(57)【要約】【課題】製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑えることが可能な結晶太陽電池の製造方法および結晶太陽電池を提供する。【解決手段】結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、結晶基板の表面にマスク層を形成する工程と、マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射されたマスク層の一部に開口部を設ける工程とを含む結晶太陽電池の製造方法およびその方法によって製造された結晶太陽電池である。【選択図】図１
2014086590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、
前記結晶基板の表面にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層にレーザ光を照射することによって前記レーザ光が照射された前記マスク層の一部に開口部を設ける工程と、を含む、結晶太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記結晶基板にシリコン結晶基板を用い、
前記マスク層として前記シリコン結晶基板の自己酸化膜を形成する、請求項１に記載の結晶太陽電池の製造方法。
【請求項３】
結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、
前記結晶基板の表面に第１のマスク層を形成する工程と、
前記第１のマスク層にレーザ光を照射することによって前記レーザ光が照射された前記第１のマスク層の一部に開口部を設ける工程と、
前記第１のマスク層を拡散防止マスクとして、前記結晶基板の前記表面に第１導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第１導電型の不純物拡散層を形成する工程の後に前記第１のマスク層を除去する工程と、
前記第１のマスク層を除去する工程の後に、前記結晶基板の前記表面に第２のマスク層を形成する工程と、
前記第２のマスク層にレーザ光を照射することによって前記レーザ光が照射された前記第２のマスク層の一部に開口部を設ける工程と、
前記第２のマスク層を拡散防止マスクとして、前記結晶基板の前記表面に第２導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第２導電型の不純物拡散層を形成する工程の後に前記第２のマスク層を除去する工程と、
前記第２のマスク層を除去する工程の後に、前記結晶基板の前記表面にパッシベーション層を形成する工程と、
前記パッシベーション層にレーザ光を照射することによって前記レーザ光が照射された前記パッシベーション層の部分に開口部を設ける工程と、
前記パッシベーション層の前記開口部を通して前記第１導電型の不純物拡散層に接する第１導電型用電極と前記第２導電型の不純物拡散層に接する第２導電型用電極とを形成する工程と、を含む、結晶太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記結晶基板にシリコン結晶基板を用い、
前記第１のマスク層、前記第２のマスク層および前記パッシベーション層からなる群から選択された少なくとも１つとして、前記シリコン結晶基板の自己酸化膜を形成する、請求項３に記載の結晶太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の結晶太陽電池の製造方法であって、
前記レーザ光の照射跡を有する、結晶太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶太陽電池の製造方法および結晶太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽電池はクリーンエネルギの有力な候補として注目されている。太陽電池の種類には、（i）結晶シリコン系太陽電池、（ii）薄膜系太陽電池、（iii）化合物系太陽電池（ＣＩＧＳおよびＩＩＩ−Ｖ族系）および（iv）有機太陽電池などの種類が存在する。
【０００３】
なかでも、（i）結晶シリコン系太陽電池および（iii）化合物系太陽電池は変換効率が高く、高効率なエネルギ変換が可能である。さらに、（i）結晶シリコン系太陽電池は、安価である結晶シリコン基板を用いることができるとともに、長年の半導体産業の蓄積されたノウハウを利用することができるため、コストや製品の信頼性においてもその他の太陽電池よりもメリットが大きい。
【０００４】
以上のように、（i）結晶シリコン系太陽電池は、その他の太陽電池に比べても、コストと発電効率のバランスがよいため、現在では家庭用太陽電池の多くは、結晶シリコン太陽電池となっている。
【０００５】
