(57)【要約】【課題】出力特性のより高い光起電力装置を得ること。【解決手段】一導電型の単結晶シリコン基板１１上に、受光面側真性半導体層１２と、不純物がドープされた導電性非晶質シリコン層１３と、透光性導電膜１４とがこの順で積層された光起電力装置（太陽電池セル）１０であって、前記受光面側真性半導体層１２は、単結晶シリコン基板側から順に、受光面側エピタキシャル成長層１２１、受光面側真性非晶質酸素含有シリコン層１２２、受光面側真性非晶質非酸素含有シリコン層１２３から構成される。【選択図】図１−２
2014011198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一導電型の結晶系半導体基板の片面に接するように、真性半導体層と、不純物がドープされた導電性非晶質半導体層と、透光性導電膜とがこの順で積層された光起電力装置であって、
前記真性半導体層は、前記結晶系半導体基板側から順に、エピタキシャル成長層、酸素を含有する真性非晶質半導体層、酸素を含有しない真性非晶質半導体層から構成されることを特徴とする光起電力装置。
【請求項２】
前記不純物がドープされた導電性非晶質半導体層は、前記結晶系半導体基板とは逆導電型を有し、
前記透光性導電膜を受光面側電極とすることを特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項３】
前記不純物がドープされた導電性非晶質半導体層は、前記結晶系半導体基板とは同一導電型を有し、
前記透光性導電膜を裏面側電極とすることを特徴とする請求項１または２に記載の光起電力装置。
【請求項４】
前記酸素を含有する真性非晶質半導体層は、前記エピタキシャル成長層の表面を酸素含有プラズマによってエッチングして形成された層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項５】
前記酸素を含有する真性非晶質半導体層は、前記エピタキシャル成長層上に、ＣＶＤ法によって形成された層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項６】
前記エピタキシャル成長層は、２００℃程度以下の低温で形成された膜であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項７】
前記結晶系半導体基板は、単結晶シリコン基板であり、
前記真性非晶質半導体層は、真性非晶質シリコン層であり、
前記不純物がドープされた導電性非晶質半導体層は、不純物ドープされた非晶質シリコン層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光起電力装置。
【請求項８】
一導電型の結晶系半導体基板の片面に接するように、真性半導体層を成膜する工程と、
前記真性半導体層上に、不純物がドープされた導電性非晶質半導体層を成膜する工程と、
前記不純物がドープされた導電性非晶質半導体層上に透光性導電膜を積層する工程とを含み、
真性半導体層と、不純物がドープされた導電性非晶質半導体層と、透光性導電膜とがこの順で積層される光起電力装置の製造方法であって、
前記真性半導体層を成膜する工程は、
前記結晶系半導体基板上に、エピタキシャル成長層を成膜する工程と、
酸素を含有する真性非晶質半導体層を形成する工程と、
酸素を含有しない真性非晶質半導体層を形成する工程とを含むことを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項９】
前記酸素を含有する真性非晶質半導体層を形成する工程は、
前記エピタキシャル成長層の表面に酸素含有プラズマを照射する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１０】
前記酸素含有プラズマを照射する工程は、
前記エピタキシャル成長層の表面を、炭酸ガスと水素ガスの混合ガスのプラズマに曝露する工程であることを特徴とする請求項９に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１１】
前記酸素を含有する真性非晶質半導体層を形成する工程は、
前記エピタキシャル成長層上に、ＣＶＤ法によって前記酸素を含有する真性非晶質半導体層を形成する工程であることを特徴とする請求項８に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１２】
前記エピタキシャル成長層を成膜する工程は、２００℃程度以下の低温下で実施されることを特徴とする請求項８に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項１３】
前記結晶系半導体基板は、単結晶シリコン基板であり、
前記真性非晶質半導体層は、真性非晶質シリコン層であり、
前記不純物がドープされた導電性非晶質半導体層は、不純物ドープされた非晶質シリコン層であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力装置およびその製造方法に係り、特に結晶系半導体基板を用いた結晶系太陽電池において高効率化が可能なヘテロ接合太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の一般的な結晶系太陽電池の形成においては、結晶シリコン系基板が用いられることが多い。結晶シリコン系基板を用いた結晶シリコン系太陽電池では、例えば、厚さが２００μｍ程度のｐ型結晶シリコン基板の受光面側に、ｎ型不純物拡散層、反射防止膜および表面電極（例えば、櫛型銀（Ａｇ）電極）が順次形成される。なお、このｐ型結晶シリコン基板表面には、光吸収率を高めるための表面テクスチャーが形成されている。また、裏面電極（例えば、アルミニウム（Ａｌ）電極）がスクリーン印刷によって該ｐ型結晶シリコン基板の非受光面側（裏面側）に形成される。そして、これらの電極を焼成することによって結晶シリコン系太陽電池が製造されている。
【０００３】
この焼成では、表面電極および裏面電極の溶媒分が揮発すると共に、該ｐ型結晶シリコン基板の受光面側において櫛型Ａｇ電極が反射防止膜を突き破ってｎ型不純物拡散層に接続される。また、この焼成において、該ｐ型結晶シリコン基板の非受光面側においてＡｌ電極の一部のＡｌが該ｐ型結晶シリコン基板に拡散して裏面電界層（ＢＳＦ層：Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）が形成される。
【０００４】
このＢＳＦ層は、ｐ型結晶シリコン基板との接合面で内部電界を形成して、該ＢＳＦ層近傍で発生した少数キャリアをｐ型結晶シリコン基板内部へ押し戻し、Ａｌ電極近傍でのキャリア再結合を抑制する効果を有する。しかし、この拡散により形成されるＢＳＦ層の膜厚は、熱プロセスを用いて形成すると数百ｎｍ〜数μｍの厚い膜厚となり、ＢＳＦ層内での再結合による開放電圧低下、光吸収による短絡電流の低下を生じる。
【０００５】
