening portions 3001 at the four corners of the shadow mask 3100. And a shadow mask 3200 is arranged.

個体識別情報が形成された領域の下にはテクスチャ構造が形成されており、反射率が略均一となっているため、位置合わせの基準となる個体識別情報の一部を光学顕微鏡によって特定することができる。つまり、半導体基板1において個体識別情報が形成された領域がアライメント部として機能する。これにより、シャドーマスク3200の開口部40aがn型非晶質半導体層4と一定の距離を隔てた位置に配置される。なお、p型非晶質半導体層5の形成後は、実施の形態1と同様に図8の(h)〜図10の(m)に示す各工程を行う。   Since the texture structure is formed under the area where the individual identification information is formed and the reflectivity is substantially uniform, a part of the individual identification information used as a reference for alignment should be specified by an optical microscope. Can do. That is, the region where the individual identification information is formed in the semiconductor substrate 1 functions as an alignment unit. Thus, the opening 40a of the shadow mask 3200 is disposed at a position spaced apart from the n-type amorphous semiconductor layer 4 by a certain distance. Note that after the formation of the p-type amorphous semiconductor layer 5, the steps shown in FIGS. 8H to 10M are performed as in the first embodiment.

光電変換素子10の製造ごとに、開口領域30cにおける開口部3001の位置関係が異なるシャドーマスクを用いてn型非晶質半導体層4を形成することにより、光電変換素子ごとの個体識別情報が半導体基板1の裏面に形成される。個体識別情報が形成される領域の下の半導体基板1にはテクスチャ構造が形成されているため、光電変換素子10の製造後、光学顕微鏡によって個体識別情報を認識することができ、個々の光電変換素子10を特定することができる。   Each time the photoelectric conversion element 10 is manufactured, the n-type amorphous semiconductor layer 4 is formed using a shadow mask in which the positional relationship of the opening 3001 in the opening region 30c is different, so that the individual identification information for each photoelectric conversion element is a semiconductor. It is formed on the back surface of the substrate 1. Since the semiconductor substrate 1 below the region where the individual identification information is formed has a texture structure, the individual identification information can be recognized by an optical microscope after the photoelectric conversion element 10 is manufactured. The element 10 can be specified.

なお、上記の例では、n型非晶質半導体層4を形成するためのシャドーマスク3100を用い、n型非晶質シリコンからなる個体識別情報を形成する例を説明したが、さらに、p型非晶質半導体層5を形成するためのシャドーマスクを用い、n型非晶質シリコンからなる識別情報と、p型非晶質シリコンからなる識別情報とを組み合わせた個体識別情報を形成してもよい。つまり、例えば、図16に示すように、半導体基板1Bの裏面において、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が交互に隣接して形成されるとともに、n型非晶質シリコンからなる識別情報4sとp型非晶質シリコンからなる識別情報5sとを組み合わせた個体識別情報Sが形成されてもよい。   In the above example, the example in which the individual identification information made of n-type amorphous silicon is formed using the shadow mask 3100 for forming the n-type amorphous semiconductor layer 4 has been described. Even if a shadow mask for forming the amorphous semiconductor layer 5 is used, individual identification information combining identification information made of n-type amorphous silicon and identification information made of p-type amorphous silicon is formed. Good. That is, for example, as shown in FIG. 16, n-type amorphous semiconductor layers 4 and p-type amorphous semiconductor layers 5 are alternately formed adjacent to each other on the back surface of the semiconductor substrate 1B, and n-type amorphous semiconductors are formed. Individual identification information S may be formed by combining identification information 4s made of quality silicon and identification information 5s made of p-type amorphous silicon.

この場合には、上述の実施の形態1における図7の(e)の工程で、シャドーマスク3100と同様、n型非晶質半導体層4を形成するための開口部30aと、n型非晶質シリコンからなる識別情報4sを形成するための開口部3001が設けられたシャドーマスクを用い、n型非晶質シリコンを成膜する。また、図8の(g)の工程で、シャドーマスク3200と同様の開口部40aと、シャドーマスク3200におけるマスク用アライメントマーク40cの内側に識別情報5sを形成するための開口部とを有するシャドーマスクを用い、p型非晶質シリコンを成膜する。つまり、このシャドーマスクは、マスク用アライメントマーク40cの内側に、識別情報5sを形成するための開口部が設けられている点でシャドーマスク3200と異なる。これにより、図16に示すように、半導体基板1Bの裏面において、n型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5とともに、識別情報4s及び識別情報5sからなる個体識別情報Sが形成される。   In this case, an opening 30a for forming the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the n-type amorphous semiconductor are formed in the same manner as the shadow mask 3100 in the step of FIG. An n-type amorphous silicon film is formed using a shadow mask provided with an opening 3001 for forming identification information 4s made of high quality silicon. Further, in the process of FIG. 8G, a shadow mask having an opening 40a similar to the shadow mask 3200 and an opening for forming the identification information 5s inside the mask alignment mark 40c in the shadow mask 3200. Is used to form a p-type amorphous silicon film. That is, this shadow mask is different from the shadow mask 3200 in that an opening for forming the identification information 5s is provided inside the mask alignment mark 40c. As a result, as shown in FIG. 16, the individual identification information S including the identification information 4s and the identification information 5s together with the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed on the back surface of the semiconductor substrate 1B. It is formed.

[実施の形態4]
図17は、本実施の形態による光電変換素子の構成を示す断面図である。図17において実施の形態1と同様の構成には、実施の形態1の構成と同じ符号を付している。図17に示すように、本実施の形態による光電変換素子20は、光電変換素子10のパッシベーション膜3に替えて、パッシベーション膜301、302を備える点で光電変換素子10と異なる。
[Embodiment 4]
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of the photoelectric conversion element according to this embodiment. In FIG. 17, the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the same components as those in the first embodiment. As shown in FIG. 17, the photoelectric conversion element 20 according to the present embodiment is different from the photoelectric conversion element 10 in that it includes passivation films 301 and 302 instead of the passivation film 3 of the photoelectric conversion element 10.

パッシベーション膜301は、半導体基板1の裏面に接して半導体基板1の裏面上に配置される。   The passivation film 301 is disposed on the back surface of the semiconductor substrate 1 in contact with the back surface of the semiconductor substrate 1.

