WO2017122422A1 - 太陽電池および太陽電池を生産する方法 - Google Patents

太陽電池および太陽電池を生産する方法 Download PDF

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WO2017122422A1
WO2017122422A1 PCT/JP2016/083637 JP2016083637W WO2017122422A1 WO 2017122422 A1 WO2017122422 A1 WO 2017122422A1 JP 2016083637 W JP2016083637 W JP 2016083637W WO 2017122422 A1 WO2017122422 A1 WO 2017122422A1
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oxide film
film
aluminum oxide
silicon
main surface
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PCT/JP2016/083637
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邦彦 西村
達郎 綿引
洋平 湯田
哲郎 林田
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三菱電機株式会社
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    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell and a method for producing a solar cell.
  • minute irregularities called textures are formed on the light receiving surface of an n-type silicon substrate, and an impurity diffusion layer having a p-type conductivity type is formed along the entire light receiving surface of the n-type silicon substrate.
  • An impurity diffusion layer having an n-type conductivity type is formed along the entire back surface of the n-type silicon substrate.
  • the light receiving surface is covered with a dielectric film that becomes a passivation film and an antireflection film.
  • the dielectric film covering the light receiving surface may be a single layer film made of a silicon nitride film or the like that becomes a passivation film and a light reflection preventing film, or an aluminum oxide film that becomes a passivation film or a nitride film that becomes a light reflection preventing film. In some cases, it may be a laminated film made of a silicon film or the like.
  • the back surface is covered with a dielectric film that becomes a passivation film.
  • the dielectric film covering the back surface is a silicon nitride film or the like.
  • An electrode having a comb-like planar shape is passed through the dielectric film covering the light receiving surface.
  • the electrode that penetrates the dielectric film covering the light receiving surface is formed by causing the electrode precursor to fire through the dielectric film covering the light receiving surface.
  • An electrode having a comb-like planar shape is passed through the dielectric film covering the back surface.
  • the electrode penetrating the dielectric film covering the back surface is formed by causing the electrode precursor to fire through the dielectric film covering the back surface.
  • Patent Document 1 The solar cell described in Patent Document 1 is an example of a conventional solar cell.
  • the n-type silicon substrate is a phosphorus-doped ⁇ 100 ⁇ N-type as-cut silicon substrate (hereinafter referred to as “phosphorus-doped substrate”), and an impurity diffusion layer having a p-type conductivity type Is a boron diffusion layer, and an impurity diffusion layer having n-type conductivity is a phosphorus diffusion layer (paragraph 0042).
  • the boron diffusion layer is obtained by superposing a back surface of one of the two phosphorus-doped substrates and a back surface of the other phosphorus-doped substrate of the two phosphorus-doped substrates at 1000 ° C. in a boron bromide atmosphere.
  • the phosphorus diffusion layer is obtained by superposing a back surface of one of the two phosphorus-doped substrates and a back surface of the other phosphorus-doped substrate of the two phosphorus-doped substrates at 850 ° C. in a phosphorus oxychloride atmosphere. It is formed by heat treatment (paragraph 0042).
  • the texture is formed by removing slice damage from the phosphorus-doped substrate with a hot concentrated potassium hydroxide aqueous solution and then immersing the phosphorus-doped substrate in a potassium hydroxide / 2-propanol aqueous solution (paragraph 0042).
  • the dielectric film covering the light receiving surface is a laminated film composed of an aluminum oxide film serving as a passivation film and a titanium oxide film serving as a light reflection preventing film (paragraphs 0002, 0005 and 0043).
  • the aluminum oxide film is formed by atomic layer deposition (paragraph 0043).
  • the titanium oxide film is formed by atmospheric pressure CVD (paragraph 0043).
  • the dielectric film covering the back surface is a silicon nitride film that becomes a passivation film (paragraphs 0004 and 0042).
  • the silicon nitride film is formed by a plasma CVD method (paragraph 0042).
  • the aluminum oxide film in order to make the electrode come into good electrical contact with the light-receiving surface after fire-through, the aluminum oxide film must have a thickness of 40 nm or less, and desirably 30 nm or less. And particularly desirably 20 nm or less (paragraphs 0021 and 0032). According to the description in Patent Document 1, when the aluminum oxide has a thickness of 20 nm to 100 nm, the aluminum oxide film becomes a passivation film (paragraph 0033 and FIG. 7).
  • a part of the main surface exhibiting n-type conductivity of the pn junction may be covered with an aluminum oxide film, and aluminum suitable for electrical connection to the main surface exhibiting n-type conductivity may be used.
  • the contact resistance between the electrode not included and the main surface exhibiting the n-type conductivity increases and the conversion efficiency decreases.
  • the present invention aims to solve these problems.
  • the problem to be solved by the present invention is to make it difficult for carrier recombination at the end face of the pn junction to occur and to increase the open-circuit voltage of the solar cell.
  • the problem to be solved by the present invention is to reduce the contact resistance between the electrode that does not contain aluminum and the principal surface of the pn junction that exhibits the n-type conductivity, and to increase the conversion efficiency of the solar cell. .
  • a solar cell includes a pn junction, a first dielectric film, a second dielectric film, a first electrode, and a second electrode.
  • the pn junction has a pn junction and has one main surface, an end surface, and the other main surface.
  • One main surface exhibits p-type conductivity.
  • the other main surface exhibits n-type conductivity.
  • the first dielectric film is composed of a portion covering one main surface and a portion covering the end surface.
  • the portion covering one main surface includes the first aluminum oxide film.
  • the portion covering the end surface includes a second aluminum oxide film.
  • the second dielectric film covers the other main surface and does not include the aluminum oxide film.
  • the first electrode passes through a portion covering one main surface, is in contact with one main surface, and contains silver.
  • the second electrode penetrates the second dielectric film, is in contact with the other main surface, contains silver but does not contain aluminum.
  • a method for producing a solar cell includes a step of preparing a pn junction, a step of forming a first dielectric film, and a step of forming a second dielectric film. , A step of forming a first electrode precursor and a second electrode precursor, and a step of firing the composite.
  • the pn junction has a pn junction and has one main surface, an end surface, and the other main surface.
  • One main surface exhibits p-type conductivity.
  • the other main surface exhibits n-type conductivity.
  • the first dielectric film is composed of a portion covering one main surface and a portion covering the end surface.
  • the portion covering one main surface includes the first aluminum oxide film.
  • the portion covering the end surface includes a second aluminum oxide film.
  • a first aluminum oxide film, a second aluminum oxide film, and a third aluminum oxide film are formed.
  • the third aluminum oxide film protrudes on the other main surface.
  • a first mask film covering the first aluminum oxide film and a second mask film covering the second aluminum oxide film are formed.
  • the third aluminum oxide film is not covered.
  • the third aluminum oxide film is removed.
  • a state in which the first mask film covers the first aluminum oxide film and the second mask film covers the second aluminum oxide film is maintained, and the first aluminum oxide film and the second aluminum oxide film are maintained. It is prevented from being removed.
  • the second dielectric film covers the other main surface and does not include the aluminum oxide film.
  • the second dielectric film may be formed before the first dielectric film is formed, or may be formed after the second dielectric film is formed.
  • the first electrode precursor is opposed to one main surface and contains silver.
  • the second electrode precursor is opposed to the other main surface with the second dielectric film interposed therebetween, and contains silver but does not contain aluminum.
  • the first electrode precursor is changed to the first electrode by firing the composite.
  • the first electrode passes through a portion covering one main surface and is in contact with one main surface.
  • the second electrode precursor fires through the second dielectric film and changes to the second electrode.
  • the second electrode penetrates the second dielectric film and contacts the other main surface.
  • the end surface of the pn junction is covered with the dielectric film including the aluminum oxide film, carrier recombination hardly occurs on the end surface of the pn junction. Thereby, the open circuit voltage of a solar cell becomes high.
  • the pn junction can be applied to the main surface of the pn junction that exhibits the n-type conductivity. It is not hindered that an electrode containing no aluminum suitable for electrical connection comes into contact with the main surface of the pn junction having the n-type conductivity type. Thereby, the contact resistance of the electrode which does not contain aluminum, and the main surface which exhibits the n-type conductivity type of a pn junction body becomes low, and the conversion efficiency of a solar cell becomes high.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a top view schematically showing the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a bottom view schematically showing the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for producing the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment. It is a figure which shows the relationship between the time which removes a 3rd aluminum oxide film, and current density. It is a figure which shows the relationship between the time which removes a 3rd aluminum oxide film, and an open circuit voltage. It is a figure which shows the relationship between the time which removes a 3rd aluminum oxide film, and a fill factor. It is a figure which shows the relationship between the time which removes a 3rd aluminum oxide film, and efficiency.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for producing a solar cell of a basic example of the second embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell of a basic example of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell according to a modification example of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for producing a solar cell according to a modification of the second embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modified example of Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for producing the solar cell of the third embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell according to Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing the solar cell of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a bottom view schematically showing the solar cell of the first embodiment.
  • each of the solar cells 1000 includes a silicon substrate 1010, a first aluminum oxide film 1011, a second aluminum oxide film 1012, a first silicon nitride film 1013, a second A silicon nitride film 1014, a third silicon nitride film 1015, a first electrode 1016, and a second electrode 1017 are provided.
  • the silicon substrate 1010 includes a boron diffusion layer 1020, an n-type silicon layer 1021, and a phosphorus diffusion layer 1022, and has a light receiving surface 1060 that is one main surface, an end surface 1061, and a back surface 1062 that is the other main surface.
  • the silicon substrate 1010 constitutes a pn junction 1030.
  • the first aluminum oxide film 1011 and the first silicon nitride film 1013 constitute a portion 1050 that covers the light receiving surface 1060 in the first dielectric film 1040.
  • the second aluminum oxide film 1012 and the second silicon nitride film 1014 constitute a portion 1051 that covers the end face 1061 of the first dielectric film 1040.
  • the third silicon nitride film 1015 forms a second dielectric film 1041 that covers the back surface 1052.
  • a texture is formed on the surface 1055 of the silicon substrate 1010.
  • the texture is minute unevenness and confines light on the surface 1055.
  • Each of the protrusions forming the unevenness is typically a structure having a length of 0.1 to 10 ⁇ m on one side. Since the texture is minute unevenness, the texture is not depicted in FIGS.
  • the silicon substrate 1010 is mainly made of silicon.
  • the boron diffusion layer 1020 has a p-type conductivity type along the light receiving surface 1060. Due to the boron diffusion layer 1020, the light-receiving surface 1060 exhibits p-type conductivity.
  • the pn junction 1030 has a pn junction 1070 at the interface between the boron diffusion layer 1020 having p-type conductivity and the n-type silicon layer 1021 having n-type conductivity. For this reason, the boron diffusion layer 1020 becomes an emitter.
  • the boron diffusion layer 1020 may be replaced with an impurity diffusion layer having another type of p-type conductivity.
  • the boron diffusion layer 1020 may be replaced with an aluminum diffusion layer, a gallium diffusion layer, an indium diffusion layer, or the like.
  • the phosphorous diffusion layer 1022 has an n-type conductivity type along the back surface 1062.
  • the back surface 1062 exhibits n-type conductivity.
  • the phosphorous diffusion layer 1022 generates an electric field inside the silicon substrate 1010, and the photogenerated carriers inside the silicon substrate 1010 are kept away from the back surface 1062. That is, the phosphorus diffusion layer 1022 becomes a BSF (Back Surface Field) layer.
  • the phosphorus diffusion layer 1022 may be replaced with an impurity diffusion layer having another type of n-type conductivity.
  • the phosphorus diffusion layer 1022 may be replaced with an antimony diffusion layer, an arsenic diffusion layer, or the like.
  • the n-type silicon layer 1021 has an n-type conductivity, is between the boron diffusion layer 1020 and the phosphorus diffusion layer 1022, and is exposed to the end face 1061. As a result, the boron diffusion layer 1020 and the phosphorus diffusion layer 1022 are separated from each other at the end face 1061, and leakage current between the boron diffusion layer 1020 and the phosphorus diffusion layer 1022 is suppressed.
  • the first dielectric film 1040 includes a portion 1050 covering the light receiving surface 1060 and a portion 1051 covering the end surface 1061, and does not include a portion covering the back surface 1062.
  • the portion 1050 covering the light receiving surface 1060 is made of the first aluminum oxide film 1011 and the first silicon nitride film 1013.
  • a portion 1051 covering the end face 1061 is formed of the second aluminum oxide film 1012 and the second silicon nitride film 1014.
  • the portion 1050 covering the light receiving surface 1060 may include a film other than the first aluminum oxide film 1011 and the first silicon nitride film 1013.
  • the portion 1051 that covers the end surface 1061 may include a film other than the second aluminum oxide film 1012 and the second silicon nitride film 1014.
  • the first aluminum oxide film 1011 covers the light receiving surface 1060.
  • the first silicon nitride film 1013 covers the first aluminum oxide film 1011.
  • the second aluminum oxide film 1012 covers the end surface 1061.
  • the second silicon nitride film 1014 covers the second aluminum oxide film 1012.
  • the second aluminum oxide film 1012 is continuous from the first aluminum oxide film 1011.
  • the second silicon nitride film 1014 is continued from the first silicon nitride film 1013.
  • Each of the first aluminum oxide film 1011 and the second aluminum oxide film 1012 has a thickness of 5 nm. Both or one of the first aluminum oxide film 1011 and the second aluminum oxide film 1012 may be thinner or thicker.
  • Each of the first aluminum oxide film 1011 and the second aluminum oxide film 1012 has a negative fixed charge.
  • the first aluminum oxide film 1011 covering the light-receiving surface 1060 exhibiting the p-type conductivity has many defects that are electrons that are minority carriers photogenerated in the boron diffusion layer 1020 having the p-type conductivity type. It is kept away from the light receiving surface 1060 which is an interface. Therefore, the first aluminum oxide film 1011 is less likely to cause carrier recombination on the light receiving surface 1060 and becomes a good passivation film.
  • the second aluminum oxide film 1012 covering the end surface 1061 keeps electrons, which are photogenerated carriers, away from the end surface 1061 which is an interface with many defects.
  • the second aluminum oxide film 1012 is less likely to cause carrier recombination at the end face 1061 and becomes a passivation film. Since each of the first aluminum oxide film 1011 and the second aluminum oxide film 1012 has a high density of negative fixed charges, it becomes a passivation film even when it has a thickness of only 5 nm. Making it difficult for carrier recombination to occur at the light receiving surface 1060 and the end surface 1061 contributes to increasing the open-circuit voltage of the solar cell 1000.
  • each of the first silicon nitride film 1013 and the second silicon nitride film 1014 has a large refractive index of about 2.0. Therefore, each of the first silicon nitride film 1013 and the second silicon nitride film 1014 is a good antireflection film. Both or one of the first silicon nitride film 1013 and the second silicon nitride film 1014 may be replaced with another type of antireflection film. For example, both or one of the first silicon nitride film 1013 and the second silicon nitride film 1014 may be replaced with a silicon oxide film, a titanium oxide film, a silicon carbide film, a tin oxide film, or the like.
  • Each of the first aluminum oxide film 1011 and the second aluminum oxide film 1012 has a refractive index as small as about 1.76 and a thickness of only 5 nm, so that it does not become a good antireflection film.
  • each of the first silicon nitride film 1013 and the second silicon nitride film 1014 covering the first aluminum oxide film 1011 and the second aluminum oxide film 1012 is a good antireflection film. Therefore, light reflection at the light receiving surface 1060 and the end surface 1061 is satisfactorily suppressed.
  • the second dielectric film 1041 covers the back surface 1062 and is made of a third silicon nitride film 1015.
  • the second dielectric film 1041 may include a film other than the third silicon nitride film 1015.
  • the third silicon nitride film 1015 has a positive fixed charge. Therefore, the third silicon nitride film 1015 covering the back surface 1062 exhibiting n-type conductivity has many defects, which are minority carriers photogenerated in the phosphorus diffusion layer 1022 having n-type conductivity. A good passivation film is formed away from the back surface 1062 which is an interface. The third silicon nitride film 1015 may be replaced with another kind of passivation film.
  • the second dielectric film 1041 does not include an aluminum oxide film.
  • the second electrode 1017 containing no aluminum suitable for electrical connection to the back surface 1062 having n-type conductivity is not inhibited from coming into contact with the back surface 1062. This contributes to reducing the contact resistance between the second electrode 1017 and the back surface 1062 and increasing the conversion efficiency of the solar cell 1000.
  • a first opening 1080 is formed in the portion 1050 that covers the light receiving surface 1060.
  • the first opening 1080 has a planar shape that matches the planar shape of the first electrode 1016 and has a comb-like planar shape.
  • a second opening 1081 is formed in the second dielectric film 1041.
  • the second opening 1081 has a planar shape that matches the planar shape of the second electrode 1017 and has a comb-like planar shape.
  • the first electrode 1016 passes through the portion 1050 covering the light receiving surface 1060 via the first opening 1080, is in contact with the light receiving surface 1060, and is electrically connected to the boron diffusion layer 1020.
  • the first electrode 1016 includes silver and aluminum.
  • the first electrode 1016 has a comb-like planar shape and includes a finger electrode 1090 and a bus electrode 1091.
  • the first electrode 1016 may have a planar shape that is not comb-shaped.
  • the finger electrode 1090 includes a large number of linear electrodes arranged in parallel.
  • the arrangement pitch of the multiple linear electrodes is not limited, but is, for example, 1.5 mm.
  • the line width of each of the multiple linear electrodes is not limited, but is, for example, 50 ⁇ m.
  • the bus electrode 1091 is composed of four linear electrodes arranged in parallel. It is also permissible for the bus electrode to be composed of 3 or less or 5 or more linear electrodes.
  • the arrangement pitch of the four linear electrodes is not limited, but is, for example, 39 mm.
  • the line width of each of the four linear electrodes is not limited, but is 1 mm, for example.
  • Each of the multiple linear electrodes is orthogonal to each of the four linear electrodes.
  • the second electrode 1017 penetrates the second dielectric film 1041 via the second opening 1081, contacts the back surface 1062, and is electrically connected to the phosphorus diffusion layer 1022.
  • the second electrode 1017 contains silver but does not contain aluminum. Since the second electrode 1017 does not contain aluminum, the conductivity type is not affected even when the second electrode 1017 is in contact with the back surface 1062 exhibiting the n-type conductivity type.
  • the second electrode 1017 has a comb-like planar shape, and includes a finger electrode 1100 and a bus electrode 1101.
  • the second electrode 1017 may have a planar shape that is not comb-shaped.
  • the finger electrode 1100 includes a large number of linear electrodes arranged in parallel.
  • the arrangement pitch of the multiple linear electrodes is not limited, but is, for example, 1.2 mm.
  • the line width of each of the multiple linear electrodes is not limited, but is, for example, 50 ⁇ m.
  • the bus electrode 1101 is composed of four linear electrodes arranged in parallel.
  • the bus electrode 1101 may be composed of three or less or five or more linear electrodes.
  • the arrangement pitch of the four linear electrodes is not limited, but is, for example, 39 mm.
  • the line width of each of the four linear electrodes is not limited, but is 1 mm, for example.
  • Each of the multiple linear electrodes is orthogonal to each of the four linear electrodes.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for producing the solar cell of the first embodiment.
  • FIGS. 5 to 15 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the first embodiment.
  • an n-type single crystal silicon substrate is prepared.
  • the prepared n-type single crystal silicon substrate is manufactured by slicing an ingot into a plate shape, and includes a damage layer formed when the slice is sliced in a surface layer portion along the surface.
  • a semiconductor substrate other than the n-type single crystal silicon substrate may be prepared.
  • an n-type polycrystalline silicon substrate may be prepared.
  • step S102 shown in FIG. 4 texture etching is performed on the prepared n-type single crystal silicon substrate (hereinafter referred to as “n-type silicon substrate”).
  • n-type silicon substrate an n-type silicon substrate 1120 having a texture formed on the entire surface 1110 shown in FIG. 5 is obtained.
  • Texture etching is performed by a solution treatment in which the prepared n-type silicon substrate is immersed in an etching solution.
  • the etching solution is 90 parts by weight of 6% aqueous sodium hydroxide mixed with 10 parts by weight of isopropanol.
  • the temperature of the etching solution is 80 ° C.
  • the immersion time is 10 minutes. According to the conditions of this texture etching, the etching depth becomes about 10 ⁇ m, and the damaged layer is removed from the prepared n-type silicon substrate.
  • the texture etching conditions may be changed.
  • concentration of the aqueous sodium hydroxide solution may be changed, and the mixing amount of isopropanol may be changed.
  • the etching solution may be a solution obtained by adding a commercially available additive for texture etching to an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution.
  • the etching solution may be a mixed solution composed of hydrofluoric acid and nitric acid.
  • RIE reactive ion etching
  • a boron silicate glass (BSG) film 1140 is formed to cover the light receiving surface 1130 and the end surface 1131 of the n-type silicon substrate 1120 shown in FIG.
  • An undoped silicate glass (NSG) film 1141 that further covers the film 1140 is formed.
  • a composite 1150 including the n-type silicon substrate 1120, the BSG film 1140, and the NSG film 1141 shown in FIG. 6 is obtained.
  • the BSG film 1140 is a boron source that is diffused into the n-type silicon substrate 1120 to form a boron diffusion layer.
  • the NSG film 1141 becomes a cap film that suppresses volatilization of boron in the annealing atmosphere while boron is diffused in the n-type silicon substrate 1120.
  • the NSG film 1141 may be omitted.
  • the BSG film 1140 and the NSG film 1141 are formed by an atmospheric pressure chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD atmospheric pressure chemical vapor deposition
  • the n-type silicon substrate 1120 is placed on the SiC tray so that the back surface 1132 is in contact with the SiC tray, and in the first source gas at atmospheric pressure and at atmospheric pressure. It is horizontally conveyed so as to sequentially pass through the second source gas.