たとえば特許文献１〜特許文献３には、ｐ型結晶シリコン基板などの結晶シリコン系基板に薄い真性半導体薄膜（ｉ層）を介して薄膜の不純物ドープシリコン層からなる接合或いはＢＳＦ層を形成するヘテロ接合太陽電池の技術が開示されている。不純物ドープシリコン層を薄膜で形成することにより、不純物ドープシリコン層の不純物濃度分布を自由に設定できる。また、不純物ドープシリコン層が薄いため膜中でのキャリアの再結合や光吸収を抑制することができ、大きい短絡電流が得られる。また、結晶シリコン系基板と不純物ドープシリコン層との間に挿入した真性半導体薄膜はヘテロ接合間の不純物拡散を抑制し、急峻な不純物プロファイルをもつ接合を形成することができるため、良好な接合界面を形成することにより高い開放電圧を得ることができる。さらに真性半導体薄膜および不純物ドープシリコン層は２００℃程度以下の低温で形成できるため、結晶シリコン系基板の厚みが薄い場合においても、熱により結晶シリコン系基板に生じるストレスや、結晶シリコン系基板の反りを低減することができる。
【０００６】
ところで、太陽電池用の基板としては、ＣＺ（チョクラルスキー）法によって得られる単結晶シリコンインゴットをスライスすることで得られる単結晶シリコン基板を用いることが多い。ＣＺ法では石英るつぼでシリコン原料を溶融するため、この単結晶シリコン基板中には、酸素が飽和濃度まで含まれることが多い。このため、電極焼成に際し、高温で熱処理を行なうと、酸素原子に誘起された積層欠陥が発生し基板の品質を低下させる。ヘテロ接合太陽電池は、電極焼成温度を低温にするなど、電極形成を低温下で行なえるようにすれば、真性半導体薄膜および不純物ドープシリコン層などの機能膜の形成を２００℃程度の低温プロセスで実現することができるため、基板の品質を低下させることはない。従って、熱により劣化しやすい結晶シリコン系基板に対しても基板品質の低下を抑制できることが期待できる。
【０００７】
上記のヘテロ接合太陽電池において、特許文献４には、真性半導体層であるａ−Ｓｉ（ｉ）を形成するに先立ち、結晶系シリコン半導体（結晶シリコン系基板）上に水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマを照射し、結晶シリコン系基板とａ−Ｓｉ（ｉ）層との界面近傍に酸素原子を介在させることによって、界面の欠陥密度を低減しキャリア再結合を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平０７−９５６０３号公報
【特許文献２】特許第２６１４５６１号公報
【特許文献３】特許第３４６９７２９号公報
【特許文献４】特開２００３−２５８２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４では、結晶シリコン系基板上に、直接、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマを照射しているため、結晶シリコン系基板中への酸素原子の取り込み効率が悪く界面の欠陥密度の低減が十分ではなかった。また、水素プラズマによる結晶シリコン系基板へのプラズマダメージの影響も大きく、結晶シリコン系基板の表面に欠陥が発生するという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光電変換効率に優れた光起電力装置およびそ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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は一導電型の結晶系半導体基板の片面に接するように、真性半導体層と、不純物がドープされた導電性非晶質半導体層と、透光性導電膜とがこの順で積層された光起電力装置であって、前記真性半導体層は、前記結晶系半導体基板側から順に、エピタキシャル成長層、酸素を含有する真性非晶質半導体層、酸素を含有しない真性非晶質半導体層から構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光電変換効率に優れた光起電力装置が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの模式的断面構造を示す図である。
【図１−２】図１−２は、太陽電池セルの受光面側要部構成を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図１−３】図１−３は、太陽電池セルの裏面側要部構成を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図２−１】図２−１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図２−２】図２−２は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図２−３】図２−３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図２−４】図２−４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図２−５】図２−５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの受光面側要部構成を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図５−１】図５−１は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図５−２】図５−２は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図５−３】図５−３は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図５−４】図５−４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、比較例１にかかる太陽電池セルの、要部の模式的断面構造を示す図である。
【図８】図８は、比較例１にかかる太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、比較例２にかかる太陽電池セルの、要部の模式的断面構造を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例２にかかる太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、比較例３にかかる太陽電池セルの、要部の模式的断面構造を示す図である。
【図１２】図１２は、比較例３にかかる太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる光起電力装置およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。
