(57)【要約】      （修正有）【課題】効率を最大化できるように設計された太陽電池を提供する。【解決手段】太陽電池１００は、ベース領域１０を含む半導体基板１１０と、第１パッシベーション膜５２と、第２パッシベーション膜５４と、第１導電型領域２０と、第２導電型領域３０と、第１電極４２と、第２電極４４を含む。半導体基板１１０の前面及び／又は後面は反射が防止できるように凹凸部１１２を有する。凹凸部１１２は凹部ＶＡと凸部ＴＡを含む。さらに第１及び第２パッシベーション膜５２、５４のうちの少なくとも１つと半導体基板１１０との間に酸化物ＳＯを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池であって、
前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を備えた半導体基板と、
前記凹凸部上に配置されるパッシベーション膜とを備えてなり、
前記パッシベーション膜と前記半導体基板の一面の間に形成される酸化物を備えてなり、
前記酸化物は非晶質である、太陽電池。
【請求項２】
前記半導体基板における前記凹凸部は凸部と凹部を備えてなり、及び、
前記パッシベーション膜は、
前記凸部上では第１厚さを有し、
前記凹部相では前記第１厚さと異なる第２厚さを有する、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記凸部及び前記凹部の各々は曲率を有してなり、
前記凸部の前記曲率は第１曲率半径を有してなり、及び
前記凹部の前記曲率は第２曲率半径を有してなる、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第１曲率半径は前記第２曲率半径より小さいものである、請求項３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１厚さは前記第２厚さより小さいものである、請求項２〜４の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記酸化物は、前記半導体基板の一面上の一部に形成されたものである、請求項１〜５の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記酸化物はアイランド型である、請求項１〜６の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記酸化物はシリコン酸化物を含んでなる、請求項１〜７の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記パッシベーション膜は非晶質シリコンを含んでなる、請求項１〜８の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記パッシベーション膜上に配置される導電型領域をさらに備えてなり、
前記導電型領域は非晶質シリコンを含んでなる、請求項１〜９の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記酸化物、前記パッシベーション膜、及び前記導電型領域の順に結晶性が小さくなるものである、請求項１０に記載の太陽電池。
【請求項１２】
太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を形成し、
前記凹凸部上にパッシベーション膜を形成することを含んでなり、
前記パッシベーション膜と前記凹凸部との間に酸化物を形成することを含んでなり、
前記酸化物は非晶質である、太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記凹凸部を形成することは、
前記凸部及び前記凹部の各々が曲率を有するように前記凹凸部を形成することを含んでなり、
前記凸部の曲率は第１曲率半径を有するものであり、
前記凹部の曲率は前記第１曲率半径と異なる第２曲率半径を有するものである、請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記凸部及び前記凹部の各々が曲率を有するように前記凹凸部を形成することは、
前記半導体基板の表面を二段階の凹凸部形成工程により形成することを含んでなる、請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記二段階の凹凸部の形成工程は、
水酸化カリウム溶液を用いて前記半導体基板の表面をテクスチャリングし、
前記テクスチャリングされた半導体基板の表面を窒酸とフッ酸の混合溶液で再処理することを含んでなる、請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記パッシベーション膜上に配置される導電型領域を形成することを含んでなり、
前記導電型領域及び前記パッシベーション膜は非晶質シリコンを含んでなる、請求項１２〜１５の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記酸化物は、前記半導体基板の一面上の一部に形成する、請求項１２〜１６の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記酸化物、前記パッシベーション膜、及び前記導電型領域の順に結晶性を小さくする、請求項１６又は１７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
太陽電池パネルであって、
前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を含む半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一面上に形成されたアイランド形状の酸化物と、
前記凹凸部上に配置されるパッシベーション膜とを備えてなり、
前記凹凸部は凸部と凹部を備えてなり、及び、
前記パッシベーション膜は、
前記凸部上では第１厚さを有してなり、かつ、前記凹部上では前記第１厚さと異なる第２厚さを有する太陽電池と、
前記太陽電池の前面に配置された第１部材と、及び前記太陽電池の後面に配置された第２部材とを備えてなり、
前記第１部材及び第２部材はガラス及び透明シートのうちの少なくとも一つである、太陽電池パネル。
【請求項２０】
前記酸化物は、前記半導体基板の後面に形成される、請求項１９に記載の太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池及びその製造方法に関し、より詳しくは、構造を改善した太陽電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
〔関連技術〕
本発明は、韓国特許出願第１０−２０１７−００６２４７８号（出願日：２０１７年５月１９日）及び韓国特許出願第１０−２０１７−０１７１５５３号（出願日：２０１７年１２月１３日）に基づくパリ条約４条の優先権主張を伴ったものであり、当該韓国特許出願に開示された内容に基づくものである。参考のために、当該韓国特許出願の明細書及び図面の内容は本願明細書の一部に包摂されるものである。
【背景技術】
【０００３】
最近、石油や石炭のような既存のエネルギー資源の枯渇が予想されるにつれて、これらに代える代替エネルギーに対する関心が高まっている。その中でも太陽電池は太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代の電池として脚光を浴びている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような太陽電池では多様な層及び電極を設計によって形成することにより製造できる。ところで、このような多様な層及び電極の設計によって太陽電池の効率が決定できる。太陽電池の商用化のためには低い効率を克服しなければならないところ、多様な層及び電極が太陽電池の効率を最大化できるように設計されることが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態に従う太陽電池は、前面及び後面のうち、少なくとも１つに凹凸部を含む半導体基板；及び前記凹凸部上に配置されるパッシベーション膜を含み、前記凹凸部は凸部と凹凸部を含み、かつ前記パッシベーション膜は前記凸部上では第１厚さを有し、前記凹凸部上では前記第１厚さと異なる第２厚さを有する。
【０００６】
本発明の一の態様は以下の通りである。
〔１〕  太陽電池であって、
前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を備えた半導体基板と、
前記凹凸部上に配置されるパッシベーション膜とを備えてなり、
前記パッシベーション膜と前記半導体基板の一面の間に形成される酸化物を備えてなり〔前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を備えた半導体基板と、
前記凹凸部上に配置されるパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜と前記半導体基板の一面の間に形成された酸化物とを備えてなり〕、
前記酸化物は非晶質である、太陽電池。
〔２〕  前記半導体基板における前記凹凸部は凸部と凹部を備えてなり、及び、
前記パッシベーション膜は、
前記凸部上では第１厚さを有し、
前記凹部相では前記第１厚さと異なる第２厚さを有する、〔１〕に記載の太陽電池。
〔３〕  前記凸部及び前記凹部の各々は曲率を有してなり、
前記凸部の前記曲率は第１曲率半径を有してなり、及び
前記凹部の前記曲率は第２曲率半径を有してなる、〔２〕に記載の太陽電池。
〔４〕  前記第１曲率半径は前記第２曲率半径より小さいものである、〔３〕に記載の
太陽電池。
〔５〕  前記第１厚さは前記第２厚さより小さいものである、〔２〕〜〔４〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔６〕  前記酸化物は、前記半導体基板の一面上の一部に形成されたものである、〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔７〕  前記酸化物はアイランド型である、〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔８〕  前記酸化物はシリコン酸化物を含んでなる、〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔９〕  前記パッシベーション膜は非晶質シリコンを含んでなる、〔１〕〜〔８〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔１０〕  前記パッシベーション膜上に配置される導電型領域をさらに備えてなり、
前記導電型領域は非晶質シリコンを含んでなる、〔１〕〜〔９〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔１１〕  前記酸化物、前記パッシベーション膜、及び前記導電型領域の順に結晶性が小さくなるものである、〔１０〕に記載の太陽電池。
〔１２〕  太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を形成し、
前記凹凸部上にパッシベーション膜を形成することを含んでなり、
前記パッシベーション膜と前記凹凸部との間に酸化物を形成することを含んでなり（半導体基板の前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を形成し、
前記凹凸部上にパッシベーション膜を形成し、
前記パッシベーション膜と前記凹凸部との間に酸化物を形成することを含んでなり）、
前記酸化物は非晶質である、太陽電池の製造方法。
〔１３〕  前記凹凸部を形成することは、
前記凸部及び前記凹部の各々が曲率を有するように前記凹凸部を形成することを含んでなり、
