(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な方法で、画像認識が容易なアライメントマークを形成することができる太陽電池セルの製造方法を提供する。【解決手段】基板１の少なくとも一方の面に拡散防止マスク層２を形成する工程と、短パルスレーザ光４の照射により、上記拡散防止マスク層をパターニングするとともに、上記拡散防止マスク層のパターニングにより露出した上記基板にアライメントマークをパターニングする工程と、を有する太陽電池セルの製造方法である。【選択図】図１
2014112601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の少なくとも一方の面に拡散防止マスク層を形成する工程と、
短パルスレーザ光の照射により、前記拡散防止マスク層をパターニングするとともに、前記拡散防止マスク層のパターニングにより露出した前記基板にアライメントマークをパターニングする工程と、を有する太陽電池セルの製造方法。
【請求項２】
前記短パルスレーザ光の波長は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項３】
前記基板にアライメントマークをパターニングするときの前記短パルスレーザ光の描画速度は、前記拡散防止マスク層をパターニングするときの前記短パルスレーザ光の描画速度より遅い、請求項１または２に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項４】
前記拡散防止マスク層のパターニングにより露出した前記基板に、不純物を拡散させて不純物拡散領域を形成する工程と、
前記拡散防止マスク層を除去する工程と、
前記拡散防止マスク層を除去した前記基板の前記面にパッシベーション膜を形成する工程と、
前記パッシベーション膜に前記不純物拡散領域に通じるコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内に電極を形成する工程と、を有し、
前記アライメントマークは、前記コンタクトホールの形成時および／または前記電極の形成時に用いる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法により製造された太陽電池セルであって、
前記基板に前記短パルスレーザ光の照射跡を有する、太陽電池セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを電気エネルギに直接変換する太陽電池セルは、近年、特に地球環境問題の観点から次世代のエネルギ源としての期待が高まっている。太陽電池セルとしては、化合物半導体を使ったもの、および有機材料を使ったものなど、様々な種類があるが、近年の主流は、シリコン結晶を用いたものである。
【０００３】
その中で、最近、最も多く生産・販売されている太陽電池セルは、太陽光を受ける受光面にはｎ電極が設けられ、裏面にはｐ電極が設けられている構造を有するものである。このような構造を有する太陽電池セルにおいては、受光面側に設けられたｎ電極は、電流の取り出しのために必要である。しかしながら、基板のｎ電極の下方の部分には太陽光が入射しないため、当該下方の部分では発電しない。したがって、電極面積が大きい場合には、太陽電池セルの変換効率が低下することになる。このような、太陽電池セルの受光面側の電極による損失は、シャドウロスと呼ばれている。
【０００４】
これに対し、受光面に電極がなく、ｐ電極およびｎ電極の両方を裏面に形成した太陽電池セルも存在しており、裏面電極型太陽電池セルと呼ばれている。裏面電極型太陽電池セルにおいては、受光面に電極がないために、電極によるシャドウロスがなく、入射してくる太陽光のほぼ全てを基板内に取り込むことができるため、原理的には高変換効率を実現可能である。しかしながら、裏面電極型太陽電池セルは、全ての電極と拡散領域とをパターニングして基板の裏面に形成する必要があるため、製造プロセスが、従来の太陽電池よりも複雑化してしまう。製造プロセスの複雑化は、必然的に製造コストを増加させると共に、量産性を低下させるため、商業用として大量生産することが難しくなる。
【０００５】
そこで、たとえば特許文献１には、エッチングペーストを使用して基板の裏面に拡散領域を形成する裏面電極型太陽電池セルの製造方法が開発されている。太陽電池セルの変換効率は、キャリアの表面再結合速度と密接に関連しているため、裏面電極型太陽電池セルにおいて、高い変換効率を実現するためには、ｎ電極とｐ電極の細線化が求められる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の裏面電極型太陽電池セルの製造方法においては、エッチングペーストを極細で塗布することが困難であるため限界がある。また、従来技術のフォトリソグラフィを用いた裏面電極型太陽電池セルの製造方法では、ｎ電極とｐ電極の細線化は可能であるが、工程数およびレジストなどの材料費が増加する。
【０００７】
