(57)【要約】【課題】半導体基板１の受光面とは反対側の裏面にｐ型電極２及びｎ型電極３を配置した太陽電池１００において、ｐ型電極３と帯状ｐ＋型半導体領域１１０との接触抵抗を下げ、かつ帯状ｐ＋型半導体領域１１０で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を大きく高める。【解決手段】太陽電池１００において、半導体基板１の裏面に、帯状ｎ＋型半導体領域１０９及び帯状ｐ＋型半導体領域１１０を、帯状ｎ＋型半導体領域１０９と帯状ｐ＋型半導体領域１１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備え、ｐ＋型半導体領域１１０のｐ型電極３と接触する部分を、他の部分に比べて不純物濃度が高い高濃度ｐ＋型半導体領域１１１で構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体基板を有し、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極を配置した太陽電池であって、
該第１導電型半導体基板の第２主面に、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域と該第２導電型半導体領域とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域と、
該第２の主面上に積層された４層の保護膜と
を備え、
該４層の保護膜のうちの第１層目及び第３層目の保護膜は、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域の一方及び他方に対する不純物の拡散源であり、
該４層の保護膜のうちの第２層目及び第４層目の保護膜は、該両不純物の拡散源に対する拡散マスクであり、
該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域の少なくとも一方は、
第１導電型及び第２導電型のうちの対応する導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている、太陽電池。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池において、
前記第２導電型半導体領域は、
前記第２導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている、太陽電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池において、
前記第１導電型半導体領域は、
前記第１導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている、太陽電池。
【請求項４】
請求項１に記載の太陽電池において、
前記第１導電型半導体基板の受光面となる第１主面は、凸凹形状となっている、太陽電池。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池において、
前記第１導電型半導体基板の受光面となる第１主面上に形成されたパッシベーション膜を有する、太陽電池。
【請求項６】
請求項１に記載の太陽電池を太陽電池セルとして直列あるいは並列に接続してなり、太陽光による発電を行う太陽電池パネル。
【請求項７】
第１導電型半導体基板を有し、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極を配置した太陽電池を製造する方法であって、
該太陽電池は、
該第１導電型半導体基板の第２主面に、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域と該第２導電型半導体領域とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域を備え、
該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域の少なくとも一方は、
第１導電型及び第２導電型のうちの対応する導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されており、
該方法は、
該第１導電型半導体基板の第２主面における該第１導電型集電電極及び該第２導電型集電電極のうちの少なくとも一方が配置されるべき電極配置領域上に、該集電電極と同じ導電型の補助拡散源を堆積するステップと、
該第１導電型半導体基板の第２主面の、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、該半導体領域と同じ導電型の主拡散源を形成するステップと、
該補助拡散源及び該主拡散源に対する熱処理により、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を、少なくともいずれかにおける電極配置領域の不純物濃度が、該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成するステップと
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第１導電型半導体領域の電極配置領域上に形成する補助拡散源は、前記第１導電型半導体形成領域上に形成する主拡散源より不純物濃度が高く、
前記第２導電型半導体領域の電極配置領域上に形成する補助拡散源は、前記第２導電型半導体形成領域上に形成する主拡散源より不純物濃度が高い、太陽電池の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の太陽電池の製造方法において、
前記補助拡散源を形成するステップでは、
前記第１導電型半導体基板の第２主面における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む補助拡散源を堆積し、
前記主拡散源を形成するステップでは、
該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の主拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の主拡散源を堆積し、
該補助拡散源及び該主拡散に対する熱処理を行うステップでは、
該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を、該第２導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該第２導電型半導体領域における該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の太陽電池の製造方法において、
前記補助拡散源を形成するステップでは、
前記第１導電型半導体基板の第２主面における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む補助拡散源を堆積し、
前記主拡散源を形成するステップでは、
該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の主拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の主拡散源を堆積し、
該補助拡散源及び該主拡散源に対する熱処理を行うステップでは、
該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該第１導電型半導体領域における該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の太陽電池の製造方法において、
前記補助拡散源を形成するステップでは、
前記第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の補助拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の補助拡散源を堆積し、
前記主拡散源を形成するステップでは、
該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の主拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の主拡散源を堆積し、
該補助拡散源及び該主拡散源に対する熱処理を行うステップでは、
該第１導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成し、該第２導電型半導体領域を、該第２導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法において、
前記第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に堆積する補助拡散源は、ボロンを含むシリコン酸化膜であり、
該第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に堆積する補助拡散源は、リンを含むシリコン酸化膜である、太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の太陽電池の製造方法において、
前記補助拡散源を形成するステップでは、
前記第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む補助拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、
その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む主拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜上にノンドープシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜及び該ノンドープシリコン酸化膜を、該第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域にのみ残るようにパターニングする、太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の太陽電池の製造方法において、
前記補助拡散源を形成するステップでは、
前記第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む補助拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、