【００１５】
実施の形態１．
図１−１は、実施の形態１にかかる光起電力装置であるヘテロ接合太陽電池セル（以下、太陽電池セルと呼ぶ場合がある）の構成を模式的に示す断面図である。図１−２および図１−３は、それぞれ同太陽電池セルの受光面側および裏面側の要部構成を模式的に示す要部拡大断面図である。この太陽電池セル１０は、ｎ型単結晶シリコン基板１１と、このｎ型単結晶シリコン基板１１の受光面側の直上に順次積層された、受光面側真性半導体層１２、導電性非晶質層として不純物がドープされたｐ型非晶質シリコン層１３、受光面側透光性導電膜１４、および受光面側集電極１５を備える。そしてこの受光面側真性半導体層１２は、図１−２に示すように、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に、受光面側エピタキシャル成長層１２１、酸素を含有する受光面側真性非晶質シリコン層１２２（以下、受光面側真性非晶質酸素含有シリコン層：ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２と呼ぶこともある）、酸素を含有しない受光面側真性非晶質シリコン層１２３（以下、受光面側真性非晶質非酸素含有シリコン層：ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３と呼ぶこともある）から構成される。
【００１６】
また、太陽電池セル１０は、ｎ型単結晶シリコン基板１１の受光面側とは反対側（裏面）の表面に順次積層された真性半導体層としての裏面側真性半導体層１６、導電性非晶質シリコン層として不純物が高濃度にドープされたｎ型非晶質シリコン層１７、裏面側透光性導電膜１８、および裏面側集電極１９を備える。そしてこの裏面側真性半導体層１６は、図１−３に示すように、単結晶シリコン基板１１側から順に、エピタキシャル成長層１６１、酸素を含有する裏面側真性非晶質シリコン層１６２（以下、裏面側真性非晶質酸素含有シリコン層：ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１６２と呼ぶこともある）、酸素を含有しない裏面側真性非晶質シリコン層（以下、裏面側真性非晶質非酸素含有シリコン層：ａ−Ｓｉ（ｉ）層１６３と呼ぶこともある）１６３から構成される。なお、本実施の形態における真性非晶質酸素含有シリコン層をはじめとする、非晶質シリコン層は、微結晶シリコン層も含む広い概念を指すものとする。受光面側透光性導電膜１４および裏面側透光性導電膜１８はそれぞれ受光面側電極および裏面側電極としての役割を担い、それぞれ受光面側集電極１５および裏面側集電極１９によって外部取り出しが行なわれる。
【００１７】
ｎ型単結晶シリコン基板１１とｐ型非晶質シリコン層１３との間に挿入した受光面側真性半導体層１２は、ヘテロ接合間の不純物拡散を抑制し、急峻な不純物プロファイルをもつ接合を形成することができるため、良好な接合界面形成により高い開放電圧を得ることができる。また、ｐ型非晶質シリコン層１３を薄膜で形成することにより、ｐ型非晶質シリコン層１３の不純物濃度分布を自由に設定することができる。また、ｐ型非晶質シリコン層１３が薄いため膜中でのキャリアの再結合や光吸収を抑制することができ、短絡電流の増大をはかることができる。
【００１８】
また、受光面側真性半導体層１２、およびｐ型非晶質シリコン層１３は２００℃程度以下の低温で形成できるため、ｎ型単結晶シリコン基板１１の厚みが薄い場合においても、熱によりｎ型単結晶シリコン基板１１に生じるストレスや、ｎ型単結晶シリコン基板１１の反りを低減することができる。またチョクラルスキー引き上げ法で形成したｎ型単結晶シリコン基板１１の場合、前述したように、酸素を大量に含んだ基板となっているが、受光面側真性非晶質酸素含有シリコン層１２２、裏面側真性非晶質酸素含有シリコン層１６２が介在しているため、確実かつ均一に酸素リッチな表面状態を形成しており、基板からの酸素の脱離による欠陥の発生を抑制することができる。このようにして、熱により劣化しやすいｎ型単結晶シリコン基板１１に対しても基板品質の低下を抑制できる。
【００１９】
以下、この太陽電池セル１０について、図１−２および図１−３を参照しつつ詳細に説明する。この太陽電池セル１０では、ｎ型単結晶シリコン基板１１の表面に順次積層された、受光面側真性半導体層１２、ｐ型非晶質シリコン層１３、受光面側透光性導電膜１４を備える。受光面側真性半導体層１２は、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に、受光面側エピタキシャル成長層１２１、受光面側真性非晶質酸素含有シリコン層１２２、酸素を含有しない受光面側真性非晶質シリコン層１２３から構成される。受光面側エピタキシャル成長層１２１は、２００℃程度以下の低温で形成され、下地のｎ型単結晶シリコン基板１１の結晶格子配列を反映することによってエピタキシャル成長する。ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２は、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ雰囲気に曝してエピタキシャル成長層１２１の表面をエッチバックするとともに酸化し非晶質化することによって形成されたものである。このときの表面状態は、ラマン分光法を用いて、結晶成分ピークＩｃ（５２０ｃｍ−１）と非晶質成分ピークＩａ（４８０ｃｍ−１）の比で表わされる結晶化度（Ｉｃ/Ｉａ）を評価することができる。エピタキシャル成長した表面は、結晶化度が２〜５程度と大きく、また、その表面に、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ雰囲気を曝した表面は、０．５〜２程度と結晶化度が小さいことが確認された。
【００２０】
一方、裏面側では、ｎ型単結晶シリコン基板１１の裏面に順次積層された、裏面側真性半導体層１６、ｎ型非晶質シリコン層１７、裏面側透光性導電膜１８を備える。裏面側真性半導体層１６は、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に、裏面側エピタキシャル成長層１６１、裏面側真性非晶質酸素含有シリコン層１６２、裏面側真性非晶質非酸素含有シリコン層１６３から構成される。ここでもエピタキシャル成長層１６１は、受光面側と同様、２００℃程度以下の低温で形成され、下地のｎ型単結晶シリコン基板１１の結晶格子配列を反映することによってエピタキシャル成長する。ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１６２は、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ雰囲気に曝してエピタキシャル成長層１６１の表面をエッチバックするとともに酸化し非晶質化することによって形成されたものである。
【００２１】
