(57)【要約】【課題】  水素終端技術を用いて高い変換効率を有する太陽電池を量産することができる太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】  第１の極性を有するシリコン基板の一方の面上に第１の電極を形成する工程と、第１の電極の形成後にシリコン基板の他方の面に水素プラズマを照射する工程と、水素プラズマの照射後にシリコン基板の他方の面上に第２の電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法である。ここで、第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度が、第１の電極の形成時におけるシリコン基板の温度よりも低いことが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の極性を有するシリコン基板の一方の面上に第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極の形成後に前記シリコン基板の他方の面に水素プラズマを照射する工程と、前記水素プラズマの照射後に前記シリコン基板の他方の面上に第２の電極を形成する工程と、を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記第２の電極の形成時における前記シリコン基板の温度が、前記第１の電極の形成時における前記シリコン基板の温度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極の形成時における前記シリコン基板の温度が５００℃以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第２の電極が、スクリーン印刷法または真空蒸着法を用いて形成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記シリコン基板の温度が２００℃以上前記第１の電極の形成時の温度以下の状態で前記水素プラズマの照射が行なわれることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記シリコン基板の少なくとも一方の面に第２の極性の不純物拡散層が形成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記シリコン基板の一方の面に第２の極性の不純物拡散層が形成され、前記シリコン基板の他方の面に前記シリコン基板よりも不純物濃度の高い第１の極性の不純物拡散層が形成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記シリコン基板の少なくとも一方の面上に反射防止膜が形成され、前記反射防止膜上に電極ペーストがスクリーン印刷された後に焼成されて、前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方が前記反射防止膜を突き抜けて前記シリコン基板の面上に形成されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記シリコン基板の少なくとも一方の面上の一部にパッシベーション膜が形成され、前記パッシベーション膜が形成されていない部分から露出している前記シリコン基板の露出面上に前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方が形成されることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン基板の露出面に、前記シリコン基板よりも不純物濃度の高い第１の極性の不純物拡散層が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の極性がｐ型である場合には前記第２の極性はｎ型であり、前記第１の極性がｎ型である場合には前記第２の極性はｐ型であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の電極がｐ側電極である場合には前記第２の電極はｎ側電極であり、前記第１の電極がｎ側電極である場合には前記第２の電極はｐ側電極であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池の製造方法に関し、特に水素終端技術を用いて高い変換効率を有する太陽電池を量産することができる太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ2の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池を用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。
【０００３】
現在、最も多く量産されている住宅用の多結晶のシリコン基板を用いた太陽電池の製造方法としては、たとえば特許文献１に開示されているものがある。この従来の太陽電池の製造工程を図１２（Ａ）〜（Ｅ）の模式的断面図に示す。
【０００４】
まず、図１２（Ａ）に示すように、アルカリエッチングなどによりスライスダメージ層が取り除かれたｐ型のシリコン基板１を用意する。次に、このシリコン基板１の受光面にｎ型不純物を含有した溶液を滴下し、スピンコータを用いてシリコン基板１を高速回転させた後、シリコン基板１を拡散炉内に投入することによって、図１２（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の内部にｎ型不純物拡散層４を形成する。
【０００５】
次いで、図１２（Ｃ）に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型不純物拡散層４上に反射防止膜として窒化シリコン膜７を形成する。そして、図１２（Ｄ）に示すように、窒化シリコン膜７上にｎ側電極ペースト１１をスクリーン印刷し、さらにシリコン基板１の裏面にｐ側電極ペースト１２をスクリーン印刷する。その後、これらの電極ペーストの焼成を行なうことによって、図１２（Ｅ）に示すように、ｎ側電極ペースト１１がファイヤースルーにより窒化シリコン膜７を突き抜けてｎ型不純物拡散層４と接触するｎ側電極９になるとともに、ｐ側電極ペースト１２が焼成によりシリコン基板１の内部にｐ型不純物拡散層３を形成して、ｐ側電極１０となり太陽電池が完成する。
【特許文献１】特開平２−３３９８０号公報
【特許文献２】特開昭５９−１３６９２６号公報
【特許文献３】特開２００３−３４７３０４号公報
【特許文献４】特公平７−５４８５４号公報
【非特許文献１】M.Spiegel、他５名, “Detailed Study on Microwave Induced Remote Hydrogen Plasma Passivation of Multicrystalline Silicon”, 13th EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE, フランス, 23-27, OCTOBER 1995, p.421-424
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにして得られた太陽電池は多結晶のシリコン基板を用いているため、単結晶のシリコン基板を用いた太陽電池よりも変換効率が劣るという問題があった。その主な理由としては、多結晶のシリコン基板は、シリコン基板中にキャリアの再結合中心となる結晶欠陥が多数存在するため、単結晶シリコン基板に比べてキャリアの再結合中心となるシリコンの未結合手が多く存在し、キャリアのライフタイムが短いことが挙げられる。
【０００７】
そこで、多結晶のシリコン基板を用いた太陽電池においては、単結晶のシリコン基板を用いた太陽電池の変換効率に近づけるため、多結晶のシリコン基板に水素プラズマを照射して多結晶のシリコン基板中の結晶欠陥などにおけるシリコンの未結合手を水素で終端する試みがなされている（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００８】
たとえば、特許文献３においては、真空プロセスを用いて、水素プラズマを照射したシリコン基板を製造する方法が開示されている（特許文献３の[００１９]参照。）。しかしながら、一般的に量産型の民生用の太陽電池の製造においては、電極ペーストを用いたｐ側電極およびｎ側電極の形成時に、シリコン基板が６００℃以上の高温に加熱される（たとえば特許文献１参照）。これにより、水素終端したシリコン基板中においてＳｉ−Ｈ結合を形成している水素がシリコン基板から多く離脱してしまうという問題があった。