  • the first source gas is a mixed gas composed of silane gas, oxygen gas, and diborane gas.
  • the second source gas is a mixed gas composed of silane gas and oxygen gas.
  • N-type silicon substrate 1120 is heated to 500 ° C. by heating the SiC tray.
  • the back surface 1132 is in contact with the SiC tray, so the BSG film 1140 and the NSG film 1141 do not protrude from the back surface 1132.
  • the composite 1150 is immersed in 0.5% hydrofluoric acid for 120 seconds, and the portion of the BSG film 1140 that protrudes from the periphery of the back surface 1132 and the periphery of the back surface 1132 of the NSG film 1141 The portion that protrudes above is selectively removed.
  • the selective removal is possible because the portion of the BSG film 1140 that protrudes from the periphery of the back surface 1132 and the portion of the NSG film 1141 that protrudes from the periphery of the back surface 1132 are incomplete. Therefore, the etching rate with respect to hydrofluoric acid is fast and is removed in a short time.
  • Both or one of the BSG film 1140 and the NSG film 1141 may be changed. Both or one of the BSG film 1140 and the NSG film 1141 may be formed by a formation method other than the atmospheric pressure CVD method.
  • step S104 a composite 1190 including the silicon substrate 1180, the BSG film 1181, and the NSG film 1182 formed with the boron diffusion layer 1170 along the light receiving surface 1160 and the end surface 1161 shown in FIG. 7 is obtained.
  • an object to be processed in which 300 composites 1150 are placed on a quartz glass boat at a pitch of 3.5 mm is prepared.
  • An object to be processed is carried into a quartz tube of a horizontal diffusion furnace heated to 750 ° C. Thereafter, the quartz tube is heated up to 1000 ° C. in a state where nitrogen gas is flowed into the quartz tube so that the flow rate becomes 10 SLM, and this state is maintained for 30 minutes, and boron is thermally diffused. Thereafter, the temperature of the quartz tube is lowered to 750 ° C., and the object to be processed is carried out of the quartz tube.
  • the annealing conditions may be changed.
  • step S105 shown in FIG. 4 as shown in FIG. 8, a phosphorus glass (PSG) film 1210 covering the surface 1200 of the composite 1190 shown in FIG. 7 is formed, and phosphorus contained in the PSG film 1210 is formed. Thermal diffusion is performed on the surface layer portion along the back surface 1162 of the silicon substrate 1180.
  • the silicon substrate 1250, the BSG film 1181, the NSG film 1182 and the PSG formed with the boron diffusion layer 1170 along the light receiving surface 1230 and the end surface 1231 and the phosphorus diffusion layer 1022 along the back surface 1232 shown in FIG.
  • a composite 1260 comprising a membrane 1210 is obtained.
  • an object to be processed in which 300 composites 1190 are placed on a quartz glass boat at a pitch of 3.5 mm is prepared.
  • An object to be processed is carried into a quartz tube of a horizontal diffusion furnace heated to 750 ° C. Thereafter, the quartz tube is heated to 850 ° C. in a state where nitrogen gas is flowed into the quartz tube so that the flow rate becomes 10 SLM. After that, the material gas is flowed into the quartz tube, the state is maintained for 10 minutes, the PSG film 1210 is formed, and phosphorus is thermally diffused.
  • the material gas is a mixed gas composed of phosphorus oxychloride and nitrogen gas obtained by bubbling phosphorus oxychloride (POCl3) sealed in a glass container with nitrogen gas. Conditions for forming the PSG film 1210 and phosphorus diffusion may be changed.
  • the PSG film 1210 not only covers the back surface 1232 but also faces the light receiving surface 1230 and the end surface 1231. However, since the light receiving surface 1230 and the end surface 1231 are covered with the barrier layer formed of the BSG film 1181 and the NSG film 1182, phosphorus does not diffuse into the surface layer portion along the light receiving surface 1230 and the surface layer portion along the end surface 1231.
  • the main surface 1225 on the light receiving surface side of one composite 1190 of the two composites 1190 and the light receiving surface side of the other composite 1190 of the two composites 1190 is inserted into one slit. This further suppresses the thermal diffusion of phosphorus in the surface layer along the light receiving surface 1230 and doubles the composite 1190 that can be processed at a time.
  • step S106 shown in FIG. 4 as shown in FIG. 9, glass etching is performed on composite 1260 shown in FIG. 8, and BSG film 1181, NSG film 1182 and PSG film 1210 are removed from composite 1260. Is done. Through step S106, the silicon substrate 1250 shown in FIG. 9 is obtained.
  • the composite 1260 When glass etching is performed on the composite 1260, the composite 1260 is immersed in 10% hydrofluoric acid for 4 minutes. Glass etching conditions may be changed.
  • the sheet resistance of the boron diffusion layer 1170 is 110 ⁇ / sq, and the sheet resistance of the phosphorus diffusion layer 1022 is 40 ⁇ / sq.
  • the sheet resistance of the phosphorus diffusion layer 1022 includes the contribution of the n-type silicon layer 1021.
  • the sheet resistance of the boron diffusion layer 1170 and the sheet resistance of the phosphorus diffusion layer 1022 may change.
  • step S107 shown in FIG. 4 as shown in FIG. 10, boron diffusion layer 1170 and phosphorus diffusion layer 1022 of silicon substrate 1250 shown in FIG. 9 are separated from each other.
  • the silicon substrate 1010 in which the boron diffusion layer 1020 along the light receiving surface 1060 and the phosphorus diffusion layer 1022 along the back surface 1062 are formed as shown in FIG. 10 is obtained, and the pn junction 1030 is obtained.
  • Boron diffusion layer 1170 and phosphorus diffusion layer 1022 may be separated from each other by a process other than the plasma process.
  • An aluminum oxide (Al 2 O 3) film 1012 is formed.
  • a composite 1280 including the silicon substrate 1010, the first aluminum oxide film 1270, and the second aluminum oxide film 1012 shown in FIG. 11 is obtained.
  • the first aluminum oxide film 1270 and the second aluminum oxide film 1012 are formed by an atomic layer deposition (ALD) method.
  • ALD atomic layer deposition
  • an object to be processed on which the silicon substrate 1010 is placed on the tray is prepared so that the back surface 1062 of the silicon substrate 1010 is in contact with the tray.
  • An object to be processed is placed inside the film formation chamber, the tray is kept at 200 ° C., the inside of the film formation chamber is once evacuated, and then the introduction of trimethylaluminum (TMA) vapor into the film formation chamber and water vapor Are alternately introduced into the film forming chamber.
  • TMA trimethylaluminum
  • TMA vapor and water vapor are alternately in contact with the light receiving surface 1060 and the end surface 1061, and the bonding of the aluminum atoms to the outermost surface and the bonding of the oxygen atoms to the outermost surface occur alternately, and the dense first aluminum oxide A film 1270 and a second aluminum oxide film 1012 are formed.
  • the composite 1280 is heat-treated at 425 ° C. for 20 minutes. Thereby, the first aluminum oxide film 1270 and the second aluminum oxide film 1012 are annealed.
  • the conditions for the heat treatment may be changed.
  • the heat treatment in step S108 may be omitted, and the first aluminum oxide film 1270 and the second aluminum oxide film 1012 may be annealed when heating is performed in step S109 shown in FIG.
  • the third aluminum oxide film 1290 wraps around the peripheral portion of the back surface 1062, and the back surface 1062
  • the third aluminum oxide film 1290 that protrudes above the substrate also forms the composite 1280.
  • the range in which the third aluminum oxide film 1290 is formed extends to a position 20 mm away from the boundary between the end face 1061 and the back face 1062.
  • the molecules of the supplied gas itself are the film-forming species. Therefore, as long as the supplied gas can enter the gap between the tray and the back surface 1062, normal film formation is also performed on the back surface 1062 in contact with the tray. Film formation is performed at a rate.
  • the plasma CVD method there is a low probability that a film-forming species exists in the gap where plasma discharge does not directly exist, and film formation is difficult to be performed on the back surface 1062 in contact with the tray.
  • the second electrode precursor that finally becomes the second electrode 1017 does not contain aluminum, it is difficult to fire through the third aluminum oxide film 1290 to the second electrode precursor. Thus, the third aluminum oxide film 1290 is removed before the second electrode precursor is formed.
  • step S109 shown in FIG. 4 as shown in FIG. 12, the first silicon nitride covering each of the first aluminum oxide film 1270 and the second aluminum oxide film 1012 of the composite 1280 shown in FIG. A film 1300 and a second silicon nitride film 1014 are formed.
  • the first silicon nitride film 1300 and the second silicon nitride film 1014 are formed by a parallel plate type plasma CVD method.
  • a mixed gas composed of 1 volume part of silane gas, 4 volume parts of ammonia gas, and 4 volume parts of nitrogen gas is formed in the film formation chamber. Introduced inside.
  • the conditions for forming the first silicon nitride film 1300 and the second silicon nitride film 1014 may be changed.
  • the first silicon nitride film 1300 and the second silicon nitride film 1014 may be formed by a formation method other than the plasma CVD method.
  • the main surface 1320 on the back surface side of the composite 1280 that is in contact with the tray is difficult to form.
  • 3 aluminum oxide film 1290 is not covered with the silicon nitride film and is exposed to the outside of the composite 1310.
  • step S110 shown in FIG. 4 as shown in FIG. 13, third aluminum oxide film 1290 is removed from composite 1310 shown in FIG. 12, and portion 1315 and end face 1061 covering light receiving surface 1060 are covered.
  • a first dielectric film 1317 consisting of a portion 1316 is obtained.
  • a portion 1315 covering the light receiving surface 1060 is composed of the first aluminum oxide film 1270 and the first silicon nitride film 1300.
  • a portion 1316 covering the end face 1061 is composed of the second aluminum oxide film 1012 and the second silicon nitride film 1014.
  • step S110 a composite 1330 including the silicon substrate 1010 and the first dielectric film 1317 shown in FIG. 13 is obtained.
  • the composite 1310 When the third aluminum oxide film 1290 is removed, the composite 1310 is immersed in 0.5% hydrofluoric acid for 90 seconds.
  • the etching rate of the silicon nitride film with respect to hydrofluoric acid is 1/10 or less of the etching rate of the aluminum oxide film with respect to hydrofluoric acid. Therefore, the composite 1310 is maintained while the state in which the first aluminum oxide film 1270 is covered with the first silicon nitride film 1300 and the second aluminum oxide film 1012 is covered with the second silicon nitride film 1014 is maintained.
  • each of first silicon nitride film 1300 and second silicon nitride film 1014 serves as a mask film.
  • the first aluminum oxide film 1270 is not removed by being protected by the first silicon nitride film 1300, and the second aluminum oxide film 1012 is not removed by being protected by the second silicon nitride film 1014. Only the third aluminum oxide film 1290 that is not protected by the silicon film is removed.
  • the conditions for removing the third aluminum oxide film 1290 may be changed.
  • a first mask film different from the first silicon nitride film 1300 and a second mask film different from the second silicon nitride film 1014 are formed, and a third aluminum oxide film 1290 and a first mask film are formed.
  • the first silicon nitride film 1300 and the second silicon nitride film 1014 may be formed.
  • step S111 shown in FIG. 4 as shown in FIG. 14, a third silicon nitride film 1340 covering the back surface 1062 of the silicon substrate 1010 provided in the composite 1330 shown in FIG. Thus, a second dielectric film 1345 made of the third silicon nitride film 1340 and not including the aluminum oxide film is obtained.
  • a composite 1350 including the silicon substrate 1010, the first dielectric film 1317, and the second dielectric film 1345 shown in FIG. 14 is obtained.
  • the third silicon nitride film 1340 is formed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S109.
  • the second dielectric film 1345 is formed after the first dielectric film 1317 is formed, but may be formed before the first dielectric film 1317 is formed.
  • the first electrode precursor 1370 is respectively formed on the main surface 1360 on the light-receiving surface side and the main surface 1362 on the back surface side of the composite 1350 shown in FIG.
  • a second electrode precursor 1371 is formed.
  • the first electrode precursor 1370 faces the light receiving surface 1060 with a portion 1315 covering the light receiving surface 1060 interposed therebetween.
  • the second electrode precursor 1371 faces the back surface 1062 with the second dielectric film 1345 interposed therebetween.
  • the electrode precursor is a component that constitutes a work-in-progress of the solar cell 1000 and that finally becomes an electrode, and that that becomes an electrode by firing.
  • the first electrode paste is screen printed on the main surface 1360 on the light receiving surface side to form a printed film, and the formed printed film is heated at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the dried solvent contained in the first electrode paste is evaporated.
  • the first electrode paste is a mixture made of Ag particles, glass particles, a resin component, a solvent, and the like, contains silver, and contains several weight percent aluminum.
  • the silver contained in the first electrode paste facilitates the first electrode precursor 1370 to fire through the first aluminum film 1270.
  • the composition of the first electrode paste may be changed.
  • the second electrode paste is screen-printed on the back side main surface 1362 to form a printed film, and the formed printed film is dried at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the solvent contained in the second electrode paste is evaporated.
  • the second electrode paste is a mixture composed of Ag particles, glass particles, a resin component, a solvent, and the like, and contains silver but does not contain aluminum.
  • the composition of the second electrode paste may be changed.
  • Both or one of the first electrode precursor 1370 and the second electrode precursor 1371 may be changed. Both or one of the first electrode precursor 1370 and the second electrode precursor 1371 may be formed by a forming method other than screen printing.
  • step S113 shown in FIG. 4 the composite 1380 shown in FIG. 15 is fired, the first electrode precursor 1370 fires through the portion 1315 covering the light receiving surface 1060, and the second electrode precursor 1371 The second dielectric film 1390 is fired through.
  • step S113 solar cell 1000 shown in each of FIGS. 1, 2, and 3 is completed.
  • the composite 1380 When the composite 1380 is fired, the composite 1380 is introduced into the tunnel furnace and heat-treated at a peak temperature of 800 ° C. for 3 seconds.
  • step S113 the portion 1315 covering the light receiving surface 1060 is changed to a portion 1050 covering the light receiving surface 1060 shown in FIG. 1, and the first electrode precursor 1370 is changed to the first electrode 1016 shown in FIG.
  • the resin component contained in the first electrode precursor 1370 disappears, the glass particles contained in the first electrode precursor 1370 pass through the portion 1315 covering the light receiving surface 1060, and the first electrode precursor 1370
  • Aluminum in the boron diffusion layer 1020 forms an alloy layer, is in contact with the alloy layer in which the silver particles in the first electrode precursor 1370 are formed, and the electrical contact between the first electrode 1016 and the boron diffusion layer 1020 Continuity is obtained.
  • step S113 the second dielectric film 1390 is changed to the second dielectric film 1041 shown in FIG. 1, and the second electrode precursor 1371 is changed to the second electrode 1017 shown in FIG.
  • the resin component contained in the second electrode precursor 1371 disappears, the glass particles contained in the second electrode precursor 1371 pass through the second dielectric film 1390, and the second electrode precursor 1371.
  • the silver particles contained in contact with the phosphorus diffusion layer 1022 provide electrical continuity between the second electrode 1017 and the phosphorus diffusion layer 1022.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the time for removing the third aluminum oxide film (aluminum oxide removal time) and the current density (Jsc).
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the time for removing the third aluminum oxide film (aluminum oxide removal time) and the open circuit voltage (Voc).
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the time for removing the third aluminum oxide film (aluminum oxide removal time) and the open circuit voltage (Voc).
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between the time for removing the third aluminum oxide film (aluminum oxide removal time) and the fill factor (FF).
  • FIG. 19 is a graph showing the relationship between the time for removing the third aluminum oxide film (aluminum oxide removal time) and the efficiency (Efficiency).
  • the curve factor monotonously increases as shown in FIG. 18, and the efficiency also monotonously increases as shown in FIG.
  • the increase in fill factor is due to a decrease in series resistance.
  • the decrease in series resistance is due to the fact that the third aluminum oxide film 1290 becomes thinner and the contact resistance between the second electrode 1017 and the back surface 1062 becomes lower.
  • step S110 the time for removing the third aluminum oxide film 1290 was set to 90 seconds. However, this time varies depending on other conditions.
  • Embodiment 2 2.1 Solar cell of the basic example of the second embodiment
  • the solar cell of the basic example of the second embodiment is the same as that of the first embodiment in that a silicon oxide film that covers the surface of the pn junction is mainly formed. Different from solar cells. Below, the point from which the solar cell of the basic example of Embodiment 2 differs from the solar cell of Embodiment 1 is mainly demonstrated.
  • the configuration of the invention adopted in the first embodiment and its modifications may be adopted in the basic example of the second embodiment as long as the adoption of the different points is not hindered.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a basic example solar cell of the second embodiment.
  • a solar cell 2000 shown in FIG. 20 includes a substrate 2010, a first aluminum oxide film 2011, a second aluminum oxide film 2012, a first silicon nitride film 2013, a second silicon nitride film 2014, and a third silicon nitride.
  • a film 2015, a first electrode 2016, and a second electrode 2017 are provided.
  • the substrate 2010 includes a boron diffusion layer 2020, an n-type silicon layer 2021, a phosphorus diffusion layer 2022, a first silicon oxide film 2023, and a second silicon oxide film 2024.
  • the boron diffusion layer 2020, the n-type silicon layer 2021, and the phosphorus diffusion layer 2022 constitute a pn junction 2030.
  • the pn junction 2030 has a light receiving surface 2060 that is one main surface, an end surface 2061, and a back surface 2062 that is the other main surface.
  • the first silicon oxide film 2023, the first aluminum oxide film 2011, and the first silicon nitride film 2013 constitute a portion 2050 that covers the light receiving surface 2060 in the first dielectric film 2040.
  • the second silicon oxide film 2024, the second aluminum oxide film 2012, and the second silicon nitride film 2014 constitute a portion 2051 that covers the end face 2061 of the first dielectric film 2040.
  • the third silicon nitride film 2015 constitutes a second dielectric film 2041 that covers the back surface 2062.
  • the pn junction body 2030 is mainly made of silicon.
  • the boron diffusion layer 2020 has a p-type conductivity along the light receiving surface 2060. Due to the boron diffusion layer 2020, the light-receiving surface 2060 exhibits p-type conductivity.
  • the pn junction 2030 has a pn junction 2069 at the interface between the boron diffusion layer 2020 having p-type conductivity and the n-type silicon layer 2021 having n-type conductivity. For this reason, the boron diffusion layer 2020 becomes an emitter.
  • the phosphorus diffusion layer 2022 has an n-type conductivity type along the back surface 2062. By the phosphorus diffusion layer 2022, the back surface 2062 exhibits n-type conductivity. The phosphorus diffusion layer 2022 becomes a BSF layer.
  • the n-type silicon layer 2021 has n-type conductivity, is between the boron diffusion layer 2020 and the phosphorus diffusion layer 2022, and is exposed to the end face 2061. As a result, the boron diffusion layer 2020 and the phosphorus diffusion layer 2022 are separated from each other at the end face 2061.
  • the first dielectric film 2040 includes a portion 2050 covering the light receiving surface 2060 and a portion 2051 covering the end surface 2061, and does not include a portion covering the back surface 2062.
  • the portion 2050 covering the light receiving surface 2060 is composed of a first silicon oxide film 2023, a first aluminum oxide film 2011, and a first silicon nitride film 2013.
  • a portion 2051 that covers the end surface 2061 includes a second silicon oxide film 2024, a second aluminum oxide film 2012, and a second silicon nitride film 2014.
  • the first silicon oxide film 2023 covers the light receiving surface 2060.
  • the first aluminum oxide film 2011 covers the first silicon oxide film 2023.
  • the first silicon nitride film 2013 covers the first aluminum oxide film 2011.
  • the second silicon oxide film 2024 covers the end surface 2061.
  • the second aluminum oxide film 2012 covers the second silicon oxide film 2024.
  • the second silicon nitride film 2014 covers the second aluminum oxide film 2012.
  • the second silicon oxide film 2024 is continued from the first silicon oxide film 2023.
  • the second aluminum oxide film 2012 is continued from the first aluminum oxide film 2011.
  • the second silicon nitride film 2014 is continued from the first silicon nitride film 2013.
  • Each of the first silicon oxide film 2023 and the second silicon oxide film 2024 has a thickness of 1.5 nm. Both or one of the first silicon oxide film 2023 and the second silicon oxide film 2024 may be thinner or thicker.
  • each of the first silicon oxide film 2023 and the second silicon oxide film 2024 has almost no fixed charge. For this reason, each of the first silicon oxide film 2023 and the second silicon oxide film 2024 can hardly be expected to become a passivation film due to the electric field effect.
  • each of the first silicon oxide film 2023 and the second silicon oxide film 2024 is not a deposited film, but is formed by oxidizing the surface layer portion along the surface of the silicon substrate. Therefore, each of the light-receiving surface 2060 that is an interface between the pn junction 2030 and the first silicon oxide film 2023 and the end surface 2061 that is an interface between the pn junction 2030 and the second silicon oxide film 2024 are deposited films.
  • the first silicon oxide film 2023 hardly causes carrier recombination on the light receiving surface 2060
  • the second silicon oxide film 2024 hardly causes carrier recombination on the end face 2061. Making it difficult for carrier recombination to occur on the light receiving surface 2060 and the end surface 2061 contributes to increasing the open-circuit voltage of the solar cell 2000.
  • the deposited film / substrate interface between the deposited film such as an aluminum oxide film formed by the ALD method and a silicon nitride film formed by the CVD method and the silicon substrate is not changed before the deposited film is formed.
  • the surface of the surface is contaminated, it is not clean, and an interface order that becomes a recombination center of carrier recombination is easily formed.