次に、本実施の形態１の太陽電池セル１０の製造方法について説明する。図２−１〜図２−５は、同太陽電池セル１０の製造工程の要部を示す工程断面図である。また図３は同太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、チョクラルスキー引き上げ法で形成したｎ型単結晶シリコンインゴットをスライスすることにより、主面の面方位が（１００）で、リン(Ｐ)を含有するｎ型単結晶シリコン基板１１を用意した（図２−１）。このｎ型単結晶シリコン基板１１の大きさは、１０ｃｍ×１０ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍ程度で、厚みが１３０〜２００μｍ程度である。アルカリ溶液中に浸漬してｎ型単結晶シリコン基板１１の表面をエッチングし、スライス時のワイヤーソーダメージを除去する。断面には結晶のひずみが残っているため、ＨＦ＋ＨＮＯ３、ＮａＯＨなどを用いて表面を１０〜２０μｍ程度エッチングする。
【００２３】
また、ゲッタリングにより基板内の不純物を除去した後、光閉じ込め構造により反射損失を低減するため、テクスチャー構造の凹凸が形成される。テクスチャー構造の凹凸を形成する方法としてイソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液を用いる（ステップＳ１）。
【００２４】
また、ここではワイヤーソーダメージにおける金属汚染の影響を減らすためにワイヤーソーダメージ除去工程後にテクスチャーを形成したが、ワイヤーソーにおける金属汚染の影響が少ない場合には、ワイヤーソーダメージの除去とテクスチャーの形成とを兼ねてもよい。この場合は、ワイヤーソーダメージ除去を行うことなくｎ型単結晶シリコン基板１１を、イソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液でエッチングを行うことにより、ワイヤーソーダメージの除去とテクスチャーの形成とを兼ねることができる。また、テクスチャー構造の形成方法としては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のドライエッチングによって形成してもよい。
【００２５】
次に、ｎ型単結晶シリコン基板１１をＲＣＡ洗浄によりクリーニングし、成膜直前に希フッ酸で表面酸化膜除去を施し、１３．５６〜６０ＭＨｚのプラズマＣＶＤチャンバで、プラズマＣＶＤ法により、受光面側エピタキシャル成長層１２１を形成する（図２−２：ステップＳ２）。このとき、受光面側エピタキシャル成長層１２１は、下地のｎ型単結晶シリコン基板１１の結晶格子配列を反映することによってエピタキシャル成長する。エピタキシャル成長層は、一般に８００〜１１００℃の高温で形成される場合が多いが、本実施の形態で形成する受光面側エピタキシャル成長層１２１は２００℃程度という低い温度で形成する。これにより、水素が脱離する温度以下となる２００℃程度で形成されるので、高温で形成したエピタキシャル成長層と比較して水素原子を多く含み、高温で形成するエピタキシャル成長層と比較して構造柔軟性を有する。次工程において水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ処理を受光面側エピタキシャル成長層１２１に施すことによって、受光面側エピタキシャル成長層１２１の表面側を効果的に酸化でき、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２を形成することができる。
【００２６】
このような受光面側エピタキシャル成長層１２１を形成するには、シランガスに対する水素ガスの希釈比率（以下、水素希釈比率：水素／ＳｉＨ4）を５〜３０、さらに望ましくは１０〜２０で形成するのが望ましい。この範囲以下、すなわち水素希釈比率が５に満たなくなると、下地となるｎ型単結晶シリコン基板１１と受光面側エピタキシャル成長層１２１の格子不整合が大きくなるため、格子緩和が生じる閾値膜厚が小さくなり、受光面側エピタキシャル成長層１２１の厚みが薄くなる。このような状態では、結晶層から非晶質層へ遷移する勾配が急となり、受光面側エピタキシャル成長層１２１内部の歪みに起因した欠陥を含有しやすくなるため好ましくない。また、この範囲、すなわち水素希釈比率が３０を超えると、水素ガスが雰囲気の大部分を占めるので、ｎ型単結晶シリコン基板１１表面に、水素プラズマ照射によって結晶欠陥等のダメージが形成されやすくなるため好ましくない。ここでは、受光面側エピタキシャル成長層１２１の膜厚は５〜１０ｎｍ程度となるように厚く成膜され、水素プラズマによりエッチバックおよび酸化され、最終的には、受光面側エピタキシャル成長層１２１の膜厚は１〜４ｎｍ程度となるようにしている。
【００２７】
また、基板温度は１００〜３００℃、望ましくは１５０〜２００℃で形成するのが望ましい。この範囲に満たない場合、すなわち、基板温度が１００℃に満たない場合は、下地となるｎ型単結晶シリコン基板１１と受光面側エピタキシャル成長層１２１の結晶の格子不整合が大きいため、格子緩和が生じる閾値膜厚が小さくなり、受光面側エピタキシャル成長層１２１の厚みが薄くなる。このような状態では、結晶層から非晶質層へ遷移する勾配が急となり、受光面側エピタキシャル成長層内部の歪みに起因した欠陥を含有しやすくなるため好ましくない。また、この範囲を超えた場合、すなわち、基板温度が３００℃を超えた場合は、水素原子が脱離するので、受光面側エピタキシャル成長層１２１は水素をほとんど含まず、この受光面側エピタキシャル成長層１２１は、結晶性が高い。このため、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ処理を施す場合、水素ガスのプラズマによるエッチングがほとんどなされず、また炭酸ガスを添加することによる酸化もほとんど起きないため好ましくない。
【００２８】
次に、受光面側エピタキシャル成長層１２１の表面を、炭酸ガスを添加した水素プラズマに曝露する。炭酸ガスは、酸素原子を供給するための原料ガスである。水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマへの曝露によって、受光面側エピタキシャル成長層１２１の最表面は、高濃度の酸素原子を含み非晶質化された受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２が形成される（図２−３：ステップＳ３）。
【００２９】