パッシベーション膜302は、半導体基板1の面内方向においてパッシベーション膜301に隣接するとともに半導体基板1の裏面に接して半導体基板1の裏面上に配置される。   The passivation film 302 is disposed on the back surface of the semiconductor substrate 1 adjacent to the back surface of the semiconductor substrate 1 and in contact with the back surface of the semiconductor substrate 1 in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1.

つまり、パッシベーション膜301,302は、半導体基板1の面内方向に交互に配置される。   That is, the passivation films 301 and 302 are alternately arranged in the in-plane direction of the semiconductor substrate 1.

n型非晶質半導体層4は、パッシベーション膜301に接してパッシベーション膜301上に配置される。   The n-type amorphous semiconductor layer 4 is disposed on the passivation film 301 in contact with the passivation film 301.

p型非晶質半導体層5は、パッシベーション膜302に接してパッシベーション膜302上に配置される。   The p-type amorphous semiconductor layer 5 is disposed on the passivation film 302 in contact with the passivation film 302.

n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5がそれぞれパッシベーション膜301,302上に配置される結果、n型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5は、半導体基板1の面内方向に交互に配置される。   As a result of the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 being disposed on the passivation films 301 and 302, respectively, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are The semiconductor substrate 1 is alternately arranged in the in-plane direction.

保護膜8は、パッシベーション膜301,302、n型非晶質半導体層4、p型非晶質半導体層5、電極6,7、及び半導体基板1の裏面の一部に接して電極6,7の上に形成されている。   The protective film 8 is in contact with the passivation films 301 and 302, the n-type amorphous semiconductor layer 4, the p-type amorphous semiconductor layer 5, the electrodes 6 and 7, and a part of the back surface of the semiconductor substrate 1. Is formed on top.

パッシベーション膜301,302の各々は、パッシベーション膜3と同様の材料からなり、パッシベーション膜3と同様の膜厚を有する。なお、パッシベーション膜301の膜厚は、パッシベーション膜302の膜厚と同じあってもよく、異なっていてもよい。   Each of the passivation films 301 and 302 is made of the same material as that of the passivation film 3 and has the same thickness as that of the passivation film 3. Note that the thickness of the passivation film 301 may be the same as or different from the thickness of the passivation film 302.

図18から図21は、それぞれ、図17に示す光電変換素子20の製造方法を示す工程図である。   18 to 21 are process diagrams showing a method for manufacturing the photoelectric conversion element 20 shown in FIG.

本実施の形態では、まず、上述した図6の(a)〜(c)及び図7の(d)の各工程を順次行った後、半導体基板1の裏面上にシャドーマスク310を配置する(図18の工程(e)参照)。シャドーマスク310は、上述したシャドーマスク30と同じ材料からなり、シャドーマスク30と同様の開口部30a及び30b(図8A参照)を有する。   In the present embodiment, first, after sequentially performing the steps of FIGS. 6A to 6C and FIG. 7D, a shadow mask 310 is disposed on the back surface of the semiconductor substrate 1 (see FIG. Step (e) in FIG. 18). The shadow mask 310 is made of the same material as the shadow mask 30 described above, and has openings 30 a and 30 b (see FIG. 8A) similar to the shadow mask 30.

そして、シャドーマスク310を介してi型非晶質シリコンからなるパッシベーション膜301と、n型非晶質シリコンからなるn型非晶質半導体層4及びアライメントマーク4MとをプラズマCVD法によって半導体基板1の裏面上に順次堆積する(図18の工程(f)参照)。i型非晶質シリコンおよびn型非晶質シリコンの形成条件は、実施の形態1において説明したとおりである。これにより、n型非晶質半導体層4とアライメントマーク4Mの下にパッシベーション膜301が形成される。パッシベーション膜301、n型非晶質半導体層4、及びアライメントマーク4Mの形成時に、i型非晶質シリコン/n型非晶質シリコンの積層膜311がシャドーマスク310上に形成される。   Then, the passivation film 301 made of i-type amorphous silicon, the n-type amorphous semiconductor layer 4 made of n-type amorphous silicon, and the alignment mark 4M are connected to the semiconductor substrate 1 by a plasma CVD method through the shadow mask 310. Are sequentially deposited on the back surface (see step (f) of FIG. 18). The conditions for forming i-type amorphous silicon and n-type amorphous silicon are as described in the first embodiment. As a result, a passivation film 301 is formed under the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the alignment mark 4M. When the passivation film 301, the n-type amorphous semiconductor layer 4, and the alignment mark 4M are formed, a laminated film 311 of i-type amorphous silicon / n-type amorphous silicon is formed on the shadow mask 310.

図18の工程(f)の後、n型非晶質半導体層4及びアライメントマーク4Mの上にシャドーマスク320を配置する(図18の工程(g)参照)。シャドーマスク320も、上述したシャドーマスク40と同じ材料からなり、シャドーマスク40と同様の開口部40aとアライメント用開口部40b(図11B参照)を有する。本実施の形態においても、実施の形態1と同様、シャドーマスク320におけるアライメント用開口部40bと、半導体基板1の裏面に形成されたアライメントマーク4Mと位置合わせを行い、シャドーマスク320をn型非晶質半導体層4の上に配置する。本実施の形態では、アライメントマーク4M及びn型非晶質半導体層4が形成されていない他の領域には、パッシベーション膜301が形成されていない。そのため、アライメントマーク4M及びn型非晶質半導体層4が形成された部分の膜厚は、実施の形態1の場合よりも厚い。その結果、実施の形態1の場合よりアライメントマーク4Mのコントラストが高くなり、光学顕微鏡で観察した際のアライメントマーク4Mの認識精度が向上し、シャドーマスク320をより確実に適切な位置に配置することができる。   After step (f) in FIG. 18, a shadow mask 320 is disposed on the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the alignment mark 4M (see step (g) in FIG. 18). The shadow mask 320 is also made of the same material as the shadow mask 40 described above, and has an opening 40a and an alignment opening 40b (see FIG. 11B) similar to the shadow mask 40. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, alignment is performed with the alignment opening 40b in the shadow mask 320 and the alignment mark 4M formed on the back surface of the semiconductor substrate 1, so that the shadow mask 320 is not n-type. Arranged on the crystalline semiconductor layer 4. In the present embodiment, the passivation film 301 is not formed in other regions where the alignment mark 4M and the n-type amorphous semiconductor layer 4 are not formed. Therefore, the thickness of the portion where the alignment mark 4M and the n-type amorphous semiconductor layer 4 are formed is thicker than in the first embodiment. As a result, the contrast of the alignment mark 4M is higher than in the case of the first embodiment, the recognition accuracy of the alignment mark 4M when observed with an optical microscope is improved, and the shadow mask 320 is more reliably arranged at an appropriate position. Can do.

