JPWO2014162979A1 - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

光電変換装置（１０）は、ｎ型単結晶シリコン基板（１）と、非晶質薄膜（２）と、透明導電膜（３）と、電極（４）とを備える。ｎ型単結晶シリコン基板（１）は、光入射側の表面に凹凸構造（ＴＸ１）を有する。非晶質薄膜（２）は、ｎ型単結晶シリコン基板（１）の凹凸構造（ＴＸ１）に接してｎ型単結晶シリコン基板（１）上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造（ＴＸ２）を有する。凹凸構造（ＴＸ２）は、凹凸サイズが凹凸構造（ＴＸ１）よりも小さい。非晶質薄膜（２）は、ｉ型非晶質薄膜／ｐ型非晶質薄膜、またはｐ型非晶質薄膜からなる。透明導電膜（３）は、非晶質薄膜（２）に接して非晶質薄膜（２）上に配置される。電極（４）は、所望の間隔で透明導電膜（３）に接して透明導電膜（３）上に配置される。

Description

この発明は、光電変換装置に関するものである。

従来、凹凸サイズが異なる２つの凹凸構造を光入射側に設けた光電変換装置が知られている（特許文献１，２）。

特許文献１では、結晶シリコン基板は、第１の凹凸構造と、第１の凹凸構造の表面に形成された第２の凹凸構造とを有する。そして、第２の凹凸構造は、第１の凹凸構造よりも小さい凹凸サイズを有する。これにより、光入射側における反射率が低下する。

また、特許文献２では、結晶シリコン系太陽電池は、光入射側の表面に第１の凹凸構造を有する結晶シリコン基板と、結晶シリコン基板の光入射側の表面上に形成され、第２の凹凸構造を有する透明導電膜とを備える。そして、第２の凹凸構造は、第１の凹凸構造よりも小さい凹凸サイズを有する。
特開２０１２−２２２３００号公報 国際公開第２０１１／００２０８６号パンフレット

しかし、特許文献１では、結晶シリコン基板は、光入射側の表面に２つの凹凸構造を有するため、結晶シリコン基板と電極との接触面積が大きくなり、キャリアの再結合が起こり易くなるという問題がある。

また、特許文献２では、結晶シリコン基板は、光入射側の表面に凹凸構造を有するため、結晶シリコン基板と透明導電膜との接触面積が大きくなり、キャリアの再結合が起こり易いという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、光入射側の反射率を低下させ、かつ、キャリアの再結合を低減可能な光電変換装置を提供することである。

（１）この発明の実施の形態による光電変換装置は、光を電気に変換する光電変換装置であって、結晶シリコン基板と、非晶質薄膜とを備える。結晶シリコン基板は、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられる。非晶質薄膜は、第１の凹凸サイズと異なる第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む。

（２）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）に記載の光電変換装置において、第１の凹凸サイズは、第２の凹凸サイズよりも小さい。

（３）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）に記載の光電変換装置において、第１の凹凸サイズは、第２の凹凸サイズよりも大きい。

（４）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、非晶質薄膜は、第１の非晶質薄膜および第２の非晶質薄膜のいずれかからなる。そして、第１の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられるとともに結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有し、第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた第１の非晶質層からなる。また、第２の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられ、ｉ型の導電型を有する第２の非晶質層と、第２の非晶質層に接して第２の非晶質層上に設けられるとともに結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有し、第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた第３の非晶質層とを含む。

（５）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（４）に記載の光電変換装置において、結晶シリコン基板は、ｎ型の導電型を有し、第１の非晶質層は、ｐ型非晶質シリコンからなり、第２の非晶質層は、ｉ型非晶質シリコンからなり、第３の非晶質層は、ｐ型非晶質シリコンからなる。

（６）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（４）に記載の光電変換装置において、前記結晶シリコン基板は、ｐ型の導電型を有し、第１の非晶質層は、ｎ型非晶質シリコンからなり、第２の非晶質層は、ｉ型非晶質シリコンからなり、第３の非晶質層は、ｎ型非晶質シリコンからなる。

（７）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（４）から（６）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、光入射側に配置された電極をさらに備え、結晶シリコン基板の光入射側の表面のうち、電極に対向する部分は、平坦である。

（８）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、結晶シリコン基板は、バルク領域と、光入射側の表面に接して設けられ、かつ、バルク領域の導電型と反対の導電型を有する拡散領域とを含む。

（９）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（８）に記載の光電変換装置において、結晶シリコン基板の前記拡散領域の一部に接して設けられた電極をさらに備え、拡散領域の一部は、平坦な平面からなる。

（１０）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）から（９）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、結晶シリコン基板は、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板からなる。

（１１）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、複数の第１の非晶質薄膜と、複数の第２の非晶質薄膜とをさらに備える。複数の第１の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側と反対側に設けられ、結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する。複数の第２の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側と反対側に設けられるとともに結晶シリコン基板の導電型と同じ導電型を有し、結晶シリコン基板の面内方向において複数の第１の非晶質薄膜と交互に配置される。そして、結晶シリコン基板は、単結晶シリコン基板からなる。

（１２）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１１）に記載の光電変換装置において、複数の第１の非晶質薄膜および複数の第２の非晶質薄膜と、単結晶シリコン基板との間に複数の第１の非晶質薄膜、複数の第２の非晶質薄膜および単結晶シリコン基板に接して設けられ、ｉ型の導電型を有する第３の非晶質薄膜をさらに備える。

（１３）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１２）に記載の光電変換装置において、第１の非晶質薄膜は、単結晶シリコン基板がｎ型の導電型を有する場合、ｐ型非晶質シリコンからなり、単結晶シリコン基板がｐ型の導電型を有する場合、ｎ型非晶質シリコンからなり、第２の非晶質薄膜は、単結晶シリコン基板がｎ型の導電型を有する場合、ｎ型非晶質シリコンからなり、単結晶シリコン基板がｐ型の導電型を有する場合、ｐ型非晶質シリコンからなり、第３の非晶質薄膜は、ｉ型非晶質シリコンからなる。

（１４）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、結晶シリコン基板は、複数の第１の拡散領域と、複数の第２の拡散領域とを含む。複数の第１の拡散領域は、単結晶シリコンからなるバルク領域と、単結晶シリコンからなるとともに結晶シリコン基板の光入射側と反対側の裏面に接して設けられ、バルク領域の導電型と反対の導電型を有する。複数の第２の拡散領域は、単結晶シリコンからなるとともにバルク領域の導電型と同じ導電型を有し、結晶シリコン基板の面内方向において複数の第１の拡散領域と交互に裏面に接して配置される。

（１５）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（８）から（１４）のいずれか１つに記載の光電変換装置において、非晶質薄膜は、第１の非晶質薄膜、第２の非晶質薄膜、第３の非晶質薄膜、第４の非晶質薄膜および第５の非晶質薄膜のいずれかからなる。第１の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して設けられるとともに第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられ、ｉ型の導電型を有する第１の非晶質層からなる。第２の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して設けられるとともに第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられ、ｎ型の導電型を有する第２の非晶質層からなる。第３の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して設けられるとともに第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられ、ｐ型の導電型を有する第３の非晶質層からなる。第４の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して設けられ、かつ、ｉ型の導電型を有する第４の非晶質層と、第４の非晶質層に接して設けられるとともに第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられ、ｎ型の導電型を有する第５の非晶質層とからなる。第５の非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して設けられ、かつ、ｉ型の導電型を有する第６の非晶質層と、第６の非晶質層に接して設けられるとともに第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられ、ｐ型の導電型を有する第７の非晶質層とからなる。

（１６）好ましくは、この発明の実施の形態による光電変換装置は、（１５）に記載の光電変換装置において、第１、第４および第６の非晶質層の各々は、ｉ型非晶質シリコンからなり、第２および第５の非晶質層の各々は、ｎ型非晶質シリコンからなり、第３および第７の非晶質層の各々は、ｐ型非晶質シリコンからなる。

この発明の実施の形態による光電変換装置においては、凹凸サイズが異なる２つの凹凸構造が光入射側に配置され、結晶シリコン基板の光入射側の表面は、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜によって覆われる。その結果、入射光は、２つの凹凸構造によって散乱されて結晶シリコン基板へ入射する。また、結晶シリコン基板の光入射側の表面は、非晶質薄膜によってパッシベートされる。

従って、光入射側の反射率を低下でき、非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面におけるキャリアの再結合を低減できる。

この発明の実施の形態１による光電変換装置の構成を示す概略図である。 図１に示すｎ型単結晶シリコン基板および非晶質薄膜の一部を拡大した拡大図である。 図１に示す非晶質薄膜の構成を示す概略図である。 図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第１の工程図である。 図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第２の工程図である。 図１に示す光電変換装置の製造方法を示す第３の工程図である。 実施の形態１による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。 図７に示す非晶質薄膜の構成を示す概略図である。 図７に示す光電変換装置の製造方法を示す第１の工程図である。 図７に示す光電変換装置の製造方法を示す第２の工程図である。 図７に示す光電変換装置の製造方法を示す第３の工程図である。 実施の形態１による更に別の光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態２による光電変換装置の構成を示す概略図である。 図１３に示す非晶質薄膜の構成を示す概略図である。 図１３に示す光電変換装置の製造方法を示す第１の工程図である。 図１３に示す光電変換装置の製造方法を示す第２の工程図である。 図１３に示す光電変換装置の製造方法を示す第３の工程図である。 実施の形態２による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態３による光電変換装置の構成を示す概略図である。 図１９に示す非晶質薄膜の構成を示す概略図である。 図１９に示す別の非晶質薄膜の構成を示す概略図である。 図１９に示す光電変換装置の製造方法を示す第１の工程図である。 図１９に示す光電変換装置の製造方法を示す第２の工程図である。 図１９に示す光電変換装置の製造方法を示す第３の工程図である。 図１９に示す光電変換装置の製造方法を示す第４の工程図である。 実施の形態４による光電変換装置の構成を示す概略図である。 図２６に示す光電変換装置の製造方法を示す第１の工程図である。 図２６に示す光電変換装置の製造方法を示す第２の工程図である。 図２６に示す光電変換装置の製造方法を示す第３の工程図である。 図２６に示す光電変換装置の製造方法を示す第４の工程図である。 実施の形態５による光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態５による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態６による光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態６による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態７による光電変換装置の構成を示す概略図である。 実施の形態８による光電変換装置の構成を示す概略図である。 この実施の形態による光電変換装置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。 この実施の形態による光電変換装置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。 図３８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。 この実施の形態による光電変換装置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。 この実施の形態による光電変換装置を備える更に別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。 この実施の形態による光電変換装置を備える更に別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。

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。

この明細書においては、「非晶質」とは、ラマン散乱におけるアモルファスに基づくピーク強度に対する結晶に基づくピーク強度の比が０．１以下であることを言う。また、非晶質シリコンを「ａ−Ｓｉ」と表記するが、この表記は、実際には、水素（Ｈ）原子が含まれていることを意味する。非晶質ゲルマニウム（ａ−Ｇｅ）、非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）、非晶質シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）、非晶質シリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）、非晶質シリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ）、および非晶質シリコンカーボンオキサイド（ａ−ＳｉＣＯ）、についても、同様に、Ｈ原子が含まれていることを意味する。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光電変換装置の構成を示す概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による光電変換装置１０は、ｎ型単結晶シリコン基板１と、非晶質薄膜２と、透明導電膜３と、電極４，６と、パッシベーション膜５とを備える。

ｎ型単結晶シリコン基板１は、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗および１００〜３００μｍの厚みを有する。また、ｎ型単結晶シリコン基板１は、（１００）の面方位を有する。そして、ｎ型単結晶シリコン基板１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有する。

非晶質薄膜２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面に接してｎ型単結晶シリコン基板１上に配置される。そして、非晶質薄膜２は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。

透明導電膜３は、非晶質薄膜２に接して非晶質薄膜２上に配置される。そして、透明導電膜３は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍｕ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ_２、およびＺｎＯ等からなる。

電極４は、透明導電膜３に接して透明導電膜３上に所望の間隔で配置される。そして、電極４は、例えば、銀（Ａｇ）からなる。

パッシベーション膜５は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（＝凹凸構造ＴＸ１が形成された面と反対側の面を言う。以下、同じ）に接して配置される。そして、パッシベーション膜５は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなり、１００ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚を有する。

電極６は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面およびパッシベーション膜５に接して配置される。そして、電極６は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）からなる。

図２は、図１に示すｎ型単結晶シリコン基板１および非晶質薄膜２の一部を拡大した拡大図である。

図２を参照して、凹凸構造ＴＸ１において、高さＨ１は、谷と山との距離として定義され、幅Ｗ１は、隣接する２つの谷間の距離または隣接する２つの山間の距離として定義される。凹凸構造ＴＸ２においても、同様にして、高さＨ２および幅Ｗ２が定義される。

凹凸構造ＴＸ１において、高さＨ１は、例えば、１μｍ〜１０μｍであり、幅Ｗ１は、１μｍ〜１０μｍである。

凹凸構造ＴＸ２において、高さＨ２は、例えば、１ｎｍ〜２００ｎｍであり、幅Ｗ２は、１ｎｍ〜２００ｎｍである。

そして、凹凸構造ＴＸ１の凹凸サイズは、高さＨ１および／または幅Ｗ１によって定義される。凹凸構造ＴＸ２についても同様である。

従って、凹凸構造ＴＸ１は、凹凸構造ＴＸ２よりも大きい凹凸サイズを有する。

このように、光電変換装置１０は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を設け、凹凸サイズが凹凸構造ＴＸ１よりも小さい凹凸構造ＴＸ２を凹凸構造ＴＸ１よりも光入射側に設けたことを特徴とする。

その結果、入射光は、凹凸構造ＴＸ２によって散乱され、その散乱された光は、凹凸構造ＴＸ１によって更に散乱される。従って、光電変換装置１０の光入射側において、１つの凹凸構造のみを設けた場合よりも入射光の反射率を低減できる。

図３は、図１に示す非晶質薄膜２の構成を示す概略図である。図３を参照して、非晶質薄膜２は、ｉ型非晶質薄膜２１と、ｐ型非晶質薄膜２２とを含む（（ａ）参照）。

ｉ型非晶質薄膜２１は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の凹凸構造ＴＸ１に沿って配置される。ｐ型非晶質薄膜２２は、ｉ型非晶質薄膜２１に接してｉ型非晶質薄膜２１上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。

ｉ型非晶質薄膜２１は、ｉ型非晶質シリコン（ｉ型ａ−Ｓｉ）、ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム（ｉ型ａ−ＳｉＧｅ）、ｉ型非晶質ゲルマニウム（ｉ型ａ−Ｇｅ）、ｉ型非晶質シリコンカーバイド（ｉ型ａ−ＳｉＣ）、ｉ型非晶質シリコンナイトライド（ｉ型ａ−ＳｉＮ）、ｉ型非晶質シリコンオキサイド（ｉ型ａ−ＳｉＯ）およびｉ型非晶質シリコンカーボンオキサイド（ｉ型ａ−ＳｉＣＯ）等のいずれかからなり、一般的には、ＩＶ族元素を含むｉ型非晶質薄膜からなる。そして、ｉ型非晶質薄膜２１は、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。

ｐ型非晶質薄膜２２は、ｐ型非晶質シリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ）、ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム（ｐ型ａ−ＳｉＧｅ）、ｐ型非晶質ゲルマニウム（ｐ型ａ−Ｇｅ）、ｐ型非晶質シリコンカーバイド（ｐ型ａ−ＳｉＣ）、ｐ型非晶質シリコンナイトライド（ｐ型ａ−ＳｉＮ）、ｐ型非晶質シリコンオキサイド（ｐ型ａ−ＳｉＯ）およびｐ型非晶質シリコンカーボンオキサイド（ｐ型ａ−ＳｉＣＯ）等のいずれかからなり、一般的には、ＩＶ族元素を含むｐ型非晶質薄膜からなる。

そして、ｐ型非晶質薄膜２２は、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。また、ｐ型非晶質薄膜２２は、例えば、ｐ型ドーパントとしてボロン（Ｂ）を含み、Ｂの濃度は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３である。

ｉ型非晶質薄膜２１の材料とｐ型非晶質薄膜２２の材料との組合せは、任意であるが、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−Ｓｉからなり、ｐ型非晶質薄膜２２がｐ型ａ−Ｓｉからなる組合せが好ましい。

非晶質薄膜２は、ｐ型非晶質薄膜２３からなっていてもよい（図３の（ｂ）参照）。ｐ型非晶質薄膜２３は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の凹凸構造ＴＸ１に沿って配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。