ついで、プラズマＣＶＤ法により、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３を形成する（図２−４：ステップＳ４）。なお、このときの膜厚は５ｎｍ〜１０ｎｍ程度が好ましい。このとき、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２を、受光面側エピタキシャル成長層１２１と受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３との間に挿入することにより、受光面側エピタキシャル成長層１２１との界面欠陥密度を大幅に低減するとともに、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３がエピタキシャル成長するのを抑制する効果を奏する。従って、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３の成膜条件において、エピタキシャル成長を抑制するための制限がなくなるので、パッシベーション効果の高い受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３を適用することができる。
【００３０】
このようにして、最終形態としては、ｎ型単結晶シリコン基板１１から順に、受光面側エピタキシャル成長層１２１、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３が形成された構造を得ることができる。
【００３１】
そして、こののち、プラズマＣＶＤ法により、ｐ型非晶質シリコン層１３を形成する（ステップＳ５）。なお、ｐ型非晶質シリコン層１３の膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。光吸収を減らすためにｐ型非晶質シリコン層の膜厚は、ＶOC、フィルファクターＦＦを低下させずに薄くすることが好ましい。
【００３２】
そして裏面側についても受光面側と同様にして裏面側エピタキシャル成長層１６１（ステップＳ６）、裏面側真性非晶質酸素含有シリコン層１６２（ステップＳ７）、裏面側真性非晶質非酸素含有シリコン層１６３（ステップＳ８）を順次形成する。そしてさらに、ｎ型非晶質シリコン層１７を形成する（ステップＳ９）。ｎ型非晶質シリコン層１７は、プラズマＣＶＤ法により、形成され、膜厚は１ｎｍ〜４０ｎｍの範囲が好ましい。
【００３３】
そしてフォーミングガスアニールを行なう（ステップＳ１０）。このフォーミングガスアニールは、ｐ型非晶質シリコン層１３、およびｎ型非晶質シリコン膜１７を形成した温度以下でアニールする工程であり、この工程により、ｎ型単結晶シリコン基板１１の基板界面における水素による再結合抑制効果を向上させることができる。そして最後に受光面側および裏面側に受光面側透光性導電膜１４および裏面側透光性導電膜１８を形成する（ステップＳ１１）。この後、受光面側集電極（グリッドＡｇ電極）１５をスクリーン印刷法により形成し（ステップＳ１２）、最後に裏面側集電極（裏面グリッドＡｇ電極）１９をスクリーン印刷法により形成し（ステップＳ１３）、図１−１に示した太陽電池セル１０が形成される。
【００３４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る太陽電池セル２０について説明する。図４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの受光面側要部構成を模式的に示す要部拡大断面図である。図５−１〜図５−４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法の要部を示す工程断面図である。図６は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池セルの製造方法を示すフローチャートである。
【００３５】
実施の形態１では、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２は、受光面側エピタキシャル成長層１２１の表面を、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマを照射することによって形成したが、実施の形態２では、ＣＶＤ法により受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１を形成する。つまり、受光面側エピタキシャル成長層１２１の表面をプラズマ照射によってエッチバックするとともに酸化および非晶質化することで形成した受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２に代えて、プラズマＣＶＤによる薄膜形成によって受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１を形成する（図５−３：ステップＳ３Ｓ）点で、実施の形態１とは異なる。つまり、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１はプラズマＣＶＤによって形成した膜であって、受光面側エピタキシャル層１２１の表面を酸化および非晶質化することで形成した受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２ではない。
【００３６】
本実施の形態の太陽電池セル２０でも、ｎ型単結晶シリコン基板１１の表面に順次積層された、受光面側真性半導体層１２、ｐ型非晶質シリコン層１３、受光面側透光性導電膜１４を備える。受光面側真性半導体層１２は、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に、受光面側エピタキシャル成長層１２１と受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３から構成される。裏面側については省略しているが裏面側真性シリコン層（図示せず）についても、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に、裏面側エピタキシャル成長層と裏面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層と、裏面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層とから構成される。
【００３７】
製造工程を示すフローチャートについても図３に示した前記実施の形態１と同様であるが、受光面側に受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１を形成する工程であるステップＳ３Ｓと、裏面側に裏面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層（図示せず）を形成する工程であるステップＳ７Ｓのみが前記実施の形態１と異なっている。正確に言うと、これらの前の工程であるエピタキシャル成長層を形成する工程ステップＳ２、Ｓ６では、水素と炭酸ガスの混合ガスプラズマによるエッチバック分を含めて膜厚が５〜１０ｎｍ程度となるように厚く成膜されていたのに対し、本実施の形態では、１〜４ｎｍ程度となっている。
【００３８】