結晶シリコン系太陽電池の製造工程の中で、シリコン結晶基板の表面にミクロンオーダーのピラミッド状の凹凸であるテクスチャ構造を形成する工程がある。テクスチャ形状の表面はフラットな表面よりも光閉じ込め効率が高く、変換効率の向上に寄与するため、現在では結晶シリコン系太陽電池には不可欠な構成となっている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８６８２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７９９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以下、図２（ａ）〜図２（ｎ）の模式的断面図を参照して、結晶シリコン系太陽電池の一例である裏面電極型太陽電池の製造方法の一例について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面にエッチングマスク層１０２を形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の受光面のテクスチャエッチングを行なってテクスチャ構造１０３を形成する。ここで、テクスチャ構造１０３は、アルカリ性水溶液を用いたウエットエッチングにより形成されるが、シリコン結晶基板１０１の裏面は、エッチングマスク層１０２で保護されているため、シリコン結晶基板１０１の裏面にはテクスチャ構造１０３が形成されない。
【０００８】
次に、図２（ｃ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面のエッチングマスク層１０２を除去する。その後、エッチングマスク層１０２の除去後に、シリコン結晶基板１０１の裏面が大気中に露出することによって形成される自然酸化膜を除去する。次に、図２（ｄ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の受光面および裏面に拡散防止マスク層１０４を形成する。
【０００９】
次に、図２（ｅ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面の拡散防止マスク層１０４の一部をウエットエッチングによって除去して、拡散防止マスク層１０４のパターンニングを行ない、開口部１０５を形成する。次に、図２（ｆ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面の拡散防止マスク層１０４の開口部１０５からｎ型不純物を拡散することによって、シリコン結晶基板１０１の裏面にｎ型不純物拡散層１０６を形成する。
【００１０】
次に、図２（ｇ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の受光面および裏面から拡散防止マスク層１０４を除去する。その後、拡散防止マスク層１０４の除去後に、シリコン結晶基板１０１の裏面が大気中に露出することによって形成される自然酸化膜を除去する。次に、図２（ｈ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の受光面および裏面に拡散防止マスク層１０７を形成する。
【００１１】
次に、図２（ｉ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面の拡散防止マスク層１０７の一部をウエットエッチングによって除去して、拡散防止マスク層１０７のパターンニングを行ない、開口部１０８を形成する。次に、図２（ｊ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面の拡散防止マスク層１０７の開口部１０８からｐ型不純物を拡散することによって、シリコン結晶基板１０１の裏面にｐ型不純物拡散層１０９を形成する。
【００１２】
次に、図２（ｋ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の受光面および裏面から拡散防止マスク層１０７を除去する。その後、拡散防止マスク層１０７の除去後に、シリコン結晶基板１０１の裏面が大気中に露出することによって形成される自然酸化膜を除去する。次に、図２（ｌ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の受光面に反射防止層１１０を形成するとともに、シリコン結晶基板１０１の裏面にパッシベーション層１１１を形成する。
【００１３】
次に、図２（ｍ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面のパッシベーション層１１１の一部をウエットエッチングによって除去して、パッシベーション層１１１のパターンニングを行ない、開口部１１２を形成する。次に、図２（ｎ）に示すように、シリコン結晶基板１０１の裏面のパッシベーション層１１１の開口部１１２を通して、ｎ型不純物拡散層１０６に接するｎ電極１１３と、ｐ型不純物拡散層１０９に接するｐ電極１１４とを形成する。これにより、結晶シリコン系太陽電池の一例である裏面電極型太陽電池が製造される。
【００１４】
上記のように、テクスチャ構造１０３は、通常、シリコン結晶基板１０１の受光面のみに形成される。シリコン結晶基板１０１の裏面においては、拡散防止マスク層１０４，１０７のパターンニング、パッシベーション層１１１のパターンニング、ならびにｎ電極１１３およびｐ電極１１４の形成の工程が行なわれるが、シリコン結晶基板１０１の裏面にテクスチャ構造１０３が形成されている場合には、テクスチャ構造１０３のミクロンオーダーの凹凸により、これらの工程を精度良く行なうことができない。
