JPH10335683A - タンデム型太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い変換効率を確保しつつ低コスト化および
省資源化を図ることができるタンデム型太陽電池および
その製造方法を提供することである。 【解決手段】 基板１上に絶縁層２を介して下部電極層
３を形成する。ｐ型単結晶シリコン板４の５〜１０μｍ
の深さにＨを層状にイオン注入する。Ｈが注入された単
結晶シリコン板４を下部電極層３上に接着する。熱処理
により、単結晶シリコン板４に注入された原子状水素の
領域５に層状に分布する空隙を形成し、単結晶シリコン
板４を層状に分布した空隙の領域５ａで切断して下部電
極層３上に接着されたｐ型単結晶シリコン層４ａと残り
のｐ型単結晶シリコン板４ｂとに分離する。熱処理によ
り、下部電極層３からｐ型不純物をｐ型単結晶シリコン
層４ａに拡散させることによりｐ⁺ 型拡散層を形成す
る。ｐ⁺ 型拡散層上にｎ⁺ 型単結晶シリコン層、ｐ型非
晶質シリコン層およびｎ型非晶質シリコン層を順に形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンデム型太陽電
池およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池の変換効率の向上を図るため
に、単結晶シリコン、多結晶シリコン等の結晶系シリコ
ンからなる結晶系シリコンセル上に非晶質（アモルファ
ス）シリコンからなる非晶質シリコン太陽電池セルを積
層したタンデム構造が提案されている。

【０００３】このようなタンデム型太陽電池では、非晶
質シリコンが結晶系シリコンに比べて大きな禁止帯幅を
有するため、入射光のうち短波長の光が非晶質シリコン
太陽電池セルで吸収され、非晶質シリコン太陽電池セル
を透過した長波長の光が結晶系シリコンセルで吸収され
る。これにより、広い範囲の波長の光が有効に利用さ
れ、変換効率が向上し、かつ発電電圧を高く取れる。

【０００４】このタンデム型太陽電池を製造する際に
は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンのウエハの表
面に拡散法またはイオン注入法によりｐｎ接合を形成
し、このｐｎ接合上にプラズマＣＶＤ法（プラズマ化学
的気相成長法）により非晶質シリコン膜からなるｐｎ接
合を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のタンデム
型太陽電池の製造においては、単結晶シリコンまたは多
結晶シリコンのウエハを作製するために、引上げ法や鋳
造法により作製された多結晶また単結晶のシリコンイン
ゴット（塊状結晶）を薄く切断する。このように、多結
晶または単結晶のシリコンインゴットからウエハを切り
出す際に、切り代が発生する。

【０００６】例えば、１５ｃｍ径または１５ｃｍ角のシ
リコンインゴットから数百μｍの厚さのウエハを切り出
す場合には、ウエハと同程度の厚さ、すなわち数百μｍ
の厚さの切り代が発生する。そのため、実際に使用する
シリコンウエハと同程度の厚さのシリコンの無駄が生じ
る。

【０００７】また、結晶系シリコンセルにおいて光電変
換に寄与する厚さは１００μｍ以下であるが、シリコン
インゴットを１００μｍ以下の厚さのウエハに切断ある
いは取り扱うことは困難である。そのため、上記のタン
デム型太陽電池では、必要以上の厚さのシリコンを用い
ていることになり、無駄が生じている。

【０００８】特に、単結晶シリコンは高価であるため、
単結晶シリコンに比べて特性の劣る多結晶シリコンを用
いた太陽電池が主として製造されている。

【０００９】本発明の目的は、高い変換効率を確保しつ
つ低コスト化および省資源化を図ることができるタンデ
ム型太陽電池およびその製造方法を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るタンデム型太陽電池の製造方法は、基板上に
電極層を形成する第１の工程と、結晶半導体の所定の深
さに所定の元素を層状にイオン注入する第２の工程と、
上記所定の元素が注入された結晶半導体を電極層上に接
着する第３の工程と、熱処理により、結晶半導体に注入
された上記所定の元素の領域に層状に分布する空隙を形
成し、結晶半導体を層状に分布した空隙の領域で切断し
て電極層上に接着された結晶半導体層と残りの結晶半導
体とに分離する第４の工程と、電極層上に接着された結
晶半導体層に第１の発電層を形成する第５の工程と、第
１の発電層上に非晶質半導体からなる第２の発電層を形
成する第６の工程とを備えたものである。

