(57)【要約】【課題】効率を最大化できる太陽電池を提供する。【解決手段】半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板と同一であるか互いに異なる導電型を有する導電型領域と、前記導電型領域を覆いながら前記半導体基板上に形成されるパッシベーション膜と、前記半導体基板及び前記導電型領域のうち少なくとも一つに電気的に連結される電極と、を含み、前記パッシベーション膜は、前記導電型領域上に形成され、シリコン酸化物を含む第１の層と、前記第１の層上に形成され、陰電荷を有する酸化物を含む第２の層と、前記第２の層上に形成され、前記第２の層と異なる屈折率を有する第３の層と、を含む太陽電池を構成する。【選択図】図１
2014175660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記半導体基板と同一であるか互いに異なる導電型を有する導電型領域と、
前記導電型領域を覆いながら前記半導体基板上に形成されるパッシベーション膜と、
前記半導体基板及び前記導電型領域のうち少なくとも一つに電気的に連結される電極と、を含み、
前記パッシベーション膜は、
前記導電型領域上に形成され、シリコン酸化物を含む第１の層と、
前記第１の層上に形成され、陰電荷を有する酸化物を含む第２の層と、
前記第２の層上に形成され、前記第２の層と異なる屈折率を有する第３の層と、を含む太陽電池。
【請求項２】
前記第２の層は、アルミニウム酸化物、ハフニウム酸化物及びジルコニウム酸化物からなる群より選ばれる物質を少なくとも一つ含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第１の層の熱膨張係数は、前記半導体基板の熱膨張係数より小さく、前記第２の層の熱膨張係数より大きく、
前記第１の層の界面トラップ密度は、前記第２の層及び前記第３の層の界面トラップ密度より大きい、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第１の層の厚さは、前記第２の層及び前記第３の層のそれぞれの厚さより小さい、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第１の層の厚さ：前記第２の層の厚さの割合は１：４ないし１：１２である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記第１の層の厚さは１ｎｍないし５ｎｍである、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記パッシベーション膜が前記半導体基板の後面に位置し、
前記第３の層の屈折率が前記第２の層の屈折率より小さい、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記第２の層の厚さは前記第３の層の厚さより薄い、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記パッシベーション膜は、前記第３の層上に第４の層をさらに含み、
前記第１の層がシリコン酸化物を含み、
前記第３の層がシリコン酸化物を含み、
前記第４の層がシリコン窒化物を含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記パッシベーション膜は、前記第３の層上に位置する第４の層をさらに含み、
前記第２の層の屈折率が１．６ないし１．８で、前記第３の層の屈折率が１．４ないし１．６で、前記第４の層の屈折率が２．０ないし２．５であって、
前記第２の層の厚さが４ｎｍないし２０ｎｍで、前記第３の層の厚さが２００ｎｍないし２５０ｎｍで、前記第４の層の厚さが５０ｎｍないし１００ｎｍである、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記導電型領域は、前記半導体基板の一面に形成され、第１の導電型を有する第１の導電型領域と、前記半導体基板の他面に形成され、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の導電型領域と、を含み、
前記第１の導電型領域を覆って、前記半導体基板の一面上に形成される第１のパッシベーション膜をさらに含み、
前記パッシベーション膜は、前記第２の導電型領域を覆って、前記半導体基板の前記他面上に形成される第２のパッシベーション膜であって、
前記第１のパッシベーション膜は、前記半導体基板の前記一面上に形成される第１のシリコン酸化物層と、前記第１のシリコン酸化物層上に形成されるシリコン窒化物層と、前記シリコン窒化物層上に形成される第２のシリコン酸化物層と、を含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記導電型領域は、前記半導体基板の一面に形成され、第１の導電型を有する第１の導電型領域と、前記半導体基板の他面に形成され、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の導電型領域と、を含み、
前記パッシベーション膜は、前記第１の導電型領域を覆って、前記半導体基板の一面上に形成される第１のパッシベーション膜と、前記第２の導電型領域を覆って、前記半導体基板の前記他面上に形成される第２のパッシベーション膜と、を含み、
前記第１のパッシベーション膜及び前記第２のパッシベーション膜は、それぞれ前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層を含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記第１のパッシベーション膜の前記第３の層の屈折率が前記第２の層の屈折率より大きく、
前記第１のパッシベーション膜の前記第４の層の屈折率が前記第３の層の屈折率より小さい、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記第１のパッシベーション膜の前記第２の層の厚さは、前記第１のパッシベーション膜の第３の層の厚さより薄い、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記第１のパッシベーション膜は、前記第１のパッシベーション膜の前記第３の層上に形成される第４の層をさらに含み、
前記第１のパッシベーション膜の前記第３の層がシリコン窒化物を含み、
前記第１のパッシベーション膜の前記第４の層がシリコン酸化物を含む、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１６】
前記第１のパッシベーション膜は、前記第１のパッシベーション膜の前記第３の層上に形成される第４の層をさらに含み、
前記第１のパッシベーション膜において、前記第２の層の屈折率が１．６ないし１．８で、前記第３の層の屈折率が２．０ないし２．５で、前記第４の層の屈折率が１．４ないし１．６である、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１７】
前記第１のパッシベーション膜は、前記第１のパッシベーション膜の前記第３の層上に形成される第４の層をさらに含み、
前記第１のパッシベーション膜において、前記第２の層の厚さが４ｎｍないし２０ｎｍで、前記第３の層の厚さが８０ｎｍないし９０ｎｍで、前記第４の層の厚さが１００ｎｍないし１２０ｎｍである、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１８】