【０００９】
また、特許文献４においては、単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面上に反射防止膜をプラズマＣＶＤ法で形成すると同時に水素をシリコン基板中に導入し、シリコン基板を４００℃以上６００℃以下に加熱した後にシランおよびアンモニアの混合ガスをプラズマＣＶＤ装置内に導入してプラズマＣＶＤ法によりシリコン基板の裏面にブロッキング膜を形成し、その後６００℃以上８００℃以下の焼成温度で電極を形成する方法が開示されている（特許文献４の第５欄参照。）。しかしながら、この方法においては、シリコン基板中に水素を導入した後、ブロッキング膜の形成前にシリコン基板が４００℃以上６００℃以下に加熱され、さらにその後の電極の形成時において６００℃以上８００℃以下に加熱されるため、ブロッキング膜を形成したとしてもシリコン基板中の水素がシリコン基板から離脱する水素離脱反応も起こり、太陽電池の変換効率を向上させる水素終端としては不十分になるという問題があった。
【００１０】
上記のような事情から、現在、シリコン基板中のシリコンの未結合手を水素プラズマによって水素で終端する水素終端技術を用いた太陽電池の製造方法は、太陽電池の量産には用いられていない。
【００１１】
本発明の目的は、水素終端技術を用いて高い変換効率を有する太陽電池を量産することができる太陽電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１の極性を有するシリコン基板の一方の面上に第１の電極を形成する工程と、第１の電極の形成後にシリコン基板の他方の面に水素プラズマを照射する工程と、水素プラズマの照射後にシリコン基板の他方の面上に第２の電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法である。
【００１３】
ここで、本発明の太陽電池の製造方法においては、第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度が、第１の電極の形成時におけるシリコン基板の温度よりも低いことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度が５００℃以下であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、第２の電極が、スクリーン印刷法または真空蒸着法を用いて形成されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、シリコン基板の温度が２００℃以上第１の電極の形成時の温度以下の状態で水素プラズマの照射が行なわれることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、シリコン基板の少なくとも一方の面に第２の極性の不純物拡散層を形成することができる。
【００１８】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、シリコン基板の一方の面に第２の極性の不純物拡散層が形成され、シリコン基板の他方の面にシリコン基板よりも不純物濃度の高い第１の極性の不純物拡散層を形成することができる。
【００１９】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、シリコン基板の少なくとも一方の面上に反射防止膜が形成され、反射防止膜上に電極ペーストがスクリーン印刷された後に焼成されて、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方が反射防止膜を突き抜けてシリコン基板の面上に形成され得る。
【００２０】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、シリコン基板の少なくとも一方の面上の一部にパッシベーション膜が形成され、パッシベーション膜が形成されていない部分から露出しているシリコン基板の露出面上に第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を形成することができる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、シリコン基板の露出面に、シリコン基板よりも不純物濃度の高い第１の極性の不純物拡散層を形成することができる。
【００２２】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、第１の極性がｐ型である場合には第２の極性をｎ型とし、第１の極性がｎ型である場合には第２の極性をｐ型とすることができる。
【００２３】
また、本発明の太陽電池の製造方法においては、第１の電極がｐ側電極である場合には第２の電極をｎ側電極とし、第１の電極がｎ側電極である場合には第２の電極をｐ側電極とすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、水素終端技術を用いて高い変換効率を有する太陽電池を量産することができる太陽電池の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２６】
（シリコン基板）
本発明に用いられるシリコン基板は第１の極性を有している。ここで、第１の極性とはｐ型またはｎ型のいずれか一方である。また、シリコン基板に第１の極性を与えるためにドーピングされた不純物のシリコン基板中の濃度は１×１０13／ｃｍ3以上１×１０18／ｃｍ3以下であることが好ましい。シリコン基板中の不純物濃度が１×１０13／ｃｍ3未満である場合にはシリコン基板のシート抵抗が高くなって拡散電流が流れる上で抵抗が大きくなるため曲線因子が低下する傾向にある。また、シリコン基板中の不純物濃度が１×１０18／ｃｍ3よりも大きい場合にはシリコン基板のシート抵抗は小さくなるがシリコン基板中の欠陥（再結合中心）濃度が増加して電流値が低下する傾向にある。したがって、シリコン基板中にドーピングされた不純物の濃度が１×１０13／ｃｍ3以上１×１０18／ｃｍ3以下である場合には、太陽電池の変換効率をより向上させることができる傾向にある。また、シリコン基板は単結晶のシリコンからなっていてもよく、多結晶のシリコンからなっていてもよい。なかでも、シリコン基板中の結晶粒界および結晶欠陥においてシリコンの未結合手の多い多結晶のシリコンからなるシリコン基板が用いられることが好ましい。ただし、シリコン基板が単結晶のシリコンからなる場合においても、たとえばチョクラルスキー法により作製された単結晶シリコンには結晶欠陥によるシリコンの未結合手が存在することがあるため、本発明は単結晶のシリコンからなるシリコン基板にも効果がある。
【００２７】
（電極）
シリコン基板の受光面上または裏面上のいずれか一方の面上に第１の電極が形成され、第１の電極が形成されていない側の面上に第２の電極が形成される。これらの電極を構成する材料は特に限定されず、たとえば太陽電池分野で従来から用いられているアルミニウム、銀、チタン、パラジウムまたは金などの材料が用いられるが、これらの電極が接触しているシリコン基板の面とオーミックコンタクトをとることができる材料が用いられることが好ましい。また、これらの電極の形成方法も特に限定されず、たとえばスクリーン印刷法または真空蒸着法などを用いることができるが、量産性の向上および製造コストの低下の観点からはスクリーン印刷法を用いて形成される方が好ましい。スクリーン印刷法を用いた電極の形成は、たとえば電極を構成する材料を含むペースト状の電極ペーストをスクリーン印刷法によって印刷した後にこれを焼成することによって行なわれる。なかでも、後述する反射防止膜が形成されているシリコン基板の受光面上に電極を形成する場合には、電極ペーストをスクリーン印刷法によって反射防止膜上に印刷した後にこれを焼成することによって電極ペーストが反射防止膜を突き抜けて（ファイヤースルー）、シリコン基板の受光面上に電極が形成される。また、真空蒸着法を用いた電極の形成は、たとえば電極を構成する材料を高真空中で加熱蒸発させて、シリコン基板の受光面上および／または裏面上にこれを蒸着させることによって行なわれる。
【００２８】
