WO2013141232A1 - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

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泰人 三宅
三島　孝博
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三洋電機株式会社
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
  • a solar cell generally includes a photoelectric conversion unit and an electrode.
  • Patent Document 1 describes that an electrode is constituted by a seed layer and contact plating.
  • the main object of the present invention is to provide a solar cell having improved reliability.
  • the solar cell according to the present invention includes a photoelectric conversion unit and an electrode.
  • One main surface of the photoelectric conversion unit includes a silicon surface made of silicon.
  • the electrode is disposed on the photoelectric conversion unit.
  • the electrode includes a tin oxide layer and a metal layer.
  • the tin oxide layer is disposed on the silicon surface.
  • the metal layer is disposed on the tin oxide layer.
  • the tin oxide layer includes a first tin oxide layer and a second tin oxide layer.
  • the second tin oxide layer is laminated on the first tin oxide layer.
  • the second tin oxide layer has a lower oxygen concentration than the first tin oxide layer.
  • At least one surface layer of the tin oxide layer is constituted by the second tin oxide layer.
  • the tin oxide layer and the metal layer are formed in this order on the silicon surface of the photoelectric conversion part including the silicon surface whose main surface is made of silicon.
  • the tin oxide layer and the metal layer are patterned by etching to form an electrode including the patterned tin oxide layer and the patterned metal layer.
  • a tin oxide layer is laminated on the first tin oxide layer, and the second tin oxide layer having a lower oxygen concentration than the first tin oxide layer.
  • the tin oxide layer is formed so that at least one surface layer of the tin oxide layer is constituted by the second tin oxide layer.
  • a solar cell having improved reliability can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic rear view of the solar cell in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the solar cell in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the solar cell in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to Reference Example 2.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the solar cell in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a solar cell in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell in the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a solar cell in the third embodiment.
  • the solar cell 1 includes a photoelectric conversion unit 20.
  • the photoelectric conversion unit 20 has a first main surface and a second main surface 20b. Of the first main surface and the second main surface 20b, the first main surface constitutes a light receiving surface, and the second main surface 20b constitutes a back surface.
  • the “light receiving surface” is a surface that mainly receives light.
  • the photoelectric conversion unit 20 is a member that generates carriers such as holes and electrons when receiving light.
  • the photoelectric conversion unit 20 may generate carriers only when light is received on the first main surface constituting the light receiving surface, and may constitute not only the first main surface but also the back surface.
  • the carrier may also be generated when light is received on the second main surface 20b.
  • the photoelectric conversion unit 20 has a p-type surface 20bp and an n-type surface 20bn on the second main surface 20b.
  • Each of the p-type surface 20bp and the n-type surface 20bn is a silicon surface made of silicon.
  • the p-side electrode 14 is disposed on the p-type surface 20 bp.
  • An n-side electrode 15 is disposed on the n-type surface 20bn.
  • the electrodes 14 and 15 are each provided in a comb shape. Specifically, each of the electrodes 14 and 15 includes a plurality of finger portions extending in one direction, and a bus bar portion that intersects the finger portions and electrically connects the plurality of finger portions.
  • the configuration of the electrode is not particularly limited.
  • the electrode may be composed of only a plurality of finger portions, for example.
  • the photoelectric conversion unit 20 is, for example, disposed on a substrate made of a semiconductor material, a principal surface of the substrate, a p-type semiconductor layer constituting the p-type surface 20 bp, and a principal surface of the substrate. And an n-type semiconductor layer constituting the n-type surface 20bn.
  • the p-type surface 20bp may be constituted by a p-type dopant diffusion region provided on the substrate.
  • the n-type surface 20bn may be constituted by an n-type dopant diffusion region provided on the substrate.
  • the electrodes 14 and 15 respectively include a tin oxide layer 16 disposed on the p-type surface 20 bp or the n-type surface 20 bn, a metal layer 17 disposed on the tin oxide layer 16, and a plating layer 18.
  • a tin oxide layer 16 is disposed immediately above the p-type surface 20 bp or the n-type surface 20 bn.