【００１５】
そのため、図２（ａ）〜図２（ｎ）に示される裏面電極型太陽電池の製造方法においては、シリコン結晶基板１０１の裏面にテクスチャ構造１０３が形成されないように、テクスチャ構造１０３の形成前にエッチングマスク層１０２を形成し、テクスチャ構造１０３の形成後にエッチングマスク層１０２を剥離するという工程が必要であった。
【００１６】
したがって、テクスチャ構造１０３の形成時に、エッチングマスク層１０２の形成工程およびエッチングマスク層１０２の剥離工程が必要となるため、結晶シリコン系太陽電池の製造工程における工数が非常に多くなり、製造コストが高くなるという問題があった。
【００１７】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑えることが可能な結晶太陽電池の製造方法および結晶太陽電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、結晶基板の表面にマスク層を形成する工程と、マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射されたマスク層の一部に開口部を設ける工程と、を含む、結晶太陽電池の製造方法である。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、結晶太陽電池の製造コストを低く抑えることができる。
【００１９】
ここで、本発明の結晶太陽電池の製造方法においては、結晶基板にシリコン結晶基板を用い、マスク層としてシリコン結晶基板の自己酸化膜を形成することが好ましい。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数をさらに減らして、結晶太陽電池の製造コストをさらに低く抑えることができる。
【００２０】
また、本発明は、結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、結晶基板の表面に第１のマスク層を形成する工程と、第１のマスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された第１のマスク層の一部に開口部を設ける工程と、第１のマスク層を拡散防止マスクとして結晶基板の表面に第１導電型の不純物拡散層を形成する工程と、第１導電型の不純物拡散層を形成する工程の後に第１のマスク層を除去する工程と、第１のマスク層を除去する工程の後に結晶基板の前記表面に第２のマスク層を形成する工程と、第２のマスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された第２のマスク層の一部に開口部を設ける工程と、第２のマスク層を拡散防止マスクとして結晶基板の表面に第２導電型の不純物拡散層を形成する工程と、第２導電型の不純物拡散層を形成する工程の後に第２のマスク層を除去する工程と、第２のマスク層を除去する工程の後に結晶基板の表面にパッシベーション層を形成する工程と、パッシベーション層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射されたパッシベーション層の部分に開口部を設ける工程と、パッシベーション層の開口部を通して第１導電型の不純物拡散層に接する第１導電型用電極と第２導電型の不純物拡散層に接する第２導電型用電極とを形成する工程と、を含む、結晶太陽電池の製造方法である。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、結晶太陽電池の製造コストを低く抑えることができる。
【００２１】
また、本発明の結晶太陽電池の製造方法においては、結晶基板にシリコン結晶基板を用い、第１のマスク層、第２のマスク層およびパッシベーション層からなる群から選択された少なくとも１つとして、シリコン結晶基板の自己酸化膜を形成することが好ましい。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数をさらに減らして、結晶太陽電池の製造コストをさらに低く抑えることができる。
【００２２】
さらに、本発明は、上記のいずれかの結晶太陽電池の製造方法であって、レーザ光の照射跡を有する結晶太陽電池である。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、結晶太陽電池の製造コストを低く抑えた結晶太陽電池を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑えることが可能な結晶太陽電池の製造方法および結晶太陽電池を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）〜（ｌ）は、実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池の製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｎ）は、裏面電極型太陽電池の製造方法の一例について図解する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２６】
