JP7053892B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、裏面電極型（バックコンタクト型）の太陽電池の製造方法に関する。
半導体基板を用いた太陽電池として、受光面側および裏面側の両面に電極が形成された両面電極型の太陽電池と、裏面側のみに電極が形成された裏面電極型の太陽電池とがある。両面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面電極型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面電極型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献１には、裏面電極型の太陽電池が開示されている。
特許文献１に記載の太陽電池は、光電変換層として機能する半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に順に積層された第１導電型半導体層および第１電極層と、半導体基板の裏面側の他の一部に順に積層された第２導電型半導体層および第２電極層とを備える。
一般に、第１導電型半導体層のパターニング（１回目のパターニング）および第２導電型半導体層のパターニング（２回目のパターニング）において、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法が用いられる。しかし、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング法では、例えばスピンコート法によるフォトレジスト塗布、フォトレジスト乾燥、フォトレジスト露光、フォトレジスト現像、フォトレジストをマスクとして用いた半導体層のエッチング、およびフォトレジスト剥離のプロセスが必要であり、プロセスが複雑であった。
この点に関し、特許文献１には、２回目のパターニングにおいて、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法により、パターニングのプロセスの簡略化を図る技術が記載されている。リフトオフ層は、１回目のパターニングの前に形成され、１回目のパターニングにおいて半導体層とともにパターニングされる。この１回目のパターニングの際に、リフトオフ層の種類とパターニングに使用するレジストの組み合わせによっては、リフトオフ層が剥離してしまうことがあった。
本発明は、製造プロセスの簡略化およびリフトオフ層の剥離の抑制が可能な太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板と、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に順に積層された第１導電型半導体層および第１電極層と、半導体基板の他方主面側の他の一部である第２領域に順に積層された第２導電型半導体層および第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、半導体基板の他方主面側に、第１導電型半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、第１導電型半導体層の材料膜の上に、リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、リフトオフ層の上に、リフトオフ層を保護する第１保護層を形成する第１保護層形成工程と、パターン印刷レジストを用いて、第２領域における第１保護層、リフトオフ層および第１導電型半導体層の材料膜を除去することにより、第１領域に、パターン化された第１導電型半導体層、リフトオフ層および第１保護層を形成し、パターン印刷レジストおよび第１領域における第１保護層を除去する第１半導体層形成工程と、第１領域におけるリフトオフ層の上および第２領域に、第２導電型半導体層の材料膜を形成する第２半導体層材料膜形成工程と、リフトオフ層を除去することにより、第１領域における第２導電型半導体層の材料膜を除去し、第２領域に、パターン化された第２導電型半導体層を形成する第２半導体層形成工程とを含み、第１半導体層形成工程において、第１領域における第１保護層は、パターン化に使用される溶液から第１領域におけるリフトオフ層を保護し、パターン印刷レジストを除去する溶液で除去される。
本発明によれば、太陽電池の製造プロセスの簡略化およびリフトオフ層の剥離の抑制が可能である。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。
（太陽電池）
図１は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図１に示す太陽電池１は、裏面電極型の太陽電池である。太陽電池１は、２つの主面を備えるｎ型（第２導電型）半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面において第１領域７と第２領域８とを有する。
図１は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。図１に示す太陽電池１は、裏面電極型の太陽電池である。太陽電池１は、２つの主面を備えるｎ型（第２導電型）半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面において第１領域７と第２領域８とを有する。
第１領域７は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部７ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部７ｂとを有する。バスバー部７ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部７ｆは、バスバー部７ｂから、第１方向（Ｘ方向）に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。
同様に、第２領域８は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部８ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部８ｂとを有する。バスバー部８ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部８ｆは、バスバー部８ｂから、第２方向（Ｙ方向）に延在する。
フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、第１方向（Ｘ方向）に交互に設けられている。
なお、第１領域７および第２領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。