  • the tin oxide layer 16 includes a first tin oxide layer 16a and a second tin oxide layer 16b laminated on the first tin oxide layer 16a. At least one surface layer of the tin oxide layer 16 is constituted by the second tin oxide layer 16b. Specifically, in the solar cell 1, the surface of the tin oxide layer 16 on the metal layer 17 side is constituted by the second tin oxide layer 16b. The oxygen concentration in the second tin oxide layer 16b is lower than the oxygen concentration in the first tin oxide layer 16a. The thickness of the tin oxide layer 16a is preferably thinner than the thickness of the tin oxide layer 16b.
  • the metal layer 17 is disposed immediately above the tin oxide layer 16.
  • the metal layer 17 preferably contains Cu.
  • the metal layer 17 is preferably made of Cu, Ti, Al, Ag, Ni, or an alloy containing at least two of them.
  • the plating layer 18 is disposed on the metal layer 17. Specifically, the plating layer 18 is disposed so as to cover the upper surface and side surfaces of the metal layer 17.
  • the plating layer 18 is a layer formed by plating such as electrolytic plating.
  • the constituent material of the plating layer 18 is not particularly limited.
  • the plating layer 18 can be made of Cu, an alloy containing Cu, Sn, Ni, Ag, or the like.
  • the photoelectric conversion unit 20 is prepared.
  • a film 26a, a second tin oxide film 26b for constituting the second tin oxide layer 16b, and a metal film 27 for constituting the metal layer 17 are formed in this order.
  • the oxygen concentration on the surface side is reduced by reducing the surface side.
  • First and second tin oxide films 26a and 26b are formed.
  • a metal film 27 is formed on the second tin oxide film 26b.
  • the reduction treatment is performed by, for example, a method of sputtering the surface of the tin oxide film using a target containing an element having a reducing action, a method of irradiating the surface of the tin oxide film with hydrogen plasma, or a tin oxide film Any of the methods of immersing the surface in a liquid having a reducing action can be adopted.
  • Each of the tin oxide film and the metal film can be formed by a sputtering method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or the like.
  • the formation method of the first and second tin oxide films 26a and 26b and the metal layer 17 is not limited to the above method.
  • the first and second tin oxide films 26a and 26b are formed by changing the film forming conditions such as the amount of gas to be added, and then the metal layer 17 is formed to form the first and second tin films.
  • the tin oxide films 26a and 26b and the metal layer 17 may be formed.
  • the first and second tin oxide films 26a and 26b and the metal film 27 are patterned by etching, and the patterned first and second tin oxide layers 16a and 16b and the patterned metal layer are patterned. 17 is formed.
  • Specific examples of the etching solution preferably used for etching the first and second tin oxide films 26a and 26b and the metal film 27 include, for example, hydrochloric acid, oxalic acid, aqua regia, mixed hydrochloric acid and ferric chloride. Liquid and the like.
  • the first and second tin oxide layers 16a and 16b and the metal layer 17 are used as seed layers, and power is supplied to the first and second tin oxide layers 16a and 16b and the metal layer 17, thereby providing a plating layer. 18 is formed.
  • the electrodes 14 and 15 including the first and second tin oxide layers 16a and 16b, the metal layer 17 and the plating layer 18 are formed, and the solar cell 1 is completed.
  • the plating layer 18 is more preferably formed by, for example, electrolytic plating.
  • the tin oxide layer is composed of a single tin oxide layer having a high oxygen concentration and substantially constant throughout the layer
  • patterning is performed by etching the tin oxide layer and the metal layer.
  • the tin oxide layer is likely to be selectively etched laterally from the side surface. For this reason, a tin oxide layer becomes easy to peel from the silicon surface, or a tin oxide layer and a metal layer become easy to peel. Therefore, there are cases where the reliability of the manufactured solar cell is low and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is low.