そして、シャドーマスク320を介してi型非晶質シリコンからなるパッシベーション膜302と、p型非晶質シリコンからなるp型非晶質半導体層5とをプラズマCVD法によって半導体基板1の裏面上に順次堆積する(図19の工程(h)参照)。i型非晶質シリコンおよびp型非晶質シリコンの形成条件は、実施の形態1において説明したとおりである。パッシベーション膜302およびp型非晶質半導体層5の形成によって、アライメントマーク4Mの上に、i型非晶質シリコン/p型非晶質シリコンの積層膜51Mが形成されるとともに、シャドーマスク320上にi型非晶質シリコン/p型非晶質シリコンの積層膜321が形成される。   Then, a passivation film 302 made of i-type amorphous silicon and a p-type amorphous semiconductor layer 5 made of p-type amorphous silicon are formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 by a plasma CVD method through a shadow mask 320. Sequential deposition is performed (see step (h) in FIG. 19). The conditions for forming the i-type amorphous silicon and the p-type amorphous silicon are as described in the first embodiment. By forming the passivation film 302 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, the i-type amorphous silicon / p-type amorphous silicon laminated film 51M is formed on the alignment mark 4M, and the shadow mask 320 is also formed. Then, an i-type amorphous silicon / p-type amorphous silicon laminated film 321 is formed.

図19の工程(h)の後、シャドーマスク330が配置される(図19の工程(i)参照)。シャドーマスク330は、上述したシャドーマスク30と同じ材料からなる。   After step (h) in FIG. 19, a shadow mask 330 is disposed (see step (i) in FIG. 19). The shadow mask 330 is made of the same material as the shadow mask 30 described above.

そして、シャドーマスク330を介して電極6,7をそれぞれn型非晶質半導体層4およびp型非晶質半導体層5上に形成する(図20の工程(j)参照)。   Then, electrodes 6 and 7 are formed on the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 through the shadow mask 330, respectively (see step (j) in FIG. 20).

その後、シャドーマスク340が配置される(図20の工程(k)参照)。シャドーマスク340は、上述したシャドーマスク30と同じ材料からなる。   Thereafter, a shadow mask 340 is disposed (see step (k) in FIG. 20). The shadow mask 340 is made of the same material as the shadow mask 30 described above.

そして、シャドーマスク340を介して保護膜8を電極6,7上に形成する。これによって、光電変換素子20が完成する(図21の工程(l)参照)。光電変換素子20は、上述した配線シート70を用いてモジュール化される。なお、本実施の形態におけるその他の説明は、実施の形態1における説明と同じである。   Then, the protective film 8 is formed on the electrodes 6 and 7 through the shadow mask 340. Thus, the photoelectric conversion element 20 is completed (see step (l) in FIG. 21). The photoelectric conversion element 20 is modularized using the wiring sheet 70 described above. The other description in the present embodiment is the same as the description in the first embodiment.

このように、本実施の形態では、p型非晶質半導体層5を形成する前は、アライメントマーク4M及びn型非晶質半導体層4が形成されていない他の領域にパッシベーション膜301が形成されていない。そのため、アライメントマーク4Mの部分の膜厚が他の領域よりも厚くなり、アライメントマーク4Mの部分のコントラストが他の領域よりも高くなる。その結果、p型非晶質半導体層5を形成する際、光学顕微鏡によってアライメントマーク4Mをより確実に認識することができ、アライメントマーク4Mにシャドーマスク320のアライメント用開口部40bの凸部の位置を合わせることができる。よって、半導体基板1の裏面の全体にパッシベーション膜3が形成される実施の形態1と比べて、n型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5をより確実に適切な位置に形成することができる。   Thus, in this embodiment, before forming the p-type amorphous semiconductor layer 5, the passivation film 301 is formed in another region where the alignment mark 4M and the n-type amorphous semiconductor layer 4 are not formed. It has not been. Therefore, the film thickness of the alignment mark 4M is thicker than the other areas, and the contrast of the alignment mark 4M is higher than the other areas. As a result, when the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed, the alignment mark 4M can be more reliably recognized by the optical microscope, and the position of the convex portion of the alignment opening 40b of the shadow mask 320 on the alignment mark 4M. Can be combined. Therefore, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are more reliably placed at appropriate positions as compared with the first embodiment in which the passivation film 3 is formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 1. Can be formed.

[実施の形態5]
図22は、この実施の形態による光電変換素子を備える光電変換モジュールの構成を示す概略図である。図22を参照して、光電変換モジュール1000は、複数の光電変換素子1001と、カバー1002と、出力端子1003,1004とを備える。
[Embodiment 5]
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a configuration of a photoelectric conversion module including the photoelectric conversion element according to this embodiment. With reference to FIG. 22, the photoelectric conversion module 1000 includes a plurality of photoelectric conversion elements 1001, a cover 1002, and output terminals 1003 and 1004.

複数の光電変換素子1001は、アレイ状に配置され、直列に接続される。なお、複数の光電変換素子1001は、直列に接続される代わりに、並列接続されてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されてもよい。   The plurality of photoelectric conversion elements 1001 are arranged in an array and are connected in series. Note that the plurality of photoelectric conversion elements 1001 may be connected in parallel instead of being connected in series, or may be connected in combination of series and parallel.

そして、複数の光電変換素子1001の各々は、光電変換素子10,20からなる。   Each of the plurality of photoelectric conversion elements 1001 includes photoelectric conversion elements 10 and 20.

カバー1002は、耐候性のカバーからなり、複数の光電変換素子1001を覆う。カバー1002は、例えば、光電変換素子1001の受光面側に設けられた透明基材(例えば、ガラス等)と、光電変換素子1001の受光面側と反対の裏面側に設けられた裏面基材(たとえば、ガラス、樹脂シート等)と、透明基材と裏面基材との間の隙間を埋める封止材(例えば、EVA等)とを含む。   The cover 1002 is formed of a weather resistant cover and covers the plurality of photoelectric conversion elements 1001. The cover 1002 includes, for example, a transparent base material (for example, glass) provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion element 1001 and a back surface base material (on the reverse side opposite to the light receiving surface side of the photoelectric conversion element 1001). For example, glass, a resin sheet etc.) and the sealing material (for example, EVA etc.) which fills the clearance gap between a transparent base material and a back surface base material are included.