そして上述の製造方法においては、アライメントマークを形成して全ての電極と拡散領域を重ね合わせる必要がある。従来のアライメントマークをフォトリソグラフィにて拡散領域のパターニングと同時に実施すると、その形成工程上でアライメントマークが消えてしまうことから同時に形成出来ない。そのためアライメントマークを形成するためだけの形成工程が煩雑で、製造時間がかかるという問題があり、製造コストが増加するとともに、量産性が低下する。
【０００８】
特許文献２では、波長が１．０６μｍのＹＡＧレーザでアライメントマークを形成する方法が用いられている。上述のようなレジストの塗布、露光、現像などの工程、および薄膜のエッチング工程などが不要となり、アライメントマークの形成工程を簡略化することができる。しかし波長が１．０６μｍのＹＡＧレーザでは基板の溶融変形を起こし、凹凸部分でのコントラスト差が発生してアライメントマークの画像認識が困難となる。また、アライメントマークの位置精度は基板エッジを基準にしていることから、基板作成時の外形誤差により位置精度にも問題がある。さらには、絶縁薄膜を形成し、これをレーザ処理してアライメントマークを形成していることから、絶縁薄膜を設けないまたは除去する製造方法に適用することができない。また、アライメントマークを形成するためだけの形成工程が必要であり煩雑である点は、特許文献１に記載の方法と同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１８６９２７号公報
【特許文献２】特開平７−１６１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、簡易な方法で、画像認識が容易なアライメントマークを形成することができる太陽電池セルの製造方法および太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板の少なくとも一方の面に拡散防止マスク層を形成する工程と、短パルスレーザ光の照射により、上記拡散防止マスク層をパターニングするとともに、上記拡散防止マスク層のパターニングにより露出した上記基板にアライメントマークをパターニングする工程と、を有する太陽電池セルの製造方法である。
【００１２】
上記短パルスレーザ光の波長は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
上記基板にアライメントマークをパターニングするときの短パルスレーザ光の描画速度は、上記拡散防止マスク層をパターニングするときの短パルスレーザ光の描画速度より遅いことが好ましい。
【００１４】
上記本発明の太陽電池セルの製造方法の一形態において、上記拡散防止マスク層のパターニングにより露出した上記基板に、不純物を拡散させて不純物拡散領域を形成する工程と、上記拡散防止マスク層を除去する工程と、上記拡散防止マスク層を除去した基板の上記面にパッシベーション膜を形成する工程と、当該パッシベーション膜に上記不純物拡散領域に通じるコンタクトホールを形成する工程と、当該コンタクトホール内に電極を形成する工程と、を有し、上記アライメントマークは、上記コンタクトホールの形成時および／または上記電極の形成時に用いる。
【００１５】
また、本発明は、上記に記載の製造方法により製造された太陽電池セルであって、上記基板に上記短パルスレーザ光の照射跡を有する。
【００１６】
また、本発明は、上記の製造方法により製造された太陽電池セルであって、上記太陽電池セルの上記アライメントマークは、上記太陽電池セルと他のモジュールとの重ね合わせに用いるマークを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、短パルスレーザ光の照射により、拡散防止マスク層をパターニングするとともに、アライメントマークをパターニングするので、簡易な方法でアライメントマークを形成することができ、量産性の高い太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルを提供することができる。また、短パルスレーザ光の照射によりアライメントマークを形成するので、基板の溶融を抑制することができ、画像認識が容易なアライメントマークを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）〜（ｋ）は、実施の形態の太陽電池セル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】パルス幅が１００ｐｓよりも大きいパルスレーザ光を照射して拡散防止マスク層をパターニングした場合を図解する模式的な断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、パルス幅が１００ｐｓ以下である短パルスレーザ光を照射して拡散防止マスク層をパターニングした場合を図解する模式的な断面図である。
【図４】（ａ）は、パルス幅が４ｎｓで波長が１０００ｎｍ以上のパルスレーザ光を照射して拡散防止マスク層をパターニングしたときのシリコン基板からなる基板の表面写真であり、（ｂ）は、パルス幅が１５ｐｓであって、波長が３５５ｎｍである短パルスレーザ光を照射して拡散防止マスク層をパターニングしたときのシリコン基板からなる基板の表面写真である。
