(57)【要約】【課題】極の位置合わせが容易な太陽電池セルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ｐ型の半導体基板１と、半導体基板１の受光面側に形成されたｎ型の拡散層と、ｎ型の拡散層に部分的に形成される１または複数の受光面グリッド電極７とから構成される太陽電池セルであって、ｎ型の拡散層には、複数の高濃度拡散領域５と、それら高濃度拡散領域５間に位置する低濃度拡散領域６が形成され、受光面グリッド電極７は、高濃度拡散領域５に形成され、隣接する高濃度拡散領域５の中心間距離Ｌが１．５〜３．０ｍｍであり、高濃度拡散領域５の幅Ｍが、中心間距離Ｌの２０〜６０％である。【選択図】図１
2010118473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型の半導体基板と、
前記半導体基板の受光面側に形成されたｎ型の拡散層と、
前記ｎ型の拡散層に部分的に形成される１または複数の受光面グリッド電極とから構成される太陽電池セルであって、
前記ｎ型の拡散層には、複数の高濃度拡散領域と、それら高濃度拡散領域間に位置する低濃度拡散領域が形成され、
前記受光面グリッド電極は、前記高濃度拡散領域に形成され、
隣接する前記高濃度拡散領域の中心間距離が１．５〜３．０ｍｍであり、
前記高濃度拡散領域の幅が、前記中心間距離の２０〜６０％である、太陽電池セル。
【請求項２】
ｎ型の半導体基板と、
前記半導体基板の受光面側に形成されたｐ型の拡散層と、
前記ｐ型の拡散層に部分的に形成される１または複数の受光面グリッド電極とから構成される太陽電池セルであって、
前記ｐ型の拡散層には、複数の高濃度拡散領域と、それら高濃度拡散領域間に位置する低濃度拡散領域が形成され、
前記受光面グリッド電極は、前記高濃度拡散領域に形成され、
隣接する前記高濃度拡散領域の中心間距離が１．５〜３．０ｍｍであり、
前記高濃度拡散領域の幅が、前記中心間距離の２０〜６０％である、太陽電池セル。
【請求項３】
前記高濃度拡散領域のシート抵抗が２５〜５５Ω／□である、請求項１または２に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記低濃度拡散領域のシート抵抗が６０〜１５０Ω／□である、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記半導体基板が単結晶または多結晶シリコンであり、その比抵抗が０．３〜５０Ω・ｃｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池セル。
【請求項６】
太陽電池セルの製造方法であって、
半導体基板上の絶縁膜に塗布されたレジスト膜をマスクとして、前記絶縁膜を所定のパターンにエッチングする工程と、
所定のパターンに形成された前記絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板の露出部分を高濃度拡散領域とする工程と、
所定のパターンに形成された前記絶縁膜を除去し、前記半導体基板の残りの部分を低濃度拡散領域とする工程と、
前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法。
【請求項７】
太陽電池セルの製造方法であって、
半導体基板の受光面全面に低濃度拡散領域を形成する工程と、
高濃度拡散領域とするべき部分にリン酸ガラスを残し、追加の熱処理を行なうことで、高濃度拡散領域を形成する工程と、
前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法。
【請求項８】
太陽電池セルの製造方法であって、
半導体基板の受光面全面に高濃度拡散領域を形成する工程と、
高濃度拡散領域とするべき部分にレジスト膜をマスクとして形成し、露出している部分をエッチングすることにより低濃度拡散領域を形成する工程と、
前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法。
【請求項９】
太陽電池セルの製造方法であって、
半導体基板に絶縁膜を形成する工程と、
