(57)【要約】【課題】生産性を向上可能な太陽電池を提供する。【解決手段】本実施形態に係る太陽電池１００において、第１実施形態に係る太陽電池１００において、保護層１７の第２表面１７Ｓ２は、第１表面１７Ｓ１の耐酸性よりも高い耐酸性を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面と、前記受光面の反対側に設けられる裏面とを有する基板と、
前記裏面上に形成されるｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域と、
前記受光面上に形成される保護層と
を備え、
前記保護層は、前記基板側に設けられる第１表面と、前記第１表面の反対側に設けられる第２表面とを有し、
前記第２表面は、前記第１表面の耐酸性よりも高い耐酸性を有する
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記保護層は、前記第１表面を形成する第１領域と、前記第２表面を形成する第２領域とを含み、
前記第１領域は、前記第２表面から入射し前記第１表面で反射された光が前記第２表面から出射されることを防止する反射防止膜として機能する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第２領域のシリコン含有率は、前記第１領域のシリコン含有率よりも高い
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第２領域の構成元素は、前記第１領域の構成元素と同じである
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第２領域の厚みは、２０ｎｍ以上である
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項６】
前記第２表面におけるエッチングレートは、前記第１表面におけるエッチングレートよりも小さい
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面接合型の太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換できるため、新しいエネルギー源として期待されている。
【０００３】
従来、基板の裏面側に形成されたｎ型半導体領域とｐ型半導体領域とを備える、いわゆる裏面接合型の太陽電池が提案されている。ｎ型半導体領域上及びｐ型半導体領域上には、電極が形成される。
【０００４】
このような裏面接合型の太陽電池の製造工程では、酸性の薬液によって基板を処理する場合がある。例えば、基板の裏面側に半導体領域を形成する工程では、酸性の薬液によって基板の裏面上に形成されたレジスト膜がパターニングされる。
【０００５】
このような場合、基板の受光面側も酸性の薬液によって処理されるため、基板の受光面側にダメージが発生するおそれがある。特に、基板の受光面上にパッシベーション膜や反射防止膜などが形成されている場合には、酸性の薬液によってパッシベーション膜や反射防止膜などが劣化されるおそれがある。
【０００６】
ここで、酸性の薬液によって基板を処理する場合に、基板の受光面上に保護層を形成する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。保護層としては、例えば、酸化シリコン膜などが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２８２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の手法によれば、酸性の薬液によって基板を処理するたびに保護層を形成し直す必要があり、また、基板の受光面上にパッシベーション膜や反射防止膜などを形成する際に保護層を除去する必要があった。その結果、太陽電池の生産性が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、生産性を向上可能な太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴に係る太陽電池は、受光面と、前記受光面の反対側に設けられる裏面とを有する基板と、前記裏面上に形成されるｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域と、前記受光面上に形成される保護層とを備え、前記保護層は、前記基板側に設けられる第１表面と、前記第１表面の反対側に設けられる第２表面とを有し、前記第２表面は、前記第１表面の耐酸性よりも高い耐酸性を有することを要旨とする。
【００１１】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記保護層は、前記第１表面を形成する第１領域と、前記第２表面を形成する第２領域とを含み、前記第１領域は、前記第２表面から入射し前記第１表面で反射された光が前記第２表面から出射されることを防止する反射防止膜として機能してもよい。