受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１を形成する原料ガスとして、シランガスと水素ガスに、炭酸ガスを添加した混合ガスを使用し、プラズマＣＶＤによって所望の厚さに成膜する。ただし、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１がエピタキシャル成長層１２１上にエピタキシャル成長しないことが必要条件となる。酸素原子が添加された受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１は、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３と比べて、受光面側エピタキシャル成長層１２１との格子不整合が大きいため、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３よりもエピタキシャル成長を抑制しやすい特徴がある。受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１の成膜条件は、シランガスに対する炭酸ガスの流量を増やすか、あるいは、成膜温度を下げることによって、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１がエピタキシャル成長するのを抑制できる。シランガスに対する炭酸ガスの流量比率（炭酸ガス／シランガス）は０．０５〜２．０、さらに望ましくは０．２〜０．８である。この範囲を超えると、酸素原子が高濃度となりすぎることにより、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１中に欠陥密度が生じやすくなるため好ましくない。また、この範囲に満たないと、酸素原子の密度の低下に伴い、受光面側エピタキシャル成長層１２１とｎ型単結晶シリコン基板１１の格子不整合が小さくなり、エピタキシャル成長しやすくなるため好ましくない。
【００３９】
＜実施例１＞
実施例１においては、上記実施の形態１の方法で太陽電池セル１０を作製した。このような太陽電池セル１０の製造方法について図３を参照して説明する。図３は、実施例１にかかる太陽電池セル１０の製造方法を示すフローチャートである。また、表１に、実施例１におけるプラズマＣＶＤの成膜条件の詳細を示す。
【００４０】
【表１】
2014011198.tif 000003
【００４１】
抵抗率が１Ωｃｍであり主面の面方位が（１００）で、Ｐを含有するｎ型単結晶シリコン基板１１を用意した。ｎ型単結晶シリコン基板１１の大きさは、１０ｃｍ×１０ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍ程度で、厚みが１５０〜２００μｍ程度である。アルカリ溶液中に浸漬してｎ型単結晶シリコン基板１１の表面をエッチングし、スライス時のワイヤーソーダメージが除去される。その後、光閉じ込め構造により反射損失を低減するため、テクスチャー構造の凹凸が形成される。テクスチャー構造の凹凸を形成する方法としてイソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液を用いる（ステップＳ１）。また、ここではワイヤーソーダメージにおける金属汚染の影響を減らすためにワイヤーソーダメージ除去工程後にテクスチャーを形成したが、ワイヤーソーにおける金属汚染の影響が少ない場合には、ワイヤーソーダメージ除去を行わずにｎ型単結晶シリコン基板１１を、イソプロピルアルコールを含有したアルカリ溶液でエッチングを行うことにより、ワイヤーソーダメージの除去とテクスチャーの形成とを兼ねてもよい。また、テクスチャー構造の形成方法としては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のドライエッチングによって形成してもよい。
【００４２】
次に、ｎ型単結晶シリコン基板１１をＲＣＡ洗浄によりクリーニングし、成膜直前に希フッ酸で表面酸化膜除去を施し、プラズマＣＶＤチャンバで、ＲＦ出力５０ｍＷ/ｃｍ２、ガス圧５００Ｐａの雰囲気下で、受光面側エピタキシャル成長層１２１を受光面側に形成した。シランガスに対する水素希釈比率を１０〜２０になるように、モノシラン１０ｓｃｃｍ、水素３００ｓｃｃｍ流し、成膜基板温度は２００℃とした（図２−２：ステップＳ２）。
【００４３】
次に、受光面側エピタキシャル成長層１２１上へ、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射を行なった。水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射は、プラズマＣＶＤチャンバで、ＲＦ出力５０ｍＷ/ｃｍ２、基板温度２００℃、ガス圧２００Ｐａの雰囲気化で、水素１０００ｓｃｃｍ、炭酸ガス１５ｓｃｃｍを流して処理をした。受光面側エピタキシャル成長層１２１の表面側には、炭酸ガスの分解によって生成した酸素原子が高濃度に含まることによって非晶質化した、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２が形成される（図２−３：ステップＳ３）。
【００４４】
実施の形態１においては、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射により受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２を形成したが、他の方法として、フッ酸と硝酸の混合液のウェット処理によって受光面側エピタキシャル成長層１２１の表層を非晶質化し、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２を形成しても良い。
【００４５】
次に、プラズマＣＶＤチャンバで約４ｎｍ以下の受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３を形成した。成膜条件はＲＦ出力２０ｍＷ/ｃｍ2、基板温度１６０℃、ガス圧５００Ｐａの雰囲気下で、モノシラン３０ｓｃｃｍ、水素５００ｓｃｃｍ流して成膜した（図２−４：ステップＳ４）。
【００４６】
次に、ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３の上に、プラズマＣＶＤチャンバで約２０ｎｍのｐ型非晶質シリコン層１３を形成した。成膜条件はＲＦ出力５０ｍＷ/ｃｍ2、基板温度１４０℃、ガス圧５００Ｐａの雰囲気下で、モノシラン１０ｓｃｃｍ、水素５００ｓｃｃｍ、１％に水素希釈したジボラン１０ｓｃｃｍ流して成膜した。（図２−５：ステップＳ５）。
【００４７】
次に、基板の反対側の面に、受光面側と同様に裏面側エピタキシャル成長層１６１を形成後、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマを照射し、裏面側エピタキシャル成長層１６１の表面に裏面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１６２を形成し、その上に裏面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１６３を形成した。各処理条件は、受光面で形成した成膜条件、水素プラズマ条件と同一条件で形成した（ステップＳ６、７、８）。