同様に、第２領域８は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部８ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部８ｂとを有する。バスバー部８ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部８ｆは、バスバー部８ｂから、第２方向（Ｙ方向）に延在する。
フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、第１方向（Ｘ方向）に交互に設けられている。
なお、第１領域７および第２領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。
図２は、図１の太陽電池におけるII－II線断面図である。図２に示すように、太陽電池１は、半導体基板１１と、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の一方の主面である受光面側に順に積層された真性半導体層１３および光学調整層１５を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の他方の主面である裏面側の一部（第１領域７）に順に積層された真性半導体層２３、ｐ型（第１導電型）半導体層２５および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２領域８）に順に積層された真性半導体層３３、ｎ型（第２導電型）半導体層３５、および第２電極層３７を備える。
半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。
半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。
半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。
半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。
半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。
真性半導体層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。真性半導体層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。真性半導体層３３は、半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。真性半導体層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコンを主成分とする材料で形成される。
真性半導体層１３，２３，３３は、いわゆるパッシベーション層として機能し、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
真性半導体層１３，２３，３３は、いわゆるパッシベーション層として機能し、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。
光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側の真性半導体層１３上に形成されている。光学調整層１５は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板１１の受光面側および真性半導体層１３を保護する保護層として機能する。光学調整層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。
ｐ型半導体層２５は、真性半導体層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。ｐ型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。ｐ型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体層である。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。
ｎ型半導体層３５は、真性半導体層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。ｎ型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。ｎ型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型半導体層である。
第１電極層２７は、ｐ型半導体層２５上に形成されており、第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５上に形成されている。
第１電極層２７は、ｐ型半導体層２５上に順に積層された透明電極層２８と金属電極層２９とを有する。第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５上に順に積層された透明電極層３８と金属電極層３９とを有する。
透明電極層２８，３８は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）が挙げられる。金属電極層２９，３９は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。
第１電極層２７は、ｐ型半導体層２５上に順に積層された透明電極層２８と金属電極層２９とを有する。第２電極層３７は、ｎ型半導体層３５上に順に積層された透明電極層３８と金属電極層３９とを有する。
透明電極層２８，３８は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）が挙げられる。金属電極層２９，３９は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。
（比較例の太陽電池の製造方法）
本願発明者らは、ｐ型半導体層のパターニング（１回目のパターニング）において、パターン印刷法によるパターン印刷レジストを用いることを考案している。これにより、スピンコート法によるフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）を用いた場合と比較して、露光および現像の工程を削減することができ、太陽電池の製造プロセスの簡略化が可能となる。
また、本願発明者らは、ｎ型半導体層のパターニング（２回目のパターニング）において、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法を採用することを考案している。これにより、太陽電池の製造プロセスの簡略化が可能となる。
更に、本願発明者らは、ｐ型半導体層のパターニングにおいて、パターン印刷レジストを除去する溶液として安価なアルカリ溶液を採用することを考案している。これにより、太陽電池の低コスト化が可能となる。