ここで、本発明においては、水素プラズマの照射後に形成される第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度は、水素プラズマの照射前に形成される第１の電極の形成時におけるシリコン基板の温度よりも低いことが好ましい。具体的には、水素プラズマの照射後に形成される第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度は、５００℃以下であることが好ましく、４００℃以下であることがより好ましい。この場合には、水素の離脱を有効に防止することができる傾向にある。
【００２９】
図１に、水素プラズマの照射後のシリコン基板の加熱温度とキャリアの拡散長との関係を示す。図１において、横軸は水素プラズマの照射後のシリコン基板の加熱温度（℃）を示し、縦軸はシリコン基板を横軸の温度に加熱した後のキャリア拡散長（μｍ）を示している。図１に示すように、キャリア拡散長はシリコン基板の加熱温度が５００℃よりも高くなると、シリコン基板を加熱しなかった場合（図１の「Ｎｏ  Ｈｅａｔ」の場合）よりも短くなる。一方、シリコン基板の加熱温度が４００℃である場合にはキャリア拡散長が長くなっている。したがって、図１に示す結果から、第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度が低いほどキャリア拡散長が長い、すなわち水素が離脱せずに終端されていることがわかるため、第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度はシリコン基板を加熱しなかった場合よりもキャリア拡散長が長い５００℃以下であることが好ましく、４００℃以下であることがより好ましいことが導かれる。なお、第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度の下限は、第２の電極を形成することが可能な最低の温度である。第２の電極の形成時におけるシリコン基板の温度の下限はたとえば２００℃〜３００℃である。ここで、測定に用いられたシリコン基板は、アルカリエッチングなどによりスライスダメージ層が除去されたシリコン基板に水素プラズマを照射し、その後４００℃〜８００℃の温度でそれぞれ５分間熱処理して作製されたシリコン基板が用いられた。また、キャリア拡散長は、フッ酸により表面のシリコン酸化膜が取り除かれた上記のそれぞれのシリコン基板に対して８００〜１０００ｎｍの単色光を用いた分光感度測定により、各波長での電流値を測定して拡散長を算出するＳＰＶ（Surface Photo Voltage）法によって測定された。
【００３０】
なお、本発明において、第１の電極および第２の電極はそれぞれｐ側電極またはｎ側電極のいずれか一方であり、第１の電極がｐ側電極である場合には第２の電極はｎ側電極であり、第１の電極がｎ側電極である場合には第２の電極はｐ側電極である。ここで、ｐ側電極はシリコン基板のｐ型側の面上に形成される電極のことであり、ｎ側電極はシリコン基板のｎ型側の面上に形成される電極のことである。
【００３１】
（水素プラズマの照射）
シリコン基板の受光面または裏面のいずれか一方の面上に第１の電極が形成された後に、シリコン基板の他方の面に水素プラズマが照射される。ここで、水素プラズマを照射する方法としては、たとえば触媒ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法を用いた方法などがある。触媒ＣＶＤ法は、たとえば高温に加熱されたタングステンフィラメントに水素分子を接触させて生成した水素プラズマをシリコン基板に照射する方法である。また、プラズマＣＶＤ法は、プラズマ中の高エネルギ電子を水素分子に衝突させて生成した水素プラズマをシリコン基板に照射する方法である。なお、水素プラズマを照射する方法としては、上記の触媒ＣＶＤ法およびプラズマＣＶＤ法に限られず、常圧熱ＣＶＤ法、減圧熱ＣＶＤ法または光ＣＶＤ法などが用いられてもよい。
【００３２】
また、水素プラズマの照射は、シリコン基板の温度が２００℃以上第１の電極の形成時の温度以下の状態で行なわれることが好ましい。シリコン基板の温度が２００℃未満の状態で水素プラズマの照射が行なわれた場合には水素プラズマがシリコン基板の内部に十分に拡散されない傾向にある。また、シリコン基板の温度が第１の電極の形成時の温度よりも高い状態で水素プラズマの照射が行なわれた場合にはＳｉ−Ｈ結合は弱い結合であるためＳｉ−Ｈ結合がその結合状態を保つことができずに水素が離脱してシリコンの未結合手が増加する傾向にあり、また、シリコン基板に形成された第１の電極の状態が変化してしまう傾向にある。
【００３３】
（不純物拡散層）
第１の極性を有するシリコン基板の受光面および／または裏面には、第１の極性および／または第２の極性を有する不純物が拡散することによって不純物拡散層が形成される。
【００３４】
ここで、不純物拡散層の形成方法は特に限定されないが、たとえば塗布拡散法または気相拡散法などがある。塗布拡散法は、たとえば第１の極性または第２の極性の不純物を含むドーパント液をシリコン基板の面上に塗布し、これをスピンコータによって均一にシリコン基板の面上に塗布した後に高温の拡散炉で不純物をシリコン基板の面にドーピングすることによって不純物拡散層を形成する方法である。また、気相拡散法は、たとえば第１の極性または第２の極性の不純物を含む液をガス状にしてシリコン基板の面に送り込むことによって不純物をシリコン基板の面にドーピングして不純物拡散層を形成する方法である。また、不純物拡散層の形成に用いられるｐ型不純物としてはたとえばホウ素、アルミニウムまたはガリウムなどがあり、ｎ型不純物としてはたとえばリンまたはヒ素などがある。
【００３５】
また、不純物拡散層の形成の時期としては、不純物拡散層の形成は電極の形成前に行なわれてもよく、電極の形成と同時に行なわれてもよい。
【００３６】
また、第１の極性を有するシリコン基板の面に第２の極性の不純物拡散層が形成された場合にはシリコン基板中にｐｎ接合が形成される。このときの第２の極性の不純物拡散層はシリコン基板の面からシリコン基板の内部方向に１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚さを有していることが好ましい。この場合には、太陽光の入射によって電流が十分に発生し、またキャリアの再結合による電流の損失も抑制することができることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる傾向にある。
【００３７】
また、第１の極性を有するシリコン基板の裏面にこのシリコン基板の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第１の極性の不純物拡散層が形成された場合にはシリコン基板中に裏面電界層が形成される。このときの第１の極性の不純物拡散層はシリコン基板の面からシリコン基板の内部方向に１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の厚さを有していることが好ましい。この場合には、裏面電界層による裏面電界効果が十分となり、またキャリアの再結合による電流の損失も抑制することができることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる傾向にある。
【００３８】
なお、本発明において、第１の極性および第２の極性はそれぞれｐ型またはｎ型のいずれか一方であり、第１の極性がｐ型である場合には第２の極性はｎ型であり、第１の極性がｎ型である場合には第２の極性はｐ型である。
【００３９】
（反射防止膜）
シリコン基板の受光面には反射防止膜が形成されてもよい。ここで、反射防止膜としては、たとえば窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化シリコン膜または酸化チタン膜などが用いられる。反射防止膜として窒化シリコン膜または酸化シリコン膜を用いた場合には、この反射防止膜はシリコン基板の受光面におけるパッシベーション効果を有する。さらに、多結晶シリコン基板を用いた太陽電池の場合には、変換効率を向上させる観点からは、反射防止膜として水素を含む窒化シリコン膜が用いられることが好ましい。また、反射防止膜を形成する方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、常圧熱ＣＶＤ法、減圧熱ＣＶＤ法または光ＣＶＤ法などのＣＶＤ（化学気相堆積；Chemical Vapor Deposition）法や、真空蒸着法またはスパッタリング法などのＰＶＤ（物理気相堆積；Physical Vapor Deposition）法が用いられるが、反射防止膜として窒化シリコン膜を用いる場合に、反射防止膜の膜厚を制御しやすい観点からプラズマＣＶＤ法が用いられることが好ましい。