【図５】図１（ｃ）における開口部の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１（ａ）〜図１（ｋ）に、本発明の太陽電池セルの製造方法の一例である実施の形態の太陽電池セル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、基板１の裏面に拡散防止マスク層２を形成するとともに、基板１の受光面に拡散防止マスク層３を形成する。
【００２１】
基板１としては、たとえば、ｎ型またはｐ型のシリコン基板などを用いることができる。ここで、基板１としてシリコン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。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、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。
【００２２】
拡散防止マスク層２および拡散防止マスク層３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、拡散防止マスク層２および拡散防止マスク層３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。
【００２３】
拡散防止マスク層２の厚さおよび拡散防止マスク層３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。
【００２４】
拡散防止マスク層２および拡散防止マスク層３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。
【００２５】
次に、図１（ｂ）に示すように、拡散防止マスク層２にパルス幅が１００ｐｓ（ピコ秒）以下の短パルスレーザ光４を複数回照射することによって、図１（ｃ）に示すように、短パルスレーザ光４の照射箇所の拡散防止マスク層２を除去して開口部５を形成する。
【００２６】
ここで、短パルスレーザ光４の照射箇所は、後述する工程で不純物拡散領域を形成する領域に相当する。また、拡散防止マスク層２のパターニングに、パルス幅が１００ｐｓ以下、好ましくは１５ｐｓ以下の短パルスレーザ光４を用いることによって、短パルスレーザ光４の照射箇所における基板１の熱による溶融変形を抑制することができる。一般的に、パルスレーザ光の照射による熱拡散長（Ｘｔｈ）は、次の式で求めることができる。
【００２７】
Ｘｔｈ＝（２×ｋｏ×ｔｐ／Ｃｉ）０．５
上記式において、ｋｏは熱伝導率、ｔｐはパルス幅、Ｃｉは熱容量である。上記式からもわかるように、パルス幅（ｔｐ）が大きい程、熱拡散長（Ｘｔｈ）が大きくなり、基板の溶融変形が大きくなる。本実施形態では、パルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光を用いることにより、基板の溶融変形を抑制することができる。基板に溶融変形が生じると、この部分でコントラスト差が生じ、アライメントマークの画像認識を正確に行なうことが難しい場合がある。
【００２８】
また、拡散防止マスク層２のパターニングをより高精度に、かつより高効率で行ない、基板１の熱による溶融変形をより効果的に抑える観点からは、短パルスレーザ光４の波長は１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。レーザ光を対象に照射した場合に、照射エネルギーが１／ｅとなる点までの表面からの距離をレーザ光の侵入長（Ｌ）とすると、一般的に侵入長（Ｌ）は、次の式で求めることができる。
【００２９】
Ｌ＝１／α＝λ／２πｋ
上記式において、αは吸収係数、λは波長、ｋは消光係数である。上記式から、レーザ光照射による拡散防止マスク層２の剥離を十分に行ないつつ、基板１の熱による溶融変形を効果的に抑える観点から、照射する短パルスレーザ光には適切な波長範囲があることがわかる。本実施形態では、波長１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲の短パルスレーザ光を用いることにより、拡散防止マスク層２の剥離を実現しつつ、基板１の熱による溶融変形を効果的に抑えることができる。
【００３０】
図２に、パルス幅が１００ｐｓよりも大きいパルスレーザ光４１を照射して拡散防止マスク層２をパターニングした場合を図解する模式的な断面図を示す。
【００３１】
図２に示すように、パルス幅が１００ｐｓよりも大きいパルスレーザ光４１を照射した場合には、パルス幅が大きすぎるため、パルスレーザ光４１の照射熱によって基板１が溶融変形し、基板１に溶融変形部分２１が生じることになる。この現象は、基板１がシリコン基板であって、拡散防止マスク層２が、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からなる場合に特に顕著である。