その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む主拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのドープトシリコン酸化膜上にノンドープのシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜及び該ノンドープシリコン酸化膜を、該第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域にのみ残るようにパターニングする、太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記補助拡散源を形成するステップでは、
前記第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む補助拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、
その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む主拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜上にノンドープシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜及び該ノンドープシリコン酸化膜を、該第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域にのみ残るようにパターニングし、
その後、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む補助拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、
その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の全面に、第１導電型の不純物を含む主拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜上にノンドープのシリコン酸化膜を形成する、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、太陽電池パネル、及び太陽電池の製造方法に関し、特に、半導体基板の受光面と反対側の面である裏面に集電電極を形成した構造の太陽電池及びその製造方法、並びにこのような構造の太陽電池を太陽電池セルとして用いた太陽電池パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光エネルギを直接電気エネルギに変換する太陽電池は、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急激に高まっている。太陽電池としては、化合物半導体または有機材料を用いたものなど様々な種類のものがあるが、現在、主流となっているのは、シリコン結晶を用いたものである。
【０００３】
現在、最も多く製造および販売されている太陽電池は、太陽電池を構成する半導体基板（以下、太陽電池基板あるいは単に基板ともいう。）の、太陽光が入射する側の面である受光面と、受光面とは反対側の面である裏面とにそれぞれ電極が形成された構造のものである。
【０００４】
しかしながら、太陽電池基板の受光面に電極を形成した場合、電極で光が反射したり吸収されたりすることから、この受光面に形成した電極の面積分だけ、太陽電池基板に入射する太陽光が減少することとなる。
【０００５】
そこで、太陽電池基板の裏面にのみ集電電極を形成した裏面電極型太陽電池が開発されている。
【０００６】
この裏面電極型太陽電池では、電極を裏面に配置することにより、受光面には電極の影になる領域をなくし、また、電極が基板の裏面にあるので、ｐｎ接合も基板の裏面側に位置することとなり、通常の太陽電池のように基板の表面に入射光を効率よく取り込むための凹凸構造（テクスチャ構造）を設けた場合でも、良好なｐｎ接合を形成することができる。
【０００７】
図１０は従来の裏面電極型太陽電池を説明する平面図であり、図１０（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ部分を拡大して示し、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のＢ−Ｂ’線部分の断面構造を示している。
【０００８】
まず、この太陽電池５０の裏面側の構造について説明する。
【０００９】
この太陽電池５０を構成する基板１は略正方形形状のｎ型シリコン基板（ｎ型シリコンウェーハ）であり、このｎ型シリコン基板１の裏面（受光面とは反対側の基板主面）には、帯状ｎ＋型半導体領域９が、ｎ型シリコン基板１の対向する１組の側辺に平行となるよう所定の間隔で複数配置されており、さらに、これらの複数の帯状ｎ＋型半導体領域９の一端側及び他端側にはそれぞれ、これらにつながる、帯状ｎ＋型半導体領域９と直交する方向に延びる側縁ｎ＋型半導体領域９ａが形成されており、帯状ｎ＋型半導体領域９と側縁ｎ＋型半導体領域９ａとが一体となってｎ＋型半導体領域を構成している。
【００１０】
また、このシリコン基板１の裏面の、帯状ｎ＋型半導体領域９及び側縁ｎ＋型半導体領域９ａ以外の領域は、ｐ＋型半導体領域となっている。特に、基板の裏面の、隣接する帯状ｎ＋型半導体領域９の間には、これらの領域と平行な帯状ｐ＋型半導体領域１０が形成されており、さらに、基板の裏面の、最も外側の帯状ｎ＋型半導体領域９及び側縁ｎ＋型半導体領域９ａの外側の領域は、基板の外周縁に沿って位置する環状の外縁ｐ＋型半導体領域１０ａとなっている。この外縁ｐ＋型半導体領域１０ａは、最も外側の帯状ｎ＋型半導体領域９に沿って延びる縦外縁ｐ＋型半導体領域１０ａ１と、側縁ｎ＋型半導体領域９ａに沿って延びる横外縁ｐ＋型半導体領域１０ａ２とから構成されている。
【００１１】
また、このような構造のｎ型シリコン基板１では、帯状ｎ＋型半導体領域９上にはこの領域９の平面形状に合わせた平面形状を有する帯状ｎ型電極２が形成されており、帯状ｐ＋型半導体領域１０上にはこの領域１０の平面形状に合わせた平面形状を有する帯状ｐ型電極３が形成されている。
【００１２】
次に、この太陽電池５０の断面構造について図１０（ａ）及び図１０（ｃ）を用いて説明する。
【００１３】
この太陽電池５０のｎ型シリコン基板１の受光面には、凹凸部（テクスチャ部）５が形成されており、つまり、この受光面は、入射光をその光路長を増大させて効率よく取り込むために凹凸形状に加工した構造となっている。ｎ型シリコン基板１の凹凸形状の表面部分には、酸化シリコン膜からなる受光面パッシベーション膜２０が形成されている。
【００１４】
一方、ｎ型シリコン基板１の裏面側には、上記帯状ｎ＋型半導体領域９と上記帯状ｐ＋型半導体領域１０とが、これらの領域の長手方向と直交する方向（紙面左右方向）に交互に並ぶよう形成されている。ここで、帯状ｐ＋型半導体領域１０の幅は、帯状ｎ＋型半導体領域９の幅より広くなっている。これは、ｎ型シリコン基板１ａで生ずるキャリアのうち、発電電流を左右する少数キャリアである正孔を集める領域を広くするためである。
【００１５】
ここでは、帯状ｐ＋型半導体領域１０は、Ｐ型ドーパントであるボロンを拡散して形成したｐ＋型拡散層であり、帯状ｎ＋型半導体領域９は、Ｎ型ドーパントであるリンを拡散して形成したｎ＋型拡散層である。
【００１６】
このｐ＋型半導体領域１０上にはＰ型ドーパントの拡散源として用いたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）膜２１が形成され、さらにこのＢＳＧ膜２１上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜２２が形成されている。さらに、ｎ＋型半導体領域９上にはＮ型ドーパントの拡散源として用いたＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜２３が、ｎ＋型半導体領域９に隣接するｐ＋型半導体領域１０上のＮＳＧ膜２２を覆うように形成され、さらにこのＰＳＧ膜２３上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜２４が形成されている。これらのＢＳＧ膜２１、その上のＮＳＧ膜２２、ＰＳＧ膜２３、及びその上のＮＳＧ膜２４は、太陽電池基板の裏面パッシベーション膜として形成されている。
【００１７】
また、これらのパッシベーション膜の、ｎ＋型半導体領域９及びｐ＋型半導体領域１０上に位置する部分にはコンタクトホール２ａ及び３ａが形成され、ｎ＋型半導体領域９及びｐ＋型半導体領域１０上には、ｎ型電極２及びｐ型電極３がこれらのコンタクトホール２ａ及び３ａを介して帯状ｎ＋型半導体領域９及び帯状ｐ＋型半導体領域１０と電気的に接続されるよう形成されている。
【００１８】
次に、従来の太陽電池の製造方法について説明する。
【００１９】
図１１は、従来の太陽電池の製造方法を説明する図であり、図１１（ａ）〜（ｈ）はこの太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【００２０】
まず、太陽電池基板として、受光面側（図１１の紙面上側）にテクスチャ構造５を形成したｎ型単結晶シリコン基板（以下、単に半導体基板という。）１を準備する（図１１（ａ））。
【００２１】
次に、半導体基板１の裏面にｐ型ドーパントの拡散源となるＢＳＧ（ボロン・シリケート・ガラス）膜２１ａ、及びＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜２２ａを、例えば常圧ＣＶＤ法により順次形成する（図１１（ｂ））。
【００２２】
次に、ＢＳＧ膜２１ａおよびＮＳＧ膜２２ａを、そのｐ＋型半導体領域の形成予定領域に相当する部分のみが残るよう選択的に除去して、ｐ型ドーパントの拡散源としてのＢＳＧ膜２１とこのＢＳＧ膜２１を覆う拡散マスクとしてのＮＳＧ膜２２を形成する（図１１（ｃ））。
【００２３】
続いて、半導体基板１の裏面全面にＰＳＧ（リン・シリケート・ガラス）膜２３、およびＮＳＧ膜２４を、例えば常圧ＣＶＤ法で順次形成する（図１１（ｄ））。
【００２４】
その後、半導体基板１を、例えば石英からなる拡散炉に入れて加熱する。これにより、半導体基板１のＢＳＧ膜２１と接触している部分には、ＢＳＧ膜２１からボロンが拡散してｐ＋型半導体領域１０が形成され、またＰＳＧ膜２３と接触している部分にはＰＳＧ膜２３からリンが拡散してｎ＋型半導体領域９が形成される（図１１（ｅ））。
【００２５】
ここで、裏面のＢＳＧ膜２１、ＮＳＧ膜２２、ＰＳＧ膜２３、及びＮＳＧ膜２４からなる積層体は、裏面パッシベーションとして機能する積層膜（積層パッシベーション膜）となる。
【００２６】
続いて、半導体基板１の受光面に受光面パッシベーション膜２０を形成する（図１１（ｆ））。この受光面パッシベーション膜２０は、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、またはそれらの積層体からなり、所謂、反射防止膜としても機能するものである。なお、受光面パッシベーション膜２０には単層の窒化シリコンを用いる場合もある。
【００２７】
その後、裏面パッシベーション膜のｎ型電極及びｐ型電極を形成すべき部分を選択的に除去してコンタクトホール２ａ及び３ａを形成する（図１１（ｇ））。