  • the first aluminum oxide film 2011 hardly causes carrier recombination on the light receiving surface 2060 and becomes a good passivation film.
  • the second aluminum oxide film 2012 is less likely to cause carrier recombination at the end face 2061 and becomes a passivation film. Making it difficult for carrier recombination to occur on the light receiving surface 2060 and the end surface 2061 contributes to increasing the open-circuit voltage of the solar cell 2000.
  • Each of the first silicon nitride film 2013 and the second silicon nitride film 2014 is a good antireflection film as described in the first embodiment.
  • the second dielectric film 2041 covers the back surface 2062 and is made of a third silicon nitride film 2015.
  • the third silicon nitride film 2015 becomes a good passivation film as described in the first embodiment.
  • the second dielectric film 2041 does not include an aluminum oxide film.
  • the second electrode 2017 not containing aluminum suitable for electrical connection to the back surface 2062 exhibiting n-type conductivity is not inhibited from coming into contact with the back surface 2062. This contributes to lowering the contact resistance between the second electrode 2017 and the back surface 2062 and increasing the conversion efficiency of the solar cell 2000.
  • a first opening 2078 is formed in the portion 2050 covering the light receiving surface 2060.
  • a second opening 2079 is formed in the second dielectric film 2041.
  • the first electrode 2016 passes through the portion 2050 covering the light receiving surface 2060 via the first opening 2078, is in contact with the light receiving surface 2060, and is electrically connected to the boron diffusion layer 2020.
  • the first electrode 2016 includes silver and aluminum.
  • the second electrode 2017 penetrates the second dielectric film 2041 through the second opening 2079, contacts the back surface 2062, and is electrically connected to the phosphorus diffusion layer 2022.
  • the second electrode 2017 contains silver but does not contain aluminum.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a procedure for producing the solar cell of the basic example of the second embodiment.
  • FIGS. 22 to 28 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the basic example of the second embodiment.
  • steps S201 to S207 are steps similar to steps S101 to S107 of the first embodiment, respectively.
  • steps S201 to S207 a boron diffusion layer 2080 is formed along the light-receiving surface side substrate main surface 2070 and a phosphorus diffusion layer 2081 is formed along the back surface substrate main surface 2072 as shown in FIG. A silicon substrate 2100 is obtained.
  • the first silicon oxide film 2110, the second silicon oxide film 2024, and the third silicon oxide film 2112 shown in FIG. 23 are formed, and the boron diffusion layer 2120 and the phosphorus diffusion layer 2121 are formed.
  • a substrate 2125 is obtained.
  • the silicon substrate 2100 is washed with hydrofluoric acid, and immediately after that, Ozone hydroxylation is performed.
  • the natural oxide film is removed from the silicon substrate 2100 by cleaning the silicon substrate 2100 with hydrofluoric acid. Cleaning the silicon substrate 2100 with hydrofluoric acid may be omitted.
  • ozone hydroxylation the silicon substrate 2100 is immersed in ozone water for 3 minutes. Ozone water is produced by bubbling pure water with carbon dioxide gas and ozone gas generated by an ozone generator, and has an ozone concentration of 14 mg / L. Bubbling with carbon dioxide gas is performed to maintain the ozone concentration.
  • the surface layer portion is oxidized, the first surface layer portion is changed to the first silicon oxide film 2110, the second surface layer portion is changed to the second silicon oxide film 2024, and the third surface layer portion is changed to the third oxide film.
  • the silicon film 2112 is changed to a pn junction 2030 in a non-surface layer portion of the silicon substrate 2100 other than the first surface layer portion, the second surface layer portion, and the third surface layer portion.
  • each of the first silicon oxide film 2110, the second silicon oxide film 2024, and the third silicon oxide film 2112 is formed on the mirror substrate by performing similar ozone hydroxylation on the mirror substrate serving as the monitor substrate. It can be estimated by measuring the thickness of the silicon oxide film.
  • the conditions for forming the first silicon oxide film 2110, the second silicon oxide film 2024, and the third silicon oxide film 2112 may be changed. Thermal oxidation may be performed instead of ozone hydroxylation.
  • the third silicon oxide film 2112 inhibits the second electrode 2017 from coming into contact with the back surface 2062. For this reason, the third silicon oxide film 2112 is removed before the second electrode precursor that finally becomes the second electrode 2017 is formed.
  • the third aluminum oxide film 2142 wraps around the peripheral portion of the substrate main surface 2137 on the back surface side, and the back surface side
  • the third aluminum oxide film 2142 that protrudes above the substrate main surface 2137 also constitutes the composite 2150.
  • a film 2160 and a second silicon nitride film 2014 are formed.
  • the composite 2170 including the substrate 2125, the first aluminum oxide film 2140, the second aluminum oxide film 2012, the first silicon nitride film 2160, and the second silicon nitride film 2014 shown in FIG. can get.
  • the formation of the first silicon nitride film 2160 and the second silicon nitride film 2014 is performed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S109 of the first embodiment.
  • the third aluminum oxide film 2142 is not covered with the silicon nitride film and is exposed to the outside of the composite 2170.
  • a first dielectric film 2167 including a covering portion 2165 and a portion 2166 covering the end face 2061 is obtained.
  • a portion 2165 covering the light receiving surface 2060 is formed of a first silicon oxide film 2110, a first aluminum oxide film 2140, and a first silicon nitride film 2160.
  • a portion 2166 covering the end face 2061 is formed of the second silicon oxide film 2024, the second aluminum oxide film 2012, and the second silicon nitride film 2014.
  • a composite 2190 including the substrate 2180 and the first dielectric film 2167 shown in FIG. 26 is obtained.
  • the composite 2170 is immersed in 0.5% hydrofluoric acid for 90 seconds.
  • the first silicon oxide film 2110 and the first aluminum oxide film 2140 are covered with the first silicon nitride film 2160, and the second silicon oxide film 2024 and the second aluminum oxide film 2012 are formed into the second silicon nitride film 2014.
  • each of the first silicon nitride film 2160 and the second silicon nitride film 2014 becomes a mask film. .
  • the first silicon oxide film 2110 and the first aluminum oxide film 2140 are not removed by being protected by the first silicon nitride film 2160, and the second silicon oxide film 2024 and the second aluminum oxide film 2012 are not removed. Only the third silicon oxide film 2112 and the third aluminum oxide film 2142 that are not protected and removed by the second silicon nitride film 2014 and not protected by the silicon nitride film are removed.
  • a composite 2210 including the pn junction 2030, the first dielectric film 2167, and the second dielectric film 2185 shown in FIG. 27 is obtained.
  • the formation of the third silicon nitride film 2162 is performed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S111 of the first embodiment.
  • the composite comprising the pn junction 2030, the first dielectric film 2167, the second dielectric film 2185, the first electrode precursor 2230, and the second electrode precursor 2231 shown in FIG. 2240 is obtained.
  • the formation of the first electrode precursor 2230 and the second electrode precursor 2231 is performed by screen printing, as in step S112 of the first embodiment.
  • step S214 shown in FIG. 21 the composite 2240 shown in FIG. 28 is fired, the first electrode precursor 2230 fires through the portion 2165 covering the light receiving surface 2060, and the second electrode precursor 2231 is The second dielectric film 2185 is fired through.
  • step S214 the solar cell 2000 shown in FIG. 20 is completed. Formation of composite 2240 is performed in the same manner as in step S113 of the first embodiment.
  • step S214 the portion 2165 covering the light receiving surface 2060 is changed to a portion 2050 covering the light receiving surface 2060 shown in FIG. 20, and the first electrode precursor 2230 is changed to the first electrode 2016 shown in FIG.
  • step S214 the second dielectric film 2185 is changed to the second dielectric film 2041 shown in FIG. 20, and the second electrode precursor 2231 is changed to the second electrode 2017 shown in FIG.
  • the solar battery of the modification of Embodiment 2 is a basic example of Embodiment 2 in that a silicon oxide film covering the back surface of the pn junction is formed. Different from solar cells.
  • the point that the solar cell of the modification of the second embodiment is different from the solar cell of the basic example of the second embodiment will be mainly described.
  • the configuration of the invention and its modification adopted in the basic example of the second embodiment may be adopted in the modification of the second embodiment as long as the adoption of the different points is not hindered.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell according to a modification of the second embodiment.
  • a solar cell 2500 shown in FIG. 29 includes a substrate 2510, a first aluminum oxide film 2511, a second aluminum oxide film 2512, a first silicon nitride film 2513, a second silicon nitride film 2514, and a third silicon nitride.
  • a film 2515, a fourth silicon nitride film 2516, a first electrode 2517, and a second electrode 2518 are provided.
  • the substrate 2510 includes a boron diffusion layer 2520, an n-type silicon layer 2521, a phosphorus diffusion layer 2522, a first silicon oxide film 2523, a second silicon oxide film 2524, and a third silicon oxide film 2525.
  • Boron diffusion layer 2520, n-type silicon layer 2521, and phosphorus diffusion layer 2522 constitute pn junction body 2530.
  • the pn junction body 2530 is the same as the pn junction body 2030 of the basic example of the second embodiment, and is manufactured in the same manner as the pn junction body 2030.
  • One of the light receiving surface 2560, the end surface 2561, and the other pn junction body 2030 is manufactured. It has a back surface 2562 which is a main surface.
  • the first silicon oxide film 2523, the first aluminum oxide film 2511, and the first silicon nitride film 2513 constitute a portion 2550 that covers the light receiving surface 2560 in the first dielectric film 2540.
  • the second silicon oxide film 2524, the fourth silicon nitride film 2516, the second aluminum oxide film 2512, and the second silicon nitride film 2514 have a portion 2551 that covers the end surface 2561 of the first dielectric film 2540.
  • the third silicon oxide film 2525 and the third silicon nitride film 2515 constitute a second dielectric film 2541 that covers the back surface 2562.
  • the first silicon oxide film 2523, the second silicon oxide film 2524, the third silicon oxide film 2525, and the pn junction body 2530 constitute a substrate 2510.
  • the third silicon oxide film 2525 covers the back surface 2562.
  • the third silicon nitride film 2515 covers the third silicon oxide film 2525.
  • the third silicon oxide film 2525 is continued from the second silicon oxide film 2524.
  • the third silicon oxide film 2525 has a thickness of 1.5 nm.
  • the thickness of the third silicon oxide film 2525 may be thinner or thicker.
  • the third silicon oxide film 2525 has almost no fixed charge, like the first silicon oxide film 2523 and the second silicon oxide film 2524.
  • the back surface 2562 which is an interface between the pn junction body 2530 and the third silicon oxide film 2525 has a light receiving surface 2560 and an pn junction body 2530 which are interfaces between the pn junction body 2530 and the first silicon oxide film 2523.
  • the interface state is clean and it is difficult to form an interface state that becomes a recombination center of carrier recombination.
  • the third silicon oxide film 2525 makes it difficult for carrier recombination to occur on the back surface 2562 and contributes to increase the open circuit voltage of the solar cell 2500.
  • FIG. 30 is a flowchart showing a procedure for producing the solar cell of the modified example of the second embodiment.
  • FIGS. 31 to 36 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of a solar cell according to a modification of the second embodiment.
  • steps S201 to S208 shown in FIG. 21 are the same as steps S201 to S208 shown in FIG. 21, respectively.
  • steps S251 to S258 the substrate 2600 including the pn junction body 2530, the first silicon oxide film 2610, the second silicon oxide film 2524, and the third silicon oxide film 2611 shown in FIG. 31 is obtained.
  • a composite 2640 including the substrate 2600, the third silicon nitride film 2630, and the fourth silicon nitride film 2516 shown in FIG. 32 is obtained.
  • the formation of the third silicon nitride film 2630 and the fourth silicon nitride film 2516 is performed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S109 of the first embodiment.
  • the composite 2670 including the substrate 2600, the third silicon nitride film 2630, the fourth silicon nitride film 2516, the first aluminum oxide film 2660, and the second aluminum oxide film 2512 shown in FIG. 33 is obtained. can get.
  • the formation of the first aluminum oxide film 2660 and the second aluminum oxide film 2512 is performed by an ALD method as in step S108 of Embodiment 1.
  • the third aluminum oxide film 2661 wraps around the peripheral portion of the main surface 2680 on the back surface side of the composite 2640.
  • the third aluminum oxide film 2661 that protrudes over the main surface 2680 on the back surface side of the composite 2640 also forms the composite 2670.
  • a film 2695 and a second silicon nitride film 2514 are formed.
  • step S261 the substrate 2600, the third silicon nitride film 2630, the fourth silicon nitride film 2516, the first aluminum oxide film 2660, the second aluminum oxide film 2512, and the first nitride shown in FIG.
  • a composite 2700 including the silicon film 2695 and the second silicon nitride film 2514 is obtained.
  • the formation of the first silicon nitride film 2695 and the second silicon nitride film 2514 is performed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S109 of Embodiment 1.
  • the third aluminum oxide film 2661 is not covered with the silicon nitride film and is exposed to the outside of the composite 2700.
  • a first dielectric film 2700 composed of the portion 2691 is obtained.
  • a portion 2690 that covers the light-receiving surface 2560 includes a first silicon oxide film 2610, a first aluminum oxide film 2660, and a first silicon nitride film 2695.
  • a portion 2691 that covers the end surface 2561 includes a second silicon oxide film 2524, a fourth silicon nitride film 2516, a second aluminum oxide film 2512, and a second silicon nitride film 2514.
  • a second dielectric film 2720 including the first silicon oxide film 2611 and the third silicon nitride film 2630 is obtained.
  • a composite 2710 including the substrate 2600, the first dielectric film 2700, and the second dielectric film 2720 shown in FIG. 35 is obtained.
  • the composite 2700 is immersed in 0.5% hydrofluoric acid for 90 seconds. While the state in which the first aluminum oxide film 2660 is covered with the first silicon nitride film 2695 and the second aluminum oxide film 2512 is covered with the second silicon nitride film 2514 is maintained, the composite 2700 is reduced to 0.000.
  • each of the first silicon nitride film 2695 and the second silicon nitride film 2514 serves as a mask film. Accordingly, the first aluminum oxide film 2660 is not removed by being protected by the first silicon nitride film 2695, and the second aluminum oxide film 2512 is not removed by being protected by the second silicon nitride film 2514. Only the third aluminum oxide film 2661 that is not protected by the silicon film is removed.
  • step S263 shown in FIG. 30, as shown in FIG. 36 the first electrode precursor 2740 is respectively formed on the main surface 2730 on the light receiving surface side and the main surface 2731 on the back surface side of the composite 2710 shown in FIG. And a second electrode precursor 2741 is formed.
  • a composite 2750 including the first electrode precursor 2740, the second electrode precursor 2741, and the composite 2710 shown in FIG. 36 is obtained.
  • the formation of the first electrode precursor 2740 and the second electrode precursor 2741 is performed by screen printing, as in step S112 of the first embodiment.
  • step S264 shown in FIG. 30 the composite 2750 shown in FIG. 36 is fired, the first electrode precursor 2740 fires through the portion 2690 covering the light receiving surface 2560, and the second electrode precursor 2741 The second dielectric film 2720 is fired through.
  • step S264 solar cell 2500 shown in FIG. 29 is completed.
  • step S264 the portion 2690 covering the light receiving surface 2560 is changed to a portion 2550 covering the light receiving surface 2560 shown in FIG. 29, and the first electrode precursor 2740 is changed to the first electrode 2517 shown in FIG.
  • step S264 the second dielectric film 2720 is changed to the second dielectric film 2541 shown in FIG. 29, and the second electrode precursor 2741 is changed to the second electrode 2518 shown in FIG.
  • Embodiment 3 3.1 Solar Cell
  • the solar cell of Embodiment 3 mainly has a point that the light receiving surface exhibits n-type conductivity and the back surface exhibits p-type conductivity, the point that a boron diffusion layer is not formed, and p-type conductivity. It differs from the solar cell of Embodiment 1 in that the electrode in contact with the main surface presenting the mold is not fire-through. Below, the point from which the solar cell of Embodiment 3 differs from the solar cell of Embodiment 1 is mainly demonstrated.
  • the configuration of the invention adopted in the first and second embodiments and the modifications thereof may be adopted in the third embodiment as long as the adoption of the different points is not hindered.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view schematically showing the solar cell of the third embodiment.
  • the solar cell 3000 shown in FIG. 37 includes a silicon substrate 3010, a first aluminum oxide film 3011, a second aluminum oxide film 3012, a first silicon nitride film 3013, a second silicon nitride film 3014, and a third nitride.
  • a silicon film 3015, a first electrode 3016, and a second electrode 3017 are provided.
  • a silicon substrate 3010 includes a p-type silicon layer 3020 and a phosphorus diffusion layer 3021, and has a back surface 3062 that is one main surface, an end surface 3061, and a light receiving surface 3060 that is the other main surface.
  • the silicon substrate 3010 constitutes a pn junction 3030.
  • the first aluminum oxide film 3011 and the first silicon nitride film 3013 constitute a portion 3050 that covers the back surface 3062 of the first dielectric film 3040.
  • the second aluminum oxide film 3012 and the second silicon nitride film 3014 constitute a portion 3051 that covers the end surface 3061 of the first dielectric film 3040.
  • the third silicon nitride film 3015 forms a second dielectric film 3041 that covers the light receiving surface 3060.
  • a texture is formed on the surface 3055 of the silicon substrate 3010.
  • the silicon substrate 3010 is mainly made of silicon.
  • the p-type silicon layer 3020 is on the back surface 3062 side and has a p-type conductivity type. By the p-type silicon layer 3020, the back surface 3062 exhibits p-type conductivity.
  • the phosphorous diffusion layer 3021 has an n-type conductivity along the light receiving surface 3060. Due to the phosphorus diffusion layer 3021, the light receiving surface 3060 exhibits n-type conductivity.
  • the first dielectric film 3040 includes a portion 3050 covering the back surface 3062 and a portion 3051 covering the end surface 3061, and does not include a portion covering the light receiving surface 3060.
  • the portion 3050 covering the back surface 3062 is composed of a first aluminum oxide film 3011 and a first silicon nitride film 3013.
  • a portion 3051 that covers the end surface 3061 includes a second aluminum oxide film 3012 and a second silicon nitride film 3014.
  • the first aluminum oxide film 3011 covers the back surface 3062.
  • the first silicon nitride film 3013 covers the first aluminum oxide film 3011.
  • the second aluminum oxide film 3012 covers the end surface 3061.
  • the second silicon nitride film 3014 covers the second aluminum oxide film 3012.
  • the second aluminum oxide film 3012 is continuous from the first aluminum oxide film 3011.
  • the second silicon nitride film 3014 is continued from the first silicon nitride film 3013.
  • the first aluminum oxide film 3011 is less likely to cause carrier recombination on the back surface 3062 and becomes a passivation film.
  • the second aluminum oxide film 3012 is less likely to cause carrier recombination at the end face 3061 and becomes a passivation film. Making it difficult for carrier recombination to occur on the back surface 3062 and the end surface 3061 contributes to increasing the open circuit voltage of the solar cell 3000.
  • the defect density on the back surface 3062 which is an interface between the first aluminum oxide film 3011 and the silicon substrate 3010 and the end surface 3061 which is an interface between the second aluminum oxide film 3012 and the silicon substrate 3010 is large.
  • the first silicon nitride film 3013 compensates for defects in the back surface 3062 by diffusing hydrogen atoms separated from the first silicon nitride film 3013 to the back surface 3062.
  • the second silicon nitride film 3014 compensates for a defect in the end surface 3061 by diffusing hydrogen atoms leaving the second silicon nitride film 3014 to the end surface 3061.
  • the second dielectric film 3041 covers the light receiving surface 3060 and is composed of a third silicon nitride film 3015. As described in Embodiment Mode 1, the third silicon nitride film 3015 becomes a good passivation film and a good light reflection preventing film.
  • the second dielectric film 3041 does not include an aluminum oxide film. Accordingly, the second electrode 3017 not containing aluminum suitable for electrical connection to the light receiving surface 3060 exhibiting n-type conductivity is not inhibited from coming into contact with the light receiving surface 3060. This contributes to lowering the contact resistance between the second electrode 3017 and the light receiving surface 3060 and increasing the conversion efficiency of the solar cell 3000.
  • a first opening 3078 having a striped planar shape is formed in the portion 3050 covering the back surface 3062.
  • a second opening 3079 having a comb-like planar shape is formed in the second dielectric film 3041.
  • the first electrode 3016 faces the back surface 3062 across the portion 3050 covering the back surface 3062, passes through the portion 3050 covering the back surface 3062 via the first opening 3078, is in contact with the back surface 3062, and is a p-type silicon layer. It is electrically connected to 3020.
  • the first electrode 3016 includes silver and aluminum.
  • the first electrode 3016 has a planar shape that extends in a planar shape.
  • the second electrode 3017 penetrates the second dielectric film 3041 through the second opening 3079 and is in contact with the light receiving surface 3060.
  • the second electrode 3017 contains silver but does not contain aluminum.
  • the second electrode 3017 has a comb-like planar shape and includes a finger electrode and a bus electrode.
  • the finger electrode is composed of a large number of linear electrodes arranged in parallel.
  • the arrangement pitch of the multiple linear electrodes is not limited, but is, for example, 1.2 mm.
  • the line width of each of the multiple linear electrodes is not limited, but is, for example, 50 ⁇ m.
  • the bus electrode is composed of four linear electrodes arranged in parallel. It is also permissible for the bus electrode to be composed of 3 or less or 5 or more linear electrodes.
  • the arrangement pitch of the four linear electrodes is not limited, but is, for example, 39 mm.
  • the line width of each of the four linear electrodes is not limited, but is 1 mm, for example.
  • Each of the multiple linear electrodes is orthogonal to each of the four linear electrodes.