【００３２】
一方、図３（ａ）〜図３（ｃ）に、パルス幅が１００ｐｓ以下である短パルスレーザ光４を照射して拡散防止マスク層２をパターニングした場合を図解する模式的な断面図を示す。ここで、短パルスレーザ光４としては、パルス幅１５ｐｓ以下であって、波長３５５ｍｍ以下の短パルスレーザ光を用いた場合について説明する。この場合には、まず、図３（ａ）の模式的断面図に示すように、基板１の拡散防止マスク層２との界面部分２２が加熱される。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、短パルスレーザ光４の照射箇所により加熱された拡散防止マスク層２と基板１との界面部分２２の拡散防止マスク層２が剥がれていき、図３（ｃ）に示すように、最終的には、拡散防止マスク層２の剥離箇所が開口部５となる。
【００３４】
また、図４（ａ）に、パルス幅が４ｎｓであって、波長が１０００ｎｍ以上のパルスレーザ光４１を照射して拡散防止マスク層２をパターニングしたときのシリコン基板からなる基板１の表面写真を示す。また、図４（ｂ）に、パルス幅が１５ｐｓであって、波長が３５５ｎｍである短パルスレーザ光４を照射して拡散防止マスク層２をパターニングしたときのシリコン基板からなる基板１の表面写真を示す。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）のシリコン基板からなる基板１の表面写真は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影したものである。
【００３５】
図４（ａ）に示される波状部分は、パルスレーザ光４１の照射熱による溶融変形部分２１であり、このような溶融変形部分は、図４（ｂ）では見られないことから、短パルスレーザ光４を照射した場合には、基板１の溶融変形を抑えて、拡散防止マスク層２のパターニングが可能となることが明らかである。
【００３６】
さらに、拡散防止マスク層２をパルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光４の照射によりパターニングする場合には、パルス幅が短いため、短パルスレーザ光４を複数回照射する必要があるが、フォトリソグラフィを用いて拡散防止マスク層２をパターニングする場合と比較して、フォトレジスト塗布、パターン露光、現像およびフォトレジスト剥離などの工程が不要となるため、製造工程を簡略化することができる。さらに、エッチングペーストおよびフォトレジストなどの材料が不要となるため、太陽電池セルの製造コストも低減することができる。
【００３７】
また、パルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光４の照射により拡散防止マスク層２をパターニングすることによって、拡散防止マスク層２のパターンが複雑である場合にも、ソフトウェアによって、描写するパターンを容易に設定することが可能であるため、機種変更などがあっても容易に対応することができ、太陽電池セルの量産性を向上することができる。
【００３８】
図１（ｂ）および（ｃ）においては、上述の通り、短パルスレーザ光の照射により拡散防止マスク層２をパターニングして開口部５を形成するとともに、拡散防止マスク層２のパターニングにより露出した基板１表面にアライメントマークをパターニングする。図５は、図１（ｃ）における開口部５の上面図を示す。図５に示すように、開口部５の基板１表面の対角位置に三角形状のアライメントマーク３１，３２が形成されている。アライメントマーク３１，３２は、拡散防止マスク層２が剥離し基板１が露出した後にも短パルスレーザ光の照射を継続することにより、この部分における基板１の表面が除去され形成される。
【００３９】
アライメントマーク３１，３２は、太陽電池セルの製造における後段の工程、または作製した太陽電池セルを他のモジュールと組み合わせる工程において、これを画像認識することにより、基準位置として用いることができる。アライメントマーク３１，３２は、画像認識できる大きさおよび深さであればその形態は三角形に限定されることはなく、円形、四角形、筋状等であってもよい。また、アライメントマークの個数についても、限定されることはない。
【００４０】
アライメントマーク３１，３２は、開口部５の形成を予定している領域全体の拡散防止マスク層２が剥離してからパターニングしてもよいし、開口部５の形成を予定している領域の一部の拡散防止マスク層２が剥離した状態で形成してもよい。アライメントマーク３１，３２をパターニングするときの短パルスレーザ光には、拡散防止マスク層２をパターニングするときに用いた短パルスレーザ光をそのまま使用することができる。なお、アライメントマーク３１，３２をパターニングするときの短パルスレーザ光照射による描画速度は、拡散防止マスク層２をパターニングするときの短パルスレーザ光の描画速度より遅くしてもよい。アライメントマーク３１，３２をパターニングするときの描画速度を遅くすることにより、鮮明な描画を行なって後段の工程における画像認識をより容易にすることができる。複数のレーザスポットを照射する場合には、描画速度によりレーザスポットの重ね合わせ度合いを制御することができる。たとえば、アライメントマーク３１，３２をパターニングするときは描画速度を遅くすることによりレーザスポットの重ね合わせの頻度を上げてより鮮明な描画を行なうことができる。拡散防止マスク層２のパターニングにおける短パルスレーザ光４の描画速度は、特に限定されないが、たとえば２〜２５ｍ／ｓとし、アライメントマーク３１，３２のパターニングにおける短パルスレーザ光４の描画速度を、たとえば０.１〜５ｍ／ｓとすることができる。