【００４０】
（パッシベーション膜）
シリコン基板の少なくとも一方の面上にパッシベーション膜が形成されてもよい。ここで、パッシベーション膜としては、たとえば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜などのパッシベーション効果を有する膜が用いられる。これにより、シリコン基板の受光面（太陽光が入射する側の面）および／または裏面（太陽光が入射しない側の面）におけるキャリアの再結合を抑止するパッシベーション効果を得ることができる。パッシベーション膜の膜厚は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合にはパッシベーション膜がパッシベーション効果を十分に発揮することができ、またパッシベーション膜中における太陽光の吸収が電流のロスに寄与しない程度の厚さであることから太陽電池の変換効率をより向上させることができる傾向にある。また、パッシベーション膜を形成する方法は特に限定されないが、たとえばプラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、常圧熱ＣＶＤ法、減圧熱ＣＶＤ法または光ＣＶＤ法などのＣＶＤ法が用いられる。
【００４１】
（実施の形態１）
図２（Ａ）〜（Ｆ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図２（Ａ）に示すように、８０℃以上１００℃以下の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液、または室温程度のフッ酸と硝酸の混合液などの酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｐ型の多結晶シリコン基板１を用意する。ここで、シリコン基板１としては、たとえば幅１２５ｍｍ×長さ１２５ｍｍの大きさのものや、幅１５５ｍｍ×長さ１５５ｍｍの大きさのものが用いられる。
【００４２】
次に、このシリコン基板１の受光面にｎ型不純物であるリンを拡散させることによって、図２（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の受光面にｎ型不純物拡散層４を形成する。ここで、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。上述したように、シート抵抗が３００Ω／□よりも大きい場合には拡散電流が流れる上で抵抗が大きくなるため曲線因子が低下し、シート抵抗が１０Ω／□未満である場合には欠陥（再結合中心）濃度が増加して電流値が低下する傾向にある。したがって、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。
【００４３】
ｎ型不純物拡散層４の形成方法としては、塗布拡散法または気相拡散法などが用いられる。塗布拡散法においては、たとえば五酸化リンとイソプロピルアルコールとからなるドーパント液をシリコン基板１の受光面に滴下し、スピンコータを用いてシリコン基板１の受光面に均一に塗布する。そして、シリコン基板１を８００℃以上９５０℃以下の拡散炉に投入し、シリコン基板１の受光面にリンを拡散させる。ここで、ドーパント液の滴下量はシリコン基板１の受光面１００ｃｍ2当たり０．３ｃｍ3以上５ｃｍ3以下であることが好ましい。また、スピンコータの回転数は毎分２００回転以上７０００回転以下で１秒以上１０秒以下回転させることが好ましい。また、気相拡散法においては、たとえば液体であるオキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）または水素化リン（ＰＨ3）を含んだ窒素ガスを７５０℃以上９５０℃以下の高温炉に導入することによってシリコン基板１の受光面にリンを拡散させる。ここで、高温炉内に窒素ガスまたは酸素ガスなどを導入してドーパントであるリンの高温炉内の分圧を制御しながらリンの拡散が行なわれることが好ましい。
【００４４】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型不純物拡散層４上に反射防止膜として１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。ここで、プラズマＣＶＤ法に用いられる原料ガスとしては、たとえばシリコンが含まれるシラン（ＳｉＨ4）やフッ化シラン（ＳｉＦ4）、窒素が含まれるアンモニア（ＮＨ3）や窒素（Ｎ2）が挙げられる。そして、温度が２００℃以上５００℃以下で圧力が１０Ｐａ以上２００Ｐａ以下である反応容器内にシランを１０ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下の流量で、アンモニアを１０ｓｃｃｍ以上１０００ｓｃｃｍ以下の流量で、窒素を５０ｓｃｃｍ以上１０００ｓｃｃｍ以下の流量で流し、高周波またはマイクロ波を印加してプラズマを生成させる。ここで、プラズマの生成においてはたとえば周波数が１３．５６ＭＨｚまたは１００ＭＨｚの高周波や、周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波などが用いられる。
【００４５】
そして、図２（Ｄ）に示すように、シリコン基板１の受光面上にｎ側電極９を形成する。ここで、ｎ側電極９を形成する方法としては、たとえばスクリーン印刷法または真空蒸着法を用いた方法がある。スクリーン印刷法を用いた方法においては、たとえばｎ側電極ペーストを窒化シリコン膜７上にスクリーン印刷した後に６００℃以上８００℃以下の温度でシリコン基板１の焼成が行なわれる。これにより、ｎ側電極ペーストが反射防止膜７を突き抜けてシリコン基板１の受光面上にｎ型不純物拡散層４と接触するｎ側電極９が形成される。ここで、ｎ側電極ペーストとしては、たとえば銀またはチタンなどのｎ型不純物拡散層４とオーミックコンタクトをとることができる金属を含むペーストが挙げられる。また、真空蒸着法を用いた方法においては、たとえば窒化シリコン膜７の表面上にフォトレジストをスピンコータを用いて塗布し、これを７０℃以上１００℃以下で２０分以上８０分以下の時間ベーキングをして、ガラスマスクなどを用いて露光してフォトレジストの一部を除去することによってフォトレジストのパターンニングが行なわれる。そして、１％〜５０％程度のフッ酸水溶液によりフォトレジストが除去された部分のみ窒化シリコン膜７を除去し、真空蒸着法によってｎ側電極９をシリコン基板１の受光面上に形成する。その後、フォトレジストは、アセトンを用いた超音波洗浄または百数十度の高温に加熱された濃硫酸に過酸化水素水を添加した液に浸漬させることなどによって除去される。ここで、フォトレジストはポジ型であってもよく、ネガ型であってもよい。また、フォトレジストを用いずにメタルマスクを用いて窒化シリコン膜７を堆積させながらパターンニングしてもよい。
【００４６】
続いて、図２（Ｅ）に示すように、シリコン基板１の裏面側から水素プラズマ１３を照射する。水素プラズマ１３の照射は、たとえばプラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、常圧熱ＣＶＤ法、減圧熱ＣＶＤ法または光ＣＶＤ法などが用いられるが、なかでもプラズマ密度の強弱を制御しやすい観点からは触媒ＣＶＤ法が最も適しており、次いで、窒化シリコン膜で用いられたプラズマＣＶＤ法が適している。触媒ＣＶＤ法においては、たとえば圧力が０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下である反応容器内で１６００℃以上１８００℃以下に加熱されたタングステンワイヤに１０ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下の流量の水素を接触させて水素プラズマ１３を生成し、水素プラズマ１３が２００℃以上ｎ側電極９の形成時の温度以下に加熱されたシリコン基板１に１０分以上６０分以下の時間照射される。
【００４７】