本願発明者らは、ｐ型半導体層のパターニング（１回目のパターニング）において、パターン印刷法によるパターン印刷レジストを用いることを考案している。これにより、スピンコート法によるフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）を用いた場合と比較して、露光および現像の工程を削減することができ、太陽電池の製造プロセスの簡略化が可能となる。
また、本願発明者らは、ｎ型半導体層のパターニング（２回目のパターニング）において、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法を採用することを考案している。これにより、太陽電池の製造プロセスの簡略化が可能となる。
更に、本願発明者らは、ｐ型半導体層のパターニングにおいて、パターン印刷レジストを除去する溶液として安価なアルカリ溶液を採用することを考案している。これにより、太陽電池の低コスト化が可能となる。
なお、パターン印刷とは、フォトリソグラフィ法のように、一度、パターン化前のレジスト膜（非パターンレジスト膜）を形成した後に、露光・現像のような工程を経る印刷ではなく、スクリーン印刷若しくはグラビア印刷のようなプレス印刷、または、インクジェット印刷のような吐出印刷のような、レジスト付着面に対して、直接、パターン化したレジスト(印刷材料）を付着させる印刷法を意味する。また、パターン印刷レジストとは、パターン印刷に使用される印刷材料（レジスト材料）を意味する。
以下に、図４Ａ～図４Ｈを参照して、本願発明者らの考案に基づく比較例の太陽電池１Ｘの製造方法、およびその課題について説明する。図４Ａは、比較例の太陽電池の製造方法における第１半導体層材料膜形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図であり、図４Ｂ～図４Ｄは、比較例の太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。また、図４Ｅは、比較例の太陽電池の製造方法における第２半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図４Ｆは、比較例の太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。また、図４Ｇは、比較例の太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図であり、図４Ｈは、比較例の太陽電池の製造方法における光学調整層形成工程を示す図である。
まず、図４Ａに示すように、例えばＣＶＤ法（化学気相堆積法）を用いて、半導体基板１１Ｘの裏面側の全面に、真性半導体層材料膜２３ＺＸおよびｐ型半導体層材料膜２５ＺＸを順に積層（製膜）する（第１半導体層材料膜形成工程）。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１Ｘの受光面側の全面に、真性半導体層１３Ｘを積層（製膜）する。なお、真性半導体層材料膜２３ＺＸおよびｐ型半導体層材料膜２５ＺＸと、真性半導体層１３Ｘとの製膜の順序は限定されない。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１Ｘの受光面側の全面に、真性半導体層１３Ｘを積層（製膜）する。なお、真性半導体層材料膜２３ＺＸおよびｐ型半導体層材料膜２５ＺＸと、真性半導体層１３Ｘとの製膜の順序は限定されない。
次に、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１Ｘの裏面側の全面に、具体的にはｐ型半導体層材料膜２５ＺＸ上の全面に、リフトオフ層（犠牲層）４１Ｘを積層（製膜）する（リフトオフ層形成工程）。
リフトオフ層４１Ｘは、酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の材料で形成される。
リフトオフ層４１Ｘは、酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の材料で形成される。
次に、図４Ｂ～図４Ｄに示すように、パターン印刷レジストを用いて、半導体基板１１Ｘの裏面側において、第２領域８における真性半導体層材料膜２３ＺＸ、ｐ型半導体層材料膜２５ＺＸおよびリフトオフ層４１Ｘを除去することにより、第１領域７に、パターン化された真性半導体層２３Ｘ、ｐ型半導体層２５Ｘおよびリフトオフ層４１Ｘを形成する（第１半導体層形成工程）。
具体的には、図４Ｂに示すように、半導体基板１１Ｘの裏面側の第１領域７、および半導体基板１１Ｘの受光面側の全面に、パターン印刷法を用いてパターン印刷レジスト９０Ｘを形成する。パターン印刷レジストの膜厚は、例えば１μｍ以上５０μｍ以下である。パターン印刷法を用いたパターン印刷レジストによれば、従来のスピンコート法を用いたフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）におけるレジストの露光および現像が不要となる（製造プロセスの簡略化）。
その後、図４Ｃに示すように、パターン印刷レジスト９０Ｘをマスクとして、第２領域８におけるリフトオフ層４１Ｘ、ｐ型半導体層材料膜２５ＺＸおよび真性半導体層材料膜２３ＺＸをエッチングすることにより、第１領域７に、パターン化された真性半導体層２３Ｘ、ｐ型半導体層２５Ｘおよびリフトオフ層４１Ｘを形成する。リフトオフ層４１Ｘ、ｐ型半導体層材料膜２５ＺＸおよび真性半導体層材料膜２３ＺＸに対するエッチング溶液としては、例えばフッ酸と硝酸との混合液等の酸性溶液が用いられる。このとき、第１の課題が生じる（詳細は後述する）。
その後、図４Ｄに示すように、パターン印刷レジスト９０Ｘを除去する。パターン印刷レジスト９０Ｘに対するエッチング溶液としては、安価なアルカリ溶液が用いられる（低コスト化）。このとき、第２の課題が生じる（詳細は後述する）。
次に、半導体基板１１Ｘの両面側をクリーニングする（第１洗浄工程）。第１洗浄工程では、例えばオゾン処理を行った後、フッ酸処理が行われる。フッ酸処理とは、フッ酸のみならず、フッ酸に他の種類の酸（第１洗浄工程では、例えば塩酸）を含めた混合物での処理も含むものとする。
次に、図４Ｅに示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１Ｘの裏面側の全面に、真性半導体層材料膜３３ＺＸおよびｎ型半導体層材料膜３５ＺＸを順に積層（製膜）する（第２半導体層材料膜形成工程）。
次に、図４Ｆに示すように、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法を利用して、半導体基板１１Ｘの裏面側において、第１領域７における真性半導体層材料膜３３ＺＸおよびｎ型半導体層材料膜３５ＺＸを除去することにより、第２領域８に、パターン化された真性半導体層３３Ｘおよびｎ型半導体層３５Ｘを形成する（第２半導体層形成工程）。
具体的には、リフトオフ層４１Ｘを除去することにより、リフトオフ層４１Ｘ上の真性半導体層材料膜３３ＺＸおよびｎ型半導体層材料膜３５ＺＸを除去し、第２領域８に真性半導体層３３Ｘおよびｎ型半導体層３５Ｘを形成する。リフトオフ層４１の除去溶液としては、例えばフッ酸等の酸性溶液が用いられる。