ｐ型非晶質薄膜２３は、上述したｐ型非晶質薄膜２２と同じ材料からなり、濃度が１×１０^１７ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３であるＢをｐ型ドーパントとして含む。そして、ｐ型非晶質薄膜２３は、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。

ｐ型非晶質薄膜２３においては、Ｂ濃度は、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質薄膜２３との界面から透明導電膜３に向かって徐々に高くなっていてもよい。これにより、ｐ型非晶質薄膜２３によるｎ型単結晶シリコン基板１の表面のパッシベーション効果が更に大きくなり、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質薄膜２３との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を更に低減できる。

このように、非晶質薄膜２は、少なくともｐ型非晶質薄膜（ｐ型非晶質薄膜２２またはｐ型非晶質薄膜２３）を含む。

そして、光電変換装置１０は、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１が形成された表面に接して非晶質薄膜２を設けた構造からなるので、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１が形成された表面は、非晶質薄膜２によってパッシベートされる。

従って、凹凸構造ＴＸ１が形成されることによってｎ型単結晶シリコン基板１と非晶質薄膜２との接触面積が大きくなっても、ｎ型単結晶シリコン基板１と非晶質薄膜２との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

ｉ型非晶質薄膜２１は、ｐ型非晶質薄膜２２，２３よりもｎ型単結晶シリコン基板１の表面に対するパッシベーション効果が大きい。

従って、非晶質薄膜２をｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２２によって構成することによって、ｎ型単結晶シリコン基板１と非晶質薄膜２との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を更に低減できる。

非晶質薄膜２がｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２２からなる場合、光電変換装置１０は、ｐｉｎ接合を有し、非晶質薄膜２がｐ型非晶質薄膜２３からなる場合、光電変換装置１０は、ｐｎ接合を有する。

その結果、主に、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔は、ｐｉｎ接合またはｐｎ接合によって分離され、正孔は、非晶質薄膜２および透明導電膜３を介して電極４に到達し、電子は、電極６に到達する。これによって、光電変換装置１０は、発電する。

上述したように、ｉ型非晶質薄膜２１は、ＩＶ族元素を含むｉ型非晶質薄膜からなり、ｐ型非晶質薄膜２２，２３の各々は、ＩＶ族元素を含むｐ型非晶質薄膜からなるので、非晶質薄膜２は、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜からなる。そして、非晶質薄膜２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面に対するパッシベーション効果を有するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１との間でｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成する。また、非晶質薄膜２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１とともに光電変換装置１０の光入射側における光の反射率を低減する。

図４から図６は、それぞれ、図１に示す光電変換装置１０の製造方法を示す第１から第３の工程図である。

なお、図４から図６に示す工程図においては、非晶質薄膜２がｉ型非晶質シリコン（ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｐ型非晶質シリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ）からなる場合を例にして光電変換装置１０の製造方法を説明する。

図４を参照して、光電変換装置１０の製造が開始されると、ｎ型単結晶シリコン基板３０をアルコールを用いて超音波洗浄し、その後、純水で洗浄する。そして、ｎ型単結晶シリコン基板３０をフッ酸（ＨＦ）によって洗浄して自然酸化膜を除去し、ｎ型単結晶シリコン基板３０の表面を水素によって終端する（工程（ａ））。ｎ型単結晶シリコン基板３０は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗および１００〜３００μｍの厚みを有する。

工程（ａ）の後、スパッタリングによってＳｉＯ２からなるパッシベーション膜２０をｎ型単結晶シリコン基板３０の裏面に形成する（工程（ｂ））。

そして、ｎ型単結晶シリコン基板３０の表面をアルカリを用いて化学的に異方性エッチングし、ｎ型単結晶シリコン３０の表面に凹凸構造ＴＸ１を形成する（工程（ｃ））。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板１が形成される。その後、上述したようにＨＦを用いて自然酸化膜を除去するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面を水素で終端する。

ｎ型単結晶シリコン基板１の洗浄が終了すると、ｉ型非晶質シリコン（ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｐ型非晶質シリコン（ｐ型ａ−Ｓｉ）をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１上に順次堆積する。これによって、ｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２４がｎ型単結晶シリコン基板１上に順次堆積される（工程（ｄ））。

この場合、ｉ型非晶質シリコンは、例えば、シラン（ＳｉＨ_４）ガスおよび水素（Ｈ_２）ガスを用いて形成され、ｐ型非晶質シリコンは、例えば、ＳｉＨ_４ガス、Ｈ_２ガスおよびジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）ガスを用いて形成される。

そして、ｉ型非晶質シリコンを形成する場合、［Ｈ_２ガスの流量］／［Ｈ_２ガスの流量＋ＳｉＨ_４ガスの流量］が０．２以下になるように、ＳｉＨ_４ガスの流量およびＨ_２ガスの流量を決定する。

また、ｐ型非晶質シリコンを形成する場合、［Ｈ_２ガスの流量］／［Ｈ_２ガスの流量＋ＳｉＨ_４ガスの流量＋Ｂ_２Ｈ_６ガスの流量］が０．２以下になるように、ＳｉＨ_４ガスの流量、Ｈ_２ガスの流量およびＢ_２Ｈ_６ガスの流量を決定する。

このように、ＳｉＨ_４ガスまたはＳｉＨ_４ガスおよびＢ_２Ｈ_６ガスをＨ_２ガスによって水素希釈することによって、ｉ型非晶質シリコンおよびｐ型非晶質シリコンは、凹凸構造ＴＸ１を覆うように凹凸構造ＴＸ１上に均一に形成される。

図５を参照して、工程（ｄ）の後、試料の温度をエッチングガスの沸点以上の温度に昇温し、エッチングガスを３００ＫＰａ以下の圧力下でｐ型非晶質薄膜２４の表面に吹き付けてｐ型非晶質薄膜２４の表面をエッチングする（工程（ｅ））。

この場合、エッチングガスは、例えば、ＣｌＦ_３、ＸｅＦ_２、ＢｒＦ_３、ＢｒＦ_５およびＮＦ_３等のフッ素原子を含むガスからなる。フッ素原子を含むガスを用いることによって、ｐ型非晶質薄膜２４の表面でシリコンのフッ化物が形成され、ｐ型非晶質薄膜２４の表面をエッチングできる。

また、エッチングガスは、フッ素原子を含むガスに加え、分子内に酸素原子を含むガスを含んでいてもよい。分子内に酸素原子を含むガスは、例えば、Ｏ_２、二酸化炭素（ＣＯ_２）、および二酸化窒素（ＮＯ_２）等からなる。酸素原子を含むガスを用いることによって、エッチングされやすい領域（Ｓｉ−Ｓｉ）とエッチングされ難い領域（Ｓｉ−Ｏ）とを形成でき、各領域のエッチングレートの差によって凹凸構造を形成できる。

さらに、エッチングガスは、不活性ガスを含んでいてもよい。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガスおよびヘリウム（Ｈｅ）ガス等からなり、一般的には、シリコンと反応しないガスからなる。ＣｌＦ_３等のエッチングガスの濃度が高い場合、エッチングが等方的に進行し易い場合があるので、これを防止するために不活性ガスを用いる。

そして、エッチングガスによるｐ型非晶質薄膜２４の表面のエッチングが終了すると、Ｈ２ガスを流してｐ型非晶質薄膜２４の表面に残留したエッチングガスまたはその分解物を除去する。

工程（ｅ）が終了すると、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２が形成されたｐ型非晶質薄膜２２（ｐ型ａ−Ｓｉ）が形成される（工程（ｆ））。これによって、非晶質薄膜２がｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１に沿って形成される。

そして、工程（ｆ）の後、スパッタリングによってＩＴＯからなる透明導電膜３をｐ型非晶質薄膜２２上に堆積する（工程（ｇ））。

図６を参照して、工程（ｇ）の後、スクリーン印刷によってＡｇペーストを塗布し、その塗布したＡｇペーストを焼成して電極４を透明導電膜３上に形成する（工程（ｈ））。

そして、パッシベーション膜２０をフォトリソグラフィおよびエッチングによってパターンニングし、パッシベーション膜２０に貫通孔を形成する。これによって、パッシベーション膜５が形成される（工程（ｉ））。

その後、パッシベーション膜５を覆うようにＡｌを蒸着し、電極６を形成する。これによって、光電変換装置１０が完成する（工程（ｊ））。

このように、光電変換装置１０は、プラズマＣＶＤ法およびスパッタリング等の低温プロセスを用いて製造されるため、ｎ型単結晶シリコン基板１に熱歪が発生するのを抑制できる。その結果、ｎ型単結晶シリコン基板１中のキャリアのライフタイムを長くできる。

なお、図４から図６における工程図においては、非晶質薄膜２がｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２２からなる場合を例にして光電変換装置１０の製造方法を説明したが、非晶質薄膜２がｐ型非晶質薄膜２３からなる場合、光電変換装置１０は、図４に示す工程（ｄ）を、ｐ型非晶質シリコンをプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１上に堆積する工程に代え、図５に示す工程（ｅ）を、ｐ型非晶質シリコンをエッチングガスによってエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

また、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなり、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなる場合も、光電変換装置１０は、図４から図６に示す工程図に従って製造される。

そして、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−ＳｉＧｅからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ゲルマン（ＧｅＨ_４）ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−Ｇｅからなる場合、ＧｅＨ_４ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−ＳｉＣからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、メタン（ＣＨ_４）ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−ＳｉＮからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、アンモニア（ＮＨ_３）ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−ＳｉＯからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、Ｏ_２ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｉ型非晶質薄膜２１がｉ型ａ−ＳｉＣＯからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＣＨ_４ガス、Ｏ_２ガスおよびＨ_２ガスが用いられる。

また、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−ＳｉＧｅからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＧｅＨ_４ガス、Ｂ_２Ｈ_６ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−Ｇｅからなる場合、ＧｅＨ_４ガス、Ｂ_２Ｈ_６ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−ＳｉＣからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＣＨ_４ガス、Ｂ_２Ｈ_６ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−ＳｉＮからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＮＨ_３ガス、Ｂ_２Ｈ_６ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−ＳｉＯからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、Ｏ_２ガス、Ｂ_２Ｈ_６ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｐ型非晶質薄膜２２，２３がｐ型ａ−ＳｉＣＯからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＣＨ_４ガス、Ｏ_２ガス、Ｂ_２Ｈ_６ガスおよびＨ_２ガスが用いられる。

図７は、実施の形態１による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。実施の形態１による光電変換装置は、図７に示す光電変換装置１０Ａであってもよい。

図７を参照して、光電変換装置１０Ａは、図１に示す光電変換装置１０のパッシベーション膜５および電極６を非晶質薄膜７および電極８に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

非晶質薄膜７は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して配置される。電極８は、非晶質薄膜７に接して配置される。そして、電極８は、例えば、Ａｌからなる。

図８は、図７に示す非晶質薄膜７の構成を示す概略図である。図８を参照して、非晶質薄膜７は、ｉ型非晶質薄膜７１と、ｎ型非晶質薄膜７２とを含む（（ａ）参照）。

ｉ型非晶質薄膜７１は、上述したｉ型非晶質薄膜２１と同じ材料からなる。また、ｉ型非晶質薄膜７１は、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。

ｎ型非晶質薄膜７２は、ｉ型非晶質薄膜７１に接して配置される。そして、ｎ型非晶質薄膜７２は、ｎ型ａ−ＳｉＧｅ、ｎ型ａ−Ｇｅ、ｎ型ａ−ＳｉＣ、ｎ型ａ−ＳｉＮ、ｎ型ａ−ＳｉＯおよびｎ型ａ−ＳｉＣＯ等のいずれかからなり、一般的には、ＩＶ族元素を含むｎ型非晶質薄膜からなる。また、ｎ型非晶質薄膜７２は、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。さらに、ｎ型非晶質薄膜７２は、ｎ型ドーパントしてリン（Ｐ）を含み、Ｐ濃度は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３である。

ｉ型非晶質薄膜７１の材料とｎ型非晶質薄膜７２の材料との組合せは、任意であるが、ｉ型非晶質薄膜７１がｉ型ａ−Ｓｉからなり、ｎ型非晶質薄膜７２がｎ型ａ−Ｓｉからなる組合せが好ましい。

非晶質薄膜７は、ｎ型非晶質薄膜７３からなっていてもよい（図８の（ｂ）参照）。ｎ型非晶質薄膜７３は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して配置される。そして、ｎ型非晶質薄膜７３は、ｎ型非晶質薄膜７２と同じ材料からなり、濃度が１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３であるＰをｎ型ドーパントして含む。また、ｎ型非晶質薄膜７３は、２０〜４０ｎｍの膜厚を有する。

このように、非晶質薄膜７は、ｎ型非晶質薄膜（ｎ型非晶質薄膜７２またはｎ型非晶質薄膜７３）を少なくとも含む。

そして、光電変換装置１０Ａは、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１が形成された表面に接して非晶質薄膜２を設け、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して非晶質薄膜７を設けた構造からなるので、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１が形成された表面は、非晶質薄膜２によってパッシベートされ、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面は、非晶質薄膜７によってパッシベートされる。

従って、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面および裏面の両方においてキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

また、ｉ型非晶質薄膜７１は、ｎ型非晶質薄膜７２，７３よりもｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に対するパッシベーション効果が大きい。

従って、非晶質薄膜７をｉ型非晶質薄膜７１およびｎ型非晶質薄膜７２によって構成することによって、ｎ型単結晶シリコン基板１と非晶質薄膜７との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を更に低減できる。

更に、光電変換装置１０Ａは、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側および裏面側にそれぞれ非晶質薄膜２，７を配置した構造からなるので、光電変換装置１０Ａを製造するときにｎ型単結晶シリコン基板１に印加される熱歪が厚み方向で均等になり、ｎ型単結晶シリコン基板１の反りを抑制できる。

その他、光電変換装置１０Ａにおいては、光電変換装置１０における効果と同じ効果を得ることができる。

図９から図１１は、それぞれ、図７に示す光電変換装置１０Ａの製造方法を示す第１から第３の工程図である。

なお、図９から図１１に示す工程図においては、非晶質薄膜２がｉ型非晶質シリコンおよびｐ型非晶質シリコンからなり、非晶質薄膜７がｉ型非晶質シリコンおよびｎ型非晶質シリコンからなる場合を例にして光電変換装置１０Ａの製造方法を説明する。

図９を参照して、光電変換装置１０Ａの製造が開始されると、図４に示す工程（ａ）と同じ工程が実行され、ｎ型単結晶シリコン基板３０が洗浄される（工程（ａ））。

そして、図４に示す工程（ｃ）と同じ工程が実行され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有するｎ型単結晶シリコン基板１が作製される（工程（ｂ））。

その後、図４に示す工程（ｄ）と同じ工程が実行され、ｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２４がｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１に沿って順次積層される（工程（ｃ））。

引き続いて、ｉ型非晶質シリコンおよびｎ型非晶質シリコンをプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に順次積層する。これによって、ｉ型非晶質薄膜７１およびｎ型非晶質薄膜７２がｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に順次堆積される（工程（ｄ））。

この場合、ｉ型非晶質シリコンは、例えば、ＳｉＨ_４ガスおよびＨ_２ガスを用いて形成され、ｎ型非晶質シリコンは、例えば、ＳｉＨ_４ガス、Ｈ_２ガスおよびフォスフィン（ＰＨ_３）ガスを用いて形成される。

図１０を参照して、工程（ｄ）の後、図５に示す工程（ｅ）と同じ工程を実行し、ｐ型非晶質薄膜２４の表面をエッチングし、凹凸構造ＴＸ２を形成する（工程（ｅ））。これによって、ｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２２からなる非晶質薄膜２が形成される（工程（ｆ））。

そして、スパッタリングによってＩＴＯからなる透明導電膜３をｐ型非晶質薄膜２２に接してｐ型非晶質薄膜２２上に形成する（工程（ｇ））。

図１１を参照して、工程（ｇ）の後、スクリーン印刷によってＡｇペーストを塗布し、その塗布したＡｇペーストを焼成して電極４を透明導電膜３上に形成する。また、ｎ型非晶質薄膜７２上にＡｌを蒸着し、電極８を形成する。これによって、光電変換装置１０Ａが完成する（工程（ｈ））。

