(57)【要約】  不純物拡散層を有する半導体基板（基板）と、不純物拡散層上に形成された反射防止膜を貫通して不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、基板の他面側に達する複数の開口部を有して形成された裏面絶縁膜と、基板の他面側に形成された第２電極と、気相成長法によって形成される金属膜からなり、または金属箔を含んで構成され、少なくとも裏面絶縁膜上を覆って形成された裏面反射膜と、を備え、第２電極は、アルミニウムを含む材料からなり基板の他面側において少なくとも開口部に埋め込まれて基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極と、銀を含む材料からなり基板の他面側の開口部間の領域に裏面絶縁膜に食い込んだ状態で裏面絶縁膜により基板の他面側と絶縁されて設けられるとともに裏面反射膜を介してアルミニウム系電極と電気的に接続する銀系電極とからなる。
2012053079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、
前記不純物拡散層上に形成された反射防止膜と、
前記反射防止膜を貫通して前記不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、
前記半導体基板の他面側に達する複数の開口部を有して前記半導体基板の他面側に形成された裏面絶縁膜と、
前記半導体基板の他面側に形成された第２電極と、
気相成長法によって形成される金属膜からなり、または金属箔を含んで構成され、少なくとも前記裏面絶縁膜上を覆って形成された裏面反射膜と、
を備え、
前記第２電極は、アルミニウムを含む材料からなり前記半導体基板の他面側において少なくとも前記開口部に埋め込まれて前記半導体基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極と、銀を含む材料からなり前記半導体基板の他面側の前記開口部間の領域に前記裏面絶縁膜に食い込んだ状態で前記裏面絶縁膜により前記半導体基板の他面側と絶縁されて設けられるとともに前記裏面反射膜を介して前記アルミニウム系電極と電気的に接続する銀系電極とからなること、
を特徴とする光起電力装置。
【請求項２】
前記裏面絶縁膜が、プラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜であること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記裏面絶縁膜が、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜とプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜とが前記半導体基板の他面側から積層された積層膜であること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記シリコン酸化膜は、厚さが１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であること、
を特徴とする請求項３に記載の光起電力装置。
【請求項５】
前記シリコン窒化膜は、屈折率が１．９以上２．２以下であり、厚さが２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であること、
を特徴とする請求項２または３に記載の光起電力装置。
【請求項６】
前記開口部は、径または幅が２０μｍ〜２００μｍの大きさであり、隣接する前記開口部間の間隔が０．５ｍｍ〜２ｍｍの略円形のドット状または略矩形形状であること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項７】
前記開口部は、幅が２０μｍ〜２００μｍであり、隣接する前記開口部間の間隔が０．５ｍｍ〜３ｍｍのストライプ状であること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項８】
前記アルミニウム系電極は、前記開口部に埋め込まれるとともに前記裏面絶縁膜上にオーバーラップして形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の光起電力装置。
【請求項９】
前記アルミニウム系電極は、前記開口部の端部から１０μｍ〜５０μｍの幅で前記裏面絶縁膜上にオーバーラップして形成されていること、
を特徴とする請求項８に記載の光起電力装置。
【請求項１０】
前記金属箔は、アルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項１１】
前記金属箔は、導電性接着剤により前記アルミニウム系電極に着設されるとともに前記導電性接着剤を介して前記アルミニウム系電極に電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項１２】
前記気相成長法によって形成される金属膜は、金属のスパッタリング膜もしくは蒸着膜であること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項１３】
第１導電型の半導体基板の一面側に、第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を形成する第１工程と、
前記不純物拡散層上に反射防止膜を形成する第２工程と、
前記半導体基板の他面側に裏面絶縁膜を形成する第３工程と、
前記裏面絶縁膜の少なくとも一部に前記半導体基板の他面側に達する複数の開口部を形成する第４工程と、
前記反射防止膜上に第１電極材料を塗布する第５工程と、
少なくとも前記複数の開口部を埋めるようにアルミニウムを含む第１の第２電極材料を前記半導体基板の他面側に塗布する第６工程と、
銀を含む第２の第２電極材料を前記裏面絶縁膜上に塗布する第７工程と、
前記第１電極材料、前記第１の第２電極材料および前記第２の第２電極材料を焼成して、前記反射防止膜を貫通して前記不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、アルミニウムを含み前記半導体基板の他面側において少なくとも前記開口部に埋め込まれて前記半導体基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極および銀を含み前記半導体基板の他面側において前記開口部間の領域に設けられて前記裏面絶縁膜に食い込むとともに前記裏面絶縁膜により前記半導体基板の他面側と絶縁された銀系電極により構成される第２電極と、を形成する第８工程と、
気相成長法によって形成される金属膜からなり、または金属箔を含んで構成された裏面反射膜を、前記アルミニウム系電極と前記銀系電極とを電気的に接続するように少なくとも前記裏面絶縁膜上を覆って形成する第９工程と、
を含むことを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第３工程では、前記裏面絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成すること、
を特徴とする請求項１３に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第３工程では、前記裏面絶縁膜として前記半導体基板の他面側に熱酸化によりシリコン酸化膜を形成し、さらに前記シリコン酸化膜上にプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成すること、
を特徴とする請求項１３に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１６】
前記シリコン窒化膜は、屈折率が１．９以上２．２以下であり、厚さが２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であること、
を特徴とする請求項１４または１５に記載の光起電力装置。
【請求項１７】
前記第６工程では、前記開口部を埋めるとともに前記開口部の端部から１０μｍ〜５０μｍの幅で前記裏面絶縁膜上にオーバーラップさせて前記第２電極材料を塗布すること、
を特徴とする請求項１３に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１８】
前記金属箔は、アルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項１３に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１９】
前記気相成長法によって形成される金属膜は、金属のスパッタリング膜もしくは蒸着膜であること、
を特徴とする請求項１３に記載の光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光起電力装置においては、高出力化を目指して、素材や製造プロセスの改善が進んでいる。このため、より一層の高出力化を図るためには、光起電力装置内への光閉じ込めや、表面・裏面におけるキャリアの再結合速度の抑制により、従前は十分な活用ができていなかった波長域の光を発電に寄与させる構造や製法を実現することが重要になっている。したがって、その一翼を担う基板の裏面構造の改善は、非常に重要である。【０００３】
そこで、基板の裏面側での反射や基板の裏面での再結合速度の抑制を目指して、例えば裏面電極を局所的に印刷・焼成した後に再結合速度を抑制する膜の成膜を行う技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。その他にも、例えば基板の裏面に再結合速度を抑制する膜の成膜を行った後に、その一部に開口部を設け、さらに裏面電極ペーストを全面に印刷・焼成する技術が提唱されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１６９０９６号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、裏面電極の印刷・焼成した後に、再結合速度を抑制する膜の成膜を行う。この場合は、特に焼成の際に、基板の裏面に対して汚染物質の付着や固定が進むため、基板の裏面でのキャリアの再結合速度を意図するように低く抑えることが極めて難しい、という問題がある。【０００６】