  • the surface layer on the metal layer 17 side of the tin oxide layer 16 is constituted by the second tin oxide layer 16b that has a relatively low oxygen concentration and is difficult to be etched. For this reason, it can prevent that the surface layer by the side of the metal layer 17 of the tin oxide layer 16 is etched largely, and can suppress that the joining strength of the tin oxide layer 16 and the metal layer 17 falls.
  • the first tin oxide layer 16 a and the second oxide layer 16 b of the present embodiment have lengths in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the electrodes 14 and 15 ( Hereinafter, the width is different).
  • the width of the second tin oxide layer 16b on the metal layer 17 side is wider than the width of the first tin oxide layer 16a on the photoelectric conversion unit 20 side.
  • the tin oxide layer 16 includes the first tin oxide layer 16a having a relatively high oxygen concentration in addition to the second tin oxide layer 16b having a relatively low oxygen concentration. including. For this reason, the increase in the electrical resistance of the tin oxide layer 16 is suppressed. Accordingly, a decrease in photoelectric conversion efficiency can be suppressed.
  • the surface layer on the photoelectric conversion unit 20 side of the tin oxide layer 16 may be configured by the second tin oxide layer 16b having a relatively low oxygen concentration. That is, the second tin oxide layer 16b and the first tin oxide layer 16a may be laminated on the photoelectric conversion unit 20 in this order. At this time, it is preferable that the width of the first tin oxide layer 16a becomes narrower from the second tin oxide layer 16b toward the metal layer 17 in the thickness direction.
  • the plating layer 18 is formed so as to cover the lower surface portion exposed from the first tin oxide layer 16a in addition to the upper surface and side surfaces of the metal layer 17. As a result, the contact area between the metal layer 17 and the plating layer 18 increases, and the contact resistance can be reduced.
  • the first tin oxide film 26a may be formed.
  • a method of changing the width of the first tin oxide layer 16a for example, it can be realized by gradually changing the amount of oxygen gas to be added.
  • the width of the first tin oxide layer 16a may be uniform in the thickness direction of the layer.
  • both the surface layer on the metal layer 17 side of the tin oxide layer 16 and the surface layer on the photoelectric conversion unit 20 side are the second tin oxide layer having a relatively low oxygen concentration.
  • 16b may be used. That is, the second tin oxide layer 16b, the first tin oxide layer 16a, and the second tin oxide layer 16b may be laminated on the photoelectric conversion unit 20 in this order.
  • the width of the first tin oxide layer 16a is narrower than the width of the second tin oxide layer 16b on the metal layer 17 side and the second tin oxide layer 16b on the photoelectric conversion unit 20 side.
  • the tin oxide layer 16 can suppress an increase in electrical resistance while maintaining the bonding strength between the second tin oxide layer 16b, the metal layer 17, and the photoelectric conversion unit 20. Accordingly, a decrease in photoelectric conversion efficiency can be suppressed.
  • the second tin oxide film 26b is further formed. What is necessary is just to form.
  • the oxygen concentration in the tin oxide layer 16 is gradually changed along the thickness direction of the tin oxide layer 16, and a portion having a relatively low oxygen concentration is provided on one surface layer of the tin oxide layer 16. It may be.

