(57)【要約】【課題】透明電極の表面に、大きさが一定であって規則的な凹凸を形成することによって、外部光を效果的に吸収して効率を向上させることができる太陽電池の製造方法を得る。【解決手段】基板上に、透明導電性酸化物を常温で蒸着して、透明導電性層を形成する段階と、透明導電性層に、第１レーザ装置を利用してレーザビームを照射することによって、透明導電性層を結晶化する段階と、結晶化した透明導電性層を選択的にエッチングすることによって、透明導電性層の表面に多数の凹凸を形成する段階と、多数の凹凸を有する透明導電性層をパターニングして、単位セルに透明電極を形成する段階と、透明電極上に、ｐｎ接合半導体層を形成してパターニングする段階と、パターニングされたｐｎ接合半導体層上に金属物質層を形成し、金属物質層をパターニングして、単位セルに対応した背面電極を形成する段階とを含む。【選択図】図３Ｂ
2010251704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、透明導電性酸化物を常温で蒸着して、透明導電性層を形成する段階と、
前記透明導電性層に、第１レーザ装置を利用してレーザビームを照射することによって、前記透明導電性層を結晶化する段階と、
前記結晶化した透明導電性層を選択的にエッチングすることによって、前記透明導電性層の表面に多数の凹凸を形成する段階と、
前記多数の凹凸を有する透明導電性層をパターニングして、単位セルに透明電極を形成する段階と、
前記透明電極上に、ｐｎ接合半導体層を形成してパターニングする段階と、
前記パターニングされたｐｎ接合半導体層上に金属物質層を形成し、前記金属物質層をパターニングして、前記単位セルに対応した背面電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記透明導電性酸化物は、ＳｎＯ：ＸまたはＺｎＯ：Ｘ（Ｘは金属物質）であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第１レーザ装置は、４０〜６０ＫＨｚの周波数と５〜１０Ｗのパワーとを有し、１０６４ｎｍ波長帯のレーザビームを発生させるＩＲ（Ｉｎｆｒａ  Ｒｅｄ）レーザ装置であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記透明導電性層及びｐｎ接合半導体層のパターニングは、１２Ｗ以上のパワーを有する第２レーザ装置を利用してレーザビームを照射することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記ｐｎ接合半導体層のパターニング時、互いに隣接するｐｎ接合半導体層の境界には前記透明電極が露出され、前記金属物質層のパターニング時に、その下部に位置する前記ｐｎ接合半導体層を共に除去することによって、前記透明電極が露出されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記パターニングされたｐｎ接合半導体層を形成する段階は、
前記透明電極上にｐ型半導体層を形成する段階と、
前記ｐ型半導体層上にｎ型半導体層を形成する段階と、
前記ｎ型及びｐ型半導体層にレーザビームを照射し、前記レーザビームが照射された部分を除去することによってパターニングする段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層との間に、純粋非晶質半導体層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記背面電極を形成する段階は、前記金属物質層を形成して、前記金属物質層にレーザビームを照射してパターニングを実施するか、または前記金属物質層上へのフォトレジストの塗布、露光、露光されたフォトレジストの現像、エッチング及びストリップの工程を含むフォトリソグラフィによりパターニングを実施することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池（ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）に関し、特に電気光学特性を向上させてその効率を最大化させることができる太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換させる半導体素子であり、ｐ型半導体とｎ型半導体との接合部を有し、その基本構造はダイオードと同じである。
【０００３】
一般的に、太陽電池は、互いに異なる電極間に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とが配列されて構成されたｐｎ接合半導体層を有している。
【０００４】