このように、光電変換装置１０Ａは、ｎ型単結晶シリコン基板１の両面にそれぞれ非晶質薄膜２，７をプラズマＣＶＤ法によって形成することによって製造される。

その結果、厚み方向からｎ型単結晶シリコン基板１に印加される熱歪が均等になり、ｎ型単結晶シリコン基板１の反りを抑制できる。

なお、図９から図１１における工程図においては、非晶質薄膜２がｉ型非晶質薄膜２１およびｐ型非晶質薄膜２２からなり、非晶質薄膜７がｉ型非晶質薄膜７１およびｎ型非晶質薄膜７２からなる場合を例にして光電変換装置１０Ａの製造方法を説明したが、非晶質薄膜２がｐ型非晶質薄膜２３からなり、非晶質薄膜７がｎ型非晶質薄膜７３からなる場合、光電変換装置１０Ａは、図９に示す工程（ｃ）を、ｐ型非晶質薄膜２３をプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側の表面上に堆積する工程に代え、図９に示す工程（ｄ）を、ｎ型非晶質薄膜７３をプラズマＣＶＤ方によってｎ型単結晶シリコン基板１の裏面上に堆積する工程に代え、図１０に示す工程（ｅ）を、ｐ型非晶質薄膜２３をエッチングガスによってエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

また、ｉ型非晶質薄膜７１がｉ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなり、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｐ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなる場合も、光電変換装置１０Ａは、図９から図１１に示す工程図に従って製造される。

そして、ｉ型非晶質薄膜７１がｉ型ａ−ＳｉＧｅ、ｉ型ａ−Ｇｅ、ｉ型ａ−ＳｉＣ、ｉ型ａ−ＳｉＮ、ｉ型ａ−ＳｉＯおよびｉ型ａ−ＳｉＣＯのいずれからなる場合、材料ガスは、上述したとおりである。

また、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｎ型ａ−ＳｉＧｅからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＧｅＨ_４ガス、ＰＨ_３ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｎ型ａ−Ｇｅからなる場合、ＧｅＨ_４ガス、ＰＨ_３ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｎ型ａ−ＳｉＣからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＣＨ_４ガス、ＰＨ_３ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｎ型ａ−ＳｉＮからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＮＨ_３ガス、ＰＨ_３ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｎ型ａ−ＳｉＯからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、Ｏ_２ガス、ＰＨ_３ガスおよびＨ_２ガスが用いられ、ｎ型非晶質薄膜７２，７３がｎ型ａ−ＳｉＣＯからなる場合、ＳｉＨ_４ガス、ＣＨ_４ガス、Ｏ_２ガス、ＰＨ_３ガスおよびＨ_２ガスが用いられる。

光電変換装置１０Ａの製造方法についてのその他の説明は、光電変換装置１０の製造方法についての説明と同じである。

図１２は、実施の形態１による更に別の光電変換装置の構成を示す概略図である。実施の形態１による光電変換装置は、図１２に示す光電変換装置１０Ｂであってもよい。

図１２を参照して、光電変換装置１０Ｂは、図１に示す光電変換装置１０のｎ型単結晶シリコン基板１をｎ型単結晶シリコン基板１１に代え、電極４を電極９に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板１１は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有する。そして、ｎ型単結晶シリコン基板１１は、光入射側の表面に設けられた凹凸構造ＴＸ３と、光入射側の表面のうち、電極９に対向する部分に設けられた平坦面ＦＴ１とを有する。

凹凸構造ＴＸ３は、図１に示す凹凸構造ＴＸ１と同じ凹凸サイズを有する。

電極９は、平坦面ＦＴ１に対向する透明導電膜３の平坦面ＦＴ２に接して配置される。

光電変換装置１０Ｂにおいては、非晶質薄膜２は、ｎ型単結晶シリコン基板１１の凹凸構造ＴＸ３および平坦面ＦＴ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。

また、光電変換装置１０Ｂにおいては、透明導電膜３は、ｎ型単結晶シリコン基板１１の凹凸構造ＴＸ３および平坦面ＦＴ１に沿って配置され、光入射側の表面のうち、平坦面ＦＴ１に対向する一部分に平坦面ＦＴ２を有する。

光電変換装置１０Ｂにおいては、電極９の下側において、非晶質薄膜２は、平坦面ＦＴ１でｎ型単結晶シリコン基板１１に接する。その結果、電極９の下側において、非晶質薄膜２とｎ型単結晶シリコン基板１１との接触面積が減少する。従って、ｎ型単結晶シリコン基板１を用いた場合よりも、非晶質薄膜２とｎ型単結晶シリコン基板１１との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を更に低減できる。

光電変換装置１０Ｂにおいては、その他、光電変換装置１０と同じ効果が得られる。

光電変換装置１０Ｂは、図４から図６に示す工程図において、図４に示す工程（ｃ）を、ｎ型単結晶シリコン基板１１の光入射側の表面のうち、電極９に対向するｎ型単結晶シリコン基板１１の一部分をレジストで覆い、レジストによって覆われていない光入射側の表面をアルカリを用いてエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

なお、実施の形態１による光電変換装置は、光電変換装置１０から光電変換装置１０Ｂへの変更と同じ変更が光電変換装置１０Ａに適用されたものであってもよい。この場合、光電変換装置は、図９から図１１に示す工程図において、図９に示す工程（ｂ）を、ｎ型単結晶シリコン基板１１の光入射側の表面のうち、電極９に対向するｎ型単結晶シリコン基板１１の一部分をレジストで覆い、レジストによって覆われていない光入射側の表面をアルカリを用いてエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

この光電変換装置においても、光電変換装置１０Ｂと同様に、ｎ型単結晶シリコン基板１を用いた場合よりも、非晶質薄膜２とｎ型単結晶シリコン基板１１との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を更に低減できる。

また、実施の形態１による光電変換装置は、ｎ型単結晶シリコン基板１，１１をｎ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。この場合、ｎ型多結晶シリコン基板の光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。そして、ｎ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂのいずれかの製造方法と同じ製造方法に従って製造される。

更に、実施の形態１による光電変換装置は、光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂのｎ型単結晶シリコン基板１，１１をｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。

この場合、ｐ型単結晶シリコン基板は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有する。ｐ型多結晶シリコン基板は、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有し、光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。

また、非晶質薄膜２は、ｉ型非晶質薄膜およびｎ型非晶質薄膜からなり、またはｎ型非晶質薄膜からなる。そして、ｉ型非晶質薄膜およびｎ型非晶質薄膜の具体例は、上述したとおりである。

更に、非晶質薄膜７は、ｉ型非晶質薄膜およびｐ型非晶質薄膜からなり、またはｐ型非晶質薄膜からなる。そして、ｉ型非晶質薄膜およびｐ型非晶質薄膜の具体例は、上述したとおりである。

ｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂのいずれかの製造方法において、ｎ型非晶質薄膜をｐ型非晶質薄膜に読み替え、ｐ型非晶質薄膜をｎ型非晶質薄膜に読み替えた製造方法に従って製造される。

従って、実施の形態１による光電変換装置は、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、第１の凹凸構造に接して配置され、第１の凹凸サイズよりも小さい第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた非晶質薄膜とを備え、非晶質薄膜と結晶シリコン基板とによってｐｎ接合またはｐｉｎ接合が形成されるものであればよい。

［実施の形態２］
図１３は、実施の形態２による光電変換装置の構成を示す概略図である。図１３を参照して、実施の形態２による光電変換装置１００は、図１に示す光電変換装置１０のｎ型単結晶シリコン基板１をｎ型単結晶シリコン基板１０１に代え、非晶質薄膜２を非晶質薄膜１０２に代え、電極４を電極１０４に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板１０１は、光入射側にｐ型拡散領域１０１ｐを有する。ｐ型拡散領域１０１ｐは、例えば、０．０１μｍ〜０．１μｍの拡散深さを有し、凹凸構造ＴＸ１に接して配置される。そして、ｐ型拡散領域１０１ｐは、ｐ型ドーパントとしてのＢを含み、Ｂの濃度は、例えば、１０^１７ｃｍ^−３〜１０^１８ｃｍ^−３である。

このように、ｎ型単結晶シリコン基板１０１は、ｎ型の導電型を有するバルク領域１０１ｂと、ｐ型の導電型を有するｐ型拡散領域１０１ｐとからなり、光入射側にｐｎ接合を内蔵する。

ｎ型単結晶シリコン基板１０１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１についての説明と同じである。

非晶質薄膜１０２は、ｎ型単結晶シリコン基板１０１のｐ型拡散領域１０１ｐに接してｐ型拡散領域１０１ｐ上に配置される。そして、非晶質薄膜１０２は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。

電極１０４は、例えば、Ａｇからなる。そして、電極１０４は、透明導電膜３および非晶質薄膜１０２を貫通し、ｎ型単結晶シリコン基板１０１のｐ型拡散領域１０１ｐの一部に接して配置される。

光電変換装置１００においては、透明導電膜３は、非晶質薄膜１０２に接して非晶質薄膜１０２上に配置される。

図１４は、図１３に示す非晶質薄膜１０２の構成を示す概略図である。図１４を参照して、非晶質薄膜１０２は、非晶質薄膜１０２Ａ〜１０２Ｅのいずれかからなる。

非晶質薄膜１０２Ａは、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉと、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐとからなる（（ａ）参照）。

ｉ型非晶質薄膜１０２ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の凹凸構造ＴＸ１に接して配置される。そして、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉは、例えば、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。

ｐ型非晶質薄膜１０２ｐは、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉに接してｉ型非晶質薄膜１０２ｉ上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。そして、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐは、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。また、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐは、任意のＢ濃度を有する。

ｉ型非晶質薄膜１０２ｉは、上述したｉ型非晶質薄膜２１と同じ材料からなる。また、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐは、上述したｐ型非晶質薄膜２２と同じ材料からなる。

そして、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉとｐ型非晶質薄膜１０２ｐとの材料の組み合わせは、任意であるが、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉがｉ型ａ−Ｓｉからなり、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐがｐ型ａ−Ｓｉからなる組み合わせが好ましい。

非晶質薄膜１０２Ｂは、ｉ型非晶質薄膜１０３ｉからなる（図１４の（ｂ）参照）。ｉ型非晶質薄膜１０３ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。そして、ｉ型非晶質薄膜１０３ｉは、例えば、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。また、ｉ型非晶質薄膜１０３ｉは、上述したｉ型非晶質薄膜２１と同じ材料からなる。

非晶質薄膜１０２Ｃは、ｐ型非晶質薄膜１０３ｐからなる（図１４の（ｃ）参照）。ｐ型非晶質薄膜１０３ｐは、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。そして、ｐ型非晶質薄膜１０３ｐは、例えば、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。また、ｐ型非晶質薄膜１０３ｐは、上述したｐ型非晶質薄膜２２と同じ材料からなる。

非晶質薄膜１０２Ｄは、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉと、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎとからなる（図１４の（ｄ）参照）。ｎ型非晶質薄膜１０２ｎは、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉに接してｉ型非晶質薄膜１０２ｉ上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。そして、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎは、例えば、１〜２００ｎｍの膜厚および任意のＰ濃度を有する。また、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎは、上述したｎ型非晶質薄膜７２と同じ材料からなる。

そして、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉとｎ型非晶質薄膜１０２ｎとの材料の組み合わせは、任意であるが、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉがｉ型ａ−Ｓｉからなり、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎがｎ型ａ−Ｓｉからなる組み合わせが好ましい。

非晶質薄膜１０２Ｅは、ｎ型非晶質薄膜１０３ｎからなる（図１４の（ｅ）参照）。ｎ型非晶質薄膜１０３ｎは、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。そして、ｎ型非晶質薄膜１０３ｎは、例えば、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。また、ｎ型非晶質薄膜１０３ｎは、上述したｎ型非晶質薄膜７２と同じ材料からなる。

このように、光電変換装置１００においては、非晶質薄膜１０２は、接合を形成せず、光入射側における光の反射率低下およびｎ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面のパッシベーション効果に寄与すればよいので、上述した各種の材料からなる。

図１５から図１７は、それぞれ、図１３に示す光電変換装置１００の製造方法を示す第１から第３の工程図である。

なお、図１５から図１７においては、非晶質薄膜１０２がｉ型非晶質薄膜１０２ｉ（ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｐ型非晶質薄膜１０２ｐ（ｐ型ａ−Ｓｉ）からなる場合を例にして光電変換装置１００の製造方法を説明する。

図１５を参照して、光電変換装置１００の製造が開始されると、図４に示す工程（ａ）〜工程（ｃ）と同じ工程が実行され、パッシベーション膜２０を裏面に有するｎ型単結晶シリコン基板１が作製される（工程（ａ）〜工程（ｃ））。

そして、工程（ｃ）の後、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１が形成された面側からＢを拡散させ、ｐ型拡散領域１０１ｐをｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１に接して形成する（工程（ｄ））。これによって、ｎ型単結晶シリコン基板１０１が作製される。

工程（ｄ）におけるＢの拡散は、より詳細には、例えば、Ｂ源としてＢＳＧ（Ｂ−ｄｏｐｅｄ Ｓｉｌｉｇａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜をＡＰＣＶＤ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってｎ型単結晶シリコン基板１上に堆積し、その堆積したＢＳＧ膜を窒素ガス雰囲気中で８００℃程度の温度で熱処理し、その後、ＢＳＧ膜を除去することによって行われる。

工程（ｄ）の後、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｐ型非晶質薄膜１０４ｐ（＝ｐ型ａ−Ｓｉ）がプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１０１上に順次堆積される（工程（ｅ））。この場合、材料ガスは、上述したとおりである。

図１６を参照して、工程（ｅ）の後、図５に示す工程（ｅ）と同じ工程を実行し、ｐ型非晶質薄膜１０４ｐの光入射側の表面をエッチングし（工程（ｆ））、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有するｐ型非晶質薄膜１０２ｐを形成する（工程（ｇ））。これによって、非晶質薄膜１０２がｎ型単結晶シリコン基板１０１上に形成される。

工程（ｇ）の後、スパッタリング法によって透明導電膜３を非晶質薄膜１０２上に堆積する（工程（ｈ））。

そして、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いて透明導電膜３および非晶質薄膜１０２の一部を所望の間隔でエッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の一部を露出させる（工程（ｉ））。

図１７を参照して、工程（ｉ）の後、Ａｇペーストをｎ型単結晶シリコン基板１０１の露出部に塗布し、その塗布したＡｇペーストを焼成する。これによって電極１０４が形成される（工程（ｊ））。

その後、図６に示す工程（ｉ），（ｊ）と同じ工程を順次実行し、光電変換装置１００が完成する（工程（ｋ），（ｌ））。

なお、非晶質薄膜１０２の構成として、非晶質薄膜１０２Ｂ〜１０２Ｅ（図１４の（ｂ）〜（ｅ）参照）のいずれかが用いられる場合も、光電変換装置１００は、図１５から図１７に示す工程図に従って製造される。

そして、非晶質薄膜１０２が非晶質薄膜１０２Ｂ（＝ｉ型非晶質薄膜１０３ｉ）からなる場合（図１４の（ｂ）参照）、図１５に示す工程（ｅ）において、ｉ型非晶質薄膜１０３ｉ（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）のみがｎ型単結晶シリコン基板１０１上に堆積される。

また、非晶質薄膜１０２が非晶質薄膜１０２Ｃ（＝ｐ型非晶質薄膜１０３ｐ）からなる場合（図１４の（ｃ）参照）、図１５に示す工程（ｅ）において、ｐ型非晶質薄膜１０３ｐ（＝ｐ型ａ−Ｓｉ）のみがｎ型単結晶シリコン基板１０１上に堆積される。

更に、非晶質薄膜１０２が非晶質薄膜１０２Ｄ（＝ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ／ｎ型非晶質薄膜１０２ｎ）からなる場合（図１４の（ｄ）参照）、図１５に示す工程（ｅ）において、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｎ型非晶質薄膜１０２ｎ（＝ｎ型ａ−Ｓｉ）がｎ型単結晶シリコン基板１０１上に順次堆積される。

更に、非晶質薄膜１０２が非晶質薄膜１０２Ｅ（＝ｎ型非晶質薄膜１０３ｎ）からなる場合（図１４の（ｅ）参照）、図１５に示す工程（ｅ）において、ｎ型非晶質薄膜１０３ｎのみがｎ型単結晶シリコン基板１０１上に堆積される。

また、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ，１０３ｉがｉ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなり、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐ，１０３ｐがｐ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなり、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎ，１０３ｎがｎ型ａ−Ｓｉ以外の材料からなる場合も、光電変換装置１００は、図１５から図１７に示す工程図に従って製造される。

この場合、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ，１０３ｉ、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐ，１０３ｐおよびｎ型非晶質薄膜１０２ｎ，１０３ｎを堆積するときの材料ガスは、上述したとおりである。