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Abstract

　改善された信頼性を有する太陽電池を提供する。　太陽電池１は、光電変換部２０と、電極１４とを備える。光電変換部２０の一主面２０ｂは、シリコンにより構成されたシリコン表面を含む。電極１４は、光電変換部２０の上に配されている。電極１４は、スズ酸化物層１６と、金属層１７とを含む。スズ酸化物層１６は、シリコン表面の上に配されている。金属層１７は、スズ酸化物層１６の上に配されている。スズ酸化物層１６が、第１のスズ酸化物層１６ａと、第２のスズ酸化物層１６ｂとを含む。第２のスズ酸化物層１６ｂは、第１のスズ酸化物層１６ａに積層されている。第２のスズ酸化物層１６ｂは、第１のスズ酸化物層１６ａよりも酸素濃度が低い。スズ酸化物層１６の少なくとも一方の表層が第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されている。

Description

太陽電池及びその製造方法
　本発明は、太陽電池及びその製造方法に関する。
　近年、環境負荷が小さなエネルギー源として、太陽電池に対する注目が高まってきている。太陽電池は、一般的に、光電変換部と、電極とを備えている。例えば特許文献１には、電極をシード層とコンタクトめっきとにより構成することが記載されている。
特表２０１０－５３５４１５号公報
　近年、太陽電池の信頼性をさらに改善したいという要望が高まってきている。
　本発明は、改善された信頼性を有する太陽電池を提供することを主な目的とする。
　本発明に係る太陽電池は、光電変換部と、電極とを備える。光電変換部の一主面は、シリコンにより構成されたシリコン表面を含む。電極は、光電変換部の上に配されている。電極は、スズ酸化物層と、金属層とを含む。スズ酸化物層は、シリコン表面の上に配されている。金属層は、スズ酸化物層の上に配されている。スズ酸化物層が、第１のスズ酸化物層と、第２のスズ酸化物層とを含む。第２のスズ酸化物層は、第１のスズ酸化物層に積層されている。第２のスズ酸化物層は、第１のスズ酸化物層よりも酸素濃度が低い。スズ酸化物層の少なくとも一方の表層が第２のスズ酸化物層により構成されている。
　本発明に係る太陽電池の製造方法では、一主面がシリコンにより構成されたシリコン表面を含む光電変換部のシリコン表面の上に、スズ酸化物層と金属層とをこの順番で形成する。スズ酸化物層及び金属層をエッチングすることによりパターニングし、パターニングされたスズ酸化物層及びパターニングされた金属層を含む電極を形成する。スズ酸化物層が、第１のスズ酸化物層と、第１のスズ酸化物層に積層されており、第１のスズ酸化物層よりも酸素濃度が低い第２のスズ酸化物層とを含み、スズ酸化物層の少なくとも一方の表層が第２のスズ酸化物層により構成されるようにスズ酸化物層を形成する。
　本発明によれば、改善された信頼性を有する太陽電池を提供することができる。
図１は、第１の実施形態における太陽電池の略図的裏面図である。 図２は、第１の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 図３は、第１の実施形態における太陽電池の製造方法を説明するための略図的断面図である。 図４は、参考例２に係る太陽電池の略図的断面図である。 図５は、第２の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 図６は、第２の実施形態における太陽電池の製造方法を説明するための略図的断面図である。 図７は、第３の実施形態における太陽電池の略図的断面図である。 図８は、第３の実施形態における太陽電池の製造方法を説明するための略図的断面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１及び図２に示されるように、太陽電池１は、光電変換部２０を有する。光電変換部２０は、第１の主面と、第２の主面２０ｂとを有する。第１の主面及び第２の主面２０ｂのうち、第１の主面が受光面を構成しており、第２の主面２０ｂが裏面を構成している。ここで、「受光面」とは、主として受光する面である。
　光電変換部２０は、受光した際に正孔や電子などのキャリアを生成させる部材である。光電変換部２０は、受光面を構成している第１の主面において受光した際にのみキャリアを生成させるものであってもよいし、第１の主面のみならず、裏面を構成している第２の主面２０ｂにおいて受光した際にもキャリアを生成させるものであってもよい。
　光電変換部２０は、第２の主面２０ｂに、ｐ型表面２０ｂｐと、ｎ型表面２０ｂｎとを有する。これらｐ型表面２０ｂｐ及びｎ型表面２０ｂｎは、それぞれ、シリコンにより構成されたシリコン表面である。
　ｐ型表面２０ｂｐの上には、ｐ側電極１４が配されている。ｎ型表面２０ｂｎの上には、ｎ側電極１５が配されている。電極１４，１５は、それぞれ、くし歯状に設けられている。具体的には、電極１４，１５は、それぞれ、一方向に延びた複数のフィンガー部と、フィンガー部と交差し、かつ、複数のフィンガー部を電気的に接続するバスバー部とを有する。もっとも、本発明において、電極の構成は、特に限定されない。電極は、例えば、複数のフィンガー部のみによって構成されていてもよい。