絶縁膜上に形成されたレジスト膜をマスクとして、絶縁膜を所定のパターンにエッチングする工程と、
レジスト膜を除去し、半導体基板の露出部分を高濃度拡散領域とし、同時に拡散源である拡散元素が絶縁膜を貫通して低濃度拡散領域を形成する工程と、
前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法。
【請求項１０】
前記高濃度拡散領域のシート抵抗が２５〜５５Ω／□である、請求項６〜９のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項１１】
前記低濃度拡散領域のシート抵抗が６０〜１５０Ω／□である、請求項６〜１０のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項１２】
前記半導体基板が単結晶または多結晶シリコンであり、その比抵抗が０．３〜５０Ω・ｃｍである、請求項６〜１１のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項１３】
前記高濃度拡散領域および／または前記低濃度拡散領域を形成するためのマスクであるレジスト膜を、スクリーン印刷によって形成する、請求項６〜１２のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項１４】
前記レジスト膜の形成に用いるレジスト剤として、スクリーン印刷法にて印刷可能であり、耐HF（フッ化水素酸）性を有し、アルカリ性水溶液にて剥離が可能なレジスト剤を用いる、請求項６〜１３のいずれかに記載の太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルは、光エネルギーを電力に変換する半導体素子であり、ｐ−ｎ接合型、ｐｉｎ型、ショットキー型等があり、特にｐ−ｎ接合型が広く用いられている。また、太陽電池をその基板材料をもとに分類すると、シリコン結晶系太陽電池、アモルファス（非晶質）シリコン系太陽電池、化合物半導体系太陽電池の３種類に大きく分けられる。シリコン結晶系太陽電池は、さらに、単結晶系太陽電池と多結晶系太陽電池に分類される。太陽電池用シリコン結晶基板は比較的容易に製造できることから、シリコン結晶系太陽電池が最も普及している。
【０００３】
太陽電池は、クリーンなエネルギー源として近年需要が高まっており、それに伴い太陽電池セルの需要も高まっている。また、エネルギー効率の観点から、太陽電池セルの、光エネルギーから電力への変換効率ができるだけ高いものが望まれている。
【０００４】
そこで、特許文献１には、従来の太陽電池セルにおいては１種類の層でのみ構成されていた、太陽電池セルの受光面側に形成される拡散層の濃度を２種類とし、電極の下部に、該電極と同じ幅の高濃度拡散領域を設ける太陽電池セルの製造方法が開示されている。この方法により、低オーミックコンタクトを得ながら、受光面の電極以外の部分での表面再結合及び拡散層（エミッタ）内の再結合を抑制することが可能となり、太陽電池の変換効率を高めている。
【０００５】
【特許文献１】ＣＮ１０１１０１９３６Ａ号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、太陽電池セルに設けられた電極の幅に正確に一致させた高濃度拡散領域を電極下部に設け、さらに、正確に電極と高濃度拡散領域を接触させる必要があるため、太陽電池セルの製造過程において極めて正確な位置合わせ機構を用いる必要がある。正確な位置あわせとしては、半導体製造技術であるフォトリソグラフィーが例示されるがコストが高いという問題点がある。
【０００７】