また、上記特許文献２の方法では、再結合速度を抑制する膜のほぼ全面を覆う形で電極ペーストが印刷されて光反射機能を兼ねた裏面電極が形成され、該裏面電極と基板の裏面とのコンタクトは部分的になされている。しかし、裏面電極を、例えば代表的な材料であるアルミニウム（Ａｌ）を含むペーストから構成した場合には、裏面での光反射率を高くすることができず、十分な光起電力装置内への光閉じ込め効果を得ることができない、という問題がある。また、裏面電極を、例えば代表的な材料である銀（Ａｇ）を含むペーストから構成した場合には、電極の焼成処理の際に、本来のコンタクト部分以外の領域でも再結合速度を抑制する膜がファイヤースルーにより浸食され、十分なキャリアの再結合速度の抑制効果を得ることができない、という問題がある。【０００７】
一方、太陽電池セルから、太陽電池モジュールへ加工する際は、複数のセルが金属タブを介して直列または直列・並列併用で接続される。一般にセル側における接続用電極は、銀を含む金属ペーストを用いたファイヤースルーにより形成される。ファイヤースルーを用いることにより、シリコン基板と電極との間で電気的接続および物理的接着強度の双方が得られる。【０００８】
しかし、銀電極とシリコンとの界面では、再結合速度が非常に大きい為、シリコン太陽電池の裏面においては、このファイヤースルーによる電極の形成が問題になる。すなわち、シリコン太陽電池の裏面構造において裏面銀電極とシリコン基板のシリコン結晶とが電気接続することにより、開放電圧（Ｖｏｃ）および光電変換効率が低下する場合がある。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低い再結合速度と高い裏面反射率とを備え、光電変換効率に優れた光起電力装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光起電力装置は、一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、前記不純物拡散層上に形成された反射防止膜と、前記反射防止膜を貫通して前記不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、前記半導体基板の他面側に達する複数の開口部を有して前記半導体基板の他面側に形成された裏面絶縁膜と、前記半導体基板の他面側に形成された第２電極と、気相成長法によって形成される金属膜からなり、または金属箔を含んで構成され、少なくとも前記裏面絶縁膜上を覆って形成された裏面反射膜と、を備え、前記第２電極は、アルミニウムを含む材料からなり前記半導体基板の他面側において少なくとも前記開口部に埋め込まれて前記半導体基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極と、銀を含む材料からなり前記半導体基板の他面側の前記開口部間の領域に前記裏面絶縁膜に食い込んだ状態で前記裏面絶縁膜により前記半導体基板の他面側と絶縁されて設けられるとともに前記裏面反射膜を介して前記アルミニウム系電極と電気的に接続する銀系電極とからなること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低い再結合速度と高い裏面反射率の双方を有する裏面の構造を有し、光電変換効率の高効率化が図られた太陽電池セルを得ることができる、という効果を奏する。そして、本発明によれば、ファイヤースルーによる裏面銀電極と半導体基板との電気接続に起因した開放電圧（Ｖｏｃ）および光電変換効率の低下を防止することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの断面構造を説明するための要部断面図である。
【図１−２】図１−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを受光面側からみた上面図である。
【図１−３】図１−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを裏面側からみた下面図である。
【図２】図２は、異なる裏面構造を有する３種類の試料における半導体基板の裏面での反射率を示す特性図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる太陽電池セルを模して作製した試料における裏面電極の面積率と開放電圧（Ｖｏｃ）との関係を示した特性図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる太陽電池セルを模して作製した試料における裏面電極の面積率と短絡電流密度（Ｊｓｃ）との関係を示した特性図である。
【図５−１】図５−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−２】図５−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−３】図５−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−４】図５−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−５】図５−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−６】図５−６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−７】図５−７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−８】図５−８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図５−９】図５−９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【図６−１】図６−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの裏面絶縁膜上における裏面側電極材料ペーストの印刷領域の例を示す平面図である。
【図６−２】図６−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの裏面絶縁膜上における裏面側電極材料ペーストの印刷領域の例を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの断面構造を説明するための要部断面図である。
【図８−１】図８−１は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セルの断面構造を説明するための要部断面図である。
【図８−２】図８−２は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セルを受光面側から見た上面図である。
【図８−３】図８−３は、本発明の実施の形態３にかかる太陽電池セルを裏面側から見た下面図である。
【図９】図９は、試料Ｄ、試料Ｆおよび試料Ｇにかかる太陽電池セルの裏面銀電極のピール強度（引き剥がし強さ）を示す特性図である。
【図１０】図１０は、試料Ｄ〜試料Ｆにかかる太陽電池セルの開放電圧（Ｖｏｃ）を示す特性図である。
【図１１】図１１は、試料Ｈ〜試料Ｊにかかる太陽電池セルの短絡電流密度（Ｊｓｃ）を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる光起電力装置およびその製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述により限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１４】
実施の形態１．
図１−１〜図１−３は、本実施の形態にかかる光起電力装置である太陽電池セルの構成を示す図であり、図１−１は、太陽電池セルの断面構造を説明するための要部断面図、図１−２は、受光面側から見た太陽電池セルの上面図、図１−３は、受光面と反対側（裏面側）から見た太陽電池セルの下面図である。図１−１は、図１−２の線分Ａ−Ａにおける要部断面図である。
【００１５】
本実施の形態にかかる太陽電池セルは、図１−１〜図１−３に示されるように、光電変換機能を有する太陽電池基板であってｐｎ接合を有する半導体基板１と、半導体基板１の受光面側の面（表面）に形成されて受光面での入射光の反射を防止する絶縁膜であるシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる反射防止膜４と、半導体基板１の受光面側の面（表面）において反射防止膜４に囲まれて形成された第１電極である受光面側電極５と、半導体基板１の受光面と反対側の面（裏面）に形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面絶縁膜８と、半導体基板１の裏面において裏面絶縁膜８に囲まれて形成された第２電極である裏面アルミニウム電極９と、半導体基板１の裏面において裏面絶縁膜８と裏面アルミニウム電極９とを覆って設けられた裏面反射膜１０と、を備える。
【００１６】
半導体基板１は、第１導電型層であるｐ型多結晶シリコン基板２と、半導体基板１の受光面側にリン拡散によって形成された第２導電型層である不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）３と、によりｐｎ接合が構成されている。ｎ型不純物拡散層３は、表面シート抵抗が３０〜１００Ω／□とされている。
【００１７】
受光面側電極５は、太陽電池セルのグリッド電極６およびバス電極７を含み、ｎ型不純物拡散層３に電気的に接続されている。グリッド電極６は、半導体基板１で発電された電気を集電するために受光面に局所的に設けられている。バス電極７は、グリッド電極６で集電された電気を取り出すためにグリッド電極６にほぼ直交して設けられている。
【００１８】
一方、裏面アルミニウム電極９は、半導体基板１の裏面に全体にわたって設けられた裏面絶縁膜８に一部が埋設されている。すなわち、裏面絶縁膜８には、半導体基板１の裏面に達する略円形のドット状の開口部８ａが設けられている。そして、該開口部８ａを埋めるとともに裏面絶縁膜８の面内方向において開口部８ａの径よりも広い外形を有するように、アルミニウム、ガラス等を含む電極材料からなる裏面アルミニウム電極９が設けられている。
【００１９】
裏面絶縁膜８は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなり、半導体基板１の裏面のほぼ全面にプラズマＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法により形成されている。裏面絶縁膜８として、プラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を用いることにより、半導体基板１の裏面において良好なキャリアの再結合速度の抑制効果を得ることができる。
【００２０】