　光電変換部２０は、例えば、半導体材料からなる基板と、基板の一主面の上に配されており、ｐ型表面２０ｂｐを構成しているｐ型半導体層と、基板の一主面の上に配されており、ｎ型表面２０ｂｎを構成しているｎ型半導体層とを有していてもよい。ｐ型表面２０ｂｐは、基板に設けられたｐ型ドーパント拡散領域により構成されていてもよい。ｎ型表面２０ｂｎは、基板に設けられたｎ型ドーパント拡散領域により構成されていてもよい。
　電極１４，１５は、それぞれ、ｐ型表面２０ｂｐまたはｎ型表面２０ｂｎの上に配されたスズ酸化物層１６と、スズ酸化物層１６の上に配された金属層１７と、めっき層１８とを有する。スズ酸化物層１６は、ｐ型表面２０ｂｐまたはｎ型表面２０ｂｎの直上に配されている。
　スズ酸化物層１６は、第１のスズ酸化物層１６ａと、第１のスズ酸化物層１６ａに積層された第２のスズ酸化物層１６ｂとを含む。スズ酸化物層１６の少なくとも一方の表層が第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されている。具体的には、太陽電池１では、スズ酸化物層１６の金属層１７側の表面が第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されている。第２のスズ酸化物層１６ｂにおける酸素濃度は、第１のスズ酸化物層１６ａにおける酸素濃度よりも低い。スズ酸化物層１６ａの厚みは、スズ酸化物層１６ｂの厚みに比べ薄いことが好ましい。
　金属層１７は、スズ酸化物層１６の直上に配されている。金属層１７は、Ｃｕを含むことが好ましい。具体的には、金属層１７は、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、またはそれらのうち少なくとも２つを含む合金により構成されていることが好ましい。
　めっき層１８は、金属層１７の上に配されている。具体的には、めっき層１８は、金属層１７の上面及び側面を覆うように配されている。めっき層１８は、電解めっきなどのめっきにより形成された層である。めっき層１８の構成材料は、特に限定されない。めっき層１８は、Ｃｕ、Ｃｕを含む合金、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ等により構成することができる。
　次に、太陽電池１の製造方法の一例について説明する。
　まず、光電変換部２０を用意する。次に、図３に示されるように、光電変換部２０の第２の主面２０ｂの実質的に全面の上に、第１のスズ酸化物層１６ａを構成するための第１のスズ酸化物膜２６ａ、第２のスズ酸化物層１６ｂを構成するための第２のスズ酸化物膜２６ｂ、及び金属層１７を構成するための金属膜２７をこの順番で形成する。
　例えば、光電変換部２０の第２の主面２０ｂの上に、所定の酸素濃度を有するスズ酸化物膜を成膜したあと、表面側を還元処理することによって、表面側の酸素濃度を低下させて第１、第２のスズ酸化物膜２６ａ、２６ｂを形成する。その後、第２のスズ酸化物膜２６ｂ上に金属膜２７を成膜する。還元処理は、例えば、還元作用を有する元素を含んだターゲットを用いてスズ酸化物膜の表面にスパッタリングする方法、スズ酸化物膜の表面に水素プラズマを照射する方法、または、スズ酸化物膜の表面を還元作用を有する液体に浸す方法、のうちのいずれかを採用することができる。スズ酸化物膜や金属膜はそれぞれ、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により形成することができる。
　第１、第２のスズ酸化物膜２６ａ、２６ｂ、及び金属層１７の形成方法は、上記の方法に限られない。例えば、添加するガスの量などの成膜条件を異ならせて第１、第２のスズ酸化物膜２６ａ、２６ｂを成膜したあと、金属層１７を成膜することにより第１、第２のスズ酸化物膜２６ａ、２６ｂ、及び金属層１７を形成してもよい。
　次に、第１、第２のスズ酸化物膜２６ａ、２６ｂ及び金属膜２７をエッチングすることによりパターニングし、パターニングされた第１、第２のスズ酸化物層１６ａ、１６ｂ及びパターニングされた金属層１７を形成する。この第１、第２のスズ酸化物膜２６ａ、２６ｂ及び金属膜２７のエッチングに好ましく用いられるエッチング液の具体例としては、例えば、塩酸、シュウ酸、王水、塩酸と塩化第２鉄の混合液等が挙げられる。
　次に、第１、第２のスズ酸化物層１６ａ、１６ｂ及び金属層１７をシード層として、第１、第２のスズ酸化物層１６ａ、１６ｂ及び金属層１７に給電することにより、めっき層１８を形成する。これにより、第１、第２のスズ酸化物層１６ａ、１６ｂ、金属層１７及びめっき層１８を含む電極１４，１５を形成し、太陽電池１を完成させる。なお、めっき層１８は、例えば、電解めっきにより形成されることがより好ましい。