【００１２】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２領域のシリコン含有率は、前記第１領域のシリコン含有率よりも高くてもよい。
【００１３】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２領域の構成元素は、前記第１領域の構成元素と同じであってもよい。
【００１４】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２領域の厚みは、２０ｎｍ以上であってもよい。
【００１５】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２表面におけるエッチングレートは、前記第１表面におけるエッチングレートよりも小さくてもよい。
【００１６】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第１領域及び前記第２領域は、窒化シリコンによって構成されていてもよい。
【００１７】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２領域の耐酸性は、前記第１領域の耐酸性よりも高くてもよい。
【００１８】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第１領域の屈折率は、前記基板の屈折率よりも小さくてもよい。
【００１９】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２領域の屈折率は、前記第１領域の屈折率よりも大きくてもよい。
【００２０】
本発明の特徴に係る太陽電池において、前記第２領域の厚みは、前記第１領域の厚みよりも小さくてもよい。
【００２１】
本発明の特徴に係る太陽電池は、前記基板と前記保護層との間に介挿されるパッシベーション層を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、生産性を向上可能な太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における拡大断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の製造方法を説明するための図である。
【図１８】耐酸性ＳｉＮ膜の膜厚と流量比（ＮＨ３／ＳｉＨ４）との関係を示すグラフである。
【図１９】耐酸性ＳｉＮ膜の屈折率と流量比（ＮＨ３／ＳｉＨ４）との関係を示すグラフである。
【図２０】耐アルカリ性ＳｉＮ膜の膜厚と流量比（ＮＨ３／ＳｉＨ４）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２５】
［第１実施形態］
（太陽電池の構成）
本発明の第１実施形態に係る太陽電池の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１（ａ）は、第１実施形態に係る太陽電池１００を受光面側から見た平面図である。図１（ｂ）は、第１実施形態に係る太陽電池１００を裏面側から見た平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における拡大断面図である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、太陽電池１００は、ｎ型又はｐ型の半導体からなる基板１０、ｉ型非晶質半導体層１１ｉ、ｐ型非晶質半導体層１１ｐ、ｉ型非晶質半導体層１２ｉ、ｎ型非晶質半導体層１２ｎ、ｐ側細線電極１３ｐ、ｎ側細線電極１３ｎ、ｐ側接続用電極１４ｐ、ｎ側接続用電極１４ｎ、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ、基板と同じ導電型の非晶質半導体層１６及び保護層１７を備える。
【００２７】
太陽電池１００は、基板１０の裏面側に形成されたｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とを備える、いわゆる裏面接合型の太陽電池である。なお、第１実施形態では、ｐ型非晶質半導体層１１ｐがｐ型半導体領域に対応し、ｎ型非晶質半導体層１２ｎがｎ型半導体領域に対応する。
【００２８】
基板１０は、太陽光を受ける受光面と、受光面の反対側に設けられた裏面とを有する。基板１０は、受光面における受光によって光生成キャリアを生成する。光生成キャリアとは、光が基板１０に吸収されて生成される正孔と電子とをいう。基板１０は、ｎ型又はｐ型の導電型を有する単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉなどの結晶系半導体材料や、ＧａＡｓ、ＩｎＰなどの化合物半導体材料を含む一般的な半導体材料によって構成することができる。なお、本実施形態では、基板１０は、ｎ型半導体基板であるものとする。
【００２９】
図２に示すように、基板１０の受光面及び裏面には、微小な凹凸（以下、「テクスチャ」という。）が形成されている。なお、基板１０の受光面上には光の入射を遮る構造体（例えば、電極など）が形成されておらず、受光面全面での受光が可能である。
【００３０】