【００１１】本発明に係るタンデム型太陽電池の製造方
法においては、まず第１の工程で、基板上に電極層を形
成するとともに、第２の工程で、結晶半導体の所定の深
さに所定の元素を層状にイオン注入し、第３の工程で、
所定の元素が注入された結晶半導体を電極層上に接着す
る。そして、第４の工程で、熱処理により、結晶半導体
にイオン注入により形成された結晶欠陥における構成元
素の不対結合手に上記所定の元素を移動させ、その元素
を不対結合手と結合させて不対結合手を終端させる。そ
れにより、結晶半導体中に層状に分布した空隙を形成
し、その層状に分布した空隙の領域で結晶半導体を分断
する。その結果、電極層上に接着された結晶半導体層と
残りの結晶半導体とが得られる。

【００１２】なお、イオン注入量が不足すると、移動し
た注入元素は空孔を形成し、分断に必要な空隙を形成し
ないので不適当である。また、注入エネルギーが低過ぎ
ると、分断した層が縦方向にも破断し、分断した層が一
体にならないので不適当である。

【００１３】さらに、第５の工程で、電極層上に接着さ
れた結晶半導体層に第１の発電層を形成し、第６の工程
で、第１の発電層上に非晶質半導体からなる第２の発電
層を形成する。

【００１４】このようにして、結晶半導体からなる第１
の発電層上に非晶質半導体からなる第２の発電層が積層
されたタンデム型太陽電池が製造される。

【００１５】第１の発電層の厚さは上記所定の元素の注
入深さにほぼ相当するので、注入深さを調整することに
より任意の厚さの結晶半導体からなる第１の発電層を形
成することができる。したがって、第１の発電層を光電
変換に必要な薄い厚さに容易に形成することができる。
また、注入後、分断前に取り扱いに適した基板上に貼り
付けるので、取り扱いも支障がない。

【００１６】本発明に係る製造方法により製造されたタ
ンデム型太陽電池では、結晶半導体からなる第１の発電
層上に非晶質半導体からなる第２の発電層が積層されて
いるので、入射光のうち短波長の光が第２の発電層で吸
収され、第２の発電層を透過した長波長の光が第１の発
電層で吸収される。したがって、広い範囲の波長の光が
有効に利用され、高い変換効率が得られる。また、第１
および第２の発電層を直列接続しているので、発電電圧
を高く取れる。

【００１７】また、結晶半導体からなる第１の発電層が
薄い厚さに形成されるので、結晶半導体の無駄が生じな
い。したがって、高い変換効率を確保しつつ低コスト化
および省資源化を図ることができる。

【００１８】特に、基板上の電極層が接着剤を兼ねても
よい。これにより、第３の工程で結晶半導体の接着が容
易になる。

【００１９】結晶半導体として第１導電型結晶半導体を
用い、第５の工程で結晶半導体層中または結晶半導体層
上に第２導電型結晶半導体層を形成してもよい。これに
より、第１の発電層が形成される。

【００２０】また、結晶半導体として第１導電型結晶半
導体を用い、第１の工程で電極層中に第２導電型不純物
元素（第２導電型ドーパント）を添加し、第５の工程で
熱処理により電極層から結晶半導体層中に不純物元素を
拡散させてもよい。この場合、第１の発電層の形成が容
易になる。

【００２１】また、結晶半導体は結晶シリコンであって
もよい。この場合、結晶シリコンとして単結晶シリコン
を用いることが好ましい。また、結晶シリコンとして多
結晶シリコンを用いてもよい。

【００２２】第２の工程で上記所定の元素を結晶半導体
の５μｍ以上１０μｍ以下の深さに層状にイオン注入す
ることが好ましい。これにより、厚さ５μｍ以上１０μ
ｍ以下の第１の発電層を形成することができる。この場
合、第１の発電層において第２の発電層と同程度の光電
流が得られ、直列接続に伴う損失が少ないので、十分な
変換効率が得られる。

【００２３】さらに、第４の工程で分離された残りの結
晶半導体を第２の工程で再利用してもよい。これによ
り、結晶半導体の無駄を低減することが可能となる。

【００２４】第２の発明に係るタンデム型太陽電池は、
基板と、基板上に形成された電極層と、電極層上に形成
され厚さ５μｍ以上１０μｍ以下の結晶半導体層からな
る第１の発電層と、第１の発電層上に形成され非晶質半
導体層からなる第２の発電層とを備えたものである。