前記半導体基板の前記一面が前記半導体基板の前面で、
前記半導体基板の前記他面が前記半導体基板の後面で、
前記第１のパッシベーション膜の前記第１の層が前記第２のパッシベーション膜の前記第１の層より薄い厚さを有する、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１９】
前記導電型領域は、前記半導体基板の一面に形成され、第１の導電型を有する第１の導電型領域と、前記半導体基板の他面に形成され、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の導電型領域と、を含み、
前記第２の導電型領域がｐ型を有する、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項２０】
半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記半導体基板と同一であるか互いに異なる導電型を有する導電型領域と、
前記導電型領域を覆いながら前記半導体基板上に形成されるパッシベーション膜と、
前記半導体基板及び前記導電型領域のうち少なくとも一つに電気的に連結される電極と、を含み、
前記パッシベーション膜は、
前記半導体基板上に形成される第１の層と、
前記第１の層上に形成される第２の層と、を含み、
前記第１の層の熱膨張係数は、前記半導体基板の熱膨張係数より小さく、前記第２の層の熱膨張係数より大きく、前記第１の層の厚さが前記第２の層の厚さより薄く、前記第１の層の界面トラップ密度が前記第２の層の界面トラップ密度より大きい太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に関し、より詳細には、構造を改善した太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、石油や石炭などの既存のエネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに取って代わる代替エネルギーに対する関心が高まっている。そのうち、太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代の電池として脚光を浴びている。
【０００３】
このような太陽電池は、多様な層及び電極を設計に応じて形成することによって製造することができる。ところが、このような多様な層及び電極の設計に応じて太陽電池の効率を決定することができる。太陽電池の商用化のためには、低い効率を克服しなければならないので、多様な層及び電極が太陽電池の効率を最大化できるように設計されることが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、効率を最大化できる太陽電池を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板と同一であるか互いに異なる導電型を有する導電型領域と、前記導電型領域を覆いながら前記半導体基板上に形成されるパッシベーション膜と、前記半導体基板及び前記導電型領域のうち少なくとも一つに電気的に連結される電極と、を含む。前記パッシベーション膜は、前記導電型領域上に形成され、シリコン酸化物を含む第１の層と、前記第１の層上に形成され、陰電荷を有する酸化物を含む第２の層と、前記第２の層上に形成され、前記第２の層と異なる屈折率を有する第３の層と、を含む。
【０００６】
本発明の他の実施例に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板の一面に形成され、第１の導電型を有する第１の導電型領域と、前記半導体基板の他面に形成され、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第２の導電型領域と、前記第１の導電型領域を覆いながら前記半導体基板の前記一面上に形成される第１のパッシベーション膜と、前記第２の導電型領域を覆いながら前記半導体基板の前記他面上に形成される第２のパッシベーション膜；前記第１の導電型領域に電気的に連結される第１の電極と、前記第２の導電型領域に電気的に連結される第２の電極と、を含む。前記第１のパッシベーション膜は、前記半導体基板の前記一面上に形成される第１のシリコン酸化物層と、前記第１のシリコン酸化物層上に形成される第１のシリコン窒化物層と、前記第１のシリコン窒化物層上に形成される第２のシリコン酸化物層と、を含む。前記第２のパッシベーション膜は、前記半導体基板の前記他面上に形成される第３のシリコン酸化物層と、前記第１のシリコン酸化物層上に形成され、陰電荷を帯びる酸化物を含む陰電荷酸化物層と、前記陰電荷酸化物層上に形成される第４のシリコン酸化物層と、前記第４のシリコン酸化物層上に形成される第２のシリコン窒化物層と、を含む。
【０００７】
本発明の更に他の実施例に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板に形成され、前記半導体基板と同一であるか互いに異なる導電型を有する導電型領域と、前記導電型領域を覆いながら前記半導体基板上に形成されるパッシベーション膜と、前記半導体基板及び前記導電型領域のうち少なくとも一つに電気的に連結される電極と、を含む。前記パッシベーション膜は、前記半導体基板上に形成される第１の層と、前記第１の層上に形成される第２の層と、を含む。前記第１の層の熱膨張係数は、前記半導体基板の熱膨張係数より小さく、前記第２の層の熱膨張係数より大きく、前記第１の層の厚さは前記第２の層の厚さより薄く、前記第１の層の界面トラップ密度は前記第２の層の界面トラップ密度より大きい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、効率を最大化できる太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る太陽電池の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る太陽電池の平面図である。
【図３】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示したフローチャートである。
【図４ａ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４ｂ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４ｃ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４ｄ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４ｅ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４ｆ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４ｇ】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明がこのような実施例に限定されなく、多様な形態に変形可能であることは当然である。
【００１１】