ｉ型非晶質半導体層１１ｉは、基板１０の裏面上において櫛歯状に形成される。ｉ型非晶質半導体層１１ｉの櫛歯部分は、第１方向に沿って形成される。ｉ型非晶質半導体層１１ｉは、不純物を積極的に導入せずに形成されている。ｉ型非晶質半導体層１１ｉの厚みは、実質的に発電に寄与しない程度、例えば数Å〜２５０Å程度である。
【００３１】
ｐ型非晶質半導体層１１ｐは、ｉ型非晶質半導体層１１ｉ上において櫛歯状に形成される。ｐ型非晶質半導体層１１ｐの櫛歯部分は、第１方向に沿って形成される。ｐ型非晶質半導体層１１ｐは、ｐ型ドーパント（例えば、ボロン、アルミニウムなど）がドーピングされた高濃度のｐ型領域である。ｐ型非晶質半導体層１１ｐの厚みは、例えば１０ｎｍ程度である。
【００３２】
なお、ｎ型の基板１０上にｉ型非晶質半導体層１１ｉとｐ型非晶質半導体層１１ｐとが順次形成された構造（いわゆる、「ＨＩＴ構造」）によれば、ｐｎ接合特性を向上することができる。
【００３３】
ｉ型非晶質半導体層１２ｉは、基板１０の裏面上において櫛歯状に形成される。ｉ型非晶質半導体層１２ｉの櫛歯部分は、第１方向に沿って形成される。ｉ型非晶質半導体層１１ｉは、不純物を積極的に導入せずに形成されている。ｉ型非晶質半導体層１２ｉの厚みは、例えば数Å〜２５０Å程度である。
【００３４】
ｎ型非晶質半導体層１２ｎは、ｉ型非晶質半導体層１２ｉ上において櫛歯状に形成される。ｎ型非晶質半導体層１２ｎの櫛歯部分は、第１方向に沿って形成される。ｎ型非晶質半導体層１２ｎは、ｎ型ドーパント（例えば、リンなど）がドーピングされた高濃度のｎ型領域である。ｎ型非晶質半導体層１２ｎの厚みは、例えば１０ｎｍ程度である。
【００３５】
ｐ型非晶質半導体層１１ｐの櫛歯部分とｎ型非晶質半導体層１２ｎの櫛歯部分とは、第１方向に略直交する第２方向において交互に配置される。
【００３６】
なお、ｎ型の基板１０の裏面上にｎ型非晶質半導体層１２ｎが形成された構造（いわゆる、「ＢＳＦ構造」）によれば、基板１０の裏面と非晶質半導体層との界面におけるキャリアの再結合を抑制することができる。
【００３７】
複数のｐ側細線電極１３ｐは、ｐ型非晶質半導体層１１ｐからキャリアを収集する収集電極である。複数のｐ側細線電極１３ｐは、ｐ型非晶質半導体層１１ｐの櫛歯状部分上に形成される。従って、複数のｐ側細線電極１３ｐそれぞれは、第１方向に沿って形成される。各ｐ側細線電極１３ｐは、単層或いは積層構造の金属層から構成することができ、例えば、ｐ型非晶質半導体層１１ｐ上にＡｌなどによって形成されるコンタクト層と、コンタクト層上にＣｕなどによって形成される低抵抗層とによって構成することができる。
【００３８】
複数のｎ側細線電極１３ｎは、ｎ型非晶質半導体層１２ｎからキャリアを収集する収集電極である。複数のｎ側細線電極１３ｎは、ｎ型非晶質半導体層１２ｎの櫛歯状部分上に形成される。従って、複数のｎ側細線電極１３ｎそれぞれは、第１方向に沿って形成される。各ｎ側細線電極１３ｎは、上述のｐ側細線電極１３ｐと同様に構成することができる。
【００３９】
ｐ側接続用電極１４ｐは、太陽電池１００を他の太陽電池１００に電気的に接続するための配線材（不図示）を接続するための電極である。ｐ側接続用電極１４ｐは、図２に示すように、第２方向に沿って形成される。ｐ側接続用電極１４ｐは、複数のｐ側細線電極１３ｐからキャリアを収集する。
【００４０】
ｎ側接続用電極１４ｎは、配線材を接続するための電極である。ｎ側接続用電極１４ｎは、図２に示すように、第２方向に沿って形成される。ｎ側接続用電極１４ｎは、複数のｎ側細線電極１３ｎからキャリアを収集する。
【００４１】
なお、図示しないが、ｎ側接続用電極１４ｎ及びｐ側接続用電極１４ｐそれぞれは、上述のｐ側細線電極１３ｐと同様に構成することができる。
【００４２】
ｉ型非晶質半導体層１５ｉは、基板１０の受光面略全面に形成される。ｉ型非晶質半導体層１５ｉは、不純物を積極的に導入せずに形成されている。ｉ型非晶質半導体層１５ｉの厚みは、例えば数Å〜２５０Å程度である。
【００４３】
非晶質半導体層１６は、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ上に形成される。非晶質半導体層１６は、基板１０と同じ導電型を有する。基板１０がｎ型である場合、非晶質半導体層１６は、ｎ型ドーパント（例えば、リンなど）がドーピングされた高濃度のｎ型領域である。非晶質半導体層１６の厚みは、例えば１０ｎｍ程度である。
【００４４】
なお、ｎ型の基板１０の受光面上にｉ型非晶質半導体層１５ｉとｎ型の非晶質半導体層１６とが順次形成された構造（いわゆる、「ＦＳＦ構造」）によれば、基板１０の受光面と非晶質半導体層との界面におけるキャリアの再結合を抑制することができる。このように、本実施形態において、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ及び非晶質半導体層１６は、パッシベーション層として機能する。
【００４５】
保護層１７は、非晶質半導体層１６上に形成される。従って、保護層１７は、非晶質半導体層１６の略全面を覆っている。保護層１７は、例えば、窒化シリコン、炭化シリコン、各種樹脂、各種シリコン、或いはこれらの組み合わせによって構成することができる。