裏面反射膜１０は、半導体基板１の裏面において裏面アルミニウム電極９および裏面絶縁膜８を覆って設けられている。裏面絶縁膜８を覆う裏面反射膜１０を備えることにより、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光を反射して半導体基板１に戻すことができ、良好な光閉じ込め効果を得ることができる。そして、本実施の形態では、裏面反射膜１０は気相成長法によって形成される金属膜であるスパッタリング法により形成された銀（Ａｇ）膜（銀スパッタリング膜）により構成されている。裏面反射膜１０は、電極ペーストを用いた印刷法により形成された膜ではなく、スパッタリング膜により構成されているため、印刷法により形成された銀（Ａｇ）膜よりも高い光反射を実現することができ、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光をより多く反射して半導体基板１に戻すことができる。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池セルは、銀スパッタリング膜により構成された裏面反射膜１０を備えることにより、優れた光閉じ込め効果を得ることができる。
【００２１】
裏面反射膜１０の材料としては、例えば波長が１１００ｎｍ近傍の光に対する反射率が９０％以上、好ましくは９５％以上の金属材料を用いることが好ましい。これにより、高い長波長感度を有し、長波長領域の光に対する光閉じこめ効果に優れた太陽電池セルを実現できる。すなわち、半導体基板１の厚みにもよるが、波長が９００ｎｍ以上、特に１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ程度の長波長の光を半導体基板１に効率良く取り込み、高い発生電流を実現することができ、出力特性を向上させることができる。このような材料としては、銀（Ａｇ）の他に例えばアルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。
【００２２】
なお、本実施の形態にかかる太陽電池セルでは、上述したように半導体基板１の裏面に微細な裏面アルミニウム電極９が形成され、その上に裏面反射膜１０が形成されている。このため、図１−３に示した裏面反射膜１０には実際には裏面アルミニウム電極９に起因した微細な凹凸が形成されているが、図１−３ではこの微細な凹凸の記載を省略している。
【００２３】
また、半導体基板１の裏面側の領域であって裏面アルミニウム電極９に接する領域およびその近傍にはアルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金部１１が形成されている。さらにその外周部には、該アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金部１１を囲って、ｐ型多結晶シリコン基板２と等しい導電型の高濃度拡散層であるＢＳＦ（Back  Surface  Filed）層１２が形成されている。
【００２４】
このように構成された太陽電池セルでは、太陽光が太陽電池セルの受光面側から半導体基板１に照射されると、ホールと電子が生成する。ｐｎ接合部（ｐ型多結晶シリコン基板２とｎ型不純物拡散層３との接合面）の電界によって、生成した電子はｎ型不純物拡散層３に向かって移動し、ホールはｐ型多結晶シリコン基板２に向かって移動する。これにより、ｎ型不純物拡散層３に電子が過剰となり、ｐ型多結晶シリコン基板２にホールが過剰となる結果、光起電力が発生する。この光起電力はｐｎ接合を順方向にバイアスする向きに生じ、ｎ型不純物拡散層３に接続した受光面側電極５がマイナス極となり、ｐ型多結晶シリコン基板２に接続した裏面アルミニウム電極９がプラス極となって、図示しない外部回路に電流が流れる。
【００２５】
図２は、異なる裏面構造を有する３種類の試料における半導体基板の裏面での反射率を示す特性図である。図２では、試料に入射した光の波長と反射率との関係を示している。なお、各試料は太陽電池セルを模して作製し、裏面構造以外の基本的な構造は本実施の形態にかかる太陽電池セルと同様である。各試料の裏面構造の詳細は、以下の通りである。
【００２６】
（試料Ａ）
半導体基板の裏面全面にわたってアルミニウム（Ａｌ）を含む電極ペーストから形成したアルミニウム（Ａｌ）ペースト電極を備える（従来の一般的な構造に相当）。
（試料Ｂ）
半導体基板の裏面全面にわたってシリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる裏面絶縁膜を形成し、該裏面絶縁膜上の全面にアルミニウム（Ａｌ）を含む電極ペーストから形成したアルミニウム（Ａｌ）ペースト電極を備える（先行技術（特許文献２）に相当）。
（試料Ｃ）
半導体基板の裏面全面にわたってシリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる裏面絶縁膜を形成し、且つアルミニウム（Ａｌ）を含む電極ペーストから形成したアルミニウム（Ａｌ）ペースト電極を半導体基板の裏面の局所的に有し、さらに該裏面絶縁膜上の全面に銀スパッタリング膜からなる高反射膜を備える（本実施の形態にかかる太陽電池セルに相当）。
【００２７】
各試料は裏面構造が異なるだけで、その他の構造は同一であるため、図２から「シリコン（半導体基板）−裏面構造」間の反射率の違いを確認することができる。裏面反射の状態を見るには、シリコンへの吸収がほとんど無い波長１２００ｎｍ近辺を比較するとよい。１１００ｎｍ以下の波長ではシリコンへの吸収があり既に発電に寄与しているため、裏面反射の比較には適さないためである。なお、図２において示している反射率は、厳密には裏面での多重反射の結果、再び半導体基板の表面に漏れて来る成分である。
【００２８】
図２から分かるように、先行技術（特許文献２）に相当する試料Ｂは、従来の一般的な構造に相当する試料Ａに比べて多少の反射率改善があるが、反射率改善効果は十分とは言えない。一方、本実施の形態にかかる太陽電池セルに相当する試料Ｃは、試料Ａおよび試料Ｂに比べて反射率が大きく、「シリコン（半導体基板）−裏面構造」間の反射率の高さが認められ、裏面における光閉じこめ作用に基づく高効率化に適していることが分かる。
【００２９】
図３は、上述した試料Ｃと同様に本実施の形態にかかる太陽電池セルを模して作製した試料における裏面電極の面積率（半導体基板の裏面において裏面電極が占める比率）と開放電圧（Ｖｏｃ）との関係を示した特性図である。また、図４は、上述した試料Ｃと同様に本実施の形態にかかる太陽電池セルを模して作製した試料における裏面電極の面積率（半導体基板の裏面において裏面電極が占める比率と短絡電流密度（Ｊｓｃ）との関係を示した特性図である。
【００３０】
図３および図４から分かるように、裏面電極であるアルミニウム（Ａｌ）ペースト電極の面積率の減少に伴い、すなわち本実施の形態にかかる高反射膜の面積率の増加に伴い、開放電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）ともに向上しており、半導体基板の裏面において良好なキャリアの再結合速度の抑制効果が得られていることが認められる。これにより、本実施の形態にかかる太陽電池セルの構造により、裏面反射改善と半導体基板の裏面におけるキャリアの再結合速度の抑制とを両立できること、および本実施の形態にかかる高反射膜の面積率を高めるほど、上記の効果をより顕著に得られることが分かる。
【００３１】
以上のように構成された実施の形態１にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８として、半導体基板１の裏面にプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を備えることにより、半導体基板１の裏面において良好なキャリアの再結合速度の抑制効果を得ることができる。これにより、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、出力特性の向上が図られ、高い光電変換効率が実現されている。
【００３２】
また、実施の形態１にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８を覆って銀スパッタリング膜からなる裏面反射膜１０を備えることにより、従来の印刷法により形成された銀（Ａｇ）膜よりも高い光反射を実現することができ、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光をより多く反射して半導体基板１に戻すことができる。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、優れた光閉じ込め効果を得ることができ、出力特性の向上が図られ、高い光電変換効率が実現されている。
【００３３】
したがって、実施の形態１にかかる太陽電池セルにおいては、低い再結合速度と高い裏面反射率の双方を有する裏面の構造を有することにより、長波長感度に優れ、光電変換効率の高効率化が図られた太陽電池セルが実現されている。
【００３４】
つぎに、このような太陽電池セルの製造方法の一例について図５−１〜図５−９を参照して説明する。図５−１〜図５−９は、本実施の形態にかかる太陽電池セルの製造工程を説明するための断面図である。
【００３５】
まず、半導体基板１として、例えば民生用太陽電池向けとして最も多く使用されているｐ型多結晶シリコン基板を用意する（以下、ｐ型多結晶シリコン基板１ａと呼ぶ）（図５−１）。ｐ型多結晶シリコン基板１ａとしては、例えばホウ素（Ｂ）等のIII族元素を含有した電気抵抗が０．５〜３Ωｃｍ程度の多結晶シリコン基板を用いる。
【００３６】
ｐ型多結晶シリコン基板１ａは、溶融したシリコンを冷却固化してできたインゴットをワイヤーソーでスライスして製造するため、表面にスライス時のダメージが残っている。そこで、まずはこのダメージ層の除去も兼ねて、ｐ型多結晶シリコン基板１ａを酸または加熱したアルカリ溶液中、例えば水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して表面をエッチングすることにより、シリコン基板の切り出し時に発生してｐ型多結晶シリコン基板１ａの表面近くに存在するダメージ領域を取り除く。ダメージ除去後のｐ型多結晶シリコン基板１ａの厚みは、例えば２００μｍ、寸法は例えば１５０ｍｍ×１５０ｍｍである。
【００３７】
また、ダメージ除去と同時に、またはダメージ除去に続いて、ｐ型多結晶シリコン基板１ａの受光面側の表面にテクスチャー構造として微小凹凸を形成してもよい。このようなテクスチャー構造を半導体基板１の受光面側に形成することで、太陽電池セルの表面で光の多重反射を生じさせ、太陽電池セルに入射する光を効率的にｐ型多結晶シリコン基板１ａの内部に吸収させることができ、実効的に反射率を低減し変換効率を向上させることができる。