前記凸部の曲率は第１曲率半径を有するものであり、
前記凹部の曲率は前記第１曲率半径と異なる第２曲率半径を有するものである、〔１２〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１４〕  前記凸部及び前記凹部の各々が曲率を有するように前記凹凸部を形成することは、
前記半導体基板の表面を二段階の凹凸部形成工程により形成することを含んでなる、〔１３〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１５〕  前記二段階の凹凸部の形成工程は、
水酸化カリウム溶液を用いて前記半導体基板の表面をテクスチャリングし、
前記テクスチャリングされた半導体基板の表面を窒酸とフッ酸の混合溶液で再処理することを含んでなる、〔１４〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１６〕  前記パッシベーション膜上に配置される導電型領域を形成することを含んでなり、
前記導電型領域及び前記パッシベーション膜は非晶質シリコンを含んでなる、〔１〕２〜１５の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１７〕  前記酸化物は、前記半導体基板の一面上の一部に形成する、〔１２〕〜〔１６〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１８〕  前記酸化物、前記パッシベーション膜、及び前記導電型領域の順に結晶性を小さくする、〔１６〕又は〔１７〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１９〕  太陽電池パネルであって、
前面及び後面のうちの少なくとも１つに凹凸部を含む半導体基板と、
前記半導体基板の少なくとも一面上に形成されたアイランド形状の酸化物と、
前記凹凸部上に配置されるパッシベーション膜とを備えてなり、
前記凹凸部は凸部と凹部を備えてなり、及び、
前記パッシベーション膜は、
前記凸部上では第１厚さを有してなり、かつ、前記凹部上では前記第１厚さと異なる第２厚さを有する太陽電池と、
前記太陽電池の前面に配置された第１部材と、及び前記太陽電池の後面に配置された第２部材とを備えてなり、
前記第１部材及び第２部材はガラス及び透明シートのうちの少なくとも一つである、太陽電池パネル。
〔２０〕  前記酸化物は前記半導体基板の後面に形成される、〔１９〕に記載の太陽電池パネル。
【発明の効果】
【０００７】
本実施形態によれば、半導体基板上に形成される半導体層は配置される領域によって異なる厚さを有することができる。これによって、半導体基板が含む欠陥を不動化させて太陽電池の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。
【図２】図１に図示した太陽電池の金属電極層の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態に係る太陽電池の断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る太陽電池の製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る太陽電池の構成の間のエネルギーバンドギャップを図示したものである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の側面側断面図である。
【図１２】図１２のａと図１２のｂとは、本発明の一実施形態に係る太陽電池及び比較例に係る太陽電池のＰＬ強度（Intensity）を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、多様な形態に変形できることは勿論である。
【００１０】
図面では本発明を明確で、かつ簡略に説明するために説明と関係ない部分の図示を省略し、明細書の全体を通じて同一または極めて類似の部分に対しては同一な図面参照符号を使用する。そして、図面では説明をより明確にするために、厚さ、広さなどを拡大または縮小して図示したところ、本発明の厚さ、広さなどは図面に図示されたものに限定されない。
【００１１】
そして、明細書の全体である部分が他の部分を“含む”とする時、特別に反対の記載がない限り、他の部分を排除するものでなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分“の上に”あるとする時、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“真上に”あるとする時には中間に他の部分が位置しないことを意味する。
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態に係る太陽電池を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の幾つかの実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。
【００１４】
図１を参照すると、本実施形態に係る太陽電池１００は、ベース領域１０を含む半導体基板１１０と、半導体基板１１０の前面の上に形成される第１パッシベーション膜５２と、半導体基板１１０の後面の上に形成される第２パッシベーション膜５４と、半導体基板１１０の前面側から第１パッシベーション膜５２の上に形成される第１導電型領域２０と、半導体基板１１０の後面側で第２パッシベーション膜５４の上に形成される第２導電型領域３０と、第１導電型領域２０に電気的に連結される第１電極４２と、第２導電型領域３０に電気的に連結される第２電極４４を含むことができる。これをより詳細に説明する。
【００１５】
半導体基板１１０は、結晶質半導体で構成できる。一例に、半導体基板１１０は単結晶または多結晶半導体（一例に、単結晶または多結晶シリコン）で構成できる。特に、半導体基板１１０は単結晶半導体（例えば、単結晶半導体ウエハ、より具体的には、単結晶シリコンウエハ）で構成できる。このように、半導体基板１１０が単結晶半導体（例えば、単結晶シリコン）で構成されれば、太陽電池１００が単結晶半導体太陽電池（例えば、単結晶シリコン太陽電池）を構成するようになる。このように、結晶性が高くて欠陥の少ない結晶質半導体で構成される半導体基板１１０を基盤とする太陽電池１００が優れる電気的特性を有することができる。
【００１６】
本実施形態では半導体基板１１０に別途のドーピング領域が形成されず、半導体基板１１０がベース領域１０のみで構成できる。このように、半導体基板１１０に別途のドーピング領域が形成されなければ、ドーピング領域を形成する時に発生する半導体基板１１０の損傷、欠陥の増加などが防止されて半導体基板１１０が優れるパッシベーション特性を有することができる。これによって、半導体基板１１０の表面で発生する表面再結合を最小化することができる。
【００１７】
本実施形態において、半導体基板１１０またはベース領域１０はベースドーパントである第１導電型ドーパントが低いドーピング濃度でドーピングされて第１導電型を有することができる。この際、半導体基板１１０またはベース領域１０はこれと同一な導電型を有する第１導電型領域２０より低いドーピング濃度、高い抵抗、または低いキャリア濃度を有することができる。
【００１８】
半導体基板１１０の前面及び／又は後面は反射が防止できるように凹凸部１１２を有することができる。これによって、半導体基板１１０の前面及び後面に入射する光の反射を全て防止することができるので、本実施形態のような両面受光型（bi-facial）構造を有
する太陽電池１００での光損失を効果的に減少することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、半導体基板１１０の前面または後面のうち、いずれか１つのみに凹凸部１１２が形成されることも可能である。
【００１９】
本実施形態において、半導体基板１１０に形成される凹凸部１１２は凹部ＶＡと凸部ＴＡを含む。
【００２０】
凹凸部１１２はテクスチャリング（texturing）工程により形成できる。これによって
、凹凸部１１２の外面は特定の結晶面で構成できる。一例に、凹凸部１１２は１１１面である４個の外面により形成される概略的なピラミッド形状を有することができる。この場合、凹凸部１１２が含む凸部ＶＡの形状がピラミッド形状であり、凸部ＶＡの平均高さは２〜１０μmであり、平均幅は２〜１０μmでありうる。
【００２１】
凹凸部１１２は湿式エッチングによる非等方エッチングにより形成できる。湿式エッチングにより凹凸部１１２を形成すれば、簡単な工程により短い時間内に凹凸部１１２を形成することができる。
【００２２】
凹凸部１１２の凹部ＶＡでは欠陥領域が凸部ＴＡと比較して相対的にたくさん生じることがある。したがって、凹凸部１１２の凹部ＶＡ上に形成されるパッシベーション膜５２を相対的に厚くして前記欠陥領域による副作用を最小化することができる。半導体基板１１０上に形成されるパッシベーション膜の厚さ及び特性に対しては続けてより詳細に説明する。
【００２３】
半導体基板１１０の前面の上には第１パッシベーション膜５２が形成され、半導体基板１１０の後面の上には第２パッシベーション膜５４が形成される。これによって、半導体基板１１０の前面及び後面をそれぞれパッシベーションすることができる。
【００２４】
追加で、本実施形態において、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４のうちの少なくとも１つと半導体基板１１０との間に酸化物ＳＯがさらに形成できる。
【００２５】
本明細書において、酸化物ＳＯは基板物質と空気中の酸素が反応して生成された化合物を含むものであって、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯx）を含むことができる。具体的に
、酸化物ＳＯは水素化されたシリコン酸化物（ＳｉＯx：Ｈ）または水素化されないシリ
コン酸化物（ＳｉＯx）でありうる。酸化物ＳＯとして水素化されたシリコン酸化物はシ
リコン酸化物形成過程に水素を付加することによって形成することができる。
【００２６】
半導体基板１１０の少なくとも一面上に形成された酸化物ＳＯは、ブロッキング（blocking）役割をして第１または第２導電型ドーパントの第１または第２パッシベーション膜５２、５４への侵入を防止することができる。
【００２７】
特に、ｐ型ドーパントに使われるボロン（Ｂ）などの場合、拡散速度（diffusion velocity）が速いが、酸化物ＳＯが形成されない時より、酸化物ＳＯが半導体基板１１０の一面上に形成されることによって、効果的に、ドーパントの第１または第２パッシベーション膜５２、５４への侵入を防止して真性（intrinsic）特性を効果的に維持することがで
きる。
【００２８】
例えば、ｎ型半導体基板１１０の一面にＰ型ドーパントを用いてエミッタ層を形成した場合、エミッタが形成された半導体基板１１０の一面上に酸化物ＳＯを形成することによって、ドーパントの拡散を防止する効果、及び第１または第２パッシベーション膜５２、５４の真性特性を極大化することができる。
【００２９】
即ち、本実施形態で酸化物ＳＯにはエミッタが形成される半導体基板の一面に形成されることによって、ドーパントの拡散を防止する効果、及び第１または第２パッシベーション膜５２、５４の真性特性を極大化することができる。
【００３０】
延いては、エミッタの位置は半導体基板１１０の前面または後面に限定されない。
【００３１】
だけでなく、酸化物ＳＯは特に、水素化されないシリコン酸化物（ＳｉＯx）は水素化
されたシリコン酸化物（ＳｉＯx：Ｈ）に比べてバンドギャップエネルギーが大きくて受
光効率上より有利でありうる。
【００３２】
さらに、半導体基板１１０上に形成された酸化物ＳＯは、追加でパッシベーション役割
をすることもできるので、太陽電池の全体のパッシベーション特性を向上させることができる。