本発明は、高濃度拡散領域への電極の高精度な位置合わせ機構が不要な太陽電池セルおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ｐ型の半導体基板と、前記半導体基板の受光面側に形成されたｎ型の拡散層と、前記ｎ型の拡散層に部分的に形成される１または複数の受光面グリッド電極とから構成される太陽電池セルであって、前記ｎ型の拡散層には、複数の高濃度拡散領域と、それら高濃度拡散領域間に位置する低濃度拡散領域が形成され、前記受光面グリッド電極は、前記高濃度拡散領域に形成され、隣接する前記高濃度拡散領域の中心間距離が１．５〜３．０ｍｍであり、前記高濃度拡散領域の幅が、前記中心間距離の２０〜６０％である、太陽電池セルが提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、ｎ型の半導体基板と、前記半導体基板の受光面側に形成されたｐ型の拡散層と、前記ｐ型の拡散層に部分的に形成される１または複数の受光面グリッド電極とから構成される太陽電池セルであって、前記ｐ型の拡散層には、複数の高濃度拡散領域と、それら高濃度拡散領域間に位置する低濃度拡散領域が形成され、前記受光面グリッド電極は、前記高濃度拡散領域に形成され、隣接する前記高濃度拡散領域の中心間距離が１．５〜３．０ｍｍであり、前記高濃度拡散領域の幅が、前記中心間距離の２０〜６０％である、太陽電池セルが提供される。
【００１０】
前記高濃度拡散領域のシート抵抗は、例えば２５〜５５Ω／□である。また、前記低濃度拡散領域のシート抵抗は、例えば６０〜１５０Ω／□である。また、前記半導体基板は単結晶または多結晶シリコンであり、その比抵抗は、例えば０．３〜５０Ω・ｃｍである。
【００１１】
また、別の観点からの本発明によれば、太陽電池セルの製造方法であって、半導体基板上の絶縁膜に塗布されたレジスト膜をマスクとして、前記絶縁膜を所定のパターンにエッチングする工程と、所定のパターンに形成された前記絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板の露出部分を高濃度拡散領域とする工程と、所定のパターンに形成された前記絶縁膜を除去し、前記半導体基板の残りの部分を低濃度拡散領域とする工程と、前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、太陽電池セルの製造方法であって、半導体基板の受光面全面に低濃度拡散領域を形成する工程と、高濃度拡散領域とするべき部分にリン酸ガラスを残し、追加の熱処理を行なうことで、高濃度拡散領域を形成する工程と、前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、太陽電池セルの製造方法であって、半導体基板の受光面全面に高濃度拡散領域を形成する工程と、高濃度拡散領域とするべき部分にレジスト膜をマスクとして形成し、露出している部分をエッチングすることにより低濃度拡散領域を形成する工程と、前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法が提供される。
【００１４】
また、太陽電池セルの製造方法であって、半導体基板に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜上に形成されたレジスト膜をマスクとして、絶縁膜を所定のパターンにエッチングする工程と、レジスト膜を除去し、半導体基板の露出部分を高濃度拡散領域とし、同時に拡散源である拡散元素が絶縁膜を貫通して低濃度拡散領域を形成する工程と、前記高濃度拡散領域の上に導電性ペーストからなる電極をスクリーン印刷によって形成する工程とを備える、太陽電池セルの製造方法が提供される。
【００１５】
前記高濃度拡散領域のシート抵抗は、例えば２５〜５５Ω／□である。また、前記低濃度拡散領域のシート抵抗は、例えば６０〜１５０Ω／□である。また、前記半導体基板は単結晶または多結晶シリコンであり、その比抵抗は、例えば０．３〜５０Ω・ｃｍである。
【００１６】
前記高濃度拡散領域および／または前記低濃度拡散領域を形成するためのマスクであるレジスト膜を、スクリーン印刷によって形成することとしても良い。また、前記レジスト膜の形成に用いるレジスト剤として、スクリーン印刷法にて印刷可能であり、耐HF（フッ化水素酸）性を有し、アルカリ性水溶液にて剥離が可能なレジスト剤を用いても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、隣接する高濃度拡散領域同士の中心間距離を１．５〜３．０ｍｍとし、高濃度拡散領域の幅をこの中心間距離の２０〜６０％としたことにより、電極の位置合わせが容易となる。