このとき、このような太陽電池が光電エネルギー変換（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）を実行するために、ｐｎ接合半導体層内で電子が非対称に存在しなければならない。すなわち、ｐｎ接合半導体層において、ｎ型半導体層は高い電子密度（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｙ）と低い正孔密度（ｈｏｌｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ）とを有し、ｐ型半導体層は低い電子密度と高い正孔密度とを有するように構成されなければならない。したがって、熱平衡状態において、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とが接合して構成されたｐｎ接合半導体層内におけるキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）濃度の勾配による拡散により、電荷の不均衡が生じる。これにより、電界（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）が形成されて、これ以上のキャリアの拡散が生じなくなる。ここで、伝導帯（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｂａｎｄ）と価電子帯（ｖａｌｅｎｃｅ  ｂａｎｄ）との間のエネルギー差であるバンドギャップエネルギー（ｂａｎｄ  ｇａｐ  ｅｎｅｒｇｙ）よりも大きいエネルギーを有する光が、ｐｎ接合半導体層に照射されると、光エネルギーを受けた電子は、価電子帯から伝導帯まで励起（ｅｘｃｉｔｅ）され、伝導帯に励起された電子は自由に移動し、価電子帯には電子が抜け出た箇所に正孔が生成される。このように生成された自由電子及び正孔は、過剰（ｅｘｃｅｓｓ）キャリアと称され、過剰キャリアは、伝導帯または価電子帯内で密度の差により拡散する。ここで、過剰キャリア、すなわちｐ型半導体層で励起された電子及びｎ型半導体層で生成された正孔は、それぞれ少数キャリア（ｍｉｎｏｒｉｔｙ  ｃａｒｒｉｅｒ）と定義され、接合前のｐ型またはｎ型半導体層内のキャリア（すなわち、ｐ型半導体層の正孔及びｎ型半導体層の電子）は、これと区分して多数キャリア（ｍａｊｏｒｉｔｙ  ｃａｒｒｉｅｒ）と定義される。ここで、多数キャリアは、電界によるエネルギー障壁（ｅｎｅｒｇｙ  ｂａｒｒｉｅｒ）のため流れの妨害を受けるが、ｐ型半導体層の少数キャリアである電子は、ｎ型半導体層側に移動することができる。少数キャリアの拡散により、ｐｎ接合半導体層内に電位差（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｒｏｐ）が生じる。このとき、ｐｎ接合半導体層が外部回路に接続されると、ｐｎ接合半導体層の両極端に発生した起電力により、ｐｎ接合半導体層を電池として用いることができる。
【０００５】
したがって、前述した機能を有する太陽電池には、前述したような内部作用を介して発生した起電力を利用するために、ｐｎ接合半導体層の外側に、透明電極と背面電極とが形成されている。透明電極は、外部の光源から効率的に光をｐｎ接合半導体層の内部に受け入れるために、凹凸が形成された表面を有している。
【０００６】
図１Ａ〜図１Ｆは、従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【０００７】
まず、図１Ａに示されるように、透明な絶縁基板１上に、透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）を、３００〜６００度の高温の雰囲気で、スパッタ装置（図示せず）を用いて全面に蒸着することによって、表面が平坦な透明導電性層４を形成する。このとき、高温の雰囲気での透明導電性酸化物のスパッタリングによる蒸着は、部分的な結晶化を伴うので、透明導電性層４は、ランダムにマイクロ結晶化された部分とマイクロ結晶化された部分の間の非結晶化された部分とを含む。
【０００８】
続いて、図１Ｂに示されるように、透明導電性酸化物が蒸着されて透明導電性層４が形成された基板１を、透明導電性酸化物と反応するエッチング液が入れられた水槽（図示せず）に浸すディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）を実施したり、または透明導電性層４の表面にエッチング液をスプレー（ｓｐｒａｙ）する等のエッチング工程を実施したりすることによって、透明導電性層４の表面に凹凸６を形成する。ここで、透明導電性層４がエッチング液に露出される時間を適切に調節することによって、透明導電性層４が完全にエッチングされることはない。透明導電性層４の表面に対して一部がエッチングされて、一部がエッチングされないことで、透明導電性層４の表面にデコボコな凹凸６が形成される。そして、結晶化された部分と結晶化されていない部分との間のエッチング率の差によって、より一層デコボコな凹凸６が形成される。