　例えば、スズ酸化物層を、酸素濃度が高く、且つ、層全体で実質的に一定である単層のスズ酸化物層により構成した場合は、スズ酸化物層及び金属層をエッチングすることによりパターニングする際に、スズ酸化物層のみが、側面から横方向に選択的にエッチングされやすい。このため、スズ酸化物層がシリコン表面から剥離しやすくなったり、スズ酸化物層と金属層とが剥離しやすくなったりする。よって、製造される太陽電池の信頼性が低くなる場合や、太陽電池の光電変換効率が低くなるなどの場合がある。
　本実施形態の太陽電池１では、スズ酸化物層１６の金属層１７側の表層が、相対的に酸素濃度が低く、エッチングされにくい第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されている。このため、スズ酸化物層１６の金属層１７側の表層が大きくエッチングされることを防止でき、スズ酸化物層１６と金属層１７との接合強度が低下することを抑制することができる。
　具体的には、図４に示すように、本実施形態の第１のスズ酸化物層１６ａ及び第２の酸化物層１６ｂは、電極１４，１５の長手方向とは垂直な方向の長さ（以下、幅という）が互いに異なる。金属層１７側の第２のスズ酸化物層１６ｂの幅は、光電変換部２０側の第１のスズ酸化物層１６ａの幅よりも広くなっている。これにより、酸素濃度が高く、且つ、層全体で実質的に一定である単層のスズ酸化物層を用いた場合と比較して、金属層１７の下面とスズ酸化物層１６の上面との接触面積が大きくなり、金属層１７とスズ酸化物層１６の界面における接合強度が大きくなる。従って、改善された信頼性を有し、かつ改善された光電変換効率を有する太陽電池を製造することが可能となる。
　なお、スズ酸化物層と金属層との接合強度を改善する観点からは、スズ酸化物層の全体における酸素濃度を低くすることも考えられる。しかしながら、この場合は、スズ酸化物層の電気抵抗が高くなる。従って、得られる太陽電池の光電変換効率が低くなってしまう場合がある。
　それに対して、太陽電池１では、スズ酸化物層１６は、相対的に酸素濃度が低い第２のスズ酸化物層１６ｂに加えて、相対的に酸素濃度が高い第１のスズ酸化物層１６ａを含む。このため、スズ酸化物層１６の電気抵抗の増大が抑制されている。従って、光電変換効率の低下を抑制することができる。
　以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２及び第３の実施形態）
　第１の実施形態では、スズ酸化物層１６の金属層１７側の表層のみが、酸素濃度が相対的に低い第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されている例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。
　例えば、図５に示されるように、スズ酸化物層１６の光電変換部２０側の表層のみが、酸素濃度が相対的に低い第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されていてもよい。すなわち、光電変換部２０上に第２のスズ酸化物層１６ｂ、第１のスズ酸化物層１６ａがこの順に積層されていてもよい。このとき、第１のスズ酸化物層１６ａは、その厚み方向において第２のスズ酸化物層１６ｂから金属層１７に向かうに従い、幅が狭くなっていることが好ましい。これにより、めっき層１８は、金属層１７の上面及び側面に加え、第１のスズ酸化物層１６ａから露出している下面部分を覆うように形成される。その結果、金属層１７とめっき層１８との接触面積が増加し、接触抵抗を低減することができる。
　その場合は、図６に示されるように、まず、第２のスズ酸化物膜２６ｂを形成した後に、第１のスズ酸化物膜２６ａを形成すればよい。第１のスズ酸化物層１６ａの幅を変化させる方法としては、例えば、添加する酸素ガスの量を徐々に変化させることにより実現可能である。なお、第１のスズ酸化物層１６ａの幅は、層の厚み方向において均一であってもよい。
　例えば、図７に示されるように、スズ酸化物層１６の金属層１７側の表層と、光電変換部２０側の表層との両方が、酸素濃度が相対的に低い第２のスズ酸化物層１６ｂにより構成されていてもよい。すなわち、光電変換部２０上に第２のスズ酸化物層１６ｂ、第１のスズ酸化物層１６ａ、第２のスズ酸化物層１６ｂがこの順に積層されていてもよい。第１のスズ酸化物層１６ａの幅は、金属層１７側の第２のスズ酸化物層１６ｂ及び光電変換部２０側の第２のスズ酸化物層１６ｂの幅よりも狭くなっている。これにより、スズ酸化物層１６は、第２のスズ酸化物層１６ｂと金属層１７及び光電変換部２０との接合強度を維持しつつ、電気抵抗の増大を抑制することができる。従って、光電変換効率の低下を抑制することができる。
　その場合は、図８に示されるように、まず、第２のスズ酸化物膜２６ｂを形成した後に、第１のスズ酸化物膜２６ａを形成した後に、さらに第２のスズ酸化物膜２６ｂを形成すればよい。
　また、スズ酸化物層１６における酸素濃度が、スズ酸化物層１６の厚み方向に沿って徐変しており、スズ酸化物層１６の一方の表層に酸素濃度が相対的に低い部分が設けられていてもよい。
１…太陽電池
１４…ｐ側電極