図１（ａ）〜図１（ｌ）に、本発明の結晶太陽電池の製造方法の一例である実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池の製造方法の製造工程を図解する模式的な断面図を示す。まず、図１（ａ）に示すように、半導体結晶基板１の受光面および裏面の両面をテクスチャエッチングすることによりテクスチャ構造３を形成する。
【００２７】
半導体結晶基板１としては、たとえば、ｎ型またはｐ型のシリコン単結晶または多結晶からなるシリコン結晶基板などを用いることができる。ここで、半導体結晶基板１としてシリコン結晶基板を用いる場合には、所望の厚さにスライスされたシリコン結晶ウエハのスライスダメージを除去するため、片面につき１０〜２０μｍ程度の厚さをフッ酸と硝酸の混酸若しくは水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液でエッチングしたものを用いることができる。半導体結晶基板１の大きさおよび形状は、特に限定されないが、厚さを１００〜３００μｍとし、外形を１辺１００〜１５０ｍｍの擬似四角形の表面を有するものとすることができる。また、半導体結晶基板１におけるｎ型不純物またはｐ型不純物の不純物濃度は、たとえば、１×１０15個／ｃｍ3以上１×１０16個／ｃｍ3とすることができる。
【００２８】
ここで、半導体結晶基板１のテクスチャエッチングは、たとえば、数％の水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウム溶液に数％のイソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液を７０〜８０℃に加熱した溶液を用いて、半導体結晶基板１の受光面および裏面をエッチングすることなどにより行なうことができる。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、テクスチャ構造３の形成後の半導体結晶基板１の受光面および裏面にそれぞれ拡散防止マスク層４を形成する。
【００３０】
拡散防止マスク層４としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、拡散防止マスク層４としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。
【００３１】
拡散防止マスク層４の厚さは、特に限定されないが、たとえば、それぞれ２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の厚さとすることができる。
【００３２】
拡散防止マスク層４の形成方法も特に限定されないが、たとえば、常圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、プラズマＣＶＤ法、スチーム酸化法、またはＳＯＧ（Spin on Glass）の塗布・焼成などを用いることができる。なお、裏面電極型結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑える観点からは、拡散防止マスク層４としては、自然酸化膜を用いることが好ましい。
【００３３】
次に、図１（ｃ）に示すように、半導体結晶基板１の裏面の拡散防止マスク層４にレーザ光５を照射することによって、レーザ光５の照射箇所の拡散防止マスク層４を除去して、拡散防止マスク層４に開口部６を形成する。
【００３４】
レーザ光５としては、短波長かつ短パルス幅のレーザ光を用いることが好ましい。この場合には、レーザ光５が半導体結晶基板１に照射されたときの半導体結晶基板１の裏面へのダメージを低減することができる。ここで、短波長かつ短パルス幅のレーザ光５の波長は、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、短波長かつ短パルス幅のレーザ光５のパルス幅は、１ピコ秒以上１ナノ秒以下であることが好ましく、１０ピコ秒以上１００ピコ秒以下であることがより好ましい。
【００３５】
次に、図１（ｄ）に示すように、拡散防止マスク層４の開口部６から半導体結晶基板１の裏面にｎ型不純物を拡散して、ｎ型不純物拡散層７を形成する。ｎ型不純物拡散層７の形成は、たとえば、ｎ型不純物としてのリンを含むＰＯＣｌ3を用いた気相拡散、またはリンを含む溶剤をスピンコートして高温でアニールする塗布拡散などにより行なうことができる。
【００３６】
なお、ｎ型不純物拡散層７中のｎ型不純物濃度が１×１０17個／ｃｍ3以上１×１０19個／ｃｍ3となるように、気相拡散によりｎ型不純物拡散層７を形成する場合には、たとえば８００℃以上９００℃以下の温度で３０分以上６０分以下の時間、ｎ型不純物を拡散することが好ましい。また、半導体結晶基板１の受光面側の拡散防止マスク層４を形成せずに、半導体結晶基板１の受光面にもｎ型不純物を拡散してＦＳＦ（フロントサーフェスフィールド）を形成してもよい。
【００３７】
次に、図１（ｅ）に示すように、ｎ型不純物拡散層７の形成後には、ｎ型不純物の拡散によって形成されたＰＳＧ（リンシリケートグラス）層と、半導体結晶基板１の受光面および裏面の拡散防止マスク層４とが除去される。
【００３８】