【００２８】
さらに、半導体基板１の裏面のコンタクトホール２ａ及び３ａを形成した部分に、例えば銀などを含む導電性ペーストをスクリーン印刷法などで印刷し、その後、印刷した導電性ペーストの乾燥及び焼成を行う。これにより、ｎ＋型半導体領域９にコンタクトホール２ａを介して接続されたｎ型電極２、及びｐ＋型半導体領域１０にコンタクトホール３ａを介して接続されたｐ型電極３が形成される（図１１（ｈ））。
【００２９】
なお、特許文献１には、図１１に示すように、太陽電池のｎ＋型半導体領域９及びｐ＋型半導体領域１０を、ドーパントの拡散源からの固相拡散により同時に形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】米国特許第７，１３５，３５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
以上説明したように、例えば、ｎ型半導体基板を用いた裏面接合型太陽電池を作成する場合、ｎ型半導体基板１のｐ＋型半導体領域を形成すべき部分にＢＳＧ膜２１及びＮＳＧ膜２２を形成し、ｎ型半導体基板のｎ＋型半導体領域を形成すべき部分にＰＳＧ膜２３及びＮＳＧ膜２４を形成し、その後、ｎ型半導体基板に対して熱処理を施して、ＢＳＧ膜２１からのボロンの拡散、ＰＳＧ膜２３からのリンの拡散により、半導体基板１の裏面にｐ＋型半導体領域１０及びｎ＋型半導体領域９を形成している。その際には、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、ＮＳＧ膜を常温ＣＶＤにより成膜することで、太陽電池の作製を比較的簡単に行うことができる。
【００３２】
ところで、太陽電池の高効率化を図るには、ｎ型電極及びｐ型電極と、対応するｎ＋型半導体領域及びｐ＋型半導体領域との接触抵抗を低減し、さらに、半導体基板内にＰＮ接合面を形成するｎ＋型半導体領域及びｐ＋型半導体領域の不純物濃度、特にｎ型半導体基板では少数キャリアが集まってくるｐ＋型半導体領域の不純物濃度を低下させて少数キャリアである正孔が電極に到達するまでに電子と再結合する確率を小さくすることが望ましい。
【００３３】
ところが、ｐ型電極とｐ＋型半導体領域との接触抵抗を低減するにはｐ＋型半導体領域の不純物濃度を上げる必要があるのに対し、ｐ＋型半導体領域での少数キャリアのライフタイムを長くするには不純物濃度を下げる必要がある。つまり、各導電型の電極と対応する拡散層との接触抵抗を下げることと、各導電型の拡散層でのキャリアのライフタイムを長くすることとは、太陽電池の高効率化のために必要なことであるが、不純物濃度に対するトレードオフの関係となるこれらの要求を満たすことは簡単ではないという問題がある。
【００３４】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、光電変換を行う半導体領域と、発生したキャリアを集める集電電極との接触抵抗を下げ、かつＰＮ接合を形成する半導体領域で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を大きく高めることができる太陽電池及びその製造方法、並びにこのような太陽電池を太陽電池セルとして用いた太陽電池パネルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明に係る太陽電池は、第１導電型半導体基板を有し、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極を配置した太陽電池であって、該第１導電型半導体基板の第２主面に、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域と該第２導電型半導体領域とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域と、該第２の主面上に積層された４層の保護膜とを備え、該４層の保護膜のうちの第１層目及び第３層目の保護膜は、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域の一方及び他方に対する不純物の拡散源であり、該４層の保護膜のうちの第２層目及び第４層目の保護膜は、該両不純物の拡散源に対する拡散マスクであり、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域の少なくとも一方は、第１導電型及び第２導電型のうちの対応する導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
本発明は、上記太陽電池において、前記第２導電型半導体領域は、前記第２導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されていることが好ましい。
【００３７】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１導電型半導体領域は、前記第１導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されていることが好ましい。
【００３８】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１導電型半導体基板の受光面となる第１主面は、凸凹形状となっていることが好ましい。
【００３９】
本発明は、上記太陽電池において、前記第１導電型半導体基板の受光面となる第１主面上に形成されたパッシベーション膜を有することが好ましい。
【００４０】
本発明に係る太陽電池パネルは、上述した本発明に係る太陽電池を太陽電池セルとして直列あるいは並列に接続してなり、太陽光による発電を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
本発明に係る太陽電池の製造方法は、第１導電型半導体基板を有し、該第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、該第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極を配置した太陽電池を製造する方法であって、該太陽電池は、該第１導電型半導体基板の第２主面に、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域と該第２導電型半導体領域とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域を備え、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域の少なくとも一方は、第１導電型及び第２導電型のうちの対応する導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されており、該方法は、該第１導電型半導体基板の第２主面における該第１導電型集電電極及び該第２導電型集電電極のうちの少なくとも一方が配置されるべき電極配置領域上に、該集電電極と同じ導電型の補助拡散源を堆積するステップと、該第１導電型半導体基板の第２主面の、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、該半導体領域と同じ導電型の主拡散源を形成するステップと、該補助拡散源及び該主拡散源に対する熱処理により、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を、少なくともいずれかにおける電極配置領域の不純物濃度が、該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成するステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４２】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記第１導電型半導体領域の電極配置領域上に形成する補助拡散源は、前記第１導電型半導体形成領域上に形成する主拡散源より不純物濃度が高く、前記第２導電型半導体領域の電極配置領域上に形成する補助拡散源は、前記第２導電型半導体形成領域上に形成する主拡散源より不純物濃度が高いことが好ましい。
【００４３】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板の第２主面における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む補助拡散源を堆積し、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の主拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の主拡散源を堆積し、該補助拡散源及び該主拡散に対する熱処理を行うステップでは、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を、該第２導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該第２導電型半導体領域における該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成することが好ましい。
【００４４】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板の第２主面における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む補助拡散源を堆積し、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の主拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の主拡散源を堆積し、該補助拡散源及び該主拡散源に対する熱処理を行うステップでは、該第１導電型半導体領域及び該第２導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該第１導電型半導体領域における該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成することが好ましい。
【００４５】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の補助拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の補助拡散源を堆積し、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む第１導電型の主拡散源を堆積し、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む第２導電型の主拡散源を堆積し、該補助拡散源及び該主拡散源に対する熱処理を行うステップでは、該第１導電型半導体領域を、該第１導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成し、該第２導電型半導体領域を、該第２導電型半導体領域における電極配置領域の不純物濃度が、該電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成することが好ましい。