【００４１】
次に、図１（ｄ）に示すように、拡散防止マスク層２の開口部５から基板１の裏面にｎ型不純物を拡散して、ｎ型不純物拡散領域６を形成する。ｎ型不純物拡散領域６の形成は、たとえば、ｎ型ドーパント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。
【００４２】
なお、ｎ型不純物拡散領域６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型不純物拡散領域６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、拡散防止マスク層３を形成せずに、基板１の受光面側にも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。
【００４３】
また、ｎ型不純物拡散領域６の形成後には、ｎ型ドーパントの拡散によって形成されたＰＳＧ（リンシリケートグラス）層と拡散防止マスク層２とが除去される。
【００４４】
次に、図１（ｅ）に示すように、基板１の裏面に拡散防止マスク層２を形成する。拡散防止マスク層２の形成についての説明は、上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。
【００４５】
次に、図１（ｆ）に示すように、拡散防止マスク層２にパルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光４を複数回照射することによって、図１（ｇ）に示すように、短パルスレーザ光４の照射箇所の拡散防止マスク層２を除去して開口部８を形成する。なお、短パルスレーザ光４の照射についての説明は、上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。また、開口部８の基板１表面に短パルスレーザ光４を照射して、アライメントマークを形成する。なお、アライメントマークの形成についての説明は、上記と同様であるため、ここではその説明については省略する。
【００４６】
次に、図１（ｈ）に示すように、拡散防止マスク層２の開口部８から基板１の裏面にｐ型不純物を拡散して、ｐ型不純物拡散領域９を形成する。ｐ型不純物拡散領域９の形成は、たとえば、ｐ型ドーパント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。
【００４７】
なお、ｐ型不純物拡散領域９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型不純物拡散領域９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。
【００４８】
また、ｐ型不純物拡散領域９の形成後には、ｐ型ドーパントの拡散によって形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートグラス）層と拡散防止マスク層２と拡散防止マスク３とが除去される。
【００４９】
次に、図１（ｉ）に示すように、基板１の裏面にパッシベーション膜１０を形成した後に、パッシベーション膜１０をテクスチャエッチングマスクとして、基板１の受光面のテクスチャエッチングを行ない、テクスチャ構造１２を形成する。その後、基板１の受光面のテクスチャ構造１２上に反射防止膜１３を形成する。
【００５０】
ここで、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、基板１の受光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。
【００５１】
パッシベーション膜１０および反射防止膜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、パッシベーション膜１０および反射防止膜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。
【００５２】
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。
【００５３】