【００４８】
次に、プラズマＣＶＤチャンバで約２０ｎｍのｎ型非晶質シリコン膜１７を成膜し、基板の裏面側にＢＳＦ構造を形成した。成膜条件はＲＦ出力４０ｍＷ/ｃｍ2、基板温度１４０℃、ガス圧５００Ｐａの雰囲気下で、モノシラン１０ｓｃｃｍ、水素２００ｓｃｃｍ、１％に水素希釈したホスフィン２０ｓｃｃｍとした（ステップＳ９）。
【００４９】
次に、水素を５％含む不活性ガス雰囲気下で、２００℃で１０分間、アニール（フォーミングガスアニール）を行なう。裏面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１６２、ｐ型非晶質シリコン層１３、およびｎ型非晶質シリコン膜１７を形成した温度以下でアニールすることにより、ｎ型単結晶シリコン基板１１の基板界面における水素による再結合抑制効果を向上させることができる（ステップＳ１０）。
【００５０】
次に、膜厚約７０ｎｍ〜９０ｎｍの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる受光面側透光性導電膜１４をスパッタリング法によりｐ型非晶質シリコン層１３上の全面に形成する。また、スパッタリング法により膜厚約７０ｎｍ〜９０ｎｍの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる裏面側透光性導電膜１８をスパッタリング法によりｎ型非晶質シリコン層１７上の全面に形成する（ステップＳ１１）。
【００５１】
ついで、受光面側透光性導電膜１４上に銀（Ａｇ）電極をスクリーン印刷により形成し、加熱焼成して受光面側集電極１５を形成する（ステップＳ１２）。また、裏面側透光性導電膜１８上の全面に銀（Ａｇ）電極をスクリーン印刷により形成し加熱焼成して裏面側集電極１９を形成する（ステップＳ１３）。
【００５２】
以上の工程を実施することにより、実施の形態１に対応したヘテロ接合太陽電池セル１０が作製される。このようにして作製した太陽電池セルについて、ＡＭ１．５のスペクトルで１００ｍＷ/ｃｍ２の光照射によって電流−電圧特性を評価した。
【００５３】
＜実施例２＞
実施例２においては、上記実施の形態２にかかる太陽電池セル２０を作製した。このような太陽電池セル２０の製造方法について、図５−１〜図５−４および図６を参照して説明する。図６は、実施例２にかかる太陽電池セル２０の製造方法を示すフローチャートである。
【００５４】
太陽電池セル２０は、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１をプラズマＣＶＤによる薄膜で形成する以外は、実施例１で示した太陽電池セル１０の製造方法と共通である。従って、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１の形成工程についてのみ下記に詳述する。
【００５５】
受光面側エピタキシャル成長層１２１の上に、プラズマＣＶＤチャンバで約４ｎｍ以下の受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１を形成した。成膜条件はＲＦ出力２５ｍＷ/ｃｍ2、基板温度１５０℃、ガス圧５００Ｐａの雰囲気下で、モノシラン５０ｓｃｃｍ、水素５００ｓｃｃｍ、炭酸ガス１５ｓｃｃｍを流して成膜した（ステップＳ３Ｓ）。
【００５６】
その他のプロセスは、実施例１による太陽電池セル１０と同様である。以上の工程を実施することにより、実施の形態２にかかるヘテロ接合太陽電池セル２０が作製される。このようにして作製した太陽電池セルについて、ＡＭ１．５のスペクトルで１００ｍＷ/ｃｍ２の光照射によって電流−電圧特性を評価した。
【００５７】
＜比較例１＞
比較のため、エピタキシャル成長層１２１形成後に、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射を行わずに作製した太陽電池セル１００を、比較例１として作製した。それ以外のプロセスは、実施例１で示したフローチャートと同じである。つまり図３のフローチャートの受光面側および裏面側の炭酸ガス／水素プラズマ照射ステップＳ３およびＳ７を行なわないものであり、受光面側ａ−ＳｉＯ層１２２、裏面側ａ−ＳｉＯ層１６２が形成されない他は、実施例１の太陽電池セル１０と同様である。
【００５８】
図７は、比較例１にかかる光起電力装置であるヘテロ接合太陽電池セル１００の構成を模式的に示す要部断面図である。太陽電池セル１００では、ｎ型単結晶シリコン基板１１の表面に順次積層された、受光面側真性半導体層１２、ｐ型非晶質シリコン層１３、受光面側透光性導電膜１４を備える。受光面側真性半導体層１２は、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に、受光面側エピタキシャル成長層１２１と受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３から構成される。図８は、比較例１にかかる太陽電池セル１００の製造方法を示すフローチャートである。
【００５９】
このようにして作製した太陽電池セルについて、ＡＭ１．５のスペクトルで１００ｍＷ/ｃｍ２の光照射によって電流−電圧特性を評価した。
【００６０】
＜比較例２＞
比較のため、受光面側エピタキシャル成長層１２１を形成せず、ｎ型単結晶シリコン基板１１上に水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射を行って作製した太陽電池セル２００を、比較例２として作製した。それ以外のプロセスは、実施例１で示したフローチャートと同じである。
【００６１】
図９は、比較例２にかかる光起電力装置であるヘテロ接合太陽電池セル２００の構成を模式的に示す要部断面図である。太陽電池セル２００では、ｎ型単結晶シリコン基板１１の表面に順次積層された、受光面側真性半導体層１２、ｐ型非晶質シリコン層１３、受光面側透光性導電膜１４を備える。受光面側真性半導体層１２は、ｎ型単結晶シリコン基板１１側から順に受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層２０１と受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３から構成される。
【００６２】
図１０は、比較例２にかかる太陽電池セル２００の製造方法を示すフローチャートである。比較例２は、実施の形態１に対し、受光面側エピタキシャル成長層１２１の形成を行わない以外は、実施例１による太陽電池セル１０と同様である。
【００６３】
このようにして作製した太陽電池セルについて、ＡＭ１．５のスペクトルで１００ｍＷ/ｃｍ２の光照射によって電流−電圧特性を評価した。