出力端子1003は、直列に接続された複数の光電変換素子1001の一方端に配置される光電変換素子1001に接続される。   The output terminal 1003 is connected to the photoelectric conversion element 1001 arranged at one end of the plurality of photoelectric conversion elements 1001 connected in series.

出力端子1004は、直列に接続された複数の光電変換素子1001の他方端に配置される光電変換素子1001に接続される。   The output terminal 1004 is connected to the photoelectric conversion element 1001 arranged at the other end of the plurality of photoelectric conversion elements 1001 connected in series.

上述したように、光電変換素子10,20は、光電変換効率が向上している。従って、光電変換モジュール1000の光電変換効率を向上できる。   As described above, the photoelectric conversion elements 10 and 20 have improved photoelectric conversion efficiency. Therefore, the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion module 1000 can be improved.

なお、光電変換モジュール1000に含まれる光電変換素子1001の数は、2以上の任意の整数である。   Note that the number of photoelectric conversion elements 1001 included in the photoelectric conversion module 1000 is an arbitrary integer of 2 or more.

また、本実施の形態による光電変換モジュールは、図22に示す構成に限らず、光電変換素子10,20のいずれかを用いる限り、どのような構成であってもよい。   In addition, the photoelectric conversion module according to the present embodiment is not limited to the configuration illustrated in FIG. 22, and may have any configuration as long as any one of the photoelectric conversion elements 10 and 20 is used.

[実施の形態6]
図23は、この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。
[Embodiment 6]
FIG. 23 is a schematic diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to this embodiment.

図23を参照して、太陽光発電システム1100は、光電変換モジュールアレイ1101と、接続箱1102と、パワーコンディショナー1103と、分電盤1104と、電力メーター1105とを備える。   Referring to FIG. 23, the photovoltaic power generation system 1100 includes a photoelectric conversion module array 1101, a connection box 1102, a power conditioner 1103, a distribution board 1104, and a power meter 1105.

接続箱1102は、光電変換モジュールアレイ1101に接続される。パワーコンディショナー1103は、接続箱1102に接続される。分電盤1104は、パワーコンディショナー1103および電気機器1110に接続される。電力メーター1105は、分電盤1104および系統連系に接続される。   The connection box 1102 is connected to the photoelectric conversion module array 1101. The power conditioner 1103 is connected to the connection box 1102. Distribution board 1104 is connected to power conditioner 1103 and electrical equipment 1110. The power meter 1105 is connected to the distribution board 1104 and the grid connection.

光電変換モジュールアレイ1101は、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力を接続箱1102に供給する。   The photoelectric conversion module array 1101 generates sunlight by converting sunlight into electricity, and supplies the generated DC power to the connection box 1102.

接続箱1102は、光電変換モジュールアレイ1101が発電した直流電力を受け、その受けた直流電力をパワーコンディショナー1103へ供給する。   The connection box 1102 receives DC power generated by the photoelectric conversion module array 1101 and supplies the received DC power to the power conditioner 1103.

パワーコンディショナー1103は、接続箱1102から受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を分電盤1104に供給する。   The power conditioner 1103 converts the DC power received from the connection box 1102 into AC power, and supplies the converted AC power to the distribution board 1104.

分電盤1104は、パワーコンディショナー1103から受けた交流電力および/または電力メーター1105を介して受けた商用電力を電気機器1110へ供給する。また、分電盤1104は、パワーコンディショナー1103から受けた交流電力が電気機器1110の消費電力よりも多いとき、余った交流電力を電力メーター1105を介して系統連系へ供給する。   Distribution board 1104 supplies AC power received from power conditioner 1103 and / or commercial power received via power meter 1105 to electrical equipment 1110. Further, when the AC power received from the power conditioner 1103 is larger than the power consumption of the electric equipment 1110, the distribution board 1104 supplies the surplus AC power to the grid interconnection via the power meter 1105.

電力メーター1105は、系統連系から分電盤1104へ向かう方向の電力を計測するとともに、分電盤1104から系統連系へ向かう方向の電力を計測する。   The power meter 1105 measures the power in the direction from the grid connection to the distribution board 1104 and measures the power in the direction from the distribution board 1104 to the grid connection.

図24は、図23に示す光電変換モジュールアレイ1101の構成を示す概略図である。   FIG. 24 is a schematic diagram showing the configuration of the photoelectric conversion module array 1101 shown in FIG.

図24を参照して、光電変換モジュールアレイ1101は、複数の光電変換モジュール1120と、出力端子1121,1122とを含む。   Referring to FIG. 24, photoelectric conversion module array 1101 includes a plurality of photoelectric conversion modules 1120 and output terminals 1121 and 1122.

複数の光電変換モジュール1120は、アレイ状に配列され、直列に接続される。なお、複数の光電変換モジュール1120は、直列に接続される代わりに、並列接続されてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されてもよい。そして、複数の光電変換モジュール1120の各々は、図22に示す光電変換モジュール1000からなる。   The plurality of photoelectric conversion modules 1120 are arranged in an array and are connected in series. Note that the plurality of photoelectric conversion modules 1120 may be connected in parallel instead of being connected in series, or may be connected in combination of series and parallel. Each of the plurality of photoelectric conversion modules 1120 includes a photoelectric conversion module 1000 shown in FIG.

出力端子1121は、直列に接続された複数の光電変換モジュール1120の一方端に位置する光電変換モジュール1120に接続される。   The output terminal 1121 is connected to the photoelectric conversion module 1120 located at one end of the plurality of photoelectric conversion modules 1120 connected in series.

出力端子1122は、直列に接続された複数の光電変換モジュール1120の他方端に位置する光電変換モジュール1120に接続される。   The output terminal 1122 is connected to the photoelectric conversion module 1120 located at the other end of the plurality of photoelectric conversion modules 1120 connected in series.

なお、光電変換モジュールアレイ1101に含まれる光電変換モジュール1120数は、2以上の任意の整数である。   Note that the number of photoelectric conversion modules 1120 included in the photoelectric conversion module array 1101 is an arbitrary integer of 2 or more.