最後に、図２（Ｆ）に示すように、シリコン基板１の裏面上にｐ側電極１０を形成することによって太陽電池が完成する。ここで、ｐ側電極１０は、たとえばスクリーン印刷法または真空蒸着法を用いて形成されることが好ましく、なかでもスクリーン印刷法を用いて形成されることがより好ましい。スクリーン印刷法および真空蒸着法のいずれを用いても良好な太陽電池の特性を得ることができるが、スクリーン印刷法を用いた場合には量産性の向上および製造コストの低下を図ることができる傾向にあるためである。スクリーン印刷法を用いた方法においては、たとえばシリコン基板１の裏面上のほぼ全面にｐ側電極ペーストを印刷した後に、シリコン基板１の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下となるように焼成を行なうことによってｐ側電極９を形成する。ここで、ｐ側電極ペーストとしては、たとえばアルミニウムを含むペーストまたはアルミニウムと銀、チタンなどの金属との混合物のペーストなどのシリコン基板１とオーミックコンタクトをとることができるペーストなどが用いられる。また、このときのｐ側電極ペーストの塗布厚みは、１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。この場合には太陽電池の量産性を低下させることなく、低い製造コストで太陽電池を製造することができる傾向にある。
【００４８】
また、真空蒸着法を用いた方法においては、シリコン基板１の裏面上にｐ側電極９を構成する金属を真空蒸着した後に焼成することによってｐ側電極９とシリコン基板１とを十分に接触させることが好ましい。ここで、真空蒸着法を用いた方法においては、ｐ側電極９を構成する金属として、たとえばアルミニウム、チタン、パラジウムまたは銀などが用いられるが、なかでもシリコン基板１とのオーミックコンタクトを考慮すると、アルミニウムであることが最も好ましい。また、太陽電池の短絡電流、開放電圧および曲線因子などの特性の観点からはシリコン基板１の側からアルミニウム、チタン、パラジウムおよび銀の順序で金属層を真空蒸着により積層することが好ましい。さらに、真空蒸着法を用いた方法においてもｐ側電極９の形成時のシリコン基板１の温度は５００℃以下であることが好ましく、４００℃以下であることがより好ましい。
【００４９】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板の温度が６００℃以上８００℃以下に加熱されてｎ側電極が形成された後に、水素プラズマがシリコン基板に照射される。そして、ｐ側電極の形成時においてはシリコン基板が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下にしか加熱されないので、シリコン基板中の水素がシリコン基板から離脱しにくい。これにより、シリコン基板中で終端している水素の離脱を抑えることができ、太陽光の入射により生成したキャリアのライフタイムおよび拡散長を長くすることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１と異なり、ｎ型のシリコン基板を用いていることに特徴がある。図３（Ａ）〜（Ｆ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図３（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｎ型の多結晶シリコン基板２を用意する。次に、このシリコン基板２の受光面にｐ型不純物であるホウ素などを拡散させることによって、図３（Ｂ）に示すようにシリコン基板２の受光面にｐ型不純物拡散層３を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００５１】
ｐ型不純物拡散層３の形成方法としては、塗布拡散法または気相拡散法などが用いられる。塗布拡散法においては、たとえば酸化ホウ素とイソプロピルアルコールとからなるドーパント液をシリコン基板２の受光面に滴下し、スピンコータを用いてシリコン基板２の受光面に均一に塗布する。そして、シリコン基板２を８００℃以上９５０℃以下の温度の拡散炉に投入し、シリコン基板２の受光面にホウ素を拡散させる。ここで、ドーパント液の滴下量はシリコン基板２の受光面１００ｃｍ2当たり０．３ｃｍ3以上５ｃｍ3以下であることが好ましい。また、スピンコータの回転数は毎分２００回転以上７０００回転以下で１秒以上１０秒以下回転させることが好ましい。また、気相拡散法においては、たとえば液体である三臭化ホウ素（ＢＢｒ3）または気体であるジボラン（Ｂ2Ｈ6）を含んだ窒素ガスを７５０℃以上１０００℃以下の高温炉に導入することによってシリコン基板２の受光面にホウ素を拡散させる。ここで、高温炉内に窒素ガスまたは酸素ガスなどを導入してドーパントであるホウ素の高温炉内の分圧を制御しながらホウ素の拡散が行なわれることが好ましい。
【００５２】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型不純物拡散層３上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、図３（Ｄ）に示すように、シリコン基板２の受光面上にｐ側電極１０を形成する。ここで、ｐ側電極１０の形成は、たとえばアルミニウムを含むペーストまたはアルミニウムと銀などの金属とを含むペーストのようなｐ型不純物拡散層３とオーミックコンタクトをとることができる材料を含むｐ側電極ペーストを窒化シリコン膜７上にスクリーン印刷した後にシリコン基板２を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって行なわれる。
【００５３】
続いて、図３（Ｅ）に示すように、シリコン基板２の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図３（Ｆ）に示すように、シリコン基板２の裏面上にｎ側電極９を形成することによって太陽電池が完成する。ここで、ｎ側電極９は、たとえば銀またはチタンを含むペーストなどからなるｎ側電極ペーストをシリコン基板２の裏面のほぼ全面にスクリーン印刷した後にシリコン基板２の温度を好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下とした状態で形成される。また、このときのｎ側電極ペーストの塗布厚みは、１μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。この場合には太陽電池の量産性を低下させることなく、低い製造コストで太陽電池を製造することができる傾向にある。
【００５４】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板が６００℃以上８００℃以下に加熱されてｐ側電極が形成された後に、水素プラズマがシリコン基板に照射される。そして、ｎ側電極の形成時にシリコン基板が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下にしか加熱されないので、シリコン基板中の水素がシリコン基板から離脱しにくい。これにより、シリコン基板中で終端している水素の離脱を従来と比べて減少させることができ、太陽光の入射により生成したキャリアのライフタイムおよび拡散長を長くすることができるため、太陽電池の変換効率を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１と異なり、シリコン基板の裏面に裏面電界層を形成していることに特徴がある。図４（Ａ）〜（Ｇ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図４（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｐ型の多結晶シリコン基板１を用意する。
【００５６】
次に、このシリコン基板１の裏面にｐ型不純物であるホウ素などを拡散させることによって、図４（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の裏面にｐ型不純物拡散層３を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は５Ω／□以上１００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００５７】
そして、図４（Ｃ）に示すように、リンなどのｎ型不純物をシリコン基板１の受光面に拡散させることによって、シリコン基板１の受光面にｎ型不純物拡散層４を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は、１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。これも、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００５８】