【００４６】
ここで、図３は、図２の部分拡大図である。図３に示すように、保護層１７は、基板１０側に設けられる第１表面１７Ｓ１を形成する第１領域１７１と、第１表面１７Ｓ１の反対側に設けられる第２表面１７Ｓ２を形成する第２領域１７２とを有する。第１領域１７１と第２領域１７２とは、非晶質半導体層１６上に順次形成される。なお、本実施形態において、第２表面１７Ｓ２は、一様な平面状に形成されているが、第２表面１７Ｓ２には、基板１０の受光面に形成されたテクスチャに対応する凹凸が形成されていてもよい。
【００４７】
本実施形態において、第１領域１７１は、反射防止膜として機能する。従って、第１領域１７１は、第２表面１７Ｓ２から入射し第１表面１７Ｓ１で反射された光が第２表面１７Ｓ２から出射されることを防止する。具体的には、第１領域１７１は、第２領域１７２との界面において、光が第１領域１７１から第２領域１７２に漏れることを防止する。
【００４８】
なお、第１領域１７１の屈折率は、基板１０、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ及び非晶質半導体層１６の屈折率よりも小さい。また、第１領域１７１の屈折率は、第２領域１７２の屈折率よりも大きい。
【００４９】
ここで、第２表面１７Ｓ２は、第１表面１７Ｓ１の耐酸性よりも高い耐酸性を有する。すなわち、第２領域１７２は、耐酸性膜として機能する。このような第２領域１７２は、基板１０の受光面（ｉ型非晶質半導体層１５ｉ、非晶質半導体層１６及び第１領域１７１を含む）を覆っている。従って、第２領域１７２は、太陽電池１００の製造工程で用いられる酸性の薬液（例えば、エッチング液など）によって、基板１０の受光面側にダメージが蓄積されることを抑制する。
【００５０】
また、第２領域１７２は、第１領域１７１よりも高い耐酸性を有するので、第２表面１７Ｓ２における酸性溶液に対するエッチングレートは、第１表面１７Ｓ１におけるエッチングレートよりも小さい。このような保護層１７における耐酸性は、例えば保護層１７がシリコンを含む材料によって構成される場合、第２領域１７２におけるシリコン含有率を第１領域１７１におけるシリコン含有率よりも高くすることによって調整することができる。この場合、第２領域１７２におけるシリコン含有率は、第２領域１７２内で一様であってもよいし、第１領域１７１から離れるほど徐々に高くなっていてもよい。
【００５１】
なお、第１領域１７１及び第２領域１７２それぞれは、窒化シリコン、炭化シリコン、各種樹脂、各種シリコンなどの材料によって構成することができる。ただし、第１領域１７１の構成元素と第２領域１７２の構成元素とは異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００５２】
また、図３に示すように、第１領域１７１の厚みα１は、第２領域１７２の厚みα２よりも大きい。本実施形態では、第１領域１７１の光透過率は、第２領域１７２の光透過率よりも高いので、第２領域１７２の厚みα２が小さいほど保護層１７全体としての光透過率は高くなる。
【００５３】
（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池１００の製造方法について、図４〜図１０を参照しながら説明する。なお、図４〜図１０それぞれは、基板１０を第２方向に沿って切断した断面図である。
【００５４】
まず、ｎ型の単結晶Ｓｉからなる基板１０を酸性又はアルカリ性溶液によって洗浄した後に、エッチング法によって、基板１０の受光面及び裏面それぞれにテクスチャを形成する。
【００５５】
次に、図４に示すように、ＣＶＤ法を用いて、基板１０の裏面及び受光面それぞれの略全面に、ｉ型非晶質半導体層及びｎ型非晶質半導体層を順次形成する。これによって、ｎ型の基板１０の裏面上に、ｉ型非晶質半導体層１２ｉとｎ型非晶質半導体層１２ｎとが順次形成されるとともに、基板１０の受光面上に、ｉ型非晶質半導体層１５ｉとｎ型の非晶質半導体層１６とが順次形成される。
【００５６】
次に、図５に示すように、ＣＶＤ法を用いて、ｎ型非晶質半導体層１２ｎ上にマスク層２０を形成するとともに、非晶質半導体層１６上に反射防止膜（第１領域１７１）を形成する。続いて、ＣＶＤ法を用いて、第１領域１７１上に、耐酸性膜（第２領域１７２）を形成した後に、第２領域１７２上に、耐アルカリ性膜２１を形成する。この場合、マスク層２０、第１領域１７１、第２領域１７２及び耐アルカリ性膜２１それぞれを同一材料によって形成することが好ましい。これによって、工程の簡略を図ることができ、その結果として、マスク層２０、第１領域１７１、第２領域１７２及び耐アルカリ性膜２１それぞれは同一の構成元素によって構成されることとなる。
【００５７】
例えば、Ｎ２、ＳｉＨ４、ＮＨ３を供給しながら、ＰＶＣＶＤ法によってｎ型非晶質半導体層１２ｎ上にマスク層２０としての窒化シリコン膜を形成するとともに、非晶質半導体層１６上に反射防止膜（第１領域１７１）としての窒化シリコン膜を形成する。
【００５８】