１５…ｎ側電極
１６…スズ酸化物層
１６ａ…第１のスズ酸化物層
１６ｂ…第２のスズ酸化物層
１７…金属層
２０…光電変換部
２０ｂ…第２の主面
２０ｂｎ…ｎ型表面
２０ｂｐ…ｐ型表面
２６ａ、２６ｂ…スズ酸化物膜
２７…金属膜

Claims (7)

  1. 　一主面がシリコンにより構成されたシリコン表面を含む光電変換部と、
    　前記光電変換部の上に配された電極と、
    を備え、
    　前記電極は、前記シリコン表面の上に配されたスズ酸化物層と、前記スズ酸化物層の上に配された金属層とを含み、
    　前記スズ酸化物層が、第１のスズ酸化物層と、前記第１のスズ酸化物層に積層されており、前記第１のスズ酸化物層よりも酸素濃度が低い第２のスズ酸化物層とを含み、
    　前記スズ酸化物層の少なくとも一方の表層が前記第２のスズ酸化物層により構成されている、太陽電池。
  2. 　前記スズ酸化物層の前記金属層側の表面が前記第２のスズ酸化物層により構成されている、請求項１に記載の太陽電池。
  3. 　前記スズ酸化物層の前記シリコン表面側の表面が前記第２のスズ酸化物層により構成されている、請求項１または２に記載の太陽電池。
  4. 　前記第２のスズ酸化物層の厚みが、前記第１のスズ酸化物層の厚みより小さい、請求項１～３のいずれか一項に記載の太陽電池。
  5. 　前記金属層がＣｕを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の太陽電池。
  6. 　一主面がシリコンにより構成されたシリコン表面を含む光電変換部の前記シリコン表面の上に、スズ酸化物層と金属層とをこの順番で形成する工程と、
    　前記スズ酸化物層及び前記金属層をエッチングすることによりパターニングし、前記パターニングされたスズ酸化物層及びパターニングされた金属層を含む電極を形成する工程と、
    を備え、
    　前記スズ酸化物層が、第１のスズ酸化物層と、前記第１のスズ酸化物層に積層されており、前記第１のスズ酸化物層よりも酸素濃度が低い第２のスズ酸化物層とを含み、前記スズ酸化物層の少なくとも一方の表層が前記第２のスズ酸化物層により構成されるように前記スズ酸化物層を形成する、太陽電池の製造方法。
  7. 　前記スズ酸化物層及び前記金属層のエッチングを、塩酸、シュウ酸、王水、塩酸と塩化第２鉄の混合液のうちいずれかを用いて行う、請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10058819B2 (en) 2015-11-06 2018-08-28 Paccar Inc Thermally integrated compact aftertreatment system
US9824893B1 (en) 2016-06-28 2017-11-21 Lam Research Corporation Tin oxide thin film spacers in semiconductor device manufacturing
US12051589B2 (en) 2016-06-28 2024-07-30 Lam Research Corporation Tin oxide thin film spacers in semiconductor device manufacturing
JP7190814B2 (ja) 2017-02-13 2022-12-16 ラム リサーチ コーポレーション エアギャップの形成方法
US10546748B2 (en) 2017-02-17 2020-01-28 Lam Research Corporation Tin oxide films in semiconductor device manufacturing
US10835866B2 (en) 2017-06-02 2020-11-17 Paccar Inc 4-way hybrid binary catalysts, methods and uses thereof
US10675586B2 (en) 2017-06-02 2020-06-09 Paccar Inc Hybrid binary catalysts, methods and uses thereof
CN111771264A (zh) 2018-01-30 2020-10-13 朗姆研究公司 在图案化中的氧化锡心轴
CN111886689A (zh) 2018-03-19 2020-11-03 朗姆研究公司 无倒角通孔集成方案
US10906031B2 (en) 2019-04-05 2021-02-02 Paccar Inc Intra-crystalline binary catalysts and uses thereof
US11007514B2 (en) 2019-04-05 2021-05-18 Paccar Inc Ammonia facilitated cation loading of zeolite catalysts