次に、図４Ｇに示すように、半導体基板１１Ｘの裏面側に、第１電極層２７Ｘおよび第２電極層３７Ｘを形成する（電極層形成工程）。
具体的には、例えばスパッタリング法等のＰＶＤ法（物理気相成長法）を用いて、半導体基板１１Ｘの裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層（製膜）する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、パターン化された透明電極層２８Ｘ，３８Ｘを形成する。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層２８Ｘ上に金属電極層２９Ｘを形成し、透明電極層３８Ｘの上に金属電極層３９Ｘを形成することにより、第１電極層２７Ｘおよび第２電極層３７Ｘを形成する。
具体的には、例えばスパッタリング法等のＰＶＤ法（物理気相成長法）を用いて、半導体基板１１Ｘの裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層（製膜）する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、パターン化された透明電極層２８Ｘ，３８Ｘを形成する。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層２８Ｘ上に金属電極層２９Ｘを形成し、透明電極層３８Ｘの上に金属電極層３９Ｘを形成することにより、第１電極層２７Ｘおよび第２電極層３７Ｘを形成する。
次に、図４Ｈに示すように、半導体基板１１Ｘの受光面側の全面に、光学調整層１５Ｘを積層（製膜）する。
以上の工程により、比較例の裏面電極型の太陽電池１Ｘが完成する。
以上の工程により、比較例の裏面電極型の太陽電池１Ｘが完成する。
（第１の課題）
第１半導体層形成工程において、真性半導体層２３Ｘ、ｐ型半導体層２５Ｘおよびリフトオフ層４１Ｘのパターニングの際に、パターン印刷レジスト９０Ｘに覆われた第１領域７におけるリフトオフ層４１Ｘが剥離してしまうことがある。
これは、従来のスピンコート法を用いたフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）に代えて、レジストの露光および現像が不要な（製造プロセスの簡略化が可能な）、パターン印刷法を用いたパターン印刷レジストを使用したことによるものと予想される。
パターン印刷法によるパターン印刷レジストの組成は、スピンコート法によるフォトレジストの組成と比較して粗いと予想される。これにより、エッチング液の含有成分であるフッ酸がパターン印刷レジスト９０Ｘを通過して、リフトオフ層４１Ｘに染み込み、リフトオフ層４１Ｘが剥離することが予想される。
リフトオフ層４１Ｘが剥離してしまうと、第２半導体層形成工程におけるリフトオフプロセスが正常に行われなくなってしまう。
第１半導体層形成工程において、真性半導体層２３Ｘ、ｐ型半導体層２５Ｘおよびリフトオフ層４１Ｘのパターニングの際に、パターン印刷レジスト９０Ｘに覆われた第１領域７におけるリフトオフ層４１Ｘが剥離してしまうことがある。
これは、従来のスピンコート法を用いたフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）に代えて、レジストの露光および現像が不要な（製造プロセスの簡略化が可能な）、パターン印刷法を用いたパターン印刷レジストを使用したことによるものと予想される。
パターン印刷法によるパターン印刷レジストの組成は、スピンコート法によるフォトレジストの組成と比較して粗いと予想される。これにより、エッチング液の含有成分であるフッ酸がパターン印刷レジスト９０Ｘを通過して、リフトオフ層４１Ｘに染み込み、リフトオフ層４１Ｘが剥離することが予想される。
リフトオフ層４１Ｘが剥離してしまうと、第２半導体層形成工程におけるリフトオフプロセスが正常に行われなくなってしまう。
（第２の課題）
第１半導体層形成工程において、パターン印刷レジスト９０Ｘを除去する際、受光面側の真性半導体層１３Ｘがアルカリ溶液によって溶けてしまい、太陽電池１Ｘの性能が低下してしまう。
この点に関し、アルカリ溶液に耐性を有する、酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の材料の絶縁層を、真性半導体層１３Ｘ上に形成することが考えられる。
しかし、上述した第１の課題と同様の問題が発生することが予想される。すなわち、第１半導体層形成工程において、真性半導体層２３Ｘ、ｐ型半導体層２５Ｘおよびリフトオフ層４１Ｘのパターニングの際に、パターン印刷レジスト９０Ｘに覆われた受光面側の絶縁層が剥離してしまうことが予想される。すると、パターン印刷レジスト９０Ｘを除去する際、受光面側の真性半導体層１３Ｘがアルカリ溶液によって溶けてしまう。
第１半導体層形成工程において、パターン印刷レジスト９０Ｘを除去する際、受光面側の真性半導体層１３Ｘがアルカリ溶液によって溶けてしまい、太陽電池１Ｘの性能が低下してしまう。
この点に関し、アルカリ溶液に耐性を有する、酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の材料の絶縁層を、真性半導体層１３Ｘ上に形成することが考えられる。
しかし、上述した第１の課題と同様の問題が発生することが予想される。すなわち、第１半導体層形成工程において、真性半導体層２３Ｘ、ｐ型半導体層２５Ｘおよびリフトオフ層４１Ｘのパターニングの際に、パターン印刷レジスト９０Ｘに覆われた受光面側の絶縁層が剥離してしまうことが予想される。すると、パターン印刷レジスト９０Ｘを除去する際、受光面側の真性半導体層１３Ｘがアルカリ溶液によって溶けてしまう。
第１の課題に関し、本願発明者らは、ｐ型半導体層のエッチング溶液からリフトオフ層を保護し、パターン印刷レジストを除去するアルカリ溶液で自然に除去される保護層を、裏面側のリフトオフ層上に形成することを考案する。
また、第２の課題に関し、本願発明者らは、パターン印刷レジストを除去するアルカリ溶液から真性半導体層を保護する絶縁層を、受光面側の真性半導体層上に形成することを考案する。更に、本願発明者らは、ｐ型半導体層のエッチング溶液から絶縁層を保護する保護層を、受光面側の絶縁層上に形成することを考案する。
また、第２の課題に関し、本願発明者らは、パターン印刷レジストを除去するアルカリ溶液から真性半導体層を保護する絶縁層を、受光面側の真性半導体層上に形成することを考案する。更に、本願発明者らは、ｐ型半導体層のエッチング溶液から絶縁層を保護する保護層を、受光面側の絶縁層上に形成することを考案する。
（本実施形態の太陽電池の製造方法）