  • FIG. 38 is a flowchart showing a procedure for producing the solar cell of the third embodiment.
  • FIGS. 39 to 47 is a cross-sectional view schematically showing a work in progress of the solar cell of the third embodiment.
  • a p-type single crystal silicon substrate is prepared.
  • a semiconductor substrate other than the p-type single crystal silicon substrate may be prepared.
  • a p-type polycrystalline silicon substrate may be prepared.
  • step S302 shown in FIG. 38 texture etching is performed on the prepared p-type single crystal silicon substrate (hereinafter referred to as “p-type silicon substrate”).
  • p-type silicon substrate a silicon substrate 3080 having a texture formed on the surface 3090 shown in FIG. 39 is obtained. Texture etching is performed in the same manner as in step S102 of the first embodiment.
  • step S303 shown in FIG. 38 as shown in FIG. 40, a phosphorus glass (PSG) film 3100 covering the surface 3090 shown in FIG. 39 is formed, and phosphorus contained in the PSG film 3100 is formed on the silicon substrate 3080. It is thermally diffused in the surface layer part along the surface 3090 of them.
  • a composite 3140 including the silicon substrate 3130 on which the phosphorus diffusion layer 3120 is formed and the PSG film 3100 shown in FIG. 40 is obtained.
  • the formation of the PSG film 3100 and the diffusion of phosphorus are performed in the same manner as in step S105 of the first embodiment.
  • the PSG film 3100 covers not only the light receiving surface 3150 of the silicon substrate 3130 but also the end surface 3151 and the back surface 3152 of the silicon substrate 3130.
  • the phosphorus diffusion layer 3120 is formed not only on the surface layer portion along the light receiving surface 3150 of the silicon substrate 3130 but also on the surface layer portion along the end surface 3151 and the surface layer portion along the back surface 3152 of the silicon substrate 3130.
  • an object to be processed in which 300 silicon substrates 3080 are placed on a quartz glass boat at a pitch of 3.5 mm is prepared.
  • An object to be processed is carried into a quartz tube of a horizontal diffusion furnace heated to 750 ° C. Thereafter, the quartz tube is heated to 850 ° C. in a state where nitrogen gas is flowed into the quartz tube so that the flow rate becomes 10 SLM. Thereafter, a material gas is flowed into the quartz tube, and this state is maintained for 10 minutes, a PSG film 3100 is formed, and phosphorus is thermally diffused.
  • the material gas is a mixed gas composed of phosphorus oxychloride and nitrogen gas obtained by bubbling phosphorus oxychloride (POCl3) sealed in a glass container with nitrogen gas.
  • the back surface 3072 of one silicon substrate 3080 of the two silicon substrates 3080 and the back surface 3072 of the other silicon substrate 3080 of the two silicon substrates 3080 are in close contact with each other.
  • the body is inserted into one slit.
  • thermal diffusion of phosphorus to the surface layer portion along the back surface 3072 of the silicon substrate 3080 is suppressed, and the number of silicon substrates 3080 that can be processed at a time is doubled.
  • step S304 shown in FIG. 38 as shown in FIG. 41, the portion along the back surface 3152 and the portion along the end surface 3151 of the phosphorus diffusion layer 3120 are removed from the composite 3140 shown in FIG.
  • the PSG film 3100 is removed.
  • step S304 the silicon substrate 3145 on which the phosphorus diffusion layer 3021 along the light receiving surface 3065 shown in FIG. 41 is formed is obtained.
  • the silicon substrate 3145 is a pn junction 3146 having a pn junction 3147.
  • the back surface 3066 of the silicon substrate 3145 has p-type conductivity.
  • the light receiving surface 3067 of the silicon substrate 3145 exhibits n-type conductivity.
  • a single-sided etching apparatus is used to remove the portion along the back surface 3152 and the portion along the end surface 3151 of the phosphorus diffusion layer 3120 and the PSG film 3100.
  • the single-sided etching apparatus includes a first etching area, a first pure water shower cleaning area, a second etching area, a second pure water shower cleaning area, an air knife area, and a hot air drying area.
  • the composite 3140 sequentially passes through the first etching area, the first pure water shower cleaning area, the second etching area, the second pure water shower cleaning area, the air knife area, and the hot air drying area.
  • Each of the first etching area and the second etching area is provided with a large number of rotary conveyance shafts.
  • Each of the multiple rotary conveyance shafts is made of a fluororesin and has a diameter of 30 mm.
  • a large number of rotary transport shafts are arranged in parallel and are rotated synchronously.
  • a composite 3140 is placed on a large number of rotary conveyance shafts. As a result, the composite 3140 is transported on a large number of rotary transport shafts.
  • the portion covering the back surface 3152 and the portion covering the end surface 3151 of the PSG film 3100 are removed, and the portion along the back surface 3152 and the portion along the end surface 3151 of the phosphorus diffusion layer 3120 are removed.
  • the In the first etching area a large number of rotary conveying shafts are submerged in the mixed acid chemical solution so that the ridge line portion (uppermost portion) is exposed on the liquid acid chemical solution surface.
  • the exposed height of the ridge line part (uppermost part) is 2 mm.
  • the mixed acid chemical comes into contact with the main surface 3155 and the end surface 3156 on the back surface side of the composite 3140 due to surface tension, and the PSG film 3100
  • the portion covering the back surface 3152 and the portion covering the end surface 3151 are removed, and the portion along the back surface 3152 and the portion along the end surface 3151 of the phosphorus diffusion layer 3120 are removed.
  • the mixed acid chemical solution does not contact the main surface 3154 on the light receiving surface side of the composite 3140, the portion covering the light receiving surface 3150 in the PSG film 3100 is not removed, and the light receiving surface 3150 in the phosphorus diffusion layer 3120 is not removed. The part along is not removed.
  • the mixed acid chemical solution is a mixture composed of 2 parts by weight of 50% hydrofluoric acid, 7 parts by weight of 69% nitric acid and 4 parts by weight of pure water.
  • the temperature of the mixed acid chemical solution is 10 ° C.
  • the temperature of the mixed acid chemical solution greatly affects the etching rate, so that the temperature of the mixed acid chemical solution is maintained constant.
  • the etching depth is about 5 ⁇ m. Since the phosphorus diffusion layer 3120 has a thickness of about 0.5 ⁇ m, when the etching depth is about 5 ⁇ m, the portion of the phosphorus diffusion layer 3120 along the back surface 3152 and the portion along the end surface 3151 are completely removed.
  • the etching depth may be further increased, and the texture disappears and each of the back surface 3067 which finally becomes the back surface 3062 shown in FIG. 37 and the end surface 3066 which finally becomes the end surface 3061 shown in FIG. Indeed, the etching depth may be increased. Thereby, the surface area of each of the back surface 3062 and the end surface 3061 is reduced, and each of the passivation film covering the back surface 3062 and the passivation film covering the end surface 3061 becomes a good passivation film.
  • the portion of the PSG film 3100 that covers the light receiving surface 3150 is removed.
  • the multiple rotary transport shafts are completely submerged in the chemical solution so that the multiple rotary transport shafts are not exposed on the liquid surface of hydrofluoric acid.
  • the chemical solution is 5% hydrofluoric acid.
  • step S305 shown in FIG. 38 as shown in FIG. 42, first aluminum oxide film 3160 and second aluminum oxide film 3012 covering back surface 3067 and end surface 3066 of silicon substrate 3145 shown in FIG. 41, respectively. Is formed.
  • step S305 a composite 3170 including the silicon substrate 3145, the first aluminum oxide film 3160, and the second aluminum oxide film 3012 shown in FIG. 42 is obtained.
  • the formation of the first aluminum oxide film 3160 and the second aluminum oxide film 3012 is performed in the same manner as in step S108 in Embodiment 1.
  • the third aluminum oxide film 3162 wraps around the periphery of the light receiving surface 3065 and over the light receiving surface 3065.
  • the protruding third aluminum oxide film 3162 also constitutes the composite 3170.
  • step S306 shown in FIG. 38 as shown in FIG. 43, the first silicon nitride covering each of the first aluminum oxide film 3160 and the second aluminum oxide film 3012 of the composite 3170 shown in FIG. A film 3180 and a second silicon nitride film 3014 are formed.
  • the formation of the first silicon nitride film 3180 and the second silicon nitride film 3014 is performed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S109 of the first embodiment.
  • the third aluminum oxide film 3162 is not covered with the silicon nitride film and is exposed to the outside of the composite 3190.
  • step S307 shown in FIG. 38 the third aluminum oxide film 3162 is removed from the composite 3190 shown in FIG. 43, and the portion 3195 that covers the back surface 3067 and the portion that covers the end surface 3066.
  • a first dielectric film 3197 made of 3196 is obtained.
  • a portion 3195 covering the back surface 3067 includes the first aluminum oxide film 3160 and the first silicon nitride film 3180.
  • a portion 3196 that covers the end face 3066 includes the second aluminum oxide film 3012 and the second silicon nitride film 3014.
  • the composite 3190 When the third aluminum oxide film 3162 is removed, the composite 3190 is immersed in 0.5% hydrofluoric acid for 90 seconds.
  • the etching rate of the silicon nitride film with respect to hydrofluoric acid is 1/10 or less of the etching rate of the aluminum oxide film with respect to hydrofluoric acid. Therefore, the composite 3190 is maintained while the state in which the first aluminum oxide film 3160 is covered with the first silicon nitride film 3180 and the second aluminum oxide film 3012 is covered with the second silicon nitride film 3014 is maintained.
  • each of first silicon nitride film 3180 and second silicon nitride film 3014 serves as a mask film.
  • the first aluminum oxide film 3160 is not removed by being protected by the first silicon nitride film 3180, and the second aluminum oxide film 3012 is not removed by being protected by the second silicon nitride film 3014. Only the third aluminum oxide film 3162 that is not protected by the silicon film is removed.
  • step S308 shown in FIG. 38 as shown in FIG. 45, a third silicon nitride film 3182 covering the light receiving surface 3065 of the silicon substrate 3145 included in the composite 3200 shown in FIG. 44 is formed.
  • a second dielectric film 3215 which covers the surface 3065 and is made of the third silicon nitride film 3182 and does not include the aluminum oxide film is obtained.
  • step S308 a composite 3210 including the silicon substrate 3145, the first dielectric film 3197, and the second dielectric film 3215 shown in FIG. 45 is obtained.
  • the formation of the third silicon nitride film 3182 is performed by a parallel plate type plasma CVD method as in step S111 of the first embodiment.
  • step S309 shown in FIG. 38 as shown in FIG. 46, an opening 3078 is formed in a portion 3195 covering the back surface 3067 of the composite 3210 shown in FIG.
  • a composite 3240 including the silicon substrate 3010, the first dielectric film 3040, and the second dielectric film 3215 shown in FIG. 46 is obtained.
  • the opening 3078 In the case where the opening 3078 is formed, green laser light having a wavelength of 532 nm is swept in a stripe shape so that the line spacing is 50 ⁇ m on the portion 3195 covering the back surface 3067, and a part of the portion 3195 covering the back surface 3067 is formed. Stripped and removed.
  • the first aluminum oxide film 3160 and the first silicon nitride film 3180 are transparent to the green laser light, but since the silicon substrate 3145 is ablated by the green laser light, the first aluminum oxide film thereover 3160 and part of the first silicon nitride film 3180 are peeled off.