【００６４】
＜比較例３＞
比較のため、受光面側エピタキシャル成長層１２１を形成せず、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射も行わずに作製した太陽電池セル３００を、比較例３として作製した。それ以外のプロセスは、実施例１で示したフローチャートと同じである。
【００６５】
図１１は、比較例３にかかる光起電力装置であるヘテロ接合太陽電池セル３００の構成を模式的に示す要部断面図である。太陽電池セル３００では、ｎ型単結晶シリコン基板１１の表面に順次積層された、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２３、ｐ型非晶質シリコン層１３、受光面側透光性導電膜１４を備える。
【００６６】
図１２は、比較例３にかかる太陽電池セル３００の製造方法を示すフローチャートである。比較例３は、実施の形態１に対し、受光面側エピタキシャル成長層１２１を形成せず、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射も行わない以外は、実施例１による太陽電池セル１０と同様である。
【００６７】
このようにして作製した太陽電池セルについて、ＡＭ１．５のスペクトルで１００ｍＷ/ｃｍ２の光照射によって電流−電圧特性を評価した。
【００６８】
＜実施例と比較例の比較＞
上述の５種類の太陽電池セル（実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、比較例３）について、ＡＭ１．５のスペクトルで１００ｍＷ/ｃｍ２の光照射によって電流−電圧特性を評価した結果を表２に示す。なお、表２に示した値は、従来の標準的なプロセスである比較例３について得られた太陽電池セルの特性値を１．００として、規格化したものである。
【００６９】
【表２】
2014011198.tif 000004
【００７０】
表１を参照して表２を考察すると、実施例１および実施例２ともに、従来の標準的な作製方法である比較例３と比較して、顕著に高い変換効率が得られたことを示している。実施例１と比較例１の特性値を比較すると、比較例１の開放電圧が顕著に低いが、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射による、受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２が形成されなかったために、パッシベーション効果が低下したためと考えられる。同時に、エピタキシャル成長し易い受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３が、直接受光面側エピタキシャル成長層１２１上に形成されたことによって受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３内部に欠陥を生成し、変換効率が低下したためと考えられる。また曲線因子（fill  factor；ＦＦ）も向上している。ＦＦは、理論出力に対する最大出力の割合を表す数値であって、太陽電池モジュールの品質の目安の一つとされている。理論出力は、開放電圧および短絡電流の積に相当する。ＦＦは、最大出力が理論出力と同一である場合を最大値１とし、数値が１に近いほど発電効率が高いことを表す。
【００７１】
同様に、比較例２は実施例１と比較して顕著に開放電圧が低いが、これは受光面側エピタキシャル成長層１２１が形成されていないがために、ｎ型単結晶シリコン基板１１上へ直接、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマ照射を行っても、パッシベーション効果の高い受光面側ａ−ＳｉＯ（ｉ）層１２２が形成されなかったことによる影響と考えられる。これは、ｎ型単結晶シリコン基板１１上に直接、水素ガスと炭酸ガスの混合ガスのプラズマを照射したことによって、プラズマダメージによって結晶シリコン基板への欠陥が生成した影響と同時に、結晶シリコン基板中への酸素原子の取り込み効率が悪かったために、受光面側ａ−Ｓｉ（ｉ）層１２３とｎ型単結晶シリコン基板１１の界面欠陥密度が十分に低減されなかったためと推察される。
【００７２】
なお、前記実施の形態１，２および実施例１、２では両面に真性シリコン薄膜層と導電性シリコン薄膜層とが形成された構造について説明したが、真性シリコン薄膜層と導電性シリコン薄膜層とが受光面側、裏面側いずれかの片面のみにある構成としても有効である。
【００７３】
また、前記実施の形態では、結晶系半導体基板として、ｎ型単結晶シリコン基板を用いたが、ｎ型に限定されることなくｐ型にも適用可能であることはいうまでもないが、多結晶シリコン基板、あるいはゲルマニウム、シリコンカーバイド結晶基板など、他の結晶系半導体基板にも適用可能である。さらにまた、真性半導体薄膜あるいは導電性半導体薄膜についても、シリコン薄膜に限定されることなく、他の半導体薄膜にも適用可能である。
【００７４】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これら実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる光起電力装置は、単結晶シリコン基板などの結晶シリコン系基板上に非晶質薄膜を形成した薄膜太陽電池に有用であり、特に、非晶質シリコン薄膜太陽電池に適している。
【符号の説明】
【００７６】
１０、２０、１００、２００、３００  太陽電池セル
１１  ｎ型単結晶シリコン基板
１２  受光面側真性半導体層
１３  ｐ型非晶質シリコン層
１４  受光面側透光性導電膜
１５  受光面側集電極
１６  裏面側真性半導体層
１７  ｎ型非晶質半導体層
１８  裏面側透光性導電膜
１９  裏面側集電極
１２１  受光面側エピタキシャル成長層
１２２、２０１  受光面側真性非晶質酸素含有シリコン（ａ−ＳｉＯ（ｉ））層
１２３  受光面側真性非晶質非酸素含有シリコン（ａ−Ｓｉ（ｉ））層
１６１  裏面側エピタキシャル成長層
１６２  裏面側真性非晶質酸素含有シリコン（ａ−ＳｉＯ（ｉ））層
１６３  裏面側真性非晶質非酸素含有シリコン（ａ−Ｓｉ（ｉ））層
【図１−１】
2014011198.tif 000005
【図１−２】
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【図１−３】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014011198.tif 000022
【図１０】
2014011198.tif 000023
【図１１】
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【図１２】
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