以下、図３Ａ～図３Ｇを参照して、図１および図２に示す本実施形態の太陽電池１の製造方法について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層材料膜形成工程、リフトオフ層形成工程、第１保護層形成工程、絶縁層形成工程および第２保護層形成工程を示す図であり、図３Ｂ～図３Ｄは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｅは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図３Ｆは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｇは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図である。
以下、図３Ａ～図３Ｇを参照して、図１および図２に示す本実施形態の太陽電池１の製造方法について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層材料膜形成工程、リフトオフ層形成工程、第１保護層形成工程、絶縁層形成工程および第２保護層形成工程を示す図であり、図３Ｂ～図３Ｄは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｅは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図３Ｆは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｇは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図である。
まず、図３Ａに示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、真性半導体層材料膜２３Ｚおよびｐ型半導体層材料膜２５Ｚを順に積層（製膜）する（第１半導体層材料膜形成工程）。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、真性半導体層１３を積層（製膜）する。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、真性半導体層１３を積層（製膜）する。
次に、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、具体的にはｐ型半導体層材料膜２５Ｚ上の全面に、リフトオフ層（犠牲層）４１を積層（製膜）する（リフトオフ層形成工程）。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、具体的には真性半導体層１３上の全面に、絶縁層４３を積層（製膜）する（絶縁層形成工程）。
リフトオフ層４１および絶縁層４３は、酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の材料で形成される。これにより、リフトオフ層４１および絶縁層４３は、アルカリ溶液に対して耐性を有し、フッ酸処理（フッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物での処理）で容易に除去される。リフトオフ層４１および絶縁層４３の膜厚は、例えば１ｎｍ以上１μｍ以下であると好ましい。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、具体的には真性半導体層１３上の全面に、絶縁層４３を積層（製膜）する（絶縁層形成工程）。
リフトオフ層４１および絶縁層４３は、酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の材料で形成される。これにより、リフトオフ層４１および絶縁層４３は、アルカリ溶液に対して耐性を有し、フッ酸処理（フッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物での処理）で容易に除去される。リフトオフ層４１および絶縁層４３の膜厚は、例えば１ｎｍ以上１μｍ以下であると好ましい。
次に、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、具体的にはリフトオフ層４１上の全面に、リフトオフ層４１を保護する第１保護層５１を積層（製膜）する（第１保護層形成工程）。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、具体的には絶縁層４３上の全面に、絶縁層４３を保護する第２保護層５３を積層（製膜）する（第２保護層形成工程）。
第１保護層５１および第２保護層５３は、シリコンを主成分とする材料で形成される。これにより、第１保護層５１および第２保護層５３は、酸処理、例えばフッ酸処理（フッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物での処理）に対して耐性を有し、アルカリ溶液で容易に除去される。第１保護層５１および第２保護層５３の膜厚は、例えば１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であると好ましい。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、具体的には絶縁層４３上の全面に、絶縁層４３を保護する第２保護層５３を積層（製膜）する（第２保護層形成工程）。
第１保護層５１および第２保護層５３は、シリコンを主成分とする材料で形成される。これにより、第１保護層５１および第２保護層５３は、酸処理、例えばフッ酸処理（フッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物での処理）に対して耐性を有し、アルカリ溶液で容易に除去される。第１保護層５１および第２保護層５３の膜厚は、例えば１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であると好ましい。
次に、図３Ｂ～図３Ｄに示すように、パターン印刷レジストを用いて、半導体基板１１の裏面側において、第２領域８における第１保護層５１、リフトオフ層４１、ｐ型半導体層材料膜２５Ｚおよび真性半導体層材料膜２３Ｚを除去することにより、第１領域７に、パターン化された真性半導体層２３、ｐ型半導体層２５、リフトオフ層４１および第１保護層５１を形成する（第１半導体層形成工程）。
具体的には、図３Ｂに示すように、半導体基板１１Ｘの裏面側の第１領域７、および半導体基板１１Ｘの受光面側の全面に、パターン印刷法を用いてパターン印刷レジスト９０を形成する。パターン印刷レジストの膜厚は、例えば１μｍ以上５０μｍ以下である。その後、図３Ｃに示すように、パターン印刷レジスト９０をマスクとして、第２領域８における第１保護層５１、リフトオフ層４１、第１導電型半導体層材料膜２５Ｚおよび真性半導体層材料膜２３Ｚをエッチングすることにより、真性半導体層２３、ｐ型半導体層２５、リフトオフ層４１および第１保護層５１を形成する。第１保護層５１、リフトオフ層４１、第１導電型半導体層材料膜２５Ｚおよび真性半導体層材料膜２３Ｚに対するエッチング溶液としては、例えばオゾンをフッ酸に溶解させた混合液、またはフッ酸と硝酸との混合液等の酸性溶液が用いられる。