また、受光面グリッド電極の形成を、例えば、スクリーン印刷で行うことも可能となる。また、受光面グリッド電極幅以上に高濃度拡散領域の幅をかなり大きくした場合でも、不純物拡散源を用いたゲッタリングの効果を利用して、太陽電池の変換効率を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照にして説明する。図１（ａ）〜（ｉ）は、単結晶シリコン基板からなる半導体基板１を用いて太陽電池セル２０を製造する工程の説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
先ず、図１（ａ）に示すように、たとえばＣＺ法により作製された結晶面方位（１００）、１２．５ｃｍ角、厚さが３０〜５００μｍで、比抵抗が０．５〜５０Ω・ｃｍ（ドーパント濃度４×１０１５〜５×１０１６ｃｍ−３程度）の単結晶シリコン基板からなるｐ型（ボロンドープ）の半導体基板１が用意される。
【００２０】
次に、高濃度（１０ｗｔ％）の水酸化ナトリウム水溶液にシリコン基板を浸漬させ、ダメージ層を取り除いた。なお、ここでは半導体基板１のダメージ層除去のために水酸化ナトリウム水溶液を用いたが、水酸化カリウム等の強アルカリ水溶液を用いても構わない。またフッ硝酸などの酸水溶液でも同様の目的を達成することが可能である。
【００２１】
太陽電池は通常、表面に凸凹形状を形成するのが好ましい。その理由は、可視光域の反射率を低減させるために、できる限り２回以上の反射を受光面で行わせる必要があるためである。そこで、ダメージエッチングを行なった基板を、例えば３ｗｔ％の水酸化ナトリウムにイソプロピルアルコールを加えた水溶液に浸し、ウエットエッチングすることにより、ランダムテクスチャ構造を形成する。これら一つ一つの山のサイズは１〜２０μｍ程度である。他の代表的な表面凸凹構造としてはＶ溝、Ｕ溝が挙げられる。これらは研削機を利用して形成可能である。また、ランダムな凸凹構造を作るには酸エッチングやリアクティブ・イオン・エッチングなどが代替法として用いることが可能である。
【００２２】
次に、図１（ｂ）に示すように、酸素を含有する雰囲気中で、９８０℃の加熱処理により、半導体基板１の表面に酸化膜２が形成される。なお、酸化膜の代わりに窒化膜を形成することとしてもよい。
【００２３】
次に、図１（ｃ）に示すように、酸化膜２上に所定のパターンでレジスト膜３が例えば１０〜３０μｍの厚さに塗布される。この場合、レジスト膜３に形成される隙間部４について、隣接する隙間部４同士の中心間距離Ｌが１．５〜３．０ｍｍ、各隙間部４の幅Ｍが、中心間距離Ｌの２０〜６０％の大きさとなるように、レジスト膜３がパターン形成される。レジスト膜３のパターン形成は、例えば、スクリーン印刷によって行われる。また、レジスト膜３として塗布されるレジスト剤として、スクリーン印刷法にて印刷可能であり、耐HF（フッ化水素酸）性を有し、アルカリ性水溶液にて剥離が可能なレジスト剤が用いられる。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示すように、レジスト膜３をマスクとして、例えば１０％ＨＦ水溶液を用いた湿式エッチングが行われ、酸化膜２が所定のパターンにエッチングされる。この場合、レジスト膜３に形成されている隙間部４と同様のパターンに、酸化膜２がエッチングされる。
【００２５】
次に、図１（ｅ）に示すように、レジスト膜３が除去される。この場合、レジスト膜３は、アルカリ性水溶液によって剥離される。
【００２６】
次に、拡散炉において、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガスを含有する雰囲気中で８７０℃に加熱されることによって、図１（ｆ）に示すように、所定のパターンにエッチングされた酸化膜２をマスクとして、半導体基板１の露出部分にリン（Ｐ）が拡散される。こうして、半導体基板１の表面に複数の高濃度拡散領域５が島状に形成される。この場合、高濃度拡散領域５のシート抵抗は、２５〜５５Ω／□（ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ）にされる。また、互いに隣接する高濃度拡散領域５同士の中心間距離Ｌが１．５〜３．０ｍｍとなり、各高濃度拡散領域５の幅Ｍが、中心間距離Ｌの２０〜６０％の大きさとなる。