  • the opening 3078 is necessary for bringing the first electrode precursor into contact with the back surface 3062 in step S310 shown in FIG.
  • the first electrode precursor 3260 is respectively formed on the main surface 3251 on the back surface side and the main surface 3250 on the light receiving surface side of the composite 3240 shown in FIG.
  • a second electrode precursor 3261 is formed.
  • the first electrode precursor 3260 is opposed to the back surface 3062 across the portion 3050 covering the back surface 3062, passes through the portion 3050 covering the back surface 3062 via the opening 3078, and is in contact with the back surface 3062.
  • the second electrode precursor 3261 faces the light receiving surface 3060 with the second dielectric film 3215 interposed therebetween.
  • the first electrode paste is screen-printed on the main surface 3251 on the back side to form a printed film, and the formed printed film is dried at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the solvent contained in the first electrode paste is evaporated.
  • the first electrode paste is a mixture made of Ag particles, glass particles, a resin component, a solvent, and the like, contains silver, and contains several weight percent aluminum.
  • the second electrode paste is screen-printed on the main surface 3250 on the light receiving surface side to form a printed film, and the formed printed film is heated at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the dried solvent contained in the second electrode paste is evaporated.
  • the second electrode paste is a mixture made of Ag particles, glass particles, a resin component, a solvent, and the like, and contains silver but does not contain aluminum.
  • step S311 shown in FIG. 38 the composite 3270 shown in FIG. 47 is fired, the first electrode precursor 3260 is fired, and the second electrode precursor is fired as in step S113 of the first embodiment. 3261 fires through the second dielectric film 3215.
  • step S311 the solar cell 3000 shown in FIG. 37 is completed. Firing of composite 3270 is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • step S311 the first electrode precursor 3260 is changed to the first electrode 3016 shown in FIG.
  • the resin component contained in the first electrode precursor 3260 disappears, and the aluminum contained in the first electrode precursor 3260 forms an alloy layer with the p-type silicon layer 3020, and the first electrode precursor 3260.
  • the first electrode 3016 and the p-type silicon layer 3020 can be electrically connected to each other in contact with the alloy layer in which the silver particles contained in are formed. Since the alloy layer has a thickness of about 20 ⁇ m, even if a defect occurs in the p-type silicon layer 3020 when the opening 3078 is formed, the defect is taken into the alloy layer, and the influence of the defect is suppressed.
  • step S311 the second dielectric film 3215 is changed to the second dielectric film 3041 shown in FIG. 37, and the second electrode precursor 3261 is changed to the second electrode 3017 shown in FIG. At this time, the resin component contained in the second electrode precursor 3261 disappears, the glass particles contained in the second electrode precursor 3261 penetrate through the second dielectric film 3215, and the second electrode precursor 3261. The silver particles contained in contact with the phosphorus diffusion layer 3021 provide electrical continuity between the second electrode 3017 and the phosphorus diffusion layer 3021.

Abstract

太陽電池の開放電圧および変換効率を高くする。太陽電池において、pn接合体は、pn接合を有し、一方の主面、端面および他方の主面を有する。一方の主面は、p型の導電型を呈する。他方の主面は、n型の導電型を呈する。第1の誘電体膜は、一方の主面を覆う部分および端面を覆う部分からなる。一方の主面を覆う部分は、第1の酸化アルミニウム膜を含む。端面を覆う部分は、第2の酸化アルミニウム膜を含む。第2の誘電体膜は、他方の主面を覆い、酸化アルミニウム膜を含まない。第1の電極は、一方の主面を覆う部分を貫通し、一方の主面に接し、銀を含む。第2の電極は、第2の誘電体膜を貫通し、他方の主面に接し、銀を含むがアルミニウムを含まない。

Description

太陽電池および太陽電池を生産する方法
 本発明は、太陽電池および太陽電池を生産する方法に関する。
 従来の太陽電池においては、例えば、n型シリコン基板の受光面にテクスチャと呼ばれる微小な凹凸が形成され、n型シリコン基板の受光面の全体に沿ってp型の導電型を有する不純物拡散層が形成され、n型シリコン基板の裏面の全体に沿ってn型の導電型を有する不純物拡散層が形成される。p型の導電型を有する不純物拡散層により、受光面がp型の導電型を呈し、pn接合がn型シリコン基板に形成され、pn接合体が得られる。n型の導電型を有する不純物拡散層により、裏面がn型の導電型を呈する。
 受光面は、パッシベーション膜及び光反射防止膜になる誘電体膜で覆われる。受光面を覆う誘電体膜は、パッシベーション膜及び光反射防止膜になる窒化シリコン膜等からなる単層膜である場合もあるし、パッシベーション膜になる酸化アルミニウム膜等および光反射防止膜になる窒化シリコン膜等からなる積層膜である場合もある。
 裏面は、パッシベーション膜になる誘電体膜で覆われる。裏面を覆う誘電体膜は、窒化シリコン膜等である。
 受光面を覆う誘電体膜には、櫛状の平面形状を有する電極が貫通させられる。受光面を覆う誘電体膜を貫通する電極は、電極前駆体に受光面を覆う誘電体膜をファイアースルーさせることにより形成される。
 裏面を覆う誘電体膜には、櫛状の平面形状を有する電極が貫通させられる。裏面を覆う誘電体膜を貫通する電極は、電極前駆体に裏面を覆う誘電体膜をファイアースルーさせることにより形成される。
 特許文献1に記載された太陽電池は、従来の太陽電池の一例である。
 特許文献1に記載された太陽電池においては、n型シリコン基板がリンドープ{100}N型アズカットシリコン基板(以下では「リンドープ基板」という。)であり、p型の導電型を有する不純物拡散層がホウ素拡散層であり、n型の導電型を有する不純物拡散層がリン拡散層である(段落0042)。ホウ素拡散層は、2枚のリンドープ基板のうちの一方のリンドープ基板の裏面と2枚のリンドープ基板のうちの他方のリンドープ基板の裏面とが重ねられたものを臭化ホウ素雰囲気中において1000℃で熱処理することにより形成される(段落0042)。リン拡散層は、2枚のリンドープ基板のうちの一方のリンドープ基板の裏面と2枚のリンドープ基板のうちの他方のリンドープ基板の裏面とが重ねられたものをオキシ塩化リン雰囲気中において850℃で熱処理することにより形成される(段落0042)。
 テクスチャは、熱濃水酸化カリウム水溶液によりリンドープ基板からスライスダメージを除去した後にリンドープ基板を水酸化カリウム/2-プロパノール水溶液中に浸漬することにより形成される(段落0042)。
 受光面を覆う誘電体膜は、パッシベーション膜になる酸化アルミニウム膜および光反射防止膜になる酸化チタン膜からなる積層膜である(段落0002、0005および0043)。酸化アルミニウム膜は、原子層堆積法により形成される(段落0043)。酸化チタン膜は、常圧CVD法により形成される(段落0043)。
 裏面を覆う誘電体膜は、パッシベーション膜になる窒化シリコン膜である(段落0004および0042)。窒化シリコン膜は、プラズマCVD法により形成される(段落0042)。
 特許文献1の記載によれば、ファイアースルー後に電極を受光面に電気的に良好に接触させるためには、酸化アルミニウム膜は、40nm以下の厚さを有さなければならず、望ましくは30nm以下の厚さを有し、特に望ましくは20nm以下の厚さを有する(段落0021および0032)。また、特許文献1の記載によれば、酸化アルミニウムが20nm以上100nm以下の厚さを有する場合は、酸化アルミニウム膜がパッシベーション膜になる(段落0033および図7)。
国際公開第2011/033826号
 特許文献1に記載された太陽電池に代表される従来の太陽電池においては、pn接合体の端面が誘電体膜に覆われない。このため、pn接合体の端面におけるキャリア再結合が起こりやすく、開放電圧が低くなる。
 また、pn接合体のn型の導電型を呈する主面の一部が酸化アルミニウム膜で覆われてしまう場合があり、n型の導電型を呈する主面への電気的接続に適したアルミニウムを含まない電極とn型の導電型を呈する主面との接触抵抗が高くなり変換効率が低くなる場合がある。
 本発明は、これらの問題を解決することを目的とする。本発明が解決しようとする課題は、pn接合体の端面におけるキャリア再結合を起こりにくくし、太陽電池の開放電圧を高くすることである。
 また、本発明が解決しようとする課題は、アルミニウムを含まない電極とpn接合体のn型の導電型を呈する主面との接触抵抗を低くし、太陽電池の変換効率を高くすることである。
 (1)本発明の第1の態様においては、太陽電池が、pn接合体、第1の誘電体膜、第2の誘電体膜、第1の電極および第2の電極を備える。
 pn接合体は、pn接合を有し、一方の主面、端面および他方の主面を有する。一方の主面は、p型の導電型を呈する。他方の主面は、n型の導電型を呈する。
 第1の誘電体膜は、一方の主面を覆う部分および端面を覆う部分からなる。一方の主面を覆う部分は、第1の酸化アルミニウム膜を含む。端面を覆う部分は、第2の酸化アルミニウム膜を含む。
 第2の誘電体膜は、他方の主面を覆い、酸化アルミニウム膜を含まない。
 第1の電極は、一方の主面を覆う部分を貫通し、一方の主面に接し、銀を含む。
 第2の電極は、第2の誘電体膜を貫通し、他方の主面に接し、銀を含むがアルミニウムを含まない。
 (2)本発明の第2の態様においては、太陽電池を生産する方法が、pn接合体を準備する工程、第1の誘電体膜を形成する工程、第2の誘電体膜を形成する工程、第1の電極前駆体および第2の電極前駆体を形成する工程ならびに複合体を焼成する工程を備える。
 pn接合体は、pn接合を有し、一方の主面、端面および他方の主面を有する。一方の主面は、p型の導電型を呈する。他方の主面は、n型の導電型を呈する。
 第1の誘電体膜は、一方の主面を覆う部分および端面を覆う部分からなる。一方の主面を覆う部分は、第1の酸化アルミニウム膜を含む。端面を覆う部分は、第2の酸化アルミニウム膜を含む。
 第1の誘電体膜が形成される場合は、第1の酸化アルミニウム膜、第2の酸化アルミニウム膜および第3の酸化アルミニウム膜が形成される。第3の酸化アルミニウム膜は、他方の主面の上にはみ出す。続いて、第1の酸化アルミニウム膜を覆う第1のマスク膜及び第2の酸化アルミニウム膜を覆う第2のマスク膜が形成される。このときには、第3の酸化アルミニウム膜が覆われないようにされる。続いて、第3の酸化アルミニウム膜が除去される。このときには、第1のマスク膜が第1の酸化アルミニウム膜を覆い第2のマスク膜が第2の酸化アルミニウム膜を覆う状態が維持され、第1の酸化アルミニウム膜および第2の酸化アルミニウム膜が除去されないようにされる。
 第2の誘電体膜は、他方の主面を覆い、酸化アルミニウム膜を含まない。第2の誘電体膜は、第1の誘電体膜が形成される前に形成されてもよく、第2の誘電体膜が形成された後に形成されてもよい。
 第1の電極前駆体は、一方の主面に対向し、銀を含む。第2の電極前駆体は、第2の誘電体膜を挟んで他方の主面に対向し、銀を含むがアルミニウムを含まない。第1の電極前駆体および第2の電極前駆体が形成されることにより、pn接合体、第1の誘電体膜、第2の誘電体膜、第1の電極前駆体および第2の電極前駆体を備える複合体が得られる。
 複合体が焼成されることにより、第1の電極前駆体は、第1の電極に変化する。第1の電極は、一方の主面を覆う部分を貫通し、一方の主面に接する。また、第2の電極前駆体は、第2の誘電体膜をファイアースルーし、第2の電極に変化する。第2の電極は、第2の誘電体膜を貫通し、他方の主面に接する。
 本発明によれば、pn接合体の端面が酸化アルミニウム膜を含む誘電体膜に覆われるため、pn接合体の端面におけるキャリア再結合が起こりにくい。これにより、太陽電池の開放電圧が高くなる。
 また、本発明によれば、pn接合体のn型の導電型を呈する主面を覆う誘電体膜が酸化アルミニウム膜を含まないため、pn接合体のn型の導電型を呈する主面への電気的接続に適したアルミニウムを含まない電極がpn接合体のn型の導電型を呈する主面に接することが阻害されない。これにより、アルミニウムを含まない電極とpn接合体のn型の導電型を呈する主面との接触抵抗が低くなり、太陽電池の変換効率が高くなる。
実施の形態1の太陽電池を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池を模式的に示す上面図である。 実施の形態1の太陽電池を模式的に示す下面図である。 実施の形態1の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間と電流密度との関係を示す図である。 第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間と開放電圧との関係を示す図である。 第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間と曲線因子との関係を示す図である。 第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間と効率との関係を示す図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。 実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。 実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
 1 実施の形態1
 1.1 太陽電池
 図1は、実施の形態1の太陽電池を模式的に示す断面図である。図2は、実施の形態1の太陽電池を模式的に示す上面図である。図3は、実施の形態1の太陽電池を模式的に示す下面図である。
 図1、2および3の各々に示されるように、太陽電池1000は、シリコン基板1010、第1の酸化アルミニウム膜1011、第2の酸化アルミニウム膜1012、第1の窒化シリコン膜1013、第2の窒化シリコン膜1014、第3の窒化シリコン膜1015、第1の電極1016および第2の電極1017を備える。シリコン基板1010は、ボロン拡散層1020、n型シリコン層1021およびリン拡散層1022を備え、一方の主面である受光面1060、端面1061および他方の主面である裏面1062を有する。
 シリコン基板1010は、pn接合体1030を構成する。第1の酸化アルミニウム膜1011および第1の窒化シリコン膜1013は、第1の誘電体膜1040のうちの受光面1060を覆う部分1050を構成する。第2の酸化アルミニウム膜1012および第2の窒化シリコン膜1014は、第1の誘電体膜1040のうちの端面1061を覆う部分1051を構成する。第3の窒化シリコン膜1015は、裏面1052を覆う第2の誘電体膜1041を構成する。
 受光面1060に光が照射された場合は、pn接合体1030の内部にキャリアが光生成し、第1の電極1016および第2の電極1017を経由して太陽電池1000から電力を取り出すことができる。
 シリコン基板1010の表面1055には、テクスチャが形成される。テクスチャは、微小な凹凸であり、表面1055に光を閉じ込める。凹凸を形成する突起の各々は、典型的には一辺が0.1~10μmの長さを有する構造物である。テクスチャは微小な凹凸であるため、図1、2および3にテクスチャは描かれていない。
 シリコン基板1010は、主にシリコンからなる。
 ボロン拡散層1020は、受光面1060に沿い、p型の導電型を有する。ボロン拡散層1020により、受光面1060はp型の導電型を呈する。pn接合体1030は、p型の導電型を有するボロン拡散層1020とn型の導電型を有するn型シリコン層1021との界面にpn接合1070を有する。このため、ボロン拡散層1020は、エミッターになる。ボロン拡散層1020が他の種類のp型の導電型を有する不純物拡散層に置き換えられてもよい。例えば、ボロン拡散層1020がアルミニウム拡散層、ガリウム拡散層、インジウム拡散層等に置き換えられてもよい。
 リン拡散層1022は、裏面1062に沿い、n型の導電型を有する。リン拡散層1022により、裏面1062はn型の導電型を呈する。リン拡散層1022により、シリコン基板1010の内部に電界が発生し、シリコン基板1010の内部に光生成したキャリアが裏面1062から遠ざけられる。すなわち、リン拡散層1022は、BSF(Back Surface Field)層になる。リン拡散層1022が他の種類のn型の導電型を有する不純物拡散層に置き換えられてもよい。例えば、リン拡散層1022がアンチモン拡散層、ヒ素拡散層等に置き換えられてもよい。
 n型シリコン層1021は、n型の導電型を有し、ボロン拡散層1020とリン拡散層1022との間にあり、端面1061に露出する。これにより、ボロン拡散層1020とリン拡散層1022とは端面1061において互いに分離され、ボロン拡散層1020とリン拡散層1022との間にリーク電流が流れることが抑制される。
 第1の誘電体膜1040は、受光面1060を覆う部分1050および端面1061を覆う部分1051からなり、裏面1062を覆う部分を備えない。
 受光面1060を覆う部分1050は、第1の酸化アルミニウム膜1011および第1の窒化シリコン膜1013からなる。端面1061を覆う部分1051は、第2の酸化アルミニウム膜1012および第2の窒化シリコン膜1014からなる。受光面1060を覆う部分1050が第1の酸化アルミニウム膜1011および第1の窒化シリコン膜1013以外の膜を含んでもよい。端面1061を覆う部分1051が第2の酸化アルミニウム膜1012及び第2の窒化シリコン膜1014以外の膜を含んでもよい。
 第1の酸化アルミニウム膜1011は、受光面1060を覆う。第1の窒化シリコン膜1013は、第1の酸化アルミニウム膜1011を覆う。第2の酸化アルミニウム膜1012は、端面1061を覆う。第2の窒化シリコン膜1014は、第2の酸化アルミニウム膜1012を覆う。第2の酸化アルミニウム膜1012は、第1の酸化アルミニウム膜1011から連続する。第2の窒化シリコン膜1014は、第1の窒化シリコン膜1013から連続する。
 第1の酸化アルミニウム膜1011および第2の酸化アルミニウム膜1012の各々は、5nmの厚さを有する。第1の酸化アルミニウム膜1011および第2の酸化アルミニウム膜1012の両方または片方がさらに薄くまたは厚くなってもよい。
 第1の酸化アルミニウム膜1011および第2の酸化アルミニウム膜1012の各々は、負の固定電荷を有する。このため、p型の導電型を呈する受光面1060を覆う第1の酸化アルミニウム膜1011は、p型の導電型を有するボロン拡散層1020の内部に光生成した少数キャリアである電子を欠陥が多い界面である受光面1060から遠ざける。したがって、第1の酸化アルミニウム膜1011は、受光面1060におけるキャリア再結合を起こりにくくし、良好なパッシベーション膜になる。端面1061を覆う第2の酸化アルミニウム膜1012は、光生成したキャリアである電子を欠陥が多い界面である端面1061から遠ざける。したがって、第2の酸化アルミニウム膜1012は、端面1061におけるキャリア再結合を起こりにくくし、パッシベーション膜になる。第1の酸化アルミニウム膜1011および第2の酸化アルミニウム膜1012の各々は、高密度の負の固定電荷を有するため、5nmの厚さしか有しない場合においても、パッシベーション膜になる。受光面1060および端面1061におけるキャリア再結合を起こりにくくすることは、太陽電池1000の開放電圧を高くすることに寄与する。
 第1の窒化シリコン膜1013および第2の窒化シリコン膜1014の各々は、約2.0という大きな屈折率を有する。このため、第1の窒化シリコン膜1013および第2の窒化シリコン膜1014の各々は、良好な光反射防止膜になる。第1の窒化シリコン膜1013および第2の窒化シリコン膜1014の両方または片方が他の種類の光反射防止膜に置き換えられてもよい。例えば、第1の窒化シリコン膜1013および第2の窒化シリコン膜1014の両方または片方が、酸化シリコン膜、酸化チタン膜、炭化シリコン膜、酸化スズ膜等に置き換えられてもよい。
 第1の酸化アルミニウム膜1011および第2の酸化アルミニウム膜1012の各々は、約1.76という小さな屈折率しか有さず、5nmの厚さしか有しないので、良好な光反射防止膜にならない。しかし、太陽電池1000においては、第1の酸化アルミニウム膜1011および第2の酸化アルミニウム膜1012をそれぞれ覆う第1の窒化シリコン膜1013および第2の窒化シリコン膜1014の各々が良好な反射防止膜であるため、受光面1060および端面1061における光反射が良好に抑制される。
 第2の誘電体膜1041は、裏面1062を覆い、第3の窒化シリコン膜1015からなる。第2の誘電体膜1041が第3の窒化シリコン膜1015以外の膜を含んでもよい。
 第3の窒化シリコン膜1015は、正の固定電荷を有する。このため、n型の導電型を呈する裏面1062を覆う第3の窒化シリコン膜1015は、n型の導電型を有するリン拡散層1022の内部に光生成した少数キャリアである正孔を欠陥が多い界面である裏面1062から遠ざけ、良好なパッシベーション膜になる。第3の窒化シリコン膜1015が他の種類のパッシベーション膜に置き換えられてもよい。
 第2の誘電体膜1041は、酸化アルミニウム膜を含まない。これにより、n型の導電型を呈する裏面1062への電気的接続に適したアルミニウムを含まない第2の電極1017が裏面1062に接することが阻害されない。このことは、第2の電極1017と裏面1062との接触抵抗を低くし太陽電池1000の変換効率を高くすることに寄与する。
 受光面1060を覆う部分1050には、第1の開口1080が形成される。第1の開口1080は、第1の電極1016が有する平面形状に適合する平面形状を有し、櫛状の平面形状を有する。
 第2の誘電体膜1041には、第2の開口1081が形成される。第2の開口1081は、第2の電極1017が有する平面形状に適合する平面形状を有し、櫛状の平面形状を有する。
 第1の電極1016は、第1の開口1080を経由して受光面1060を覆う部分1050を貫通し、受光面1060に接し、ボロン拡散層1020と電気的に導通する。第1の電極1016は、銀およびアルミニウムを含む。
 第1の電極1016は、櫛状の平面形状を有し、フィンガー電極1090及びバス電極1091を備える。第1の電極1016が櫛状でない平面形状を有してもよい。フィンガー電極1090は、平行配列された多数本の線状電極からなる。多数本の線状電極の配列ピッチは、制限されないが、例えば1.5mmである。多数本の線状電極の各々の線幅は、制限されないが、例えば50μmである。バス電極1091は、平行配列された4本の線状電極からなる。バス電極が3本以下または5本以上の線状電極からなることも許される。4本の線状電極の配列ピッチは、制限されないが、例えば39mmである。4本の線状電極の各々の線幅は、制限されないが、例えば1mmである。多数本の線状電極の各々は、4本の線状電極の各々と直交する。
 第2の電極1017は、第2の開口1081を経由して第2の誘電体膜1041を貫通し、裏面1062に接し、リン拡散層1022と電気的に導通する。第2の電極1017は、銀を含むがアルミニウムを含まない。第2の電極1017がアルミニウムを含まないため、第2の電極1017がn型の導電型を呈する裏面1062に接しても導電型への影響は生じない。
 第2の電極1017は、櫛状の平面形状を有し、フィンガー電極1100及びバス電極1101からなる。第2の電極1017が櫛状でない平面形状を有してもよい。フィンガー電極1100は、平行配列された多数本の線状電極からなる。多数本の線状電極の配列ピッチは、制限されないが、例えば1.2mmである。多数本の線状電極の各々の線幅は、制限されないが、例えば50μmである。バス電極1101は、平行配列された4本の線状電極からなる。バス電極1101が3本以下または5本以上の線状電極からなることも許される。4本の線状電極の配列ピッチは、制限されないが、例えば39mmである。4本の線状電極の各々の線幅は、制限されないが、例えば1mmである。多数本の線状電極の各々は、4本の線状電極の各々と直交する。