【００４６】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に堆積する補助拡散源は、ボロンを含むシリコン酸化膜であり、該第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に堆積する補助拡散源は、リンを含むシリコン酸化膜であることが好ましい。
【００４７】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む補助拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む主拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜上にノンドープシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜及び該ノンドープシリコン酸化膜を、該第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域にのみ残るようにパターニングすることが好ましい。
【００４８】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む補助拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第１導電型の不純物を含む主拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのドープトシリコン酸化膜上にノンドープのシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜及び該ノンドープシリコン酸化膜を、該第１導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域にのみ残るようにパターニングすることが好ましい。
【００４９】
本発明は、上記太陽電池の製造方法において、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板における前記第２導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第２導電型の不純物を含む補助拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の、前記第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に、第２導電型の不純物を含む主拡散源としてボロンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜上にノンドープシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜及び該ノンドープシリコン酸化膜を、該第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域にのみ残るようにパターニングし、その後、前記補助拡散源を形成するステップでは、前記第１導電型半導体基板における前記第１導電型集電電極が配置されるべき電極配置領域上に、第１導電型の不純物を含む補助拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、その後、前記主拡散源を形成するステップでは、該第１導電型半導体基板の第２主面の全面に、第１導電型の不純物を含む主拡散源としてリンを含むシリコン酸化膜を形成し、該主拡散源としてのシリコン酸化膜上にノンドープのシリコン酸化膜を形成することが好ましい。
【００５０】
次に作用について説明する。
【００５１】
本発明においては、第１導電型半導体基板の第１主面を受光面とし、第１導電型半導体基板の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極を配置した太陽電池において、第１導電型半導体基板の第２主面に、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を、第１導電型半導体領域と第２導電型半導体領域とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域を備え、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域の少なくとも一方を、第１導電型及び第２導電型のうちの対応する導電型の集電電極と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成したので、電集電極と、発電領域を構成する半導体領域との接触抵抗を下げることができ、しかも、発電領域を構成する半導体領域の、集電電極と接触する部分以外では不純物濃度が低いことから、発生したキャリアが再結合する確率が低くなってライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を大きく高めることができる。
【００５２】
また、本発明においては、第１導電型半導体基板の第２主面における第１導電型集電電極及び第２導電型集電電極のうちの少なくとも一方が配置されるべき電極配置領域上に補助拡散源を堆積し、第１導電型半導体基板の第２主面の、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を形成すべき半導体形成領域上に主拡散源を形成し、補助拡散源及び主拡散源に対する熱処理により、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域を、少なくともいずれかにおける電極配置領域の不純物濃度が、電極配置領域以外の領域の不純物濃度より高くなるように形成するので、第１導電型半導体領域及び第２導電型半導体領域の少なくとも一方における、集電電極との接触部分のみ不純物濃度を高めた構造を簡単に形成することができる。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように、本発明によれば、光電変換を行う半導体領域と、発生したキャリアを集める集電電極との接触抵抗を下げ、かつＰＮ接合を形成する半導体領域で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を大きく高めることができる太陽電池及びその製造方法、並びにこのような太陽電池を太陽電池セルとして用いた太陽電池パネルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明の実施形態１による太陽電池を説明する平面図であり、図１（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１部分を拡大して示し、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ１−Ｂ１’線部分の断面構造を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図２（ａ）〜図２（ｆ）は、この太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、この太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図４】図４は本発明の実施形態２による太陽電池を説明する平面図であり、図４（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ２部分を拡大して示し、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＢ２−Ｂ２’線部分の断面構造を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態２による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図５（ａ）〜図５（ｆ）は、この太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態２による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図６（ａ）〜図６（ｄ）は、この太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態３による太陽電池を説明する平面図であり、図７（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ３部分を拡大して示し、図７（ｃ）は、図７（ｂ）のＢ３−Ｂ３’線部分の断面構造を示している。
【図８】図８は、本発明の実施形態３による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図８（ａ）〜図８（ｆ）は、この太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態３による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図９（ａ）〜図９（ｆ）は、この太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図１０】図１０は従来の裏面電極型太陽電池を説明する平面図であり、図１０（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ部分を拡大して示し、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のＢ−Ｂ’線部分の断面構造を示している。
【図１１】図１１は、従来の太陽電池の製造方法を説明する図であり、図１１（ａ）〜（ｈ）はこの太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【図１２】図１２は、図１に示す太陽電池を太陽電池セルとして搭載した太陽電池パネルを説明する平面図であり、太陽電池パネルの全体構成を示している。
【図１３】図１３は、図１２に示す太陽電池パネルを構成する配線基板を説明する図であり、この配線基板における配線のパターンを示している。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５６】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による太陽電池を説明する平面図であり、図１（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１部分を拡大して示し、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ１−Ｂ１’線部分の断面構造を示している。