次に、図１（ｆ）に示すように、半導体結晶基板１の受光面および裏面に拡散防止マスク層８を形成する。
【００３９】
拡散防止マスク層８としては、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、拡散防止マスク層４としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。
【００４０】
拡散防止マスク層８の厚さは、特に限定されないが、たとえば、それぞれ２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の厚さとすることができる。
【００４１】
拡散防止マスク層８の形成方法も特に限定されないが、たとえば、常圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、プラズマＣＶＤ法、スチーム酸化法、またはＳＯＧ（Spin on Glass）の塗布・焼成などを用いることができる。なお、裏面電極型結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑える観点からは、拡散防止マスク層８としては、自然酸化膜を用いることが好ましい。
【００４２】
次に、図１（ｇ）に示すように、半導体結晶基板１の裏面の拡散防止マスク層８にレーザ光９を照射することによって、レーザ光９の照射箇所の拡散防止マスク層８を除去して、拡散防止マスク層８に開口部１０を形成する。
【００４３】
レーザ光９としては、短波長かつ短パルス幅のレーザ光を用いることが好ましい。この場合には、レーザ光９が半導体結晶基板１に照射されたときの半導体結晶基板１の裏面へのダメージを低減することができる。ここで、短波長かつ短パルス幅のレーザ光９の波長は、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、短波長かつ短パルス幅のレーザ光９のパルス幅は、１ピコ秒以上１ナノ秒以下であることが好ましく、１０ピコ秒以上１００ピコ秒以下であることがより好ましい。
【００４４】
次に、図１（ｈ）に示すように、拡散防止マスク層８の開口部１０から半導体結晶基板１の裏面にｐ型不純物を拡散して、ｐ型不純物拡散層１１を形成する。ｐ型不純物拡散層１１の形成は、たとえば、ｐ型不純物としてのボロンを含むＢＢｒ3を用いた気相拡散、またはボロンを含む溶剤をスピンコートして高温でアニールする塗布拡散などにより行なうことができる。
【００４５】
なお、ｐ型不純物拡散層１１中のｐ型不純物濃度が１×１０18個／ｃｍ3以上１×１０19個／ｃｍ3となるように、気相拡散によりｐ型不純物拡散層１１を形成する場合には、たとえば９００℃以上１０００℃以下の温度で３０分以上６０分以下の時間、ｐ型不純物を拡散することが好ましい。
【００４６】
次に、図１（ｉ）に示すように、ｐ型不純物拡散層１１の形成後には、ｐ型不純物の拡散によって形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートグラス）層と、半導体結晶基板１の受光面および裏面の拡散防止マスク層８とが除去される。
【００４７】
次に、図１（ｊ）に示すように、半導体結晶基板１の受光面に反射防止層１２を形成するとともに、半導体結晶基板１の裏面にパッシベーション層１３を形成する。
【００４８】
反射防止層１２およびパッシベーション層１３としては、それぞれ、たとえば、酸化物層および窒化物層の少なくとも一方を用いることができる。酸化物層としては、たとえば酸化シリコン層などを用いることができる。また、窒化物層としては、たとえば窒化シリコン層などを用いることができる。したがって、反射防止層１２およびパッシベーション層１３としては、たとえば、酸化シリコン層の単層、窒化シリコン層の単層、または酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体などを用いることができる。なお、裏面電極型結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑える観点からは、反射防止層１２およびパッシベーション層１３としては、自然酸化膜を用いることが好ましい。
【００４９】
ここで、酸化シリコン層としては、たとえば、スチーム酸化法、常圧ＣＶＤ法、ＳＯＧの塗布・焼成により形成された厚さ３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下のものを用いることができる。また、窒化シリコン層としては、たとえば、プラズマＣＶＤ法または常圧ＣＶＤ法で形成された厚さ６０ｎｍ以上１００ｎｍのものを用いることができる。
【００５０】
次に、図１（ｋ）に示すように、半導体結晶基板１の裏面のパッシベーション層１３にレーザ光１４を照射することによって、レーザ光１４の照射箇所のパッシベーション層１３を除去して、パッシベーション層１３にコンタクトホール１５を形成する。これにより、コンタクトホール１５から、半導体結晶基板１の裏面のｎ型不純物拡散層７およびｐ型不純物拡散層１１を露出させる。
【００５１】