 1.2 太陽電池を生産する方法
 図4は、実施の形態1の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図5から15までの各々は、実施の形態1の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
 図4に示される工程S101においては、n型単結晶シリコン基板が準備される。準備されるn型単結晶シリコン基板は、インゴットを板状にスライスすることにより作製されており、スライスされたときに形成されたダメージ層を表面に沿う表層部に含む。n型単結晶シリコン基板以外の半導体基板が準備されてもよい。例えば、n型多結晶シリコン基板が準備されてもよい。
 図4に示される工程S102においては、準備されたn型単結晶シリコン基板(以下では「n型シリコン基板」という。)にテクスチャエッチングが行われる。工程S102により、図5に示される、テクスチャが表面1110の全体に形成されたn型シリコン基板1120が得られる。テクスチャエッチングは、準備されたn型シリコン基板をエッチング液に浸漬する溶液処理により行われる。
 エッチング液は、90重量部の6%水酸化ナトリウム水溶液に10重量部のイソプロパノールが混入されたものである。エッチング液の温度は、80℃である。浸漬時間は、10分である。このテクスチャエッチングの条件によれば、エッチング深さが約10μmになり、準備されたn型シリコン基板からダメージ層が除去される。
 テクスチャエッチングの条件が変更されてもよい。例えば、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が変更されてもよく、イソプロパノールの混入量が変更されてもよい。エッチング液が、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性水溶液に市販されているテクスチャエッチング用の添加剤が添加されたものであってもよい。n型多結晶シリコン基板が準備される場合は、エッチング液がフッ化水素酸および硝酸からなる混合液であってもよい。
 溶液処理に代えてリアクティブイオンエッチング(RIE)によるドライ処理が行われてもよい。テクスチャエッチングの前に、イソプロパノールが混入されていない高温の水酸化ナトリウム水溶液に準備されたn型シリコン基板が浸漬され、ダメージ層が除去されてもよい。
 図4に示される工程S103においては、図6に示されるように、図5に示されるn型シリコン基板1120の受光面1130および端面1131を覆うボロンシリケートガラス(BSG)膜1140が形成され、BSG膜1140をさらに覆う非ドープシリケートガラス(NSG)膜1141が形成される。工程S103により、図6に示される、n型シリコン基板1120、BSG膜1140およびNSG膜1141を備える複合体1150が得られる。BSG膜1140は、ボロン拡散層を形成するためにn型シリコン基板1120に拡散させられるボロンの供給源である。NSG膜1141は、n型シリコン基板1120にボロンを拡散している間にボロンがアニール雰囲気中に揮発することを抑制するキャップ膜になる。NSG膜1141が省略されてもよい。
 BSG膜1140およびNSG膜1141は、常圧化学気相成長(CVD)法により形成される。BSG膜1140およびNSG膜1141が形成される場合は、n型シリコン基板1120が、その裏面1132がSiCトレイに接するようにSiCトレイに載せられ、大気圧の第1の原料ガス中および大気圧の第2の原料ガス中を順次に通過するように水平搬送される。これにより、100nmの厚さを有するBSG膜1140および500nmの厚さを有するNSG膜1141が形成される。第1の原料ガスは、シランガス、酸素ガスおよびジボランガスからなる混合ガスである。第2の原料ガスは、シランガスおよび酸素ガスからなる混合ガスである。n型シリコン基板1120は、SiCトレイを加熱することにより500℃に加熱される。
 BSG膜1140およびNSG膜1141が形成される場合は裏面1132がSiCトレイに接するため、BSG膜1140およびNSG膜1141は裏面1132の上にはみ出さない。しかし、n型シリコン基板1120にそりが生じた場合等においてBSG膜1140およびNSG膜1141が裏面1132の周辺部の上にはみ出すことがまれにある。この場合は、複合体1150が0.5%フッ化水素酸に120秒間浸漬され、BSG膜1140のうちの裏面1132の周辺部の上にはみ出す部分およびNSG膜1141のうちの裏面1132の周辺部の上にはみ出す部分が選択的に除去される。選択的な除去が可能であるのは、BSG膜1140のうちの裏面1132の周辺部の上にはみ出す部分およびNSG膜1141のうちの裏面1132の周辺部の上にはみ出す部分は、不完全であるため、フッ化水素酸に対するエッチングレートが速く、短時間で除去されるためである。
 BSG膜1140およびNSG膜1141の両方または片方の形成の条件が変更されてもよい。BSG膜1140およびNSG膜1141の両方または片方が常圧CVD法以外の形成方法により形成されてもよい。
 図4に示される工程S104においては、図7に示されるように、図6に示される複合体1150がアニールされ、BSG膜1140に含まれるボロンがn型シリコン基板1120のうちの受光面1130に沿う表層部および端面1131に沿う表層部に熱拡散させられる。工程S104により、図7に示される、受光面1160および端面1161に沿うボロン拡散層1170が形成されたシリコン基板1180、BSG膜1181ならびにNSG膜1182を備える複合体1190が得られる。
 複合体1150がアニールされる場合は、300枚の複合体1150が3.5mmピッチで石英ガラス製のボートに載せられた被処理物が準備される。被処理物は、750℃に加熱された横型拡散炉の石英チューブの内部に搬入される。その後に、流量が10SLMになるように窒素ガスが石英チューブの内部に流された状態において石英チューブが1000℃まで昇温され、その状態が30分間保持され、ボロンが熱拡散させられる。その後に、石英チューブが750℃まで降温され、被処理物が石英チューブの外部に搬出される。アニールの条件が変更されてもよい。
 図4に示される工程S105においては、図8に示されるように、図7に示される複合体1190の表面1200を覆うリンガラス(PSG)膜1210が形成され、PSG膜1210に含まれるリンがシリコン基板1180のうちの裏面1162に沿う表層部に熱拡散させられる。工程S105により、図8に示される、受光面1230および端面1231に沿うボロン拡散層1170が形成され裏面1232に沿うリン拡散層1022が形成されたシリコン基板1250、BSG膜1181、NSG膜1182ならびにPSG膜1210を備える複合体1260が得られる。
 PSG膜1210が形成されリンが拡散させられる場合は、300枚の複合体1190が3.5mmピッチで石英ガラス製のボートに載せられた被処理物が準備される。被処理物は、750℃に加熱された横型拡散炉の石英チューブの内部に搬入される。その後に、流量が10SLMになるように窒素ガスが石英チューブの内部に流された状態において石英チューブが850℃まで昇温される。その後に、材料ガスが石英チューブの内部に流され、その状態が10分間保持され、PSG膜1210が形成され、リンが熱拡散させられる。その後に、材料ガスが石英チューブの内部に流されない状態が17分間保持され、リンがさらに熱拡散させられる。その後に、石英チューブが750℃まで降温され、被処理物が石英チューブの外部に搬出される。材料ガスは、ガラス容器に封入されたオキシ塩化リン(POCl3)を窒素ガスでバブリングすることにより得られる、オキシ塩化リンおよび窒素ガスからなる混合ガスである。PSG膜1210の形成およびリンの拡散の条件が変更されてもよい。
 PSG膜1210は、裏面1232を覆うだけでなく受光面1230および端面1231に対向する。しかし、受光面1230および端面1231はBSG膜1181およびNSG膜1182からなるバリア層で覆われているため、受光面1230に沿う表層部および端面1231に沿う表層部にリンは拡散しない。
 望ましくは、被処理物において、2枚の複合体1190のうちの一方の複合体1190の受光面側の主面1225と2枚の複合体1190のうちの他方の複合体1190の受光面側の主面1225とが密着させられた密着体が1個のスリットに挿入される。これにより、受光面1230に沿う表層部にリンが熱拡散することがさらに抑制され、1度に処理できる複合体1190が倍増する。
 図4に示される工程S106においては、図9に示されるように、図8に示される複合体1260にガラスエッチングが行われ、複合体1260からBSG膜1181、NSG膜1182およびPSG膜1210が除去される。工程S106により、図9に示されるシリコン基板1250が得られる。
 複合体1260にガラスエッチングが行われる場合は、複合体1260が10%フッ化水素酸に4分間浸漬される。ガラスエッチングの条件が変更されてもよい。
 工程S106が終了した時点においては、ボロン拡散層1170のシート抵抗は110Ω/sqであり、リン拡散層1022のシート抵抗は40Ω/sqである。リン拡散層1022のシート抵抗は、n型シリコン層1021の寄与を含む。ボロン拡散層1170のシート抵抗およびリン拡散層1022のシート抵抗が変化してもよい。
 図4に示される工程S107においては、図10に示されるように、図9に示されるシリコン基板1250のボロン拡散層1170とリン拡散層1022とが互いに分離される。工程S107により、図10に示される、受光面1060に沿うボロン拡散層1020が形成され裏面1062に沿うリン拡散層1022が形成されたシリコン基板1010が得られ、pn接合体1030が得られる。
 ボロン拡散層1170とリン拡散層1022とが互いに分離される場合は、各々がシリコン基板1250と同じ平面形状を有する2枚の押さえ板が準備され、200枚のシリコン基板1250が重ね合わされた重ね合わせ体が2枚の押さえ板で挟まれた被処理物が準備される。被処理物は、四フッ化炭素ガス、酸素ガスおよび窒素ガスからなる混合ガスであるエッチングガス中でプラズマ処理される。これにより、ボロン拡散層1170のうちの端面1231に沿う部分がエッチングガスに曝され除去され、n型シリコン層1021が露出する。2枚の押さえ板には、重ね合わせ体を挟み込む力が加えられ、隣接するシリコン基板1250の隙間が排除される。これにより、ボロン拡散層1020およびリン拡散層1022が除去されずに残る。
 プラズマ処理以外の処理によりボロン拡散層1170とリン拡散層1022とが互いに分離されてもよい。
 図4に示される工程S108においては、図11に示されるように、図10に示されるシリコン基板1010の受光面1060および端面1061をそれぞれ覆う第1の酸化アルミニウム(Al2O3)膜1270および第2の酸化アルミニウム(Al2O3)膜1012が形成される。工程S108により、図11に示される、シリコン基板1010、第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012を備える複合体1280が得られる。
 第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012は、原子層堆積(ALD)法により形成される。第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012が形成される場合は、シリコン基板1010の裏面1062がトレイに接するようにシリコン基板1010がトレイに載せられた被処理物が準備される。被処理物が成膜チャンバーの内部に置かれ、トレイが200℃に保たれ、成膜チャンバーの内部が一端真空排気された後にトリメチルアルミニウム(TMA)蒸気の成膜チャンバーの内部への導入と水蒸気の成膜チャンバーの内部への導入が交互に行われる。これにより、受光面1060および端面1061にはTMA蒸気および水蒸気が交互に接し、アルミニウム原子の最表面への結合と酸素原子の最表面への結合とが交互に起こり、ち密な第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012が形成される。
 第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012が形成された後に、複合体1280が425℃で20分間熱処理される。これにより、第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012がアニールされる。熱処理の条件が変更されてもよい。工程S108における熱処理が省略され、図4に示される工程S109において加熱が行われるときに第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012がアニールされてもよい。
 実験によれば、ALD法により第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012が形成される場合は、裏面1062の周辺部の上に第3の酸化アルミニウム膜1290が回り込み、裏面1062の上にはみ出す第3の酸化アルミニウム膜1290も複合体1280を構成する。第3の酸化アルミニウム膜1290が形成される範囲は、端面1061と裏面1062との境界から20mm離れた位置まで広がる。ALD法においては、供給されるガスの分子そのものが成膜種であるため、供給されるガスがトレイと裏面1062との隙間に侵入しうる限りは、トレイに接する裏面1062にも通常の成膜レートで成膜が行われる。これに対して、プラズマCVD法においては、プラズマ放電が直接的に存在しない当該隙間には成膜種が存在する確率が低く、トレイに接する裏面1062に成膜が行われにくい。
 最終的に第2の電極1017になる第2の電極前駆体はアルミニウムを含まないため、第2の電極前駆体に第3の酸化アルミニウム膜1290をファイアースルーさせることは難しい。このため、第3の酸化アルミニウム膜1290は、第2の電極前駆体が形成される前に除去される。
 図4に示される工程S109においては、図12に示されるように、図11に示される複合体1280の第1の酸化アルミニウム膜1270および第2の酸化アルミニウム膜1012をそれぞれ覆う第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014が形成される。工程S109により、図12に示される、シリコン基板1010、第1の酸化アルミニウム膜1270、第2の酸化アルミニウム膜1012、第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014を備える複合体1310が得られる。第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014は、平行平板型のプラズマCVD法により形成される。
 第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014が形成される場合は、1体積部のシランガス、4体積部のアンモニアガスおよび4体積部の窒素ガスからなる混合ガスが成膜チャンバーの内部に導入される。
 第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014の形成の条件が変更されてもよい。第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014がプラズマCVD法以外の形成方法により形成されてもよい。
 第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014がプラズマCVD法により形成される場合は、トレイに接する複合体1280の裏面側の主面1320には成膜が行われにくいため、第3の酸化アルミニウム膜1290は、窒化シリコン膜に覆われず、複合体1310の外部に露出する。
 図4に示される工程S110においては、図13に示されるように、図12に示される複合体1310から第3の酸化アルミニウム膜1290が除去され、受光面1060を覆う部分1315および端面1061を覆う部分1316からなる第1の誘電体膜1317が得られる。受光面1060を覆う部分1315は、第1の酸化アルミニウム膜1270および第1の窒化シリコン膜1300からなる。端面1061を覆う部分1316は、第2の酸化アルミニウム膜1012および第2の窒化シリコン膜1014からなる。工程S110により、図13に示される、シリコン基板1010および第1の誘電体膜1317を備える複合体1330が得られる。
 第3の酸化アルミニウム膜1290が除去される場合は、複合体1310が0.5%フッ化水素酸に90秒間浸漬される。フッ化水素酸に対する窒化シリコン膜のエッチングレートは、フッ化水素酸に対する酸化アルミニウム膜のエッチングレートの1/10以下である。このため、第1の酸化アルミニウム膜1270が第1の窒化シリコン膜1300に覆われ第2の酸化アルミニウム膜1012が第2の窒化シリコン膜1014に覆われた状態が維持されたまま複合体1310が0.5%フッ化水素酸に浸漬された場合は、第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014の各々がマスク膜となる。これにより、第1の酸化アルミニウム膜1270は第1の窒化シリコン膜1300に保護されて除去されず、第2の酸化アルミニウム膜1012は第2の窒化シリコン膜1014に保護されて除去されず、窒化シリコン膜に保護されない第3の酸化アルミニウム膜1290のみが除去される。
 第3の酸化アルミニウム膜1290の除去の条件が変更されてもよい。第1の窒化シリコン膜1300とは別の第1のマスク膜および第2の窒化シリコン膜1014とは別の第2のマスク膜が形成され、第3の酸化アルミニウム膜1290、第1のマスク膜および第2のマスク膜が除去された後に、第1の窒化シリコン膜1300および第2の窒化シリコン膜1014が形成されてもよい。
 図4に示される工程S111においては、図14に示されるように、図13に示される複合体1330に備えられるシリコン基板1010の裏面1062を覆う第3の窒化シリコン膜1340が形成され、裏面1062を覆い第3の窒化シリコン膜1340からなり酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜1345が得られる。工程S111により、図14に示される、シリコン基板1010、第1の誘電体膜1317および第2の誘電体膜1345を備える複合体1350が得られる。第3の窒化シリコン膜1340は、工程S109と同様に平行平板型のプラズマCVD法により形成される。
 第2の誘電体膜1345は、第1の誘電体膜1317が形成された後に形成されるが、第1の誘電体膜1317が形成される前に形成されてもよい。
 図4に示される工程S112においては、図15に示されるように、図14に示される複合体1350の受光面側の主面1360および裏面側の主面1362にそれぞれ第1の電極前駆体1370および第2の電極前駆体1371が形成される。工程S112により、図15に示される、シリコン基板1010、第1の誘電体膜1317、第2の誘電体膜1345、第1の電極前駆体1370および第2の電極前駆体1371を備える複合体1380が得られる。第1の電極前駆体1370は、受光面1060を覆う部分1315を挟んで受光面1060に対向する。第2の電極前駆体1371は、第2の誘電体膜1345を挟んで裏面1062に対向する。電極前駆体とは、太陽電池1000の仕掛品を構成する構成物であって最終的に電極になるものをいい、焼成により電極になるものをいう。
 第1の電極前駆体1370が形成される場合は、第1の電極ペーストが受光面側の主面1360にスクリーン印刷され印刷膜が形成され、形成された印刷膜が250℃で5分間かけて乾燥させられ第1の電極ペーストに含まれる溶剤が蒸発させられる。第1の電極ペーストは、Agの粒子、ガラス粒子、樹脂成分、溶剤等からなる混合物であり、銀を含み、数重量%のアルミニウムを含む。第1の電極ペーストに含まれる銀は、第1の電極前駆体1370が第1のアルミニウム膜1270をファイアースルーすることを容易にする。第1の電極ペーストの組成が変更されてもよい。
 第2の電極前駆体1371が形成される場合は、第2の電極ペーストが裏面側の主面1362にスクリーン印刷され印刷膜が形成され、形成された印刷膜が250℃で5分間かけて乾燥させられ第2の電極ペーストに含まれる溶剤が蒸発させられる。第2の電極ペーストは、Agの粒子、ガラス粒子、樹脂成分、溶剤等からなる混合物であり、銀を含むが、アルミニウムを含まない。第2の電極ペーストの組成が変更されてもよい。
 第1の電極前駆体1370および第2の電極前駆体1371の両方または片方の形成の条件が変更されてもよい。第1の電極前駆体1370および第2の電極前駆体1371の両方または片方がスクリーン印刷以外の形成方法により形成されてもよい。
 図4に示される工程S113においては、図15に示される複合体1380が焼成され、第1の電極前駆体1370が受光面1060を覆う部分1315をファイアースルーし、第2の電極前駆体1371が第2の誘電体膜1390をファイアースルーする。工程S113により、図1、2および3の各々に示される太陽電池1000が完成する。
 複合体1380が焼成される場合は、複合体1380が、トンネル炉の内部に導入され、ピーク温度800℃で3秒間熱処理される。
 工程S113により、受光面1060を覆う部分1315が図1に示される受光面1060を覆う部分1050に変化し、第1の電極前駆体1370が図1に示される第1の電極1016に変化する。このとき、第1の電極前駆体1370に含まれる樹脂成分が消失し、第1の電極前駆体1370に含まれるガラス粒子が受光面1060を覆う部分1315を貫通し、第1の電極前駆体1370に含まれるアルミニウムがボロン拡散層1020と合金層を形成し、第1の電極前駆体1370に含まれる銀粒子が形成された合金層に接し、第1の電極1016とボロン拡散層1020との電気的導通が得られる。
 工程S113により、第2の誘電体膜1390が図1に示される第2の誘電体膜1041に変化し、第2の電極前駆体1371が図1に示される第2の電極1017に変化する。このとき、第2の電極前駆体1371に含まれる樹脂成分が消失し、第2の電極前駆体1371に含まれるガラス粒子が第2の誘電体膜1390を貫通し、第2の電極前駆体1371に含まれる銀粒子がリン拡散層1022に接し、第2の電極1017とリン拡散層1022との電気的導通が得られる。
 1.3 第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間と発電特性との関係
 工程S110において第3の酸化アルミニウム膜1290を除去する時間(複合体1310を0.5%フッ化水素酸に浸漬する時間)を変化させ、太陽電池1000の発電特性がどのように変化するかを調べた。その結果を図16から19までに示す。図16は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と電流密度(Jsc)との関係を示すグラフである。図17は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と開放電圧(Voc)との関係を示すグラフである。図18は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と曲線因子(FF)との関係を示すグラフである。図19は、第3の酸化アルミニウム膜を除去する時間(酸化アルミニウム除去時間)と効率(Efficiency)との関係を示すグラフである。
 除去する時間が0秒から90秒に増加した場合は、図18に示されるように、曲線因子が単調増加し、図19に示されるように、効率も単調増加する。曲線因子の増加は、直列抵抗の低下による。直列抵抗の低下は、第3の酸化アルミニウム膜1290が薄くなり、第2の電極1017と裏面1062との接触抵抗が低くなることによる。
 これらのことから、工程S110においては、第3の酸化アルミニウム膜1290を除去する時間を90秒とした。ただし、この時間は、他の条件により変化する。
 2 実施の形態2
 2.1 実施の形態2の基本例の太陽電池
 実施の形態2の基本例の太陽電池は、主に、pn接合体の表面を覆う酸化シリコン膜が形成される点で、実施の形態1の太陽電池と異なる。以下では、実施の形態2の基本例の太陽電池が実施の形態1の太陽電池と異なる点が主に説明される。実施の形態1において採用された発明の構成およびその変形が、上記の異なる点の採用を阻害しない範囲内において、実施の形態2の基本例においても採用されてもよい。
 図20は、実施の形態2の基本例の太陽電池を模式的に示す断面図である。
 図20に示される太陽電池2000は、基板2010、第1の酸化アルミニウム膜2011、第2の酸化アルミニウム膜2012、第1の窒化シリコン膜2013、第2の窒化シリコン膜2014、第3の窒化シリコン膜2015、第1の電極2016および第2の電極2017を備える。基板2010は、ボロン拡散層2020、n型シリコン層2021、リン拡散層2022、第1の酸化シリコン膜2023および第2の酸化シリコン膜2024を備える。
 ボロン拡散層2020、n型シリコン層2021およびリン拡散層2022は、pn接合体2030を構成する。pn接合体2030は、一方の主面である受光面2060、端面2061および他方の主面である裏面2062を有する。第1の酸化シリコン膜2023、第1の酸化アルミニウム膜2011および第1の窒化シリコン膜2013は、第1の誘電体膜2040のうちの受光面2060を覆う部分2050を構成する。第2の酸化シリコン膜2024、第2の酸化アルミニウム膜2012および第2の窒化シリコン膜2014は、第1の誘電体膜2040のうちの端面2061を覆う部分2051を構成する。第3の窒化シリコン膜2015は、裏面2062を覆う第2の誘電体膜2041を構成する。
 基板2010の表面2055には、テクスチャが形成される。pn接合体2030は、主にシリコンからなる。
 ボロン拡散層2020は、受光面2060に沿い、p型の導電型を有する。ボロン拡散層2020により、受光面2060はp型の導電型を呈する。pn接合体2030は、p型の導電型を有するボロン拡散層2020とn型の導電型を有するn型シリコン層2021との界面にpn接合2069を有する。このため、ボロン拡散層2020は、エミッターになる。
 リン拡散層2022は、裏面2062に沿い、n型の導電型を有する。リン拡散層2022により、裏面2062はn型の導電型を呈する。リン拡散層2022は、BSF層になる。
 n型シリコン層2021は、n型の導電型を有し、ボロン拡散層2020とリン拡散層2022との間にあり、端面2061に露出する。これにより、ボロン拡散層2020とリン拡散層2022とは端面2061において互いに分離される。
 第1の誘電体膜2040は、受光面2060を覆う部分2050および端面2061を覆う部分2051からなり、裏面2062を覆う部分を備えない。
 受光面2060を覆う部分2050は、第1の酸化シリコン膜2023、第1の酸化アルミニウム膜2011および第1の窒化シリコン膜2013からなる。端面2061を覆う部分2051は、第2の酸化シリコン膜2024、第2の酸化アルミニウム膜2012および第2の窒化シリコン膜2014からなる。
 第1の酸化シリコン膜2023は、受光面2060を覆う。第1の酸化アルミニウム膜2011は、第1の酸化シリコン膜2023を覆う。第1の窒化シリコン膜2013は、第1の酸化アルミニウム膜2011を覆う。第2の酸化シリコン膜2024は、端面2061を覆う。第2の酸化アルミニウム膜2012は、第2の酸化シリコン膜2024を覆う。第2の窒化シリコン膜2014は、第2の酸化アルミニウム膜2012を覆う。第2の酸化シリコン膜2024は、第1の酸化シリコン膜2023から連続する。第2の酸化アルミニウム膜2012は、第1の酸化アルミニウム膜2011から連続する。第2の窒化シリコン膜2014は、第1の窒化シリコン膜2013から連続する。
 第1の酸化シリコン膜2023および第2の酸化シリコン膜2024の各々は、1.5nmの厚さを有する。第1の酸化シリコン膜2023および第2の酸化シリコン膜2024の両方または片方がさらに薄くまたは厚くなってもよい。