【００５７】
この実施形態１による太陽電池１００は、帯状ｐ＋型半導体領域（拡散層）１１０のｐ型電極３と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｐ＋型半導体領域（拡散層）１１１で構成したものであり、以下詳しく説明する。
【００５８】
まず、この実施形態１の太陽電池の裏面側の構造について説明する。
【００５９】
この実施形態１の太陽電池１００は、第１導電型半導体基板であるｎ型シリコン基板（以下、半導体基板という。）１を有し、この半導体基板１の第１主面を受光面とし、半導体基板１の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極としてｐ型電極３およびｎ型電極２を配置した太陽電池である。この太陽電池１００は、半導体基板１の裏面に、拡散層からなる帯状ｎ＋型半導体領域（第１導電型半導体領域）１０９及び拡散層からなる帯状ｐ＋型半導体領域（第２導電型半導体領域）１１０を、帯状ｎ＋型半導体領域１０９と帯状ｐ＋型半導体領域１１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備えている。ここで、ｐ＋型半導体領域１１０は、ｐ型電極３と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている。つまり、この帯状ｐ＋型半導体領域１１０は、ｐ型電極３と接触する部分に形成された高濃度ｐ＋型半導体領域１１１を含んでいる。また、この実施形態１の太陽電池１００では、ｐ＋型半導体領域１１０の、ｐ型電極３と接触する部分以外の部分の不純物濃度は、従来のｐ＋型半導体領域１０の不純物濃度に比べて低くなっており、さらに、半導体基板１の外周縁に沿って位置する、環状の外縁ｐ＋型半導体領域１１０ａの不純物濃度も、従来の外縁ｐ＋型半導体領域１０ａの不純物濃度よりも低くなっている。この外縁ｐ＋型半導体領域１１０ａは、従来の太陽電池５０と同様に、最も外側の帯状ｎ＋型半導体領域９に沿って延びる縦外縁ｐ＋型半導体領域１１０ａ１と、側縁ｎ＋型半導体領域１０９ａに沿って延びる横外縁ｐ＋型半導体領域１１０ａ２とから構成されている。
【００６０】
なお、この実施形態１の太陽電池１００における帯状ｎ＋型半導体領域１０９、側縁ｎ＋型半導体領域１０９ａ、帯状ｐ＋型半導体領域１１０、外縁ｐ＋型半導体領域１１０ａ、ｐ型電極３、及びｎ型電極２の配置は、従来の太陽電池５０におけるものと同一であり、帯状ｎ＋型半導体領域１０９、および側縁ｎ＋型半導体領域１０９ａの不純物濃度は、従来の太陽電池５０における帯状ｎ＋型半導体領域９、および側縁ｎ＋型半導体領域９ａの不純物濃度と同一である。
【００６１】
次に、この太陽電池１００の断面構造について図１（ｃ）を用いて説明する。
【００６２】
この太陽電池１００のｎ型シリコン基板１の受光面には、従来の太陽電池５０と同様に、凹凸部（テクスチャ構造）５が形成されており、つまり、この受光面は、入射光をその光路長を増大させて効率よく取り込むために凹凸形状に加工した構造となっている。ｎ型シリコン基板１の凹凸形状の表面部分には、酸化シリコン膜からなる受光面パッシベーション膜２０が形成されている。
【００６３】
一方、ｎ型シリコン基板１ａの裏面側には、上記帯状ｎ＋型半導体領域１０９と上記帯状ｐ＋型半導体領域１１０とが、これらの領域の長手方向と直交する方向（紙面左右方向）に交互に並ぶよう形成されている。ここで、帯状ｐ＋型半導体領域１１０の幅は、帯状ｎ＋型半導体領域１０９の幅より広くなっている。これは、ｎ型シリコン基板１で生ずるキャリアのうち、発電電流を左右する少数キャリアである正孔を集める領域を広くするためである。また、帯状ｐ＋型半導体領域１１０のｐ型電極３と接触する部分には高濃度ｐ＋型半導体領域１１１が形成されている。
【００６４】
ここで、帯状ｐ＋型半導体領域１１０、１１０ａ及び高濃度ｐ＋型半導体領域１１１は、例えばＰ型ドーパントであるボロンを拡散して形成した領域であり、帯状ｎ＋型半導体領域１０９、及び側縁ｎ＋型半導体領域１０９ａは、例えばＮ型ドーパントであるリンを拡散して形成した領域である。
【００６５】
図１（ｃ）に示すように、帯状ｐ＋型半導体領域１１０上にはＰ型ドーパントの拡散源として用いたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）膜１０２が形成され、さらにこのＢＳＧ膜２１上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１０３が形成されている。さらに、帯状ｎ＋型半導体領域１０９上にはＮ型ドーパントの拡散源として用いたＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜１０４が、帯状ｎ＋型半導体領域１０９に隣接する帯状ｐ＋型半導体領域１１０上のＮＳＧ膜１０３を覆うように形成され、さらにこのＰＳＧ膜１０４上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１０５が形成されている。これらのＢＳＧ膜１０２、その上のＮＳＧ膜１０３、ＰＳＧ膜１０４、及びその上のＮＳＧ膜１０５は、太陽電池基板の裏面パッシベーション膜（保護膜）として形成されている。ここで、ＮＳＧ膜１０３、及びＮＳＧ膜１０５は、それぞれボロンの拡散源であるＢＳＧ膜１０２、及びリンの拡散源であるＰＳＧ膜１０４に対する不純物の拡散マスク、つまりこれらの拡散源から不純物が放出されたりこれらの拡散源に不純物が侵入したりするのを防止するものである。
【００６６】
また、これらのパッシベーション膜の、帯状ｎ＋型半導体領域１０９及び帯状ｐ＋型半導体領域１１０に対応する部分にはコンタクトホール２ａ及び３ａが形成され、帯状ｎ＋型半導体領域１０９及び帯状ｐ＋型半導体領域１１０上には、ｎ型電極２及びｐ型電極３がこれらのコンタクトホール２ａ及び３ａを介して帯状ｎ＋型半導体領域１０９及び帯状ｐ＋型半導体領域１１０と電気的に接続されるよう形成されている。
【００６７】
次に、本実施形態１による太陽電池の製造方法について説明する。
【００６８】
図２及び図３は、この実施形態１による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図２（ａ）〜図２（ｆ）、図３（ａ）から図３（ｄ）はこの太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【００６９】
まず、太陽電池基板としてｎ型半導体基板１を準備する（図２（ａ））。ここでは例えば、単結晶シリコン基板を用いる。この半導体基板１は、１辺の長さが１００〜２００ｍｍの略正方形、厚さは８０〜２５０ミクロン程度である。また、受光面側（紙面上面）には光吸収のため、テクスチャ構造５が形成してある。このテクスチャ構造５の形成は、半導体基板１がシリコン結晶基板からなる場合には、たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液を、たとえば７０℃以上８０℃以下に加熱してエッチング液として用いて、半導体基板の受光面をエッチングすることによって行なうことができる。
【００７０】
次に、半導体基板１の裏面にボロン濃度の高い第１のＢＳＧ（ボロン・シリケート・ガラス）膜１０１ａを例えば、常圧ＣＶＤ法を用いて堆積する（図２（ｂ））。ここで、第１のＢＳＧ膜（高濃度ＢＳＧ膜）１０１ａのボロンの濃度は、５〜１５ｍｏｌ％、その膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度である。
【００７１】
続いて、この第１のＢＳＧ膜１０１ａを、そのｐ型電極が接触する部分のみが残るように選択的にエッチングして除去する（図２（ｃ））。この第１のＢＳＧ膜１０１ａの除去は、例えば、フォトリソグラフィー法によりエッチングマスクを形成した後に選択エッチングを行なってもよい。また、公知のエッチングペーストを所定の印刷法（インクジェット印刷、スクリーン印刷等）で印刷した後、半導体基板を加熱して第１のＢＳＧ膜１０１ａのエッチングを行なってもよい。
【００７２】
次に、半導体基板１の裏面にボロンの濃度が低い第２のＢＳＧ膜１０２ａ、および第１のＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１０３ａを例えば常圧ＣＶＤ法によりこの順で堆積する（図２（ｄ））。ここで、第２のＢＳＧ膜１０２ａのボロンの濃度は、２〜１０ｍｏｌ％（濃度が低い方）、膜厚は、１０〜１００ｎｍであり、ＮＳＧ膜１０３ａの膜厚は、２０〜２００ｎｍである。
【００７３】
次に、ＢＳＧ膜１０２ａおよびＮＳＧ膜１０３ａを、半導体基板の帯状ｐ＋型半導体領域を形成すべき領域上の部分のみが残るように選択的に除去して、ｐ型ドーパントの拡散源としてのＢＳＧ膜１０２とこのＢＳＧ膜１０２を覆うＮＳＧ膜１０３を形成する（図２（ｅ））。これら膜の除去は、図２（ｃ）で説明した第１のＢＳＧ膜のエッチングと同様の方法で行うことができる。
【００７４】
続いて、半導体基板の裏面全面にＰＳＧ（リン・シリケート・ガラス）膜１０４、およびＮＳＧ膜１０５を、例えば常圧ＣＶＤ法で順次形成する（図２（ｆ））。
【００７５】
ここで、ＰＳＧ膜１０４のリンの濃度は、５〜１５ｍｏｌ％程度であり、その膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度である。また、ＮＳＧ膜１０５の膜厚は、２０〜２００ｎｍ程度である。
【００７６】
その後、半導体基板１を、例えば石英からなる拡散炉に入れ、Ｎ２とＯ２の混合雰囲気中で、８００〜１１００℃程度の温度で、５〜９０分程度加熱する。これにより、半導体基板１の裏面に、ｎ＋型半導体領域１０９および１０９ａ、高濃度ｐ＋型半導体領域１１１、ｐ＋型半導体領域１１０および１１０ａが形成される（図３（ａ））。ここで、各ｎ＋型半導体領域１０９、ｐ＋型半導体領域１１１、ｐ＋型半導体領域１１０のシート抵抗は、各々およそ１０〜６０Ω／□、１０〜６０Ω／□、５０〜２００Ω／□である。また、裏面の第１のＢＳＧ膜１０１、第２のＢＳＧ膜１０２、ＮＳＧ膜１０３、ＰＳＧ膜１０４、ＮＳＧ膜１０５の積層体は裏面パッシベーションとして機能する積層膜（裏面パッシベーション膜）となる。
【００７７】
続いて、半導体基板１の受光面に受光面パッシベーション膜２０を形成する（図３（ｂ））。この受光面パッシベーション膜２０は、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、またはそれらの積層体からなり、所謂、反射防止膜としても機能するものである。受光面パッシベーション膜に単層の窒化シリコンを用いる場合、その膜厚は、５０〜１００ｎｍ程度である。
【００７８】