次いで、図４（Ｄ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型不純物拡散層４上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、窒化シリコン膜７上にｎ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板１を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図４（Ｅ）に示すようにｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９を形成する。続いて、図４（Ｆ）に示すように、シリコン基板１の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図４（Ｇ）に示すように、シリコン基板１の裏面のｐ型不純物拡散層３上にｐ側電極１０がシリコン基板１の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されて太陽電池が完成する。
【００５９】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板中の水素の離脱の抑止に加えて、シリコン基板の裏面に裏面電界層が形成されシリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合をより有効に抑制できることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる。
【００６０】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、実施の形態２と異なり、シリコン基板の裏面に裏面電界層を形成していることに特徴がある。図５（Ａ）〜（Ｇ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図５（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｎ型の多結晶シリコン基板２を用意する。次に、このシリコン基板２の受光面にｐ型不純物であるホウ素などを拡散させることによって、図５（Ｂ）に示すようにシリコン基板２の受光面にｐ型不純物拡散層３を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００６１】
そして、図５（Ｃ）に示すように、リンなどのｎ型不純物をシリコン基板２の裏面に拡散させることによって、シリコン基板２の裏面にｎ型不純物拡散層４を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は、５Ω／□以上１００Ω／□以下であることが好ましい。これも、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００６２】
次いで、図５（Ｄ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型不純物拡散層３上に３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、窒化シリコン膜７上にｐ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板２を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図５（Ｅ）に示すようにｐ側電極１０がシリコン基板２の受光面上に形成される。続いて、図５（Ｆ）に示すように、シリコン基板２の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図５（Ｇ）に示すように、シリコン基板２の裏面のｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９がシリコン基板２の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００６３】
このように、本実施の形態においても、シリコン基板中の水素の離脱の抑止に加えて、シリコン基板の裏面に裏面電界層が形成されているため、シリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合をより有効に抑制できることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる。
【００６４】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、実施の形態３と異なり、シリコン基板の受光面のｎ型不純物拡散層と裏面のｐ型不純物拡散層とを同時に形成することに特徴がある。図６（Ａ）〜（Ｆ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図６（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｐ型の多結晶シリコン基板１を用意する。
【００６５】
次に、このシリコン基板１の裏面にｐ型不純物であるホウ素を含むドーパント液を塗布した後に、シリコン基板１の受光面にｎ型不純物であるリンを含むドーパント液を塗布する。そして、受光面および裏面にそれぞれドーパント液が塗布されたシリコン基板１を８００℃以上１０００℃以下の拡散炉に投入することによって、図６（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の受光面にｎ型不純物拡散層４が形成されると同時に、シリコン基板１の裏面にｐ型不純物拡散層３が形成される。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は、１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましく、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は５Ω／□以上１００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００６６】
次いで、図６（Ｃ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型不純物拡散層４上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、窒化シリコン膜７上にｎ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板１を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図６（Ｄ）に示すようにｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９を形成する。続いて、図６（Ｅ）に示すように、シリコン基板１の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図６（Ｆ）に示すように、シリコン基板１の裏面のｐ型不純物拡散層３上にｐ側電極１０がシリコン基板１の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００６７】
このように、本実施の形態においても、シリコン基板中の水素の離脱の抑止に加えて、シリコン基板の裏面に裏面電界層が形成されているため、シリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合をより有効に抑制できることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる。
【００６８】
（実施の形態６）
本実施の形態においては、実施の形態４と異なり、シリコン基板の受光面のｐ型不純物拡散層と裏面のｎ型不純物拡散層とを同時に形成することに特徴がある。図７（Ａ）〜（Ｆ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図７（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｎ型の多結晶シリコン基板２を用意する。
【００６９】
