(57)【要約】【課題】電流損失及び膜中欠陥を抑え光電変換効率の高いへテロ接合シリコン太陽電池を得ること。【解決手段】第１導電型の単結晶シリコン基板１と、この単結晶シリコン基板の第１の主面１Ａ上に、順次積層された、真性の非晶質シリコン層２１と、微結晶シリコン層４と、第２導電型を有する非晶質シリコン層２２とを備え、へテロ接合シリコン太陽電池を構成している。これにより、光吸収損失を増加させることなく膜中水素拡散による効率低下を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型を有する結晶系シリコン基板と、
前記結晶系シリコン基板の第１の主面上に、順次積層された、真性の非晶質シリコン系薄膜と、微結晶シリコン系薄膜と、第２導電型を有する導電性シリコン薄膜とを備えたことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記微結晶シリコン系薄膜は、炭素あるいは酸素、窒素を含む微結晶シリコン化合物で構成されてい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】
前記真性の非晶質シリコン系薄膜の膜厚は１ｎｍ以上３ｎｍ以下であり、
前記微結晶シリコン系薄膜の膜厚は３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記微結晶シリコン系薄膜は、膜中の結晶成分が５０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記微結晶シリコン系薄膜は、膜中水素量が７％未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記微結晶シリコン化合物の電子親和力が４．０５ｅＶ未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記第２導電型のシリコン系薄膜層は、
前記結晶系シリコン基板側を微結晶シリコン系薄膜、透明導電膜側を非晶質シリコン系薄膜とした２層構造で構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項８】
第１導電型を有する結晶系シリコン基板の第１の主面上に、真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程と、
第２導電型を有する導電性シリコン薄膜を形成する工程とを順次実行し、太陽電池を製造する方法であって、
前記真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程後、前記第２導電型を有する導電性シリコン薄膜を形成する工程に先立ち、真性の微結晶シリコン系薄膜を形成する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程および前記真性の微結晶シリコン系薄膜を形成する工程は、シランと水素を原料ガスとするＣＶＤ工程であり、
前記真性の微結晶シリコン系薄膜を形成する工程は、前記真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程後に、水素の流量比を高めるとともに製膜圧力を高め、製膜する工程であることを特徴とする請求項８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、太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光起電力装置として単結晶シリコンや多結晶シリコン等の結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系太陽電池が太陽電池市場において高いシェアを持っている。特に単結晶シリコン太陽電池は、一般に普及している太陽電池の中では極めて高い光電変換効率を持ち、今後も太陽電池市場の中では主流となっていくと考えられる。これらのうち代表的な高効率単結晶シリコン太陽電池の構造として、単結晶シリコン基板上に非晶質シリコン系薄膜を形成した単結晶ヘテロ接合シリコン太陽電池が挙げられる。中でも単結晶シリコン基板と導電性非晶質シリコン層との間に真性の非晶質シリコン系薄膜を挿入した太陽電池は、最高レベルの光電変換効率を達成する手段の１つとして利用されている。この構造では、真性非晶質シリコン層の導入により、従来の結晶系シリコン太陽電池で効率を低下させる要因となっていた結晶基板表面でのキャリア再結合を抑制し、効率の向上をはかることができる。