その後、裏面パッシベーション膜のｎ型電極及びｐ型電極が形成される部分を選択的に除去してコンタクトホール２ａ及び３ａを形成する（図３（ｃ））。コンタクトホールの形成は、図２（ｃ）で説明した第１のＢＳＧ膜のエッチングと同様の方法で行なうことができる。
【００７９】
さらに、半導体基板１の裏面のコンタクトホール２ａ及び３ａを形成した部分に、例えば銀などを含む導電性ペーストをスクリーン印刷法などで印刷し、その後、印刷した導電性ペーストの乾燥及び焼成を行う。これにより、ｎ＋型半導体領域１０９にコンタクトホール２ａを介して接続されたｎ型電極２、及びｐ＋型半導体領域１１０にコンタクトホール３ａを介して接続されたｐ型電極３が形成される（図３（ｄ））。
【００８０】
このような構成の太陽電池１００は、太陽電池セルとして直列または並列に複数接続することにより太陽電池パネルを実現するものである。
【００８１】
図１２は、このような太陽電池パネルを説明する平面図であり、太陽電池パネルの全体構成を示している。図１３は、この太陽電池パネルを構成する配線基板を説明する図であり、この配線基板における配線のパターンを示している。
【００８２】
図１３に示す配線基板４５０は、図１に示す実施形態１の太陽電池１００を実装する実装領域Ｒを複数有している。ここでは、配線基板４５０は１６個の実装領域Ｒを有する構造となっており、この配線基板４５０を構成する絶縁性シート材４５０ａには、実装領域Ｒ毎にｎ型配線４５１およびｐ型配線４５２が設けられており、これらのｎ型配線４５１およびｐ型配線４５２は、実装領域Ｒに太陽電池１００を配置したとき、太陽電池１００の各ｎ型電極２および各ｐ型電極３が配線基板４５０の対応するｎ型配線４５１およびｐ型配線４５２に対向するよう配置されている。
【００８３】
ここで、各配線の延びる方向（紙面縦方向）に並んで隣接する２つの実装領域の一方のｐ型配線４５２とその他方のｎ型配線４５１とは、第１の接続用配線４５４ａにより接続されており、また、この配線基板４５０の、各配線の延びる方向と直交する側辺に沿って隣接する２つの実装領域の一方のｎ型配線４５１とその他方のｐ型配線４５２とは、第２の接続用配線４５４ｂにより接続されている。さらに、ここでは、各実装領域Ｒに配置される太陽電池は直列接続となるよう配線基板４５０の配線のパターンが形成されており、直列接続の先頭に位置する実装領域のｎ型電極４５１は共通配線４５４ｃに接続され、直列接続の最後尾に位置する実装領域のｐ型電極４５２は共通配線４５４ｄに接続されている。
【００８４】
このような配線基板４５０の実装領域Ｒに、上述した太陽電池１００を実装することにより、図１２に示す太陽電池パネル４００が得られる。
【００８５】
このように本実施形態１では、半導体基板１の第１主面を受光面とし、半導体基板１の第１主面とは反対側の第２主面にｎ型電極２及びｐ型電極３を配置した太陽電池１００において、半導体基板１の裏面に、帯状ｎ＋型半導体領域１０９及び帯状ｐ＋型半導体領域１１０を、帯状ｎ＋型半導体領域１０９と帯状ｐ＋型半導体領域１１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備え、ｐ＋型半導体領域１１０のｐ型電極３と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｐ＋型半導体領域１１１で構成したので、ｐ型電極３と帯状ｐ＋型半導体領域１１０との接触抵抗を下げ、かつ帯状ｐ＋型半導体領域１１０で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を高めることができる。
【００８６】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２による太陽電池を説明する平面図であり、図４（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ２部分を拡大して示し、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＢ２−Ｂ２’線部分の断面構造を示している。
【００８７】
この実施形態２による太陽電池２００は、帯状ｎ＋型半導体領域２０９のｎ型電極２と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｎ＋型半導体領域２１１で構成したものであり、以下詳しく説明する。
【００８８】
まず、この太陽電池２００の裏面側の構造について説明する。
【００８９】
この実施形態２の太陽電池２００は、第１導電型半導体基板であるｎ型シリコン基板１を有し、この半導体基板１の第１主面を受光面とし、半導体基板１の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極としてｎ型電極２及びｐ型電極３を配置した太陽電池である。
【００９０】
この太陽電池２００は、半導体基板１の裏面に、帯状ｎ＋型半導体領域（第１導電型半導体領域）２０９及び帯状ｐ＋型半導体領域（第２導電型半導体領域）２１０を、帯状ｎ＋型半導体領域２０９と帯状ｐ＋型半導体領域２１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備えている。ここで、帯状ｎ＋型半導体領域２０９は、ｐ型電極２と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている。つまり、この帯状ｎ＋型半導体領域２０９は、ｎ型電極２と接触する部分に形成された高濃度ｎ＋型半導体領域２１１を含んでいる。また、この実施形態２の太陽電池２００では、ｎ＋型半導体領域２１０の、ｎ型電極３と接触する部分以外の部分の不純物濃度は、従来のｎ＋型半導体領域９の不純物濃度に比べて低くなっており、さらに、半導体基板１の外周縁に沿って位置する側縁ｎ＋型半導体領域２０９ａの不純物濃度も、従来の側縁ｎ＋型半導体領域９の不純物濃度よりも低くなっている。
【００９１】
なお、この実施形態２の太陽電池２００における帯状ｎ＋型半導体領域２０９、側縁ｎ＋型半導体領域２０９ａ、帯状ｐ＋型半導体領域２１０、外縁ｐ＋型半導体領域２１０ａ、ｐ型電極３、及びｎ型電極２の配置は、従来の太陽電池５０におけるものと同一であり、帯状ｐ＋型半導体領域２１０、および外縁ｎ＋型半導体領域２１０ａの不純物濃度は、従来の太陽電池５０における帯状ｐ＋型半導体領域１０、および外縁ｐ＋型半導体領域１０ａの不純物濃度と同一である。
【００９２】
次に、この太陽電池２００の断面構造について図４（ｃ）を用いて説明する。
【００９３】
この太陽電池２００のｎ型シリコン基板１の受光面には、従来の太陽電池５０と同様に、凹凸部（テクスチャ構造）５が形成されており、つまり、この受光面は、入射光をその光路長を増大させて効率よく取り込むために凹凸形状に加工した構造となっている。ｎ型シリコン基板１の凹凸形状の表面部分には、酸化シリコン膜からなる受光面パッシベーション膜２０が形成されている。
【００９４】
一方、ｎ型シリコン基板１ａの裏面側には、上記帯状ｎ＋型半導体領域２０９と上記帯状ｐ＋型半導体領域２１０とが、これらの領域の長手方向と直交する方向（紙面左右方向）に交互に並ぶよう形成されている。ここで、帯状ｐ＋型半導体領域２１０の幅は、帯状ｎ＋型半導体領域２０９の幅より広くなっている。これは、ｎ型シリコン基板１ａで生ずるキャリアのうち、発電電流を左右する少数キャリアである正孔を集める領域を広くするためである。また、帯状ｎ＋型半導体領域２０９のｎ型電極２と接触する部分には高濃度ｎ＋型半導体領域２１１が形成されている。
【００９５】
ここで、帯状ｐ＋型半導体領域２１０、２１０ａは、Ｐ型ドーパントであるボロンを拡散して形成した領域であり、従来の太陽電池における帯状ｐ＋型半導体領域１０、１０ａと同一のものである。また、帯状ｎ＋型半導体領域２０９、高濃度ｎ＋型半導体領域２１１及び側縁ｎ＋型半導体領域２０９ａは、Ｎ型ドーパントであるリンを拡散して形成した領域であり、帯状ｎ＋型半導体領域２０９及び側縁ｎ＋型半導体領域２０９ａは、従来の太陽電池における帯状ｎ＋型半導体領域９、９ａより低濃度の領域となっている。
【００９６】
図４（ｃ）に示すように、帯状ｐ＋型半導体領域２１０上にはＰ型ドーパントの拡散源として用いたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）膜１２４が形成され、さらにこのＢＳＧ膜１２４上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１２５が形成されている。また、帯状ｎ＋型半導体領域２０９のｎ型電極２と接触する部分には高濃度ｎ＋型半導体領域２１１が形成されている。さらに、ｎ＋型半導体領域２０９上にはＮ型ドーパントの拡散源として用いたＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜１２２が形成されている。また、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜１２２上に、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１２３が形成されている。帯状ｐ＋型半導体領域２１０上にはＢＳＧ膜１２４がＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１２３上に跨って形成され、このＢＳＧ膜１２４上には、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１２５が形成されている。これらのＰＳＧ膜１２２、その上のＮＳＧ膜１２３、ＢＳＧ膜１２４、及びその上のＮＳＧ膜１２５は、太陽電池基板の裏面パッシベーション膜（保護膜）として形成されている。ここで、ＮＳＧ膜１２３、及びＮＳＧ膜１２５は、それぞれリンの拡散源であるＰＳＧ膜１２２、及びボロンの拡散源であるＢＳＧ膜１２４に対する不純物の拡散マスク、つまりこれらの拡散源から不純物が放出されたりこれらの拡散源に不純物が侵入したりするのを防止するものである。
【００９７】
また、これらのパッシベーション膜の、帯状ｎ＋型半導体領域２０９及び帯状ｐ＋型半導体領域２１０に対応する部分にはコンタクトホール２ａ及び３ａが形成され、帯状ｎ＋型半導体領域２０９及び帯状ｐ＋型半導体領域２１０上には、ｎ型電極２及びｐ型電極３がこれらのコンタクトホール２ａ及び３ａを介してｎ＋型半導体領域２０９及び帯状ｐ＋型半導体領域２１０と電気的に接続されるよう形成されている。
【００９８】
次に、本実施形態２よる太陽電池の製造方法について説明する。
【００９９】
図５及び図６は、この実施形態２による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図５（ａ）〜図５（ｆ）、図５（ａ）から図５（ｄ）はこの太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【０１００】
まず、太陽電池基板として、ｎ型半導体基板１を準備する（図５（ａ））。ここでは例えば、この半導体基板１として実施形態１の太陽電池基板と同じものを準備する。