【００２５】本発明に係るタンデム型太陽電池において
は、結晶半導体からなる第１の発電層上に非晶質半導体
からなる第２の発電層が積層されているので、入射光の
うち短波長の光が第２の発電層で吸収され、第２の発電
層を透過した長波長の光が第１の発電層で吸収される。
これにより、広い範囲の波長の光が有効に利用され、高
い変換効率が得られる。

【００２６】特に、第１の発電層が光電変換に必要な５
〜１０μｍという薄い厚さに形成されているので、結晶
半導体の無駄が生じない。したがって、高い変換効率を
確保しつつ低コスト化および省資源化を図ることが可能
となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１〜図９は本発明の一実施例に
おけるタンデム型太陽電池の製造方法を示す模式的工程
図である。

【００２８】図１に示すように、耐熱性ガラス板、耐熱
性高分子シートまたはステンレス、銅等の金属シートか
らなる基板１上に、非晶質ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等から
なる絶縁層２をスパッタ法、プリント法（印刷法）等に
より形成する。

【００２９】次に、図２（ａ）に示すように、絶縁層２
上に、電極形成用ペースト３ａを塗布する。この電極形
成用ペースト３ａは、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ
（アルミニウム）等の金属粒子を有機溶媒中に分散する
とともに、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）であるＢ（ボ
ロン）粒子を添加したものである。

【００３０】一方、図２（ｂ）に示すように、比抵抗１
０Ω・ｃｍ程度のｐ型単結晶シリコン板４の表面に予め
ｐ⁺ 型微結晶シリコン層をプラズマＣＶＤ法（例えば３
００℃）により堆積し、または高濃度にｐ型不純物を添
加した有機石英ガラス液を塗布および加熱（例えば８５
０℃）し、そのｐ型単結晶シリコン板４にＨ（水素）を
イオン注入する。これにより、ｐ型単結晶シリコン板４
中の所定の深さに原子状水素５の注入領域が形成され
る。イオン注入の条件としては、水素イオン（Ｈ ⁺ ）の
加速エネルギーを５００ｋｅＶとし、ドーズ量を５×１
０¹⁶／ｃｍ² 〜１×１０¹⁷／ｃｍ² とする。これによ
り、原子状水素５の注入領域の深さは約５μｍとなる。

【００３１】次に、図３に示すように、図２（ｂ）に示
したｐ型単結晶シリコン板４の上面を図２（ａ）に示し
た電極形成用ペースト３ａの表面に貼り付け、３００〜
５００℃で熱処理を行い、電極形成用ペースト３ａ中の
有機溶媒を蒸発させる。これにより、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ
等の金属からなる下部電極層３が形成されるとともに、
ｐ型単結晶シリコン板４が下部電極層３に接着される。
すなわち、図２（ａ）の電極形成用ペースト３ａは下部
電極層３の材料および接着剤を兼ねている。

【００３２】その後、図４に示すように、５００〜７０
０℃で熱処理を行う。これにより、原子状水素５がイオ
ン注入により形成された結晶欠陥における構成元素の不
対結合手に移動し、不対結合手と結合することにより、
その不対結合手を終端する。その結果、ｐ型単結晶シリ
コン板４中の約５μｍの深さに層状に分布する多数の空
隙が形成され、さらに加熱に伴う熱歪でｐ型単結晶シリ
コン板４が空隙の領域５ａで分断される。

【００３３】このようにして、下部電極層３上に接着さ
れた膜厚約５μｍのｐ型単結晶シリコン層４ａおよび残
りのｐ型単結晶シリコン板４ｂが得られる。この場合、
ｐ型単結晶シリコン層４ａおよびｐ型単結晶シリコン板
４ｂの表面の凹凸は数十ｎｍ以下である。

【００３４】次に、図５に示すように、下部電極層３上
のｐ型単結晶シリコン層４ａの上面および分断されたｐ
型単結晶シリコン板４ｂの下面の凹凸（損傷領域）を化
学的エッチングあるいは機械的ポリシングまたは化学的
ポリシングにより研磨する。研磨されたｐ型単結晶シリ
コン板４ｂは図２（ｂ）の工程で再利用することができ
る。

【００３５】その後、図６に示すように、７００〜９０
０℃で熱処理を行う。これにより、下部電極層３とｐ型
単結晶シリコン層４ａとの接着が強化されるとともに、
下部電極層３からｐ型単結晶シリコン層４ａ中にｐ型不
純物が拡散し、ｐ⁺ 型拡散層４ｃが形成される。