【００３３】
酸化物ＳＯは、具体的に水素化されたシリコン酸化物（ＳｉＯx：Ｈ）は相対的に高い
エネルギーバンドギャップにより水素化されないシリコン酸化物（ＳｉＯx）に比べて向
上したパッシベーション効果及び受光効率を具現することができる。だけでなく、酸化物ＳＯは非晶質（amorphous）で第１または第２パッシベーション膜５２、５４が非晶質（amorphous）を形成することが容易であり、具体的に本実施形態で、酸化物ＳＯは水素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx：Ｈ）または水素化されない非晶質シリコン酸
化物（ａ−ＳｉＯx）でありうる。
【００３４】
より具体的に、半導体基板１１０は結晶質半導体であって、酸化物ＳＯ無しで、結晶質半導体基板１１０上に第１または第２パッシベーション膜５２、５４が形成される場合、半導体基板１１０の格子構造により第１または第２パッシベーション膜５２、５４の結晶構造やはり結晶性になりやすいので、第１または第２パッシベーション膜５２、５４の非晶質特性が低下することがある。これに反して、本実施形態は結晶質半導体である半導体基板１１０上に非晶質である酸化物ＳＯを形成した後、非晶質格子構造上で第１または第２パッシベーション膜５２、５４を形成したので、相対的に優れる非晶質特性を具現することができる。
【００３５】
追加で、半導体基板１１０の表面に形成された凹凸上に前記酸化物ＳＯが形成されることによって、半導体基板１１０の表面パッシベーション機能が向上し、第１または第２パッシベーション膜５２、５４の蒸着速度が均一でありうる。
【００３６】
具体的に、半導体基板１１０の表面に形成された凹凸の場合、凸部と凹部を形成することができ、前記凸部と凹部は表面欠陥（surface defect）が多いことがあるが、このような前記凸部及び凹部に酸化物ＳＯが形成されることによって、半導体基板１１０の表面欠陥を効果的にパッシベーションできるだけでなく、減少した半導体基板１１０の表面欠陥により半導体基板１１０上に蒸着される第１または第２パッシベーション膜５２、５４の蒸着速度が均一になることができる。
【００３７】
延いては、本願発明の一実施形態は半導体基板１１０の後面と第２パッシベーション膜５４との間に酸化物ＳＯが形成され、半導体基板１１０の前面と第１パッシベーション膜５２との間には酸化物ＳＯが形成されないことがある。
【００３８】
例えば、半導体基板１１０の後面と第２パッシベーション膜５４との間に酸化物ＳＯが形成される場合、前述したように、半導体基板１１０の後面の第２導電型領域３０の結晶性が抑制されて太陽電池効率を向上させることができる。
【００３９】
図９は本発明の実施形態に係る太陽電池構成の間のエネルギーバンドギャップを図示したものであって、図９を参考すると、ｐ＋非晶質シリコン層側の真性非晶質シリコン層とｎ型真性非晶質シリコン層と接する界面でｐ型導電型領域物質の特性上、エネルギーバンドギャップにはバンドギャップスパイク（band gap spike：ＢＳ）が形成されることができ、このようなバンドギャップスパイクはバリアとしてエネルギー障壁の高さが大きくてキャリアの移動を妨害して太陽電池効率を阻害することがある。
【００４０】
本実施形態では、半導体基板１１０の後面上に酸化物ＳＯを形成することによって、バンドギャップスパイクの大きさを減少させ、太陽電池効率を向上させることができる。
【００４１】
本実施形態では、結晶性半導体基板１１０の後面上に非晶質酸化物ＳＯを形成して第２
パッシベーション膜の結晶性を効果的に低めてエネルギーバンドギャップスパイクの大きさを小さくすることができる。本実施形態において、酸化物ＳＯは半導体基板１１０の後面上に形成されることによって、半導体基板１１０の後面に入射する光の受光効率を向上させることができる。
【００４２】
具体的に、酸化物ＳＯは前述したように、水素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx：Ｈ）または水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）を含むことができ、水素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx：Ｈ）の場合、水素化された非晶
質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）に少量の酸素を付加したものであって、水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）のバンドギャップエネルギー約１．６ｅＶ〜約１．９ｅＶよりバンドギャップエネルギーが増加した約１．９ｅＶ〜約２．０ｅＶに後面から入射される光吸収を減少させて受光効率を優れる水準に維持して太陽電池効率を向上させることができる。
【００４３】
だけでなく、水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）の場合、エネルギ
ーバンドギャップが約７ｅＶ〜１２ｅＶであり、より具体的に、約８ｅＶ〜１０ｅＶであり、好ましくは９ｅＶでありうる。即ち、酸化物ＳＯのうち、特に水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）の場合、バンドギャップエネルギーが大きくて優れるキ
ャリア分離（separation）特性及び受光効果を具現することができる。
【００４４】
だけでなく、結晶型（crystalline）である半導体基板１１０の場合、バンドギャップ
エネルギーが約１．１ｅＶでありうるが、半導体基板１１０と直ちに接する酸化物ＳＯがバンドギャップエネルギーの大きい水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx
）を含むことによって、半導体基板１１０とのバンドギャップエネルギー差が大きくてエネルギーバンドのベンディング（band bending）が発生し、それによって形成された電気場（electric field）によりキャリアの間の分離（carrier separation）効果が強化されて全体的にキャリアの再結合（carrier recombination）が減少して太陽電池効率が向上
できる。
【００４５】
次に、図１２を参考して酸化物ＳＯの存否に従う本発明の実施形態に係る太陽電池と比較例に係る太陽電池のＰＬ強度を比較する。
【００４６】
図１２は、本発明の一実施形態に係る太陽電池及び比較例に係る太陽電池のＰＬ強度を示すものであって、具体的に、図１２のａ及びｂの太陽電池は下部から第２導電型領域３０、第２パッシベーション膜５４、半導体基板１１０、第１パッシベーション膜５２、及び第１導電型領域２０が積層された構造であって、図１２のａの本発明に係る太陽電池には半導体基板１１０と第２パッシベーション膜５４との間に酸化物ＳＯで水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）が形成されており、図１２のｂの比較例に係る太
陽電池には酸化物ＳＯが形成されない構造である。
【００４７】
図１２のａのＰＬ強度（PL intensity）は９６３１０ counts/secであって、図１２の
ｂのＰＬ強度（PL intensity）５９５３３ counts/secに比べて大きいことが分かるが、
これは本発明の実施形態に係る太陽電池より比較例に係る太陽電池のパッシベーション特性弱化、第１または第２パッシベーション膜５２、５４の結晶性増加、及びドーパント拡散になることが分かる。
【００４８】
具体的に、本発明の実施形態に係る太陽電池は半導体基板１１０と第２パッシベーション膜５４との間に酸化物ＳＯを形成することによって、表面欠陥（defect）を減少させ、第２パッシベーション膜５４の結晶化を抑制する効果を具現しているが、比較例に係る太陽電池はこのような機能をする酸化物ＳＯを形成しないので、相対的に結晶性が増加し、
ドーパントの拡散が多いだけでなく、パッシベーション特性が低下することが分かる。だけでなく、比較例に係る太陽電池の場合、第１パッシベーション膜５２及び第１導電型領域２０が形成された後、第２パッシベーション膜５２及び第２導電型領域３０が形成される前にＤＨＦ（Diluted HF）などを用いた洗浄過程を遂行することによって、酸化物ＳＯを形成しないので、半導体基板１１０の表面エッチングによる欠陥を形成して全体的なパッシベーション特性の低下、パッシベーション層の結晶性増加、及びドーパント拡散が増加することが分かる。
【００４９】
酸化物ＳＯは半導体基板１１０の一面で少なくとも一部に形成されることができ、例えば、酸化物ＳＯは半導体基板１１０の一面でアイランド（island）形状に形成できる。本明細書において、半導体基板１１０の一面に形成されたアイランド（island）形状は半導体基板１１０の一面の全体に一体型に形成されることに対して、対比される表現で、大きさまたは形状に制限があるものでなく、半導体基板１１０の凹凸の凸部及び凹部にも形成されることができ、半導体基板１１０の一面に形成される酸化物ＳＯの間に離隔して一体に形成されていない形状を包括する水準の概念として理解されるべきである。
【００５０】
本実施形態では、高いエネルギーバンドギャップを有する酸化物ＳＯを用いると共に、アイランド形状に制御してドーパントを効果的にブロッキング（blocking）するものだけでなく、フィールドパッシベーションに有利で、キャリア移動を容易にすることができる。
【００５１】
例えば、本実施形態における酸化物ＳＯがアイランド形状に形成されることによって、キャリア移動効率が向上できる。
【００５２】
具体的に、酸化物ＳＯが半導体基板の一面の全体に層（layer）形状に形成される場合
、酸化物ＳＯがキャリア移動に抵抗役割をしてキャリア移動が低下することがあるが、本願発明のように酸化物ＳＯがアイランド形状に形成される場合、酸化物ＳＯが形成されない部分に対しては半導体基板１１０と第１または第２パッシベーション膜５２、５４が直接接触してキャリア移動が円滑であるので、優れる太陽電池効率を維持することができる。但し、前記酸化物ＳＯを通じてキャリア移動が不可能なものではなく、後述する厚さ範囲に酸化物ＳＯを制御することによって、キャリアがトンネリングを通じて酸化物ＳＯを通過して容易に移動することができる。
【００５３】
また、酸化物ＳＯは特に、水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）は水
素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx：Ｈ）に比べてトンネリングに有利であ
るので、半導体基板１１０上に形成される水素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx：Ｈ）または水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）によって酸化物ＳＯの厚さを各々制御することができる。
【００５４】
具体的に、酸化物ＳＯが水素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx：Ｈ）であ
る場合、厚さが約２ｎｍ〜約３ｎｍであり、水素化されない非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）の場合、約１．５ｎｍ以下に、水素化された非晶質シリコン酸化物（ａ−Ｓｉ
Ｏx：Ｈ）の場合、トンネリング効果が相対的に優れるので、水素化されない非晶質シリ
コン酸化物（ａ−ＳｉＯx）に比べて厚い厚さで形成してもトンネリング効果を容易に具
現することができる。
【００５５】