太陽光発電システム1100における動作を説明する。光電変換モジュールアレイ1101は、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力を接続箱1102を介してパワーコンディショナー1103へ供給する。   The operation in the solar power generation system 1100 will be described. The photoelectric conversion module array 1101 generates sunlight by converting sunlight into electricity, and supplies the generated DC power to the power conditioner 1103 via the connection box 1102.

パワーコンディショナー1103は、光電変換モジュールアレイ1101から受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を分電盤1104へ供給する。   The power conditioner 1103 converts the DC power received from the photoelectric conversion module array 1101 into AC power, and supplies the converted AC power to the distribution board 1104.

分電盤1104は、パワーコンディショナー1103から受けた交流電力が電気機器1110の消費電力以上であるとき、パワーコンディショナー1103から受けた交流電力を電気機器1110に供給する。そして、分電盤1104は、余った交流電力を電力メーター1105を介して系統連系へ供給する。   The distribution board 1104 supplies the AC power received from the power conditioner 1103 to the electrical device 1110 when the AC power received from the power conditioner 1103 is greater than or equal to the power consumption of the electrical device 1110. Then, the distribution board 1104 supplies surplus AC power to the grid connection via the power meter 1105.

また、分電盤1104は、パワーコンディショナー1103から受けた交流電力が電気機器1110の消費電力よりも少ないとき、系統連系から受けた交流電力およびパワーコンディショナー1103から受けた交流電力を電気機器1110へ供給する。   Further, when the AC power received from the power conditioner 1103 is less than the power consumption of the electric device 1110, the distribution board 1104 receives the AC power received from the grid connection and the AC power received from the power conditioner 1103 to the electric device 1110. Supply.

太陽光発電システム1100は、上述したように、光電変換効率に優れた光電変換素子10,20のいずれかを備えている。従って、太陽光発電システム1100の光電変換効率を改善できる。   As described above, the solar power generation system 1100 includes any one of the photoelectric conversion elements 10 and 20 having excellent photoelectric conversion efficiency. Therefore, the photoelectric conversion efficiency of the solar power generation system 1100 can be improved.

図25は、この実施の形態による光電変換素子を備える別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。   FIG. 25 is a schematic diagram showing a configuration of another photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to this embodiment.

この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムは、図25に示す太陽光発電システム1100Aであってもよい。   The photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to this embodiment may be a photovoltaic power generation system 1100A shown in FIG.

図25を参照して、太陽光発電システム1100Aは、図23に示す太陽光発電システム1100に蓄電池1106を追加したものである、その他は、太陽光発電システム1100と同じである。   Referring to FIG. 25, solar power generation system 1100A is the same as solar power generation system 1100 except that storage battery 1106 is added to solar power generation system 1100 shown in FIG.

蓄電池1106は、パワーコンディショナー1103に接続される。   The storage battery 1106 is connected to the power conditioner 1103.

太陽光発電システム1100Aにおいては、パワーコンディショナー1103は、接続箱1102から受けた直流電力の一部または全部を適切に変換して蓄電池1106に蓄電する。   In solar power generation system 1100A, power conditioner 1103 appropriately converts part or all of the DC power received from connection box 1102 and stores it in storage battery 1106.

パワーコンディショナー1103は、その他、太陽光発電システム1100における動作と同じ動作を行う。   In addition, the power conditioner 1103 performs the same operation as that of the photovoltaic power generation system 1100.

蓄電池1106は、パワーコンディショナー1103から受けた直流電力を蓄電する。また、蓄電池1106は、光電変換モジュールアレイ1101の発電量および/または電気機器1110の電力消費量の状況に応じて、蓄電した電力を、適宜、パワーコンディショナー1103へ供給する。   Storage battery 1106 stores the DC power received from power conditioner 1103. The storage battery 1106 supplies the stored power to the power conditioner 1103 as appropriate according to the amount of power generated by the photoelectric conversion module array 1101 and / or the power consumption of the electric device 1110.

このように、太陽光発電システム1100Aは、蓄電池1106を備えているので、日照量の変動による出力変動を抑制できるとともに、日照のない時間帯であっても、蓄電池1106に蓄電された電力を電気機器1110に供給することができる。   Thus, since the solar power generation system 1100A includes the storage battery 1106, it can suppress output fluctuations due to fluctuations in the amount of sunshine, and can use the electric power stored in the storage battery 1106 even in a time zone without sunlight. The device 1110 can be supplied.

なお、蓄電池1106は、パワーコンディショナー1103に内蔵されていてもよい。   Note that the storage battery 1106 may be built in the power conditioner 1103.

また、本実施の形態による太陽光発電システムは、図23,24に示す構成または図24,25に示す構成に限らず、光電変換素子10,20のいずれかを用いる限り、どのような構成であってもよい。   Further, the photovoltaic power generation system according to the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIGS. 23 and 24 or the configuration shown in FIGS. 24 and 25, and any configuration as long as one of the photoelectric conversion elements 10 and 20 is used. There may be.

[実施の形態7]
図26は、この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。
[Embodiment 7]
FIG. 26 is a schematic diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to this embodiment.

図26を参照して、太陽光発電システム1200は、サブシステム1201〜120n(nは2以上の整数)と、パワーコンディショナー1211〜121nと、変圧器1221とを備える。太陽光発電システム1200は、図23,25に示す太陽光発電システム1100,1100Aよりも規模が大きい太陽光発電システムである。   Referring to FIG. 26, solar power generation system 1200 includes subsystems 1201 to 120n (n is an integer of 2 or more), power conditioners 1211 to 121n, and a transformer 1221. The photovoltaic power generation system 1200 is a photovoltaic power generation system having a larger scale than the photovoltaic power generation systems 1100 and 1100A shown in FIGS.

パワーコンディショナー1211〜121nは、それぞれ、サブシステム1201〜120nに接続される。   The power conditioners 1211 to 121n are connected to the subsystems 1201 to 120n, respectively.

変圧器1221は、パワーコンディショナー1211〜121nおよび系統連系に接続される。   The transformer 1221 is connected to the power conditioners 1211 to 121n and the grid connection.

サブシステム1201〜120nの各々は、モジュールシステム1231〜123j(jは2以上の整数)からなる。   Each of the subsystems 1201 to 120n includes module systems 1231 to 123j (j is an integer of 2 or more).