【００３６】ｐ型単結晶シリコン層４ａ上に、プラズマ
ＣＶＤ法（化学的気相成長法）により、ｎ⁺ 型微結晶シ
リコンおよび炭化シリコンの混合層を堆積し（例えば３
００〜３５０℃）、あるいはｎ型不純物を多量に含む有
機石英ガラス液を塗布および加熱（例えば８５０℃）
し、あるいはｎ型不純物をイオン注入および加熱（例え
ば９００℃）してｎ⁺ 型単結晶シリコン層４ｄを形成す
る。これにより、単結晶シリコンからなるｐｎ接合が形
成される。これらのｎ⁺ 型単結晶シリコン層４ｄ、ｐ型
単結晶シリコン層４ａおよびｐ⁺ 型拡散層４ｃが第１の
発電層となる単結晶シリコン太陽電池セルＡを構成す
る。

【００３７】さらに、図７に示すように、ｐ⁺ 型非晶質
シリコン層６ｂ、ｐ型非晶質シリコン層６、ｉ型非晶質
シリコン層６ｃ、ｎ型非晶質シリコン層７およびｎ⁺ 型
非晶質シリコン層７ａを順に形成する。ｐ⁺ 型非晶質シ
リコン層６ｂ、ｐ型非晶質シリコン層６、ｉ型非晶質シ
リコン層６ｃ、ｎ型非晶質シリコン層７およびｎ⁺ 型非
晶質シリコン層７ａの合計の厚さは約０．３μｍとす
る。これらのｐ⁺ 型非晶質シリコン層６ｂ、ｐ型非晶質
シリコン層６、ｉ型非晶質シリコン層６ｃ、ｎ型非晶質
シリコン層７およびｎ⁺ 型非晶質シリコン層７ａが第２
の発電層となる非晶質シリコン太陽電池セルＢを構成す
る。

【００３８】その後、図８に示すように、全面に例えば
ＩＴＯからなる透明電極膜８をスパッタリング法等によ
り堆積し、次に、他の太陽電池セルを接続する部分に金
属膜１１を例えばマスクを用いて選択的に蒸着法等によ
り堆積し、次に、ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法によ
りＳｉ、ＮおよびＯの混合物からなるパッシベーション
膜９を形成する。このパッシベーション膜９は保護膜お
よび反射防止膜を兼ねる。

【００３９】最後に、図９に示すように、パッシベーシ
ョン膜９の所定領域をパターニング（例えば、マスクを
用いたスパッタリング）により除去し、ｎ⁺ 型非晶質シ
リコン層７ａ上に上部電極層１０を蒸着法等により形成
する。上部電極層１０および金属膜１１の形成方法とし
て、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属粒子を有機溶媒
中に分散させたペーストを塗布し、４００℃程度で焼成
してもよい。

【００４０】このようにして、単結晶シリコン太陽電池
セルＡおよび非晶質シリコン太陽電池セルＢからなるタ
ンデム型太陽電池セル２０が製造される。

【００４１】図１０は本実施例の製造方法により製造さ
れたタンデム型太陽電池の一例を示す模式的断面図であ
る。

【００４２】図１０の例では、基板１上に絶縁層２を介
して複数のタンデム型太陽電池セル２０が形成されてい
る。図１０の太陽電池では、各タンデム型太陽電池セル
２０が厚さ約５μｍおよびバンドギャップ１．１ｅＶの
単結晶シリコン太陽電池セルＡおよび厚さ約０．３μｍ
およびバンドギャップ２．２ｅＶの非晶質シリコン太陽
電池セルＢにより構成されている。

【００４３】この太陽電池では、各タンデム型太陽電池
セル２０において、単結晶シリコン太陽電池セルＡと非
晶質シリコン太陽電池セルＢとが直列に接続されている
ので、開放電圧が高くなり、出力電力が増加する。

【００４４】図１１（ａ）は単結晶シリコン太陽電池セ
ルにおける短絡電流の膜厚依存性の計算結果を示す図で
あり、図１１（ｂ）は単結晶シリコン太陽電池セルにお
ける開放電圧の膜厚依存性の計算結果を示す図である。
また、図１２（ａ）は単結晶シリコン太陽電池セルの表
面および裏面での再結合損失が比較的大きい場合におけ
る短絡電流の膜厚依存性の計算結果を示す図であり、図
１２（ｂ）は単結晶シリコン太陽電池セルの表面および
裏面での再結合損失が比較的大きい場合における開放電
圧の膜厚依存性の計算結果を示す図である。