WO2020263757A1 (en) 2019-06-27 2020-12-30 Lam Research Corporation Alternating etch and passivation process
US10934918B1 (en) 2019-10-14 2021-03-02 Paccar Inc Combined urea hydrolysis and selective catalytic reduction for emissions control

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08107225A (ja) * 1994-10-06 1996-04-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜太陽電池の製造方法
JPH11117080A (ja) * 1997-10-15 1999-04-27 Asahi Denka Kogyo Kk 金属酸化物薄膜のエッチング方法
JP2000058888A (ja) * 1998-08-03 2000-02-25 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
JP2005038907A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Kyocera Corp 集積型光電変換装置
JP2005101151A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子およびその製造方法
JP2012049193A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池の製造方法
WO2012132614A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 三洋電機株式会社 光電変換装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6495392B2 (en) * 1999-08-24 2002-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing a semiconductor device
JP5142565B2 (ja) * 2007-03-20 2013-02-13 三洋電機株式会社 太陽電池の製造方法
JP5334926B2 (ja) * 2010-08-02 2013-11-06 三洋電機株式会社 太陽電池の製造方法
JPWO2012020682A1 (ja) * 2010-08-09 2013-10-28 株式会社カネカ 結晶シリコン系太陽電池
EP2690667A4 (en) * 2011-03-25 2014-10-08 Sanyo Electric Co METHOD FOR PRODUCING PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE
JP5879538B2 (ja) * 2011-03-25 2016-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光電変換装置及びその製造方法
EP2693488A4 (en) * 2011-03-28 2014-10-15 Sanyo Electric Co PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08107225A (ja) * 1994-10-06 1996-04-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜太陽電池の製造方法
JPH11117080A (ja) * 1997-10-15 1999-04-27 Asahi Denka Kogyo Kk 金属酸化物薄膜のエッチング方法
JP2000058888A (ja) * 1998-08-03 2000-02-25 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池及びその製造方法
JP2005038907A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Kyocera Corp 集積型光電変換装置
JP2005101151A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子およびその製造方法
JP2012049193A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池の製造方法
WO2012132614A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 三洋電機株式会社 光電変換装置

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