【０００９】
次に、図１Ｃに示されるように、表面に凹凸６が形成された透明導電性層４（図１Ｂ参照）に対して、レーザ装置（図示せず）を利用して、レーザビームを照射することによって、透明導電性層４をパターニングし、各単位セルに透明電極８を形成する。１つの単位セルにおける透明電極８は、隣接する単位セルの透明電極８と離隔して配置される。
【００１０】
次に、図１Ｄに示されるように、各単位セルにパターニングされて形成された多数の透明電極８上に、ｎ型不純物を含む半導体物質を蒸着して、ｎ型半導体層１０を基板１全面に形成する。続いて、ｎ型半導体層１０上に、ｐ型不純物を含む半導体物質を蒸着して、ｐ型半導体層１５を形成することによって、ｐｎ接合半導体層２０を形成する。
【００１１】
続いて、図１Ｅに示されるように、ｐｎ接合半導体層２０に対して、レーザ装置（図示せず）を利用してレーザビームを照射することによって、ｐｎ接合半導体層２０をパターニングする。
【００１２】
次に、図１Ｆに示されるように、パターニングされたｐｎ接合半導体層２０上に、金属物質を全面に蒸着し、この金属物質をパターニングして、背面電極３０を形成する。これにより、太陽電池５０を完成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、製作された太陽電池５０において、透明電極８の表面を拡大した図２を参照すると、透明電極８の表面に形成された凹凸６は、その大きさが小さくて不規則に形成されている。ここで、透明導電性酸化物を蒸着する過程で、部分的に結晶化された部分と結晶化されていない部分とのエッチング率の差を利用してエッチングを実施することで凹凸６が形成される。そのため、結晶化された部分が非常に不規則で、また結晶化されるとはいえ非常にマイクロな結晶化が生じるので、凹凸６自体が非常に小さく、その凹凸６の側面と基板１の表面とがなす角が非常に不規則となり、基板１の表面を介して入射する光の効果的な散乱が生じず、太陽電池５０の効率が低減されるという問題がある。
【００１４】
本発明は、前述した問題を解決するためのものであって、透明電極の表面に、その大きさが一定であって規則的な凹凸を形成することによって、外部光を效果的に吸収して効率を向上させることができる太陽電池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】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明による太陽電池の製造方法は、基板上に、透明導電性酸化物を常温で蒸着して、透明導電性層を形成する段階と、透明導電性層に、第１レーザ装置を利用してレーザビームを照射することによって、透明導電性層を結晶化する段階と、結晶化した透明導電性層を選択的にエッチングすることによって、透明導電性層の表面に多数の凹凸を形成する段階と、多数の凹凸を有する透明導電性層をパターニングして、単位セルに透明電極を形成する段階と、多数の透明電極上に、ｐｎ接合半導体層を形成してパターニングする段階と、パターニングされたｐｎ接合半導体層上に金属物質層を形成し、金属物質層をパターニングして、単位セルに対応した背面電極を形成する段階とを含む。
【００１６】
透明導電性酸化物は、ＳｎＯ：ＸまたはＺｎＯ：Ｘ（Ｘは金属物質）である。
【００１７】
また、第１レーザ装置は、４０〜６０ＫＨｚの周波数と５〜１０Ｗのパワーとを有し、１０６４ｎｍ波長帯のレーザビームを発生させるＩＲ（Ｉｎｆｒａ  Ｒｅｄ）レーザ装置である。
【００１８】
透明導電性層及びｐｎ接合半導体層のパターニングは、１２Ｗ以上のパワーを有する第２レーザ装置を利用してレーザビームを照射することによって行われる。
【００１９】
ｐｎ接合半導体層のパターニング時、互いに隣接するｐｎ接合半導体層の境界には透明電極が露出され、金属物質層のパターニング時に、その下部に位置するｐｎ接合半導体層を共に除去することによって、透明電極が露出される。
【００２０】
パターニングされたｐｎ接合半導体層を形成する段階は、透明電極上にｐ型半導体層を形成する段階と、ｐ型半導体層上にｎ型半導体層を形成する段階と、ｎ型及びｐ型半導体層にレーザビームを照射し、レーザビームが照射された部分を除去することによってパターニングする段階とを含み、このとき、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との間に、純粋非晶質半導体層を形成する段階を含む。
【００２１】