レーザ光１４としては、短波長かつ短パルス幅のレーザ光を用いることが好ましい。この場合には、レーザ光１４が半導体結晶基板１に照射されたときの半導体結晶基板１の裏面へのダメージを低減することができる。ここで、短波長かつ短パルス幅のレーザ光９の波長は、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、短波長かつ短パルス幅のレーザ光１４のパルス幅は、１ピコ秒以上１ナノ秒以下であることが好ましく、１０ピコ秒以上１００ピコ秒以下であることがより好ましい。
【００５２】
コンタクトホール１５の形成方法は、特に限定されないが、上述のレーザ光１４の照射によって形成することが好ましい。この場合には、上述したように、裏面電極型結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、製造コストを低く抑えることができ、さらには高い変換効率が実現可能な裏面電極型結晶太陽電池を作製することができる。
【００５３】
その後、図１（ｌ）に示すように、ｎ型不純物拡散層７の表面に接触するｎ電極１６を形成するとともに、ｐ型不純物拡散層１１の表面に接触するｐ電極１７を形成することによって、実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池が完成する。以上のようにして製造された実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池は、半導体結晶基板１の裏面にレーザ光の照射跡を有している。
【００５４】
なお、ｎ電極１６およびｐ電極１７の形成は、たとえば、銀ペーストを塗布した後に、５００℃以上６００℃以下の温度で焼成することなどにより行なうことができる。
【００５５】
なお、上記において、ｎ型とｐ型の導電型が入れ替わっていてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
上述した実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池の製造方法においては、半導体結晶基板のテクスチャエッチング時にエッチングマスク層を形成せず、また、半導体結晶基板の裏面の拡散防止マスク層およびパッシベーション層のパターニングをレーザ光の照射により行なっている。レーザ光は焦点深度が深く、半導体結晶基板の裏面形状の影響を受けないため、半導体結晶基板の裏面にテクスチャ構造が形成されている場合でも、拡散防止マスク層およびパッシベーション層の正確なパターニングが可能である。
【００５７】
したがって、実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池の製造方法においては、少なくとも、（イ）テクスチャ構造の形成時のエッチングマスク層の形成工程、（ロ）エッチングマスク層の除去工程および（ハ）エッチングマスク層の除去後の自然酸化膜の除去工程を省略することができるため、図２（ａ）〜図２（ｎ）に示される裏面電極型太陽電池の製造方法と比べて、裏面電極型結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、裏面電極型結晶太陽電池の製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００５８】
すなわち、エッチングマスク層の形成工程で用いられる薄膜形成装置は真空工程が多く、装置が高額であり、さらにはタクトも低いため、多くの装置台数が必要である。また、エッチングマスク層に用いられるシリコン酸化膜等は一般的にエッチング液に対する耐性を有しないため、エッチングマスク層の材料費も高額になる。そのため、エッチングマスク層の形成工程を省略できることは、裏面電極型結晶太陽電池の製造コストを低く抑える効果が大きい。
【００５９】
また、エッチングマスク層の除去工程および自然酸化膜の除去工程は、両工程ともウェット工程となることが一般的であるが、ウェット工程は装置が大がかりとなり、廃液処理の問題もあるため、ランニングコストが大きくなる。さらに、エッチングマスク層および自然酸化膜の除去に用いられる剥離液の特性管理などのプロセス工程の安定化も難しいため、エッチングマスク層の除去工程および自然酸化膜の除去工程を省略することによって、裏面電極型結晶太陽電池の特性の安定性も向上する。
【００６０】
実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池の製造方法においては、レーザ光の焦点深度の深さ（１ｍｍ〜１０００ｍｍ）によって、上記の（イ）〜（ハ）の３工程を省略することができるため、裏面電極型結晶太陽電池のコストダウン、タクト向上および裏面電極型結晶太陽電池の特性の向上を同時に実現することが可能となる。
【００６１】
特に、実施の形態の裏面電極型結晶太陽電池の製造方法において不純物拡散層の形成および／または電極の形成にレーザ光の照射による自然酸化膜のパターニングを利用した場合には、自然酸化膜の除去工程、拡散防止マスク層の形成工程および／またはパッシベーション層の形成工程、ならびに拡散防止マスク層の焼成工程および／またはパッシベーション層の焼成工程のような工程を省略することができるため、裏面電極型結晶太陽電池の製造工程における工数をさらに減らして、裏面電極型結晶太陽電池の製造コストをさらに低く抑えることが可能となる。