次に、Ｎ２、ＳｉＨ４、ＮＨ３を供給しながら、ＰＶＣＶＤ法によって第１領域１７１上に耐酸性膜（第２領域１７２）としての窒化シリコン膜を形成する。耐酸性膜としての窒化シリコン膜の厚みは、２０ｎｍ以上であることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００５９】
次に、Ｎ２、ＳｉＨ４、ＮＨ３を供給しながら、ＰＶＣＶＤ法によって第２領域１７２上に耐アルカリ性膜２１としての窒化シリコン膜を形成する。耐アルカリ性膜としての窒化シリコン膜の厚みは、１０ｎｍ以上であることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００６０】
ここで、第２領域１７２を形成する際のＳｉＨ４のＮＨ３に対する流量比Ｘは、マスク層２０及び第１領域１７１を形成する際のＳｉＨ４のＮＨ３に対する流量比Ｙよりも大きい。このように、第２領域１７２におけるシリコン含有率を高めることによって、耐酸性を有する窒化シリコン膜、すなわち、エッチングレートの小さい窒化シリコン膜が形成される。さらに、第２領域１７２の屈折率は、第１領域１７１の屈折率よりも大きくなる。なお、流量比Ｘは、０．３以下であることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００６１】
次に、図６に示すように、印刷法などによって、エッチングペースト２２をマスク層２０上に所定のパターンで塗布する。所定のパターンとは、櫛歯状に形成されるｐ型非晶質半導体層１１ｐに対応するパターンである。
【００６２】
次に、図７に示すように、エッチングペースト２２を加熱（例えば、約２００℃以下、約５分以内）することによって、マスク層２０を垂直方向にエッチングする。
【００６３】
次に、図８に示すように、アルカリ性エッチング液（例えば、約１％濃度、約７０度の水酸化ナトリウム溶液）によって、ｉ型非晶質半導体層１２ｉ及びｎ型非晶質半導体層１２ｎをエッチング（例えば、約１分以上）する。これによって、ｉ型非晶質半導体層１２ｉ及びｎ型非晶質半導体層１２ｎは、所定のパターンにパターニングされる。この際、基板１０の受光面側は耐アルカリ性膜２１によって覆われている。そのため、第２領域１７２の耐酸性、第１領域１７１の反射防止特性、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ及び非晶質半導体層１６のパッシベーション特性、及び基板１０の受光面がアルカリ性エッチング液によって劣化されることを抑制できることに留意すべきである。
【００６４】
次に、図９に示すように、ＣＶＤ法を用いて、基板１０の裏面側に、ｉ型非晶質半導体層１１ｉとｐ型非晶質半導体層１１ｐとを順次形成する。、ｉ型非晶質半導体層１１ｉとｐ型非晶質半導体層１１ｐとは、基板１０の裏面上からマスク層２０上に跨って形成される。
【００６５】
次に、図１０に示すように、酸性エッチング液（例えば、約４％濃度のフッ化水素溶液）によって、マスク層２０をエッチング（例えば、約３０〜６０秒）する。これによって、マスク層２０を覆うように形成されたｉ型非晶質半導体層１１ｉ及びｐ型非晶質半導体層１１ｐはマスク層２０とともに除去される。また、耐アルカリ性膜２１もマスク層２０とともに除去される。ただし、基板１０の受光面側は耐酸性を有する第２領域１７２によって覆われているので、第１領域１７１の反射防止特性、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ及び非晶質半導体層１６のパッシベーション特性、及び基板１０の受光面が酸性エッチング液によって劣化されることを抑制できることに留意すべきである。
【００６６】
次に、ｉ型非晶質半導体層１１ｉ及びｐ型非晶質半導体層１１ｐと、ｉ型非晶質半導体層１２ｉ及びｎ型非晶質半導体層１２ｎとの境界にレーザを照射することによって、両者を分離する。
【００６７】
次に、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、メッキ法或いは印刷法などを用いて、ｐ型非晶質半導体層１１ｐ上及びｎ型非晶質半導体層１２ｎ上にＡｌなどによるコンタクト層とＣｕなどによる低抵抗層とを順次形成する。これによって、ｐ側細線電極１３ｐ、ｎ側細線電極１３ｎ、ｐ側接続用電極１４ｐ及びｎ側接続用電極１４ｎが形成される。
【００６８】
なお、受光面側保護材と裏面側保護材との間に、配線材によって接続された複数の太陽電池１００が封止材によって封止された太陽電池モジュールを形成することができる。
【００６９】
（作用及び効果）
第１実施形態に係る太陽電池１００において、保護層１７の第２表面１７Ｓ２は、第１表面１７Ｓ１の耐酸性よりも高い耐酸性を有する。
【００７０】
従って、太陽電池１００の製造工程において、酸性エッチング液などの酸性薬液によって基板１０の受光面側にダメージが生じることを抑制することができる。また、保護層１７が耐酸性を有するので、太陽電池１００の製造工程において、保護層１７を形成しなおす必要がないので、太陽電池１００の生産性を向上することができる。
【００７１】