図面では、本発明を明確且つ簡略に説明するために、説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体にわたって同一または極めて類似する部分に対しては、同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をより明確にするために、厚さ及び広さなどを拡大または縮小して図示したが、本発明の厚さ及び広さなどは、図面に示したものに限定されない。
【００１２】
そして、明細書全体にわたって一つの部分が他の部分を「含む」とするとき、特別に反対の記載がない限り、他の部分を排除することなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直ぐ上に」ある場合のみならず、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直ぐ上に」あるとするときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。
【００１３】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係る太陽電池及びその製造方法を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施例に係る太陽電池の断面図で、図２は、本発明の実施例に係る太陽電池の平面図である。
【００１５】
図１を参照すると、本実施例に係る太陽電池１００は、基板（一例として、半導体基板）（以下、「半導体基板」）１１０と、半導体基板１１０に形成される導電型領域２０、３０と、導電型領域２０、３０に電気的に連結される電極２４、３４とを含むことができる。そして、太陽電池１００は、半導体基板１１０の表面に形成される第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２のうち少なくとも一つを含むことができる。導電型領域２０、３０は、第１の導電型領域であるエミッタ領域２０と、第２の導電型領域である後面電界領域３０とを含むことができ、電極２４、３４は、エミッタ領域２０に電気的に連結される第１の電極２４と、後面電界領域３０に電気的に連結される第２の電極３４とを含むことができる。以下では、これについてより詳細に説明する。
【００１６】
半導体基板１１０は、導電型領域２０、３０が形成される領域と、導電型領域２０、３０が形成されない部分であるベース領域１０とを含む。ベース領域１０は、一例として、第２の導電型不純物を含むシリコンを含むことができる。シリコンとしては、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンを使用することができ、第２の導電型不純物は、一例としてｐ型であり得る。すなわち、ベース領域１０は、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素が低い濃度でドーピングされた単結晶または多結晶シリコンからなり得る。
【００１７】
本実施例では、半導体基板１１０がｐ型の導電型を有し、半導体基板１１０の後面に形成されるｐ型の導電型を有する後面電界領域３０を容易に形成することができる。すなわち、第２の電極３４を形成した後で熱処理することによって自然に後面電界領域３０を形成し、工程を単純化させることができる。これについては、後でより詳細に説明する。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、ベース領域１０及び後面電界領域３０がｎ型を有し、エミッタ領域２０がｐ型を有することも可能である。
【００１８】
半導体基板１１０の前面はテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）され、ピラミッドなどの形態の凹凸を有することができる。このようなテクスチャリングによって半導体基板１１０の前面などに凹凸が形成され、表面粗さが増加すると、半導体基板１１０の前面を介して入射される光の反射率を低下させることができる。したがって、半導体基板１１０とエミッタ領域２０との界面に形成されたｐｎ接合まで到逹する光量を増加させることができ、光の損失を最小化することができる。そして、半導体基板１１０の後面は、鏡面研磨などによって前面より低い表面粗さを有する相対的に滑らか且つ平坦な面からなり得る。これによって、半導体基板１１０を通過して後面に向かう光を後面で反射させ、再び半導体基板１１０に向かわせることができる。したがって、ｐｎ接合に到逹する光量を増加させ、太陽電池１００の効率を向上させることができる。
【００１９】
半導体基板１１０の前面側には、第１の導電型不純物を有するエミッタ領域２０を形成することができる。本実施例では、エミッタ領域２０は、第１の導電型不純物として、５族元素であるリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビズマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などのｎ型不純物を使用することができる。
【００２０】
このとき、本実施例において、エミッタ領域２０は、高い不純物濃度を有し、相対的に低い抵抗を有する第１の部分２０ａと、第１の部分２０ａより低い不純物濃度を有し、相対的に高い抵抗を有する第２の部分２０ｂとを有することができる。第１の部分２０ａは、第１の電極２４の一部または全体（すなわち、少なくとも一部）に接触するように形成される。
【００２１】
このように、本実施例では、光が入射される第１の電極２４間に対応する部分に相対的に高い抵抗の第２の部分２０ｂを形成し、浅いエミッタを具現する。これによって、太陽電池１００の電流密度を向上させることができる。これと共に、第１の電極２４と隣接する部分に相対的に低い抵抗の第１の部分２０ａを形成し、第１の電極２４との接触抵抗を低減させることができる。すなわち、本実施例のエミッタ領域２０は、選択的エミッタ構造によって太陽電池１００の効率を最大化することができる。
【００２２】
しかし、本発明は、これに限定されなく、エミッタ領域２０が均一なドーピング濃度を有する均一なエミッタ構造を有することもでき、または、エミッタ領域２０が後面まで延びる構造を有するなどの多様な構造を有することができる。
【００２３】
半導体基板１１０上に、より正確には、半導体基板１１０に形成されたエミッタ領域２０上に第１のパッシベーション膜２２及び第１の電極２４が形成される。
【００２４】
第１のパッシベーション膜２２は、第１の電極２４に対応する部分を除いては、実質的に半導体基板１１０の前面全体に形成することができる。本実施例において、第１のパッシベーション膜２２は、半導体基板１１０の前面をパッシベーションする役割と共に、反射防止膜としての役割をする。すなわち、エミッタ領域２０の表面またはバルク内に存在する欠陥を不動態化し、半導体基板１１０の前面に入射される光の反射率を減少させる。
【００２５】
第１のパッシベーション膜２２は、エミッタ領域２０に存在する欠陥を不動態化し、少数キャリアの再結合サイトを除去することによって、太陽電池１００の開放電圧（Ｖｏｃ）を増加させることができる。そして、第１のパッシベーション膜２２は、半導体基板１１０の前面を介して入射される光の反射率を低下させることによって、半導体基板１１０とエミッタ領域２０との界面に形成されたｐｎ接合まで到達する光量を増加させることができる。これによって、太陽電池１００の短絡電流（Ｉｓｃ）を増加させることができる。このように、第１のパッシベーション膜２２によって太陽電池１００の開放電圧と短絡電流を増加させ、太陽電池１００の効率を向上させることができる。