次に、図１（ｊ）に示すように、パッシベーション膜１０にコンタクトホール１４，１５を形成して、コンタクトホール１４からｎ型不純物拡散領域６の表面を露出させ、コンタクトホール１５からｐ型不純物拡散領域９の表面を露出させる。なお、コンタクトホール１４，１５の形成に際しては、上述の工程で開口部５，８の基板１上に形成したアライメントマークを画像認識し、これらを基準にして形成位置を決定する。このように、アライメントマークを基準にコンタクトホール１４，１５の形成位置を決定することにより、精度の高い位置決定を行なうことができる。これに対して、基板のエッジを認識し、これを基準にして形成位置を決定する場合は、外形の誤差や画像認識誤差により、位置決定の精度が低くなる場合があり、リーク電流による変換効率低下の要因となりうる。
【００５４】
コンタクトホール１４，１５の形成方法は、特に限定されないが、上述の短パルスレーザ光４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、太陽電池セルの製造工程を簡略化することができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００５５】
その後、図１（ｋ）に示すように、ｎ型不純物拡散領域６の表面に接触するｎ電極１６を形成するとともに、ｐ型不純物拡散領域９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太陽電池セルが完成する。なお、ｎ電極１６とｐ電極１７の形成に際しては、上述の工程で開口部５，８の基板１上に形成したアライメントマークを画像認識し、これらを基準にして形成位置を決定してもよい。この方法により、精度の高い位置決定を行なうことができる。以上のようにして製造された実施の形態の裏面電極太陽電池セルは、基板１に短パルスレーザ光４の照射跡を有している。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
上述したように、実施形態の太陽電池セルの製造方法においては、短パルスレーザ光４の照射により、拡散防止マスク層をパターニングするとともに、拡散防止マスク層のパターニングにより露出した基板にアライメントマークをパターニングすることにより、簡易な方法でアライメントマークを形成することができる。また、短パルスレーザ光４を照射して基板上にアライメントマークを形成することにより、アライメントマーク周辺での基板の溶融を抑制することができ、画像認識が容易なアライメントマークを形成することができる。
【００５９】
上述したように、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、パルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光４を用いて拡散防止マスク層２のパターニングを行なっていることから、フォトリソグラフィを用いたパターニングと比べて、裏面電極太陽電池セルの製造工程を簡略化することができる。
【００６０】
また、上述したように、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、パルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光４を用いて拡散防止マスク層２のパターニングを行なっていることから、エッチングペーストおよびフォトレジストなどの材料が不要となるため、裏面電極太陽電池セルの製造コストを低減することができる。
【００６１】
また、上述したように、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、パルス幅が１００ｐｓ以下の短パルスレーザ光４を用いて拡散防止マスク層２のパターニングを行なった場合でも、短パルスレーザ光４の熱による基板１の溶融変形の発生を抑えることができ、不純物拡散領域の表面抵抗を低く抑えることができるため、高い変換効率を実現可能な裏面電極型太陽電池セルを作製することができる。
【００６２】
さらに、上述したように、実施の形態の太陽電池セルの製造方法においては、高い変換効率が実現可能となるように機種変更して、拡散防止マスク層２のパターニングを複雑化した場合でも、容易に対応することができるため、この観点からも、高い変換効率を実現可能な裏面電極型太陽電池セルを作製することができる。
【００６３】
以上の理由により、実施の形態の太陽電池セルの製造方法によれば、太陽電池セルの製造工程を簡略化することができるとともに、太陽電池セルの製造コストを低減することができ、さらには画像認識が容易なアライメントマークを用いてコンタクトホールおよび電極の形成位置を決定しているので、バラつきの少なく高精度の太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルを提供することができる。
【００６４】
上記のように太陽電池セルに形成されたアライメントマークは、太陽電池セルと他のモジュールとの重ね合わせに用いるマークとして利用することもできる。
【実施例】
【００６５】
（実施例１）