モジュールシステム1231〜123jの各々は、光電変換モジュールアレイ1301〜130i(iは2以上の整数)と、接続箱1311〜131iと、集電箱1321とを含む。   Each of the module systems 1231 to 123j includes photoelectric conversion module arrays 1301 to 130i (i is an integer of 2 or more), connection boxes 1311 to 131i, and a current collection box 1321.

光電変換モジュールアレイ1301〜130iの各々は、図23に示す光電変換モジュールアレイ1101と同じ構成からなる。   Each of the photoelectric conversion module arrays 1301 to 130i has the same configuration as the photoelectric conversion module array 1101 shown in FIG.

接続箱1311〜131iは、それぞれ、光電変換モジュールアレイ1301〜130iに接続される。   The connection boxes 1311 to 131i are connected to the photoelectric conversion module arrays 1301 to 130i, respectively.

集電箱1321は、接続箱1311〜131iに接続される。また、サブシステム1201のj個の集電箱1321は、パワーコンディショナー1211に接続される。サブシステム1202のj個の集電箱1321は、パワーコンディショナー1212に接続される。以下、同様にして、サブシステム120nのj個の集電箱1321は、パワーコンディショナー121nに接続される。   The current collection box 1321 is connected to the connection boxes 1311 to 131i. Also, j current collection boxes 1321 of the subsystem 1201 are connected to the power conditioner 1211. The j current collection boxes 1321 of the subsystem 1202 are connected to the power conditioner 1212. Hereinafter, similarly, j current collection boxes 1321 of the subsystem 120n are connected to the power conditioner 121n.

モジュールシステム1231のi個の光電変換モジュールアレイ1301〜130iは、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力をそれぞれ接続箱1311〜131iを介して集電箱1321へ供給する。モジュールシステム1232のi個の光電変換モジュールアレイ1301〜130iは、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力をそれぞれ接続箱1311〜131iを介して集電箱1321へ供給する。以下、同様にして、モジュールシステム123jのi個の光電変換モジュールアレイ1301〜130iは、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力をそれぞれ接続箱1311〜131iを介して集電箱1321へ供給する。   The i photoelectric conversion module arrays 1301 to 130i of the module system 1231 convert sunlight into electricity to generate DC power, and the generated DC power is supplied to the current collecting box 1321 through the connection boxes 1311 to 131i, respectively. Supply. The i photoelectric conversion module arrays 1301 to 130i of the module system 1232 convert sunlight into electricity to generate DC power, and the generated DC power is supplied to the current collecting box 1321 through the connection boxes 1311 to 131i, respectively. Supply. Hereinafter, similarly, the i photoelectric conversion module arrays 1301 to 130i of the module system 123j convert sunlight into electricity to generate DC power, and the generated DC power is connected to the connection boxes 1311 to 131i, respectively. To supply box 1321.

そして、サブシステム1201のj個の集電箱1321は、直流電力をパワーコンディショナー1211へ供給する。   Then, the j current collection boxes 1321 of the subsystem 1201 supply DC power to the power conditioner 1211.

サブシステム1202のj個の集電箱1321は、同様にして直流電力をパワーコンディショナー1212へ供給する。   The j current collection boxes 1321 of the subsystem 1202 supply DC power to the power conditioner 1212 in the same manner.

以下、同様にして、サブシステム120nのj個の集電箱1321は、直流電力をパワーコンディショナー121nへ供給する。   In the same manner, the j current collection boxes 1321 of the subsystem 120n supply DC power to the power conditioner 121n.

パワーコンディショナー1211〜121nは、それぞれ、サブシステム1201〜120nから受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を変圧器1221へ供給する。   Each of the power conditioners 1211 to 121n converts the DC power received from the subsystems 1201 to 120n into AC power, and supplies the converted AC power to the transformer 1221.

変圧器1221は、パワーコンディショナー1211〜121nから交流電力を受け、その受けた交流電力の電圧レベルを変換して系統連系へ供給する。   The transformer 1221 receives AC power from the power conditioners 1211 to 121n, converts the voltage level of the received AC power, and supplies it to the grid interconnection.

太陽光発電システム1200は、上述したように、光電変換効率に優れた光電変換素子10,20のいずれかを備えている。従って、太陽光発電システム1200の光電変換効率を改善できる。   As described above, the photovoltaic power generation system 1200 includes any one of the photoelectric conversion elements 10 and 20 having excellent photoelectric conversion efficiency. Therefore, the photoelectric conversion efficiency of the photovoltaic power generation system 1200 can be improved.

図27は、この実施の形態による光電変換素子を備える別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。   FIG. 27 is a schematic diagram showing a configuration of another photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to this embodiment.

この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムは、図27に示す太陽光発電システム1200Aであってもよい。   The photovoltaic power generation system including the photoelectric conversion element according to this embodiment may be a photovoltaic power generation system 1200A illustrated in FIG.

図27を参照して、太陽光発電システム1200Aは、図26に示す太陽光発電システム1200に蓄電池1241〜124nを追加したものであり、その他は、太陽光発電システム1200と同じである。   Referring to FIG. 27, a photovoltaic power generation system 1200 </ b> A is obtained by adding storage batteries 1241 to 124 n to the photovoltaic power generation system 1200 shown in FIG. 26, and is otherwise the same as the photovoltaic power generation system 1200.

蓄電池1241〜124nは、それぞれ、パワーコンディショナー1211〜121nに接続される。   The storage batteries 1241 to 124n are connected to the power conditioners 1211 to 121n, respectively.

太陽光発電システム1200Aにおいては、パワーコンディショナー1211〜121nは、それぞれ、サブシステム1201〜120nから受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を変圧器1221へ供給する。また、パワーコンディショナー1211〜121nは、それぞれ、サブシステム1201〜120nから受けた直流電力を適切に変換し、その変換した直流電力をそれぞれ蓄電池1241〜124nへ蓄電する。   In photovoltaic power generation system 1200A, power conditioners 1211 to 121n convert the DC power received from subsystems 1201 to 120n into AC power, and supply the converted AC power to transformer 1221. In addition, power conditioners 1211 to 121n appropriately convert DC power received from subsystems 1201 to 120n, respectively, and store the converted DC power in storage batteries 1241 to 124n, respectively.