【００４５】図１１および図１２において、黒い丸印は
単一の単結晶シリコン太陽電池セルの場合を示し、黒い
四角印は光学的厚さ０．９μｍの非晶質シリコン太陽電
池セルと複合されたタンデム型太陽電池セルにおける単
結晶シリコン太陽電池セルの場合を示す。

【００４６】非晶質シリコン太陽電池セルでは、内部で
光が多重反射するため、光学的厚さは実際の厚さ（物理
的な厚さ）よりも厚くなると考えられる。ここでは、厚
さ０．３μｍの非晶質シリコン太陽電池セルの内部で３
回の多重反射が起こると仮定した。この場合、上記のよ
うに非晶質シリコン太陽電池セルの光学的厚さは０．９
μｍとなる。

【００４７】非晶質シリコン太陽電池セルの光電流は約
１６ｍＡ／ｃｍ² 前後と考えられるので、単結晶シリコ
ン太陽電池セルにおいても同程度の光電流を得るために
必要な厚さは、図１１から５μｍと見積もられ、表面お
よび裏面での再結合損失が比較的大きい場合には、図１
２から約１０μｍとなる。なお、一般に太陽電池の変換
効率は、短絡電流密度×開放電圧×曲線因子（理想値
０．８）により求められる。

【００４８】これらの結果から、単結晶シリコン太陽電
池セルＡと非晶質シリコン太陽電池セルＢとからなるタ
ンデム型太陽電池セル２０において、単結晶シリコン太
陽電池セルＡの厚さは約５〜１０μｍで十分であること
がわかる。

【００４９】このように、単結晶シリコン太陽電池セル
Ａを薄膜で形成することにより、光励起されたキャリア
が電極に到達するまでの距離が短くなり、セル内の欠陥
による再結合損失を低減することが可能になる。

【００５０】本実施例の方法により製造された図１０の
太陽電池では、各タンデム型太陽電池セル２０が厚さ約
５μｍの単結晶シリコン太陽電池セルＡおよび厚さ約
０．３μｍの非晶質シリコン太陽電池セルＢにより構成
されているので、高い変換効率を確保しつつ単結晶シリ
コンの使用量を低減することが可能となり、省資源化お
よび低コスト化が図られる。

【００５１】なお、上記実施例では、結晶半導体として
単結晶シリコン板を用いているが、単結晶シリコン板の
代わりに単結晶シリコンインゴット、多結晶シリコン
板、多結晶シリコンインゴットまたはその他の結晶半導
体を用いてもよい。

【００５２】また、上記実施例では、図４の工程で単結
晶シリコン板４を分断するために、図２（ｂ）の工程で
単結晶シリコン板４にＨをイオン注入しているが、Ｈの
代わりに弗素、塩素、臭素、沃素等のハロゲン元素を用
いることもできる。

【００５３】さらに、上記実施例の太陽電池において、
各層の導電型をそれぞれ逆にしてもよい。

【００５４】その場合、図２（ａ）の工程では、電極形
成用ペースト３ａの代わりに、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金
属粒子を有機溶媒中に分散するとともに、ｎ型不純物
（ｎ型ドーパント）であるＰ（リン）粒子を添加した電
極形成用ペーストを用いる。図２（ｂ）の工程では、ｐ
型単結晶シリコン板４の代わりに比抵抗１０Ω・ｃｍ程
度のｎ型単結晶シリコン板を用いる。このｎ型単結晶シ
リコン板の表面には、予めｎ⁺ 型微結晶シリコン層を堆
積し、または高濃度にｎ型不純物を添加した有機石英ガ
ラス液を塗布および加熱し、そのｎ型単結晶シリコン板
にＨをイオン注入する。

【００５５】これにより、図４の工程で、ｐ型単結晶シ
リコン層４ａおよび残りのｐ型単結晶シリコン板４ｂの
代わりに、ｎ型単結晶シリコン層および残りのｎ型単結
晶シリコン板が得られる。

【００５６】また、図６の工程では、ｐ⁺ 型拡散層４ｃ
の代わりにｎ⁺ 型拡散層が形成される。ｎ型単結晶シリ
コン層上にｐ⁺ 型微結晶シリコンおよび炭化シリコンの
混合層を堆積し、あるいはｐ型不純物を多量に含む有機
石英ガラス液を塗布および加熱し、あるいはｐ型不純物
をイオン注入および加熱してｐ⁺ 型単結晶シリコン層を
形成する。