酸化物ＳＯは半導体基板１１０の一面の約８０％以上をカバーすることができる。半導体基板１１０の一面の面積に対する酸化物ＳＯの占める面積が８０％未満である場合、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の結晶性阻止効果及び導電型ドーパントのブロッキング効果などが低下することがある。
【００５６】
本明細書では第１パッシベーション膜５２及び第２パッシベーション膜５４という用語を使用したが、第１パッシベーション膜５２及び／又は第２パッシベーション膜５４がトンネリング膜としての役割も遂行することができる。即ち、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４は電子及び正孔に一種のバリア（barrier）として作用して、少数キャリ
ア（minority carrier）が通過できないようにし、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４に隣接した部分で蓄積された後に一定以上のエネルギーを有する多数キャリア（majority carrier）のみ第１及び第２パッシベーション膜５２、５４をそれぞれ通過できるようにする。一例に、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４が真性非晶質半導体を含むことができる。例えば、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４が真性非晶質シリコン（ｉ−ａ−Ｓｉ）層からなることができる。すると、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４が半導体基板１１０と同一な半導体物質を含んで類似の特性を有するので、半導体基板１１０の表面特性をより効果的に向上することができる。これによって、パッシベーション特性を格段に向上することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、第１及び／又は第２パッシベーション膜５２、５４が真性非晶質シリコン炭化物（ｉ−ａ−ＳｉＣｘ）層または第１及び第２パッシベーション膜５２、５４が真性非晶質シリコン酸化物（ｉ−ａ−ＳｉＯx）層を含むこともできる。
これによれば、広いエネルギーバンドギャップによる効果が向上できるが、パッシベーション特性は真性非晶質シリコン（ｉ−ａ−Ｓｉ）層を含む場合より多少低いことがある。
【００５７】
本実施形態において、酸化物ＳＯは酸化物ＳＯ上に形成される第１及び第２パッシベーション膜５２、５４または第１及び第２導電型領域２０、３０と結晶構造が同一でありうる。
【００５８】
例えば、順次に積層された酸化物ＳＯ、パッシベーション膜、及び導電型領域の結晶構造が非結晶質に同一でありうる。
【００５９】
但し、酸化物ＳＯ、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４、及び第１及び第２導電型領域２０、３０の結晶構造は、前記記載に限定されるものではなく、各構成毎に結晶構造が変わることがあり、例えば酸化物ＳＯと第１及び第２パッシベーション膜５２、５４、及び第１及び第２導電型領域２０、３０の順に結晶性が低くなることがある。
【００６０】
延いては、第１及び／又は第２パッシベーション膜５２、５４に含まれた真性非晶質シリコン酸化物は、酸化物ＳＯと比較して構成物質上、相異することがある。
【００６１】
具体的に、第１及び／又は第２パッシベーション膜５２、５４は、製造工程上、水素を含む気体雰囲気下で製造されて真性非晶質シリコン酸化物が水素を含むことができるが、酸化物ＳＯは水素雰囲気下で形成されないので、水素を含まないことがある。
【００６２】
この際、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４は半導体基板１１０の前面及び後面にそれぞれ全体的に形成できる。これによって、半導体基板１１０の前面及び後面を全体的にパッシベーションすることができ、別途のパターニング無しで容易に形成できる。
【００６３】
第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の各々は２〜８ｎｍの厚さを有することができる。第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の各々は凹凸部の凹部と凸部で互いに異なる厚さを有することができる。
【００６４】
第１パッシベーション膜５２を例に挙げれば、凸部ＴＡでの第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）と凹部ＶＡでの第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）は互いに異なることがある。具体的に、第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）が
第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）以下でありうる。第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）に対する第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）の割合は０．５〜０．９でありうる。第２厚さ（Ｄ２）に対する第１厚さ（Ｄ１）の割合が０．５未満である場合には、第１パッシベーション膜５２の凹部ＶＡでの厚さが相対的に過度に厚くなるので、該当領域で第１パッシベーション膜５２の抵抗が高まる。また、第２厚さ（Ｄ２）に対する第１厚さ（Ｄ１）の割合が０．９超過である場合には、欠陥領域によって相対的に脆弱な凹部ＶＡの欠陥を不動化させ難いことがあり、第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）に対する第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）の割合は０．５〜０．９に維持することによって、半導体基板１１０の欠陥（defect）を補完すると共に、適切な水準にテクスチャリングの反射角を維持して優れる受光効率を維持することができる。一方、凹部ＶＡでの第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）は欠陥を不動化させ、欠陥領域の影響を防止するために、少なくとも２ｎｍの厚さを有することができる。
【００６５】
一方、本発明において、凹部ＶＡでの第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）とは、凹部ＶＡの最下端面で半導体基板１１０の延長方向である第１方向（Ｘ１）と垂直方向である第２方向（Ｙ２）に形成された第１パッシベーション膜５２の厚さを意味することができる。また、凸部ＴＡでの第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）とは、凸部ＴＡの最上端面で半導体基板１１０の延長方向である第１方向（Ｘ１）と垂直方向である第２方向（Ｙ２）に形成された第１パッシベーション膜５２の厚さを意味することができる。第１パッシベーション膜５２に対する前述した説明は第２パッシベーション膜５４に同一に適用できるので、反復する説明は省略する。
【００６６】
追加的に、本実施形態における第１パッシベーション膜５２での凹部の厚さ対比凸部の厚さの比は第２パッシベーション膜５４での凹部の厚さ対比凸部の厚さの比と異なることがある。
【００６７】
具体的に、パッシベーション膜と関連して、太陽電池の全体特性は半導体基板１１０のうち、パッシベーション膜が最も薄い部分の基板欠陥（defect）により部分漏洩（local leakage）程度によって決定され、パッシベーション膜の厚さが厚くなるほど基板の欠陥
はよく補完することができるが、厚くなったパッシベーション膜が光を遮断して電流生成が低下することがある。
【００６８】
したがって、本実施形態は、受光面である半導体基板１１０の前面と、非受光面である半導体基板１１０の後面の各々で、第１パッシベーション膜５２での凹部の厚さ対比凸部の厚さの比は第２パッシベーション膜５４での凹部の厚さ対比凸部の厚さの比を異にして、パッシベーション特性を向上させて部分漏洩に従う太陽電池特性を補完する効果、及び光遮断を減少させる効果を釣り合うように制御して、全体的に、太陽電池特性を最適化させている。具体的に、第１パッシベーション膜５２での凹部の厚さ対比凸部の厚さの比は第２パッシベーション膜５４での凹部の厚さ対比凸部の厚さの比より小さいことがある。
【００６９】
第１パッシベーション膜５２の上には第１導電型を有する第１導電型領域２０が形成できる。そして、第２パッシベーション膜５４の上には第１導電型と反対になる第２導電型を有する第２導電型領域３０が位置することができる。
【００７０】
第１導電型領域２０は第１導電型ドーパントを含んで第１導電型を有する領域でありうる。そして、第２導電型領域３０は第２導電型ドーパントを含んで第２導電型を有する領域でありうる。一例に、第１導電型領域２０が第１パッシベーション膜５２に接触し、第２導電型領域３０が第２パッシベーション膜５４に接触することができる。すると、太陽電池１００の構造が単純化され、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４のトンネリ
ング効果が最大化できる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７１】
第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０が半導体基板１１０の上で半導体基板１１０と別個に形成されるので、半導体基板１１０の上で容易に形成できるように第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０が半導体基板１１０と異なる物質及び／又は結晶構造を有することができる。
【００７２】
例えば、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０の各々は蒸着などの多様な方法により容易に製造できる非晶質半導体などに第１または第２導電型ドーパントをドーピングして形成できる。すると、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０が簡単な工程により容易に形成できる。この際、前述したように、１及び第２パッシベーション膜５２、５４が真性非晶質半導体（一例に、真性非晶質シリコン）で構成されれば、優れる接着特性、優れる電気伝導度などを有することができる。
【００７３】
そして、第１または第２導電型ドーパントに使われるｐ型ドーパントには、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を挙げることができ、ｎ型ドーパントには、燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、ビズマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を挙げることができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様なドーパントが第１または第２導電型ドーパントに使われることができる。
【００７４】
一例に、第１導電型を有する半導体基板１１０と第１導電型領域２０がｎ型を有することができ、第２導電型領域３０がｐ型を有することができる。これによれば、半導体基板１１０がｎ型を有してキャリアの寿命（life time）が優れることがある。この場合、半
導体基板１１０と第１導電型領域２０がｎ型ドーパントに燐（Ｐ）を含むことができ、第２導電型領域３０がｐ型ドーパントにボロン（Ｂ）を含むことができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１導電型を有する半導体基板１１０と第１導電型領域２０がｐ型を有することができ、第２導電型領域３０がｎ型を有することもできる。