次に、このシリコン基板２の受光面にｐ型不純物であるホウ素を含むドーパント液を塗布した後に、シリコン基板２の裏面にｎ型不純物であるリンを含むドーパント液を塗布する。そして、受光面および裏面にそれぞれドーパント液が塗布されたシリコン基板２を８００℃以上１０００℃以下の拡散炉に投入することによって、図７（Ｂ）に示すようにシリコン基板２の受光面にｐ型不純物拡散層３が形成されると同時に、シリコン基板１の裏面にｎ型不純物拡散層４が形成される。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は、１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましく、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は５Ω／□以上１００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００７０】
次いで、図７（Ｃ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型不純物拡散層３上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、窒化シリコン膜７上にｐ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板２を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図７（Ｄ）に示すようにｐ型不純物拡散層３上にｐ側電極１０を形成する。続いて、図７（Ｅ）に示すように、シリコン基板２の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図７（Ｆ）に示すように、シリコン基板２の裏面のｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９がシリコン基板２の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００７１】
このように、本実施の形態においても、シリコン基板中の水素の離脱の抑止に加えて、シリコン基板の裏面に裏面電界層が形成されているため、シリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合をより有効に抑制できることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる。
【００７２】
（実施の形態７）
本実施の形態においては、実施の形態３と異なり、シリコン基板の裏面の一部にパッシベーション膜を形成することに特徴がある。図８（Ａ）〜（Ｈ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図８（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｐ型の多結晶シリコン基板１を用意する。
【００７３】
次に、このシリコン基板１の裏面にｐ型不純物であるホウ素などを拡散させることによって、図８（Ｂ）に示すようにシリコン基板１の裏面にｐ型不純物拡散層３を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は５Ω／□以上１００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００７４】
そして、図８（Ｃ）に示すように、リンなどのｎ型不純物をシリコン基板１の受光面に拡散させることによって、シリコン基板１の受光面にｎ型不純物拡散層４を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は、１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。これも、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００７５】
次いで、図８（Ｄ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型不純物拡散層４上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。
【００７６】
そして、図８（Ｅ）に示すように、シリコン基板の裏面の一部にパッシベーション膜８を形成する。ここで、パッシベーション膜８としては、酸化シリコン膜が形成される。パッシベーション膜８の形成方法は特に限定されないが、たとえば温度が３００℃以上６００℃以下で圧力が１０Ｐａ以上１０００００Ｐａ以下である反応容器内にシランを１０ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下の流量で、酸素を１０ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下の流量で流してメタルマスクが設置されたシリコン基板の裏面上で反応させる方法がある。なお、メタルマスクの代わりにパターンニングされたフォトレジストが用いられてもよいことは言うまでもない。
【００７７】
その後、窒化シリコン膜７上にｎ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板１を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図８（Ｆ）に示すようにｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９を形成する。続いて、図８（Ｇ）に示すように、シリコン基板１の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図８（Ｈ）に示すように、シリコン基板１の裏面のｐ型不純物拡散層３上にｐ側電極１０がシリコン基板１の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板中の水素の離脱の抑止および裏面電界層の形成に加えて、パッシベーション膜によりシリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合を抑制できることから、太陽電池の変換効率のさらなる向上を図ることができる。
【００７９】
（実施の形態８）
本実施の形態においては、実施の形態４と異なり、シリコン基板の裏面の一部にパッシベーション膜を形成することに特徴がある。図９（Ａ）〜（Ｈ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図９（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｎ型の多結晶シリコン基板２を用意する。
【００８０】
次に、このシリコン基板２の受光面にｐ型不純物であるホウ素などを拡散させることによって、図９（Ｂ）に示すようにシリコン基板２の受光面にｐ型不純物拡散層３を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｐ型不純物拡散層３のシート抵抗は１０Ω／□以上３００Ω／□以下であることが好ましい。これは、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００８１】
そして、図９（Ｃ）に示すように、リンなどのｎ型不純物をシリコン基板２の裏面に拡散させることによって、シリコン基板２の裏面にｎ型不純物拡散層４を形成する。ここで、太陽電池の変換効率を向上させる観点からは、ｎ型不純物拡散層４のシート抵抗は、５Ω／□以上１００Ω／□以下であることが好ましい。これも、上記と同様に、シート抵抗の増加による曲線因子の低下と、シート抵抗の低下による欠陥（再結合中心）濃度の増加とを考慮したものである。
【００８２】
次いで、図９（Ｄ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型不純物拡散層３上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、図９（Ｅ）に示すように、シリコン基板２の裏面の一部にパッシベーション膜８を形成する。
【００８３】