蓄電池1241〜124nは、サブシステム1201〜120nからの直流電力量に応じて、蓄電した電力をそれぞれパワーコンディショナー1211〜121nへ供給する。   The storage batteries 1241 to 124n supply the stored power to the power conditioners 1211 to 121n, respectively, according to the amount of DC power from the subsystems 1201 to 120n.

このように、太陽光発電システム1200Aは、蓄電池1241〜124nを備えているので、日照量の変動による出力変動を抑制できるとともに、日照のない時間帯であっても、蓄電池1241〜124nに蓄電された電力を変圧器1221に供給することができる。   Thus, since the photovoltaic power generation system 1200A includes the storage batteries 1241 to 124n, it is possible to suppress output fluctuations due to fluctuations in the amount of sunlight, and power is stored in the storage batteries 1241 to 124n even in a time zone without sunlight. Power can be supplied to the transformer 1221.

なお、蓄電池1241〜124nは、それぞれ、パワーコンディショナー1211〜121nに内蔵されていてもよい。   The storage batteries 1241 to 124n may be incorporated in the power conditioners 1211 to 121n, respectively.

また、本実施の形態による太陽光発電システムは、図26,27に示す構成に限らず、光電変換素子10,20のいずれかを用いる限り、どのような構成であってもよい。   Moreover, the solar power generation system according to the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIGS. 26 and 27, and may have any configuration as long as any one of the photoelectric conversion elements 10 and 20 is used.

更に、本実施の形態においては、太陽光発電システム1200,1200Aに含まれる全ての光電変換素子が光電変換素子10,20である必要はない。   Furthermore, in this embodiment, it is not necessary that all the photoelectric conversion elements included in the photovoltaic power generation systems 1200 and 1200A are the photoelectric conversion elements 10 and 20.

例えば、あるサブシステム(サブシステム1201〜120nのいずれか)に含まれる光電変換素子の全てが光電変換素子10,20のいずれかであり、別のサブシステム(サブシステム1201〜120nのいずれか)に含まれる光電変換素子の一部または全部が光電変換素子10,20以外の光電変換素子である場合も有り得るものとする。   For example, all of the photoelectric conversion elements included in a certain subsystem (any one of the subsystems 1201 to 120n) are any one of the photoelectric conversion elements 10 and 20, and another subsystem (any one of the subsystems 1201 to 120n). In some cases, a part or all of the photoelectric conversion elements included in the photoelectric conversion elements may be photoelectric conversion elements other than the photoelectric conversion elements 10 and 20.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

(1)上述の実施の形態3、4では、半導体基板1の裏面にn型非晶質半導体層4を先に形成した後、p型非晶質半導体層5を形成する例を説明したが、p型非晶質半導体層5を先に形成した後、n型非晶質半導体層4を形成してもよい。   (1) In the above-described third and fourth embodiments, the example in which the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed after the n-type amorphous semiconductor layer 4 is first formed on the back surface of the semiconductor substrate 1 has been described. The n-type amorphous semiconductor layer 4 may be formed after the p-type amorphous semiconductor layer 5 is formed first.

(2)上述の実施の形態2、3において、実施の形態4と同様、n型非晶質半導体層4、アライメントマーク4M、及びp型非晶質半導体層5のそれぞれの下の部分のみに、真性非晶質半導体層からなるパッシベーション膜を形成してもよい。この場合、実施の形態2において、アライメントマーク41M,42Mは、n型非晶質半導体層4と、n型非晶質半導体層4の下に形成されたパッシベーション膜とを含む。そのため、アライメントマーク41M,42Mが形成された部分のコントラストが高くなり、p型非晶質半導体層5を形成する際に用いるシャドーマスクをより適切な位置に配置することができる。また、実施の形態3において、n型非晶質半導体層4からなる個体識別情報は、n型非晶質半導体層4と、n型非晶質半導体層4の下に形成されたパッシベーション膜とを含む。そのため、個体識別情報が形成された部分のコントラストが高くなり、p型非晶質半導体層5を形成する際に用いるシャドーマスク3200の凸部402c〜405cの位置合わせをより正確に行うことができる。   (2) In the above-described second and third embodiments, as in the fourth embodiment, the n-type amorphous semiconductor layer 4, the alignment mark 4 M, and the p-type amorphous semiconductor layer 5 only on the lower part thereof. Alternatively, a passivation film made of an intrinsic amorphous semiconductor layer may be formed. In this case, in the second embodiment, alignment marks 41M and 42M include n-type amorphous semiconductor layer 4 and a passivation film formed under n-type amorphous semiconductor layer 4. Therefore, the contrast of the portions where the alignment marks 41M and 42M are formed becomes high, and the shadow mask used when forming the p-type amorphous semiconductor layer 5 can be arranged at a more appropriate position. In the third embodiment, the individual identification information including the n-type amorphous semiconductor layer 4 includes the n-type amorphous semiconductor layer 4 and a passivation film formed under the n-type amorphous semiconductor layer 4. including. Therefore, the contrast of the portion where the individual identification information is formed is increased, and the projections 402c to 405c of the shadow mask 3200 used when forming the p-type amorphous semiconductor layer 5 can be more accurately aligned. .

(3)上述した実施の形態2では、n型非晶質半導体層4の一部からなるアライメントマーク41Mを基に、p型非晶質半導体層5を形成する際に用いるシャドーマスクの位置を調整する例を説明したが、アライメントマーク41Mを用いずにシャドーマスクの位置を調整してもよい。つまり、例えば、n型非晶質半導体層4を形成する際に用いるシャドーマスクと、p型非晶質半導体層5を形成する際に用いるシャドーマスクの各位置を合わせるためのアライメントピンを、半導体基板1Aを固定する台に予め固定する。そして、実施の形態2と同様、半導体基板1Aの裏面の少なくとも一部にテクスチャ構造を形成した後、各アライメントピンに合わせて、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5をそれぞれ形成するためのシャドーマスクを配置し、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5を順次形成する。   (3) In the second embodiment described above, the position of the shadow mask used when forming the p-type amorphous semiconductor layer 5 is determined based on the alignment mark 41M formed of a part of the n-type amorphous semiconductor layer 4. Although an example of adjustment has been described, the position of the shadow mask may be adjusted without using the alignment mark 41M. That is, for example, an alignment pin for aligning each position of a shadow mask used when forming the n-type amorphous semiconductor layer 4 and a shadow mask used when forming the p-type amorphous semiconductor layer 5 is used as a semiconductor. It fixes beforehand to the stand which fixes board | substrate 1A. As in the second embodiment, after a texture structure is formed on at least a part of the back surface of the semiconductor substrate 1A, the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are aligned with each alignment pin. The n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 are sequentially formed.