【００３８】
なお、本発明は光起電力装置の裏面構造にかかる発明であるので、テクスチャー構造の形成方法や形状については、特に制限するものではない。例えば、イソプロピルアルコールを含有させたアルカリ水溶液や主にフッ酸、硝酸の混合液からなる酸エッチングを用いる方法、部分的に開口を設けたマスク材をｐ型多結晶シリコン基板１ａの表面に形成して該マスク材を介したエッチングによりｐ型多結晶シリコン基板１ａの表面にハニカム構造や逆ピラミッド構造を得る方法、或いは反応性ガスエッチング（ＲＩＥ：Reactive  Ion  Etching）を用いた手法など、何れの手法を用いても差し支えない。
【００３９】
つぎに、このｐ型多結晶シリコン基板１ａを熱拡散炉へ投入し、ｎ型の不純物であるリン（Ｐ）の雰囲気下で加熱する。この工程によりｐ型多結晶シリコン基板１ａの表面にリン（Ｐ）を拡散させて、ｎ型不純物拡散層３を形成して半導体ｐｎ接合を形成する（図５−２）。本実施の形態では、ｐ型多結晶シリコン基板１ａをオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガス雰囲気中において、例えば８００℃〜８５０℃の温度で加熱することにより、ｎ型不純物拡散層３を形成する。ここで、ｎ型不純物拡散層３の表面シート抵抗が例えば３０〜８０Ω／□、好ましくは４０〜６０Ω／□となるように加熱処理を制御する。
【００４０】
ここで、ｎ型不純物拡散層３の形成直後の表面にはリンの酸化物を主成分とするリンガラス層が形成されているため、フッ酸溶液等を用いて除去する。
【００４１】
つぎに、ｎ型不純物拡散層３を形成したｐ型多結晶シリコン基板１ａの受光面側に、光電変換効率改善のために、反射防止膜４としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を形成する（図５−３）。反射防止膜４の形成には、例えばプラズマＣＶＤ法を使用し、シランとアンモニアの混合ガスを用いて反射防止膜４としてシリコン窒化膜を形成する。反射防止膜４の膜厚および屈折率は、光反射を最も抑制する値に設定する。なお、反射防止膜４として、屈折率の異なる２層以上の膜を積層してもよい。また、反射防止膜４の形成には、スパッタリング法などの異なる成膜方法を用いてもよい。また、反射防止膜４としてシリコン酸化膜を形成してもよい。
【００４２】
つぎに、リン（Ｐ）の拡散によりｐ型多結晶シリコン基板１ａの裏面に形成されたｎ型不純物拡散層３を除去する。これにより、第１導電型層であるｐ型多結晶シリコン基板２と、半導体基板１の受光面側に形成された第２導電型層である不純物拡散層（ｎ型不純物拡散層）３と、によりｐｎ接合が構成された半導体基板１が得られる（図５−４）。
【００４３】
ｐ型多結晶シリコン基板１ａの裏面に形成されたｎ型不純物拡散層３の除去は、例えば片面エッチング装置を用いて行う。または、反射防止膜４をマスク材として活用し、エッチング液にｐ型多結晶シリコン基板１ａの全体を浸漬させる方法を用いてもよい。エッチング液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液を、室温〜９５℃、好ましくは５０℃〜７０℃に加熱したものを用いる。また、エッチング液として、硝酸とフッ酸との混合水溶液を用いてもよい。
【００４４】
ｎ型不純物拡散層３の除去のエッチングの後、後述する成膜で再結合速度を低く保つために、半導体基板１の裏面に露出したシリコン面を洗浄する。洗浄は、例えばＲＣＡ洗浄、または１％〜２０％程度のフッ酸水溶液を用いて行う。
【００４５】
ついで、半導体基板１の裏面側に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面絶縁膜８を形成する（図５−５）。半導体基板１の裏面側に露出させたシリコン面に対して、プラズマＣＶＤにより屈折率１．９〜２．２、厚さ６０ｎｍ〜３００ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面絶縁膜８を成膜する。プラズマＣＶＤを用いることにより、半導体基板１の裏面側に、シリコン窒化膜からなる裏面絶縁膜８を確実に形成することができる。そして、このような裏面絶縁膜８を形成することにより、半導体基板１の裏面におけるキャリアの再結合速度を抑制することができ、半導体基板１の裏面のシリコン（Ｓｉ）とシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）との界面では、１００ｃｍ／秒以下の再結合速度が得られる。これにより、高出力化の為に十分な裏面界面を実現することができる。
【００４６】
裏面絶縁膜８の屈折率が１．９〜２．２を外れると、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の成膜環境の安定が難しく、またシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜質が悪化し、その結果、シリコン（Ｓｉ）との界面の再結合速度も悪化する。また、裏面絶縁膜８の厚さが６０ｎｍより小である場合は、シリコン（Ｓｉ）との界面が安定せず、キャリアの再結合速度が悪化する。裏面絶縁膜８の厚さが３００ｎｍより大である場合は、機能的な不都合はないが成膜に時間を要し、コストが増加するため生産性の観点から好ましくない。
【００４７】
また、裏面絶縁膜８は、例えば熱酸化により形成されたシリコン酸化膜（シリコン熱酸化膜：ＳｉＯ２膜）とシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）とが積層された２層の積層構造としてもよい。ここでのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）は、工程中において半導体基板１の裏面側に形成された自然酸化膜ではなく、例えば熱酸化により意図的に形成したシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）とする。このようなシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を用いることにより、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）よりも安定して半導体基板１の裏面におけるキャリアの再結合速度の抑制効果を得ることができる。
【００４８】
また、熱酸化により意図的に形成したシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）の厚さは１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることが好ましい。熱酸化により形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）の厚さが１０ｎｍより小である場合は、シリコン（Ｓｉ）との界面が安定せず、キャリアの再結合速度が悪化する。熱酸化により形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）の厚さが５０ｎｍより大である場合は、機能的な不都合はないが成膜に時間を要し、コストが増加するため、生産性の観点から好ましくない。また、時間短縮のために高温で成膜処理を行うと、結晶シリコン自体の品質が低下し、ライフタイム低下に繋がる。
【００４９】
その後、半導体基板１の裏面側とのコンタクトを取るために、裏面絶縁膜８の一部または全面に、所定の間隔を有するドット状の開口部８ａを形成する（図５−６）。開口部８ａは、例えば裏面絶縁膜８に対するレーザ照射により直接パターニングを行って形成する。
【００５０】
半導体基板１の裏面側との良好なコンタクトを形成するためには、裏面絶縁膜８の面内方向における開口部８ａの断面積を大きくし、裏面絶縁膜８の面内における開口部８ａの開口密度を高くすることが好ましい。しかし、半導体基板１の裏面側において高い光反射率（裏面反射率）を得るためには、逆に開口部８ａの断面積が小さく、開口部８ａの開口密度が低いことが好ましい。したがって、開口部８ａの形状および密度は、良好なコンタクトを実現するための必要最小限のレベルにとどめることが好ましい。
【００５１】
具体的には、開口部８ａの形状としては、径または幅が２０μｍ〜２００μｍの大きさであり、隣接する開口部８ａ間の間隔が０．５ｍｍ〜２ｍｍの略円形のドット状または略矩形形状が挙げられる。また、その他の開口部８ａの形状としては、幅が２０μｍ〜２００μｍ、隣接する開口部８ａ間の間隔が０．５ｍｍ〜３ｍｍのストライプ状の形状が挙げられる。本実施の形態では、裏面絶縁膜８に対するレーザ照射によりドット状の開口部８ａを形成する。
【００５２】
つぎに、裏面アルミニウム電極９の電極材料であってアルミニウム、ガラス等を含む裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａを、開口部８ａを埋めるとともに裏面絶縁膜８の面内方向において開口部８ａの径よりも多少広い領域を覆い、且つ隣接する開口部８ａを埋める裏面側電極材料ペースト９ａと接触しないように、スクリーン印刷法により限定的に塗布し、乾燥させる（図５−７）。裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａの塗布形状・塗布量等は、後述の焼成工程でＡｌ−Ｓｉ合金部１１とＢＳＦ層１２とにおけるアルミニウムの拡散濃度等の諸条件により変更可能である。
【００５３】
開口部８ａにおいては十分なペースト量を確保し、焼成工程においてＡｌ−Ｓｉ合金部１１とＢＳＦ層１２を確実に形成する必要がある。一方、半導体基板１の裏面上に裏面絶縁膜８（シリコン窒化膜）と裏面アルミニウム電極９とが積層された領域における裏面アルミニウム電極９による光反射率（裏面反射率）は十分とは言えない。このため、裏面絶縁膜８上における裏面アルミニウム電極９の形成領域が広くなると、光起電力装置内への光閉じ込め効果が低下する。したがって、裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａを印刷する領域は、Ａｌ−Ｓｉ合金部１１およびＢＳＦ層１２の形成条件と光起電力装置内への光閉じ込め効果とのバランスを取った上で、必要最小限に絞る必要がある。
【００５４】