【０００３】
しかしながら、この高効率ヘテロ接合太陽電池では、基板表面に積層された真性な非晶質シリコンに含まれる過剰な膜中水素によって基板表面の欠陥準位がパッシベートされ欠陥が低減される。この構造は一方で、過剰に含まれる膜中水素の影響により長期的には特性が劣化しやすいという問題を含んでいる。
【０００４】
非晶質シリコンは、結晶シリコンと異なり多くの未結合手、ダングリングボンドを持っておりこれが欠陥となって効率を低下させる。通常はダングリングボンドを水素で終端することで欠陥低減を図っているが、水素終端部は光刺激などにより結合が解かれる場合がある。このような場合、膜中の過剰な水素が拡散することでドープ層の活性化度を低下させるという問題も発生させることになる。
【０００５】
この構造への対策として、界面の一部にのみ水素過剰な非晶質シリコン層を製膜し、その上から膜中水素量が十分少ない非晶質シリコン層を積層するという方法がある。例えば特許文献１では熱工程での膜中水素の拡散を防止するためにこのような構造を利用した技術が開示されている。この技術を用いることで水素の脱離・拡散による太陽電池の特性低下を防止することはできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３９１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記技術によれば、膜中水素量の少ない非晶質シリコンは同時にバンドギャップが狭く光吸収量が多いという特徴も併せ持っているため、発電層に届く光の量が減少してしまうおそれがある。また膜中水素量の少ない非晶質シリコンはダングリングボンドが十分終端されていないため、それ自体が再結合損失の原因となり得る。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光吸収損失の増大を抑制し、高効率の太陽電池を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、結晶系シリコン基板と導電性シリコン薄膜とのヘテロ接合を用いた太陽電池であり、その受光面においてこの結晶系シリコン基板と導電型シリコン薄膜との間の基板側に真性の非晶質シリコン系薄膜、導電性薄膜側に微結晶シリコン薄膜層を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、真性の非晶質シリコン系薄膜の上に微結晶シリコンからなる水素拡散防止層が形成される。これにより、非晶質シリコン系薄膜層から脱離した水素がp層側へ拡散することで活性化率が低下し、開放電圧が低下するのを防ぐことができる。また拡散防止層が間接遷移半導体である微結晶シリコンによって形成されているため、光吸収損失の増大を抑制することができる。またダングリングボンドによる再結合損失の考慮も不要であるため、本発明ではイニシャルでの太陽電池特性を低下させることなく拡散防止層を導入することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による太陽電池構造を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１による太陽電池の第１主面側のバンド構造を示した図である。
【図３−１】図３−１は、本発明の実施の形態１による太陽電池の製造工程を示す工程断面図である。
【図３−２】図３−２は、本発明の実施の形態１による太陽電池の製造工程を示す工程断面図である。
【図３−３】図３−３は、本発明の実施の形態１による太陽電池の製造工程を示す工程断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２による太陽電池構造を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２による太陽電池の第１主面側のバンド構造を示した図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３による太陽電池構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３による太陽電池の第１主面側のバンド構造を示した図である。
【図８】図８は、比較例による太陽電池構造を示す断面図である。