【０１０１】
次に、半導体基板１の裏面に、リン濃度の高い第１のＰＳＧ（リン・シリケート・ガラス）膜１２１ａを、例えば常圧ＣＶＤ法を用いて堆積する（図５（ｂ））。ここで、第１のＰＳＧ膜（高濃度ＰＳＧ膜）１２１ａのリンの濃度は、５〜１５ｍｏｌ％程度であり、その膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度である。
【０１０２】
続いて、この第１のＰＳＧ膜１２１ａを、そのｎ型電極が接触する部分のみが残るように選択的にエッチングして高濃度拡散源としてのＰＳＧ膜１２１を形成する（図５（ｃ））。この第１のＰＳＧ膜１２１ａの選択的な除去には、例えば、フォトリソグラフィー法によりエッチングマスクを形成した後に選択エッチングを行なう方法が用いられる。また、公知のエッチングペーストを所定の印刷法（インクジェット印刷、スクリーン印刷等）で印刷した後、半導体基板を加熱してエッチングを行う方法を用いることもできる。
【０１０３】
次に、半導体基板１の裏面にリンの濃度が低い第２のＰＳＧ膜（低濃度ＰＳＧ膜）１２２ａ、および第１のＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１２３ａを例えば常圧ＣＶＤ法によりこの順で堆積する（図５（ｄ））。ここで、第２のＰＳＧ膜１２２ａのリンの濃度は、２〜１０ｍｏｌ％程度であり、膜厚は、１０〜１００ｎｍミクロン程度であり、ＮＳＧ膜１２３ａの膜厚は、２０〜２００ｎｍ程度である。
【０１０４】
次に、ＰＳＧ膜１２２ａおよびＮＳＧ膜１２３ａを、半導体基板の帯状ｎ＋型半導体領域２０９及び側縁ｎ＋型半導体領域２０９ａを形成すべき領域上の部分のみが残るように選択的に除去して、ｎ型ドーパントの拡散源としてのＰＳＧ膜１２２とこのＰＳＧ膜１２２を覆うＮＳＧ膜１２３を形成する（図５（ｅ））。これらの膜の除去は、図５（ｃ）で説明した第１のＰＳＧ膜１２１ａのエッチングと同様の方法で行うことができる。
【０１０５】
続いて、半導体基板１の裏面全面にＢＳＧ（ボロン・シリケート・ガラス）膜１２４、およびＮＳＧ膜１２５を、例えば常圧ＣＶＤ法で順次形成する（図５（ｆ））。
【０１０６】
ここで、ＢＳＧ膜１２４のボロンの濃度は、５〜１５ｍｏｌ％程度であり、その膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度である。また、ＮＳＧ膜１２５の膜厚は、２０〜２００ｎｍ程度である。
【０１０７】
その後、半導体基板１を、例えば石英からなる拡散炉に入れ、Ｎ２とＯ２の混合雰囲気中で、８００〜１１００℃程度の温度で、５〜９０分程度加熱する。これにより、半導体基板１の裏面に、ｎ＋型半導体領域２１１、ｎ＋型半導体領域２０９、２０９ａ、ｐ＋型半導体領域２１０、２１０ａが形成される（図６（ａ））。ここで、ｎ＋型半導体領域２１１、帯状ｎ＋型半導体領域２０９、帯状ｐ＋型半導体領域２１０のシート抵抗は、各々およそ５０〜２００Ω／□、１０〜６０Ω／□、１０〜６０Ω／□である。また、裏面の第１のＰＳＧ膜１２１、第２のＰＳＧ膜１２２、ＮＳＧ膜１２３、ＢＳＧ膜１２４、ＮＳＧ膜１２５の積層体は裏面パッシベーションとして機能する積層膜（裏面パッシベーション膜）となる。
【０１０８】
続いて、半導体基板１の受光面に受光面パッシベーション膜２０を形成する（図６（ｂ））。この受光面パッシベーション膜２０は、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、またはそれらの積層体からなり、所謂、反射防止膜としても機能するものである。受光面パッシベーション膜には単層の窒化シリコンを用いる場合、その膜厚は、５０〜１００ｎｍ程度である。
【０１０９】
その後、裏面パッシベーション膜のｎ型電極及びｐ型電極が形成される部分を選択的に除去してコンタクトホール２ａ及び３ａを形成する（図６（ｃ））。コンタクトホールの形成は、図５（ｃ）で説明した第１のＰＳＧ膜１２１ａのエッチングと同様の方法で行なうことができる。
【０１１０】
さらに、半導体基板１の裏面のコンタクトホール２ａ及び３ａを形成した部分に、例えば銀などを含む導電性ペーストをスクリーン印刷法などで印刷し、その後、印刷した導電性ペーストの乾燥及び焼成を行う。これにより、各帯状ｎ＋型半導体領域２０９にコンタクトホール２ａを介して接続されたｎ型電極２、及び各帯状ｐ＋型半導体領域２１０にコンタクトホール３ａを介して接続されたｐ型電極３が形成される（図５（ｄ））。
【０１１１】
このような構成の実施形態２では、半導体基板１の第１主面を受光面とし、半導体基板１の第１主面とは反対側の第２主面にｎ型電極２及びｐ型電極３を配置した太陽電池２００において、半導体基板１の裏面に、帯状ｎ＋型半導体領域２０９及び帯状ｐ＋型半導体領域２１０を、帯状ｎ＋型半導体領域２０９と帯状ｐ＋型半導体領域２１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備え、ｎ＋型半導体領域２０９のｎ型電極２と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｎ＋型半導体領域２１１で構成したので、ｎ型電極２と帯状ｎ＋型半導体領域２０９との接触抵抗を下げ、かつｎ＋型半導体領域２０９で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を実質的に高めることができる。
【０１１２】
（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態１による太陽電池を説明する平面図であり、図７（ａ）は、その裏面側の構造を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ３部分を拡大して示し、図７（ｃ）は、図７（ｂ）のＢ３−Ｂ３’線部分の断面構造を示している。
【０１１３】
この実施形態３による太陽電池３００は、ｐ＋型半導体領域３１０のｐ型電極３と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｐ＋型半導体領域１１１で構成し、ｎ＋型半導体領域３０９のｎ型電極２と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｎ＋型半導体領域３１１で構成したものである。
【０１１４】
まず、この太陽電池３００の裏面側の構造について説明する。
【０１１５】
この実施形態３の太陽電池３００は、第１導電型半導体基板であるｎ型シリコン基板（以下、半導体基板という。）１を有し、この半導体基板１の第１主面を受光面とし、半導体基板１の第１主面とは反対側の第２主面に集電電極としてｎ型電極２及びｐ型電極３を配置した太陽電池である。この太陽電池３００は、半導体基板１の裏面に、帯状ｎ＋型半導体領域（第１導電型半導体領域）３０９及び帯状ｐ＋型半導体領域（第２導電型半導体領域）３１０を、帯状ｎ＋型半導体領域３０９と帯状ｐ＋型半導体領域３１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備えている。
【０１１６】
ここで、ｐ＋型半導体領域３１０は、ｐ型電極３と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている。つまり、このｐ＋型半導体領域３１０は、ｐ型電極３と接触する部分に形成された高濃度ｐ＋型半導体領域１１１を含んでいる。また、この実施形態３の太陽電池３００では、帯状ｐ＋型半導体領域３１０の、ｐ型電極３と接触する部分以外の部分の不純物濃度は、従来の帯状ｐ＋型半導体領域１０の不純物濃度に比べて低くなっており、さらに、半導体基板１の外周縁に沿って位置する、環状の外縁ｐ＋型半導体領域３１０ａの不純物濃度も、従来の外縁ｐ＋型半導体領域１０ａの不純物濃度よりも低くなっている。この外縁ｐ＋型半導体領域３１０ａは、従来の太陽電池５０と同様に、最も外側の帯状ｎ＋型半導体領域３０９に沿って延びる縦外縁ｐ＋型半導体領域３１０ａ１と、側縁ｎ＋型半導体領域３０９ａに沿って延びる横外縁ｐ＋型半導体領域３１０ａ２とから構成されている。
【０１１７】
また、ｎ＋型半導体領域３０９は、ｎ型電極２と接触する部分の不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高くなるように構成されている。つまり、このｎ＋型半導体領域３０９は、ｎ型電極２と接触する部分に形成された高濃度ｎ＋型半導体領域３１１を含んでいる。また、この実施形態３の太陽電池３００では、ｎ＋型半導体領域３０９の、ｎ型電極２と接触する部分以外の部分の不純物濃度は、従来のｎ＋型半導体領域９の不純物濃度に比べて低くなっており、さらに、半導体基板１の外周縁に沿って位置する側縁ｎ＋型半導体領域３０９ａの不純物濃度も、従来の側縁ｎ＋型半導体領域９の不純物濃度よりも低くなっている。
【０１１８】
なお、この実施形態３の太陽電池３００における帯状ｎ＋型半導体領域３０９、側縁ｎ＋型半導体領域３０９ａ、帯状ｐ＋型半導体領域３１０、外縁ｐ＋型半導体領域３１０ａ、ｐ型電極３、及びｎ型電極２の配置は、従来の太陽電池５０におけるものと同一である。
【０１１９】
次に、この太陽電池３００の断面構造について図７（ｃ）を用いて説明する。
【０１２０】
この太陽電池３００のｎ型シリコン基板１の受光面には、従来の太陽電池５０と同様に、凹凸部（テクスチャ構造）５が形成されており、つまり、この受光面は、入射光をその光路長を増大させて効率よく取り込むために凹凸形状に加工した構造となっている。ｎ型シリコン基板１の凹凸形状の表面部分には、酸化シリコン膜からなる受光面パッシベーション膜２０が形成されている。
【０１２１】
一方、ｎ型シリコン基板１の裏面側には、上記帯状ｎ＋型半導体領域３０９と上記帯状ｐ＋型半導体領域３１０とが、これらの領域の長手方向と直交する方向（紙面左右方向）に交互に並ぶよう形成されている。ここで、帯状ｐ＋型半導体領域３１０の幅は、帯状ｎ＋型半導体領域３０９の幅より広くなっている。これは、ｎ型シリコン基板１で生ずるキャリアのうち、発電電流を左右する少数キャリアである正孔を集める領域を広くするためである。
【０１２２】
また、帯状ｐ＋型半導体領域３１０のｐ型電極３と接触する部分には高濃度ｐ＋型半導体領域１１１が形成されている。さらに、帯状ｎ＋型半導体領域３０９のｎ型電極２と接触する部分には高濃度ｎ＋型半導体領域３１１が形成されている。
【０１２３】
ここで、帯状ｐ＋型半導体領域３１０、３１０ａ及び高濃度ｐ＋型半導体領域１１１は、Ｐ型ドーパントであるボロンを拡散して形成した領域であり、帯状ｎ＋型半導体領域３０９、及び側縁ｎ＋型半導体領域３０９ａ及び高濃度ｎ＋型半導体領域３１１は、Ｎ型ドーパントであるリンを拡散して形成した領域である。
【０１２４】
図７（ｃ）に示すように、帯状ｐ＋型半導体領域３１０上にはＰ型ドーパントの拡散源として用いたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）膜１０２が形成され、さらにこのＢＳＧ膜１０２上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１０３が形成されている。