【００２６】
本実施例では、上述した役割を効果的に行えるように、第１のパッシベーション膜２２が、多様な層が積層された構造を有し得るが、これについては、後で詳細に説明する。
【００２７】
第１の電極２４は、第１のパッシベーション膜２２に形成された開口部を介して（すなわち、第１のパッシベーション膜２２を貫通して）エミッタ領域２０に電気的に連結される。このような第１の電極２４は、多様な物質によって多様な形状を有するように形成することができる。
【００２８】
図２に示したように、第１の電極２４は、一例として、第１のピッチ（Ｐ１）を有しながら互いに平行に配置される複数のフィンガー電極２４ａを含むことができる。これと共に、第１の電極２４は、各フィンガー電極２４ａと交差する方向に形成され、フィンガー電極２４ａを連結するバスバー電極２４ｂを含むことができる。このようなバスバー電極２４ｂは、一つのみ備えることもでき、図２に示したように、第１のピッチ（Ｐ１）より大きい第２のピッチ（Ｐ２）を有しながら複数備えることもできる。このとき、フィンガー電極２４ａの幅（Ｗ１）よりバスバー電極２４ｂの幅（Ｗ２）が大きくなり得るが、本発明は、これに限定されなく、同一であるか小さい幅を有することができる。また、バスバー電極２４ｂを形成しない構造などの多様な変形が可能である。このように、第１の電極２４の形状は一例として提示したものに過ぎなく、本発明がこれに限定されることはない。
【００２９】
断面上で見ると、フィンガー電極２４ａ及びバスバー電極２４ｂは、第１のパッシベーション膜２２を貫通するように形成することもできる。または、フィンガー電極２４ａが第１のパッシベーション膜２２を貫通し、バスバー電極２４ｂを第１のパッシベーション膜２２上に形成することができる。
【００３０】
再び図１を参照すると、半導体基板１１０の後面側には、半導体基板１１０より高いドーピング濃度で第２の導電型不純物を含む後面電界領域３０が形成される。このような後面電界領域３０により、半導体基板１１０の後面での電子と正孔との再結合によってキャリアが損失されることを防止することができる。本実施例において、後面電界領域３０の第２の導電型不純物として、３族元素であるボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などのｐ型不純物を使用することができる。
【００３１】
このとき、本実施例において、後面電界領域３０は、第２の電極３４と隣接した部分で部分的に形成される局部的後面電界構造を有することができる。これによると、後面電界領域３０を第２の電極３４の形成工程で形成することができ、製造工程を単純化させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、後面電界領域３０を第２の電極３４と異なる工程で形成することができる。また、後面電界領域３０が第２の電極３４と隣接した部分で相対的に高いドーピング濃度を有し、その他の部分で相対的に低いドーピング濃度を有する選択的後面電界構造を有することもできる。または、後面電界領域３０が半導体基板１１０の後面で均一なドーピング濃度を有しながら全体的に形成される均一な後面電界構造を有することもできる。
【００３２】
半導体基板１１０の後面には、第２のパッシベーション膜３２及び第２の電極３４を形成することができる。
【００３３】
第２のパッシベーション膜３２は、第２の電極３４が形成された部分を除いては、実質的に半導体基板１１０の後面全体に形成することができる。このような第２のパッシベーション膜３２は、半導体基板１１０の後面に存在する欠陥を不動態化し、少数キャリアの再結合サイトを除去することができる。これによって、太陽電池１００の開放電圧を増加させることができる。また、本実施例では、第２のパッシベーション膜３２で反射が良好に起こるようにし、半導体基板１１０を通過した光が第２のパッシベーション膜３２または第２の電極３４で容易に反射されて再び利用されるようにする。
【００３４】
本実施例では、上述した役割を効果的に行えるように、第２のパッシベーション膜３２は、多様な層が積層された構造を有し得るが、これについては後で詳細に説明する。
【００３５】
第２の電極３４は、第２のパッシベーション膜３２に形成された開口部を介して（すなわち、第２のパッシベーション膜３２を貫通して）後面電界領域３０に電気的に連結される。このような第２の電極３４は、多様な形状を有するように形成することができる。
【００３６】
一例として、第２の電極３４は、第２のパッシベーション膜３２上に全体的に形成され、第２のパッシベーション膜３２に形成された開口部を介して後面電界領域３０（または半導体基板１１０）に電気的に連結される。すなわち、本実施例では、第２の電極３４は、第２のパッシベーション膜３２を貫通して後面電界領域３０に連結される第１の電極部３４１と、第１の電極部３４１と連結されながら第２のパッシベーション膜３２上に全体的に形成された第２の電極部３４２とを含むことができる。このとき、第１の電極部３４１は、後面電界領域３０に点接触（ｐｏｉｎｔ  ｃｏｎｔａｃｔ）することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様なコンタクト方法、構造、形状などによって第１の電極部３４１と後面電界領域３０とを連結することができる。
【００３７】
このように、第２の電極３４が第２のパッシベーション膜３２上に全体的に形成される第２の電極部３４２を含み、半導体基板１１０を通過した光を反射させて再利用できるようにする。そして、第１の電極部３４１により、光電変換作用によって形成されたキャリアを効果的に収集できるようにする。これによって、太陽電池１００の効率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第２の電極３４が第１の電極２４と類似する形状を有し、両面で受光可能にすることができる。この他にも、多様な変形が可能である。
【００３８】
上述したように、本実施例では、半導体基板１１０の前面に形成される第１のパッシベーション膜２２と、半導体基板１１０の後面に形成される第２のパッシベーション膜３２との積層構造により、太陽電池１００の効率及び特性をさらに向上させる。以下では、これについて詳細に説明するが、第２のパッシベーション膜３２を先に説明した後、第１のパッシベーション膜２２を説明する。
【００３９】
図１の拡大円を参照すると、第２のパッシベーション膜３２は、半導体基板１１０の後面上に順次積層される第１の層３２ａ及び第２の層３２ｂを含む。そして、第２のパッシベーション膜３２は、第２の層３２ｂ上に形成される第３の層３２ｃ及び第４の層３２ｄをさらに含むことができる。
【００４０】
ここで、第１の層３２ａは、半導体基板１１０上に形成される層であって、一例として、半導体基板１１０に接触するように形成することができる。第２の層３２ｂは、第１の層３２ａ上に形成される層であって、一例として、第１の層３２ａに接触するように形成することができる。
【００４１】