【００２７】
次に、図１（ｇ）に示すように、例えば１０％ＨＦ水溶液を用いた湿式エッチングが行われ、酸化膜２が除去される。
【００２８】
次に、拡散炉において、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）ガスを含有する雰囲気中で８３０℃に加熱されることによって、図１（ｈ）に示すように、半導体基板１の表面全体にリン（Ｐ）が拡散される。こうして、半導体基板１の表面において、複数の高濃度拡散領域５同士の間に低濃度拡散領域６が形成される。この場合、低濃度拡散領域６のシート抵抗は、６０〜１５０Ω／□にされる。
【００２９】
次に、プラズマエッチャーにて半導体基板周辺部のＰＮ接合分離を行ない、引き続き、基板表面に形成されたリン酸ガラスをフッ酸水溶液にて取り除いた後、プラズマＣＶＤ装置を用いて、エミッタ層上に表面保護膜（パッシベーション膜）兼反射防止膜８として例えば窒化膜を堆積する。他の反射防止膜８として、酸化膜、二酸化チタン膜、酸化亜鉛膜、酸化スズ膜等があり、代替が可能である。また、形成法も上記以外にもリモートプラズマＣＶＤ法、コーティング法、真空蒸着法等があるが、経済的な観点から、上記のように窒化膜をプラズマＣＶＤ法によって形成するのが最適である。さらに、上記反射防止膜８上にトータルの反射率が最も小さくなるような条件、例えば二フッ化マグネシウム膜といった屈折率が１から２の間の膜を形成すれば、反射率がさらに低減し、生成電流密度が高くなる。
【００３０】
次に、図1（i）に示すように、スクリーン印刷機を用いて、基板裏面側に裏面電極９を印刷し、乾燥させる。例えば、裏面電極９は、Ａｇを含有する導電性ペーストをスクリーン印刷で基板裏面側に塗付することにより形成される。
その後、基板裏面側の裏面電極９以外の部分にアルミニウムなどからなるペーストを塗布、乾燥させる。
さらに、各高濃度拡散領域５の上に受光面グリッド電極７が形成される。例えば、受光面グリッド電極７は、Ａｇを含有する導電性ペーストをスクリーン印刷で各高濃度拡散領域５上に塗布することにより形成される。
その後、焼成を行ない、受光面グリッド電極７や裏面電極９を焼結させ、裏面電極９以外の部分にＡＬ−ＢＳＦ１０を形成させ、太陽電池セル２０が製造される。
【００３１】
この太陽電池セル２０は、隣接する高濃度拡散領域５同士の中心間距離Ｌを１．５〜３．０ｍｍとし、各高濃度拡散領域５の幅をこの中心間距離Ｌの２０〜６０％としたことにより、電極７の位置合わせが容易となり、受光面グリッド電極７の形成を、スクリーン印刷で行うことが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３３】
例えば、半導体基板１の受光面側に高濃度拡散領域５と低濃度拡散領域６を形成する方法として、半導体基板１の受光面全面に低濃度拡散領域６を形成した後、高濃度拡散領域５とするべき部分にリン酸ガラスを残し、追加の熱処理を行なうことで高濃度拡散領域を形成する方法でも良い。
また、半導体基板１の受光面全面に高濃度拡散領域５を形成した後、高濃度拡散領域５を保持すべき部分にレジスト膜３をマスクとして塗布し、露出している部分を、例えばＨＮＯ３／ＨＦなどでエッチングを行ない、低濃度拡散領域６を形成する方法でも良い。
また、半導体基板１上の酸化膜（絶縁膜）にＳｉＯ２を形成し、その上に塗付されたレジスト膜３をマスクとして、ＳｉＯ２を所定のパターンにエッチングを行なった後、レジスト膜３を除去し、半導体基板１の露出部分を高濃度拡散領域５とし、かつ、同時に拡散源である拡散元素がＳｉＯ２を貫通して低濃度拡散領域６を形成する方法でも良い。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、ｐ型の半導体基板１の受光面側にｎ型の拡散層（高濃度拡散領域５、低濃度拡散領域６）を形成する場合を説明したが、ｎ型の半導体基板の受光面側にｐ型の拡散層を形成する場合についても同様の手順で実施できる。
【００３５】