光電変換装置１００は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有するｎ型単結晶シリコン基板１０１と、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する非晶質薄膜１０２とを備えるので、光入射側の表面における光の反射率を低下できるとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１０１の光入射側の表面をパッシベートしてｎ型単結晶シリコン基板１０１と非晶質薄膜１０２との界面におけるキャリア（電子およ正孔）の再結合を低減できる。

また、光電変換装置１００においては、光励起された正孔は、ｐ型拡散領域１０１ｐを介して電極１０４へ到達するので、非晶質薄膜１０２は、光励起された正孔を電極１０４へ伝導させるよりも、ｐ型拡散領域１０１ｐとの界面における正孔の再結合の低減および光の反射率低下に寄与する。

従って、非晶質薄膜１０２を非晶質薄膜１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｄのいずれかによって構成するのが好ましい。ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ，１０３ｉは、ドーパントを含むｐ型非晶質薄膜１０３ｐおよびｎ型非晶質薄膜１０３ｎよりもｎ型単結晶シリコン基板１０１の表面に対するパッシベーション効果が大きいからである。また、パッシベーション効果、製造工程の簡略化および材料コストの低コスト化の観点から、非晶質薄膜１０２をｉ型非晶質薄膜１０３ｉのみによって構成するのが最も好ましい。

また、非晶質薄膜１０２として、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐ，１０３ｐまたはｎ型非晶質薄膜１０２ｎ，１０３ｎを用いた場合、ドーパント濃度を１０^１６ｃｍ^−３〜１０^１７ｃｍ^−３と比較的低く設定することが好ましい。ドーパント濃度の低下によって、非晶質薄膜１０２とｎ型単結晶シリコン基板１０１のｐ型拡散領域１０１ｐとの界面における欠陥密度を低減でき、非晶質薄膜１０２とｐ型拡散領域１０１ｐとの界面における再結合を低減できるからである。

更に、非晶質薄膜１０２として、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎ，１０３ｎを用いた場合、非晶質薄膜１０２におけるドーパント濃度をｎ型単結晶シリコン基板１０１から透明導電膜３へ向かうに従って徐々に高くしてもよい。

これにより、非晶質薄膜１０２とｐ型拡散領域１０１ｐとの界面における再結合を低減できるとともに、価電子帯側における非晶質薄膜１０２とｐ型拡散領域１０１ｐとのバンドの不連続によって少数キャリア（正孔）の透明導電膜３への流出を抑制できる。

図１８は、実施の形態２による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。実施の形態２による光電変換装置は、図１８に示す光電変換装置１００Ａであってもよい。

図１８を参照して、光電変換装置１００Ａは、図１３に示す光電変換装置１００のｎ型単結晶シリコン基板１０１をｎ型単結晶シリコン基板１１１に代え、電極１０４を電極１１４に代えたものであり、その他は、光電変換装置１００と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板１１１は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有する。そして、ｎ型単結晶シリコン基板１１１は、光入射側の表面に設けられた凹凸構造ＴＸ３と、光入射側の表面のうち、電極１１４に接する部分に設けられた平坦面ＦＴ３とを有する。凹凸構造ＴＸ３は、図１に示す凹凸構造ＴＸ１と同じ凹凸サイズを有する。

また、ｎ型単結晶シリコン基板１１１は、光入射面側にｐ型拡散領域１１１ｐを有する。ｐ型拡散領域１１１ｐは、ｎ型単結晶シリコン基板１１１の光入射側において凹凸構造ＴＸ３に接して配置される。そして、ｐ型拡散領域１１１ｐは、光電変換装置１００のｐ型拡散領域１０１ｐ（図１３参照）と同じ拡散深さおよびＢ濃度を有する。その結果、ｎ型単結晶シリコン基板１１１は、ｎ型の導電型を有するバルク領域１１１ｂとｐ型の導電型を有するｐ型拡散領域１１１ｐとからなり、光入射側にｐｎ接合を内蔵する。

電極１１４は、例えば、Ａｇからなる。そして、電極１１４は、透明導電膜３および非晶質薄膜１０２を貫通し、ｎ型単結晶シリコン基板１１１のｐ型拡散領域１１１ｐの平坦面ＦＴ３に接して配置される。

光電変換装置１００Ａにおいては、電極１１４は、ｎ型単結晶シリコン基板１１１の平坦面ＦＴ３に接するので、ｎ型単結晶シリコン基板１１１と電極１１４との接触面積が光電変換装置１００よりも小さくなる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板１１１と電極１１４との界面における少数キャリア（正孔）の再結合を光電変換装置１００よりも更に低減できる。光電変換装置１００Ａにおいては、その他、光電変換装置１００と同じ効果を得ることができる。

なお、光電変換装置１００Ａは、図１５から図１７に示す工程図において、図１５に示す工程（ｃ）を、ｎ型単結晶シリコン基板１１１の光入射側の表面のうち、電極１１４に接するｎ型単結晶シリコン基板１１１の一部分をレジストで覆い、レジストによって覆われていない光入射側の表面をアルカリを用いてエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

上記においては、ｎ型単結晶シリコン基板１０１，１１１を用いた光電変換装置１００，１００Ａについて説明したが、実施の形態２においては、これに限らず、実施の形態２による光電変換装置は、ｎ型単結晶シリコン基板１０１，１１１をｎ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。この場合、ｎ型多結晶シリコン基板の光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。そして、ｎ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置１００，１００Ａのいずれかの製造方法と同じ製造方法に従って製造される。

また、実施の形態２による光電変換装置は、光電変換装置１００，１００Ａのｎ型単結晶シリコン基板１０１，１１１をｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。

この場合、ｐ型単結晶シリコン基板は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有する。ｐ型多結晶シリコン基板は、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有し、光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。

ｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置１００，１００Ａのいずれかの製造方法において、ｐ型拡散領域をｎ型拡散領域に読み替えた製造方法に従って製造される。

このように、実施の形態２による光電変換装置は、各種の光電変換装置からなる。従って、実施の形態２による光電変換装置は、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに、光入射側の表面に接して設けられ、かつ、バルク領域の導電型と反対の導電型を有する拡散領域と、バルク領域とを含む結晶シリコン基板と、第１の凹凸構造に接して配置され、第１の凹凸サイズよりも小さい第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた非晶質薄膜とを備えるものであればよい。

［実施の形態３］
図１９は、実施の形態３による光電変換装置の構成を示す概略図である。図１９を参照して、実施の形態３による光電変換装置２００は、図１に示す光電変換装置１０の電極４を削除し、非晶質薄膜２を非晶質薄膜１０２に代え、パッシベーション膜５および電極６を非晶質薄膜２０１〜２０ｎ（ｎは２以上の整数），２１１〜２１ｎ−１および電極２２１〜２２ｎ，２３１〜２３ｎ−１に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

非晶質薄膜１０２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する。そして、非晶質薄膜１０２は、上述したように、非晶質薄膜１０２Ａ〜１０２Ｅ（図１４の（ａ）〜（ｅ）参照）のいずれかからなる。また、非晶質薄膜１０２は、例えば、１〜２００ｎｍの膜厚を有する。

非晶質薄膜２０１〜２０ｎは、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１の面内方向ＤＲ１において非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１と交互に配置される。

非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接するとともに、面内方向ＤＲ１において非晶質薄膜２０１〜２０ｎと交互に配置される。そして、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１は、面内方向ＤＲ１に垂直な方向（＝図１９の紙面上、手前から奥へ向かう方向）において、非晶質薄膜２０１〜２０ｎと同じ長さを有する。

電極２２１〜２２ｎは、それぞれ、非晶質薄膜２０１〜２０ｎに接して配置される。電極２３１〜２３ｎ−１は、それぞれ、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１に接して配置される。そして、電極２２１〜２２ｎ，２３１〜２３ｎ−１の各々は、例えば、Ａｌからなる。

図２０は、図１９に示す非晶質薄膜２０１の構成を示す概略図である。図２０を参照して、非晶質薄膜２０１は、非晶質薄膜２０１Ａまたは非晶質薄膜２０１Ｂからなる。

非晶質薄膜２０１Ａは、ｉ型非晶質薄膜２０１ｉとｎ型非晶質薄膜２０１ｎとを含む（図２０の（ａ）参照）。ｉ型非晶質薄膜２０１ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して配置される。ｉ型非晶質薄膜２０１ｉは、例えば、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。そして、ｉ型非晶質薄膜２０１ｉは、上述したｉ型非晶質薄膜２１と同じ材料からなる。

ｎ型非晶質薄膜２０１ｎは、ｉ型非晶質薄膜２０１ｉに接して配置される。ｎ型非晶質薄膜２０１ｎは、例えば、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。また、ｎ型非晶質薄膜２０１ｎは、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３のＰ濃度を有する。そして、ｎ型非晶質薄膜２０１ｎは、上述したｎ型非晶質薄膜７２と同じ材料からなる。

ｉ型非晶質薄膜２０１ｉの材料とｎ型非晶質薄膜２０１ｎの材料との組み合わせは、任意であるが、ｉ型非晶質薄膜２０１ｉがｉ型ａ−Ｓｉからなり、ｎ型非晶質薄膜２０１ｎがｎ型ａ−Ｓｉからなる組み合わせが好ましい。

非晶質薄膜２０１Ｂは、ｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’からなる（図２０の（ｂ）参照）。ｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して配置される。ｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’は、例えば、２０〜４０ｎｍの膜厚を有する。また、ｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３のＰ濃度を有する。そして、ｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’は、上述したｎ型非晶質薄膜７２と同じ材料からなる。

このように、非晶質薄膜２０１は、少なくともｎ型非晶質薄膜を含む構成からなる。

なお、図１９に示す非晶質薄膜２０２〜２０ｎの各々も、非晶質薄膜２０１と同じように、図２０に示す非晶質薄膜２０１Ａ，２０１Ｂのいずれかからなる。

図２１は、図１９に示す別の非晶質薄膜２１１の構成を示す概略図である。図２１を参照して、非晶質薄膜２１１は、非晶質薄膜２１１Ａまたは非晶質薄膜２１１Ｂからなる。

非晶質薄膜２１１Ａは、ｉ型非晶質薄膜２１１ｉとｐ型非晶質薄膜２１１ｐとを含む（図２１の（ａ）参照）。ｉ型非晶質薄膜２１１ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して配置される。ｉ型非晶質薄膜２１１ｉは、例えば、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。そして、ｉ型非晶質薄膜２１１ｉは、上述したｉ型非晶質薄膜２１と同じ材料からなる。

ｐ型非晶質薄膜２１１ｐは、ｉ型非晶質薄膜２１１ｉに接して配置される。ｐ型非晶質薄膜２１１ｐは、例えば、１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。また、ｐ型非晶質薄膜２１１ｐは、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３のＢ濃度を有する。そして、ｐ型非晶質薄膜２１１ｐは、上述したｐ型非晶質薄膜２２と同じ材料からなる。

ｉ型非晶質薄膜２１１ｉの材料とｐ型非晶質薄膜２１１ｐの材料との組み合わせは、任意であるが、ｉ型非晶質薄膜２１１ｉがｉ型ａ−Ｓｉからなり、ｐ型非晶質薄膜２１１ｐがｐ型ａ−Ｓｉからなる組み合わせが好ましい。

非晶質薄膜２１１Ｂは、ｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’からなる（図２１の（ｂ）参照）。ｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に接して配置される。ｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’は、例えば、２０〜４０ｎｍの膜厚を有する。また、ｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３〜１×１０^１９ｃｍ^−３のＢ濃度を有する。そして、ｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’は、上述したｐ型非晶質薄膜２２と同じ材料からなる。

このように、非晶質薄膜２１１は、少なくともｐ型非晶質薄膜を含む構成からなる。

なお、図１９に示す非晶質薄膜２１２〜２１ｎ−１の各々も、非晶質薄膜２１１と同じように、図２１に示す非晶質薄膜２１１Ａ，２１１Ｂのいずれかからなる。

光電変換装置２００においては、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１の全体の面積がｎ型単結晶シリコン基板１の面積に占める割合である面積占有率は、６０〜９３％であり、非晶質薄膜２０１〜２０ｎの全体の面積がｎ型単結晶シリコン基板１の面積に占める割合である面積占有率は、５〜２０％である。

このように、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１の面積占有率を非晶質薄膜２０１〜２０ｎの面積占有率よりも大きくするのは、ｎ型単結晶シリコン基板１中で光励起された電子および正孔がｐｎ接合（少なくともｐ型非晶質薄膜を含む非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１／ｎ型単結晶シリコン基板１）によって分離され易くし、光励起された電子および正孔の発電への寄与率を高くするためである。

光電変換装置２００においては、入射光が透明導電膜３側からｎ型単結晶シリコン基板１へ入射する。この場合、光入射側には、電極が存在せず、凹凸サイズが異なる２つの凹凸構造ＴＸ１，ＴＸ２が存在するので、光の反射率が低下し、より多くの入射光がｎ型単結晶シリコン基板１へ入射する。

そして、ｎ型単結晶シリコン基板１において、電子および正孔が光励起される。

光励起された電子は、拡散によって非晶質薄膜２０１〜２０ｎに到達し、非晶質薄膜２０１〜２０ｎを介して電極２２１〜２２ｎへ到る。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１の近傍で光励起された電子は、非晶質薄膜１０２によるｎ型単結晶シリコン基板１の表面のパッシベーション効果によって、非晶質薄膜１０２とｎ型単結晶シリコン基板１との界面で再結合し難くなり、非晶質薄膜２０１〜２０ｎへ拡散し易くなる。

一方、光励起された正孔は、拡散によって非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１に到達し、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１を介して電極２３１〜２３ｎ−１に到る。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１の近傍で光励起された正孔は、非晶質薄膜１０２によるｎ型単結晶シリコン基板１の表面のパッシベーション効果によって、非晶質薄膜１０２とｎ型単結晶シリコン基板１との界面で再結合し難くなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１へ拡散し易くなる。

そして、電子は、電極２２１〜２２ｎと電極２３１〜２３ｎ−１との間に接続された負荷を流れ、電極２３１〜２３ｎ−１において正孔と再結合する。

このように、光電変換装置２００は、光励起されたキャリア（電子および正孔）を裏面から取出すバックコンタクト型の光電変換装置である。

上述したように、光電変換装置２００は、凹凸構造ＴＸ１が形成されたｎ型単結晶シリコン基板１と、凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２が形成された非晶質薄膜１０２とを備えるので、光入射側の表面において入射光に対する反射率を低下させることができるとともに、非晶質薄膜１０２とｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

図２２から図２５は、それぞれ、図１９に示す光電変換装置２００の製造方法を示す第１から第４の工程図である。

なお、図２２から図２５においては、非晶質薄膜１０２がｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｎ型非晶質薄膜１０２ｎからなり（図１４の（ｄ）参照）、非晶質薄膜２０１〜２０ｎの各々がｉ型非晶質薄膜２０１ｉおよびｎ型非晶質薄膜２０１ｎからなり（図２０の（ａ）参照）、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１の各々がｉ型非晶質薄膜２１１ｉおよびｐ型非晶質薄膜２１１ｐからなる場合（図２１の（ａ）参照）を例にして光電変換装置２００の製造方法について説明する。

図２２を参照して、光電変換装置２００の製造が開始されると、上述したように、ｎ型単結晶シリコン基板３０を洗浄する（工程（ａ））。

そして、ｎ型単結晶シリコン基板３０の一方の表面をアルカリで異方性エッチングして凹凸構造ＴＸ１を形成する（工程（ｂ））。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板１が形成される。

その後、ｎ型単結晶シリコン基板１の凹凸構造ＴＸ１を形成した表面上に、ｉ型非晶質薄膜（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｎ型非晶質薄膜１０４ｎ（＝ｎ型ａ−Ｓｉ）をプラズマＣＶＤ法によって順次堆積する（工程（ｃ））。

引き続いて、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面にｉ型非晶質薄膜２０１ｉ（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｐ型非晶質薄膜２４０ｐ（＝ｐ型ａ−Ｓｉ）を順次堆積する（工程（ｄ））。

図２３を参照して、工程（ｄ）の後、ｐ型非晶質薄膜２４０ｐの全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン２５０を形成する（工程（ｅ））。

そして、レジストパターン２５０をマスクとしてｐ型非晶質薄膜２４０ｐをエッチングし、ｎ−１個のｐ型非晶質薄膜２０１ｐを形成する（工程（ｆ））。

その後、レジストパターン２５０をマスクとしてｎ型非晶質薄膜２０１ｎ（ｎ型ａ−Ｓｉ）を、露出したｉ型非晶質薄膜２０１ｉ（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）上にプラズマＣＶＤ法によって堆積する（工程（ｇ））。この場合、レジストパターン２５０上に、ｎ型非晶質薄膜２６０（＝ｎ型ａ−Ｓｉ）が堆積される。