本実施の形態では、アルミニウム（Ａｌ）含有の裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａを、開口部８ａの端から各々２０μｍの幅だけ裏面絶縁膜８上にオーバーラップさせる形で厚さ２０μｍで印刷を行う。この場合、裏面絶縁膜８上にオーバーラップさせることにより、形成される裏面アルミニウム電極９が裏面絶縁膜８の開口部８ａ部での剥離を防ぐ効果がある。図６−１および図６−２は、裏面絶縁膜８上における裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａの印刷領域の例を示す平面図である。図６−１は、開口部８ａを略円形のドット状とした例を示しており、図６−２は、開口部８ａを略矩形形状とした例を示している。
【００５５】
オーバーラップ量は、開口部８ａの端から断面積で２００μｍ２から１０００μｍ２、好ましくは４００μｍ２から１０００μｍ２の範囲で制御することが望ましい。本実施の形態では、アルミニウム（Ａｌ）含有の裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａのペースト厚が２０μｍなので、オーバーラップの幅という表現で言えば、開口部８ａの端から各々１０μｍから５０μｍ、好ましくは２０μｍから５０μｍの範囲に相当する。オーバーラップの幅が１０μｍ未満では、裏面絶縁膜８の剥離を防ぐ効果を発揮しないだけでなく、焼成時すなわち合金形成時に、アルミニウム（Ａｌ）の供給がうまくいかず、ＢＳＦ構造が良好に形成されない部分が発生する。一方、オーバーラップの幅が５０μｍより大きいと、ペースト印刷の部分が占める面積比率が増加、すなわち高反射膜の面積率が減少し、本発明の意図からの逸脱が大きくなってしまう。
【００５６】
図６−１に示すように開口部８ａが略円形のドット状である場合は、裏面絶縁膜８上における開口部８ａの外周部に幅が２０μｍのリング状のオーバーラップ領域９ｂを含んだ略円形状に裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａをスクリーン印刷法により裏面絶縁膜８上に限定的に塗布する。例えば開口部８ａの直径ｄが２００μｍである場合は、裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａは、「２００μｍ＋２０μｍ＋２０μｍ＝２４０μｍ」の直径を有する略円形状に印刷される。
【００５７】
また、図６−２に示すように開口部８ａが略矩形形状である場合は、裏面絶縁膜８上における開口部８ａの外周部に幅が２０μｍの枠状のオーバーラップ領域９ｂを設けて、裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａをスクリーン印刷法により裏面絶縁膜８上に限定的に塗布する。例えば開口部８ａの幅ｗが１００μｍである場合は、裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａは、「１００μｍ＋２０μｍ＋２０μｍ＝１４０μｍ」の幅を有する略矩形形状に印刷される。
【００５８】
つぎに、半導体基板１の反射防止膜４上に、受光面側電極５の電極材料であって銀（Ａｇ）、ガラス等を含む受光面電極材料ペースト５ａを、受光面側電極５の形状に選択的にスクリーン印刷法により塗布し、乾燥する（図５−７）。受光面電極材料ペースト５ａは、例えば、８０μｍ〜１５０μｍ幅、２ｍｍ〜３ｍｍ間隔の長尺状のグリッド電極６のパターンと、このパターンに略直交する方向に１ｍｍ〜３ｍｍ幅、５ｍｍ〜１０ｍｍ間隔の帯状のバス電極７のパターンと、を印刷する。ただし、受光面側電極５の形状については、本発明と直接の関係はないので、電極抵抗と印刷遮光率の間でバランスを取りながら、自由に設定してよい。
【００５９】
その後、例えば赤外炉ヒータを用いてピーク温度７６０℃〜９００℃で焼成を行う。これにより、受光面側電極５および裏面アルミニウム電極９が形成されるとともに、半導体基板１の裏面側の領域であって裏面アルミニウム電極９に接する領域およびその近傍にはＡｌ−Ｓｉ合金部１１が形成される。さらにその外周部には、該Ａｌ−Ｓｉ合金部１１を囲って、裏面アルミニウム電極９からアルミニウムが高濃度に拡散したｐ＋領域であるＢＳＦ層１２が形成され該ＢＳＦ層１２と裏面アルミニウム電極９とが電気的に接続する（図５−８）。なお、この接続個所では界面の再結合速度が悪化するが、ＢＳＦ層１２がこの影響を無効化できる。また、受光面側電極５中の銀が反射防止膜４を貫通して、ｎ型不純物拡散層３と受光面側電極５とが電気的に接続する。
【００６０】
この際、半導体基板１の裏面において裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａが塗布されていない領域はシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる裏面絶縁膜８により保護されているため、焼成による加熱においても半導体基板１の裏面に対して汚染物質の付着や固定が進まず、再結合速度を劣化させることなく、良好な状態が維持される。
【００６１】
つぎに、半導体基板１の裏面側に高反射構造を形成する。すなわち、裏面アルミニウム電極９および裏面絶縁膜８を覆うように、裏面反射膜１０として銀（Ａｇ）膜（銀スパッタリング膜）を半導体基板１の裏面の全面にスパッタリング法により形成する（図５−９）。裏面反射膜１０をスパッタリング法により形成することにより緻密な裏面反射膜１０を形成することができ、印刷法により形成された銀（Ａｇ）膜よりも高い光反射を実現する裏面反射膜１０を形成することができる。なお、裏面反射膜１０は、蒸着法により形成してもよい。また、ここでは、半導体基板１の裏面の全面に裏面反射膜１０を形成しているが、裏面反射膜１０は少なくとも半導体基板１の裏面側における裏面絶縁膜８を覆うように形成されればよい。
【００６２】
以上により、図１−１〜図１−３に示す実施の形態１にかかる太陽電池セルが作製される。なお、電極材料であるペーストの塗布の順番を、受光面側と裏面側とで入れ替えてもよい。
【００６３】
上述したように、実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法においては、開口部８ａを有する裏面絶縁膜８を半導体基板１の裏面に形成した後に裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａを塗布し、焼成を行うため、裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａが塗布されていない領域は裏面絶縁膜８により保護される。これにより、焼成による加熱においても半導体基板１の裏面に対して汚染物質の付着や固定が進まず、再結合速度を劣化させることなく、良好な状態が維持され、光電変換効率が向上する。
【００６４】
また、実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法においては、少なくとも裏面絶縁膜８を覆うように裏面反射膜１０を半導体基板１の裏面に形成する。これにより、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光を裏面反射膜１０において反射して半導体基板１に戻すことができ、良好な光閉じ込め効果を得ることができるため、出力特性の向上を図って、高い光電変換効率を実現することができる。
【００６５】
また、実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法においては、裏面反射膜１０をスパッタリング法により形成する。電極ペーストを用いた印刷法ではなく、スパッタリング膜により裏面反射膜１０を形成することにより緻密な裏面反射膜１０を形成することができ、印刷法により形成された膜よりも高い光反射を実現する裏面反射膜１０を形成することができ、優れた光閉じ込め効果を得ることができる。
【００６６】
したがって、実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法によれば、低い再結合速度と高い裏面反射率の双方を有する裏面の構造を得ることができ、長波長感度に優れ、光電変換効率の高効率化が図られた太陽電池セルを作製することができる。さらに、太陽電池セルの光電変換効率の高効率化が図れるため、半導体基板１の薄板化が可能であり、製造コストの低下を図ることができ、電池セル特性に優れた高品質な太陽電池セルを安価に作製することができる。
【００６７】
実施の形態２．
実施の形態２では、裏面反射膜１０の他の形態として、裏面反射膜１０を金属箔により構成する場合について説明する。図７は、本実施の形態にかかる太陽電池セルの断面構造を説明するための要部断面図であり、図１−１に対応する図である。実施の形態２にかかる太陽電池セルが実施の形態１にかかる太陽電池セルと異なる点は、裏面反射膜が銀スパッタリング膜ではなく、アルミニウム箔（アルミニウムホイル）により構成されている点である。これ以外の構成は、実施の形態１にかかる太陽電池セルと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
図７に示すように、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、アルミホイルからなる裏面反射膜２２が、半導体基板１の裏面において裏面アルミニウム電極９上に配置された導電性接着剤２１により裏面アルミニウム電極９および裏面絶縁膜８を覆って着設されるとともに、該導電性接着剤２１を介して裏面アルミニウム電極９に電気的に接続されている。このような構成においても、実施の形態１の場合と同様に半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光を反射して半導体基板１に戻すことができ、安価な構成で良好な光閉じ込め効果を得ることができる。
【００６９】
そして、本実施の形態では、裏面反射膜２２は金属箔であるアルミホイルにより構成されている。裏面反射膜２２は、電極ペーストを用いた印刷法により形成された膜ではなく、金属箔により構成されているため、印刷法により形成された金属膜よりも高い光反射を実現することができ、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光をより多く反射して半導体基板１に戻すことができる。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池セルは、金属箔であるアルミホイルにより構成された裏面反射膜２２を備えることにより、実施の形態１の場合と同様に優れた光閉じ込め効果を得ることができる。
【００７０】