また、背面電極を形成する段階は、金属物質層を形成して、金属物質層にレーザビームを照射してパターニングを実施するか、または金属物質層上へのフォトレジストの塗布、露光、露光されたフォトレジストの現像、エッチング及びストリップの工程を含むフォトリソグラフィによりパターニングを実施する。
【発明の効果】
【００２２】
このように、本発明による太陽電池の製造方法により、透明導電体層に対して、レーザ装置によりその表面の一部を溶融および結晶化する工程を行うことで、エッチング液を利用したエッチング工程進行時、透明導電体層の表面に比較的均一な大きさを有する凹凸が生じ、外部光の入射時全反射を防止することによって、透明導電体層の表面を介してｐｎ接合半導体層に入射される光量を最大化させることができる。そのため、光捕獲能力を最大化させることによって、最終的に太陽電池の効率を向上させることができる。
また、透明導電体層の表面結晶化により、透明導電体層自らの透過率、並びに内部及びコンタクト抵抗を減らすことによって、太陽電池の効率をさらに増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図１Ｂ】従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図１Ｃ】従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図１Ｄ】従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図１Ｅ】従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図１Ｆ】従来の太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図２】従来の太陽電池の透明導電体層の表面を拡大して示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図３Ｄ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図３Ｅ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図３Ｆ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図３Ｇ】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る太陽電池の透明導電体層の表面を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明による好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
実施の形態１．
図３Ａ〜図３Ｇは、本発明の実施の形態１に係る太陽電池の製造方法を、段階別に示す工程図である。
【００２６】
まず、図３Ａに示されるように、透明な絶縁基板１０１、例えばガラス基板またはプラスチック基板上に、透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）、例えばＳｎＯ：ＸまたはＺｎＯ：Ｘ（Ｘは金属物質）の中一つを、常温の雰囲気で、スパッタ装置（図示せず）を用いて全面に蒸着することで、表面が平坦な透明導電性層１０４を形成する。このとき、上記のような常温におけるスパッタリングによって、透明導電性層１０４を形成することは、本発明の特徴的な部分である。従来の場合は、透明導電性層の表面に結晶化した部分と結晶化されない部分とが存在するように、必ず３００〜６００度の高温の雰囲気で透明導電体層を形成しなければならなかったが、本発明の場合、常温でスパッタリングを行っても構わない。このことは、これ以降行われるレーザビーム照射による透明導電体層表面の結晶化工程に起因する。このような透明導電体層の結晶化工程について、以後詳細に説明する。
【００２７】
次に、図３Ｂに示されるように、常温の雰囲気で透明導電性層１０４が形成された基板１０１において、透明導電性層１０４の表面に、レーザ装置１９０を利用して、常温の雰囲気でレーザビームＬＢを照射する。これにより、透明導電性層１０４の表面から所定厚さを溶融させ、自然に凝固させることで、その表面の一定厚さに対して結晶化が行われる。透明導電性物質は、溶融されてから凝固するまでの過程で結晶化する特性を有するので、前述したレーザビームＬＢの照射により結晶化が行われる。ここで、レーザ装置１９０は、透明導電性物質を瞬間的に溶融させるのに最も適したものとして、ＩＲ（Ｉｎｆｒａ  Ｒｅｄ）レーザ装置であることが好ましい。また、ＩＲレーザ装置１９０のレーザビームＬＢの波長は１０６４ｎｍ、パワーは５〜１０Ｗ、周波数は４０〜６０ＫＨｚであることが好ましい。ＩＲレーザ装置１９０のパワーが１０Ｗより大きい場合には、単位面積当たりのレーザビームＬＢのパワーが大きくなりすぎて、透明導電性層１０４表面の結晶化が行われる前に、基板１０１上で透明導電性層１０４が気化されて除去される。このように、ＩＲレーザ装置１９０を用いて、前述した最適の条件を有するレーザビームＬＢを透明導電性層１０４の表面に照射する場合、透明導電性層１０４の表面で結晶化が行われて多数のグレイン（図示せず）が形成される。これらのグレインは、透明導電性層１０４の全面に対してほぼ一定の大きさを有する。