図２４を参照して、工程（ｇ）の後、レジストパターン２５０を除去する。そうすると、ｎ型非晶質薄膜２６０は、リフトオフにより除去される。その結果、非晶質薄膜２０１〜２０ｎおよび非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１がｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に形成される。

そして、図５に示す工程（ｅ）と同じ工程を実行し、ｎ型非晶質薄膜１０４ｎの光入射側の表面をエッチングする（工程（ｈ））。これによって、凹凸構造ＴＸ２を光入射側の表面に有するｎ型非晶質薄膜１０２ｎが形成される（工程（ｉ））。

その後、スパッタリング法によって透明導電膜３を非晶質薄膜１０２上に形成する（工程（ｊ））。

図２５を参照して、工程（ｊ）の後、非晶質薄膜２０１〜２０ｎおよび非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１上にＡｌペーストを塗布し、その塗布したＡｌペーストを焼成し、電極２２１〜２２ｎ，２３１〜２３ｎ−１を形成する。これによって、光電変換装置２００が完成する（工程（ｋ））。

非晶質薄膜１０２が非晶質薄膜１０２Ａ〜１０２Ｃ，１０２Ｅ（図１４の（ａ）〜（ｃ），（ｅ）参照）のいずれかからなる場合も、光電変換装置２００は、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。そして、非晶質薄膜１０２が図１４の（ｂ）に示すｉ型非晶質薄膜１０３ｉからなる場合、図２２に示す工程（ｃ）において、ｉ型非晶質薄膜のみが堆積され、その堆積されたｉ型非晶質薄膜は、図２４に示す工程（ｈ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

また、非晶質薄膜１０２が図１４の（ｃ）に示すｐ型非晶質薄膜１０３ｐからなる場合、図２２に示す工程（ｃ）において、ｐ型非晶質薄膜のみが堆積され、その堆積されたｐ型非晶質薄膜は、図２４に示す工程（ｈ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

更に、非晶質薄膜１０２が図１４の（ａ）に示すｉ型非晶質薄膜１０２ｉ／ｐ型非晶質薄膜１０２ｐからなる場合、図２２に示す工程（ｃ）において、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｐ型非晶質薄膜が順次堆積され、その堆積されたｐ型非晶質薄膜は、図２４に示す工程（ｈ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

更に、非晶質薄膜１０２が図１４の（ｅ）に示すｎ型非晶質薄膜１０３ｎからなる場合、図２２に示す工程（ｃ）において、ｎ型非晶質薄膜のみが堆積され、その堆積されたｎ型非晶質薄膜は、図２４に示す工程（ｈ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

非晶質薄膜２０１〜２０ｎがｎ型非晶質薄膜からなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１がｐ型非晶質薄膜からなる場合も、光電変換装置２００は、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。この場合、図２２の工程（ｄ）において、ｉ型非晶質薄膜の堆積が省略される。

また、光電変換装置２００においては、非晶質薄膜２０１〜２０ｎがｉ型非晶質薄膜２０１ｉ／ｎ型非晶質薄膜２０１ｎからなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１がｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’のみからなっていてもよく、非晶質薄膜２０１〜２０ｎがｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’のみからなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１がｉ型非晶質薄膜２１１ｉ／ｐ型非晶質薄膜２１１ｐからなっていてもよい。この場合も、光電変換装置２００は、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。

そして、非晶質薄膜２０１〜２０ｎがｎ型非晶質薄膜２０１ｎ’のみからなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１がｉ型非晶質薄膜２１１ｉ／ｐ型非晶質薄膜２１１ｐからなる場合、図２３の工程（ｆ）において、レジストパターン２５０をマスクとしてｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｐ型非晶質薄膜１０４ｐの両方がエッチングされる。

一方、非晶質薄膜２０１〜２０ｎがｉ型非晶質薄膜２０１ｉ／ｎ型非晶質薄膜２０１ｎからなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１がｐ型非晶質薄膜２１１ｐ’のみからなる場合、図２２の工程（ｄ）において、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｎ型非晶質薄膜１０４ｎが順次積層され、図２３の工程（ｆ）において、レジストパターン２５０をマスクとしてｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｎ型非晶質薄膜１０４ｎの両方がエッチングされ、図２３の工程（ｇ）において、ｐ型非晶質薄膜が堆積される。

このように、非晶質薄膜１０２、非晶質薄膜２０１〜２０ｎおよび非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１が各種の材料からなっていても、光電変換装置２００は、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。

光電変換装置２００は、ｎ型単結晶シリコン基板１の光入射側に非晶質薄膜１０２を備え、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面側に非晶質薄膜２０１〜２０ｎおよび非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１を備えるので、製造工程において、ｎ型単結晶シリコン基板１に印加される歪は、厚み方向において均等になる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板１の反りを抑制できる。

なお、光電変換装置２００は、ｎ型単結晶シリコン基板１を備えると説明したが、実施の形態３においては、これに限らず、光電変換装置２００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備えていてもよい。この場合、非晶質薄膜２０１〜２０ｎは、ｉ型非晶質薄膜／ｐ型非晶質薄膜、またはｐ型非晶質薄膜からなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１は、ｉ型非晶質薄膜／ｎ型非晶質薄膜、またはｎ型非晶質薄膜からなる。

そして、光電変換装置２００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備える場合も、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。

上記においては、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の光入射側の表面に形成された凹凸構造ＴＸ１に接して非晶質薄膜１０２を配置するとともに、非晶質薄膜１０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を配置し、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の裏面にバックコンタクト用の非晶質薄膜２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎ−１を形成した光電変換装置について説明した。

従って、実施の形態３による光電変換装置は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有する単結晶シリコン基板と、凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する非晶質薄膜１０２と、バックコンタクトを形成するための非晶質薄膜２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎ−１とを備えていればよい。

［実施の形態４］
図２６は、実施の形態４による光電変換装置の構成を示す概略図である。図２６を参照して、実施の形態４による光電変換装置３００は、図１９に示す光電変換装置２００の非晶質薄膜２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎ−１を削除し、ｎ型単結晶シリコン基板１をｎ型単結晶シリコン基板３０１に代え、電極２２１〜２２ｎ，２３１〜２３ｎ−１を電極３３１〜３３ｎ，３４１〜３４ｎ−１に代えたものであり、その他は、光電変換装置２００と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板３０１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有し、裏面側にｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１を有する。その結果、ｎ型単結晶シリコン基板３０１は、バルク領域３０１ｂと、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１とを含み、ｐｎ接合（ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１／ｎ型単結晶シリコン基板３０１）を裏面側に内蔵する。

ｎ型単結晶シリコン基板３０１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１と同じである。

ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１は、ｎ型単結晶シリコン基板３０１の裏面に接して、ｎ型単結晶シリコン基板３０１の面内方向ＤＲ１に交互に配置される。

ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎは、例えば、１×１０^１７ｃｍ^−３〜１×１０^１８ｃｍ^−３のＰ濃度を有し、ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１は、例えば、１×１０^１７ｃｍ^−３〜１×１０^１８ｃｍ^−３のＢ濃度を有する。

また、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１は、０．０１μｍ〜０．１μｍの拡散深さを有する。

更に、面内方向ＤＲ１に垂直な方向（＝図２６の紙面上、手前から奥へ向かう方向）において、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎは、ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１と同じ長さを有する。

更に、ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１の全体の面積がｎ型単結晶シリコン基板３０１の面積に占める割合である面積占有率は、６０〜９３％であり、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎの全体の面積がｎ型単結晶シリコン基板３０１の面積に占める割合である面積占有率は、５〜２０％である。

このように、ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１の面積占有率をｎ型拡散領域３１１〜３１ｎの面積占有率よりも大きくするのは、ｎ型単結晶シリコン基板３０１中で光励起された電子および正孔がｐｎ接合（ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１／ｎ型単結晶シリコン基板３０１）によって分離され易くし、光励起された電子および正孔の発電への寄与率を高くするためである。

電極３３１〜３３ｎは、それぞれ、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎに接して配置される。電極３４１〜３４ｎ−１は、それぞれ、ｐ型拡散領域３４１〜３４ｎ−１に接して配置される。電極３３１〜３３ｎ，３４１〜３４ｎ−１は、例えば、Ａｌからなる。

光電変換装置３００の発電原理は、上述した光電変換装置２００の発電原理と同じである。従って、光電変換装置３００も、光励起されたキャリア（電子および正孔）を裏面から取出すバックコンタクト型の光電変換装置である。

光電変換装置３００は、凹凸構造ＴＸ１が形成されたｎ型単結晶シリコン基板３０１と、凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２が形成された非晶質薄膜１０２とを備えるので、光入射側の表面において入射光に対する反射率を低下させることができるとともに、非晶質薄膜１０２とｎ型単結晶シリコン基板３０１の凹凸構造ＴＸ１との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

図２７から図３０は、それぞれ、図２６に示す光電変換装置３００の製造方法を示す第１から第４の工程図である。

なお、図２７から図３０においては、非晶質薄膜１０２がｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｎ型非晶質薄膜１０２ｎからなる場合を例にして光電変換装置３００の製造方法を説明する。

図２７を参照して、光電変換装置３００の製造が開始されると、上述したように、ｎ型単結晶シリコン基板３０が洗浄される（工程（ａ））。

そして、ＢＳＧ膜３５０ＢおよびＮＳＧ（Ｎｏｎ−ｄｏｐｅｄ Ｓｉｌｉｇａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜３５０ＮをＡＰＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板３０の裏面に順次積層する（工程（ｂ））。

その後、レジストをＮＳＧ膜３５０Ｎの全面に塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィおよびエッチングによってパターンニングし、レジストパターン３６０を形成する（工程（ｃ））。

そうすると、レジストパターン３６０をマスクとしてＮＳＧ膜３５０ＮおよびＢＳＧ膜３５０Ｂをエッチングし、その後、レジストパターン３６０を除去する。これによって、ＢＳＧ膜３５０Ｂ−１〜３５０Ｂ−ｎ−１およびＮＳＧ膜３５０Ｎ−１〜３５０Ｎ−ｎ−１が形成される（工程（ｄ））。

図２８を参照して、工程（ｄ）の後、ｎ型単結晶シリコン基板３０の裏面およびＮＳＧ膜３５０Ｎ−１〜３５０Ｎ−ｎ−１を覆うようにＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｓｉｌｉｇａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜３５０ＰをＡＰＣＶＤ法によって形成する（工程（ｅ））。

そうすると、ｎ型単結晶シリコン基板３０、ＢＳＧ膜３５０Ｂ−１〜３５０Ｂ−ｎ−１、ＮＳＧ膜３５０Ｎ−１〜３５０Ｎ−ｎ−１およびＰＳＧ膜３５０Ｐを窒素ガス雰囲気中で８００℃の温度で熱処理する（工程（ｆ））。

これにより、ＢＳＧ膜３５０Ｂ−１〜３５０Ｂ−ｎ−１からＢがｎ型単結晶シリコン基板３０中へ拡散し、ＰＳＧ膜３５０Ｐのうち、ｎ型単結晶シリコン基板３０に接する部分からＰがｎ型単結晶シリコン基板３０中へ拡散する。

なお、ＢＳＧ膜３５０Ｂ−１〜３５０Ｂ−ｎ−１とＰＳＧ膜３５０Ｐとが積層されている部分では、ＢＳＧ膜３５０Ｂ−１〜３５０Ｂ−ｎ−１とＰＳＧ膜３５０Ｐとの間にＮＳＧ膜３５０Ｎ−１〜３５０Ｎ−ｎ−１が存在するため、ＰＳＧ膜３５０ＰからＰがｎ型単結晶シリコン基板３０中へ拡散することはない。

熱処理が終了すると、ＢＳＧ膜３５０Ｂ−１〜３５０Ｂ−ｎ−１、ＮＳＧ膜３５０Ｎ−１〜３５０Ｎ−ｎ−１およびＰＳＧ膜３５０Ｐを除去する。これによって、ｎ型単結晶シリコン基板３０の裏面側に、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１が形成される（工程（ｇ））。

その後、ｎ型単結晶シリコン基板３０の光入射側の表面をアルカリで異方性エッチングし、凹凸構造ＴＸ１を形成する（工程（ｈ）。これによって、ｎ型単結晶シリコン基板３０１が作製される。

図２９を参照して、工程（ｈ）の後、ｎ型単結晶シリコン基板３０１の凹凸構造ＴＸ１が形成された表面上に、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉ（＝ｉ型ａ−Ｓｉ）およびｎ型非晶質薄膜１０４ｎ（＝ｎ型ａ−Ｓｉ）をプラズマＣＶＤ法によって順次積層する（工程（ｉ））。

その後、図５の工程（ｅ）と同じ工程を実行し、ｎ型非晶質薄膜１０４ｎの光入射側の表面をエッチングする（工程（ｊ））。その結果、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有するｎ型非晶質薄膜１０２ｎが形成され、非晶質薄膜１０２がｎ型単結晶シリコン基板３０１の凹凸構造ＴＸ１に接して配置される（工程（ｋ））。

図３０を参照して、工程（ｋ）の後、スパッタリング法によって透明導電膜３を非晶質薄膜１０２上に堆積する（工程（ｌ））。

そして、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１上にＡｌペーストを塗布し、その塗布したＡｌペーストを焼成する。これによって、電極３３１〜３３ｎ，３４１〜３４ｎ−１が形成され、光電変換装置３００が完成する（工程（ｍ））。

非晶質薄膜１０２が非晶質薄膜１０２Ａ〜１０２Ｃ，１０２Ｅ（図１４の（ａ）〜（ｃ），（ｅ）参照）のいずれかからなる場合も、光電変換装置３００は、図２７から図３０に示す工程図に従って製造される。そして、非晶質薄膜１０２が図１４の（ｂ）に示すｉ型非晶質薄膜１０３ｉからなる場合、図２９に示す工程（ｉ）において、ｉ型非晶質薄膜のみが堆積され、その堆積されたｉ型非晶質薄膜は、図２９に示す工程（ｊ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

また、非晶質薄膜１０２が図１４の（ｃ）に示すｐ型非晶質薄膜１０３ｐからなる場合、図２９に示す工程（ｉ）において、ｐ型非晶質薄膜のみが堆積され、その堆積されたｐ型非晶質薄膜は、図２９に示す工程（ｊ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

更に、非晶質薄膜１０２が図１４の（ａ）に示すｉ型非晶質薄膜１０２ｉ／ｐ型非晶質薄膜１０２ｐからなる場合、図２９に示す工程（ｉ）において、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉおよびｐ型非晶質薄膜が順次堆積され、その堆積されたｐ型非晶質薄膜は、図２９に示す工程（ｊ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

更に、非晶質薄膜１０２が図１４の（ｅ）に示すｎ型非晶質薄膜１０３ｎからなる場合、図２９に示す工程（ｉ）において、ｎ型非晶質薄膜のみが堆積され、その堆積されたｎ型非晶質薄膜は、図２９に示す工程（ｊ）において、光入射側の表面がエッチングされる。

なお、光電変換装置３００は、ｎ型単結晶シリコン基板３０１を備えると説明したが、実施の形態４においては、これに限らず、光電変換装置３００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備えていてもよい。

そして、光電変換装置３００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備える場合も、図２７から図３０に示す工程図に従って製造される。

上記においては、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の光入射側の表面に形成された凹凸構造ＴＸ１に接して非晶質薄膜１０２を配置するとともに、非晶質薄膜１０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を配置し、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の裏面側にバックコンタクト用のｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１を形成した光電変換装置について説明した。

従って、実施の形態４による光電変換装置は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有する単結晶シリコン基板と、凹凸構造ＴＸ１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ２を有する非晶質薄膜１０２と、バックコンタクトを形成するための拡散領域とを備えていればよい。

［実施の形態５］
図３１は、実施の形態５による光電変換装置の構成を示す概略図である。図３１を参照して、実施の形態５による光電変換装置４００は、図１に示す光電変換装置１０のｎ型単結晶シリコン基板１をｎ型単結晶シリコン基板４０１に代え、非晶質薄膜２を非晶質薄膜４０２に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板４０１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有する。凹凸構造ＴＸ５において、高さＨ３および幅Ｗ３は、図２に示す高さＨ２および幅Ｗ２と同じように定義される。そして、高さＨ３は、例えば、１ｎｍ〜４０ｎｍであり、幅Ｗ３は、１ｎｍ〜４０ｎｍである。ｎ型単結晶シリコン基板４０１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１と同じである。