【図９】図９は、比較例による太陽電池の第１主面側のバンド構造を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る太陽電池の実施形態をなお、本発明は以下の記述に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。
【００１３】
実施の形態１．
図１は本発明における太陽電池の実施の形態１の太陽電池を示す断面図である。本実施の形態１では、第１導電型を有する結晶系シリコン基板と、前記結晶系シリコン基板の第１の主面上に、順次積層された、真性の非晶質シリコン系薄膜と、微結晶シリコン系薄膜と、第２導電型を有する導電性シリコン薄膜とを備えたことを特徴とする。本実施の形態１に係る太陽電池は、第１導電型を有する結晶系シリコン基板としてｎ型の単結晶シリコン基板１を用い、真性の非晶質シリコン系薄膜としては真性の非晶質シリコン層（非晶質シリコンｉ層）２１、微結晶シリコン系薄膜としては真性の微結晶シリコン層（微結晶シリコンｉ層）４、第２導電型を有する導電性シリコン薄膜としてはｐ型非晶質シリコン層（非晶質シリコンｐ層）２２を用いた。
【００１４】
すなわち、本実施の形態１の太陽電池では、ｎ型の単結晶シリコン基板１の第１主面１Ａ、所謂受光面側に非晶質シリコンｉ層２１及び微結晶シリコンｉ層４を挟んでｐ型にドープされた導電性薄膜シリコン層である非晶質シリコンｐ層２２が形成されている。これら非晶質シリコンｉ層２１、微結晶シリコンｉ層４、非晶質シリコンｐ層２２の積層構造体を覆うように透明導電膜２３が形成され、その上部に金属電極として櫛形の銀電極２４が形成されている。
【００１５】
第２主面１Ｂ側にも同様に真性の非晶質シリコン層（非晶質シリコンｉ層）３１を挟んで導電性薄膜シリコン層（非晶質シリコンｎ層）３２が形成されている。こちらの場合、裏面電界効果を得るためにｎ型にドープされた導電性薄膜シリコン（非晶質シリコンｎ層）が用いられる。そしてこの非晶質シリコンｎ層上に透明導電膜３３及び裏面銀電極（金属電極）として３４を備える。
【００１６】
上記構成によれば、真性な非晶質シリコン層（非晶質シリコンｉ層）の上に微結晶シリコン層（微結晶ｉ層）を追加することで受光面（第１主面１Ａ）側での光吸収を増大することなく非晶質シリコン層から脱離した水素の拡散を防ぐことができる。
【００１７】
次に、本実施の形態における太陽電池の製造方法について説明する。図３−１〜図３−３は本実施の形態の太陽電池の製造方法を示す工程断面図である。
【００１８】
本実施の形態においては基板としてｎ型の単結晶シリコン基板１（以下基板ということもある）を用いている。基板の厚みは約２００μmとした。ここで、基板としてはｎ型の他、ｐ型の単結晶シリコン基板を用いることも可能ではある。しかしながら、光吸収量が多くなる受光面付近での少数キャリア移動度を高めるためには、ｎ型単結晶シリコンを用い、受光面側に非晶質シリコンｐ層を形成することにより逆接合を形成することが望ましい。少数キャリア移動度は通常、正孔よりも電子のほうが高いためこのように受光面側の少数キャリアが電子となる構造とすることで損失を抑えることができる。
【００１９】
まず、図３−１に示すように、ｎ型の単結晶シリコン基板１のこのｎ型の単結晶基板１の第１主面１Ａおよび第２主面１Ｂ、両表面に対してアルカリ異方性エッチングを行うことで１１１結晶面が露出したテクスチャ構造を形成した（微細構造であるためテクスチャ構造は図面上表示していない）。ｎ型の単結晶基板１は結晶方位１００面のものを用いた。この時、テクスチャ構造は受光面側に形成されていることが望ましい。また本実施の形態のように裏面側での光散乱効果を考え、裏面側にもテクスチャ構造を形成することもできる。
【００２０】
次に図３−２に示すように、ＰＥＣＶＤ装置を用いてｎ型の単結晶シリコン基板１の第１主面１Ａに薄膜シリコン層を形成した。基板側から順に真性な非晶質シリコン層（非晶質シリコンｉ層）２１、微結晶シリコン層（微結晶ｉ層）４、ｐ型非晶質シリコン層（非晶質シリコンｐ層）２２を製膜した。本実施の形態ではそれぞれ狙い膜厚を２ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍとした。なおこの時の膜厚については一般的には非晶質シリコンｉ層２１は基板へのパッシベーションを行うための最低限度の膜厚が堆積されている必要があり、また後述する水素脱離による欠陥を低減する必要がある。この観点から非晶質シリコンｉ層２１の膜厚は、１ｎｍ以上かつ３ｎｍ以下とすることが望ましい。非晶質シリコンｉ層２１の膜厚が１ｎｍに満たないと、非晶質シリコンｉ層２１に含まれる過剰な膜中水素によって基板表面の欠陥準位をパッシベートし欠陥を低減することが難しい。一方で、非晶質シリコンｉ層２１の膜厚が３ｎｍを越えると、過剰に含まれる膜中水素の影響により特性が劣化するおそれがある。