また、高濃度拡散領域５や低濃度拡散領域６の形成、レジスト膜３の形成をスクリーン印刷によって行うことも考えられる。
【実施例】
【００３６】
以下に本発明の実施例及び比較例を挙げて具体的に説明を行なう。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
(実施例１)
実施例１として、p型単結晶シリコン基板（ウエハサイズ１２．５×１２．５ｃｍ、比抵抗０．５〜６．０Ω・ｃｍ）を用意し、高濃度（１０ｗｔ％）の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させて、ダメージ層を取り除いた。さらに低濃度（２ｗｔ％）の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させ、基板表面全体にテクスチャ構造を形成した。その後、基板を洗浄した。洗浄後、９８０℃でドライ酸化を行い、受光面全面へ酸化膜を形成した。その後、低濃度ｎ型拡散を行なう部分をマスクするため、スクリーン印刷機にて、レジスト剤を印刷し、１６０℃の電気乾燥炉で乾燥させた。乾燥後、１０ｗｔ％のフッ化水素酸水溶液へ浸漬させ、高濃度ｎ型拡散部分の酸化膜を除去した後、２ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液によりレジスト剤を取り除き、基板を洗浄、乾燥させた。洗浄後、基板の受光面にオキシ塩化リンを含む雰囲気の電気拡散炉内で拡散を行ない、高濃度ｎ型拡散層を形成した。実施例1では、高濃度ｎ型拡散層のシート抵抗設計値を２０〜４５Ω/□の範囲で変更した。
【００３８】
次に、１０ｗｔ％のフッ酸水溶液へ基板を浸漬させ、低濃度ｎ型拡散部分の酸化膜を取り除き、乾燥後、基板の受光面に再度、オキシ塩化リンを含む雰囲気の８２０℃の電気拡散炉内で拡散を行ない、低濃度ｎ型拡散層を形成した。
【００３９】
次にプラズマエッチャーにて基板周辺部のPN接合分離を行い、引き続き、基板表面に形成されたリン酸ガラスをフッ化水素酸水溶液にて取り除いた（エッチング）後、プラズマCVD装置で、受光面に窒化膜を堆積させて、反射防止膜を形成した。
【００４０】
次に、スクリーン印刷機を用いて、裏面側にＡｇ電極を印刷し、乾燥させた。その後、基板裏面側にアルミニウムなどからなるペーストを塗布、乾燥させた。
さらに受光面側にもスクリーン印刷機を用いて、Ａｇ電極パターンを印刷し、乾燥させた。その後、焼成を行い、ＡＬ−ＢＳＦと裏面電極、受光面グリッド電極を形成し、太陽電池セルを作製した。その断面概略図を、図２に示す。
【００４１】
高濃度ｎ型拡散層のシート抵抗設計値ρｓ（Ω）を変更した時の変換効率（Ｅｆｆ）の変化について、図３にその結果を示す。
【００４２】
図３に示すように、シート抵抗が２５〜４５Ω／□の範囲で、変換効率が良好であることがわかった。
【００４３】
（実施例２）
実施例２として、実施例1と同様の製造方法で行なった。但し、高濃度ｎ型拡散層形成の温度を８７０℃とし、低濃度ｎ型拡散層のシート抵抗設計値を６０〜１０５Ω／□の範囲で変更した。
低濃度ｎ型拡散層のシート抵抗設計値を変更した時の変換効率（Ｅｆｆ）の変化について、図４にその結果を示す。
【００４４】
図４に示すように、シート抵抗が６０〜１０５Ω／□の範囲で、変換効率が良好であることがわかった。
【００４５】
（実施例３）
実施例３として、中心間距離を種々変更させて太陽電池セルを作製した。作製した太陽電池セルの変換効率（Ｅｆｆ）と中心間距離の変化について、図５にその結果を示す。
【００４６】
（実施例４）
実施例４として、高濃度拡散幅を種々変更させて太陽電池セルを作製した。作製した太陽電池セルの変換効率（Ｅｆｆ）と高濃度拡散幅の変化について、図６にその結果を示す。
【００４７】
（実施例５）
実施例５として、ゲッタリングの効果を確認する実験を行なった。従来、電極直下のみにドーパントを高濃度に含む高濃度ｎ型拡散層を形成し、受光面の他の部分の拡散層の表面濃度を下げることにより、変換効率を向上させる方法として、特許文献２（特開２００４−２７３８２６号公報）が公知となっている。当然、高濃度ｎ型拡散層の幅を広げてしまうことにより、短絡電流が減少してしまい、変換効率が低下することが懸念される。