このとき、第１保護層５１は、パターン印刷レジスト９０を通過するエッチング溶液からリフトオフ層４１を保護する。ここで、リフトオフ層４１を保護するとは、パターン印刷レジスト９０を形成した第１領域７のリフトオフ層４１を第１半導体層形成工程完了時に残存させるよう、リフトオフ層４１上に形成した第１保護層５１により、リフトオフ層４１とエッチング溶液とが接触する時間や面積を抑制することを意味する。
高いパターン精度を実現することや、パターン印刷レジストの使用量を削減する観点から、第１半導体層形成工程完了時に残存させるリフトオフ層４１の面積は、パターン印刷レジスト９０を形成した領域の３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であればさらに好ましい。
第１半導体層形成工程完了時にリフトオフ層４１が残存するのであれば、第１保護層５１は第１半導体層形成工程完了時に必ずしも残存しなくてもよいが、リフトオフ層４１を精度よく残存させるためには、第１半導体層形成工程完了時に第１保護層５１が残存していることが好ましい。第１半導体層形成工程完了時に残存させる第１保護層５１の面積は、パターン印刷レジスト９０を形成した領域の３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であればさらに好ましい。
第１半導体層形成工程完了時にリフトオフ層４１が残存するのであれば、第１保護層５１は第１半導体層形成工程完了時に必ずしも残存しなくてもよいが、リフトオフ層４１を精度よく残存させるためには、第１半導体層形成工程完了時に第１保護層５１が残存していることが好ましい。第１半導体層形成工程完了時に残存させる第１保護層５１の面積は、パターン印刷レジスト９０を形成した領域の３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であればさらに好ましい。
パターン印刷レジスト９０を形成した領域と第１半導体層形成工程完了時のリフトオフ層４１や第１保護層５１が残存した領域の面積は、例えば、パターン印刷レジスト形成後と後述するパターン印刷レジスト剥離後に、同一領域を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡等により観察し、パターン印刷レジスト９０を形成した領域と、リフトオフ層４１や第１保護層５１の領域の面積とをそれぞれ測定することにより求めることができる。
また、第１半導体層形成工程完了時に残存したリフトオフ層４１の膜厚と、リフトオフ層４１形成直後のリフトオフ層４１の膜厚との差は小さい方が好ましい。これは、膜厚の減少量が少ないほど、リフトオフ層４１の形成膜厚を減らし得るからである。具体的には、第１半導体層形成工程完了時に残存したリフトオフ層４１の膜厚は、リフトオフ層４１形成直後の膜厚の２０％以上であることが好ましく、５０％以上であることより好ましく、８０％以上であればさらに好ましい。
第１半導体層形成工程完了時に残存したリフトオフ層４１の膜厚と、リフトオフ層４１形成直後のリフトオフ層４１や第１保護層５１の膜厚との比率は、例えば、次のようにして求めることができる。同じ膜厚になるように形成したリフトオフ層４１を有する工程仕掛品を２枚準備する。一方の工程仕掛品のリフトオフ層４１の膜厚をリフトオフ層４１と第１保護層５１の形成直後に測定する。もう一方の工程仕掛品に対し、第１半導体層形成工程を実施し、この工程完了後にリフトオフ層４１と第１保護層５１の膜厚を測定する。２つの工程仕掛品の膜厚を比較することで膜厚の比率を算出することができる。なお、リフトオフ層４１や第１保護層５１の膜厚は、工程仕掛品の断面を走査型顕微鏡等で観察することで測定することができる。また、リフトオフ層４１や第１保護層５１の膜厚に分布がある場合は、一つの工程仕掛品に対し、１０か所程度の場所でリフトオフ層４１や第１保護層５１の膜厚を測定し、平均値を求めればよい。
ここで一例を挙げて考察すると、エッチング液としてフッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）を用いる場合、フッ酸の含有量が少ないとパターン印刷レジスト９０をエッチング液が通過しても、第１保護層５１を適切な厚みとすることで、エッチング溶液からリフトオフ層４１を保護すると考えられる。
また、エッチング液としてオゾンをフッ酸に溶解させた混合液を用いると、パターン印刷レジスト９０に覆われていない第１保護層５１を溶解させることができる。具体的には、オゾン（Ｏ３）によって第１保護層５１の表面が酸化してＳｉＯ２となり、フッ酸（ＨＦ）によってＳｉＯ２が溶ける。これを繰り返すことにより、第１保護層５１が溶解する。
一方、パターン印刷レジスト９０に覆われる第１保護層５１では、オゾンがパターン印刷レジスト９０を通過する際に失活し、第１保護層５１の酸化が生じない。これにより、パターン印刷レジスト９０に覆われる第１保護層５１は、パターン印刷レジスト９０をフッ酸（ＨＦ）が通過しても、溶解しないものと考えられる。
また、エッチング液としてオゾンをフッ酸に溶解させた混合液を用いると、パターン印刷レジスト９０に覆われていない第１保護層５１を溶解させることができる。具体的には、オゾン（Ｏ３）によって第１保護層５１の表面が酸化してＳｉＯ２となり、フッ酸（ＨＦ）によってＳｉＯ２が溶ける。これを繰り返すことにより、第１保護層５１が溶解する。
一方、パターン印刷レジスト９０に覆われる第１保護層５１では、オゾンがパターン印刷レジスト９０を通過する際に失活し、第１保護層５１の酸化が生じない。これにより、パターン印刷レジスト９０に覆われる第１保護層５１は、パターン印刷レジスト９０をフッ酸（ＨＦ）が通過しても、溶解しないものと考えられる。
同様に、第２保護層５３は、パターン印刷レジスト９０を通過するエッチング溶液から絶縁層４３を保護する。
その後、図３Ｄに示すように、パターン印刷レジスト９０を除去する。パターン印刷レジスト９０に対するエッチング溶液としては、安価なアルカリ溶液が用いられる。
このとき、アルカリ溶液によって、裏面側の第１保護層５１が除去される。
また、アルカリ溶液によって、受光面側の第２保護層５３が除去される。このとき、絶縁層４３は、アルカリ溶液から真性半導体層１３を保護する。
このとき、アルカリ溶液によって、裏面側の第１保護層５１が除去される。
また、アルカリ溶液によって、受光面側の第２保護層５３が除去される。このとき、絶縁層４３は、アルカリ溶液から真性半導体層１３を保護する。
次に、半導体基板１１の両面側をクリーニングする（第１洗浄工程）。第１洗浄工程では、例えばオゾン処理を行った後、フッ酸処理（フッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物での処理）が行われる。
次に、図３Ｅに示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、具体的には第１領域７におけるリフトオフ層４１上および第２領域８に、真性半導体層材料膜３３Ｚおよびｎ型半導体層材料膜３５Ｚを順に積層（製膜）する（第２半導体層材料膜形成工程）。