また、第１実施形態に係る保護層１７は、第１表面１７Ｓ１を形成する第１領域１７１と、第２表面１７Ｓ２を形成する第２領域１７２とを含む。第１領域１７１は、反射防止膜として機能する。
【００７２】
このように、耐酸性を有する第２領域１７２は、反射防止膜として機能する第２領域１７２上に形成されているので、反射防止膜を形成するために耐酸性を有する第２領域１７２を除去する必要がない。また、第２領域１７２によって酸性薬液から第２領域１７２を保護できるので、第２領域１７２の反射防止特性が劣化することを抑制することができる。
【００７３】
また、第１領域１７１の構成元素が第２領域１７２の構成元素と同じである場合、すなわち、第１領域１７１と第２領域１７２とが同一材料で形成される場合には、太陽電池１００の生産性をさらに向上することができる。
【００７４】
例えば、窒化シリコンを用いる場合には、ＳｉＨ４のＮＨ３に対する流量比を調整することによって、第１領域１７１と第２領域１７２とを連続して形成することができる。具体的には、第２領域１７２を形成する際の流量比Ｘを第１領域１７１を形成する際の流量比Ｙよりも大きくする。これによって、第２領域１７２におけるシリコン含有率を高めることによって、第２領域１７２を簡便に耐酸性にすることができる。このように、反射防止膜として機能する第１領域１７１の形成と、耐酸性膜として機能する第２領域１７２とを連続して形成することができる。
【００７５】
また、第１実施形態に係る太陽電池１００では、基板１０の受光面と保護層１７との間には、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ及び非晶質半導体層１６によって構成されるパッシベーション層が介挿されている。従って、保護層１７によってパッシベーション層が覆われているので、酸性薬液によってパッシベーション層のパッシベーション特性が劣化することを抑制することができる。
【００７６】
また、第１実施形態に係る太陽電池１００の製造方法において、第２領域１７２は、耐アルカリ性膜２１によって覆われている。そのため、第２領域１７２の耐酸性、第１領域１７１の反射防止特性、ｉ型非晶質半導体層１５ｉ及び非晶質半導体層１６のパッシベーション特性、及び基板１０の受光面がアルカリ性エッチング液によって劣化されることを抑制できる。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上記第１実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、第２実施形態では、基板１０の裏面側に形成されるｎ型半導体領域とｐ型半導体領域とは熱拡散法によって形成される。
【００７８】
（太陽電池の構成）
本発明の第２実施形態に係る太陽電池１００の構成について、図１１を参照しながら説明する。
【００７９】
図１１に示すように、太陽電池１００は、ｎ型又はｐ型の基板１０、ｐ型拡散領域３０ｐ、ｎ型拡散領域３１ｎ及びパッシベーション層３２を有する。第２実施形態では、ｐ型拡散領域３０ｐがｐ型半導体領域に対応し、ｎ型拡散領域３１ｎがｎ型半導体領域に対応する。
【００８０】
ｐ型拡散領域３０ｐは、基板１０の裏面にｐ型ドーパントを熱拡散法によってドーピングすることによって形成される高濃度のｐ型拡散領域である。ｐ型拡散領域３０ｐは、太陽電池１００を裏面側から見た平面視において櫛歯状に形成される。
【００８１】
ｎ型拡散領域３１ｎは、基板１０の裏面にｎ型ドーパントを熱拡散法によってドーピングすることによって形成される高濃度のｎ型拡散領域である。ｎ型拡散領域３１ｎは、太陽電池１００を裏面側から見た平面視において櫛歯状に形成される。
【００８２】
パッシベーション層３２は、基板１０の受光面に基板１０と同じ導電型のドーパントを熱拡散法によってドーピングすることによって形成される高濃度のｎ型拡散領域である。パッシベーション層３２は、基板１０の受光面略全面に渡って形成される。
【００８３】
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８４】
（太陽電池の製造方法）
次に、太陽電池１００の製造方法について、図１２〜図１７を参照しながら説明する。なお、図４〜図１７それぞれは、基板１０を第２方向に沿って切断した断面図である。
【００８５】
まず、ｎ型の単結晶Ｓｉからなる基板１０を酸性又はアルカリ性溶液によって洗浄した後に、エッチング法によって、基板１０の受光面及び裏面それぞれにテクスチャを形成する。
【００８６】
次に、図１２に示すように、ＣＶＤ法などを用いて、基板１０の裏面及び受光面上にｎ型ドーパントを含む拡散層４０を形成する。拡散層４０は、例えば、ＰＳＧ（Phospho-silicate Glass）である。続いて、拡散層４０を高温処理（７００〜１０００℃、６０分以内）することによって、ｎ型ドーパントを基板１０の裏面及び受光面に熱拡散する。これによって、ｎ型拡散領域３１ｎとパッシベーション層３２とが形成される。なお、残留する拡散層４０はフッ化水素などによって除去する。
【００８７】