非晶質薄膜４０２は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。凹凸構造ＴＸ４において、高さＨ４および幅Ｗ４は、図２に示す高さＨ１および幅Ｗ１と同じように定義される。そして、高さＨ４は、例えば、５０ｎｍ〜１μｍであり、幅Ｗ４は、５０ｎｍ〜１μｍである。このように、凹凸構造ＴＸ４は、凹凸構造ＴＸ５よりも大きい凹凸サイズを有する。

非晶質薄膜４０２は、図３の（ａ）または（ｂ）に示す構成からなる。非晶質薄膜４０２が図３の（ａ）に示す構成（ｉ型非晶質薄膜２１／ｐ型非晶質薄膜２２）からなる場合、ｉ型非晶質薄膜２１は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、ｐ型非晶質薄膜２２は、ｉ型非晶質薄膜２１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

また、非晶質薄膜４０２が図３の（ｂ）に示す構成（ｐ型非晶質薄膜２３）からなる場合、ｐ型非晶質薄膜２３は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

光電変換装置４００においては、透明導電膜３は、非晶質薄膜４０２の凹凸構造ＴＸ４に沿って配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

また、パッシベーション膜５は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面に接して配置され、電極６は、パッシベーション膜５およびｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面に接して配置される。

光電変換装置４００においては、光が入射する方向に対して、大きい凹凸サイズから小さい凹凸サイズへ変化するように２つの凹凸構造ＴＸ４，ＴＸ５が配置される。

その結果、入射光は、大きい凹凸サイズを有する凹凸構造ＴＸ４で散乱され、その散乱された光は、小さい凹凸サイズを有する凹凸構造ＴＸ５によって更に散乱される。

従って、光が入射する方向に対して、大きい凹凸サイズから小さい凹凸サイズへ変化するように２つの凹凸構造ＴＸ４，ＴＸ５を配置しても、光電変換装置４００の光入射側において光の反射率を低下できる。

また、非晶質薄膜４０２は、図３の（ａ）または（ｂ）に示す構成からなるので、ｉ型ａ−Ｓｉ等がｎ型単結晶シリコン基板４０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置される。そして、ｉ型ａ−Ｓｉ等は、プラズマＣＶＤ法によって形成されるので、上述した凹凸サイズを有する凹凸構造ＴＸ５を覆うように凹凸構造ＴＸ５上に均一に成膜される。その結果、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の凹凸構造ＴＸ５が形成された面は、非晶質薄膜４０２によってパッシベートされる。

従って、ｎ型単結晶シリコン基板４０１と非晶質薄膜４０２との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

光電変換装置４００は、図４から図６に示す工程図に従って製造される。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板４０１は、図４の工程（ｃ）において、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５が形成される。この場合、アルカリによる異方性エッチングの時間を短くすることによって、凹凸サイズが小さい凹凸構造ＴＸ５が形成される。あるいは、ドライエッチングを用いて凹凸構造ＴＸ５を形成してもよい。

また、図５の工程（ｅ）において、非晶質薄膜４０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４が形成される。この場合、フッ素原子を含むガスによるエッチング時間を長くすることによって、凹凸サイズが大きい凹凸構造ＴＸ４が形成される。

光電変換装置４００についてのその他の説明は、実施の形態１における光電変換装置１０についての説明と同じである。

図３２は、実施の形態５による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。実施の形態５による光電変換装置は、図３２の（ａ），（ｂ）に示す光電変換装置４００Ａ，４００Ｂであってもよい。

光電変換装置４００Ａは、図７に示す光電変換装置１０Ａのｎ型単結晶シリコン基板１をｎ型単結晶シリコン基板４０１に代え、非晶質薄膜２を非晶質薄膜４０２に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０Ａと同じである（図３２の（ａ）参照）。

ｎ型単結晶シリコン基板４０１および非晶質薄膜４０２については、図３１において説明したとおりである。

光電変換装置４００Ａにおいても、透明導電膜３は、非晶質薄膜４０２の凹凸構造ＴＸ４に沿って配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

また、非晶質薄膜７は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面に接して配置される。

光電変換装置４００Ａは、図９から図１１に示す製造方法に従って製造される。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板４０１は、図９の工程（ｂ）において、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５が形成される。この場合も、アルカリによる異方性エッチングの時間を短くすることによって、凹凸サイズが小さい凹凸構造ＴＸ５が形成される。あるいは、ドライエッチングを用いて凹凸構造ＴＸ５を形成してもよい。

また、図１０の工程（ｅ）において、非晶質薄膜４０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４が形成される。この場合も、フッ素原子を含むガスによるエッチング時間を長くすることによって、凹凸サイズが大きい凹凸構造ＴＸ４が形成される。

光電変換装置４００Ａは、光入射側において、光電変換装置４００と同じ構造を有するので、上述したように、入射光の反射率を低下できるとともに、ｎ型単結晶シリコン基板４０１と非晶質薄膜４０２との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

光電変換装置４００Ａについてのその他の説明は、実施の形態１における光電変換装置１０Ａについての説明と同じである。

光電変換装置４００Ｂは、図１２に示す光電変換装置１０Ｂのｎ型単結晶シリコン基板１１をｎ型単結晶シリコン基板４１１に代え、非晶質薄膜２を非晶質薄膜４１２に代えたものであり、その他は、光電変換装置１０Ｂと同じである（図３２の（ｂ）参照）。

ｎ型単結晶シリコン基板４１１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ７と平坦面ＦＴ４とを有する。凹凸構造ＴＸ７は、凹凸構造ＴＸ５と同じ凹凸サイズを有する。ｎ型単結晶シリコン基板４１１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１についての説明と同じである。

非晶質薄膜４１２は、ｎ型単結晶シリコン基板４１１の凹凸構造ＴＸ７および平坦面ＦＴ４に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ６および平坦面ＦＴ５を有する。凹凸構造ＴＸ６は、凹凸構造ＴＸ４と同じ凹凸サイズを有し、平坦面ＦＴ５は、平坦面ＦＴ４に対向して配置される。

非晶質薄膜４１２は、図３の（ａ）または（ｂ）に示す構成からなる。非晶質薄膜４１２が図３の（ａ）に示す構成（ｉ型非晶質薄膜２１／ｐ型非晶質薄膜２２）からなる場合、ｉ型非晶質薄膜２１は、ｎ型単結晶シリコン基板４１１の凹凸構造ＴＸ７および平坦面ＦＴ４に接して配置され、ｐ型非晶質薄膜２２は、ｉ型非晶質薄膜２１に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ６および平坦面ＦＴ５を有する。

また、非晶質薄膜４１２が図３の（ｂ）に示す構成（ｐ型非晶質薄膜２３）からなる場合、ｐ型非晶質薄膜２３は、ｎ型単結晶シリコン基板４１１の凹凸構造ＴＸ７および平坦面ＦＴ４に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ６および平坦面ＦＴ５を有する。

光電変換装置４００Ｂにおいては、透明導電膜３は、非晶質薄膜４１２の凹凸構造ＴＸ６および平坦面ＦＴ５に沿って配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ６および平坦面ＦＴ６を有する。平坦面ＦＴ６は、平坦面ＦＴ５に対向する。そして、電極９は、透明導電膜３の平坦面ＦＴ６に接して配置される。

光電変換装置４００Ｂは、図４から図６に示す工程図において、図４に示す工程（ｃ）を、ｎ型単結晶シリコン基板４１１の光入射側の表面のうち、電極９に対向するｎ型単結晶シリコン基板４１１の一部分をレジストで覆い、レジストによって覆われていない光入射側の表面をアルカリを用いてエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

光電変換装置４００Ｂにおいては、電極９の下側において、非晶質薄膜４１２は、平坦面ＦＴ４でｎ型単結晶シリコン基板４１１に接する。その結果、電極９の下側において、非晶質薄膜４１２とｎ型単結晶シリコン基板４１１との接触面積が減少する。従って、ｎ型単結晶シリコン基板４０１を用いた場合よりも、非晶質薄膜４１２とｎ型単結晶シリコン基板４１１との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

光電変換装置４００Ｂにおいては、その他、光電変換装置４００と同じ効果が得られる。

実施の形態５による光電変換装置は、光電変換装置４００から光電変換装置４００Ｂへの変更と同じ変更が光電変換装置４００Ａに適用されたものであってもよい。

この場合、光電変換装置は、図９から図１１に示す工程図において、図９に示す工程（ｂ）を、ｎ型単結晶シリコン基板４１１の光入射側の表面のうち、電極９に対向するｎ型単結晶シリコン基板４１１の一部分をレジストで覆い、レジストによって覆われていない光入射側の表面をアルカリを用いてエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

この光電変換装置においても、光電変換装置４００Ｂと同様に、ｎ型単結晶シリコン基板４０１を用いた場合よりも、非晶質薄膜４１２とｎ型単結晶シリコン基板４１１との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できる。

また、実施の形態５による光電変換装置は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１，４１１をｎ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。この場合、ｎ型多結晶シリコン基板の光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。そして、ｎ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置４００，４００Ａ，４００Ｂのいずれかの製造方法と同じ製造方法に従って製造される。

更に、実施の形態５による光電変換装置は、光電変換装置４００，４００Ａ，４００Ｂのｎ型単結晶シリコン基板４０１，４１１をｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。

この場合、ｐ型単結晶シリコン基板は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有する。ｐ型多結晶シリコン基板は、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有し、光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。

また、非晶質薄膜４１２は、ｉ型非晶質薄膜およびｎ型非晶質薄膜からなり、またはｎ型非晶質薄膜からなる。そして、ｉ型非晶質薄膜およびｎ型非晶質薄膜の具体例は、上述したとおりである。

更に、非晶質薄膜７は、ｉ型非晶質薄膜およびｐ型非晶質薄膜からなり、またはｐ型非晶質薄膜からなる。そして、ｉ型非晶質薄膜およびｐ型非晶質薄膜の具体例は、上述したとおりである。

ｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置４００，４００Ａ，４００Ｂのいずれかの製造方法において、ｎ型非晶質薄膜をｐ型非晶質薄膜に読み替え、ｐ型非晶質薄膜をｎ型非晶質薄膜に読み替えた製造方法に従って製造される。

従って、実施の形態５による光電変換装置は、第３の凹凸サイズを有する第３の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、第３の凹凸構造に接して結晶シリコン基板上に配置され、第３の凹凸サイズよりも大きい第４の凹凸サイズを有する第４の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた非晶質薄膜とを備え、非晶質薄膜と結晶シリコン基板とによってｐｎ接合またはｐｉｎ接合が形成されるものであればよい。そして、非晶質薄膜は、ＩＶ族元素を含む。

［実施の形態６］
図３３は、実施の形態６による光電変換装置の構成を示す概略図である。図３３を参照して、実施の形態６による光電変換装置５００は、図１３に示す光電変換装置１００のｎ型単結晶シリコン基板１０１をｎ型単結晶シリコン基板５０１に代え、非晶質薄膜１０２を非晶質薄膜５０２に代えたものであり、その他は、光電変換装置１００と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板５０１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有する。また、ｎ型単結晶シリコン基板５０１は、光入射側にｐ型拡散領域５０１ｐを有する。ｐ型拡散領域５０１ｐは、例えば、０．０１μｍ〜０．１μｍの拡散深さを有し、凹凸構造ＴＸ５に接して配置される。そして、ｐ型拡散領域５０１ｐは、ｐ型ドーパントとしてのＢを含み、Ｂの濃度は、例えば、１０^１７ｃｍ^−３〜１０^１８ｃｍ^−３である。

このように、ｎ型単結晶シリコン基板５０１は、ｎ型の導電型を有するバルク領域５０１ｂと、ｐ型の導電型を有するｐ型拡散領域５０１ｐとからなり、光入射側にｐｎ接合を内蔵する。

ｎ型単結晶シリコン基板５０１は、その他、ｎ型単結晶シリコン基板１と同じである。

非晶質薄膜５０２は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１のｐ型拡散領域５０１ｐに接してｐ型拡散領域５０１ｐ上に配置される。そして、非晶質薄膜５０２は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

非晶質薄膜５０２は、非晶質薄膜１０２Ａ〜１０２Ｅ（図１４の（ａ）〜（ｅ）参照）のいずれかからなる。

非晶質薄膜５０２が図１４の（ａ）に示すｉ型非晶質薄膜１０２ｉ／ｐ型非晶質薄膜１０２ｐからなる場合、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、ｐ型非晶質薄膜１０２ｐは、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉに接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

また、非晶質薄膜５０２が図１４の（ｂ）に示すｉ型非晶質薄膜１０３ｉからなる場合、ｉ型非晶質薄膜１０３ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

更に、非晶質薄膜５０２が図１４の（ｃ）に示すｐ型非晶質薄膜１０３ｐからなる場合、ｐ型非晶質薄膜１０３ｐは、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

更に、非晶質薄膜５０２が図１４の（ｄ）に示すｉ型非晶質薄膜１０２ｉ／ｎ型非晶質薄膜１０２ｎからなる場合、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉは、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、ｎ型非晶質薄膜１０２ｎは、ｉ型非晶質薄膜１０２ｉに接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

更に、非晶質薄膜５０２が図１４の（ｅ）に示すｎ型非晶質薄膜１０３ｎからなる場合、ｎ型非晶質薄膜１０３ｎは、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する。

なお、光電変換装置５００においては、電極１０４は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１のｐ型拡散領域５０１ｐの一部に接して配置される。

光電変換装置５００は、図１５から図１７に示す工程図に従って製造される。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板５０１は、図１５の工程（ｃ）において、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５が形成される。より具体的には、アルカリによる異方性エッチングの時間を短くすることによって、凹凸サイズが小さい凹凸構造ＴＸ５が形成される。あるいは、ドライエッチングを用いて凹凸構造ＴＸ５を形成してもよい。

また、図１６の工程（ｆ）において、非晶質薄膜５０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４が形成される。より具体的には、フッ素原子を含むガスによるエッチング時間を長くすることによって、凹凸サイズが大きい凹凸構造ＴＸ４が形成される。

光電変換装置５００は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有するｎ型単結晶シリコン基板５０１と、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の光入射側の表面に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する非晶質薄膜５０２とを備えるので、光入射側の表面における光の反射率を低下できるとともに、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の光入射側の表面をパッシベートしてｎ型単結晶シリコン基板５０１と非晶質薄膜５０２との界面におけるキャリア（電子およ正孔）の再結合を低減できる。

光電変換装置５００においては、その他、光電変換装置１００と同じ効果が得られる。

図３４は、実施の形態６による別の光電変換装置の構成を示す概略図である。実施の形態６による光電変換装置は、図３４に示す光電変換装置５００Ａであってもよい。

図３４を参照して、光電変換装置５００Ａは、図３３に示す光電変換装置５００のｎ型単結晶シリコン基板５０１をｎ型単結晶シリコン基板５１１に代え、電極１０４を電極１１４に代えたものであり、その他は、光電変換装置５００と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板５１１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ７および平坦面ＦＴ７を有する。凹凸構造ＴＸ７は、凹凸構造ＴＸ５と同じ凹凸サイズを有する。

ｎ型単結晶シリコン基板５１１は、ｐ型拡散領域５１１ｐを有する。ｐ型拡散領域５１１ｐは、凹凸構造ＴＸ７および平坦面ＦＴ７に接して配置される。また、ｐ型拡散領域５１１ｐは、ｐ型拡散領域５０１ｐと同じ拡散深さおよびＢ濃度を有する。

このように、ｎ型単結晶シリコン基板５１１は、ｎ型の導電型を有するバルク領域５１１ｂと、ｐ型の導電型を有するｐ型拡散領域５１１ｐとからなり、光入射側にｐｎ接合を内蔵する。

ｎ型単結晶シリコン基板５１１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１についての説明と同じである。

光電変換装置５００Ａにおいては、電極１１４は、ｎ型単結晶シリコン基板５１１のｐ型拡散領域５１１ｐの平坦面ＦＴ７に接して配置される。

光電変換装置５００Ａは、図１５から図１７に示す工程図において、図１５に示す工程（ｃ）を、ｎ型単結晶シリコン基板５１１の光入射側の表面のうち、電極１１４に接するｎ型単結晶シリコン基板５１１の一部分をレジストで覆い、レジストによって覆われていない光入射側の表面をアルカリを用いてエッチングする工程に代えた工程図に従って製造される。