【００２１】
また微結晶ｉ層４については光吸収損失を防ぎかつ非晶質シリコンｉ層２１からの水素拡散、非晶質シリコンｐ層２２からのドーパント拡散を防ぐため３ｎｍから８ｎｍの膜厚範囲にあることが望ましい。微結晶シリコンｉ層４の膜厚が３ｎｍに満たないと、拡散防止効果が十分でなく、非晶質シリコンｉ層２１からの水素拡散、非晶質シリコンｐ層２２からのドーパント拡散を防ぐことが困難である。また微結晶シリコンｉ層４の膜厚が８ｎｍを越えると、光吸収損失が増大する。
【００２２】
このように、真性な非晶質シリコン系薄膜層としては、１ｎｍ以上３ｎｍ以下の膜厚で形成するのが望ましく、微結晶シリコン系薄膜層は３ｎｍ以上の膜厚を持つようにするのが望ましい。この構成により、水素過多となる非晶質シリコン層の膜厚を減らし、かつ微結晶シリコン薄膜が十分水素拡散、あるいはｐ層側からのドーパント拡散に対する障壁として作用するものとなる。
【００２３】
なお本実施の形態における製膜条件は非晶質シリコンｉ層２１の場合、材料ガスとしてシラン、水素をそれぞれ５０ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍ、圧力１５０Ｐａ、ＲＦ出力を２０ｍＷ毎平方ｃｍ、また微結晶シリコンｉ層４においてはシラン、水素をそれぞれ１０ｓｃｃｍ、１０００ｓｃｃｍ、圧力８００Ｐａ、ＲＦ出力を２００ｍＷｃｍ-2、最後に非晶質シリコンｐ層２２においてはシラン、水素、及びｐ型ドーパントであるホウ素の添加用にジボランをそれぞれ１０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ、４０ｓｃｃｍ、圧力１５０Ｐａ、ＲＦ出力を２００ｍＷｃｍ-2とした。なお製膜温度は全層共通で１５０℃とした。またここで用いたジボランは水素によって２００倍に希釈されたものを用いている。製膜条件についてはこれに限定されるものではなく環境に応じて適宜変更が可能である。また非晶質シリコンｐ層２２、非晶質シリコンｉ層２１としてはシリコンに限定されることなく、バンドギャップを制御するために、非晶質炭化シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコンなどを用いてもよい。ここで非晶質シリコンｉ層２１の製膜工程の途中で、シランに対する水素の流量比をあげ、製膜室の圧力を高めることによって、微結晶シリコンｉ層４が形成される。したがって製膜室内で真空を破ることなく、きわめて容易に製膜することができる。
【００２４】
その後、図３−３に示すように、ＰＥＣＶＤ装置を用いてｎ型単結晶シリコン基板１の第２主面１Ｂ側の製膜を行った。こちら側については、非晶質シリコンｉ層３１を５ｎｍ堆積し、ｎ型非晶質シリコン層（以下非晶質シリコンｎ層ということもある）３２を１０ｎｍ堆積した。製膜条件は非晶質シリコンｉ層の場合、材料ガスとしてシラン、水素をそれぞれ５０ｓｃｃｍ、３００ｓｃｃｍ、非晶質シリコンｎ層の場合、材料ガスとしてシラン、水素、及びｎ型ドーパントであるリンの添加用にフォスフィンをそれぞれ１０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ用いた。共通条件として製膜圧力は１５０Ｐａ、製膜温度は１５０℃、ＲＦ出力は２０ｍＷｃｍ-2とした。またここで用いたフォスフィンは、水素によって１００倍に希釈されたものである。製膜条件についてはこれに限定されるものではなく環境に応じて適宜変更が可能である。また第１主面１Ａ側と同様に非晶質シリコンｉ層３１に対して非晶質酸化シリコン、非晶質炭化シリコン、非晶質窒化シリコンなどの非晶質シリコン系合金を用いたり、非晶質シリコンｎ層３２に対してこれら非晶質シリコン系合金や微結晶シリコン及びその合金を用いたりしてバンドギャップの制御を行うことも可能である。
【００２５】
次にスパッタリング装置を用いて基板１の両全面に酸化インジウムからなる透明導電膜２３、３３を形成した。厚さは両面ともに８０ｎｍとした。透明導電膜としては酸化インジウム以外にも、ＩＴＯや酸化亜鉛などを用いることもできる。
【００２６】
最後に第１主面１Ａ側にグリッド状の櫛形銀電極２４を、第２主面１Ｂ側の全面に銀電極３４を印刷、形成し、図１に示した太陽電池を作成した。なお櫛形銀電極２４の幅は２００μmとし、電極間の距離は２ｍｍとした。