このとき、第２の層３２ｂは、陰電荷を有し、ｐ型の後面電界領域３０をパッシベーションするのに適した酸化物を含むことができる。一例として、第２の層３２ｂは、アルミニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物からなる群より選ばれる物質を少なくとも一つ含む酸化物層であり得る。このような酸化物は、パッシベーション膜に含まれる他の物質に比べて陰電荷が多いので、電界効果パッシベーションを誘導することができる。このような電界効果パッシベーションにより、ｐ型である後面電界領域３０を効果的にパッシベーションすることができる。このうち、第２の層３２ｂがアルミニウム酸化物を含むことが望ましい。すなわち、第２のパッシベーション膜３２の第２の層３２ｂは、陰電荷酸化物層であって、電界効果パッシベーションによってｐ型の後面電界領域３０を効果的にパッシベーションする層である。
【００４２】
このとき、第２の層３２ｂの厚さ（Ｔ２２）は、４ｎｍないし２０ｎｍであり得る。第２の層３２ｂの厚さ（Ｔ２２）が４ｎｍ未満である場合は、パッシベーション効果が十分でなく、第２の層３２ｂの厚さ（Ｔ２２）が２０ｎｍを超える場合は、工程時間が増加し、ブリスター（ｂｌｉｓｔｅｒ）現象が発生し得る。ブリスター現象とは、第２のパッシベーション膜３２の形成工程または以後の工程（特に、熱処理工程）で第２のパッシベーション膜３２が膨れ上がる現象をいう。このようなブリスター現象は、多様な理由によって発生し得るが、一例として、第２の層３２ｂに含まれた水素によって発生し得る。すなわち、第２の層３２ｂは、陰電荷による電界効果パッシベーション特性には優れる一方、形成工程で多量の水素が混入し得るので、これによって高温工程でブリスター現象が容易に起こり得る。このようにブリスター現象が発生すると、パッシベーション膜が膨れ上がることによって十分なパッシベーション効果を示しにくく、その結果、太陽電池１００の充密度特性(packing density)を低下させ得る。
【００４３】
上述した第２の層３２ｂは、一例として、原子層蒸着法（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒｄ  ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）によって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様な方法によって第２の層３２ｂを形成することができる。
【００４４】
これによって、本実施例では、半導体基板１１０と第２の層３２ｂとの間にブリスター現象を防止できる第１の層３２ａを形成する。また、第１の層３２ａは、半導体基板１１０と第２の層３２ｂとの間の熱的特性の差を補完できる熱的バッファーとして機能する。
【００４５】
このために、第１の層３２ａは、半導体基板１１０と第２の層３２ｂとの間の熱膨張係数を有し、第２の層３２ｂ及び第３の層３２ｃより大きい界面トラップ密度を有しながら、第２の層３２ｂの電界効果パッシベーションに影響を与えないように中性特性を有する物質を含むことができる。また、第２の層３２ｂより薄い厚さを有し、第２の層３２ｂの電界効果パッシベーションを妨害しないことが望ましい。このとき、第１の層３２ａの厚さ（Ｔ２１）は、第３の層３２ｃ及び第４の層３２ｄの厚さ（Ｔ２３、Ｔ２４）より小さくなり得る。
【００４６】
具体的に、第１の層３２ａの熱膨張係数は、半導体基板１１０の熱膨張係数より小さく、第２の層３２ｂの熱膨張係数より小さくなり得る。一例として、第１の層３２ａの熱膨張係数は、０．３×１０-6ｍ／℃ないし３．５×１０-6ｍ／℃であり得る。これは、半導体基板１１０の熱膨張係数が約４×１０-6ｍ／℃で、第２の層３２ｂがアルミニウム酸化物を含む場合の熱膨張係数が約０．３×１０-6ｍ／℃であることを考慮したものである。第１の層３２ａが上述したような熱膨張係数を有すると、半導体基板１１０と第２の層３２ｂとの間の熱膨張係数の差による問題を防止することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第１の層３２ａの熱膨張係数の数値範囲は、半導体基板１１０及び第２の層３２ｂの物質などを考慮して変化し得る。
【００４７】
そして、第１の層３２ａは、第２の層３２ｂの電界効果パッシベーションを妨害しない厚さを有することができる。一例として、第１の層３２ａの厚さ（Ｔ２１）：第２の層３２ｂの厚さ（Ｔ２２）の割合が１：４ないし１：１２（より限定すると、１：４ないし１：６）であり得る。これは、電界効果パッシベーションを妨害しないと共に、第２の層３２ｂのブリスター防止、熱的バッファーの機能を行えるように決定されたものである。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第１の層３２ａと第２の層３２ｂの厚さの割合が変化可能であることは当然である。
【００４８】
このとき、第１の層３２ａの厚さ（Ｔ２１）は１ｎｍないし５ｎｍであり得る。第１の層３２ａの厚さ（Ｔ２１）が１ｎｍ未満である場合は、第２の層３２ｂのブリスター防止、熱的バッファーの機能を備えることが難しく、第１の層３２ａの厚さ（Ｔ２１）が５ｎｍを超える場合は、第２の層３２ｂの電界効果パッシベーション効果が低下し得る。
【００４９】
このように薄い厚さの第１の層３２ａを形成するために、熱的蒸着方法によって第１の層３２ａを形成することができる。すなわち、第１の層３２ａは熱的酸化物層であり得る。このとき、半導体基板１１０を構成するシリコンを含む酸化物であるシリコン酸化物は、上述したような熱膨張係数を有しながら中性特性を有する物質であるので、第１の層３２ａをシリコン酸化物で形成することができる。その結果、半導体基板１１０を熱的酸化させることによって、第１の層３２ａを容易に形成することができる。
【００５０】
このように第１の層３２ａが熱的酸化物で形成されると、蒸着法などによって形成された酸化物（一例として、同一の物質で構成されるシリコン酸化物）より酸素原子の含量が低い多少不安定なシリコン酸化物が形成される。そして、第１の層３２ａは、第２のパッシベーション膜３２を構成する他の膜（すなわち、第２の層３２ｂ、第３の層３２ｃ、第４の層３２ｄ）より大きい界面トラップ密度を有することができる。すなわち、第１の層３２ａは、安定化したシリコン酸化物であるＳｉＯ2より酸素原子（Ｏ）の含量を低下させることによって、相対的に大きいトラップ密度を有することができる。このように酸素原子の含量を低下させると、第２の層３２ｂ内の水素が多少不安定な第１の層３２ａの内部に拡散されるようになる。これによって、第２の層３２ｂ内の水素含量を減少させることができ、その結果、第２の層３２ｂにブリスター現象が発生することを効果的に防止することができる。より詳細には、第２のパッシベーション膜３２の水素含量が欠陥（一例として、ダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ  ｂｏｎｄ））を埋める量より多く含まれると、余分の水素が他の気体などと反応したり、単独でガスの形態になり、これらが裂けながらブリスター現象が発生し得る。これを考慮して、本実施例では、余分の水素が拡散され得る第１の層３２ａを半導体基板１１０と第２の層３２ｂとの間に形成し、第２の層３２ｂに余分の酸素が残存することを防止することによって、ブリスター現象を防止することができる。 
【００５１】
一例として、第１の層３２ａの界面トラップ密度は、４．１×１０11ｃｍ-2ｅＶ-1ないし６×１０11ｃｍ-2ｅＶ-1の範囲であり得る。これは、第２の層３２ｂの余分の酸素が拡散されるのに適した密度の例示を提示したものであって、本発明がこれに限定されることはない。
【００５２】