光電変換装置５００Ａにおいては、電極１１４は、ｎ型単結晶シリコン基板５１１の平坦面ＦＴ７に接するので、ｎ型単結晶シリコン基板５１１と電極１１４との接触面積が光電変換装置５００よりも小さくなる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板５１１と電極１１４との界面における少数キャリア（正孔）の再結合を光電変換装置５００よりも更に低減できる。光電変換装置５００Ａにおいては、その他、光電変換装置１００と同じ効果を得ることができる。

上記においては、ｎ型単結晶シリコン基板５０１，５１１を用いた光電変換装置５００，５００Ａについて説明したが、実施の形態６においては、これに限らず、実施の形態６による光電変換装置は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１，５１１をｎ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。この場合、ｎ型多結晶シリコン基板の光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。そして、ｎ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置５００，５００Ａのいずれかの製造方法と同じ製造方法に従って製造される。

また、実施の形態６による光電変換装置は、光電変換装置５００，５００Ａのｎ型単結晶シリコン基板５０１，５１１をｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板に代えたものであってもよい。

この場合、ｐ型単結晶シリコン基板は、（１００）の面方位、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有する。また、ｐ型多結晶シリコン基板は、０．１〜１０Ωｃｍの比抵抗、および１００μｍ〜３００μｍの厚みを有し、光入射側の表面は、ドライエッチングによって凹凸化される。

ｐ型単結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板を備える光電変換装置は、上述した光電変換装置５００，５００Ａのいずれかの製造方法において、ｐ型拡散領域をｎ型拡散領域に読み替えた製造方法に従って製造される。

このように、実施の形態６による光電変換装置は、各種の光電変換装置からなる。従って、実施の形態６による光電変換装置は、第３の凹凸サイズを有する第３の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに、光入射側の表面に接して設けられ、かつ、バルク領域の導電型と反対の導電型を有する拡散領域と、バルク領域とを含む結晶シリコン基板と、第３の凹凸構造に接して結晶シリコン基板上に配置され、第３の凹凸サイズよりも大きい第４の凹凸サイズを有する第４の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた非晶質薄膜とを備えるものであればよい。そして、非晶質薄膜は、ＩＶ族元素を含む。

［実施の形態７］
図３５は、実施の形態７による光電変換装置の構成を示す概略図である。図３５を参照して、実施の形態７による光電変換装置６００は、図１９に示す光電変換装置２００のｎ型単結晶シリコン基板１をｎ型単結晶シリコン基板４０１に代え、非晶質薄膜１０２を非晶質薄膜５０２に代えたものであり、その他は、光電変換装置２００と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板４０１については、図３１において説明したとおりである。また、非晶質薄膜５０２については、図３３において説明したとおりである。そして、光電変換装置６００においては、非晶質薄膜５０２は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置される。

光電変換装置６００は、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板４０１は、図２２の工程（ｂ）において、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５が形成される。より具体的には、アルカリによる異方性エッチングの時間を短くすることによって、凹凸サイズが小さい凹凸構造ＴＸ５が形成される。あるいは、ドライエッチングを用いて凹凸構造ＴＸ５を形成してもよい。

また、図２４の工程（ｈ）において、非晶質薄膜５０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４が形成される。より具体的には、フッ素原子を含むガスによるエッチング時間を長くすることによって、凹凸サイズが大きい凹凸構造ＴＸ４が形成される。

光電変換装置６００は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有するｎ型単結晶シリコン基板４０１と、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の光入射側の表面に接して配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する非晶質薄膜５０２とを備えるので、光入射側の表面における光の反射率を低下できるとともに、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の光入射側の表面をパッシベートしてｎ型単結晶シリコン基板４０１と非晶質薄膜５０２との界面におけるキャリア（電子およ正孔）の再結合を低減できる。

また、光電変換装置６００は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の光入射側に非晶質薄膜５０２を備え、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面側に非晶質薄膜２０１〜２０ｎおよび非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１を備えるので、製造工程において、ｎ型単結晶シリコン基板４０１に印加される熱歪は、厚み方向において均等になる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の反りを抑制できる。

なお、光電変換装置６００は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１を備えると説明したが、実施の形態７においては、これに限らず、光電変換装置６００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備えていてもよい。この場合、非晶質薄膜２０１〜２０ｎは、ｉ型非晶質薄膜／ｐ型非晶質薄膜、またはｐ型非晶質薄膜からなり、非晶質薄膜２１１〜２１ｎ−１は、ｉ型非晶質薄膜／ｎ型非晶質薄膜、またはｎ型非晶質薄膜からなる。

そして、光電変換装置６００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備える場合も、図２２から図２５に示す工程図に従って製造される。

上記においては、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の光入射側の表面に形成された凹凸構造ＴＸ５に接して非晶質薄膜５０２を配置するとともに、非晶質薄膜５０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を配置し、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の裏面にバックコンタクト用の非晶質薄膜２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎ−１を形成した光電変換装置について説明した。

従って、実施の形態７による光電変換装置は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有する単結晶シリコン基板と、凹凸構造ＴＸ５に接して単結晶シリコン基板上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する非晶質薄膜５０２と、バックコンタクトを形成するための非晶質薄膜２０１〜２０ｎ，２１１〜２１ｎ−１とを備えていればよい。

［実施の形態８］
図３６は、実施の形態８による光電変換装置の構成を示す概略図である。図３６を参照して、実施の形態８による光電変化装置７００は、図２６に示す光電変換装置３００のｎ型単結晶シリコン基板３０１をｎ型単結晶シリコン基板６０１に代え、非晶質薄膜１０２を非晶質薄膜５０２に代えたものであり、その他は、光電変換装置３００と同じである。

ｎ型単結晶シリコン基板６０１は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有する。ｎ型単結晶シリコン基板６０１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板３０１についての説明と同じである。その結果、ｎ型単結晶シリコン基板６０１は、バルク領域６０１ｂと、ｎ型拡散領域３１１〜３１ｎと、ｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１とを含む。

非晶質薄膜５０２の構成については、図３３において説明したとおりである。そして、光電変換装置７００においては、非晶質薄膜５０２は、ｎ型単結晶シリコン基板６０１の凹凸構造ＴＸ５に接して配置される。

光電変換装置７００は、図２７から図３０に示す工程図に従って製造される。この場合、ｎ型単結晶シリコン基板６０１は、図２８の工程（ｈ）において、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５が形成される。また、非晶質薄膜５０２は、図２９の工程（ｊ）において、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４が形成される。

光電変換装置７００は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有するｎ型単結晶シリコン基板６０１と、ｎ型単結晶シリコン基板６０１の光入射側の表面に接してｎ型単結晶シリコン基板６０１上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する非晶質薄膜５０２とを備えるので、光入射側の表面における光の反射率を低下できるとともに、ｎ型単結晶シリコン基板６０１の光入射側の表面をパッシベートしてｎ型単結晶シリコン基板６０１と非晶質薄膜５０２との界面におけるキャリア（電子およ正孔）の再結合を低減できる。

なお、光電変換装置７００は、ｎ型単結晶シリコン基板６０１を備えると説明したが、実施の形態８においては、これに限らず、光電変換装置７００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備えていてもよい。

そして、光電変換装置７００は、ｐ型単結晶シリコン基板を備える場合も、図２７から図３０に示す工程図に従って製造される。

上記においては、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の光入射側の表面に形成された凹凸構造ＴＸ５に接して非晶質薄膜５０２を配置するとともに、非晶質薄膜５０２の光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を配置し、ｎ型単結晶シリコン基板またはｐ型単結晶シリコン基板の裏面側にバックコンタクト用のｎ型拡散領域３１１〜３１ｎおよびｐ型拡散領域３２１〜３２ｎ−１を形成した光電変換装置について説明した。

従って、実施の形態８による光電変換装置は、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有する単結晶シリコン基板と、凹凸構造ＴＸ５に接して単結晶シリコン基板上に配置され、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ４を有する非晶質薄膜５０２と、バックコンタクトを形成するための拡散領域とを備えていればよい。

［実施の形態９］
図３７は、この実施の形態による光電変換装置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３７を参照して、光電変換モジュール１０００は、複数の光電変換装置１００１と、カバー１００２と、出力端子１００３，１００４とを備える。

複数の光電変換装置１００１は、アレイ状に配置され、直列に接続される。なお、複数の光電変換装置１００１は、直列に接続される代わりに、並列に接続されてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されてもよい。

そして、複数の光電変換装置１００１の各々は、光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００のいずれかからなる。

カバー１００２は、耐候性のカバーからなり、複数の光電変換装置１００１を覆う。

出力端子１００３は、直列に接続された複数の光電変換装置１００１の一方端に配置される光電変換装置１００１に接続される。

出力端子１００４は、直列に接続された複数の光電変換装置１００１の他方端に配置される光電変換装置１００１に接続される。

上述したように、光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００は、光入射側の反射率を低下させ、かつ、キャリアの再結合を低減して高い変換効率を有する。

従って、光電変換モジュール１０００の変換効率を向上できる。

なお、実施の形態９による光電変換モジュールは、図３７に示す構成に限らず、光電変換素子１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００の少なくとも１つを用いる限り、どのような構成であってもよい。

［実施の形態１０］
図３８は、この実施の形態による光電変換装置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。

図３８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。

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および電気機器類１１１０に接続される。電力メーター１１０５は、分電盤１１０４および商用電力系統に接続される。

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に供給する。

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。

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。また、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を交流電力に変換せずに、直流電力のままで分電盤１１０４に供給してもよい。

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類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類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を介して商用電力系統へ供給する。

電力メーター１１０５は、商用電力系統から分電盤１１０４へ向かう方向の電力を計測するとともに、分電盤１１０４から商用電力系統へ向かう方向の電力を計測する。

図３９は、図３８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。

図３９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。

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、並列に接続されてもよく、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３７に示す光電変換モジュール１０００からなる。

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。

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。

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。

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。

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類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類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を介して商用電力系統へ供給する。

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類１１１０の消費電力よりも少ないとき、商用電力系統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類１１１０へ供給する。

太陽光発電システム１１００は、上述したように、高い変換効率を有する光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００の少なくとも１つを備えている。

従って、太陽光発電システム１１００の変換効率を向上できる。

図４０は、この実施の形態による光電変換装置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。

図４０を参照して、太陽光発電システム１１００Ａは、図３８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り、その他は、太陽光発電システム１１００と同じである。

蓄電池１１０６は、パワーコンディショナー１１０３に接続される。蓄電池１１０６は、パワーコンディショナー１１０３から供給された直流電力を蓄積するとともに、直流電力をパワーコンディショナー１１０３へ出力する。

太陽光発電システム１１００Ａ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。

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の一部または全部を適切に変換して蓄電池１１０６に蓄積する。蓄電池１１０６は、光電変換モジュールアレイ１１０１の発電量および電気機器類１１１０の電力消費量の状況に応じて、適宜、直流電力をパワーコンディショナー１１０３へ供給する。そして、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および／または蓄電池１１０６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。

そして、分電盤１１０４は、上述したように、パワーコンディショナー１１０３および／または商用電力系統から受けた交流電力を電気機器類１１１０に供給し、または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類１１１０および／または商用電力系統へ供給する。

なお、太陽光発電システム１１００Ａにおいては、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。これにより、日照量の変動によるパワーコンディショナー１１０３からの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類１１１０へ供給することができる。

太陽光発電システム１１００，１１００Ａには、一般に、「ホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）」、および「ビルディング・エネルギー・マネジメント・システム（ＢＥＭＳ：Building Energy Management System）」等と呼ばれる機能を付加してもよい。

これにより、太陽光発電システム１１００，１１００Ａの発電量の監視、太陽光発電システム１１００，１１００Ａに接続される各電気機器類の消費電力量の監視・制御等を行うことにより、エネルギー消費量を削減できる。

なお、実施の形態１０による太陽光発電システムは、図３８〜図４０に示す構成に限らず、光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００の少なくとも１つを用いる限り、どのような構成であってもよい。

［実施の形態１１］
図４１は、この実施の形態による光電変換装置を備える更に別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。

図４１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３８に示す太陽光発電システム１１００および図４０に示す太陽光発電システム１１００Ａよりも規模が大きい太陽光発電システムである。

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。

変圧器１２２１は、パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎおよび商用電力系統に接続される。

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。

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。

光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉの各々は、図３９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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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商用電力系統へ供給する。

太陽光発電システム１２００は、上述したように、高い変換効率を有する光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００のいずれかを備えている。

従って、太陽光発電システム１２００の変換効率を向上できる。

図４２は、この実施の形態による光電変換装置を備える更に別の太陽光発電システムの構成を示す概略図である。

図４２に示す太陽光発電システム１２００Ａは、図４１に示す太陽光発電システム１２００に蓄電池１３１１〜１３１ｎ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。

蓄電池１３１１〜１３１ｎは、それぞれ、パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎに接続される。

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の一部または全部を適切に電力変換してそれぞれ蓄電池１３１１〜１３１ｎに蓄積する。蓄電池１３１１〜１３１ｎは、その蓄積した電力をそれぞれサブシステム１２０１〜１２０ｎの発電量に応じて、適宜、それぞれパワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎに供給する。パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎは、それぞれ、蓄電池１３１１〜１３１ｎ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。

変圧器１２２１は、パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎから受けた交流電力の電圧レベルを変換して商用電力系統へ供給する。

なお、太陽光発電システム１２００Ａにおいては、蓄電池１３１１〜１３１ｎ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。これにより、日照量の変動によるパワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎからの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１３１１〜１３１ｎに蓄電された電力を商用電力系統へ供給することができる。

また、実施の形態１１による太陽光発電システムは、図４１または図４２に示す構成に限らず、光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００の少なくとも１つを用いる限り、どのような構成であってもよい。

上述したように、太陽光発電システム１２００，１２００Ａは、上述したように、高い変換効率を有する光電変換装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００の少なくとも１つを備えている。

従って、太陽光発電システム１２００，１２００Ａの変換効率を向上できる。

上述した実施の形態１から実施の形態４においては、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ１を有する結晶シリコン基板と、凹凸構造ＴＸ１に接して結晶シリコン基板上に配置され、凹凸サイズが凹凸構造ＴＸ１よりも小さい凹凸構造ＴＸ２を光入射側の表面に有する非晶質薄膜とを備える光電変換装置について説明した。そして、非晶質薄膜は、ＩＶ族元素を含む。

また、上述した実施の形態５から実施の形態８においては、光入射側の表面に凹凸構造ＴＸ５を有する結晶シリコン基板と、凹凸構造ＴＸ５に接して結晶シリコン基板上に配置され、凹凸サイズが凹凸構造ＴＸ５よりも大きい凹凸構造ＴＸ４を光入射側の表面に有する非晶質薄膜とを備える光電変換装置について説明した。そして、非晶質薄膜は、ＩＶ族元素を含む。

従って、この発明の実施の形態による光電変換装置は、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、第１の凹凸サイズと異なる第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜とを備えていればよい。

凹凸サイズが異なる２つの凹凸構造が光電変換装置の光入射側に配置されていれば、入射光が２つの凹凸構造によって散乱されるので、入射光の反射率を低下でき、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜が結晶シリコン基板の光入射側の表面に接していれば、凹凸構造が結晶シリコン基板の表面に形成されていても、結晶シリコン基板の表面をパッシベートして非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面におけるキャリア（電子および正孔）の再結合を低減できるからである。

また、実施の形態１から実施の形態４に基づけば、この発明の実施の形態による光電変換装置は、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、第１の凹凸サイズよりも小さい第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜とを備えていればよい。

更に、実施の形態５から実施の形態８に基づけば、この発明の実施の形態による光電変換装置は、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、第１の凹凸サイズよりも大きい第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜とを備えていればよい。

更に、実施の形態１，２，５，６に基づけば、この発明の実施の形態による光電変換装置は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合が光入射側に形成された光電変換装置であって、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、第１の凹凸サイズと異なる第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜とを備えていればよい。

更に、実施の形態３，４，７，８に基づけば、この発明の実施の形態による光電変換装置は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合が光入射側と反対の裏面側に形成された光電変換装置であって、第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた単結晶シリコン基板と、第１の凹凸サイズと異なる第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに単結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して単結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜とを備えていればよい。

本発明は、以下の構成を有する。

（１）光を電気に変換する光電変換装置（１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ，２００，３００，４００，４００Ａ，４００Ｂ，５００，５００Ａ，６００，７００）であって、
第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造（ＴＸ１，ＴＸ３，ＴＸ５，ＴＸ７）が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板（１，１１，１０１，１１１，４０１，４１１，５０１，５１１，６０１）と、
前記第１の凹凸サイズと異なる第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造（ＴＸ２，ＴＸ４，ＴＸ６）が光入射側の表面に設けられるとともに前記結晶シリコン基板（１，１１，１０１，１１１，４０１，４１１，５０１，５１１，６０１）の光入射側の表面に接して前記結晶シリコン基板（１，１１，１０１，１１１，４０１，４１１，５０１，５１１，６０１）上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜（２，７，１０２，４０２，４１２，５０２）とを備える光電変換装置。

この光電変換装置においては、入射光は、入射光の進行方向に配置された凹凸サイズが異なる２つの凹凸構造によって散乱されて結晶シリコン基板に入射する。また、結晶シリコン基板の第１の凹凸構造が形成された表面は、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜によってパッシベートされる。従って、光電変換装置の光入射側において入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（２）前記第１の凹凸サイズは、前記第２の凹凸サイズよりも小さい、（１）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、入射光は、第２の凹凸構造によって散乱され、その散乱された光は、凹凸サイズが第２の凹凸構造よりも小さい第１の凹凸構造によって散乱されて結晶シリコン基板に入射する。また、結晶シリコン基板の第１の凹凸構造が形成された表面は、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜によってパッシベートされる。従って、入射光の進行方向に対して凹凸サイズが小さくなるように２つの凹凸構造を配置しても、光電変換装置の光入射側において入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（３）前記第１の凹凸サイズは、前記第２の凹凸サイズよりも大きい、（１）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、入射光は、第２の凹凸構造によって散乱され、その散乱された光は、凹凸サイズが第２の凹凸構造よりも大きい第１の凹凸構造によって散乱されて結晶シリコン基板に入射する。また、結晶シリコン基板の第１の凹凸構造が形成された表面は、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜によってパッシベートされる。従って、入射光の進行方向に対して凹凸サイズが大きくなるように２つの凹凸構造を配置しても、光電変換装置の光入射側において入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（４）前記非晶質薄膜（２，４０２，４１２）は、第１の非晶質薄膜および第２の非晶質薄膜のいずれかからなり、
前記第１の非晶質薄膜は、前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）の光入射側の表面に接して前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）上に設けられるとともに前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）の導電型と反対の導電型を有し、前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，，ＴＸ４，ＴＸ６）が光入射側の表面に設けられた第１の非晶質層（２３）からなり、
前記第２の非晶質薄膜は、
前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）の光入射側の表面に接して前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）上に設けられ、ｉ型の導電型を有する第２の非晶質層（２１）と、
前記第２の非晶質層（２１）に接して前記第２の非晶質層（２１）上に設けられるとともに前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）の導電型と反対の導電型を有し、前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，，ＴＸ４，ＴＸ６）が光入射側の表面に設けられた第３の非晶質層（２２）とを含む、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、非晶質薄膜は、結晶シリコン基板との間でｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成するとともに、結晶シリコン基板の第１の凹凸構造が形成された表面をパッシベートし、入射光を第２の凹凸構造によって散乱して結晶シリコン基板の第１の凹凸構造に導く。また、結晶シリコン基板の第１の凹凸構造は、非晶質薄膜の第２の凹凸構造によって散乱された光を更に散乱して結晶シリコン基板中へ導く。

従って、ヘテロ接合からなるｐｎ接合またはｐｉｎ接合が光入射側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（５）前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）は、ｎ型の導電型を有し、
前記第１の非晶質層（２３）は、ｐ型非晶質シリコンからなり、
前記第２の非晶質層（２１）は、ｉ型非晶質シリコンからなり、
前記第３の非晶質層（２２）は、ｐ型非晶質シリコンからなる、（４）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、非晶質薄膜は、非晶質シリコンからなり、ｎ型の導電型を有する結晶シリコン基板とｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成する。

従って、ヘテロ接合からなるｐｎ接合またはｐｉｎ接合がｎ型の導電型を有する結晶シリコン基板の光入射側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（６）前記結晶シリコン基板（１，１１，４０１，４１１）は、ｐ型の導電型を有し、
前記第１の非晶質層（２３）は、ｎ型非晶質シリコンからなり、
前記第２の非晶質層（２１）は、ｉ型非晶質シリコンからなり、
前記第３の非晶質層（２２）は、ｎ型非晶質シリコンからなる、（４）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、非晶質薄膜は、非晶質シリコンからなり、ｐ型の導電型を有する結晶シリコン基板とｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成する。

従って、ヘテロ接合からなるｐｎ接合またはｐｉｎ接合がｐ型の導電型を有する結晶シリコン基板の光入射側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（７）光入射側に配置された電極（９）をさらに備え、
前記結晶シリコン基板（１１，４１１）の光入射側の表面のうち、前記電極（９）に対向する部分は、平坦である、（４）から（６）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、電極の下側において、非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の平坦な平面に接する。その結果、電極の下側において、非晶質薄膜と結晶シリコン基板との接触面積が小さくなる。

従って、結晶シリコン基板の光入射側の表面の全体を凹凸化した場合よりも、電極の下側において、非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面におけるキャリアの再結合を低減できる。

（８）前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，５０１，５１１）は、バルク領域（１０１ｂ，１１１ｂ，５０１ｂ，５１１ｂ）と、前記光入射側の表面に接して設けられ、かつ、前記バルク領域（１０１ｂ，１１１ｂ，５０１ｂ，５１１ｂ）の導電型と反対の導電型を有する拡散領域（１０１ｐ，１１１ｐ，５０１ｐ，５１１ｐ）とを含む、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、結晶シリコン基板は、光入射側にｐｎ接合を内蔵し、非晶質薄膜は、結晶シリコン基板の拡散領域に接して配置される。

従って、拡散によるｐｎ接合が光入射側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（９）前記結晶シリコン基板（１１１，５１１）の前記拡散領域（１１１ｐ，５１１ｐ）の一部に接して設けられた電極（１１４）をさらに備え、
前記拡散領域（１１１ｐ，５１１ｐ）の一部は、平坦な平面（ＦＴ３，ＦＴ７）からなる、（８）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、電極は、結晶シリコン基板の拡散領域の平坦な平面に接する。その結果、電極と結晶シリコン基板の拡散領域との接触面積が小さくなる。

従って、結晶シリコン基板の光入射側の表面の全体を凹凸化した場合よりも、電極と拡散領域との界面におけるキャリアの再結合を低減できる。

（１０）前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，５０１，５１１）は、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板からなる、（１）から（９）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

単結晶シリコン基板および多結晶シリコン基板のいずれかを用いた光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（１１）前記結晶シリコン基板（１，４０１）の光入射側と反対側に設けられ、前記結晶シリコン基板（１，４０１）の導電型と反対の導電型を有する複数の第１の非晶質薄膜（２１１〜２１ｎ−１）と、
前記結晶シリコン基板（１，４０１）の光入射側と反対側に設けられるとともに前記結晶シリコン基板（１，４０１）の導電型と同じ導電型を有し、前記結晶シリコン基板（１，４０１）の面内方向において前記複数の第１の非晶質薄膜（２１１〜２１ｎ−１）と交互に配置された複数の第２の非晶質薄膜（２０１〜２０ｎ）とをさらに備え、
前記結晶シリコン基板（１，４０１）は、単結晶シリコン基板からなる、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、複数の第１の非晶質薄膜および複数の第２の非晶質薄膜は、単結晶シリコン基板の裏面側で単結晶シリコン基板との間でｐｎ接合を形成する。

従って、ヘテロ接合からなるｐｎ接合が単結晶シリコン基板の裏面側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と単結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（１２）前記複数の第１の非晶質薄膜（２１１〜２１ｎ−１，２１１ｐ）および前記複数の第２の非晶質薄膜（２０１〜２０ｎ，２０１ｎ）と、前記単結晶シリコン基板（１，４０１）との間に前記複数の第１の非晶質薄膜（２１１〜２１ｎ−１，２１１ｐ）、前記複数の第２の非晶質薄膜（２０１〜２０ｎ，２０１ｎ）および前記単結晶シリコン基板（１，４０１）に接して設けられ、ｉ型の導電型を有する第３の非晶質薄膜（２０１ｉ，２１１ｉ）をさらに備える、（１１）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、複数の第１の非晶質薄膜、複数の第２の非晶質薄膜および第３の非晶質薄膜は、単結晶シリコン基板の裏面側で単結晶シリコン基板との間でｐｉｎ接合を形成する。

従って、ヘテロ接合からなるｐｉｎ接合が単結晶シリコン基板の裏面側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と単結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（１３）前記第１の非晶質薄膜（２１１〜２１ｎ−１）は、前記単結晶シリコン基板（１，４０１）がｎ型の導電型を有する場合、ｐ型非晶質シリコンからなり、前記単結晶シリコン基板（１，４０１）がｐ型の導電型を有する場合、ｎ型非晶質シリコンからなり、
前記第２の非晶質薄膜（２０１〜２０ｎ）は、前記単結晶シリコン基板（１，４０１）がｎ型の導電型を有する場合、ｎ型非晶質シリコンからなり、前記単結晶シリコン基板（１，４０１）がｐ型の導電型を有する場合、ｐ型非晶質シリコンからなり、
前記第３の非晶質薄膜（２０１ｉ，２１１ｉ）は、ｉ型非晶質シリコンからなる、（１２）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、ｉ型非晶質シリコンが単結晶シリコン基板の裏面に接するように、ｐｉｎ接合が単結晶シリコン基板の裏面側に形成される。

従って、ｐ型非晶質シリコンおよびｎ型非晶質シリコンが単結晶シリコン基板の裏面に接する場合よりも、単結晶シリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合を更に低減できる。

（１４）前記結晶シリコン基板（３０１，６０１）は、
単結晶シリコンからなるバルク領域（３０１ｂ，６０１ｂ）と、
前記単結晶シリコンからなるとともに前記結晶シリコン基板（３０１，６０１）の光入射側と反対側の裏面に接して設けられ、前記バルク領域（３０１ｂ，６０１ｂ）の導電型と反対の導電型を有する複数の第１の拡散領域（３２１〜３２ｎ−１）と、
前記単結晶シリコンからなるとともに前記バルク領域（３０１ｂ，６０１ｂ）の導電型と同じ導電型を有し、前記結晶シリコン基板（３０１，６０１）の面内方向において複数の第１の拡散領域（３２１〜３２ｎ−１）と交互に前記裏面に接して配置された複数の第２の拡散領域（３１１〜３１ｎ）とを含む、（１）から（３）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、複数の第１の拡散領域および複数の第２の拡散領域は、単結晶シリコン基板の裏面側においてｐｎ接合を形成する。

従って、ｐｎ接合が単結晶シリコン基板の裏面側に形成された光電変換装置において、入射光の反射率を低減できるとともに非晶質薄膜と単結晶シリコン基板との界面においてキャリアの再結合を低減できる。

（１５）前記非晶質薄膜（１０２，５０２）は、第１の非晶質薄膜（１０２Ｂ）、第２の非晶質薄膜（１０２Ｅ）、第３の非晶質薄膜（１０２Ｃ）、第４の非晶質薄膜（１０２Ｄ）および第５の非晶質薄膜（１０２Ａ）のいずれかからなり、
前記第１の非晶質薄膜（１０２Ｂ）は、前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，３０１，５０１，５１１，６０１）の光入射側の表面に接して設けられるとともに前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，ＴＸ４）が光入射側の表面に設けられ、ｉ型の導電型を有する第１の非晶質層（１０３ｉ）からなり、
前記第２の非晶質薄膜（１０２Ｅ）は、前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，３０１，５０１，５１１，６０１）の光入射側の表面に接して設けられるとともに前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，ＴＸ４）が光入射側の表面に設けられ、ｎ型の導電型を有する第２の非晶質層（１０３ｎ）からなり、
前記第３の非晶質薄膜（１０２Ｃ）は、前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，３０１，５０１，５１１，６０１）の光入射側の表面に接して設けられるとともに前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，ＴＸ４）が光入射側の表面に設けられ、ｐ型の導電型を有する第３の非晶質層（１０３ｐ）からなり、
前記第４の非晶質薄膜（１０２Ｄ）は、前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，３０１，５０１，５１１，６０１）の光入射側の表面に接して設けられ、かつ、ｉ型の導電型を有する第４の非晶質層（１０２ｉ）と、前記第４の非晶質層（１０２ｉ）に接して設けられるとともに前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，ＴＸ４）が光入射側の表面に設けられ、ｎ型の導電型を有する第５の非晶質層（１０２ｎ）とからなり、
前記第５の非晶質薄膜（１０２Ａ）は、前記結晶シリコン基板（１０１，１１１，３０１，５０１，５１１，６０１）の光入射側の表面に接して設けられ、かつ、ｉ型の導電型を有する第６の非晶質層（１０２ｉ）と、前記第６の非晶質層（１０２ｉ）に接して設けられるとともに前記第２の凹凸構造（ＴＸ２，ＴＸ４）が光入射側の表面に設けられ、ｐ型の導電型を有する第７の非晶質層（１０２ｐ）とからなる、（８）から（１４）のいずれか１つに記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合は、結晶シリコン基板に内蔵され、または単結晶シリコン基板の裏面側に配置される。その結果、結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板の光入射側の表面上に形成された非晶質薄膜は、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合を構成しない。

従って、結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板の光入射側の表面上に形成された非晶質薄膜を各種の非晶質薄膜によって構成できる。

（１６）前記第１、第４および第６の非晶質層（１０２ｉ，１０３ｉ）の各々は、ｉ型非晶質シリコンからなり、
前記第２および第５の非晶質層（１０２ｎ，１０３ｎ）の各々は、ｎ型非晶質シリコンからなり、
前記第３および第７の非晶質層（１０２ｐ，１０３ｐ）の各々は、ｐ型非晶質シリコンからなる、（１５）に記載の光電変換装置。

この光電変換装置においては、結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板の光入射側の表面上に形成された非晶質薄膜は、ｉ型非晶質シリコン、ｐ型非晶質シリコンおよびｎ型非晶質シリコンのいずれかが結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板の第１の凹凸構造に接するように配置される。

従って、結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板の光入射側の表面に凹凸構造が形成されていても、結晶シリコン基板または単結晶シリコン基板の光入射側の表面をパッシベートできる。

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。

この発明は、光電変換装置に適用される。

Claims (5)

1. 光を電気に変換する光電変換装置であって、
   第１の凹凸サイズを有する第１の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた結晶シリコン基板と、
   前記第１の凹凸サイズと異なる第２の凹凸サイズを有する第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられるとともに前記結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して前記結晶シリコン基板上に設けられ、ＩＶ族元素を含む非晶質薄膜とを備える光電変換装置。
2. 前記第１の凹凸サイズは、前記第２の凹凸サイズよりも大きい、請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記非晶質薄膜は、第１の非晶質薄膜および第２の非晶質薄膜のいずれかからなり、
   前記第１の非晶質薄膜は、前記結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して前記結晶シリコン基板上に設けられるとともに前記結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有し、前記第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた第１の非晶質層からなり、
   前記第２の非晶質薄膜は、
   前記結晶シリコン基板の光入射側の表面に接して前記結晶シリコン基板上に設けられ、ｉ型の導電型を有する第２の非晶質層と、
   前記第２の非晶質層に接して前記第２の非晶質層上に設けられるとともに前記結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有し、前記第２の凹凸構造が光入射側の表面に設けられた第３の非晶質層とを含む、請求項１または請求項２に記載の光電変換装置。
4. 前記結晶シリコン基板の光入射側と反対側に設けられ、前記結晶シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する複数の第１の非晶質薄膜と、
   前記結晶シリコン基板の光入射側と反対側に設けられるとともに前記結晶シリコン基板の導電型と同じ導電型を有し、前記結晶シリコン基板の面内方向において前記複数の第１の非晶質薄膜と交互に配置された複数の第２の非晶質薄膜とをさらに備え、
   前記結晶シリコン基板は、単結晶シリコン基板からなる、請求項１または請求項２に記載の光電変換装置。
5. 前記結晶シリコン基板は、
   単結晶シリコンからなるバルク領域と、
   前記単結晶シリコンからなるとともに前記結晶シリコン基板の光入射側と反対側の裏面に接して設けられ、前記バルク領域の導電型と反対の導電型を有する複数の第１の拡散領域と、
   前記単結晶シリコンからなるとともに前記バルク領域の導電型と同じ導電型を有し、前記結晶シリコン基板の面内方向において複数の第１の拡散領域と交互に前記裏面に接して配置された複数の第２の拡散領域とを含む、請求項１または請求項２に記載の光電変換装置。

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