【０１２５】
さらに、ｎ＋型半導体領域３０９上にはＮ型ドーパントの拡散源として用いたＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜３０４が、帯状ｎ＋型半導体領域３０９に隣接する帯状ｐ＋型半導体領域３１０上のＮＳＧ膜１０３を覆うように形成され、さらにこのＰＳＧ膜３０４上にはＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜３０５が形成されている。これらのＢＳＧ膜１０２、その上のＮＳＧ膜１０３、ＰＳＧ膜３０４、及びその上のＮＳＧ膜３０５は、太陽電池基板の裏面パッシベーション膜（保護膜）として形成されている。ここで、ＮＳＧ膜１０３、及びＮＳＧ膜３０５は、それぞれボロンの拡散源であるＢＳＧ膜１０２、及びリンの拡散源であるＰＳＧ膜３０４に対する不純物の拡散マスク、つまりこれらの拡散源から不純物が放出されたりこれらの拡散源に不純物が侵入したりするのを防止するものである。
【０１２６】
また、これらのパッシベーション膜の、帯状ｎ＋型半導体領域３０９及び帯状ｐ＋型半導体領域３１０に対応する部分にはコンタクトホール２ａ及び３ａが形成され、帯状ｎ＋型半導体領域３０９及び帯状ｐ＋型半導体領域３１０上には、ｎ型電極２及びｐ型電極３がこれらのコンタクトホール２ａ及び３ａを介して帯状ｎ＋型半導体領域３０９及び帯状ｐ＋型半導体領域３１０と電気的に接続されるよう形成されている。
【０１２７】
次に、本実施形態３による太陽電池の製造方法について説明する。
【０１２８】
図８及び図９は、この実施形態３による太陽電池の製造方法を説明する図であり、図８（ａ）〜図８（ｆ）、図９（ａ）から図９（ｆ）はこの太陽電池の製造方法における主要工程での断面構造を示している。
【０１２９】
まず、太陽電池基板として、ｎ型半導体基板１を準備する（図８（ａ））。ここでは例えば、この半導体基板１として実施形態１の太陽電池基板と同じものを準備する。
【０１３０】
次に、半導体基板１の裏面に、ボロン濃度の高い第１のＢＳＧ（ボロン・シリケート・ガラス）膜１０１ａを、例えば常圧ＣＶＤ法を用いて堆積する（図８（ｂ））。ここで、第１のＢＳＧ膜（高濃度ＢＳＧ膜）１０１ａのボロンの濃度は、５〜１５ｍｏｌ％程度であり、その膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度である。
【０１３１】
続いて、この第１のＢＳＧ膜１０１ａを、そのｐ型電極が接触する部分のみが残るように選択的にエッチングして除去する（図８（ｃ））。この第１のＢＳＧ膜１０１ａの除去には、例えば、フォトリソグラフィー法によりエッチングマスクを形成した後に選択エッチングを行う方法が用いられる。また、公知のエッチングペーストを所定の印刷法（インクジェット印刷、スクリーン印刷等）で印刷した後、半導体基板を加熱してエッチングを行う方法も用いることができる。
【０１３２】
次に、半導体基板１の裏面にボロンの濃度が低い第２のＢＳＧ膜１０２ａ、および第１のＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜１０３ａを例えば常圧ＣＶＤ法によりこの順で堆積する（図８（ｄ））。ここで、第２のＢＳＧ膜（低濃度ＢＳＧ膜）１０２ａのボロンの濃度は、２〜１０ｍｏｌ％、膜厚は、１０〜１００ｎｍであり、ＮＳＧ膜１０３ａの膜厚は、２０〜２００ｎｍである。
【０１３３】
次に、ＢＳＧ膜１０２ａおよびＮＳＧ膜１０３ａを、半導体基板の帯状ｐ＋型半導体領域を形成すべき領域上の部分のみが残るように選択的に除去して、ｐ型ドーパントの拡散源としてのＢＳＧ膜１０２とこのＢＳＧ膜１０２を覆うＮＳＧ膜１０３を形成する（図８（ｅ））。これら膜の除去は、図８（ｃ）で説明した第１のＢＳＧ膜のエッチングと同様の方法で行うことができる。
【０１３４】
次に、半導体基板１の裏面に高濃度のＰＳＧ膜１３１ａを、例えば、常圧ＣＶＤ法により堆積する（図８（ｆ））。このＰＳＧ膜１３１ａのリンの濃度は、５〜１５ｍｏｌ％程度であり、膜厚は、１０〜１００ｎｍ程度である。
【０１３５】
次に、このＰＳＧ膜１３１ａの、ｎ型電極２と接続される領域以外の部分を選択的なエッチングにより除去して、拡散源となるＰＳＧ膜１３１を形成する（図９（ａ））。このＰＳＧ膜１３１ａに対する選択的なエッチングは、図８（ｃ）で説明した第１のＢＳＧ膜のエッチングと同様なエッチングである。
【０１３６】
次に、半導体基板１の裏面にリンの濃度が低い第２のＰＳＧ膜（低濃度ＰＳＧ膜）３０４、およびＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）膜３０５を例えば常圧ＣＶＤ法によりこの順で堆積する（図９（ｂ））。ここで、第２のＰＳＧ膜３０４のリンの濃度は２〜１０ｍｏｌ％程度であり、膜厚は１０〜１００ｎｍ程度である。また、ＮＳＧ膜３０５の膜厚は、２０〜２００ｎｍ程度である。
【０１３７】
その後、半導体基板１を、例えば石英からなる拡散炉に入れ、Ｎ２とＯ２の混合雰囲気中で、８００〜１１００℃程度の温度で、５〜９０分程度加熱する。これにより、半導体基板１の裏面に、ｎ＋型半導体領域３０９、３０９ａ、高濃度ｎ＋型半導体領域３１１、ｐ＋型半導体領域３１０，３１０ａ、高濃度ｎ＋型半導体領域１１１が形成される（図９（ｃ））。ここで、帯状ｎ＋型半導体領域３０９、高濃度ｎ＋型半導体領域３１１、帯状ｐ＋型半導体領域３１０、高濃度ｐ＋型半導体領域１１１のシート抵抗は、各々およそ５０〜２００Ω／□、１０〜６０Ω／□、１０〜６０Ω／□である。また、裏面のＢＳＧ膜１０１、ＢＳＧ膜１０２、ＮＳＧ膜１０３、ＰＳＧ膜１３１、ＰＳＧ膜３０４、ＮＳＧ膜３０５の積層体は裏面パッシベーションとして機能する膜となる。
【０１３８】
続いて、半導体基板１の受光面に受光面パッシベーション膜２０を形成する（図９（ｄ））。この受光面パッシベーション膜２０は、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、またはそれらの積層体からなり、所謂、反射防止膜としても機能するものである。受光面パッシベーション膜には単層の窒化シリコンを用いる場合、その膜厚は、５０〜１００ｎｍ程度である。
【０１３９】
その後、裏面パッシベーション膜のｎ型電極及びｐ型電極が形成される部分を選択的に除去してコンタクトホール２ａ及び３ａを形成する（図９（ｅ））。コンタクトホールの形成は、図８（ｃ）で説明した第１のＢＳＧ膜１０１ａのエッチングと同様の方法で行なうことができる。
【０１４０】
さらに、半導体基板１の裏面のコンタクトホール２ａ及び３ａを形成した部分に、例えば銀などを含む導電性ペーストをスクリーン印刷法などで印刷し、その後、印刷した導電性ペーストの乾燥及び焼成を行う。これにより、各ｎ＋型半導体領域３０９にコンタクトホール２ａを介して接続されたｎ型電極２、及び各ｐ＋型半導体領域３１０にコンタクトホール３ａを介して接続されたｐ型電極３が形成される（図９（ｆ））。
【０１４１】
このような構成の実施形態３では、半導体基板１の第１主面を受光面とし、半導体基板１の第１主面とは反対側の第２主面に電極２及び３を配置した太陽電池３００において、半導体基板１の裏面に、帯状ｎ＋型半導体領域３０９及び帯状ｐ＋型半導体領域３１０を、帯状ｎ＋型半導体領域３０９と帯状ｐ＋型半導体領域３１０とによるＰＮ接合が形成されるように形成してなる発電領域Ｒｍを備え、ｐ＋型半導体領域３１０のｐ型電極３と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｐ＋型半導体領域１１１で構成し、さらに、ｎ＋型半導体領域３０９のｐ型電極２と接触する部分を、不純物濃度が他の部分の不純物濃度に比べて高い高濃度ｎ＋型半導体領域３１１で構成したので、ｐ型電極３とｐ＋型半導体領域１１０との接触抵抗を下げるとともに、ｎ型電極２とｎ＋型半導体領域３０９との接触抵抗を下げることができ、しかも、帯状ｐ＋型半導体領域３１０及び帯状ｎ＋型半導体領域３０９で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率をより一層高めることができる。
【０１４２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、太陽電池、太陽電池パネル、及び太陽電池の製造方法の分野において、光電変換を行う半導体領域と、発生したキャリアを集める集電電極との接触抵抗を下げ、かつＰＮ接合を形成する半導体領域で発生したキャリアのライフタイムを長くすることができ、これにより発電効率を大きく高めることができる太陽電池及びその製造方法、並びにこのような太陽電池を太陽電池セルとして用いた太陽電池パネルを実現することができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  ｎ型シリコン基板（第１導電型半導体基板）
２  ｎ型電極（集電電極）
３  ｐ型電極（集電電極）
５  凸凹部（テクスチャ構造）
２０  受光面パッシベーション膜
１００、２００、３００  太陽電池
１０１、１０１ａ  第１のＢＳＧ膜（高濃度ＢＳＧ膜）
１０２、１０２ａ  第２のＢＳＧ膜（低濃度ＢＳＧ膜）
１０３、１０３ａ、１０５、１２３、１２４、３０５  ＮＳＧ膜
１０４  ＰＳＧ膜
１１１  高濃度ｐ＋型半導体領域
１０９、２０９、３０９  帯状ｎ＋型半導体領域（第１導電型半導体領域）
１０９ａ、２０９ａ、３０９ａ  帯状ｎ＋型半導体領域（第１導電型半導体領域）
１１０、２１０、３１０  帯状ｐ＋型半導体領域（第２導電型半導体領域）
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ  外縁ｐ＋型半導体領域
１１０ａ１、２１０ａ１、３１０ａ１  縦外縁ｐ＋型半導体領域
１１０ａ２、２１０ａ２、３１０ａ２  横外縁ｐ＋型半導体領域
１１１  高濃度ｐ＋型半導体領域
１２１、１２１ａ  第１のＰＳＧ膜（高濃度ＰＳＧ膜）
１２２、１２２ａ、３０４  第２のＰＳＧ膜（低濃度ＰＳＧ膜）
２１１、３１１  高濃度ｎ＋型半導体領域
４００  太陽電池パネル
４５０  配線基板
４５０ａ  絶縁性シート材
４５１  ｎ型配線
４５２  ｐ型配線
４５４ａ  第１の接続用配線
４５４ｂ  第２の接続用配線
４５４ｃ、４５４ｄ  共通配線
Ｒ  実装領域
Ｒｍｃ  集電領域（主発電領域）
Ｒｓｃ  端部発電領域
【図２】
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【図５】
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【図８】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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