【００２７】
本実施の形態で作製された太陽電池によると、熱や光刺激により受光面側に積層された非晶質シリコンｉ層２１から水素が遊離し拡散をするが、この水素は非晶質シリコンｉ層２１の上部に積層された真性の微結晶シリコン層(微結晶シリコンｉ層)４で捕獲され非晶質シリコンｐ層２２への侵入を防ぐことができる。またｉ層の大部分を微結晶シリコン層が占めることで遊離、拡散する水素量自体を低減することができる。
【００２８】
なおここで言う微結晶シリコンとは、ラマン分光測定により膜中の結晶シリコン、非晶質シリコンのピーク強度比が４．０を超えるものを指す。もしくは膜中水素量が７％未満となっている膜を指す。なお膜中水素量については赤外分光法（ＦＴＩＲ）や中エネルギーイオンビーム分析（ＥＲＤＡ）などから定量することができる。なおここで言う微結晶シリコンは波長４００ｎｍの光の吸収係数が１０5ｃｍ-1以下となっており、一般的な非晶質シリコンと比べて１桁程度光吸収係数が小さい。このため本実施例で用いられる拡散防止層においては光吸収損失をほとんど無視することができる。
【００２９】
なお、微結晶シリコン系薄膜層は膜中の結晶成分が５０％以上のものを用いるのが望ましい。膜中の結晶成分が５０％以上となるようにしたとき、微結晶シリコンは波長４００ｎｍの光の吸収係数が１０5ｃｍ-1以下となっている。これにより、膜中に多くの結晶成分を含むことで光透過性を十分に高めることができる。非晶質シリコンにわずかに結晶成分を含むような膜の場合は、バンドギャップが調整される程度で十分な透過性を得ることができない。
【００３０】
図２は実施の形態１における太陽電池の第１主面１Ａ側におけるバンド構造を示している。一応非晶質シリコンｉ層２１によってエネルギー障壁が形成されていることがわかる。
【００３１】
また本実施の形態では、真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程後、第２導電型を有する導電性シリコン薄膜を形成する工程に先立ち、真性の微結晶シリコン系薄膜を形成する工程を実行するのみで、特別な装置を必要とすることなく、容易に光吸収損失が少なく、高効率の太陽電池を製造することが可能である。
【００３２】
さらにまた、真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程および真性の微結晶シリコン系薄膜を形成する工程は、シランと水素を原料ガスとするＣＶＤ工程を用いている。このとき、真性の非晶質シリコン系薄膜を形成する工程後に、製膜室を開放することなく、水素の流量比を高めるとともに製膜圧力を高め、製膜するのみで、真性の微結晶シリコン系薄膜を形成することができるため、極めて容易に信頼性の高い太陽電池を製造することが可能となる。
【００３３】
実施の形態２.
実施の形態１では受光面側つまり基板１の第１主面１Ａ側の非晶質シリコンｉ層２１の上部に微結晶シリコンｉ層４を積層した。これに対し、本実施の形態では図４に断面図を示すように、微結晶シリコンｉ層４に代えて、微結晶酸化シリコンｉ層１４を用いたことを特徴とする。他の構成については前記実施の形態１の太陽電池と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
微結晶シリコンｉ層は、非晶質シリコンｉ層からの水素拡散、非晶質シリコンｐ層からのドーパント拡散を防ぐことができ、拡散防止効果を持つ層として優れている。しかしながら微結晶シリコンは電子親和力が大きいという問題がある。比較のために、図８に比較例の太陽電池の断面図、図９に同バンド構造を示した。本実施の形態１の太陽電池の構成によれば、非晶質シリコンｉ層２１と非晶質シリコンｐ層２２との間に微結晶シリコン層４が形成されている。そして図２に実施の形態１における太陽電池の第１主面１Ａ側におけるバンド構造を示した。この構造では結晶シリコンと微結晶シリコン層との電子親和力が４．０５ｅＶと等しくなるため、本来非晶質シリコンによって作られていたエネルギー障壁を電子がすり抜けてしまうおそれがある。そこで本実施の形態では微結晶シリコンｉ層４の製膜時、製膜ガスに二酸化炭素を加え、微結晶シリコンに酸素を添加した微結晶酸化シリコンを導入した。
【００３５】