【００７５】
本実施形態において、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０はそれぞれ非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）層、非晶質シリコン炭化
物（ａ−ＳｉＣx）層のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００７６】
この際、第１導電型領域２０または第２導電型領域３０に適用される非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）層、非晶質シリコン炭化物（ａ−
ＳｉＣx）層は、第１または第２導電型ドーパントでドーピングできる。
【００７７】
非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯx）層、非晶質シ
リコン炭化物（ａ−ＳｉＣx）層は、たとえ結晶構造は半導体基板１１０と異なるが、半
導体基板１１０を構成する半導体物質（一例に、シリコン）を含んで半導体基板１１０と類似の特性を有することができる。これによって、半導体基板１１０の半導体物質と異なる物質を含む場合に発生できる特性差を最小化することができる。
【００７８】
このうち、非晶質シリコン酸化物層、非晶質シリコン炭化物層は、高いエネルギーバンドギャップを有してエネルギーバンドベンディングが十分に起こるようにしてキャリアを選択的に通過させることができる。
【００７９】
そして、第２導電型領域３０が非晶質シリコン層、非晶質シリコン酸化物層、及び非晶質シリコン炭化物層のうち、少なくとも１つを含むことができる。第２導電型領域３０は
半導体基板１１０とｐｎ接合（または、第２パッシベーション膜５４を挟んだｐｉｎ接合）を形成して光電変換に直接関与する層であるので、半導体基板１１０と同一な半導体物質（即ち、シリコン）を含んで類似の特性を有するようにしてキャリアの移動がより効果的になされるようにすることができる。
【００８０】
第１及び第２導電型領域２０、３０の各々は５〜１５ｎｍの厚さを有することができる。
【００８１】
だけでなく、第１及び第２導電型領域２０、３０の凹部及び凸部での厚さは互いに相異することがある。例えば、第１及び第２導電型領域２０、３０の各々に対して凹部の厚さが凸部の厚さより大きいことがある。延いては、第１及び第２導電型領域２０、３０の各々に対する凹部の厚さ対比凸部の厚さの比は第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の各々での厚さ比と同一でありうる。
【００８２】
第１導電型領域２０の上には、これに電気的に連結される第１電極４２が位置（一例に、接触）し、第２導電型領域３０の上にはこれに電気的に連結される第２電極４４が位置（一例に、接触）する。
【００８３】
第１電極４２は第１導電型領域２０の上に順次に積層される第１透明電極層４２１及び第１金属電極層４２２を含むことができる。
【００８４】
ここで、第１透明電極層４２１は第１導電型領域２０の上で全体的に形成（一例に、接触）できる。全体的に形成されるということは、空の空間または空の領域無しで第１導電型領域２０の全体を覆うことだけでなく、不回避に一部の部分が形成されない場合を含むことができる。このように、第１透明電極層４２１が第１導電型領域２０の上に全体的に形成されれば、キャリアが第１透明電極層４２１を通じて容易に第１金属電極層４２２まで到達できるので、水平方向での抵抗を減らすことができる。非晶質半導体層などで構成される第１導電型領域２０の結晶性が相対的に低くてキャリアの移動度（mobility）が低いことがあるので、第１透明電極層４２１を備えてキャリアが水平方向に移動する時の抵抗を低下させるものである。
【００８５】
このように、第１透明電極層４２１が第１導電型領域２０の上で全体的に形成されるので、光を透過することができる物質（透過性物質）で構成できる。即ち、第１透明電極層４２１は透明伝導性物質からなって、光の透過を可能にしながらキャリアを容易に移動できるようにする。これによって、第１透明電極層４２１を第１導電型領域２０の上に全体的に形成しても光の透過を遮断しない。
【００８６】
一例に、第１透明電極層４２１はインジウム−チン酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）、アルミニウム−亜鉛酸化物（aluminum zinc oxide：ＡＺＯ）、ボロン−亜鉛酸化物
（boron zinc oxide：ＢＺＯ）、インジウム−タングステン酸化物（indium tungsten oxide：ＩＷＯ）、及びインジウム−セシウム酸化物（indium cesium oxide：ＩＣＯ）のうち、少なくとも１つを含むことができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１透明電極層４２１、その他の多様な物質を含むことができる。
【００８７】
この際、本実施形態の第１透明電極層４２１は、前述した物質を主要物質としながら水素を含むことができる。即ち、第１透明電極層４２１は水素を含むインジウム−チン酸化物（ＩＴＯ：Ｈ）、水素を含むアルミニウム−亜鉛酸化物（ＡＺＯ：Ｈ）、水素を含むボロン−亜鉛酸化物（ＢＺＯ：Ｈ）、水素を含むインジウム−タングステン酸化物（ＩＷＯ：Ｈ）、及び水素を含むインジウム−セシウム酸化物（ＩＣＯ：Ｈ）のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００８８】
第１透明電極層４２１は蒸着により形成できるが、蒸着時に水素ガスを共に注入すれば、第１透明電極層４２１に水素が含まれることができる。このように、第１透明電極層４２１が水素を含めば電子または正孔の移動度（mobility）が改善されることができ、透過度が向上できる。
【００８９】
本実施形態では、第１透明電極層４２１の上にパターンを有する第１金属電極層４２２が形成できる。一例に、第１金属電極層４２２は第１透明電極層４２１に接触形成されて第１電極４２の構造を単純化することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１透明電極層４２１と第１金属電極層４２２との間に別途の層が存在するなどの多様な変形が可能である。
【００９０】
第１透明電極層４２１の上に位置する第１金属電極層４２２は第１透明電極層４２１より優れる電気伝導度を有する物質で構成できる。これによって、第１金属電極層４２２によるキャリア収集効率、抵抗低減などの特性をより向上することができる。一例に、第１金属電極層４２２は優れる電気伝導度を有する不透明な、または第１透明電極層４２１より透明度の低い金属で構成できる。
【００９１】
このように、第１金属電極層４２２は不透明であるか、または透明度が低くて光の入射を妨害することがあるので、シェーディング損失（shading loss）を最小化できるように一定のパターンを有することができる。これによって、第１金属電極層４２２が形成されない部分に光が入射できるようにする。第１金属電極層４２２の平面形状は図２を参照し、今後、より詳細に説明する。
【００９２】
第２電極４４は第２導電型領域３０の上に順次に積層される第２透明電極層４４１及び第２金属電極層４４２を含むことができる。第２電極４４が第２導電型領域３０の上に位置するという点を除いては、第２電極４４の第２透明電極層４４１及び第２金属電極層４４２の役割、物質、形状などが第１電極４２の第１透明電極層４２１及び第１金属電極層４２２の役割、物質、形状などと同一であるので、これに対する説明がそのまま適用できる。
【００９３】
本実施形態において、第１及び第２電極４２、４４で第１金属電極層４２２、４４２は低温塑性（一例に、３００℃以下の工程温度の塑性）により塑性できる物質で構成できる。一例に、第１金属電極層４２２、４４２は一定の金属化合物（一例に、酸素を含む酸化物、炭素を含む炭化物、黄を含む黄化物）などで構成されるガラスフリット（glass frit）を具備せず、伝導性物質と樹脂（バインダー、硬化剤、添加剤）のみを含むことができる。ガラスフリットを具備しなくて低温でも容易に塑性できるようにするためである。伝導性物質には、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などを含むことができ、樹脂には、セルロース系またはフェノリック系などのバインダー、アミン系などの硬化剤などを含むことができる。
【００９４】
このように、本実施形態では第１及び第２金属電極層４２２、４４２がそれぞれ第１及び第２透明電極層４２１、４４１に接触して形成されるので、絶縁膜などを貫通するファイヤースルー（fire-through）が要求されない。これによって、ガラスフリットを除去した低温塑性ペーストを使用するが、このように第１金属電極層４２２、４４２はガラスフリットを具備せず、伝導性物質と樹脂のみを具備するので、伝導性物質が焼結（sintering）されて互いに連結されず、互いに接触して凝集（aggregation）されて伝導性を有することができる。
【００９５】
または、第１及び第２金属電極層４２２、４４２がメッキにより形成できる。
【００９６】
前述した第１及び第２電極４２、４４の第１及び第２金属電極層４２２、４４２の平面形状を図２を参照してより詳細に説明する。
【００９７】
図２は、図１に図示した太陽電池１００の第１及び第２金属電極層４２２、４４２の平面図である。図２では半導体基板１１０と第１及び第２電極４２、４４の第１及び第２金属電極層４２２、４４２を中心として図示した。
【００９８】
図２を参照すると、第１及び第２金属電極層４２２、４４２はそれぞれ一定のピッチを有しながら互いに離隔する複数のフィンガー電極４２ａ、４４ａを含むことができる。図面ではフィンガー電極４２ａ、４４ａが互いに平行し、半導体基板１１０の縁に平行したものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。そして、第１及び第２金属電極層４２２、４４２はそれぞれフィンガー電極４２ａ、４４ａと交差する方向に形成されてフィンガー電極４２ａ、４４ａを連結するバスバー電極４２ｂ、４４ｂを含むことができる。このようなバス電極４２ｂ、４４ｂは１つのみ備えられることもでき、図２に図示したように、フィンガー電極４２ａ、４４ａのピッチより大きいピッチを有しながら複数個に備えられることもできる。この際、フィンガー電極４２ａ、４４ａの幅よりバスバー電極４２ｂ、４４ｂの幅が大きいことがあるが、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、バスバー電極４２ｂ、４４ｂの幅がフィンガー電極４２ａ、４４ａの幅と同一であるか、またはそれより小さい幅を有することができる。
【００９９】
図面では第１及び第２金属電極層４２２、４４２が互いに同一な平面形状を有するものを例示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１金属電極層４２２のフィンガー電極４２ａ及びバスバー電極４２ｂの幅、ピッチなどは第２金属電極層４４２のフィンガー電極４４ａ及びバスバー電極４４ｂの幅、ピッチなどと互いに異なる値を有することができる。また、第１及び第２金属電極層４２２、４４２の平面形状が互いに異なるものも可能であり、その他の多様な変形が可能である。
【０１００】
このように、本実施形態では太陽電池１００の第１及び第２電極４２、４４の中に不透明なまたは金属を含む第１及び第２金属電極層４２２、４４２が一定のパターンを有して半導体基板１１０の前面及び後面に光が入射できる両面受光型（bi-facial）構造を有す