その後、窒化シリコン膜７上にｐ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板２を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図９（Ｆ）に示すようにｐ型不純物拡散層３上にｐ側電極１０を形成する。続いて、図９（Ｇ）に示すように、シリコン基板２の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図９（Ｈ）に示すように、シリコン基板２の裏面のｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９がシリコン基板２の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００８４】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板中の水素の離脱の抑止および裏面電界層の形成に加えて、パッシベーション膜によりシリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合を抑制できることから、太陽電池の変換効率のさらなる向上を図ることができる。
【００８５】
（実施の形態９）
本実施の形態においては、実施の形態７と異なり、シリコン基板の裏面の一部のみにｐ型不純物拡散層を形成することに特徴がある。図１０（Ａ）〜（Ｇ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図１０（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｐ型の多結晶シリコン基板１を用意する。
【００８６】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、シリコン基板１の受光面にｎ型不純物拡散層４を形成し、シリコン基板１の裏面の一部にパッシベーション膜８を形成する。そして、図１０（Ｃ）に示すように、シリコン基板１の裏面においてパッシベーション膜８が形成されていない部分からホウ素などのｐ型不純物を拡散させて、シリコン基板１の裏面の一部にｐ型不純物拡散層３を形成する。
【００８７】
次いで、図１０（Ｄ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型不純物拡散層４上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、窒化シリコン膜７上にｎ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板１を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図１０（Ｅ）に示すようにｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９を形成する。続いて、図１０（Ｆ）に示すように、シリコン基板１の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図１０（Ｇ）に示すように、シリコン基板１の裏面側にｐ側電極１０がシリコン基板１の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００８８】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板中の水素の離脱の防止およびシリコン基板の裏面に形成された局所的な裏面電界層の形成に加えて、パッシベーション膜によりシリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合を抑制できることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる。
【００８９】
（実施の形態１０）
本実施の形態においては、実施の形態８と異なり、シリコン基板の裏面の一部のみにｎ型不純物拡散層を形成することに特徴がある。図１１（Ａ）〜（Ｇ）の模式的断面図に、本実施の形態の太陽電池の製造工程を示す。まず、図１１（Ａ）に示すように、アルカリ水溶液または酸溶液を用いたエッチングによりスライスダメージ層が取り除かれたｎ型の多結晶シリコン基板２を用意する。
【００９０】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、シリコン基板２の受光面にｐ型不純物拡散層３を形成する。そして、図１１（Ｃ）に示すように、シリコン基板２の裏面の一部にパッシベーション膜８を形成した後に、シリコン基板２の裏面においてパッシベーション膜８が形成されていない部分からリンなどのｎ型不純物を拡散させて、シリコン基板２の裏面の一部にｎ型不純物拡散層４を形成する。
【００９１】
次いで、図１１（Ｄ）に示すように、たとえばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型不純物拡散層３上に反射防止膜として３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みの窒化シリコン膜７を形成する。そして、窒化シリコン膜７上にｐ側電極ペーストを塗布した後にシリコン基板２を６００℃以上８００℃以下で焼成することによって、図１１（Ｅ）に示すようにｐ型不純物拡散層３上にｐ側電極１０を形成する。続いて、図１１（Ｆ）に示すように、シリコン基板１の裏面側から水素プラズマ１３が照射される。最後に、図１１（Ｇ）に示すように、シリコン基板２の裏面のｎ型不純物拡散層４上にｎ側電極９がシリコン基板２の温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下の状態で形成されることによって太陽電池が完成する。
【００９２】
このように、本実施の形態においては、シリコン基板中の水素の離脱の防止およびシリコン基板の裏面に形成された局所的な裏面電界層の形成に加えて、パッシベーション膜によりシリコン基板の裏面におけるキャリアの再結合を抑制できることから、太陽電池の変換効率をより向上させることができる。
【００９３】
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】
【００９４】
本発明によれば水素終端技術を用いて高い変換効率を有する太陽電池を量産することができるので、本発明は太陽電池分野、特に多結晶シリコン基板を用いた太陽電池に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】水素プラズマの照射後のシリコン基板の加熱温度とキャリアの拡散長との関係を示した図である。
【図２】本発明における実施の形態１の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図３】本発明における実施の形態２の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図４】本発明における実施の形態３の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図５】本発明における実施の形態４の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図６】本発明における実施の形態５の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図７】本発明における実施の形態６の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図８】本発明における実施の形態７の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図９】本発明における実施の形態８の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図１０】本発明における実施の形態９の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図１１】本発明における実施の形態１０の太陽電池の製造工程を示した模式的な断面図である。
【図１２】従来の太陽電池の製造工程の一例を示した模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１，２  シリコン基板、３  ｐ型不純物拡散層、４  ｎ型不純物拡散層、７  窒化シリコン膜、８  パッシベーション膜、９  ｎ側電極、１０  ｐ側電極、１１  ｎ側電極ペースト、１２  ｐ側電極ペースト、１３  水素プラズマ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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