次に、図１３に示すように、ＣＶＤ法を用いて、基板１０の裏面上にマスク層２０を形成するとともに、基板１０の受光面上に反射防止膜（第１領域１７１）を形成する。続いて、ＣＶＤ法を用いて、基板１０の受光面上に耐酸性膜（第２領域１７２）と耐アルカリ性膜２１とを順次形成した後、印刷法などによって、エッチングペースト２２をマスク層２０上に所定のパターンで塗布する。
【００８８】
次に、図１４に示すように、エッチングペースト２２を加熱（例えば、約２００℃以下、約５分以内）することによって、マスク層２０を垂直方向にエッチングする。
【００８９】
次に、図１５に示すように、アルカリ性エッチング液（例えば、約１％濃度、約７０度の水酸化ナトリウム溶液）によって、ｎ型拡散領域３１ｎをエッチング（例えば、約１分以上）する。これによって、ｎ型拡散領域３１ｎは、所定のパターンにパターニングされる。この際、基板１０の受光面側は耐アルカリ性膜２１によって覆われている。そのため、第２領域１７２の耐酸性、第１領域１７１の反射防止特性、パッシベーション層３２のパッシベーション特性、及び基板１０の受光面がアルカリ性エッチング液によって劣化されることを抑制できることに留意すべきである。
【００９０】
次に、図１６に示すように、ＣＶＤ法などを用いて、基板１０の裏面上にｐ型ドーパントを含む拡散層４１を形成する。拡散層４１は、例えば、ＢＳＧ（Ｂｏｒｏｎ-silicate Glass）である。続いて、拡散層４１を高温処理（７００〜１０００℃、６０分以内）することによって、ｐ型ドーパントを基板１０の裏面に熱拡散する。これによって、ｐ型拡散領域３０ｐが形成される。
【００９１】
次に、図１７に示すように、酸性エッチング液（例えば、約４％濃度のフッ化水素溶液）によって、マスク層２０をエッチング（例えば、約３０〜６０秒）する。これによって、マスク層２０を覆うように形成された拡散層４１はマスク層２０とともに除去される。また、耐アルカリ性膜２１もマスク層２０とともに除去される。ただし、基板１０の受光面側は耐酸性を有する第２領域１７２によって覆われているので、第１領域１７１の反射防止特性、第１領域１７１のパッシベーション特性、及び基板１０の受光面が酸性エッチング液によって劣化されることを抑制できることに留意すべきである。
【００９２】
次に、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、メッキ法或いは印刷法などを用いて、ｐ型拡散領域３０ｐ上及びｎ型拡散領域３１ｎ上にＡｌなどによるコンタクト層とＣｕなどによる低抵抗層とを順次形成する。これによって、ｐ側細線電極１３ｐ、ｎ側細線電極１３ｎ、ｐ側接続用電極１４ｐ及びｎ側接続用電極１４ｎが形成される。
【００９３】
（作用及び効果）
第２実施形態に係る太陽電池１００において、保護層１７の第２表面１７Ｓ２は、耐酸性を有する。従って、太陽電池１００の製造工程において、酸性エッチング液などの酸性薬液によって基板１０の受光面側にダメージが生じることを抑制することができる。また、保護層１７が耐酸性を有するので、太陽電池１００の製造工程において、保護層１７を形成しなおす必要がないので、太陽電池１００の生産性を向上することができる。
【００９４】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００９５】
例えば、上記実施形態では、ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域はＣＶＤ法または熱拡散法によって形成されることとしたが、これに限られるものではない。ｎ型半導体領域及びｐ型半導体領域は、ドーパントを含む拡散層にレーザを照射するレーザドーピング法によって形成されていてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、太陽電池１００がパッシベーション層と反射防止膜とを備える構成について説明したが、これに限られるものではない。太陽電池１００は、パッシベーション層と反射防止膜の一方又は両方を備えていなくてもよい。すなわち、保護層１７は、第２領域１７２のみによって構成されていてもよい。
【００９７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【検証実験】
【００９８】
耐酸性ＳｉＮ膜（第２領域１７２）及び耐アルカリ性ＳｉＮ膜（耐アルカリ性膜２１）それぞれの特性と製膜条件との関係について検証するための実験を行った。
【００９９】
（１）耐酸性ＳｉＮ膜
（１−１）耐酸性ＳｉＮ膜のエッチングレートについて
ＰＶＣＶＤ法によって、下表に示す製膜条件の下、鏡面加工されたＳｉ基板上にサンプル１〜５の耐酸性ＳｉＮ膜を製膜した。
【表１】
2010258043.tif 000003
【０１００】
上表に示すように、サンプル１〜５では、ＳｉＨ４のＮＨ３に対する流量比を順次小さく、すなわち、徐々にＳｉの供給量を多くした。このようなサンプル１〜５について、フッ化水素（４％濃度）によって６０秒間のエッチング処理を施す前後における膜厚を測定した。
【０１０１】