次に、図３Ｆに示すように、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法を利用して、半導体基板１１の裏面側において、第１領域７における真性半導体層材料膜３３Ｚおよびｎ型半導体層材料膜３５Ｚを除去し、第２領域８に、パターン化された真性半導体層３３およびｎ型半導体層３５を形成する（第２半導体層形成工程）。
具体的には、リフトオフ層４１を除去することにより、リフトオフ層４１上の真性半導体層材料膜３３Ｚおよびｎ型半導体層材料膜３５Ｚを除去し、真性半導体層３３およびｎ型半導体層３５を形成する。リフトオフ層４１の除去溶液としては、例えばフッ酸等の酸性溶液が用いられる。
このとき、半導体基板１１の受光面側の絶縁層４３も除去される。
このとき、半導体基板１１の受光面側の絶縁層４３も除去される。
次に、図３Ｇに示すように、半導体基板１１の裏面側に、第１電極層２７および第２電極層３７を形成する（電極層形成工程）。
具体的には、例えばスパッタリング法等のＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層（製膜）する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、透明電極層２８，３８のパターニングを行う。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層２８上に金属電極層２９を形成し、透明電極層３８の上に金属電極層３９を形成することにより、第１電極層２７および第２電極層３７を形成する。
具体的には、例えばスパッタリング法等のＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層（製膜）する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、透明電極層２８，３８のパターニングを行う。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層２８上に金属電極層２９を形成し、透明電極層３８の上に金属電極層３９を形成することにより、第１電極層２７および第２電極層３７を形成する。
次に、半導体基板１１の受光面側の全面に、光学調整層１５を形成する。
以上の工程により、図１および図２に示す本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が得られる。
以上の工程により、図１および図２に示す本実施形態の裏面電極型の太陽電池１が得られる。
以上説明したように、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第１半導体層形成工程において、パターン印刷法によるパターン印刷レジストを用いてｐ型半導体層２５をパターニングするので、スピンコート法によるフォトレジスト（フォトリソグラフィ法）を用いた場合と比較して、レジストの露光および現像の工程を削減することができ、太陽電池の製造プロセスの簡略化、短縮化が可能となる。
また、第２半導体層形成工程において、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法を利用してｎ型半導体層３５をパターニングするので、太陽電池の製造プロセスの簡略化、短縮化が可能となる。
また、第１半導体層形成工程において、パターン印刷レジストを除去する溶液として安価なアルカリ溶液を採用する。
これらにより、太陽電池の低コスト化、生産性向上が達成される。
また、第２半導体層形成工程において、リフトオフ層（犠牲層）を用いたリフトオフ法を利用してｎ型半導体層３５をパターニングするので、太陽電池の製造プロセスの簡略化、短縮化が可能となる。
また、第１半導体層形成工程において、パターン印刷レジストを除去する溶液として安価なアルカリ溶液を採用する。
これらにより、太陽電池の低コスト化、生産性向上が達成される。
また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、裏面側において、リフトオフ層４１上に第１保護層５１を形成するので、第１半導体層形成工程において、ｐ型半導体層２５をパターニングする際、第１保護層５１が、パターン印刷レジストを通過したエッチング溶液、例えばオゾンをフッ酸に溶解させた混合液から、リフトオフ層４１を保護する。これにより、ｐ型半導体層２５をパターニングする際に、リフトオフ層４１の剥離が抑制される。
なお、第１保護層５１は、パターン印刷レジストを除去する際に、パターン印刷レジストを除去する溶液、例えばアルカリ溶液によって自然に除去される。
なお、第１保護層５１は、パターン印刷レジストを除去する際に、パターン印刷レジストを除去する溶液、例えばアルカリ溶液によって自然に除去される。
また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、受光面側において、真性半導体層１３上に絶縁層４３が形成されるので、第１半導体層形成工程において、パターン印刷レジストを除去する際、絶縁層４３が、パターン印刷レジストを除去する溶液、例えばアルカリ溶液から真性半導体層１３を保護する。これにより、真性半導体層１３の溶解が抑制され、太陽電池の性能低下が抑制される。
なお、絶縁層４３は、第２半導体層形成工程において、リフトオフ層４１を除去する際に、リフトオフ層４１を除去する溶液、例えばフッ酸を含む酸性溶液によって自然に除去される。
なお、絶縁層４３は、第２半導体層形成工程において、リフトオフ層４１を除去する際に、リフトオフ層４１を除去する溶液、例えばフッ酸を含む酸性溶液によって自然に除去される。
更に、絶縁層４３上に第２保護層５３が形成されるので、第１半導体層形成工程において、ｐ型半導体層２５をパターニングする際、第２保護層５３が、パターン印刷レジストを通過したエッチング溶液、例えばオゾンをフッ酸に溶解させた混合液から、絶縁層４３を保護する。これにより、ｐ型半導体層をパターニングする際に、絶縁層４３の剥離が抑制される。
なお、第２保護層５３は、パターン印刷レジストを除去する際に、パターン印刷レジストを除去する溶液、例えばアルカリ溶液によって自然に除去される。
なお、第２保護層５３は、パターン印刷レジストを除去する際に、パターン印刷レジストを除去する溶液、例えばアルカリ溶液によって自然に除去される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、第１導電型半導体層２５をｐ型半導体層、第２導電型半導体層３５をｎ型半導体層としたが、第１導電型半導体層２５をｎ型半導体層、第２導電型半導体層３５をｐ型半導体層に置き換えてもよい。
また、上述した実施形態では、図２に示すようにヘテロ接合型の太陽電池１の製造方法を例示したが、本発明の特徴は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池の製造方法に適用可能である。
また、上述した実施形態では、半導体基板１１としてｎ型半導体基板を例示したが、半導体基板１１は、結晶シリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型半導体基板であってもよい。