 第1の酸化シリコン膜2023および第2の酸化シリコン膜2024の各々は、固定電荷をほとんど有しない。このため、第1の酸化シリコン膜2023および第2の酸化シリコン膜2024の各々には、電界効果によりパッシベーション膜になることはほとんど期待できない。しかし、第1の酸化シリコン膜2023および第2の酸化シリコン膜2024の各々は、堆積膜ではなく、シリコン基板のうちの表面に沿う表層部を酸化することにより形成される。このため、pn接合体2030と第1の酸化シリコン膜2023との界面である受光面2060およびpn接合体2030と第2の酸化シリコン膜2024との界面である端面2061の各々は、堆積膜を備えない基板2010が有する基板内界面であり、清浄であり、キャリア再結合の再結合中心になる界面順位を形成しにくい。したがって、第1の酸化シリコン膜2023は、受光面2060におけるキャリア再結合を起こりにくくし、第2の酸化シリコン膜2024は、端面2061におけるキャリア再結合を起こりにくくする。受光面2060および端面2061におけるキャリア再結合を起こりにくくすることは、太陽電池2000の開放電圧を高くすることに寄与する。これに対して、ALD法により形成される酸化アルミニウム膜、CVD法により形成される窒化シリコン膜等の堆積膜とシリコン基板との堆積膜/基板界面は、堆積膜が形成される前にシリコン基板の表面が汚染されていた場合には、清浄でなく、キャリア再結合の再結合中心になる界面順位を形成しやすい。
 第1の酸化アルミニウム膜2011は、実施の形態1において説明されたように、受光面2060におけるキャリア再結合を起こりにくくし、良好なパッシベーション膜になる。第2の酸化アルミニウム膜2012は、実施の形態1において説明されたように、端面2061におけるキャリア再結合を起こりにくくし、パッシベーション膜になる。受光面2060および端面2061におけるキャリア再結合を起こりにくくすることは、太陽電池2000の開放電圧を高くすることに寄与する。
 第1の窒化シリコン膜2013および第2の窒化シリコン膜2014の各々は、実施の形態1において説明されたように、良好な光反射防止膜になる。
 第2の誘電体膜2041は、裏面2062を覆い、第3の窒化シリコン膜2015からなる。第3の窒化シリコン膜2015は、実施の形態1において説明されたように、良好なパッシベーション膜になる。
 第2の誘電体膜2041は、酸化アルミニウム膜を含まない。これにより、n型の導電型を呈する裏面2062への電気的接続に適したアルミニウムを含まない第2の電極2017が裏面2062に接することが阻害されない。このことは、第2の電極2017と裏面2062との接触抵抗を低くし太陽電池2000の変換効率を高くすることに寄与する。
 受光面2060を覆う部分2050には、第1の開口2078が形成される。第2の誘電体膜2041には、第2の開口2079が形成される。
 第1の電極2016は、第1の開口2078を経由して受光面2060を覆う部分2050を貫通し、受光面2060に接し、ボロン拡散層2020と電気的に導通する。第1の電極2016は、銀およびアルミニウムを含む。
 第2の電極2017は、第2の開口2079を経由して第2の誘電体膜2041を貫通し、裏面2062に接し、リン拡散層2022と電気的に導通する。第2の電極2017は、銀を含むがアルミニウムを含まない。
 2.2 太陽電池を生産する方法
 図21は、実施の形態2の基本例の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図22から28までの各々は、実施の形態2の基本例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
 図21に示される工程S201からS207までは、それぞれ実施の形態1の工程S101からS107までと同様の工程である。工程S201からS207までにより、図22に示される、受光面側の基板主面2070に沿うボロン拡散層2080が形成され裏面側の基板主面2072に沿うリン拡散層2081が形成されpn接合2090を有するシリコン基板2100が得られる。
 図21に示される工程S208においては、図23に示されるように、図22に示されるシリコン基板2100がオゾン水酸化され、第1の酸化シリコン膜2110、第2の酸化シリコン膜2024および第3の酸化シリコン膜2112が形成される。工程S208により、図23に示される、第1の酸化シリコン膜2110、第2の酸化シリコン膜2024および第3の酸化シリコン膜2112が形成され、ボロン拡散層2120およびリン拡散層2121が形成された基板2125が得られる。
 第1の酸化シリコン膜2110、第2の酸化シリコン膜2024および第3の酸化シリコン膜2112が形成される場合は、シリコン基板2100がフッ化水素酸で洗浄され、その直後にシリコン基板2100に対してオゾン水酸化が行われる。シリコン基板2100がフッ化水素酸で洗浄されることにより、シリコン基板2100から自然酸化膜が除去される。シリコン基板2100をフッ化水素酸で洗浄することが省略されてもよい。オゾン水酸化においては、シリコン基板2100がオゾン水に3分間浸漬される。オゾン水は、炭酸ガスおよびオゾン発生装置が発生したオゾンガスで純水をバブリングすることにより作製され、14mg/Lのオゾン濃度を有する。炭酸ガスによるバブリングは、オゾン濃度を維持するために行われる。オゾン水酸化により、シリコン基板2100のうちの受光面側の基板主面2070に沿う第1の表層部、基板端面2071に沿う第2の表層部および裏面側の基板主面2072に沿う第3の表層部が酸化され、第1の表層部が第1の酸化シリコン膜2110に変化し、第2の表層部が第2の酸化シリコン膜2024に変化し、第3の表層部が第3の酸化シリコン膜2112に変化し、シリコン基板2100のうちの第1の表層部、第2の表層部および第3の表層部以外の非表層部にpn接合体2030が得られる。第1の酸化シリコン膜2110、第2の酸化シリコン膜2024および第3の酸化シリコン膜2112の各々の厚さは、同様のオゾン水酸化をモニター基板になるミラー基板に行い、ミラー基板に形成された酸化シリコン膜の厚さを測定することにより推定できる。
 第1の酸化シリコン膜2110、第2の酸化シリコン膜2024および第3の酸化シリコン膜2112の形成の条件が変更されてもよい。オゾン水酸化に代えて熱酸化が行われてもよい。
 第3の酸化シリコン膜2112は、第2の電極2017が裏面2062に接することを阻害する。このため、第3の酸化シリコン膜2112は、最終的に第2の電極2017になる第2の電極前駆体が形成される前に除去される。
 図21に示される工程S209においては、図24に示されるように、図23に示される基板2125の受光面側の基板主面2135および基板端面2136をそれぞれ覆う第1の第1の酸化アルミニウム膜2140および第2の酸化アルミニウム膜2012が形成される。工程S209により、図24に示される、基板2125、第1の酸化アルミニウム膜2140および第2の酸化アルミニウム膜2012を備える複合体2150が得られる。第1の酸化アルミニウム膜2140および第2の酸化アルミニウム膜2012の形成は、実施の形態1の工程S108と同様に、ALD法により行われる。ALD法により第1の酸化アルミニウム膜2140および第2の酸化アルミニウム膜2012が形成される場合は、裏面側の基板主面2137の周辺部の上に第3の酸化アルミニウム膜2142が回り込み、裏面側の基板主面2137の上にはみ出す第3の酸化アルミニウム膜2142も複合体2150を構成する。
 図21に示される工程S210においては、図25に示されるように、図24に示される複合体2150の第1の酸化アルミニウム膜2140および第2の酸化アルミニウム膜2012をそれぞれ覆う第1の窒化シリコン膜2160および第2の窒化シリコン膜2014が形成される。工程S210により、図25に示される、基板2125、第1の酸化アルミニウム膜2140、第2の酸化アルミニウム膜2012、第1の窒化シリコン膜2160および第2の窒化シリコン膜2014を備える複合体2170が得られる。第1の窒化シリコン膜2160および第2の窒化シリコン膜2014の形成は、実施の形態1の工程S109と同様に、平行平板型のプラズマCVD法により行われる。第3の酸化アルミニウム膜2142は、窒化シリコン膜に覆われず、複合体2170の外部に露出する。
 図21に示される工程S211においては、図26に示されるように、図25に示される複合体2170から第3の酸化シリコン膜2112および第3の酸化アルミニウム膜2142が除去され、受光面2060を覆う部分2165および端面2061を覆う部分2166からなる第1の誘電体膜2167が得られる。受光面2060を覆う部分2165は、第1の酸化シリコン膜2110、第1の酸化アルミニウム膜2140および第1の窒化シリコン膜2160からなる。端面2061を覆う部分2166は、第2の酸化シリコン膜2024、第2の酸化アルミニウム膜2012および第2の窒化シリコン膜2014からなる。工程S211により、図26に示される、基板2180および第1の誘電体膜2167を備える複合体2190が得られる。第3の酸化シリコン膜2112および第3の酸化アルミニウム膜2142が除去される場合は、複合体2170が0.5%フッ化水素酸に90秒間浸漬される。第1の酸化シリコン膜2110および第1の酸化アルミニウム膜2140が第1の窒化シリコン膜2160に覆われ第2の酸化シリコン膜2024および第2の酸化アルミニウム膜2012が第2の窒化シリコン膜2014に覆われた状態が維持されたまま複合体2170が0.5%フッ化水素酸に浸漬された場合は、第1の窒化シリコン膜2160および第2の窒化シリコン膜2014の各々がマスク膜となる。これにより、第1の酸化シリコン膜2110および第1の酸化アルミニウム膜2140は第1の窒化シリコン膜2160に保護されて除去されず、第2の酸化シリコン膜2024および第2の酸化アルミニウム膜2012は第2の窒化シリコン膜2014に保護されて除去されず、窒化シリコン膜に保護されない第3の酸化シリコン膜2112および第3の酸化アルミニウム膜2142のみが除去される。
 図21に示される工程S212においては、図27に示されるように、図26に示される複合体2190に備えられる基板2180の裏面側の基板主面2200を覆う第3の窒化シリコン膜2162が形成され、裏面側の基板主面2200を覆い第3の窒化シリコン膜2162からなり酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜2185が得られる。工程S212により、図27に示される、pn接合体2030、第1の誘電体膜2167および第2の誘電体膜2185を備える複合体2210が得られる。第3の窒化シリコン膜2162の形成は、実施の形態1の工程S111と同様に、平行平板型のプラズマCVD法により行われる。
 図21に示される工程S213においては、図28に示されるように、図27に示される複合体2210の受光面側の主面2220および裏面側の主面2222にそれぞれ第1の電極前駆体2230および第2の電極前駆体2231が形成される。工程S213により、図28に示される、pn接合体2030、第1の誘電体膜2167、第2の誘電体膜2185、第1の電極前駆体2230および第2の電極前駆体2231を備える複合体2240が得られる。第1の電極前駆体2230および第2の電極前駆体2231の形成は、実施の形態1の工程S112と同様に、スクリーン印刷により行われる。
 図21に示される工程S214においては、図28に示される複合体2240が焼成され、第1の電極前駆体2230が受光面2060を覆う部分2165をファイアースルーし、第2の電極前駆体2231が第2の誘電体膜2185をファイアースルーする。工程S214により、図20に示される太陽電池2000が完成する。複合体2240の形成は、実施の形態1の工程S113と同様に行われる。
 工程S214により、受光面2060を覆う部分2165が図20に示される受光面2060を覆う部分2050に変化し、第1の電極前駆体2230が図20に示される第1の電極2016に変化する。
 工程S214により、第2の誘電体膜2185が図20に示される第2の誘電体膜2041に変化し、第2の電極前駆体2231が図20に示される第2の電極2017に変化する。
 2.3 実施の形態2の変形例の太陽電池
 実施の形態2の変形例の太陽電池は、pn接合体の裏面を覆う酸化シリコン膜が形成される点で、実施の形態2の基本例の太陽電池と異なる。以下では、実施の形態2の変形例の太陽電池が実施の形態2の基本例の太陽電池と異なる点が主に説明される。実施の形態2の基本例において採用された発明の構成及びその変形が、上記の異なる点の採用を阻害しない範囲内において、実施の形態2の変形例においても採用されてもよい。
 図29は、実施の形態2の変形例の太陽電池を模式的に示す断面図である。
 図29に示される太陽電池2500は、基板2510、第1の酸化アルミニウム膜2511、第2の酸化アルミニウム膜2512、第1の窒化シリコン膜2513、第2の窒化シリコン膜2514、第3の窒化シリコン膜2515、第4の窒化シリコン膜2516、第1の電極2517および第2の電極2518を備える。基板2510は、ボロン拡散層2520、n型シリコン層2521、リン拡散層2522、第1の酸化シリコン膜2523、第2の酸化シリコン膜2524および第3の酸化シリコン膜2525を備える。
 ボロン拡散層2520、n型シリコン層2521およびリン拡散層2522は、pn接合体2530を構成する。pn接合体2530は、実施の形態2の基本例のpn接合体2030と同様のものであり当該pn接合体2030と同様に作製され、一方の主面である受光面2560、端面2561および他方の主面である裏面2562を有する。第1の酸化シリコン膜2523、第1の酸化アルミニウム膜2511および第1の窒化シリコン膜2513は、第1の誘電体膜2540のうちの受光面2560を覆う部分2550を構成する。第2の酸化シリコン膜2524、第4の窒化シリコン膜2516、第2の酸化アルミニウム膜2512および第2の窒化シリコン膜2514は、第1の誘電体膜2540のうちの端面2561を覆う部分2551を構成する。第3の酸化シリコン膜2525および第3の窒化シリコン膜2515は、裏面2562を覆う第2の誘電体膜2541を構成する。第1の酸化シリコン膜2523、第2の酸化シリコン膜2524、第3の酸化シリコン膜2525およびpn接合体2530は、基板2510を構成する。
 第3の酸化シリコン膜2525は、裏面2562を覆う。第3の窒化シリコン膜2515は、第3の酸化シリコン膜2525を覆う。第3の酸化シリコン膜2525は、第2の酸化シリコン膜2524から連続する。
 第3の酸化シリコン膜2525は、1.5nmの厚さを有する。第3の酸化シリコン膜2525の厚さが、さらに薄くまたは厚くなってもよい。
 第3の酸化シリコン膜2525は、第1の酸化シリコン膜2523および第2の酸化シリコン膜2524と同様に、固定電荷をほとんど有しない。しかし、pn接合体2530と第3の酸化シリコン膜2525との界面である裏面2562は、pn接合体2530と第1の酸化シリコン膜2523との界面である受光面2560およびpn接合体2530と第2の酸化シリコン膜2524との界面である端面2561と同様に、清浄であり、キャリア再結合の再結合中心になる界面準位を形成しにくい。第3の酸化シリコン膜2525は、裏面2562におけるキャリア再結合を起こりにくくし、太陽電池2500の開放電圧を高くすることに寄与する。
 2.4 実施の形態2の変形例の太陽電池を生産する方法
 図30は、実施の形態2の変形例の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図31から36の各々は、実施の形態2の変形例の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
 図30に示される工程S251からS258までは、それぞれ図21に示される工程S201からS208までと同様の工程である。工程S251からS258までにより、図31に示される、pn接合体2530、第1の酸化シリコン膜2610、第2の酸化シリコン膜2524、第3の酸化シリコン膜2611を備える基板2600が得られる。
 図30に示される工程S259においては、図32に示されるように、図31に示される基板2600の裏面側の基板主面2620および基板端面2621をそれぞれ覆う第3の窒化シリコン膜2630および第4の窒化シリコン膜2516が形成される。工程S259により、図32に示される、基板2600、第3の窒化シリコン膜2630および第4の窒化シリコン膜2516を備える複合体2640が得られる。第3の窒化シリコン膜2630および第4の窒化シリコン膜2516の形成は、実施の形態1の工程S109と同様に、平行平板型のプラズマCVD法により行われる。
 図30に示される工程S260においては、図33に示されるように、図32に示される複合体2640に備えられる基板2600の受光面側の基板主面2622を覆う第1の酸化アルミニウム膜2660が形成され、図32に示される複合体2640の端面2670を覆う第2の酸化アルミニウム膜2512が形成される。工程S260により、図33に示される、基板2600、第3の窒化シリコン膜2630、第4の窒化シリコン膜2516、第1の酸化アルミニウム膜2660および第2の酸化アルミニウム膜2512を備える複合体2670が得られる。第1の酸化アルミニウム膜2660および第2の酸化アルミニウム膜2512の形成は、実施の形態1の工程S108と同様に、ALD法により行われる。ALD法により第1の酸化アルミニウム膜2660および第2の酸化アルミニウム膜2512が形成される場合は、複合体2640の裏面側の主面2680の周辺部の上に第3の酸化アルミニウム膜2661が回り込み、複合体2640の裏面側の主面2680の上にはみ出す第3の酸化アルミニウム膜2661も複合体2670を形成する。
 図30に示される工程S261においては、図34に示されるように、図33に示される複合体2670の第1の酸化アルミニウム膜2660および第2の酸化アルミニウム膜2512をそれぞれ覆う第1の窒化シリコン膜2695および第2の窒化シリコン膜2514が形成される。工程S261により、図34に示される、基板2600、第3の窒化シリコン膜2630、第4の窒化シリコン膜2516、第1の酸化アルミニウム膜2660、および第2の酸化アルミニウム膜2512、第1の窒化シリコン膜2695および第2の窒化シリコン膜2514を備える複合体2700が得られる。第1の窒化シリコン膜2695および第2の窒化シリコン膜2514の形成は、実施の形態1の工程S109と同様に、平行平板型のプラズマCVD法により行われる。第3の酸化アルミニウム膜2661は、窒化シリコン膜に覆われず、複合体2700の外部に露出する。
 図30に示される工程S262においては、図35に示されるように、図34に示される複合体2700から第3の酸化アルミニウム膜2661が除去され、受光面2560を覆う部分2690および端面2561を覆う部分2691からなる第1の誘電体膜2700が得られる。受光面2560を覆う部分2690は、第1の酸化シリコン膜2610、第1の酸化アルミニウム膜2660および第1の窒化シリコン膜2695からなる。端面2561を覆う部分2691は、第2の酸化シリコン膜2524、第4の窒化シリコン膜2516、第2の酸化アルミニウム膜2512および第2の窒化シリコン膜2514からなる。また、第1の酸化シリコン膜2611および第3の窒化シリコン膜2630からなる第2の誘電体膜2720が得られる。工程S262により、図35に示される、基板2600、第1の誘電体膜2700および第2の誘電体膜2720を備える複合体2710が得られる。第3の酸化アルミニウム膜2661が除去される場合は、複合体2700が0.5%フッ化水素酸に90秒浸漬される。第1の酸化アルミニウム膜2660が第1の窒化シリコン膜2695に覆われ、第2の酸化アルミニウム膜2512が第2の窒化シリコン膜2514に覆われた状態が維持されたまま複合体2700が0.5%フッ化水素酸に浸漬された場合は、第1の窒化シリコン膜2695および第2の窒化シリコン膜2514の各々がマスク膜となる。これにより、第1の酸化アルミニウム膜2660は第1の窒化シリコン膜2695に保護されて除去されず、第2の酸化アルミニウム膜2512は第2の窒化シリコン膜2514に保護されて除去されず、窒化シリコン膜に保護されない第3の酸化アルミニウム膜2661のみが除去される。
 図30に示される工程S263においては、図36に示されるように、図35に示される複合体2710の受光面側の主面2730および裏面側の主面2731にそれぞれ第1の電極前駆体2740および第2の電極前駆体2741が形成される。工程S263により、図36に示される、第1の電極前駆体2740、第2の電極前駆体2741および複合体2710を備える複合体2750が得られる。第1の電極前駆体2740および第2の電極前駆体2741の形成は、実施の形態1の工程S112と同様に、スクリーン印刷により行われる。
 図30に示される工程S264においては、図36に示される複合体2750が焼成され、第1の電極前駆体2740が受光面2560を覆う部分2690をファイアースルーし、第2の電極前駆体2741が第2の誘電体膜2720をファイアースルーする。工程S264により、図29に示される太陽電池2500が完成する。
 工程S264により、受光面2560を覆う部分2690が図29に示される受光面2560を覆う部分2550に変化し、第1の電極前駆体2740が図29に示される第1の電極2517に変化する。
 工程S264により、第2の誘電体膜2720が図29に示される第2の誘電体膜2541に変化し、第2の電極前駆体2741が図29に示される第2の電極2518に変化する。
 3 実施の形態3
 3.1 太陽電池
 実施の形態3の太陽電池は、主に、受光面がn型の導電型を呈し裏面がp型の導電型を呈する点、ボロン拡散層が形成されない点およびp型の導電型を呈する主面に接する電極がファイアースルーさせられたものでない点で、実施の形態1の太陽電池と異なる。以下では、実施の形態3の太陽電池が実施の形態1の太陽電池と異なる点が主に説明される。実施の形態1および2において採用された発明の構成およびその変形が、上記の異なる点の採用を阻害しない範囲内において、実施の形態3においても採用されてもよい。
 図37は、実施の形態3の太陽電池を模式的に示す断面図である。
 図37に示される太陽電池3000は、シリコン基板3010、第1の酸化アルミニウム膜3011、第2の酸化アルミニウム膜3012、第1の窒化シリコン膜3013、第2の窒化シリコン膜3014、第3の窒化シリコン膜3015、第1の電極3016および第2の電極3017を備える。シリコン基板3010は、p型シリコン層3020およびリン拡散層3021を備え、一方の主面である裏面3062、端面3061および他方の主面である受光面3060を有する。
 シリコン基板3010は、pn接合体3030を構成する。第1の酸化アルミニウム膜3011および第1の窒化シリコン膜3013は、第1の誘電体膜3040のうちの裏面3062を覆う部分3050を構成する。第2の酸化アルミニウム膜3012および第2の窒化シリコン膜3014は、第1の誘電体膜3040のうちの端面3061を覆う部分3051を構成する。第3の窒化シリコン膜3015は、受光面3060を覆う第2の誘電体膜3041を構成する。
 シリコン基板3010の表面3055には、テクスチャが形成される。シリコン基板3010は、主にシリコンからなる。
 p型シリコン層3020は、裏面3062の側にあり、p型の導電型を有する。p型シリコン層3020により、裏面3062はp型の導電型を呈する。
 リン拡散層3021は、受光面3060に沿い、n型の導電型を有する。リン拡散層3021により、受光面3060はn型の導電型を呈する。
 第1の誘電体膜3040は、裏面3062を覆う部分3050および端面3061を覆う部分3051からなり、受光面3060を覆う部分を備えない。
 裏面3062を覆う部分3050は、第1の酸化アルミニウム膜3011および第1の窒化シリコン膜3013からなる。端面3061を覆う部分3051は、第2の酸化アルミニウム膜3012および第2の窒化シリコン膜3014からなる。
 第1の酸化アルミニウム膜3011は、裏面3062を覆う。第1の窒化シリコン膜3013は、第1の酸化アルミニウム膜3011を覆う。第2の酸化アルミニウム膜3012は、端面3061を覆う。第2の窒化シリコン膜3014は、第2の酸化アルミニウム膜3012を覆う。第2の酸化アルミニウム膜3012は、第1の酸化アルミニウム膜3011から連続する。第2の窒化シリコン膜3014は、第1の窒化シリコン膜3013から連続する。
 第1の酸化アルミニウム膜3011は、実施の形態1において説明されたように、裏面3062におけるキャリア再結合を起こりにくくし、パッシベーション膜になる。第2の酸化アルミニウム膜3012は、実施の形態1において説明されたように、端面3061におけるキャリア再結合を起こりにくくし、パッシベーション膜になる。裏面3062および端面3061におけるキャリア再結合を起こりにくくすることは、太陽電池3000の開放電圧を高くすることに寄与する。
 第1の酸化アルミニウム膜3011とシリコン基板3010との界面である裏面3062および第2の酸化アルミニウム膜3012とシリコン基板3010との界面である端面3061における欠陥密度は大きい。第1の窒化シリコン膜3013は、第1の窒化シリコン膜3013から離脱する水素原子を裏面3062まで拡散させることにより、裏面3062の欠陥を補償する。第2の窒化シリコン膜3014は、第2の窒化シリコン膜3014から離脱する水素原子を端面3061まで拡散させることにより、端面3061の欠陥を補償する。
 第2の誘電体膜3041は、受光面3060を覆い、第3の窒化シリコン膜3015からなる。第3の窒化シリコン膜3015は、実施の形態1において説明されたように、良好なパッシベーション膜になるとともに良好な光反射防止膜になる。
 第2の誘電体膜3041は、酸化アルミニウム膜を含まない。これにより、n型の導電型を呈する受光面3060への電気的接続に適したアルミニウムを含まない第2の電極3017が受光面3060に接することが阻害されない。このことは、第2の電極3017と受光面3060との接触抵抗を低くし太陽電池3000の変換効率を高くすることに寄与する。
 裏面3062を覆う部分3050には、ストライプ状の平面形状を有する第1の開口3078が形成される。第2の誘電体膜3041には、櫛状の平面形状を有する第2の開口3079が形成される。
 第1の電極3016は、裏面3062を覆う部分3050を挟んで裏面3062と対向し、第1の開口3078を経由して裏面3062を覆う部分3050を貫通し、裏面3062に接し、p型シリコン層3020と電気的に導通する。第1の電極3016は、銀およびアルミニウムを含む。第1の電極3016は、面状に拡がる平面形状を有する。
 第2の電極3017は、第2の開口3079を経由して第2の誘電体膜3041を貫通し、受光面3060に接する。第2の電極3017は、銀を含むがアルミニウムを含まない。第2の電極3017は、櫛状の平面形状を有し、フィンガー電極及びバス電極を備える。フィンガー電極は、平行配列された多数本の線状電極からなる。多数本の線状電極の配列ピッチは、制限されないが、例えば1.2mmである。多数本の線状電極の各々の線幅は、制限されないが、例えば50μmである。バス電極は、平行配列された4本の線状電極からなる。バス電極が3本以下または5本以上の線状電極からなることも許される。4本の線状電極の配列ピッチは、制限されないが、例えば39mmである。4本の線状電極の各々の線幅は、制限されないが、例えば1mmである。多数本の線状電極の各々は、4本の線状電極の各々と直交する。
 3.2 太陽電池を生産する方法
 図38は、実施の形態3の太陽電池を生産する手順を示すフローチャートである。図39から47までの各々は、実施の形態3の太陽電池の仕掛品を模式的に示す断面図である。
 図38に示される工程S301においては、p型単結晶シリコン基板が準備される。p型単結晶シリコン基板以外の半導体基板が準備されてもよい。例えば、p型多結晶シリコン基板が準備されてもよい。
 図38に示される工程S302においては、準備されたp型単結晶シリコン基板(以下では「p型シリコン基板」という。)にテクスチャエッチングが行われる。工程S302により、図39に示される、テクスチャが表面3090に形成されたシリコン基板3080が得られる。テクスチャエッチングは、実施の形態1の工程S102と同様に行われる。
 図38に示される工程S303においては、図40に示されるように、図39に示される表面3090を覆うリンガラス(PSG)膜3100が形成され、PSG膜3100に含まれるリンがシリコン基板3080のうちの表面3090に沿う表層部に熱拡散させられる。工程S303により、図40に示される、リン拡散層3120が形成されたシリコン基板3130およびPSG膜3100を備える複合体3140が得られる。PSG膜3100の形成およびリンの拡散は、実施の形態1の工程S105と同様に行われる。