裏面反射膜２２の材料としては、箔に加工できる金属材料を用いることができ、裏面反射膜１０の場合と同様に、例えば波長が１１００ｎｍ近傍の光に対する反射率が９０％以上、好ましくは９５％以上の金属材料を用いることが好ましい。これにより、高い長波長感度を有し、長波長領域の光に対する光閉じこめ効果に優れた太陽電池セルを実現できる。すなわち、半導体基板１の厚みにもよるが、波長が９００ｎｍ以上、特に１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ程度の長波長の光を半導体基板１に効率良く取り込み、高い発生電流を実現することができ、出力特性を向上させることができる。このような材料としては、アルミニウム（Ａｌ）の他に例えば銀（Ａｇ）を用いることができる。
【００７１】
このように構成された本実施の形態にかかる太陽電池セルは、実施の形態１において図５−１〜図５−８を用いて説明した工程の後、裏面アルミニウム電極９上に導電性接着剤２１を塗布し、該導電性接着剤２１により裏面アルミニウム電極９および裏面絶縁膜８を覆って裏面反射膜２２を着設することにより作製することができる。なお、この場合も、裏面反射膜２２は少なくとも半導体基板１の裏面側における裏面絶縁膜８を覆うように形成されればよい。
【００７２】
以上のように構成された実施の形態２にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８として、半導体基板１の裏面にプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を備えることにより、半導体基板１の裏面において良好なキャリアの再結合速度の抑制効果を得ることができる。これにより、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、出力特性の向上が図られ、高い光電変換効率が実現されている。
【００７３】
また、実施の形態２にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８を覆って金属箔であるアルミホイルからなる裏面反射膜２２を備えることにより、従来の印刷法により形成された金属膜よりも高い光反射を実現することができ、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光をより多く反射して半導体基板１に戻すことができる。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、優れた光閉じ込め効果を得ることができ、出力特性の向上が図られ、高い光電変換効率が実現されている。
【００７４】
したがって、実施の形態２にかかる太陽電池セルにおいては、低い再結合速度と高い裏面反射率の双方を有する裏面の構造を有することにより、長波長感度に優れ、光電変換効率の高効率化が図られた太陽電池セルが実現されている。
【００７５】
また、実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法においては、開口部８ａを有する裏面絶縁膜８を半導体基板１の裏面に形成した後に裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａを塗布し、焼成を行うため、裏面アルミニウム電極材料ペースト９ａが塗布されていない領域は裏面絶縁膜８により保護される。これにより、焼成による加熱においても半導体基板１の裏面に対して汚染物質の付着や固定が進まず、再結合速度を劣化させることなく、良好な状態が維持され、光電変換効率が向上する。
【００７６】
また、実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法においては、少なくとも裏面絶縁膜８を覆うように裏面反射膜２２を半導体基板１の裏面に形成する。これにより、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光を裏面反射膜２２において反射して半導体基板１に戻すことができ、良好な光閉じ込め効果を得ることができるため、出力特性の向上を図って、高い光電変換効率を実現することができる。
【００７７】
また、実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法においては、金属箔であるアルミホイルを裏面アルミニウム電極９上に着設することにより裏面反射膜２２を形成する。電極ペーストを用いた印刷法ではなく、裏面反射膜２２として金属箔であるアルミホイルを用いて裏面反射膜２２を形成することにより緻密な裏面反射膜２２を形成することができ、印刷法により形成された膜よりも高い光反射を実現する裏面反射膜２２を形成することができ、優れた光閉じ込め効果を得ることができる。
【００７８】
したがって、実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法によれば、低い再結合速度と高い裏面反射率の双方を有する裏面の構造を得ることができ、長波長感度に優れ、光電変換効率の高効率化が図られた太陽電池セルを作製することができる。さらに、太陽電池セルの光電変換効率の高効率化が図れるため、半導体基板１の薄板化が可能であり、製造コストの低下を図ることができ、電池セル特性に優れた高品質な太陽電池セルを安価に作製することができる。
【００７９】
なお、上記の実施の形態においては、半導体基板としてｐ型のシリコン基板を使用する場合について説明したが、ｎ型のシリコン基板を用いてｐ型拡散層を形成する逆導電型の太陽電池セルとしてもよい。また、半導体基板として多結晶シリコン基板を用いたが、単結晶シリコン基板を用いてもよい。また、上記においては半導体基板の基板厚を２００μｍとしたが、自己保持が可能な程度の基板厚、例えば５０μｍ程度まで薄型化した半導体基板を用いることもできる。さらに、上記においては半導体基板の寸法を１５０ｍｍ×１５０ｍｍとしたが、半導体基板の寸法はこれに限定されるものではない。
【００８０】
実施の形態３．
実施の形態３では、上述した実施の形態１および実施の形態２の太陽電池セルにおいて、ファイヤースルーに起因した特性低下を防止する実施の形態について説明する。
【００８１】
結晶系シリコン太陽電池の高効率化において、裏面の再結合速度の抑制は、近年、特に重要性を増している。単結晶シリコン太陽電池および多結晶シリコン太陽電池の双方とも、キャリア拡散長がシリコン基板の厚さを上回る事例は決して珍しくない。したがって、シリコン基板の裏面の表面再結合速度の大小が、太陽電池セルの特性に大きく影響する。
【００８２】
一方、デバイス単位である太陽電池セルから実際の製品である太陽電池モジュールへ加工する際には、複数の太陽電池セルが金属タブを介して直列または直列・並列併用で接続される。このように太陽電池セルを太陽電池モジュール化する具体的手法においては、セル側に設けられる接続用電極の素材に、銀を含む金属ペーストが用いられることが多い。
【００８３】
これは、コスト的な側面もさることながら、ファイヤースルーの特徴に依る所が大きい。ファイヤースルーとは、ペーストの塗布・焼成を通じて、ペーストに含まれる銀やガラス成分等がシリコンと相互反応してシリコン結晶内に食い込み、シリコン基板と電極との間で電気的接続および物理的接着強度の双方が得られる様になるものである。
【００８４】
この現象は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等のシリコン化合物に対しても同様に生じる。シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の上に金属ペーストを直接、塗布・焼成することで、ペーストに含まれる銀やガラス成分等がシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を食い破る様な格好で貫通し、パターニングすることなく電極とシリコン結晶との接続が可能である。このため、ファイヤースルーは太陽電池製造プロセスの簡略化に大きく貢献している。ファイヤースルーは、実施の形態１において図５−７〜図５−８に示される工程でも実施されている。
【００８５】
しかし、銀電極とシリコンとの界面では、再結合速度が非常に大きい。この為、シリコン太陽電池の裏面においては、このファイヤースルーによる電極の形成が大きな問題になる。特に、開放電圧（Ｖｏｃ）は、裏面銀電極とシリコン基板との少しの接触でも著しく低下する場合がある。すなわち、シリコン太陽電池の裏面構造において裏面銀電極とシリコン基板のシリコン結晶とが電気接続することにより、開放電圧（Ｖｏｃ）および光電変換効率が低下する場合がある。この為、シリコン太陽電池の裏面構造において、裏面銀電極とシリコン基板の裏面側との物理的接着強度を確保しながら、裏面銀電極とシリコン基板との電気接続による影響を回避することが好ましい。
【００８６】
以下では、このような問題の解決方法として、ファイヤースルーによる裏面銀電極の食い込みが裏面絶縁膜８の内部で止まり、シリコン基板の裏面のシリコン（Ｓｉ）結晶まで到達しないことにより、裏面銀電極とシリコン結晶との接続を回避し、開放電圧（Ｖｏｃ）および光電変換効率の低下を防止する構造について説明する。具体的な実施の形態としては、裏面絶縁膜８の膜厚を厚くすることが挙げられる。
【００８７】
図８−１〜図８−３は、実施の形態３にかかる光起電力装置である太陽電池セルの構成を示す図であり、図８−１は、太陽電池セルの断面構造を説明するための要部断面図、図８−２は、受光面側から見た太陽電池セルの上面図、図８−３は、受光面と反対側（裏面側）から見た太陽電池セルの下面図である。図８−１は、図８−２の線分Ｂ−Ｂにおける要部断面図である。
【００８８】
実施の形態３にかかる太陽電池セルが実施の形態１にかかる太陽電池セルと異なる点は、半導体基板１の裏面側に、銀（Ａｇ）を主成分とする裏面銀電極３１を備えることである。すなわち、実施の形態３にかかる太陽電池セルは、裏面側電極としてアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする裏面アルミニウム電極９と銀（Ａｇ）を主成分とする裏面銀電極３１とを半導体基板１の裏面側に有する。これ以外の構成は、実施の形態１にかかる太陽電池セルと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８９】
裏面銀電極３１には、太陽電池セルをモジュール化する際にセル間を接続する金属タブが接続される。裏面銀電極３１は、半導体基板１の裏面側において隣接する裏面アルミニウム電極９間の領域に、バス電極７の延在方向と略平行な方向に延在して例えば２本設けられる。また、裏面銀電極３１は、裏面反射膜１０の表面から突出するとともに、裏面絶縁膜８に食い込んで設けられている。ここで、裏面銀電極３１は、裏面絶縁膜８に食い込んでいるが、裏面絶縁膜８を貫通していない。したがって、裏面銀電極３１は、半導体基板１の裏面に電気的に直接は接続しておらず、裏面絶縁膜８により半導体基板１の裏面と絶縁されている。しかしながら、裏面銀電極３１は、裏面アルミニウム電極９と裏面反射膜１０とを介して半導体基板１の裏面に電気的に接続している。裏面銀電極３１の幅は、例えばバス電極７と同程度の寸法とされる。