図１８は、エッチング前後における膜厚と流量比との関係を示すグラフである。図１８に示すように、サンプル３〜５では、サンプル１及び２に比べて、エッチングレートが小さかった。すなわち、サンプル３〜５は、サンプル１及び２よりも耐酸性が高いことが確認された。従って、ＳｉＨ４のＮＨ３に対する流量比は、０．３以下であることが好ましいことが判った。
【０１０２】
（１−２）耐酸性ＳｉＮ膜の屈折率について
サンプル１〜５について、上記エッチング処理前後における屈折率を測定した。
【０１０３】
図１９は、エッチング前後における屈折率と流量比との関係を示すグラフである。図１９に示すように、耐酸性が高いサンプル３〜５では、エッチング処理前後において、屈折率を２．２以上に維持できることが確認された。また、屈折率２．２以上の条件で、十分な耐酸性を得られることが判った。
【０１０４】
（１−３）耐酸性ＳｉＮ膜の最低膜厚について
ＰＶＣＶＤ法によって、下表に示す製膜条件の下、鏡面加工されたＳｉ基板上に形成された反射防止膜上に、サンプル６〜１０の耐酸性ＳｉＮ膜を製膜した。
【表２】
2010258043.tif 000004
【０１０５】
上表に示すように、サンプル６〜１０では、堆積時間を順次長く、すなわち、徐々に膜厚を大きくした。具体的には、サンプル６の最低膜厚は０ｎｍ、サンプル７の最低膜厚は３ｎｍ、サンプル８の最低膜厚は５ｎｍ、サンプル９の最低膜厚は１０ｎｍ、サンプル１０の最低膜厚は２０ｎｍであった。なお、最低膜厚とは、反射防止膜上に形成された耐酸性ＳｉＮ膜のうち最も薄い部分の厚みのことである。
【０１０６】
サンプル６〜１０について、フッ化水素（４％濃度）によって６０秒間のエッチング処理を施した後、反射防止膜の残存状況を確認した。
【０１０７】
サンプル６〜９では、反射防止膜は残存していなかったのに対して、サンプル１０では、反射防止膜は残存していた。従って、耐酸性ＳｉＮ膜の膜圧は２０nm以上が好ましいことが判った。
【０１０８】
（２）耐アルカリ性ＳｉＮ膜
（２−１）耐アルカリ性ＳｉＮ膜のエッチングレートについて
ＰＶＣＶＤ法によって、下表に示す製膜条件の下、鏡面加工されたＳｉ基板上にサンプル１１〜１３の耐酸性ＳｉＮ膜を製膜した。
【表３】
2010258043.tif 000005
【０１０９】
上表に示すように、サンプル１１〜１３では、ＳｉＨ４のＮＨ３に対する流量比を順次小さく、すなわち、徐々にＳｉの供給量を多くした。このようなサンプル１〜５について、水酸化ナトリウム（７０℃、１％濃度）によって５分間のエッチング処理を施す前後における膜厚を測定した。
【０１１０】
図２０は、エッチング前後における膜厚と流量比との関係を示すグラフである。図２０に示すように、サンプル１１〜１３では、エッチング後においても十分な膜厚を確保することができた。
【０１１１】
また、サンプル１１のエッチングレートは３．７（ｎｍ／ｍｉｎ）であり、サンプル１２のエッチングレートは２．５（ｎｍ／ｍｉｎ）であり、サンプル１３のエッチングレートは２．０（ｎｍ／ｍｉｎ）であった。実際の太陽電池の製造工程では、アルカリ薬液によるエッチングは２〜３分程度であるので、耐アルカリ性ＳｉＮ膜の厚みは１０〜２０ｎｍ程度であれば十分であることが判った。
【０１１２】
なお、サンプル１１は、一般的な反射防止膜やマスク層を形成する際の製膜条件である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…基板
１１ｉ…ｉ型非晶質半導体層
１１ｐ…ｐ型非晶質半導体層
１２ｉ…ｉ型非晶質半導体層
１２ｎ…ｎ型非晶質半導体層
１３ｎ…ｎ側細線電極
１３ｐ…ｐ側細線電極
１４ｎ…ｎ側接続用電極
１４ｐ…ｐ側接続用電極
１５ｉ…ｉ型非晶質半導体層
１６…非晶質半導体層
１７…保護層
１７１…第１領域
１７２…第２領域
１７Ｓ１…第１表面
１７Ｓ２…第２表面
２０…マスク層
２１…耐アルカリ性膜
２２…エッチングペースト
３０ｐ…ｐ型拡散領域
３１ｎ…ｎ型拡散領域
３２…パッシベーション層
４０…拡散層
４１…拡散層
１００…太陽電池
【図１】
2010258043.tif 000006
【図２】
2010258043.tif 000007
【図３】
2010258043.tif 000008
【図４】
2010258043.tif 000009
【図５】
2010258043.tif 000010
【図６】
2010258043.tif 000011
【図７】
2010258043.tif 000012
【図８】
2010258043.tif 000013
【図９】
2010258043.tif 000014
【図１０】
2010258043.tif 000015
【図１１】
2010258043.tif 000016
【図１２】
2010258043.tif 000017
【図１３】
2010258043.tif 000018
【図１４】
2010258043.tif 000019
【図１５】
2010258043.tif 000020
【図１６】
2010258043.tif 000021
【図１７】
2010258043.tif 000022
【図１８】
2010258043.tif 000023
【図１９】
2010258043.tif 000024
【図２０】
2010258043.tif 000025