(57)【要約】【課題】  光電変換層の膜質を高め、さらにワットコストの小さい太陽電池を提供する。【解決手段】  第１の導電型の結晶シリコン基板１上に、真性微結晶シリコン層２と、第１の導電型と反対導電型の第２の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層３の順に形成された太陽電池において、結晶シリコン基板１の不純物濃度の総量が１ｐｐｍ〜２％の範囲であることを特徴とする。【選択図】  図１
2006165211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型の結晶シリコン基板上に、真性微結晶シリコン層と、前記第１の導電型と反対導電型の第２の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層の順に形成された太陽電池において、前記結晶シリコン基板の不純物濃度の総量が１ｐｐｍ〜２％の範囲であることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記第２の導電型の微結晶シリコン層上に、第１の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層、真性非晶質シリコン層、第２の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層の順に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記真性微結晶シリコン層の膜厚は５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記結晶シリコン基板は、キャスト法によって固められ板状にスライスされた多結晶シリコン基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質シリコンまたは微結晶シリコン等の非単結晶シリコン材料を用いた太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境を壊さないエネルギー獲得手段として太陽電池が使用される様になってきた。現在、太陽電池は、主に単結晶または多結晶のシリコンウェファを使って製造されている。しかし、単結晶シリコンウェファは、ＩＣ産業等で規格外となったシリコンウェファや、引き上げ残りのシリコンから再引き上げしたものを利用する事が多く、供給量に限界があった。
【０００３】
一方、多結晶シリコンウェファは、単結晶に比べ結晶化工程のスループットが高いが、多結晶シリコンウェファ自体を光電変換層として使うためには、高純度原料を必要とする。この工程は、非特許文献１のような原料の高純度化工程が必要である。つまり、金属シリコンを無水塩酸（ＨＣｌ）と反応させ、ＳｉＨ4（モノシラン）やＳｉＣｌ4（テトラクロロシラン）やＳｉＨＣｌ3（トリクロロシラン）やＳｉＨ2Ｃｌ2（ジクロロシラン）などの中間化合物を生成する。そのとき、金属シリコン中のＦｅ，Ａｌ，Ｂのような金属不純物は、ＦｅＣｌ3，ＡｌＣｌ3，ＢＣｌ3のような形で除去される。そして、ＳｉＨＣｌ3をＣＶＤ内で高純度水素と反応させることによって、高純度多結晶シリコンができる。
【０００４】
しかし、原料の高純度化工程は、やはり高価なプロセスである。このため、このような多結晶シリコンウェファを使った太陽電池は、価格もそれほど低廉にはできない。
【０００５】
そこで、低価格の多結晶シリコン太陽電池を作製する試みとして、特許文献１に開示されている、高純度の多結晶シリコンを精錬する前の金属級シリコンをそのままウェファとし、そのウェファ上にエピタキシャル層を形成するものがある。
【０００６】
また一方で、特許文献２に、ｎ型単結晶シリコン上に２５０Å以下の真性非晶質シリコンを形成し、そして、その上にｐ型非晶質シリコンを形成し、ある程度の光電変換効率が得られることが開示されている。
【０００７】
また特許文献３に、ガラス等の基板上にＡｇ等の金属電極を蒸着法やスパッタリング法によって堆積させ、その上に微結晶シリコン層の光電変換層をプラズマＣＶＤで堆積させて太陽電池を製造する方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−３６６１１号公報
【特許文献２】特開平４−１３０６７１号公報
【特許文献３】特開平１１−１４５４９９号公報
【非特許文献１】半導体シリコン結晶工学  志村  史夫著  丸善  ｐ１７−２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示の太陽電池は、エピタキシャル成長であるがために、十分な短絡電流を得るためには３０μｍ以上の膜厚を必要とし、ＣＶＤでは製造コストが高価になってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に開示の太陽電池は、真性非晶質シリコンを形成する下地基板に単結晶シリコンという高価な基板を使っている。このため、この高価な単結晶シリコン基板に引き摺られ、そのワットコスト（出力１Ｗの太陽電池を作るのに必要なコスト）は高いものになる。
【００１１】
また、特許文献３に開示の太陽電池は、ガラス等の基板上に金属電極を形成するプロセスが必要であり、プロセスの工程が増えるだけでなく、金属という異種層上の微結晶シリコン層の堆積となるため、微結晶シリコン層の配向性が悪く、その膜質は良くない場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は、光電変換層の膜質を高め、さらにワットコストの小さい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】