【００９０】
シリコン太陽電池セルの接続電極材料には、通常、銀ペーストが用いられ、例えば、鉛ボロンガラスが添加されている。このガラスはフリット状のもので、例えば、鉛（Ｐｂ）、ボロン（Ｂ）、シリコン（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）の組成から成り、さらに、亜鉛(Ｚｎ)やカドミウム（Ｃｄ）なども混合される場合もある。裏面銀電極３１は、このような銀ペーストを塗布・焼成して、ファイヤースルーにより形成されている。
【００９１】
このような裏面銀電極３１は、実施の形態１において図５−７の工程で裏面絶縁膜８上の領域に裏面銀電極３１の形状に電極材料ペーストである銀ペーストをスクリーン印刷により塗布・乾燥し、図５−８の工程で焼成することで、ファイヤースルーにより作製することができる。そして、これ以外は、実施の形態１の場合と同様にして図５−１〜図５−９の工程を実施することにより、実施の形態３にかかる太陽電池セルを作製できる。
【００９２】
次に、裏面絶縁膜８の厚さによる、裏面銀電極３１のピール強度（引き剥がし強さ）およびシリコン太陽電池セルの開放電圧（Ｖｏｃ）の違いについて説明する。まず、１５ｃｍ角サイズのｐ型多結晶シリコン基板２を用いて、図８−１〜図８−３に示される構造を有する試料Ｄ〜試料Ｆの太陽電池セルを作製した。また、比較のために、図８−１〜図８−３に示される構造において裏面絶縁膜８が設けられていない試料Ｇの太陽電池セルを作製した。なお、試料Ｇは、裏面銀電極３１がファイヤースルーにより半導体基板１の裏面に物理的および電気的に直接接続している場合に相当する。各試料の裏面絶縁膜８の厚さは以下の条件で作製した。裏面絶縁膜８としては、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を用いた。
【００９３】
（試料Ｄ）：８０ｎｍ
（試料Ｅ）：１６０ｎｍ
（試料Ｆ）：２４０ｎｍ
（試料Ｇ）：無し
【００９４】
図９は、試料Ｄ、試料Ｆおよび試料Ｇにかかる太陽電池セルの裏面銀電極３１のピール強度（引き剥がし強さ）を示す特性図である。図９では、各試料について異なる４箇所での測定結果を示している。また、各測定結果は、同一箇所において複数回測定した結果の平均値である。図１０は、試料Ｄ〜試料Ｆにかかる太陽電池セルの開放電圧（Ｖｏｃ）を示す特性図である。
【００９５】
図９から分かるように、ピール強度については３種類の試料において大差ない。すなわち、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚が８０ｎｍである試料Ｄおよび２４０ｎｍである試料Ｆは、裏面銀電極３１がファイヤースルーにより半導体基板１の裏面に物理的および電気的に直接接続している試料Ｇと同等のピール強度を有している。これにより、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚が８０ｎｍ以上において、裏面銀電極３１がファイヤースルーにより半導体基板１の裏面に物理的に接続しなくても、裏面銀電極３１と半導体基板１の裏面側との物理的接着強度を確保できることが分かる。
【００９６】
一方、開放電圧（Ｖｏｃ）は、図１０から分かるように３種類の試料において大きく異なり、裏面絶縁膜８の膜厚が２４０ｎｍである試料Ｆが最も大きい。また、裏面絶縁膜８の膜厚が１６０ｎｍである試料Ｅの開放電圧（Ｖｏｃ）は、試料Ｆよりも約１０ｍＶ小さい。裏面絶縁膜８の膜厚が８０ｎｍである試料Ｄの開放電圧（Ｖｏｃ）は、試料Ｆよりも約３０ｍＶ小さい。すなわち、開放電圧（Ｖｏｃ）は、裏面絶縁膜８のシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚条件によって大きく異なる。このことから、裏面絶縁膜８の膜厚は、裏面銀電極３１のセルの裏面側との物理的接着強度には大きく影響しないが、開放電圧（Ｖｏｃ）には影響を及ぼすと言える。
【００９７】
次に、開口部８ａと裏面アルミニウム電極９とを設けないこと以外は図８−１〜図８−３に示される構造を有する試料Ｈ〜試料Ｊの太陽電池セルを作製した。各試料の裏面絶縁膜８の厚さは以下の条件で作製した。裏面絶縁膜８としては、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を用いた。
【００９８】
（試料Ｈ）：８０ｎｍ
（試料Ｉ）：１６０ｎｍ
（試料Ｊ）：２４０ｎｍ
【００９９】
図１１は、試料Ｈ〜試料Ｊにかかる太陽電池セルの短絡電流密度（Ｊｓｃ）を示す特性図である。図１１から分かるように、短絡電流密度（Ｊｓｃ）は３種類の試料において大きく異なる。裏面絶縁膜８の膜厚が８０ｎｍである試料Ｈの短絡電流密度（Ｊｓｃ）は、１６ｍＡ／ｃｍ２であり、３種類の試料の中で最も大きい。一方、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚が１６０ｎｍである試料Ｉの短絡電流密度（Ｊｓｃ）は、９ｍＡ／ｃｍ２であり、試料Ｈに比べて約半減している。これは、試料Ｈおよび試料Ｉの太陽電池セルでは、共に裏面銀電極３１がファイヤースルーにより半導体基板１の裏面に電気的に直接接続（導通）しているが、試料Ｉの太陽電池セルでは裏面絶縁膜８の膜厚が厚くなったためにファイヤースルーによる導通が減少したためと考えられる。
【０１００】
一方、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚が２４０ｎｍである試料Ｊの短絡電流密度（Ｊｓｃ）は、０．１ｍＡ／ｃｍ２であり、試料Ｈに比べて大きく減少している。これは、試料Ｊの太陽電池セルでは、裏面銀電極３１がファイヤースルーにより半導体基板１の裏面へ電気的に直接接続（導通）していないためと考えられる。
【０１０１】
これらのことより、実施の形態３にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚は２４０ｎｍ以上であることが好ましいと言える。なお、裏面絶縁膜８の厚さが３００ｎｍより大である場合は、機能的な不都合はないが成膜に時間を要し、コストが増加するため生産性の観点から好ましくない。したがって、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚は、２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１０２】
以上のように構成された実施の形態３にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８として、半導体基板１の裏面にプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）を備えることにより、半導体基板１の裏面において良好なキャリアの再結合速度の抑制効果を得ることができる。これにより、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、出力特性の向上が図られ、高い光電変換効率が実現されている。
【０１０３】
また、実施の形態３にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８を覆って銀スパッタリング膜からなる裏面反射膜１０を備えることにより、従来の印刷法により形成された銀（Ａｇ）膜よりも高い光反射を実現することができ、半導体基板１および裏面絶縁膜８を透過してきた光をより多く反射して半導体基板１に戻すことができる。したがって、本実施の形態にかかる太陽電池セルにおいては、優れた光閉じ込め効果を得ることができ、出力特性の向上が図られ、高い光電変換効率が実現されている。
【０１０４】
また、実施の形態３にかかる太陽電池セルにおいては、裏面絶縁膜８としてのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の膜厚が２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされる。これにより、ファイヤースルーによる裏面銀電極３１の食い込みがｐ型多結晶シリコン基板２の裏面のシリコン（Ｓｉ）結晶まで到達することなく、裏面銀電極３１とシリコン結晶との電気接続による影響を抑制し、開放電圧（Ｖｏｃ）および光電変換効率の低下が防止される。すなわち、ｐ型多結晶シリコン基板２の裏面と裏面銀電極３１との物理的接着強度を確保しながら、裏面銀電極３１とｐ型多結晶シリコン基板２の裏面のシリコン結晶との電気接続による開放電圧（Ｖｏｃ）および光電変換効率の低下を回避することができる。
【０１０５】
したがって、実施の形態３にかかる太陽電池セルにおいては、低い再結合速度と高い裏面反射率の双方を有する裏面の構造を有し、長波長感度および開放電圧（Ｖｏｃ）に優れ、光電変換効率の高効率化が図られた太陽電池セルが実現されている。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明にかかる光起電力装置は、低い再結合速度と高い裏面反射率とにより高効率の光起電力装置を実現する場合に有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  半導体基板
１ａ  ｐ型多結晶シリコン基板
２  ｐ型多結晶シリコン基板
３  ｎ型不純物拡散層
４  反射防止膜
５  受光面側電極
５ａ  受光面電極材料ペースト
６  グリッド電極
７  バス電極
８  裏面絶縁膜
８ａ  開口部
９  裏面アルミニウム電極
９ａ  裏面アルミニウム電極材料ペースト
９ｂ  オーバーラップ領域
１０  裏面反射膜
１１  アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）合金部
１２  ＢＳＦ層
２１  導電性接着剤
２２  裏面反射膜
３１  裏面銀電極
【図１−１】
2012053079.tif 000003
【図１−２】
2012053079.tif 000004
【図１−３】
2012053079.tif 000005
【図２】
2012053079.tif 000006
【図３】
2012053079.tif 000007
【図４】
2012053079.tif 000008
【図５−１】
2012053079.tif 000009
【図５−２】
2012053079.tif 000010
【図５−３】
2012053079.tif 000011
【図５−４】
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【図５−５】
2012053079.tif 000013