【００２８】
次に、図３Ｃに示されるように、透明導電性層１０４上に特定条件のＩＲレーザビーム（図３ＢのＬＢ）が照射された基板１０１を、透明導電性酸化物と反応するエッチング液が入れられた水槽（図示せず）に浸すディッピングを実施したり、または透明導電性層１０４の表面にエッチング液をスプレーする等のエッチング工程を実施したりすることによって、透明導電性層１０４の表面に凹凸１０６を形成する。ここで、ＩＲレーザビーム（図３ＢのＬＢ）さらされた透明導電性層１０４がエッチング液に露出される時間を適切に調節することによって、透明導電性層１０４が完全にエッチングされることはない。透明導電性層１０４の表面に対して一部がエッチングされて、一部がエッチングされないことで、透明導電性層１０４の表面にデコボコな凹凸１０６が形成される。この場合、ＩＲレーザビーム（図３ＢのＬＢ）の照射により、その表面の所定厚さが結晶化された透明導電性層１０４は、結晶化したグレイン（図示せず）と、グレイン（図示せず）間の境界とにおけるエッチング比率が異なり、グレイン（図示せず）の境界部分でさらに速いエッチングが行われるようになる。グレイン（図示せず）の中央部を基準にして、グレイン（図示せず）の縁部へ行くほどエッチングが漸進的に行われることで、ほぼ一定の大きさを有するグレイン単位で、その大きさがほぼ一定の凹凸１０６が形成される。このような透明導電性層１０４の表面に形成された凹凸１０６は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池の透明電極表面を拡大して示す断面図である図４を参照すると、従来の高温蒸着及びエッチングにより形成された透明導電体層の凹凸（図２の６）と比較して、その大きさが大きく、かつ基板１０１の全面にわたって一定である。したがって、凹凸１０６の側面と基板１０１の表面とが成す角度もほぼ変化がなく一定な角度を有する。これにより、従来のものより効率的に光の入射時全反射を防止し、光の散乱を拡大して、光捕獲を増大させることができる。
【００２９】
一方、透明導電性層１０４表面の凹凸１０６の高さと、その側面が基板１０１面と成す角度とは、エッチング液に露出される時間を調節することによってある程度調節が可能である。従来の場合は、透明導電体層が高温で蒸着形成されて、マイクロな結晶質と非晶質状態の部分とが構成されるので、これをエッチングすることによって形成される凹凸（凸部）の大きさは、非常に多様であって、エッチング時間を調節するとしても、凹凸の側面と基板面とが成す角度を調節する余地がなかった。しかしながら、本発明の場合、ＩＲレーザ装置（図３Ｂの１９０）を利用した結晶化工程により、結晶化して形成されるグレイン（図示せず）の大きさがほぼ一定なので、エッチング時間を調節することによって、凹凸１０６側面と基板１０１面とが成す角度をある程度調節することができる。
【００３０】
次に、図３Ｄに示されるように、その表面に結晶化工程により、基板１０１全面にわたって比較的その大きさが一定な凹凸１０６が形成された透明導電体層（図３Ｃの１０４）に対して、レーザ装置（図示せず）を利用して、レーザビーム（図示せず）を照射することによって、透明導電体層（図３Ｃの１０４）をパターニングする。ここで、レーザ装置は、ＩＲレーザ装置であって、ＩＲレーザ装置のパワーは、１２〜２０Ｗ程度である。１２Ｗよりも小さなパワーで透明導電体層にレーザビームを照射する場合、特に１０Ｗ以下のパワーを有する場合は、透明導電体層を溶融させて結晶化工程が行われるだけであって、ほとんど除去されなくなる。
【００３１】
一方、このような１２Ｗ以上のパワーを有するレーザビームを照射して、レーザビームが照射された部分が除去されることによって、多数の一定な大きさの凹凸１０６をその表面に有する透明導電性層１０４は多数に分離され、各単位セルに透明電極１０８が形成される。１つの単位セルにおける透明電極１０８は、隣接する単位セルの透明電極１０８と離隔して配置される。
【００３２】
次に、図３Ｅに示されるように、各単位セルにパターニングされて一定な大きさの凹凸１０６をその表面に有する透明電極１０８上に、ｎ型不純物を含む半導体物質を蒸着して、ｎ型半導体層１１０を基板１０１全面に形成する。続いて、ｎ型半導体層１１０上に、ｐ型不純物を含む半導体物質を蒸着して、ｐ型半導体層１１５を形成することによって、パターニングされた透明電極１０８上にｐｎ接合半導体層１２０を形成する。このとき、ｐｎ接合半導体層１２０は、ｐ型半導体層１１０とｎ型半導体層１１５との間に形成された純粋非晶質シリコン層（図示せず）を有していてもよい。