【００６２】
＜まとめ＞
本発明は、結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、結晶基板の表面にマスク層を形成する工程と、マスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射されたマスク層の一部に開口部を設ける工程と、を含む、結晶太陽電池の製造方法である。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、結晶太陽電池の製造コストを低く抑えることができる。
【００６３】
ここで、本発明の結晶太陽電池の製造方法においては、結晶基板にシリコン結晶基板を用い、マスク層としてシリコン結晶基板の自己酸化膜を形成することが好ましい。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数をさらに減らして、結晶太陽電池の製造コストをさらに低く抑えることができる。
【００６４】
また、本発明は、結晶基板の両面にテクスチャ構造を形成する工程と、結晶基板の表面に第１のマスク層を形成する工程と、第１のマスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された第１のマスク層の一部に開口部を設ける工程と、第１のマスク層を拡散防止マスクとして結晶基板の表面に第１導電型の不純物拡散層を形成する工程と、第１導電型の不純物拡散層を形成する工程の後に第１のマスク層を除去する工程と、第１のマスク層を除去する工程の後に結晶基板の前記表面に第２のマスク層を形成する工程と、第２のマスク層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射された第２のマスク層の一部に開口部を設ける工程と、第２のマスク層を拡散防止マスクとして結晶基板の表面に第２導電型の不純物拡散層を形成する工程と、第２導電型の不純物拡散層を形成する工程の後に第２のマスク層を除去する工程と、第２のマスク層を除去する工程の後に結晶基板の表面にパッシベーション層を形成する工程と、パッシベーション層にレーザ光を照射することによってレーザ光が照射されたパッシベーション層の部分に開口部を設ける工程と、パッシベーション層の開口部を通して第１導電型の不純物拡散層に接する第１導電型用電極と第２導電型の不純物拡散層に接する第２導電型用電極とを形成する工程と、を含む、結晶太陽電池の製造方法である。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、結晶太陽電池の製造コストを低く抑えることができる。
【００６５】
また、本発明の結晶太陽電池の製造方法においては、結晶基板にシリコン結晶基板を用い、第１のマスク層、第２のマスク層およびパッシベーション層からなる群から選択された少なくとも１つとして、シリコン結晶基板の自己酸化膜を形成することが好ましい。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数をさらに減らして、結晶太陽電池の製造コストをさらに低く抑えることができる。
【００６６】
さらに、本発明は、上記のいずれかの結晶太陽電池の製造方法であって、レーザ光の照射跡を有する結晶太陽電池である。このような構成とすることにより、結晶太陽電池の製造工程における工数を減らして、結晶太陽電池の製造コストを低く抑えた結晶太陽電池を得ることができる。
【００６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明により、結晶太陽電池の製造工程コストを大幅に削減することにより、結晶太陽電池のさらなる価格低下を実現できるだけでなく、レーザー加工による精密加工によって結晶太陽電池の特性の向上も図られ、結晶太陽電池の市場への普及がさらに促進される。特に、結晶太陽電池の家庭用太陽電池分野への需要拡大も期待される。また、これまでにない結晶太陽電池の価格低下が進めば、これまで薄膜太陽電池の分野とみられていたメガソーラー発電所等の新しい分野への進出も可能となるであろう。
【符号の説明】
【００６９】
１  半導体結晶基板、３  テクスチャ構造、４  拡散防止マスク層、５  レーザ光、６  開口部、７  ｎ型不純物拡散層、８  拡散防止マスク層、９  レーザ光、１０  開口部、１１  ｐ型不純物拡散層、１２  反射防止層、１３  パッシベーション層、１４  レーザ光、１５  コンタクトホール、１６  ｎ電極、１７  ｐ電極、１０１  シリコン結晶基板、１０２  エッチングマスク層、１０３  テクスチャ構造、１０４  拡散防止マスク層、１０５  開口部、１０６  ｎ型不純物拡散層、１０７  拡散防止マスク層、１０８  開口部、１０９  ｐ型不純物拡散層、１１０  反射防止層、１１１  パッシベーション層、１１２  開口部、１１３  ｎ電極、１１４  ｐ電極。
【図１】
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【図２】
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