る。これによって、太陽電池１００で使われる光量を増加させて太陽電池１００の効率向上に寄与することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第２電極４４の第２金属電極層４４２が半導体基板１１０の後面側で全体的に形成される構造を有することも可能である。
【０１０１】
本実施形態によれば、凹凸部１１２を前面及び／又は後面に含む半導体基板１１０上に配置された第１パッシベーション膜５２及び／又は第２パッシベーション膜５４は領域によって異なる厚さを有して形成できる。
【０１０２】
即ち、第１パッシベーション膜５２と第２パッシベーション膜５４のうちの少なくとも１つは、凹凸部１１２の凸部ＴＡ上では相対的に薄い厚さである第１厚さ（Ｄ１）を有し、凹部ＶＡ上では相対的に厚い厚さである第２厚さ（Ｄ２）を有することができる。これによって、半導体基板１１０の凹部ＶＡ内に存在する欠陥を不動化させて太陽電池１００の効率を向上させることができる。
【０１０３】
次に、図１０を参考して、太陽電池１００を用いた太陽電池パネル２００について説明する。具体的に、本発明の更に他の実施形態では太陽電池１００を用いた太陽電池パネル２００を提供する。本実施形態に係る太陽電池パネル２００は、太陽電池１００及び太陽電池１００の一面に配置された第１部材及び前記一面に対向する太陽電池１００の他面に
配置された第２部材を含むことができる。
【０１０４】
前記太陽電池パネルに含まれた太陽電池１００は、前述した説明と同一または極めて類似して重複した部分に対しては詳細な説明を省略し、互いに異なる部分に対してのみ詳細に説明する。
【０１０５】
図１０を参照すると、本実施形態に係る太陽電池パネル２００は、太陽電池１００と、太陽電池１００の第１面上に位置する第１基板（以下“前面基板”）１２０、及び太陽電池１００の第２面上に位置する第２基板（以下“後面基板”）１２１を含むことができる。また、太陽電池パネル２００は太陽電池１００と前面基板１２０との間の第１封入材１３１と、太陽電池１００と後面基板１２１との間の第２封入材１３２を含むことができる。これをより詳細に説明する。
【０１０６】
封入材１３０は、太陽電池１００の前面に位置する第１封入材１３１と、太陽電池１００の後面に位置する第２封入材１３２を含むことができる。第１封入材１３１と第２封入材１３２は水分と酸素の流入を防止し、太陽電池パネル２００の各要素を化学的に結合する。
【０１０７】
第１及び第２封入材１３１、１３２は透光性及び接着性を有する絶縁物質で構成できる。一例に、第１封入材１３１と第２封入材１３２に、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラル、珪素樹脂、エステル系樹脂、オレフィン系樹脂などが使われることができる。第１及び第２封入材１３１、１３２を用いたラミネーション工程などにより後面基板１２１、第２封入材１３２、太陽電池１００、第１封入材１３１、前面基板１２０が一体化して太陽電池パネル２００を構成することができる。
【０１０８】
前面基板１２０は第１封入材１３１上に位置して太陽電池パネル２００の前面を構成し、後面基板１２１は第２封入材１３２上に位置して太陽電池パネル２００の後面を構成する。前面基板１２０及び後面基板１２１はそれぞれ外部の衝撃、湿気、紫外線などから太陽電池１００を保護することができる絶縁物質で構成できる。そして、前面基板１２０は光が透過できる透光性物質で構成され、後面基板１２１は透光性物質、非透光性物質、または反射物質などで構成されるシートで構成できる。
【０１０９】
一例に、前面基板１２０及び後面基板１２１がガラスまたは透明シート（sheet）など
で構成されることができ、前面基板１２０及び後面基板１２１がガラスであると共に、太陽電池１００に含まれた半導体基板１００の後面に酸化物ＳＯが形成された場合、後面での受光効率が向上するので、太陽電池パネル２００の効率を極大化することができる。
【０１１０】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。したがって、第１及び第２封入材１３１、１３２、前面基板１２０、または後面基板１２１が前述した説明の以外の多様な物質を含むことができ、多様な形態を有することができる。例えば、前面基板１２０または後面基板１２１が多様な形態（例えば、基板、フィルム、シートなど）または物質を有することができ、例えば、後面基板１２１がＴＰＴ（Tedlar/PET/Tedlar）タイプを
有するか、またはベースフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））の少なくとも一面に形成されたポリフッ化ビニリデン（poly vinylidene fluoride：ＰＶＤＦ）樹脂層を含むこともできる。前述した太陽電池１００は多様な工程により形成できる。図３から図５を参照して本発明の実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を詳細に説明する。図３から図５は、本発明の実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を示す断面図である。
【０１１１】
まず、図３を参照すると、半導体基板１１０に凹凸部１１２を形成する。より具体的に
、前述したように、湿式エッチングにより凹凸部１１２の凸部ＴＡと凹部ＶＡを形成することができる。
【０１１２】
具体的に、半導体基板１１０をＫＯＨ：Ｈ2Ｏ2=２（Ｌ）：０．６（Ｌ）であるエッチ
ング液に１５（ｍｉｎ）〜３０（ｍｉｎ）間ディッピング（dipping）して半導体基板１
１０の前面及び後面をテクスチャリング（texturing）する。しかしながら、本発明はこ
れに限定されるものではなく、多様な方法により凹凸部１１２を形成することができる。
【０１１３】
追加的に、半導体基板１１０の一面上に酸化物ＳＯを形成することができる。例えば、半導体基板１１０の後面上に酸化物ＳＯを形成することができるが、半導体基板１１０を前述した方法を用いてテクスチャリングした後、半導体基板１１０の前面にはクリーニング（cleaning）処理をして酸化物ＳＯの形成を抑制し、半導体基板１１０の後面にはクリーニング処理をしなくて酸化物ＳＯの形成を促進させることができる。延いては、半導体基板１１０の後面はクリーニング処理が不必要であるので、工程を減らして生産性に助けになることができる。
【０１１４】
具体的に、酸化物ＳＯはクリーニング処理をしない半導体基板１１０面に対して４００度以下の温度及び酸素雰囲気下で工程時間を調節することにより酸化物ＳＯを部分的に形成させることができるが、これに限定されるものではなく、薄膜形態に全体的に酸化物ＳＯを形成した後、部分的なエッチング工程を遂行することもできる。
【０１１５】
半導体基板１１０をクリーニングする方法は、特別に制限されるものではなく、通常の技術者が使用する方法が使われることができ、例えば、フッ素（ＨＦ）を用いてテクスチャリングされた半導体基板１００の前面をクリーニングすることができる。
【０１１６】
次に、図４に図示したように、半導体基板１１０の上に第１及び第２パッシベーション膜５２、５４を形成することができる。第１及び第２パッシベーション膜５２、５４は、一例に、熱的成長法、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ）などにより形成できる。
【０１１７】
本実施形態において、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４は蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＣＶＤ））により形成できる。
【０１１８】
具体的に、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４を形成する原料気体を含むソースガスを雰囲気ガスと共にチャンバー内に供給して半導体基板１１０上に蒸着させることができる。前記ソースガスはシラン（ＳｉＨ２）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ジクロロシラン（ＳｉＣｌ２Ｈ２、ＤＣＳ）を含むシラン系ガスであリ、前記雰囲気ガスは、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、及び水素ガスのうち、少なくとも１つでありうる。
【０１１９】
前述したように、凹部ＶＡに形成される第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）を凸部ＴＡに形成される第１パッシベーション膜５２より大きくするために、蒸着速度は０．６〜１．２ｎｍ／ｓｅｃを維持しなければならず、 前記蒸着速度はチャンバーと
連結されたポンプを用いてチャンバー内の圧力を制御することにより維持することができる。蒸着速度が０．６ｎｍ／ｓｅｃ未満である場合と１．２ｎｍ／ｓｅｃ超過である場合には、目的とする第１厚さ（Ｄ１）と第２厚さ（Ｄ２）の割合を満たすことが困難である。具体的に、蒸着速度が０．６ｎｍ／ｓｅｃ未満である場合には第２厚さが過度に大きくなることがあり、蒸着速度が１．２ｎｍ／ｓｅｃ超過である場合には第１厚さ（Ｄ１）が過度に大きくなることがある。
【０１２０】
一方、図３に図示したように、凹凸部１１２はピラミッド形状を有することができ、こ
れによって半導体基板１１０の表面自体に傾きを有するようになる。前記傾きは半導体基板１１０に向けて実質的に垂直方向に蒸着されるソースガスに対して４５度〜１３０度でありうる。
【０１２１】
一方、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４を非晶質シリコンで形成するためにチャンバー内の温度は摂氏５５０度以下に維持させることができる。このように形成された薄膜には水素がほとんど含まれていないので、非晶質シリコン内に切れた結合（dangling bond）を非常にたくさん含んでおり、これらが電子を任意に捕獲または放出するので
、パッシベーション膜への使用に適しないで、高い表面粗さを有して高品質の薄膜を得ることが困難である。
【０１２２】
したがって、雰囲気ガスに水素ガスを使用する場合、前記水素ガスの水素がこのような切れた結合などと結合して電気的作用ができないようにすることがある。但し、チャンバー内の温度が摂氏４００度以上である場合、水素原子が互いに反応して水素気体の形態に抜け出すことがある。したがって、チャンバー内の温度は摂氏４００度未満を維持することが好ましい。前記プラズマ化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）である場合、摂氏４００度未満の低い温度で前記シラン系ガスを分解させるためにプラズマを使用することができる。
【０１２３】
第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の各々は２〜８ｎｍの厚さで蒸着できる。第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の各々が凹部ＶＡに形成される場合、欠陥の不動化のために少なくとも２ｎｍの厚さで蒸着できる。
【０１２４】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様な方法により第１及び第２パッシベーション膜５２、５４が形成できる。第１及び第２パッシベーション膜５２、５４は同時に形成されることもでき、順次的に形成されることもできる。
【０１２５】
次に、図５に図示したように、第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の上に第１導電型領域２０、第２導電型領域３０、第１電極４２、及び第２電極４４を形成する。より具体的に、第１パッシベーション膜５２の上に第１導電型領域２０と第１電極４２を形成し、第２パッシベーション膜５２の上に第２導電型領域３０と第２電極４４を形成する。ここで、第１電極４２は第１透明電極層４２１と第１金属電極層４２２を含むことができ、第２電極４４は第２透明電極層４４１と第２金属電極層４４２を含むことができる。