【００３３】
続いて、図３Ｆに示されるように、ｐｎ接合半導体層１２０に対して、レーザ装置（図示せず）を利用してレーザビーム（図示せず）を照射することによって、ｐｎ接合半導体層１２０をパターニングする。ここで、パターニングされて多数に分離されたｐｎ接合半導体層１２０は、各終端が各セル別にパターニングされた透明電極１０８の終端と一致しないようにすることで、各ｐｎ接合半導体層１２０間に、透明電極１０８が露出されるように形成される。すなわち、パターニングされた透明電極１０８の境界とパターニングされたｐｎ接合半導体層１２０の境界とは、互いに重ならないように形成される。このようなｐｎ接合半導体層１２０のパターニングのためには、透明電極１０８をパターニングするときよりもさらに大きいパワーを有するレーザビームを照射する必要がある。したがって、ＩＲレーザ装置よりも半導体物質層にさらによく吸収される１９０〜３０８ｎｍ波長帯のレーザビーム照射が可能なレーザ装置、例えばエキシマ（Ｅｘｃｉｍｅｒ）レーザ装置またはＮｄ−Ｙａｇレーザ装置を用いることが好ましい。この場合、１９０〜３０８ｎｍの波長帯を有するエキシマ（Ｅｘｃｉｍｅｒ）レーザ装置またはＮｄ−Ｙａｇレーザ装置によるレーザビームは、吸収波長帯の異なる透明電極には吸収されないので、何ら影響を与えることがない。
【００３４】
次に、図３Ｇに示されるように、パターニングされたｐｎ接合半導体層１２０上に、金属物質、特に反射特性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金を全面に蒸着し、この金属物質をパターニングして、背面電極１３０を基板１０１全面に形成し、背面電極１３０をパターニングする。これにより、本発明による太陽電池１５０を完成することができる。
【００３５】
このとき、背面電極１３０のパターニングは、透明電極とｐｎ接合半導体層とをパターニングする方法のように、レーザ装置を利用して実施してもよいし、また、フォトリソグラフィ、すなわち、感光性物質であるフォトレジストの塗布、露光、露光されたフォトレジストの現像、エッチングなど一連の工程を行うことによって実施してもよい。
【００３６】
一方、背面電極１３０がパターニングされて除去される各境界は、その下部に位置するｐｎ接合半導体層１２０まで除去されて、透明電極１０８が露出されるように形成される。前述したような形態になるように背面電極１３０をパターニングする理由は、各セル別に形成されたｐｎ接合半導体層１２０に外部光（太陽光）が入射して、その内部で特殊な作用を介して作られた起電力を各セル別に直列接続させるためである。太陽電池１５０は、数多くのセルで構成されて、各セルで外部光の照射により作られる起電力は、非常に小さな電圧である。そのため、この電圧を電子機器などに利用するには、十分な電圧ではない。そこで、隣接する各セルに具備された背面電極１３０と透明電極１０８とを直列接続することにより、各セルの起電力を合算して比較的大きい電圧を利用することができる。
【００３７】
一方、前述したように製造された太陽電池は、透明電極の表面に比較的その大きさが一定であって、従来のレーザビーム照射により結晶化段階なしに形成された凹凸よりもその大きさが大きい凹凸を形成することで、外部光の照射時に外部光の全反射を効果的に防止することができ、透明導電体層の表面を介してｐｎ接合半導体層に入射される光量を最大化させ、ひいては光捕獲能力を最大化させることによって、最終的に太陽電池の効率を向上させることができる。また、透明導電体層の表面結晶化により、透明導電体層自らの透過率、並びに内部及びコンタクト抵抗を減らすことによって、太陽電池の効率をさらに増大させることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０１：基板、１０４：透明導電性層、１９０：ＩＲレーザ装置、ＬＢ：レーザビーム。
【図１Ａ】
2010251704.tif 000003
【図１Ｂ】
2010251704.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2010251704.tif 000006
【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
2010251704.tif 000009
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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