【００４８】
しかしながら、本発明では、受光面電極と比較して、通常よりもかなり広い幅の高濃度n型拡散層幅を形成する選択拡散構造としている。そのような構造とした理由を以下に２点示す。
１．高濃度ｎ型拡散層によるリンゲッタリング効果
太陽電池セルに使用される単結晶シリコン基板は、原料コスト削減を目的として半導体用単結晶シリコンインゴットの端材（インゴットのトップ、テール）を利用したり、半導体デバイスウエハーの再利用をしたりと、種々のシリコン原料を使用することから、汚染不純物（特に重金属汚染）が多く含まれている。また、太陽電池製造過程においても基板が汚染不純物（特に重金属汚染）により汚染される。これらの汚染不純物（特に重金属汚染）により低下した基板品質はリンゲッタリングにより改質でき、太陽電池の変換効率改善に大きな効果をもたらすことが一般的に知られている。
そして、より高温下での熱処理を行なうことで、ゲッタリングの効果が大きく得られることも公知のため、高濃度拡散処理にリンゲッタリングを導入することで、太陽電池の性能向上を図った。
図７は、従来の熱拡散処理（工程Ａ）とリンゲッタリングを導入した熱拡散処理（工程Ｂ）の比較実験の結果である。
熱拡散処理にリンゲッタリングを導入することで、基板内部の重金属不純物が拡散層へ捕獲され、開放電圧の上昇による変換効率の向上が確認出来た。
また、Core scan（Sunlab社製、太陽電池セル特性評価装置）を使用し、受光面グリッド電極印刷前の基板について、開放電圧（Ｖｏｃ）の面内分布を測定した結果を図８に示す。
面内分布の結果より、高濃度拡散部分のほうが、低濃度拡散部分よりも、１５〜２０ｍＶ程度高い結果であった。これは、高濃度拡散部分において、より強いゲッタリング効果が得られていることを示唆している。
つまり、高濃度n型拡散層幅を従来の選択拡散構造よりもかなり広くとることにより、開放電圧（Ｖｏｃ）ならびに変換効率（Ｅｆｆ）の向上を確認することが出来た。
２．印刷精度の低いスクリーン印刷機での量産化対策
図６に示す高濃度拡散幅を広げることで、受光面グリッド電極の印刷にてアライメントにズレが生じても、低濃度ｎ型拡散層に受光面グリッド電極が接触することなく、選択拡散構造を製造することが出来る。
高精度なアライメント機能（例えば、ＣＣＤカメラによるアライメント機能）を持ったスクリーン印刷機を使用せずに、アライメント精度の低いスクリーン印刷機でも、本発明の太陽電池セルは製造可能であり、新規に高精度なスクリーン印刷機を購入する必要もなく、コストの面においても、優位性を発揮することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、太陽電池に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施にかかる太陽電池セルの製造工程の説明図である。
【図２】太陽電池セルの断面概略図である。
【図３】高濃度ｎ型拡散層のシート抵抗ρｓ（Ω／□）と変換効率（Ｅｆｆ）の関係を示すグラフである。
【図４】低濃度ｎ型拡散層のシート抵抗ρｓ（Ω／□）と変換効率（Ｅｆｆ）の関係を示すグラフである。
【図５】中心間距離と変換効率（Ｅｆｆ）の関係を示すグラフである。
【図６】高濃度拡散幅と変換効率（Ｅｆｆ）の関係を示すグラフである。
【図７】ゲッタリング導入による変換効率（Ｅｆｆ）と開放電圧（Ｖｏｃ）の関係を示すグラフである。
【図８】開放電圧（Ｖｏｃ）の面内分布の測定結果である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｌ  中心間距離
Ｍ  幅
１  半導体基板
２  酸化膜
３  レジスト膜
４  隙間部
５  高濃度拡散領域
６  低濃度拡散領域
７  受光面グリッド電極
８  反射防止膜
９  裏面電極
１０  ＡＬ−ＢＳＦ
２０  太陽電池セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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