【０１２６】
第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０は、一例に、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ））などにより形成できる。第１または第２導電型ドーパントは第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０を形成する半導体層を成長させる工程で一緒に含まれるようにすることもでき、半導体層を形成した後にイオン注入法、熱拡散法、レーザードーピング法などによりドーピングされることもできる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様な方法により第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０が形成できる。第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０は同時に形成された後にドーピングされることもでき、順次に蒸着及び／又はドーピングされることもできる。
【０１２７】
第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０の各々は５〜１５ｎｍの厚さで形成できる。
【０１２８】
本発明に係る他の実施形態では、半導体基板１１０の側面にも第１及び第２パッシベーション膜５２、５４と第１及び第２導電型領域２０、３０のうち、少なくとも１つが形成できる。
【０１２９】
具体的に、図１１を参考すると、半導体基板１１０の側面に順次に、第１パッシベーション膜５２、第１導電型領域２０、第２パッシベーション膜５４、及び第２導電型領域３０が形成できる。しかしながら、半導体基板１１０の側面に形成された構造が前記技術に限定されるものではない。
【０１３０】
例えば、側面に順次に第２パッシベーション膜５４、第２導電型領域３０、第１パッシベーション膜５２、及び第１導電型領域２０が形成されるか、第１パッシベーション膜５２及び第１導電型領域２０のみ形成されるか、第２パッシベーション膜５４及び第２導電型領域５４のみ形成されることができ、側面に形成された第１パッシベーション膜５２または第２パッシベーション膜５４は、第１または第２導電型領域２０、３０に含まれたドーパントが半導体基板１１０の内部に拡散されることを防止することができる。
【０１３１】
側面に形成される第１及び第２導電型領域２０、３０または第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の厚さは、前面または後面に形成される第１及び第２導電型領域２０、３０または第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の厚さより薄いことがある。
【０１３２】
延いては、半導体基板１１０の側面の最外郭は、第１及び／又は第２透明電極層４２１、４４１により覆われる構造であり、最外郭に形成された第１または第２透明電極層４２１、４４１により耐湿性及び耐熱性が向上できる。
【０１３３】
本実施形態において、半導体基板１１０の側面に少なくとも１つのパッシベーション膜を形成させることによって、半導体基板１１０の側面でのパッシベーション特性を向上させることができるだけでなく、製造工程上でも半導体基板１１０に合うようにパターニングする必要がないので、工程が容易でありうる。
【０１３４】
次に、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０の上に第１及び第２透明電極層４２１、４４１を形成する。より具体的に、第１導電型領域２０上に第１透明電極層４２１を形成し、第２導電型領域３０の上に第２透明電極層４４１を形成することができる。
【０１３５】
第１及び第２透明電極層４２１、４４１は、一例に、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ））、コーティング法などにより形成できる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様な方法により第１及び第２透明電極層４２１、４４１を形成することができる。
【０１３６】
次に、第１及び第２透明電極層４２１、４４１の上に第１及び第２金属電極層４２２、４４２を形成する。
【０１３７】
一例に、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０のうちの１つ上（より具体的に、第１及び第２透明電極層４２１、４４１のうちの１つ上）に第１低温ペースト層を形成し、これを乾燥して第１及び第２金属電極層４２２、４４２のうちの１つを形成し、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０のうちの他の１つ上に第２低温ペースト層を形成し、これを乾燥して第１及び第２金属電極層４２２、４４２のうちの他の１つを形成することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１及び第２低温ペースト層を両側で同時に形成した後、これを共に乾燥することも可能である。
【０１３８】
添付した図面を参照して本発明の他の実施形態に係る太陽電池を詳細に説明する。前述した説明と同一または極めて類似の部分に対しては前述した説明がそのまま適用できるので、詳細な説明を省略し、互いに異なる部分に対してのみ詳細に説明する。そして、前述した実施形態またはこれを変形した例と以下の実施形態またはこれを変形した例を互いに結合したものも本発明の範囲に属する。
【０１３９】
次に、図６を参照して本発明の更に他の実施形態に係る太陽電池を説明する。
【０１４０】
図６は、本発明の更に他の実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。本実施形態に係る太陽電池は、図１及び図２を通じて説明した太陽電池と比較して凹凸部１１２が含む凸部ＴＡと凹部ＶＡが一定の範囲の曲率半径を有する曲率を含んで形成されることを除いて、実質的に同一である。
【０１４１】
図６を参照すると、本実施形態に係る太陽電池が含む凹凸部１１２は互いに異なる曲率半径を有する凹部ＶＡと凸部ＴＡを含む。凹凸部１１２は半導体基板１１０の前面と前記前面と対応する後面全てに形成されるか、または前記前面または後面に形成できる。続く説明では説明の便宜のために半導体基板１１０の前面を基準に説明する。このような説明が半導体基板１１０の後面に凹凸部１１２０が形成される場合にも同一に適用できることは勿論である。
【０１４２】
凸部ＴＡは第１曲率半径（Ｒ１）を有し、凹部ＶＡは第２曲率半径（Ｒ２）を有することができる。凸部ＴＡが一定範囲の曲率半径を有するので、曲率半径のない凸部と比較して、凸部ＴＡ上にパッシベーション膜がより安定的に形成できる。
【０１４３】
凸部ＴＡの第１曲率半径（Ｒ１）と凹部ＶＡの第２曲率半径（Ｒ２）は互いに異なることがある。具体的に、凹部ＶＡの第２曲率半径（Ｒ２）が凸部ＴＡの第１曲率半径（Ｒ１）より大きいことがある。凸部ＴＡの第１曲率半径（Ｒ１）は３ｎｍ以上であり、凹部ＶＡの第２曲率半径（Ｒ２）は５ｎｍ以上でありうる。凸部ＴＡの第１曲率半径（Ｒ１）が３ｎｍ未満で、凹部ＶＡの第２曲率半径（Ｒ２）が５ｎｍ未満である場合には、半導体基板１１０上に形成される第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の形成領域に従う厚さ割合を制御し難い。凹凸部１１２は湿式エッチングにより形成されることができ、エッチング液の種類、ディッピング（dipping）時間などの制御により、第１曲率半径（Ｒ１
）を有する凸部ＴＡと第２曲率半径（Ｒ２）を有する凹部ＶＡを形成することができる。より詳細な説明は後述する。
【０１４４】
本発明において、互いに異なる曲率半径を有する凹部ＶＡと凸部ＴＡを含む凹凸部１１２を半導体基板１１０に形成するので、半導体基板１１０上に形成されるパッシベーション膜の形成領域に従う厚さを最適化させることができるので、パッシベーション効果を向上させることができる。
【０１４５】
即ち、本実施形態において、凹凸部１１２が含む凹部ＶＡと凸部ＴＡは互いに異なる曲率半径を有することができる。凹凸部１１２が含む凹部ＶＡと凸部ＴＡは互いに異なる曲率半径を有する場合に、凹部ＶＡ上に配置される第１パッシベーション膜５２の厚さを相対的に一層厚く形成することができる。
【０１４６】
即ち、一般的に第１パッシベーション膜５２の蒸着工程時に、凹部ＶＡでは凸部ＴＡと比較して原料気体の蒸着速度が速くて過度な蒸着がなされることができる。しかしながら、凹部ＶＡが一定範囲の第２曲率半径（Ｒ２）を有する場合、スムージング（smoothing
）効果により凹部ＶＡでの過度な蒸着を低下させることができる。
【０１４７】
即ち、凹部ＶＡと凸部ＴＡの第１及び第２曲率半径（Ｒ１、Ｒ２）を特定の値に制御して、凹部ＶＡと凸部ＴＡの各々で形成されるパッシベーション膜が一定の範囲の厚さを有するように制御することができる。
【０１４８】
半導体基板１１０の前面の上には第１パッシベーション膜５２が形成され、半導体基板
１１０の後面の上には第２パッシベーション膜５４が形成される。これによって、半導体基板１１０の前面及び後面をそれぞれパッシベーションすることができる。
【０１４９】
第１パッシベーション膜５２を例に挙げれば、凸部ＴＡでの第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）と凹部ＶＡでの第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）は互いに異なることがある。具体的に、第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）が第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）以下でありうる。第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）に対する第１パッシベーション膜５２の第１厚さ（Ｄ１）の割合は０．５〜０．９でありうる。第２厚さ（Ｄ２）に対する第１厚さ（Ｄ１）の割合が０．５未満である場合には、第１パッシベーション膜５２の凹部ＶＡでの厚さが相対的に過度に厚くなるので、該当領域で第１パッシベーション膜５２の抵抗が高まる。また、第２厚さ（Ｄ２）に対する第１厚さ（Ｄ１）の割合が０．９超過である場合には、欠陥領域により相対的に脆弱な凹部ＶＡの欠陥を不動化させ難いことがある。一方、凹部ＶＡでの第１パッシベーション膜５２の第２厚さ（Ｄ２）は欠陥を不動化させ、欠陥領域の影響を防止するために、少なくとも２ｎｍの厚さを有することができる。
【０１５０】
本実施形態において、半導体基板１１０が含む凹凸部１１２が含む凸部ＴＡと凹部ＶＡの各々は特定範囲の曲率半径を有することができ、これによって、半導体基板１１０上に形成される第１及び第２パッシベーション膜５２、５４の各々は凸部ＴＡと凹部ＶＡで互いに異なる厚さ範囲を有することができる。これを通じて、本発明に係る第１及び第２パッシベーション膜５２、５４は最適化されたパッシベーション特性を有して欠陥を不動化させることができるので、太陽電池１００の性能を向上させることができる。
【０１５１】
次に、図７及び図８を参照して、図６に従う太陽電池製造方法を説明する。本実施形態に係る太陽電池製造方法は、図３〜図５を通じて説明した製造方法と比較して実質的に同一でありうる。即ち。前述した実施形態の中間段階である図３と対応する本実施形態の中間段階である図７でテクスチャリングの形態が異なることを除いて、実質的に同一でありうる。
【０１５２】