【００５７】さらに、図７の工程では、ｐ⁺ 型非晶質シ
リコン層６ｂ、ｐ型非晶質シリコン層６、ｉ型非晶質シ
リコン層６ｃ、ｎ型非晶質シリコン層７およびｎ⁺ 型非
晶質シリコン層７ａの代わりに、それぞれｎ⁺ 型非晶質
シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層、ｉ型非晶質シリコ
ン層、ｐ型非晶質シリコン層およびｐ⁺ 型非晶質シリコ
ン層を順に形成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第１の模式的工程図である。

【図２】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第２の模式的工程図である。

【図３】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第３の模式的工程図である。

【図４】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第４の模式的工程図である。

【図５】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第５の模式的工程図である。

【図６】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第６の模式的工程図である。

【図７】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第７の模式的工程図である。

【図８】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第８の模式的工程図である。

【図９】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電池
の製造方法を示す第９の模式的工程図である。

【図１０】本発明の一実施例におけるタンデム型太陽電
池の模式的断面図である。

【図１１】単結晶シリコン太陽電池セルにおける短絡電
流および開放電圧の膜厚依存性の計算結果を示す図であ
る。

【図１２】単結晶シリコン太陽電池セルの表面および裏
面での再結合損失が比較的大きい場合における短絡電流
および開放電圧の膜厚依存性の計算結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 絶縁層 ３ 下部電極層 ４，４ｂ ｐ型単結晶シリコン板 ４ａ ｐ型単結晶シリコン層 ４ｃ ｐ⁺ 型拡散層 ４ｄ ｎ⁺ 型単結晶シリコン層 ５ 原子状水素 ５ａ 空隙の領域 ６ ｐ型非晶質シリコン層 ７ ｎ型非晶質シリコン層 １０ 上部電極 １１ 金属膜 ２０ タンデム型太陽電池セル Ａ 単結晶シリコン太陽電池セル Ｂ 非晶質シリコン太陽電池セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 知晃 大阪府枚方市津田山手２−８−１ 株式会 社イオン工学研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に電極層を形成する第１の工程
   と、 結晶半導体の所定の深さに所定の元素を層状にイオン注
   入する第２の工程と、 前記所定の元素が注入された前記結晶半導体を前記電極
   層上に接着する第３の工程と、 熱処理により、前記結晶半導体に注入された前記所定の
   元素の領域に層状に分布する空隙を形成し、前記結晶半
   導体を前記層状に分布した空隙の領域で切断して前記電
   極層上に接着された結晶半導体層と残りの結晶半導体と
   に分離する第４の工程と、 前記電極層上に接着された前記結晶半導体層に第１の発
   電層を形成する第５の工程と、 前記第１の発電層上に非晶質半導体からなる第２の発電
   層を形成する第６の工程とを備えたことを特徴とするタ
   ンデム型太陽電池の製造方法。
2. 【請求項２】 前記基板上の前記電極層が接着剤を兼ね
   ることを特徴とする請求項１記載のタンデム型太陽電池
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記結晶半導体として第１導電型結晶半
   導体を用い、前記第５の工程で前記結晶半導体層中また
   は前記結晶半導体層上に第２導電型結晶半導体層を形成
   することを特徴とする請求項１または２記載のタンデム
   型太陽電池の製造方法。
4. 【請求項４】 前記結晶半導体として第１導電型結晶半
   導体を用い、前記第１の工程で前記電極層中に第２導電
   型不純物元素を添加し、前記第５の工程で熱処理により
   前記電極層から前記結晶半導体層中に前記不純物元素を
   拡散させることを特徴とする請求項１、２または３記載
   のタンデム型太陽電池の製造方法。
5. 【請求項５】 前記結晶半導体は結晶シリコンであるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタンデ
   ム型太陽電池の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第２の工程で前記所定の元素を前記
   結晶半導体の５μｍ以上１０μｍ以下の深さに層状にイ
   オン注入することを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載のタンデム型太陽電池の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第４の工程で分離された前記残りの
   結晶半導体を前記第２の工程で再利用することを特徴と
   する請求項１〜６のいずれかに記載のタンデム型太陽電
   池の製造方法。
8. 【請求項８】 基板と、 前記基板上に形成された電極層と、 前記電極層上に形成され、厚さ５μｍ以上１０μｍ以下
   の結晶半導体層からなる第１の発電層と、 前記第１の発電層上に形成され、非晶質半導体層からな
   る第２の発電層とを備えたことを特徴とするタンデム型
   太陽電池。