 PSG膜3100は、シリコン基板3130の受光面3150だけでなくシリコン基板3130の端面3151および裏面3152も覆う。リン拡散層3120は、シリコン基板3130のうちの受光面3150に沿う表層部だけでなくシリコン基板3130のうちの端面3151に沿う表層部および裏面3152に沿う表層部にも形成される。
 PSG膜3100の形成およびリンの拡散においては、300枚のシリコン基板3080が3.5mmピッチで石英ガラス製のボートに載せられた被処理物が準備される。被処理物は、750℃に加熱された横型拡散炉の石英チューブの内部に搬入される。その後に、流量が10SLMになるように窒素ガスが石英チューブの内部に流された状態において石英チューブが850℃まで昇温される。その後に、材料ガスが石英チューブの内部に流され、その状態が10分間保持され、PSG膜3100が形成され、リンが熱拡散させられる。その後に、材料ガスが石英チューブの内部に流されない状態が17分間保持され、リンがさらに熱拡散させられる。その後に、石英チューブが750℃まで降温され、被処理物が石英チューブの外部に搬出される。材料ガスは、ガラス容器に封入されたオキシ塩化リン(POCl3)を窒素ガスでバブリングすることにより得られる、オキシ塩化リンおよび窒素ガスからなる混合ガスである。
 望ましくは、被処理物において、2枚のシリコン基板3080のうちの一方のシリコン基板3080の裏面3072と2枚のシリコン基板3080のうちの他方のシリコン基板3080の裏面3072とが密着させられた密着体が1個のスリットに挿入される。これにより、のシリコン基板3080のうちの裏面3072に沿う表層部にリンが熱拡散することが抑制され、1度に処理できるシリコン基板3080が倍増する。
 図38に示される工程S304においては、図41に示されるように、図40に示される複合体3140から、リン拡散層3120のうちの裏面3152に沿う部分および端面3151に沿う部分が除去され、PSG膜3100が除去される。工程S304により、図41に示される、受光面3065に沿うリン拡散層3021が形成されたシリコン基板3145が得られる。シリコン基板3145は、pn接合3147を有するpn接合体3146である。シリコン基板3145の裏面3066は、p型の導電型を呈する。シリコン基板3145の受光面3067は、n型の導電型を呈する。
 リン拡散層3120のうちの裏面3152に沿う部分および端面3151に沿う部分の除去ならびにPSG膜3100の除去には、片面エッチング装置が用いられる。
 片面エッチング装置は、第1のエッチングエリア、第1の純水シャワー洗浄エリア、第2のエッチングエリア、第2の純水シャワー洗浄エリア、エアナイフエリアおよび温風乾燥エリアを備える。複合体3140は、第1のエッチングエリア、第1の純水シャワー洗浄エリア、第2のエッチングエリア、第2の純水シャワー洗浄エリア、エアナイフエリアおよび温風乾燥エリアを順次に通過する。
 第1のエッチングエリアおよび第2のエッチングエリアの各々は、多数本の回転搬送軸を備える。多数本の回転搬送軸の各々は、フッ素樹脂製であり、30mmの直径を有する。多数本の回転搬送軸は、平行配列され、同期回転させられる。多数本の回転搬送軸には、複合体3140が載せられる。これにより、多数本の回転搬送軸の上を複合体3140が搬送される。
 第1のエッチングエリアにおいては、PSG膜3100のうちの裏面3152を覆う部分および端面3151を覆う部分が除去され、リン拡散層3120のうちの裏面3152に沿う部分および端面3151に沿う部分が除去される。第1のエッチングエリアにおいては、混酸薬液の液面上に稜線部(最上部)が露出するように多数本の回転搬送軸が混酸薬液に半ば沈められる。稜線部(最上部)の露出高さは、2mmである。この状態において複合体3140が多数本の回転搬送軸の上を搬送された場合は、表面張力により複合体3140の裏面側の主面3155および端面3156に混酸薬液が接し、PSG膜3100のうちの裏面3152を覆う部分および端面3151を覆う部分が除去され、リン拡散層3120のうちの裏面3152に沿う部分および端面3151に沿う部分が除去される。しかし、複合体3140の受光面側の主面3154には混酸薬液が接しないため、PSG膜3100のうちの受光面3150を覆う部分は除去されず、リン拡散層3120のうちの受光面3150に沿う部分は除去されない。混酸薬液は、2重量部の50%フッ化水素酸、7重量部の69%硝酸および4重量部の純水からなる混合物である。混酸薬液の温度は、10℃である。混酸薬液によるシリコンエッチングにおいては、混酸薬液の温度がエッチングレートに大きく影響するため、混酸薬液の温度が一定に維持される。エッチング深さは約5μmである。リン拡散層3120は約0.5μmの厚さを有するので、エッチング深さが約5μmである場合は、リン拡散層3120のうちの裏面3152に沿う部分および端面3151に沿う部分が完全に除去される。エッチング深さがさらに深くなってもよく、テクスチャが消滅して最終的に図37に示される裏面3062となる裏面3067および最終的に図37に示される端面3061となる端面3066の各々が平坦になるほどにエッチング深さが深くなってもよい。これにより、裏面3062および端面3061の各々の表面積が減少し裏面3062を覆うパッシベーション膜および端面3061を覆うパッシベーション膜の各々が良好なパッシベーション膜になる。
 第2のエッチングエリアにおいては、PSG膜3100のうちの受光面3150を覆う部分が除去される。第2のエッチングエリアにおいては、フッ化水素酸の液面上に多数本の回転搬送軸が露出しないように多数本の回転搬送軸が薬液に完全に沈められる。この状態において複合体3140が多数本の回転搬送軸の上を搬送された場合は、複合体3140の受光面側の主面3154に薬液が接し、PSG膜3100のうちの受光面3150を覆う部分が除去される。薬液は、5%フッ化水素酸である。
 図38に示される工程S305においては、図42に示されるように、図41に示されるシリコン基板3145の裏面3067および端面3066をそれぞれ覆う第1の酸化アルミニウム膜3160および第2の酸化アルミニウム膜3012が形成される。工程S305により、図42に示される、シリコン基板3145、第1の酸化アルミニウム膜3160および第2の酸化アルミニウム膜3012を備える複合体3170が得られる。第1の酸化アルミニウム膜3160および第2の酸化アルミニウム膜3012の形成は、実施の形態1の工程S108と同様に行われる。
 ALD法により第1の酸化アルミニウム膜3160および第2の酸化アルミニウム膜3012が形成される場合は、受光面3065の周辺部の上に第3の酸化アルミニウム膜3162が回り込み、受光面3065の上にはみ出す第3の酸化アルミニウム膜3162も複合体3170を構成する。
 図38に示される工程S306においては、図43に示されるように、図42に示される複合体3170の第1の酸化アルミニウム膜3160および第2の酸化アルミニウム膜3012をそれぞれ覆う第1の窒化シリコン膜3180および第2の窒化シリコン膜3014が形成される。工程S306により、図43に示される、シリコン基板3145、第1の酸化アルミニウム膜3160、第2の酸化アルミニウム膜3012、第1の窒化シリコン膜3180および第2の窒化シリコン膜3014を備える複合体3190が得られる。第1の窒化シリコン膜3180および第2の窒化シリコン膜3014の形成は、実施の形態1の工程S109と同様に、平行平板型のプラズマCVD法により行われる。第3の酸化アルミニウム膜3162は、窒化シリコン膜に覆われず、複合体3190の外部に露出する。
 図38に示される工程S307においては、図44に示されるように、図43に示される複合体3190から第3の酸化アルミニウム膜3162が除去され、裏面3067を覆う部分3195および端面3066を覆う部分3196からなる第1の誘電体膜3197が得られる。裏面3067を覆う部分3195は、第1の酸化アルミニウム膜3160および第1の窒化シリコン膜3180からなる。端面3066を覆う部分3196は、第2の酸化アルミニウム膜3012および第2の窒化シリコン膜3014からなる。工程S307により、図44に示される、シリコン基板3145および第1の誘電体膜3197を備える複合体3200が得られる。
 第3の酸化アルミニウム膜3162が除去される場合は、複合体3190が0.5%フッ化水素酸に90秒間浸漬される。フッ化水素酸に対する窒化シリコン膜のエッチングレートは、フッ化水素酸に対する酸化アルミニウム膜のエッチングレートの1/10以下である。このため、第1の酸化アルミニウム膜3160が第1の窒化シリコン膜3180に覆われ第2の酸化アルミニウム膜3012が第2の窒化シリコン膜3014に覆われた状態が維持されたまま複合体3190が0.5%フッ化水素酸に浸漬された場合は、第1の窒化シリコン膜3180および第2の窒化シリコン膜3014の各々がマスク膜となる。これにより、第1の酸化アルミニウム膜3160は第1の窒化シリコン膜3180に保護されて除去されず、第2の酸化アルミニウム膜3012は第2の窒化シリコン膜3014に保護されて除去されず、窒化シリコン膜に保護されない第3の酸化アルミニウム膜3162のみが除去される。
 図38に示される工程S308においては、図45に示されるように、図44に示される複合体3200に備えられるシリコン基板3145の受光面3065を覆う第3の窒化シリコン膜3182が形成され、受光面3065を覆い第3の窒化シリコン膜3182からなり酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜3215が得られる。工程S308により、図45に示される、シリコン基板3145、第1の誘電体膜3197および第2の誘電体膜3215を備える複合体3210が得られる。第3の窒化シリコン膜3182の形成は、実施の形態1の工程S111と同様に、平行平板型のプラズマCVD法により行われる。
 図38に示される工程S309においては、図46に示されるように、図45に示される複合体3210の裏面3067を覆う部分3195に開口3078が形成される。工程S309により、図46に示される、シリコン基板3010、第1の誘電体膜3040および第2の誘電体膜3215を備える複合体3240が得られる。
 開口3078が形成される場合は、532nmの波長を有するグリーンレーザー光が裏面3067を覆う部分3195に線間隔が50μmになるようにストライプ状に掃引照射され、裏面3067を覆う部分3195の一部がストライプ状に剥離され除去される。第1の酸化アルミニウム膜3160および第1の窒化シリコン膜3180はグリーンレーザー光に対して透明であるが、シリコン基板3145はグリーンレーザー光によりアブレーションされるため、その上にある第1の酸化アルミニウム膜3160および第1の窒化シリコン膜3180の一部が剥離除去される。開口3078は、図38に示される工程S310において第1の電極前駆体を裏面3062に接触させるために必要である。
 図38に示される工程S310においては、図47に示されるように、図46に示される複合体3240の裏面側の主面3251および受光面側の主面3250にそれぞれ第1の電極前駆体3260および第2の電極前駆体3261が形成される。工程S310により、図47に示される、シリコン基板3010、第1の誘電体膜3040、第2の誘電体膜3215、第1の電極前駆体3260および第2の電極前駆体3261を備える複合体3270が得られる。第1の電極前駆体3260は、裏面3062を覆う部分3050を挟んで裏面3062に対向し、開口3078を経由して裏面3062を覆う部分3050を貫通し、裏面3062に接する。第2の電極前駆体3261は、第2の誘電体膜3215を挟んで受光面3060に対向する。
 第1の電極前駆体3260が形成される場合は、第1の電極ペーストが裏面側の主面3251にスクリーン印刷され印刷膜が形成され、形成された印刷膜が250℃で5分間かけて乾燥させられ第1の電極ペーストに含まれる溶剤が蒸発させられる。第1の電極ペーストは、Agの粒子、ガラス粒子、樹脂成分、溶剤等からなる混合物であり、銀を含み、数重量%のアルミニウムを含む。
 第2の電極前駆体3261が形成される場合は、第2の電極ペーストが受光面側の主面3250にスクリーン印刷され印刷膜が形成され、形成された印刷膜が250℃で5分間かけて乾燥させられ第2の電極ペーストに含まれる溶剤が蒸発させられる。第2の電極ペーストは、Agの粒子、ガラス粒子、樹脂成分、溶剤等からなる混合物であり、銀を含むがアルミニウムを含まない。
 図38に示される工程S311においては、実施の形態1の工程S113と同様に、図47に示される複合体3270が焼成され、第1の電極前駆体3260が焼成され、第2の電極前駆体3261が第2の誘電体膜3215をファイアースルーする。工程S311により、図37に示される太陽電池3000が完成する。複合体3270の焼成は、実施の形態1と同様に行われる。
 工程S311により、第1の電極前駆体3260が図37に示される第1の電極3016に変化する。このとき、第1の電極前駆体3260に含まれる樹脂成分が消失し、第1の電極前駆体3260に含まれるアルミニウムがp型シリコン層3020と合金層を形成し、第1の電極前駆体3260に含まれる銀粒子が形成された合金層に接し、第1の電極3016とp型シリコン層3020との電気的導通が得られる。合金層は、約20μmの厚さを有するため、開口3078が形成されたときにp型シリコン層3020に欠陥が生じた場合でも、当該欠陥は合金層に取り込まれ、当該欠陥の影響は抑制される。
 工程S311により、第2の誘電体膜3215が図37に示される第2の誘電体膜3041に変化し、第2の電極前駆体3261が図37に示される第2の電極3017に変化する。このとき、第2の電極前駆体3261に含まれる樹脂成分が消失し、第2の電極前駆体3261に含まれるガラス粒子が第2の誘電体膜3215を貫通し、第2の電極前駆体3261に含まれる銀粒子がリン拡散層3021に接し、第2の電極3017とリン拡散層3021との電気的導通が得られる。
 なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
 1000,2000,2500,3000 太陽電池、1010,3010 シリコン基板、2010,2510 基板、1011,2011,2511,3011 第1の酸化アルミニウム膜、1012,2012,2512,3012 第2の酸化アルミニウム膜、1013,2013,2512,3013 第1の窒化シリコン膜、1014,2014,2514,3014 第2の窒化シリコン膜、1015,2015,2515,3015 第3の窒化シリコン膜、1016,2016,2517,3016 第1の電極、1017,2017,2518,3017 第2の電極、1030,2030,2530,3030 pn接合体、2023,2523 第1の酸化シリコン膜、2024,2524 第2の酸化シリコン膜、2525 第3の酸化シリコン膜。

Claims (11)

  1.  一方の主面(1060,2060,2560,3062)、端面(1061,2061,2561,3061)および他方の主面(1062,2062,2562,3060)を有し、pn接合を有し、前記一方の主面(1060,2060,2560,3062)がp型の導電型を呈し、前記他方の主面(1062,2062,2562,3060)がn型の導電型を呈するpn接合体(1030,2030,2530,3030)と、
     前記一方の主面(1060,2060,2560,3062)を覆う第1の部分(1050,2050,2550,3050)及び前記端面(1061,2061,2561,3061)を覆う第2の部分(1051,2051,2551,3051)からなり、前記第1の部分(1050,2050,2550,3050)が第1の酸化アルミニウム膜(1011,2011,2511,3011)を含み、前記第2の部分(1051,2051,2551,3051)が第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を含む第1の誘電体膜(1040,2040,2540,3040)と、
     前記他方の主面(1062,2062,2562,3060)を覆い、酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜(1041,2041,2541,3041)と、
     前記第1の部分(1050,2050,2550,3050)を貫通し、前記一方の主面(1060,2060,2560,3062)に接し、銀を含む第1の電極(1016,2016,2517,3016)と、
     前記第2の誘電体膜(1041,2041,2541,3051)を貫通し、前記他方の主面(1062,2062,2562,3060)に接し、銀を含むがアルミニウムを含まない第2の電極(1017,2017,2518,3017)と、
    を備える太陽電池(1000,2000,2500,3000)。
  2.  前記第1の部分(1050,2050,2550,3050)は、前記第1の酸化アルミニウム膜(1011,2011,2511,3011)を覆う第1の窒化シリコン膜(1013,2013,2513,3013)をさらに含む
    請求項1の太陽電池(1000,2000,2500,3000)。
  3.  前記第2の部分(1051,2051,2551,3051)は、前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を覆う第2の窒化シリコン膜(1014,2014,2514,3014)をさらに含む
    請求項2の太陽電池(1000,2000,2500,3000)。
  4.  前記第1の部分(2050,2550)は、第1の酸化シリコン膜(2023,2523)をさらに含み、
     前記pn接合体(2030,2530)および前記第1の酸化シリコン膜(2023,2523)は、堆積膜を備えず前記pn接合体(2030,2530)と前記第1の酸化シリコン膜(2023,2523)との基板内界面(2060,2560)を有する基板(2010,2510)を構成する
    請求項1から3までのいずれかの太陽電池(2000,2500)。
  5.  前記第2の部分(2051,2551)は、第2の酸化シリコン膜(2024,2524)をさらに含み、
     前記pn接合体(2030,2530)、前記第1の酸化シリコン膜(2023,2523)および前記第2の酸化シリコン膜(2024,2524)は、前記基板(2010,2510)を構成し、
     前記基板(2010,2510)は、前記pn接合体(2030,2530)と前記第2の酸化シリコン膜(2024,2524)との基板内界面(2061,2561)をさらに有する
    請求項4の太陽電池(2000,2500)。
  6.  前記第2の誘電体膜(2541)は、第3の酸化シリコン膜(2525)を含み、
     前記pn接合体(2530)、前記第1の酸化シリコン膜(2523)、前記第2の酸化シリコン膜(2524)および前記第3の酸化シリコン膜(2525)は、前記基板(2510)を構成し、
     前記基板(2510)は、前記pn接合体(2530)と前記第3の酸化シリコン膜(2525)との基板内界面(2562)をさらに有する
    請求項5の太陽電池(2500)。
  7.  a) 一方の主面(1060,2060,2560,3067)、端面(1061,2061,2561,3066)および他方の主面(1062,2062,2562,3065)を有し、pn接合を有し、前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)がp型の導電型を呈し、前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)がn型の導電型を呈するpn接合体(1030,2030,2530,3146)を準備する工程(S101-S107,S201-S208,S251-S258,S301-S304)と、
     b) 前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)を覆う第1の部分(1315,2165,2690,3195)及び前記端面(1061,2061,2561,3066)を覆う第2の部分(1316,2166,2691,3196)からなり、前記第1の部分(1315,2165,2690,3195)が第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)を含み、前記第2の部分(1316,2166,2691,3196)が第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を含む第1の誘電体膜(1317,2167,2700,3197)を形成する工程(S108-S110,S209-S211,S260-S262,S305-S307)と、
     c) 工程b)の前または後に、前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)を覆い酸化アルミニウム膜を含まない第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)を形成する工程(S111,S208,S212,S258,S259,S308)と、
     d) 前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)に対向し銀を含む第1の電極前駆体(1370,2230,2740,3260)および前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)を挟んで前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)に対向し銀を含むがアルミニウムを含まない第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)を形成し、前記pn接合体(1030,2030,2530,3146)、前記第1の誘電体膜(1317,2167,2700,3197)、前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)、前記第1の電極前駆体(1370,2230,2740,3260)および前記第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)を備える複合体(1380,2240,2750,3270)を得る工程(S112,S213,S263,S310)と、
     e) 前記複合体(1380,2240,2750,3270)を焼成することにより、前記第1の電極前駆体(1370,2230,2740,3260)を、前記第1の部分(1315,2165,2690,3195)を貫通し前記一方の主面(1060,2060,2560,3067)に接する第1の電極(1016,2016,2517,3016)に変化させ、前記第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)に前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)をファイアースルーさせ、前記第2の電極前駆体(1371,2231,2741,3261)を、前記第2の誘電体膜(1345,2185,2720,3215)を貫通し前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)に接する第2の電極(1017,2017,2518,3017)に変化させる工程(S113,S214,S264,S311)と、
    を備え、
     工程b)は、
     b-1) 前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)、前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)および前記他方の主面(1062,2062,2562,3065)の上にはみ出す第3の酸化アルミニウム膜(1290,2142,2661,3162)を形成する工程(S108,S209,S260,S305)と、
     b-2) 前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)を覆う第1のマスク膜(1300,2160,2695,3180)及び前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を覆う第2のマスク膜(1014,2014,2514,3014)を前記第3の酸化アルミニウム膜(1290,2142,2661,3162)を覆わないように形成する工程(S109,S210,S261,S306)と、
     b-3) 前記第1のマスク膜(1300,2160,2695,3180)が前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)を覆い前記第2のマスク膜(1014,2014,2514,3014)が前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を覆う状態を維持したまま前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)および前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を除去しないように前記第3の酸化アルミニウム膜(1290,2142,2661,3162)を除去する工程(S110,S211,S262,S307)と、
    を備える太陽電池(1000,2000,2500,3000)を生産する方法。
  8.  工程b-1)は、原子層堆積法により前記第1の酸化アルミニウム膜(1270,2140,2660,3160)および前記第2の酸化アルミニウム膜(1012,2012,2512,3012)を形成する
    請求項7の太陽電池(1000,2000,2500,3000)を生産する方法。
  9.  前記第1のマスク膜(1300,2160,2695,3180)は、第1の窒化シリコン膜(1300,2160,2695,3180)であり、
     前記第2のマスク膜(1014,2014,2514,3014)は、第2の窒化シリコン膜(1014,2014,2514,3014)であり、
     前記第1の部分(1315,2165,2690,3195)が前記第1の窒化シリコン膜(1300,2160,2695,3180)をさらに含み、
     前記第2の部分(1316,2166,2691,3196)が前記第2の窒化シリコン膜(1014,2014,2514,3014)をさらに含む
    請求項7または8の太陽電池(1000,2000,2500,3000)を生産する方法。
  10.  f) 一方の基板主面(2070)、基板端面(2071)および他方の基板主面(2072)を有し、pn接合を有するシリコン基板(2100)を準備する工程(S201-S207,S251-S257)
    をさらに備え、
     前記第1の部分(2165,2690)が第1の酸化シリコン膜(2110,2610)をさらに含み、
     前記第2の部分(2166,2691)が第2の酸化シリコン膜(2024,2524)をさらに含み、
     前記シリコン基板(2100)のうちの前記一方の基板主面(2070)に沿う第1の表層部および前記基板端面(2072)に沿う第2の表層部を酸化することにより、前記第1の表層部を前記第1の酸化シリコン膜(2110,2610)に変化させ、前記第2の表層部を前記第2の酸化シリコン膜(2024,2524)に変化させ、前記第1の表層部および前記第2の表層部以外に前記pn接合体(2030,2530)を得る
    請求項7から9までのいずれかの太陽電池(2000,2500)を生産する方法。
  11.  前記第2の誘電体膜(2720)は、第3の酸化シリコン膜(2611)を含み、
     前記シリコン基板のうちの前記他方の基板主面に沿う第3の表層部を酸化することにより、前記第3の表層部を前記第3の酸化シリコン膜(2611)に変化させる
    請求項10の太陽電池(2500)を生産する方法。
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