第２の層３２ｂ上には、第２の層３２ｂと異なる屈折率を有する第３の層３２ｃを形成することができる。このような第３の層３２ｃは、第２の層３２ｂと異なる屈折率を有し、半導体基板１１０を通過した光を容易に反射させる層である。すなわち、第３の層３２ｃは、第２の層３２ｂより低い屈折率を有し、全反射によって光を半導体基板１１０側に反射させる役割をすることができる。
【００５３】
一例として、第２の層３２ｂは、１．６ないし１．８の屈折率を有することができ、第３の層３２ｃは、第２の層３２ｂより低い１．４ないし１．６の屈折率を有することができる。一例として、第３の層３２ｃはシリコン酸化物を含むことができる。このように第２の層３２ｂ及び第３の層３２ｃの屈折率を調節すると、半導体基板１１０を通過した光を効果的に反射させることができる。そして、第２の層３２ｂの厚さ（Ｔ２２）は、第３の層３２ｃの厚さ（Ｔ２３）より小さくなり得る。これは、第２の層３２ｂの厚さ（Ｔ２２）が厚くなるとブリスター現象などが発生し、原子層蒸着法（ＡＬＤ）などによって形成される第２の層３２ｂの生産性が低下し得るためである。一例として、前記第３の層３２ｃの厚さ（Ｔ２３）は２００ｎｍないし２５０ｎｍであり得る。このような厚さは、屈折率を考慮して、反射特性を最大化できる範囲に限定されたものである。
【００５４】
このとき、第１の層３２ａは熱的酸化物層で、第３の層３２ｃは、蒸着法（一例として、プラズマ化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ））によって形成されたシリコン酸化物層であり得る。これによって、第１の層３２ａの界面トラップ密度は、第３の層３２ｃの界面トラップ密度の１．５倍ないし５倍（より限定すると、２倍ないし３倍）であり得る。
【００５５】
そして、第３の層３２ｃ上には、第１の層３２ａないし第３の層３２ｃをキャッピングするキャッピング層として機能する第４の層３２ｄを形成することができる。第４の層３２ｄは、第２の電極３４の形成工程で第２の電極３４を形成するための物質が不要な部分で第２のパッシベーション膜３２内に拡散されたり、第２のパッシベーション膜３２をファイアスルー（熱処理）（ｆｉｒｅ  ｔｈｒｏｕｇｈ）させるなどの問題を防止するためのものである。第４の層３２ｄは、多様な物質を含むことができ、一例として、シリコン窒化物を含むことができる。
【００５６】
このような第４の層３２ｄの厚さ（Ｔ２４）は特定の数値範囲に限定されない。一例として、第４の層３２ｄは、その厚さを５０ｎｍないし１００ｎｍにすることによって、キャッピング層としての役割をしながらも短い時間内に形成することができる。
【００５７】
そして、第４の層３２ｄは、２．０ないし２．５の屈折率を有することができる。屈折率は、シリコン窒化物を形成するための原料気体であるアンモニアの量を調節し、ＳｉＮｘのｘを調節することによって得ることができる。このような屈折率により、光の反射をさらに誘導することができる。
【００５８】
一方、図１の他の拡大円を参照すると、第１のパッシベーション膜２２は、半導体基板１１０上に順次積層される第１の層２２ａ、第２の層２２ｂ、第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄを含む。
【００５９】
このとき、第１のパッシベーション膜２２の第２の層２２ｂは、必ず含まれるべき層ではない。すなわち、本実施例において、ｐ型の後面電界領域３０をパッシベーションする第２のパッシベーション膜３２は、電界効果パッシベーションのために陰電荷を有する酸化物を含む第２の層３２ｂを含むが、ｎ型のエミッタ領域２０をパッシベーションする第１のパッシベーション膜２２では、陰電荷を有する酸化物を含む第２の層２２ｂが必ず含まれるべきではなく、ただ、第２のパッシベーション膜３２の第２の層３２ｂと共に形成できるので、製造工程の負担なく形成することもできる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、エミッタ領域２０がｐ型を有する場合は、第１のパッシベーション膜２２の第２の層２２ｂが必ず含まれるべきである。
【００６０】
そして、第２の層２２ｂ、第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄなどは、一定の屈折率を有し、前面での反射を防止する役割をする。
【００６１】
第１のパッシベーション膜２２の第１の層２２ａ及び第２の層２２ｂは、第２のパッシベーション膜３２の第１の層３２ａ及び第２の層３２ｂと類似する。これは、第１のパッシベーション膜２２の第１の層２２ａと第２のパッシベーション膜３２の第１の層３２ａを同一の工程で共に形成し、第１のパッシベーション膜２２の第２の層２２ｂと第２のパッシベーション膜３２の第２の層３２ｂを同一の工程で共に形成したためである。このように第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２の少なくとも一部を共に形成することによって、工程を単純化させることができる。これについては、後で詳細に説明する。
【００６２】
但し、第１のパッシベーション膜２２の第１の層２２ａは、第２のパッシベーション膜３２の第１の層３２ａより薄い厚さを有することができる。これは、半導体基板１１０の前面に凹凸が形成されているためである。一例として、第２のパッシベーション膜３２の第１の層３２ａの厚さ（Ｔ２１）が１ｎｍないし５ｎｍで、第１のパッシベーション膜２２の第１の層２２ａの厚さ（Ｔ１１）が１ｎｍないし４ｎｍであり得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、この数値は多様に変化可能である。その他に、第１の層２２ａの物質、第２の層２２ｂの物質及び厚さなどは、第２のパッシベーション膜３２と同一であるか類似するので、これについての詳細な説明は省略する。
【００６３】
そして、第２の層２２ｂ上に形成される第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄは、屈折率及び厚さなどによって反射を防止する反射防止膜として機能する。一例として、第３の層２２ｃの屈折率が第２の層２２ｂの屈折率より大きく、第４の層２２ｄの屈折率が第３の層２２ｃの屈折率より小さくなり得る。このような屈折率の差を有するように、第３の層２２ｃがシリコン窒化物を含み、第４の層２２ｄがシリコン酸化物を含むことができる。しかし、このような物質は、一例として提示したものに過ぎなく、他の物質が使用可能であることは当然である。このとき、第１の層２２ａの界面トラップ密度は、第４の層２２ｄの界面トラップ密度の１．５倍ないし５倍であり得る。これは、第１の層２２ａが熱的酸化物層で、第３の層２３ｃが蒸着によって形成された酸化物層であることを考慮したものである。しかし、本発明がこれに限定されることはない。
【００６４】
一例として、第２の層２２ｂの屈折率が１．６ないし１．８で、第３の層２２ｃの屈折率が２．０ないし２．５で、第４の層２２ｄの屈折率が１．４ないし１．６であり得る。そして、第２の層２２ｂの厚さ（Ｔ１２）は、第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄの厚さ（Ｔ１３、Ｔ１４）より小さくなり得る。一例として、第２の層２２ｂの厚さ（Ｔ１２）が４ｎｍないし２０ｎｍで、第３の層２２ｃの厚さ（Ｔ１３）が８０ｎｍないし９０ｎｍで、第４の層２２ｄの厚さ（Ｔ１４）が１００ｎｍないし１２０ｎｍであり得る。このような厚さ及び屈折率は、反射を防止できるように最適化されたものである。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第２の層２２ｂないし第４の層２２ｄの厚さ及び屈折率は変化可能である。