【図５−６】
2012053079.tif 000014
【図５−７】
2012053079.tif 000015
【図５−８】
2012053079.tif 000016
【図５−９】
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【図６−１】
2012053079.tif 000018
【図６−２】
2012053079.tif 000019
【図７】
2012053079.tif 000020
【図８−１】
2012053079.tif 000021
【図８−２】
2012053079.tif 000022
【図８−３】
2012053079.tif 000023
【図９】
2012053079.tif 000024
【図１０】
2012053079.tif 000025
【図１１】
2012053079.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月24日(2012.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光起電力装置は、一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、前記不純物拡散層上に形成された反射防止膜と、前記反射防止膜を貫通して前記不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、前記半導体基板の他面側に達する複数の開口部を有して前記半導体基板の他面側に形成された裏面絶縁膜と、前記半導体基板の他面側に形成された第２電極と、少なくとも前記裏面絶縁膜上を覆って形成された金属からなる裏面反射膜と、を備え、前記第２電極は、アルミニウムを含む材料からなり前記半導体基板の他面側において少なくとも前記開口部に埋め込まれて前記半導体基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極と、銀を含む材料からなり前記半導体基板の他面側の前記開口部間の領域に前記裏面絶縁膜に食い込んだ状態で前記裏面絶縁膜により前記半導体基板の他面側と絶縁されて設けられるとともに前記裏面反射膜を介して前記アルミニウム系電極と電気的に接続する銀系電極とからなること、を特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を有する第１導電型の半導体基板と、
前記不純物拡散層上に形成された反射防止膜と、
前記反射防止膜を貫通して前記不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、
前記半導体基板の他面側に達する複数の開口部を有して前記半導体基板の他面側に形成された裏面絶縁膜と、
前記半導体基板の他面側に形成された第２電極と、
少なくとも前記裏面絶縁膜上を覆って形成された金属からなる裏面反射膜と、
を備え、
前記第２電極は、アルミニウムを含む材料からなり前記半導体基板の他面側において少なくとも前記開口部に埋め込まれて前記半導体基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極と、銀を含む材料からなり前記半導体基板の他面側の前記開口部間の領域に前記裏面絶縁膜に食い込んだ状態で前記裏面絶縁膜により前記半導体基板の他面側と絶縁されて設けられるとともに前記裏面反射膜を介して前記アルミニウム系電極と電気的に接続する銀系電極とからなること、
を特徴とする光起電力装置。
【請求項２】
前記裏面反射膜は、気相成長法によって形成される金属膜からなること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記裏面反射膜は、金属箔を含んで構成されること、
を特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記裏面絶縁膜が、プラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜であること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項５】
前記裏面絶縁膜が、熱酸化により形成されたシリコン酸化膜とプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜とが前記半導体基板の他面側から積層された積層膜であること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項６】
前記シリコン酸化膜は、厚さが１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であること、
を特徴とする請求項５に記載の光起電力装置。
【請求項７】
前記シリコン窒化膜は、屈折率が１．９以上２．２以下であり、厚さが２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であること、
を特徴とする請求項４または５に記載の光起電力装置。
【請求項８】
前記開口部は、径または幅が２０μｍ〜２００μｍの大きさであり、隣接する前記開口部間の間隔が０．５ｍｍ〜２ｍｍの略円形のドット状または略矩形形状であること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項９】
前記開口部は、幅が２０μｍ〜２００μｍであり、隣接する前記開口部間の間隔が０．５ｍｍ〜３ｍｍのストライプ状であること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項１０】
前記アルミニウム系電極は、前記開口部に埋め込まれるとともに前記裏面絶縁膜上にオーバーラップして形成されていること、
を特徴とする請求項８または９に記載の光起電力装置。
【請求項１１】
前記アルミニウム系電極は、前記開口部の端部から１０μｍ〜５０μｍの幅で前記裏面絶縁膜上にオーバーラップして形成されていること、
を特徴とする請求項１０に記載の光起電力装置。
【請求項１２】
前記金属箔は、アルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項３に記載の光起電力装置。
【請求項１３】
前記金属箔は、導電性接着剤により前記アルミニウム系電極に着設されるとともに前記導電性接着剤を介して前記アルミニウム系電極に電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項３に記載の光起電力装置。
【請求項１４】
前記気相成長法によって形成される金属膜は、金属のスパッタリング膜もしくは蒸着膜であること、
を特徴とする請求項２に記載の光起電力装置。
【請求項１５】
第１導電型の半導体基板の一面側に、第２導電型の不純物元素が拡散された不純物拡散層を形成する第１工程と、
前記不純物拡散層上に反射防止膜を形成する第２工程と、
前記半導体基板の他面側に裏面絶縁膜を形成する第３工程と、
前記裏面絶縁膜の少なくとも一部に前記半導体基板の他面側に達する複数の開口部を形成する第４工程と、
前記反射防止膜上に第１電極材料を塗布する第５工程と、
少なくとも前記複数の開口部を埋めるようにアルミニウムを含む第１の第２電極材料を前記半導体基板の他面側に塗布する第６工程と、
銀を含む第２の第２電極材料を前記裏面絶縁膜上に塗布する第７工程と、
前記第１電極材料、前記第１の第２電極材料および前記第２の第２電極材料を焼成して、前記反射防止膜を貫通して前記不純物拡散層に電気的に接続する第１電極と、アルミニウムを含み前記半導体基板の他面側において少なくとも前記開口部に埋め込まれて前記半導体基板の他面側に電気的に接続するアルミニウム系電極および銀を含み前記半導体基板の他面側において前記開口部間の領域に設けられて前記裏面絶縁膜に食い込むとともに前記裏面絶縁膜により前記半導体基板の他面側と絶縁された銀系電極により構成される第２電極と、を形成する第８工程と、
金属からなる裏面反射膜を、前記アルミニウム系電極と前記銀系電極とを電気的に接続するように少なくとも前記裏面絶縁膜上を覆って形成する第９工程と、
を含むことを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第９工程では、気相成長法によって形成される金属膜からなる前記裏面反射膜を形成すること、
を特徴とする請求項１５に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第９工程では、金属箔を含んで構成された前記裏面反射膜を形成すること、
を特徴とする請求項１５に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第３工程では、前記裏面絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成すること、
を特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第３工程では、前記裏面絶縁膜として前記半導体基板の他面側に熱酸化によりシリコン酸化膜を形成し、さらに前記シリコン酸化膜上にプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成すること、
を特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項２０】
前記シリコン窒化膜は、屈折率が１．９以上２．２以下であり、厚さが２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であること、
を特徴とする請求項１８または１９に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項２１】
前記第６工程では、前記開口部を埋めるとともに前記開口部の端部から１０μｍ〜５０μｍの幅で前記裏面絶縁膜上にオーバーラップさせて前記第２電極材料を塗布すること、
を特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項２２】
前記金属箔は、アルミニウム箔であること、
を特徴とする請求項１７に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項２３】
前記気相成長法によって形成される金属膜は、金属のスパッタリング膜もしくは蒸着膜であること、
を特徴とする請求項１６に記載の光起電力装置の製造方法。
【国際調査報告】
2012053079.tif 000027
2012053079.tif 000028
2012053079.tif 000029
2012053079.tif 000030