そして、n型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5を形成後、テクスチャ構造が形成された領域を光学顕微鏡で観察することで、テクスチャ構造の上に形成されたn型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層4の境界を特定することができる。これにより、n型非晶質半導体層4とp型非晶質半導体層5が重ならず、適切な位置に形成されているか否かを検査することができる。つまり、アライメントピンを用いてシャドーマスクを配置し、半導体基板1Aの裏面におけるテクスチャ構造の上に形成されたn型非晶質半導体層4及びp型非晶質半導体層5の境界部分は、光散乱層の一例であり、検査部として機能する。なお、上記では、アライメントピンを用いる例を説明したが、シャドーマスクの位置合わせを行う方法はアライメントピンを用いる方法に限らない。   Then, after forming the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5, the region where the texture structure is formed is observed with an optical microscope, so that the n-type non-layer formed on the texture structure is observed. The boundary between the crystalline semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 4 can be specified. Thereby, it can be inspected whether the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 do not overlap and are formed at appropriate positions. In other words, a shadow mask is arranged using alignment pins, and the boundary portion between the n-type amorphous semiconductor layer 4 and the p-type amorphous semiconductor layer 5 formed on the texture structure on the back surface of the semiconductor substrate 1A It is an example of a scattering layer and functions as an inspection unit. In the above description, the example using the alignment pin has been described. However, the method for aligning the shadow mask is not limited to the method using the alignment pin.

この発明は、光電変換素子、それを備えた太陽電池モジュールおよび太陽光発電システムに適用される。   The present invention is applied to a photoelectric conversion element, a solar cell module including the photoelectric conversion element, and a solar power generation system.

1,1A,1B…半導体基板、2…反射防止膜、3,301,302…パッシベーション膜、4…n型非晶質半導体層、4s,5s…識別情報、5…p型非晶質半導体層、6,7…電極、6a,6b,7a,7b…導電層、8…保護膜、10,20…光電変換素子、30,40,50,60,310,320,330,340,3100,3200…シャドーマスク、70…配線シート、1000…太陽電池モジュール、1100,1100A,1200,1200A…太陽光発電システム、1101,1301…光電変換モジュールアレイ、1120…光電変換モジュール、S…個体識別情報、4M,41M,42M…アライメントマーク   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Semiconductor substrate, 2 ... Antireflection film, 3,301,302 ... Passivation film, 4 ... N-type amorphous semiconductor layer, 4s, 5s ... Identification information, 5 ... P-type amorphous semiconductor layer 6, 7 ... electrodes, 6a, 6b, 7a, 7b ... conductive layer, 8 ... protective film, 10, 20 ... photoelectric conversion element, 30, 40, 50, 60, 310, 320, 330, 340, 3100, 3200 ... Shadow mask, 70 ... Wiring sheet, 1000 ... Solar cell module, 1100, 1100A, 1200, 1200A ... Solar power generation system, 1101, 1301 ... Photoelectric conversion module array, 1120 ... Photoelectric conversion module, S ... Individual identification information, 4M , 41M, 42M ... Alignment mark

Claims (5)

半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面に形成され、第1の導電型を有する第1非晶質半導体層と、
前記半導体基板の一方の面に形成されるとともに前記半導体基板の面内方向において前記第1非晶質半導体層に隣接して形成され、前記第1の導電型と反対の第2の導電型を有する第2非晶質半導体層と、
前記半導体基板の一方の面の少なくとも一部に形成されたテクスチャ構造と、
前記テクスチャ構造の上に形成されたアライメント部と、を備え、
前記アライメント部は、光電変換素子を識別するための個体識別情報を含み、
前記個体識別情報は、前記第1非晶質半導体層と前記第2非晶質半導体層の少なくとも一方の非晶質半導体層で形成されている、光電変換素子。
A semiconductor substrate;
A first amorphous semiconductor layer formed on one surface of the semiconductor substrate and having a first conductivity type;
A second conductivity type formed on one surface of the semiconductor substrate and adjacent to the first amorphous semiconductor layer in an in-plane direction of the semiconductor substrate, opposite to the first conductivity type. A second amorphous semiconductor layer having
A texture structure formed on at least a part of one surface of the semiconductor substrate;
An alignment portion formed on the texture structure,
The alignment unit includes individual identification information for identifying a photoelectric conversion element,
The individual identification information is a photoelectric conversion element formed of at least one amorphous semiconductor layer of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer .
請求項1に記載の光電変換素子において、
前記アライメント部は、前記第1非晶質半導体層と前記第2非晶質半導体層が形成される領域とは異なる領域に設けられる、光電変換素子。
The photoelectric conversion element according to claim 1,
The alignment unit is a photoelectric conversion element provided in a region different from a region where the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer are formed .
請求項1又は2に記載の光電変換素子において、
前記個体識別情報の一部は、前記第1非晶質半導体層と前記第2非晶質半導体層の一方を形成する際の位置合わせの基準として用いられる、光電変換素子。
In the photoelectric conversion element according to claim 1 or 2,
A part of the individual identification information is a photoelectric conversion element used as an alignment reference when forming one of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer .
請求項1から3のいずれか一項に記載の光電変換素子において、
前記アライメント部は、さらに、前記個体識別情報を構成する前記第1非晶質半導体層と前記第2非晶質半導体層の少なくとも一方の非晶質半導体層と、前記半導体基板の一方の面との間に真性非晶質半導体層を含む、光電変換素子。
In the photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 3,
The alignment unit further includes at least one amorphous semiconductor layer of the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer constituting the individual identification information, and one surface of the semiconductor substrate. A photoelectric conversion element including an intrinsic amorphous semiconductor layer therebetween.
請求項1から4のいずれか一項に記載の光電変換素子において、
前記テクスチャ構造を平面視した場合に、前記テクスチャ構造の凸部の外接円の直径の平均値は、15μm未満である、光電変換素子。
In the photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 4,
When the texture structure is viewed in plan, the average value of the diameter of the circumscribed circle of the convex portion of the texture structure is less than 15 μm.
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