図５は本実施の形態の太陽電池の場合のバンド図である。本実施の形態では、真性の微結晶シリコン層（微結晶シリコンｉ層）４に代えて真性の微結晶酸化シリコン層１４を導入したものである。微結晶酸化シリコンは微結晶シリコンと比較して電子親和力が小さくなるため本問題を解決できるほか、バンドギャップも広くなりより光吸収損失を低減できる。なお本形態では微結晶酸化シリコンを用いたが電子親和力の小さい微結晶ワイドバンドギャップシリコン化合物、例えば微結晶炭化シリコンなどを用いても良い。この時電子親和力は４．０５ｅＶ未満となっていることが必要である。特に電子に対する障壁として十分な効果を発揮するためには、シリコン基板に対して０．１ｅＶ以上電子親和力に差があること、すなわち３．９５ｅＶ以下になっていることが望ましい。
【００３６】
以上のように、微結晶シリコン化合物の電子親和力が４．０５ｅＶ未満とするのが望ましい。電子親和力が結晶シリコンより小さくなることで結晶基板側からｐ層側に対して電子が流入してくる確率を低減することができる。
【００３７】
このように本実施の形態によれば、微結晶酸化シリコン層１４を用いたことで微結晶層の電子親和力が結晶シリコンより小さくなることで、結晶基板側からｐ層側に対して電子が流入してくる確率を低減することができる。
【００３８】
なお、水素拡散防止層として、膜中に炭素あるいは酸素、窒素を含む微結晶シリコン化合物を用いることで、さらにバンドギャップが広がり、更なる光吸収損失の抑制をはかることができる。また、隣接する非晶質シリコン層とのバンドギャップ差を減らし界面抵抗を低減することが可能である。
【００３９】
実施の形態３.
ヘテロ接合太陽電池においてはより電界強度を高めるためにｐ層には非晶質シリコンを用いている。しかしながら微結晶シリコンをｉ層に導入する場合、図２に示したバンド構造図のように非晶質シリコンｐ層２２と微結晶シリコンｉ層４との間で伝導帯準位Ｅcの差による正孔障壁が形成される。そこで本実施の形態ではｐ層の製膜初期部分を微結晶シリコンとしｐ層を２層構造とすることで問題を解決しさらに効率の向上をはかるものである。
【００４０】
図６に本実施の形態の太陽電池の断面図を示す。本実施の形態ではｎ型の単結晶シリコン基板１の第１主面１Ａに真性な非晶質シリコン層(非晶質ｉ層)２１、微結晶シリコン層４を積層した後、ｐ型微結晶シリコン層（微結晶シリコンｐ層）２を形成する。その後非晶質シリコンｐ層（非晶質シリコンｐ層）２２を積層する。この時の膜厚は微結晶シリコンｐ層２を５ｎｍ、非晶質シリコンｐ層２２を５ｎｍとしたが、膜厚設定はこの限りではない。微結晶シリコンｐ層２および非晶質シリコンｐ層２２の２層構造からなるｐ層での光吸収損失と電界強度の維持を考えて適宜変更可能である。なお非晶質シリコンｐ層２２については光吸収損失を無視することができるため、光吸収損失という観点からは特に膜厚制限はない。
【００４１】
この構造により図７にバンド構造図を示すようにホールがｐ層とｉ層との界面で蓄積されることなく流れていくためｐ層とｉ層との界面での再結合損失を低減することができる。
【００４２】
以上のように本実施の形態の太陽電池によれば、ｐ層を微結晶シリコンｐ層２および非晶質シリコンｐ層２２の２層構造とすることで、ｐ層と水素拡散抑制層である微結晶シリコン層４とのバンドギャップ差をなくすことで界面での再結合損失を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる太陽電池およびその製造方法は、光吸収損失の低減と変換効率の向上に有用であり、特に、非晶質半導体薄膜を用いた単結晶ヘテロ接合太陽電池に適している。
【符号の説明】
【００４４】
１  ｎ型単結晶シリコン基板、２  ｐ型微結晶シリコン層（微結晶シリコンｐ層）、４  真性微結晶シリコン層（微結晶シリコンｉ層）、１４  真性微結晶酸化シリコン層（微結晶酸化シリコンｉ層）、２１  真性非晶質シリコン層（非晶質シリコンｉ層）、２２  ｐ型非晶質シリコン層（非晶質シリコンｐ層）、２３  透明導電膜、２４  銀電極、３１  真性非晶質シリコン層（非晶質シリコンｉ層）、３２  ｎ型非晶質シリコン層（非晶質シリコンｎ層）、３３  透明導電膜、３４  裏面銀電極。
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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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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【図９】
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