図７を参照すると、半導体基板１１０をＫＯＨ：Ｈ2Ｏ2＝２（Ｌ）：０．６（Ｌ）であるエッチング液に１５（ｍｉｎ）〜３０（ｍｉｎ）間ディッピング（dipping）して半導
体基板１１０の前面及び後面をテクスチャリング（texturing）する。前記テクスチャリ
ングにより前述した図３の実施形態のような凹凸部１１２が形成できる。
【０１５３】
次に、フッ酸（ＨＦ）と窒酸（ＨＮＯ3）を用いて凹凸部１１２の凸部ＴＡと凹部ＶＡ
に曲率を形成する。具体的に、窒酸とフッ酸の混合溶液で、窒酸：フッ酸の割合は５０：１〜１００：１であれば、２（ｍｉｎ）〜１０（ｍｉｎ）間半導体基板１１０をディッピング（dipping）して既に形成された凹凸部１１２の凸部ＴＡと凹部ＶＡに曲率を形成す
る。より具体的に、窒酸はテクスチャリングされた半導体基板１１０の表面を酸化させ、フッ酸は酸化された半導体基板１１０の表面を除去することによって、凹凸部１１２の凸部ＴＡと凹部ＶＡに曲率を形成することができる。即ち、本実施形態に係る太陽電池製造方法は、前述した実施形態と比較して二段階の凹凸部形成工程により半導体基板１１０上に曲率を有する凹凸部１１２を形成することができる。
【０１５４】
このような二段階の凹凸部形成工程により、凹凸部１１２が含む凸部ＴＡの第１曲率半径（Ｒ１）を３ｎｍ以上に、凹部ＶＡの第２曲率半径（Ｒ２）を５ｎｍ以上に制御することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、多様な方法により凹凸部１１２を形成することができる。
【０１５５】
一方、凸部ＴＡの第１曲率半径（Ｒ１）と凹部ＶＡの第２曲率半径（Ｒ２）を同一に形
成することができ、この場合、第１曲率半径（Ｒ１）と第２曲率半径（Ｒ２）は全て５ｎｍ以上の曲率半径を有することができる。
【０１５６】
次に、図８を参照すると、半導体基板１１０上に第１パッシベーション膜５２を形成する。本実施形態の中間段階である図８の工程は前述した実施形態の中間段階である図４と実質的に対応し、今後の工程やはり前述した実施形態と実質的に同一である。したがって、反復する説明は省略することができる。本実施形態において、半導体基板１１０の表面に形成された凹凸部１１２の凸部ＴＡと凹部ＶＡは、各々第１及び第２曲率半径（Ｒ１、Ｒ２）を有することができる。これによって、第１パッシベーション膜５２が安定的に蒸着できる。具体的に、凸部ＴＡが第１曲率半径（Ｒ１）を有するので、凸部ＴＡ上に相対的に薄く形成される第１パッシベーション膜５２が安定的に形成される。即ち、曲率を含まない凸部ＴＡと比較して、凸部ＴＡが曲率を含む場合には第１パッシベーション膜５２が凸部ＴＡをより安定的に覆うことができる。したがって、本実施形態に係る第１パッシベーション膜５２はより安定的に形成されて、向上したパッシベーション性能を有することができる。
【０１５７】
延いては、凹部ＶＡ上には凸部ＴＡ上に配置された第１パッシベーション膜５２より厚い第１パッシベーション膜５２が形成されるので、凹部ＶＡ内に形成された欠陥を効果的に不動化させることができる。
【０１５８】
前述したことに従う特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれるものとして解析されるべきである。
【図１】
2020098929.tif 000003
【図２】
2020098929.tif 000004
【図３】
2020098929.tif 000005
【図４】
2020098929.tif 000006
【図５】
2020098929.tif 000007
【図６】
2020098929.tif 000008
【図７】
2020098929.tif 000009
【図８】
2020098929.tif 000010
【図９】
2020098929.tif 000011
【図１０】
2020098929.tif 000012
【図１１】
2020098929.tif 000013
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月28日(2020.2.28)
【手続補正１】
【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】
太陽電池であって、
凹凸部を備えてなる半導体基板と、
前記凹凸部の上に配置されたパッシベーション層と、
酸化物層と、を備えてなり、
前記凹凸部は、前記半導体基板の第１面又は第２面の少なくとも１つの上に位置し、
前記酸化物層は、前記パッシベーション層と、前記半導体基板の一の面の前記凹凸部との間に、前記半導体基板の少なくとも１つの面の一部の上に配置されてなり、
前記酸化物層は非晶質酸化物を含んでなる、太陽電池。
【請求項２】
前記凹凸部は、前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の各々において位置し、
前記パッシベーション層は、前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の各々において前記凹凸部の上に配置されてなり、
前記酸化物層は、
前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の一の上に配置されてなり、及び、
前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の他の上に配置されないものである、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
第１導電型領域と、第２導電型領域と、を更に備えてなり、
前記第１導電型領域は、前記半導体基板の前記第１面において前記パッシベーション層の上に配置されてなり、
前記第２導電型領域は、前記半導体基板の前記第２面において前記パッシベーション層の上に配置されてなる、請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記酸化物層は、
前記半導体基板の後面の上に配置されてなり、及び、
前記半導体基板の前面の上に配置されないものである、請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項５】
複数の第１フィンガー電極と、複数の第２フィンガー電極と、を更に備えてなり、
前記複数の第１フィンガー電極は、第１導電型領域と電気的に接続され、かつ、互いに離間されてなるものであり、
前記複数の第２フィンガー電極は、第２導電型領域と電気的に接続され、かつ、互いに離間されてなるものである、請求項３又は４に記載の太陽電池。
【請求項６】
両面受光型（bi-facial）構造を備えてなる、請求項１〜５の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記凹凸部は、凸部と凹部を備えてなり、及び、
前記パッシベーション層は、
前記凹凸部における前記凸部では第１厚さを有し、
前記凹凸部における前記凹部では前記第１厚さと異なる第２厚さを有する、請求項１〜６の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記凸部及び前記凹部の各々は曲率を有してなり、
前記凸部の前記曲率は第１曲率半径を有してなり、及び
前記凹部の前記曲率は第２曲率半径を有してなる、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第１曲率半径は前記第２曲率半径より小さいものである、請求項８に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記第１厚さは前記第２厚さより小さいものである、請求項７〜９の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記酸化物層は、アイランド型である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記酸化物層はシリコン酸化物を含んでなり、
前記パッシベーション層は非晶質シリコンを含んでなり、或いは、
前記第１導電型領域又は前記第２導電型領域は非晶質シリコンを含んでなる、請求項１〜１１の何れか一項に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記酸化物層、前記パッシベーション層、及び前記導電型領域の順に結晶性が小さくなるものである、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１４】
太陽電池パネルであって、
請求項１〜１１の何れか一項に記載の太陽電池と、
前記太陽電池の前面に配置された第１部材と、及び
前記太陽電池の後面に配置された第２部材とを備えてなる、太陽電池パネル。
【請求項１５】
太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の第１面又は第２面の少なくとも１つの上に凹凸部を形成し、
前記凹凸部が位置する前記半導体基板の少なくとも１つの面の一部の上に非晶質酸化物を含んでなる酸化物層を形成し、及び、
前記酸化物層上にパッシベーション層を形成することを含んでなる、太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記凹凸部の形成工程は、
水酸化カリウム溶液を用いて前記半導体基板の表面をテクスチャリングし、
前記テクスチャリングされた半導体基板の表面を窒酸とフッ酸の混合溶液で再処理することを含んでなる、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記凹凸部の形成において、
前記凹凸部は、前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の各々において形成されてなり、
前記酸化物層の形成において、
前記酸化物層は、
前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の一の上に配置されてなり、及び、
前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の他の上に配置されないものであり、
前記パッシベーション層の形成において、
前記パッシベーション層は、前記半導体基板の前記第１面及び前記第２面の各々において前記凹凸部の上に配置されてなる、請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
第１導電型領域と、第２導電型領域と、を更に形成することを含んでなり、
前記パッシベーション層の形成の後に、
前記第１導電型領域は、前記半導体基板の前記第１面において前記パッシベーション層の上に配置され、
前記第２導電型領域は、前記半導体基板の前記第２面において前記パッシベーション層の上に配置されてなる、請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記半導体基板の前記テクスチャリングされた表面を再処理することは、
前記半導体基板の前面において実行されてなり、及び、
前記半導体基板の後面において実行されないものであり、
前記酸化物層は、
前記半導体基板の前記後面の上で形成されてなり、及び、
前記半導体基板の前記前面の上で形成されないものである、請求項１７又は１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
複数の第１フィンガー電極と、複数の第２フィンガー電極と、を更に形成することを含んでなり、
前記複数の第１フィンガー電極は、第１導電型領域と電気的に接続され、かつ、互いに離間されてなるものであり、
前記複数の第２フィンガー電極は、第２導電型領域と電気的に接続され、かつ、互いに離間されてなるものである、請求項１７〜１９の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。