図１に示す製造方法に基づいて、実施例１の太陽電池セルを作製した。まず、１５０×１５０ｍｍの四角形で、厚さが１３０μｍのｎ型のシリコン基板１を用意した。その後、シリコン基板１の裏面に厚さ１２０ｎｍの拡散防止マスク層２をスチーム酸化法により形成し、表面に厚さ１２０ｎｍの拡散防止マスク層３をスチーム酸化法により形成した。拡散防止マスク層２としては、酸化シリコン膜を用い、拡散防止マスク層３としては、酸化シリコン膜を用いた。
【００６６】
その後、拡散防止マスク層２にパルス幅１５ｐｓ、波長３５５ｎｍの短パルスレーザ光４を描画速度２５ｍ／ｓで照射して開口部５を形成し、基板１が露出した段階で短パルスレーザ光４の描画速度を５ｍ／ｓに落として、開口部５の端部の対角位置に二つのアライメントマークを形成した。
【００６７】
次に、開口部５からシリコン基板１の裏面にＰＯＣｌ3を用いた気相拡散を行ない、ｎ型不純物拡散領域６を形成した。ｎ型不純物領域６中のリン濃度（ｎ型不純物濃度）は３×１０17個／ｃｍ3であった。その後、フッ酸により、ＰＯＣｌ3を用いた気相拡散によって形成されたＰＳＧと拡散防止マスク層２とを除去した。
【００６８】
シリコン基板１の裏面に厚さ１２０ｎｍの拡散防止マスク層２をスチーム酸化法により形成した。拡散防止マスク層２として、酸化シリコン膜を用いた。
【００６９】
拡散防止マスク層２にパルス幅１５ｐｓ、波長３５５ｎｍの短パルスレーザ光４を描画速度２５ｍ／ｓで照射して開口部８を形成し、基板１が露出した段階で短パルスレーザ光４の描画速度を５ｍ／ｓに落として、開口部８の端部に二つのアライメントマークを形成した。
【００７０】
次に、開口部８からシリコン基板１の裏面にＢＢｒ3を用いた気相拡散を行ない、ｐ型不純物領域９を形成した。その後、フッ酸により、ＢＢｒ3を用いた気相拡散によって形成されたＢＳＧ、拡散防止マスク層２および拡散防止マスク層３を除去した。
【００７１】
シリコン基板１の受光面にスチーム酸化法によりパッシベーション膜１０を形成した後に、シリコン基板１の受光面に、テクスチャエッチングによりテクスチャ構造１２を形成した。その後、シリコン基板１の受光面のテクスチャ構造１２上に反射防止膜１３を形成した。パッシベーション膜１０としては、酸化シリコン膜を用い、反射防止膜１３としては、酸化シリコン層と窒化シリコン層との積層体を用いた。
【００７２】
次に、上述の工程で、開口部５および８に設けたアライメントマークをＣＣＤカメラを用いて画像認識し、アライメントマークの位置を基準として短パルスレーザ光の照射位置を決定し、短パルスレーザ光の照射によりコンタクトホール１４，１５を形成して、コンタクトホール１４からｎ型不純物拡散領域６の表面を露出させ、コンタクトホール１５からｐ型不純物拡散領域９の表面を露出させた。ここで用いた短パルスレーザ光は、開口部５および８の形成時に用いた短パルスレーザ光と同じものとした。
【００７３】
その後、開口部５および８に形成されたアライメントマークをＣＣＤカメラを用いて画像認識し、アライメントマークの位置を基準としてコンタクトホール１４，１５内に銀ペーストを塗布し、４５０℃の温度で焼成することによりｎ電極１６およびｐ電極１７を形成した。
【００７４】
（実施例２）
開口部５，８の形成、およびアライメントマークの形成に用いる短パルスレーザ光について、パルス幅を１５ｐｓ、波長を５３２ｎｍとした点以外は、実施例１と同様にして実施例２の太陽電池セルを作製した。
【００７５】
（実施例３）
開口部５，８の形成、およびアライメントマークの形成に用いる短パルスレーザ光について、パルス幅を０.８ｐｓ、波長を３４３ｎｍとした点以外は、実施例１と同様にして実施例３の太陽電池セルを作製した。
【００７６】
（結果）
実施例１〜３により製造された太陽電池セルは、アライメントマークの画像認識が容易で、コンタクトホール１４，１５、ｎ電極１６およびｐ電極１７が精度良く形成されていた。また、いずれの実施例により製造された太陽電池セルにおいても、開口部５，８に対応する基板１の表面に短パルスレーザ光の照射跡が残っていた。
【００７７】
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】
【００７８】
本発明は、太陽電池セルの製造方法および太陽電池セルに利用することができ、特に裏面電極型太陽電池セルの製造方法および裏面電極型太陽電池セルに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１  基板、２，３  拡散防止マスク、４  短パルスレーザ光、５  開口部、６  ｎ型不純物拡散領域、８  開口部、９  ｐ型不純物拡散領域、１０  パッシベーション膜、１２  テクスチャ構造、１３  反射防止膜、１４，１５  コンタクトホール、１６  ｎ電極、１７  ｐ電極、２１  溶融変形部分、２２  界面部分、３１，３２  アライメントマーク、４１  パルスレーザ光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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