【００６５】
このように、本実施例では、第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２の積層構造を改善することによって、多様な特性を向上させることができる。
【００６６】
すなわち、第１のパッシベーション膜２２の第１の層２２ａによってダングリングボンドを除去することができ、第２の層２２ｂないし第４の層２２ｄの屈折率を限定することによって、反射防止膜としての機能を共に具現できるようにする。
【００６７】
また、第２のパッシベーション膜３２の第２の層３２ｂは、陰電荷を帯びる電界酸化物層を使用してｐ型を有する導電型領域２０、３０（本実施例では、後面電界領域３０）を効果的にパッシベーションすることができる。このとき、第２の層３２ｂと半導体基板１１０との間には、中性膜として、熱膨張係数が第２の層３２ｂと半導体基板１１０との間の値を有しながら界面トラップ密度の高い第１の層３２ａを形成し、熱的特性を向上させながら第２の層３２ｂのブリスター現象を防止することができる。また、第２の層３２ｂと第３の層３２ｃの屈折率を調節し、後面で反射が効果的に起こるようにし、半導体基板１１０を通過した光を再利用することによって、光の利用量を向上できるようにする。また、第４の層３２ｄは、キャッピング層として作用し、第２の電極３４の形成時に第２のパッシベーション膜３２が損傷されるなどの問題を防止することができる。
【００６８】
このように、本実施例では、第１及び／または第２のパッシベーション膜２２、３２を最適化することによって、太陽電池１００の効率を極大化することができる。一例として、太陽電池１００の効率を約１％以上増加させることができ、太陽電池１００を用いて太陽電池モジュールを製作する場合、電力を１５Ｗ以上増加させることができる。その結果、製品価格競争力も向上させることができる。
【００６９】
上述した構造の太陽電池１００の製造方法について、図３及び図４ａないし図４ｇを参照して詳細に説明する。以下では、既に説明した内容についての詳細な説明は省略し、互いに異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００７０】
図３は、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示したフローチャートで、図４ａないし図４ｇは、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【００７１】
図３を参照すると、本実施例に係る太陽電池の製造方法は、基板を準備する段階（ＳＴ１０）、導電型領域を形成する段階（ＳＴ２０）、パッシベーション膜を形成する段階（ＳＴ３０）及び電極を形成する段階（ＳＴ４０）を含む。各段階について図４ａないし図４ｇを参照して詳細に説明する。
【００７２】
まず、図４ａに示したように、基板を準備する段階（ＳＴ１０）では、第２の導電型不純物を有するベース領域１０で構成された半導体基板１１０を準備する。本実施例において、半導体基板１１０は、ｐ型の不純物を有するシリコンからなり得る。このとき、半導体基板１１０の前面は凹凸を有するようにテクスチャリングされ、後面は、前面より低い表面粗さを有することができる。
【００７３】
テクスチャリングとしては、湿式または乾式テクスチャリングを使用することができる。湿式テクスチャリングは、テクスチャリング溶液に半導体基板１１０を浸漬することによって行うことができ、工程時間が短いという長所を有する。乾式テクスチャリングは、ダイヤモンドグリルまたはレーザーなどを用いて半導体基板１１０の表面を削り取ることであって、凹凸を均一に形成できる一方、工程時間が長く、半導体基板１１０に損傷が発生し得る。その他に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などによって半導体基板１１０をテクスチャリングすることもできる。このように、本発明では、多様な方法で半導体基板１１０をテクスチャリングすることができる。そして、半導体基板１１０の後面は、鏡面研磨（ｍｉｒｒｏｒ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などによって第２の電極３４の形成時に優れた反射度を有することができる。
【００７４】
続いて、図４ｂに示したように、導電型領域を形成する段階（ＳＴ２０）では、導電型領域であるエミッタ領域２０を形成する。本実施例では、エミッタ領域２０のみを先に形成し、後面電界領域３０は、第２の電極３４を形成する段階またはその直前に形成することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、後面電界領域３０の少なくとも一部を、導電型領域を形成する段階（ＳＴ２０）で共に形成することもできる。
【００７５】
一例として、イオン注入法、熱拡散法などの多様な方法によって第１の導電型不純物（一例として、ｎ型不純物）を半導体基板１１０にドーピングすることによって、エミッタ領域２０を形成することができる。このとき、第１の導電型不純物を複数回ドーピングしたり、コムマスク（ｃｏｍｂ  ｍａｓｋ）を使用してイオンを注入するなどの方法で第１の部分２０ａ及び第２の部分２０ｂを有する選択的構造のエミッタ領域２０を形成することができる。
【００７６】
続いて、図４ｃないし図４ｆに示したように、パッシベーション膜を形成する段階（ＳＴ３０）では、第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２をそれぞれ半導体基板１１０の前面及び後面に形成する。以下では、これについてより詳細に説明する。
【００７７】
まず、図４ｃに示したように、半導体基板１１０の両面に第１及び第２のパッシベーション膜２２、３２の第１の層２２ａ、３２ａを形成する。このとき、第１の層２２ａ、３２ａは、半導体基板１１０を高い温度の炉内に入れ、熱的に成長した熱的酸化物層として構成することができる。半導体基板１１０がシリコンを含む場合、第１の層２２ａ、３２ａはシリコン酸化物層として構成することができる。その結果、薄い厚さを有しながら酸素の含量が多少低く、高い界面トラップ密度を有すべき第１の層２２ａ、３２ａを容易に形成することができる。
【００７８】
続いて、図４ｄに示したように、半導体基板１１０の両面に第１及び第２のパッシベーション膜２２、３２の第２の層２２ｂ、３２ｂを形成する。このとき、第２の層２２ｂ、３２ｂは、電界効果パッシベーションのためのアルミニウム酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物などであり得る。このような第２の層２２ｂ、３２ｂはＡＬＤなどによって形成することができる。
【００７９】
このとき、ｐ型の後面電界領域３０をパッシベーションする第２のパッシベーション膜３２は第２の層３２ｂを含むべきであるが、第１のパッシベーション膜２２は第２の層２２ｂを含まなくてもよい。
【００８０】
このように第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２の少なくとも一部を共に形成することによって、工程を単純化させることができる。
【００８１】