また、上述した実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を有していてもよい。
１，１Ｘ 太陽電池
７ 第１領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
８ 第２領域
１１，１１Ｘ 半導体基板
１３，１３Ｘ 真性半導体層
１５，１５Ｘ 光学調整層
２３，２３Ｘ 真性半導体層
２３Ｚ，２３ＺＸ，３３Ｚ，３３ＺＸ 真性半導体層材料膜
２５，２５Ｘ 第１導電型半導体層
２５Ｚ，２５ＺＸ 第１導電型半導体層材料膜
２７，２７Ｘ 第１電極層
２８，２８Ｘ，３８，３８Ｘ 透明電極層
２９，２９Ｘ，３９，３９Ｘ 金属電極層
３３，３３Ｘ 真性半導体層
３５，３５Ｘ 第２導電型半導体層
３５Ｚ，３５ＺＸ 第２導電型半導体層材料膜
３７，３７Ｘ 第２電極層
４１ リフトオフ層
４３ 絶縁層
５１ 第１保護層
５３ 第２保護層
７ 第１領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
８ 第２領域
１１，１１Ｘ 半導体基板
１３，１３Ｘ 真性半導体層
１５，１５Ｘ 光学調整層
２３，２３Ｘ 真性半導体層
２３Ｚ，２３ＺＸ，３３Ｚ，３３ＺＸ 真性半導体層材料膜
２５，２５Ｘ 第１導電型半導体層
２５Ｚ，２５ＺＸ 第１導電型半導体層材料膜
２７，２７Ｘ 第１電極層
２８，２８Ｘ，３８，３８Ｘ 透明電極層
２９，２９Ｘ，３９，３９Ｘ 金属電極層
３３，３３Ｘ 真性半導体層
３５，３５Ｘ 第２導電型半導体層
３５Ｚ，３５ＺＸ 第２導電型半導体層材料膜
３７，３７Ｘ 第２電極層
４１ リフトオフ層
４３ 絶縁層
５１ 第１保護層
５３ 第２保護層
Claims (7)
- 半導体基板と、前記半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に順に積層された第１導電型半導体層および第１電極層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域に順に積層された第２導電型半導体層および第２電極層とを備える裏面電極型の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の前記他方主面側に、前記第１導電型半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、
前記第１導電型半導体層の材料膜の上に、リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、
前記リフトオフ層の上に、前記リフトオフ層を保護する第１保護層を形成する第１保護層形成工程と、
パターン印刷レジストを用いて、前記第２領域における前記第１保護層、前記リフトオフ層および前記第１導電型半導体層の材料膜を除去することにより、前記第１領域に、パターン化された前記第１導電型半導体層、前記リフトオフ層および前記第１保護層を形成し、前記パターン印刷レジストおよび前記第１領域における前記第１保護層を除去する第１半導体層形成工程と、
前記第１領域における前記リフトオフ層の上および前記第２領域に、前記第２導電型半導体層の材料膜を形成する第２半導体層材料膜形成工程と、
前記リフトオフ層を除去することにより、前記第１領域における前記第２導電型半導体層の材料膜を除去し、前記第２領域に、パターン化された前記第２導電型半導体層を形成する第２半導体層形成工程と、
を含み、
前記第１半導体層形成工程において、前記第１領域における前記第１保護層は、前記パターン化に使用される溶液から前記第１領域における前記リフトオフ層を保護し、前記パターン印刷レジストを除去する溶液で除去される、
太陽電池の製造方法。 - 前記第１半導体層形成工程は、
前記第１領域における前記第１保護層の上に、パターン印刷法を用いて前記パターン印刷レジストを形成する工程と、
前記パターン印刷レジストをマスクとして、前記第２領域における前記第１保護層、前記リフトオフ層および前記第１導電型半導体層の材料膜をエッチングすることにより、前記第１領域に、パターン化された前記第１導電型半導体層、前記リフトオフ層および前記第１保護層を形成する工程と、
前記パターン印刷レジストを除去するとともに、前記第１領域における前記第１保護層を除去する工程と、
を含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記リフトオフ層は、酸化珪素、窒化珪素、またはそれらの複合物を主成分とする材料を含み、
前記第１保護層は、シリコンを主成分とする材料を含み、
前記第１半導体層形成工程において、前記パターン化に使用される溶液はフッ酸を含み、
前記第１半導体層形成工程において、前記パターン印刷レジストを除去する溶液はアルカリ溶液である、
請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記第１保護層形成工程において、前記第１保護層を１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚で形成する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記第１半導体層形成工程の前に、
前記半導体基板の前記一方主面側に、真性半導体層を形成する工程と、
前記真性半導体層の上に、絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層の上に、前記絶縁層を保護する第２保護層を形成する第２保護層形成工程と、
を含み、
前記第１半導体層形成工程において、
前記第２保護層は、前記パターン化に使用される溶液から前記絶縁層を保護し、前記パターン印刷レジストを除去する溶液で除去され、
前記絶縁層は、前記パターン印刷レジストを除去する溶液から前記真性半導体層を保護し、
前記第２半導体層形成工程において、前記絶縁層は、前記リフトオフ層を除去する溶液で除去される、
請求項１～３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記真性半導体層は、シリコンを主成分とする材料を含み、
前記リフトオフ層および前記絶縁層は、酸化珪素、窒化珪素、またはそれらの複合物を主成分とする材料を含み、
前記第１保護層および前記第２保護層は、シリコンを主成分とする材料を含み、
前記第１半導体層形成工程において、前記パターン化に使用される溶液はフッ酸を含み、
前記第１半導体層形成工程において、前記パターン印刷レジストを除去する溶液はアルカリ溶液であり、
前記第２半導体層形成工程において、前記リフトオフ層を除去する溶液はフッ酸を含む、
請求項５に記載の太陽電池の製造方法。 - 前記第２保護層形成工程において、前記第２保護層を１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚で形成する、
請求項５または６に記載の太陽電池の製造方法。
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