続いて、図４ｅに示したように、第１のパッシベーション膜２２の第２の層２２ｂ上には、第１のパッシベーション膜２２の第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄを形成する。続いて、図４ｆに示したように、第２のパッシベーション膜３２の第２の層３２ｂ上には、第２のパッシベーション膜３２の第３の層３２ｃ及び第４の層３２ｄを形成する。第１のパッシベーション膜２２の第３の層２２ｃはシリコン窒化物層で、第４の層２２ｄはシリコン酸化物層であり得る。そして、第２のパッシベーション膜３２の第３の層３２ｃはシリコン酸化物層で、第４の層３２ｄはシリコン窒化物層であり得る。
【００８２】
このような第３の層２２ｃ、３２ｃ及び第４の層２２ｄ、３２ｄは、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷またはスプレーコーティングなどの多様な方法によって形成することができる。これによって、第３の層２２ｃ、３２ｃ及び第４の層２２ｄ、３２ｄは、熱的酸化物層である第１の層２２ａ、３２ａより低い界面トラップ密度を有することができる。
【００８３】
本実施例では、第１のパッシベーション膜２２の第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄを先に形成した後、第２のパッシベーション膜３２の第３の層３２ｃ及び第４の層３２ｄを形成することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、第２のパッシベーション膜３２の第３の層３２ｃ及び第４の層３２ｄを先に形成した後、第１のパッシベーション膜２２の第３の層２２ｃ及び第４の層２２ｄを形成することも可能であることは当然である。その他にも、多様な変形が可能である。
【００８４】
続いて、図４ｇに示したように、電極を形成する段階（ＳＴ４０）では、半導体基板１１０の前面にエミッタ領域２０に接触する第１の電極２４を形成し、半導体基板１１０の後面に第２の電極３４を形成する。このとき、後面電界領域３０は、第２の電極３４を形成する前に、または第２の電極３４を形成する段階で共に形成することができる。
【００８５】
第１のパッシベーション膜２２に開口部を形成し、開口部内にめっき法及び蒸着法などの多様な方法で第１の電極２４を形成することができる。そして、第２のパッシベーション膜３２に開口部を形成し、この開口部内にめっき法、蒸着法などの多様な方法で第２の電極３４を形成することができる。
【００８６】
または、第１及び第２の電極形成用ペーストを第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２上にそれぞれスクリーン印刷などで塗布した後、ファイアスルー（ｆｉｒｅ  ｔｈｒｏｕｇｈ）またはレーザー焼成コンタクトなどを通じて上述した形状の第１及び第２の電極２４、３４を形成することも可能である。この場合は、別途に開口部を形成する工程を追加しなくてもよい。そして、第２の電極３４をアルミニウムなどの金属で形成し、焼成工程中に第２の電極３４内のアルミニウムが半導体基板１１０の後面に拡散され、自然に後面電界領域３０を形成するようになる。
【００８７】
第２の電極３４の形成工程をより詳細に説明すると、第２のパッシベーション膜３２上に全体的に第２の電極部３４２を形成した後、第１の電極部３４１に対応する部分をレーザー焼成コンタクトなどの方法で溶融することによって第１の電極部３４１を形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第２のパッシベーション膜３２に開口部を形成した後、全体的に開口部を埋めるように第２の電極３４を形成することもできる。その他にも、多様な方法を適用することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、熱拡散法、イオン注入法などを用いて後面電界領域３０を別途に形成することも可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【００８８】
上述した実施例では、導電型領域である後面電界領域３０及びエミッタ領域２０を形成した後、第１のパッシベーション膜２２及び第２のパッシベーション膜３２を形成し、その後で第１及び第２の電極２４、３４を形成することを例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、エミッタ領域２０、後面電界領域３０、第１のパッシベーション膜２２、第２のパッシベーション膜３２、第１の電極２４及び第２の電極３４の形成順序は多様に変形可能である。
【００８９】
本実施例では、パッシベーション膜の積層構造を改善することによって、多様な特性を向上させることができる。
【００９０】
すなわち、半導体基板の後面に位置する第２のパッシベーション膜の第２の層は、陰電荷を帯びる電界酸化物層を使用してｐ型を有する導電型領域を効果的にパッシベーションすることができる。このとき、第２の層と半導体基板との間には、中性膜として、熱膨張係数が第２の層と半導体基板との間の値を有し、界面トラップ密度の高い第１の層を形成し、熱的特性を向上させながら第２の層のブリスター現象を防止することができる。また、第２の層と第３の層の屈折率を調節し、後面で反射が効果的に起こるようにし、半導体基板を通過した光を再利用することによって、光の利用量を向上できるようにする。また、第４の層は、キャッピング層として作用し、第２の電極の形成時に第２のパッシベーション膜が損傷されるなどの問題を防止することができる。
【００９１】
また、半導体基板の前面に位置する第１のパッシベーション膜の第１の層によってダングリングボンドを除去することができ、第２の層ないし第４の層の屈折率を限定することによって、反射防止膜としての機能を共に具現できるようにする。
【００９２】
上述した特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれるものであって、必ずしも一つの実施例のみに限定されるものではない。さらに、各実施例で例示した特徴、構造、効果などは、各実施例の属する分野で通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせたり変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせ及び変形と関係した各内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきであろう。
【符号の説明】
【００９３】
１０    ベース領域
２０    エミッタ領域
２２    第１のパッシベーション膜
２４    第１の電極
３２    第２のパッシベーション膜
３４    第２の電極
１００    太陽電池
１１０    半導体基板
【図１】
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【図２】
2014175660.tif 000004
【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
2014175660.tif 000007
【図４ｃ】
2014175660.tif 000008
【図４ｄ】
2014175660.tif 000009
【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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