【００１３】
上記の目的を達成すべく本発明では、第１の導電型の結晶シリコン基板上に、真性微結晶シリコン層と、前記第１の導電型と反対導電型の第２の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層の順に形成された太陽電池において、前記結晶シリコン基板の不純物濃度の総量が１ｐｐｍ〜２％の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、前記第２の導電型の微結晶シリコン層上に、第１の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層、真性非晶質シリコン層、第２の導電型の非晶質或いは微結晶シリコン層の順に構成されて、ダブルセルまたはトリプルセルであってもよい。また、前記真性微結晶シリコン層の膜厚は５０ｎｍ以上であるのが望ましい。また、前記結晶シリコン基板は、キャスト法によって固められ板状にスライスされた多結晶シリコン基板であるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、真性微結晶シリコンを形成する下地基板に、不純物濃度の総量が１ｐｐｍ〜２％の範囲である安価な結晶シリコン基板を使い、この基板上に良好な膜質の微結晶シリコン層を作成するため、ワットコストの小さい太陽電池を得ることができる。なお、上記の結晶シリコン基板として単結晶基板を用いることもできるが、多結晶基板を用いた方が、よりワットコストの小さい太陽電池を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図を用いて、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、本発明はかかる実施形態により何ら限定されるものではない。
【００１７】
以下に第１の導電型をｎ型、真性をｉ型、第２の導電型をｐ層として、光入射面から見てｐｉｎ構造として説明する。図１は、本発明の太陽電池を模式的に示す断面図である。図１において、１は第１の導電型であるｎ型金属級シリコン基板、２は真性であるｉ型微結晶シリコン層、３は第２の導電型であるｐ型微結晶シリコン層、４はＩＴＯ層、５は表面電極、６は裏面電極である。また、７はｎ型非晶質シリコン層、８はｉ型非晶質シリコン層、９はｐ型非晶質シリコン層、１０はｎ型微結晶シリコン層、１１はｉ型微結晶シリコン層、１２はｐ型微結晶シリコン層である。
【００１８】
本発明の太陽電池では、先ず、ｎ型金属級シリコン基板１を作製する。このｎ型金属級シリコン基板１の作り方については、後述する。ｎ型金属級シリコン基板１を用意したら、図１のように、プラズマＣＶＤにてｉ型微結晶シリコン層２を堆積させる。そして、その上に、ｐ型微結晶シリコン層３、ｎ型微結晶シリコン層１０、ｉ型微結晶シリコン層１１、ｐ型微結晶シリコン層１２、ｎ型非晶質シリコン層７、ｉ型非晶質シリコン層８、ｐ型非晶質シリコン層９の順に、やはりプラズマＣＶＤで堆積させる。このとき、ｉ型微結晶シリコン層２とｉ型微結晶シリコン層１１とｉ型非晶質シリコン層８は、光電変換層として作用するので、５０ｎｍ以上の膜厚があるのが望ましい。
【００１９】
ｐ型非晶質シリコン層９の上には、ＩＴＯ層４を形成し、光の反射防止と表面抵抗を小さくする。そして、ＩＴＯ層４に表面電極を銀ペースト、銀蒸着、銅線などで取り付ける。ｎ型金属級シリコン基板１の裏面には、アルミペースト、銀ペーストの印刷・焼成や、銀蒸着で裏面電極６を取り付ける。そして、表面のラミネーションをして太陽電池となる。裏面電極６の取り付けを、アルミペーストなどの高温で焼成する場合、その工程を、微結晶シリコン層、非晶質シリコン層の堆積の前に行ってもよい。
【００２０】
次に、太陽電池の支持部材と裏面側の電極を兼ねるｎ型金属級シリコン基板１の作製方法について述べる。ｎ型金属級シリコン基板１は、金属級シリコン鋳塊を、板状にスライスすることによって得られる。
【００２１】
まず、この金属級シリコン鋳塊の製造方法を図２を用いて説明する。図２は、鋳造炉の模式的な断面図である。まず、石英製のルツボ１４の内部に離型剤（不図示）を敷き詰め、この離型剤を介して金属級シリコン細粒１３を入れる。そして、ヒータ１５によって、１５００℃程度の温度に熱し、金属級シリコン細粒１３を液体の溶融させた金属級シリコン１９にする。そして、ヒータ１５を下部から除々に冷やすよう制御し、ルツボ１４の内で液体の金属級シリコン１９が下部から固体になる。ヒータ１５を制御し、金属級シリコン１９が上部まで固体になり鋳塊になったら、ルツボ１４から鋳塊を取り出す。図３（ａ）は、このようにしてできた、金属級シリコン鋳塊１６の斜視図である。
【００２２】
この金属級シリコン鋳塊１６をワイアーソー１７によりスライスすることによって、図３（ｂ）に示すような、金属級シリコン基板１になる。この金属級シリコン基板１は、図２の金属級シリコン鋳塊の製造工程で、金属級シリコン細粒１３をルツボ１４に入れたとき、リンも入れているので、ｎ型となる。このｎ型金属級シリコン基板１に図１のように微結晶シリコンや非晶質シリコンをプラズマＣＶＤにより堆積させることで、本発明の太陽電池となる。
【００２３】
以上、光入射面からｐｉｎ構造の太陽電池について説明したが、本発明は、光入射面からｎｉｐ構造の太陽電池も含む。ｎｉｐ構造の太陽電池の場合、金属級シリコン基板には、ｐ型のものを使うのが望ましいため、金属級シリコン細粒１３と一緒に入れる不純物としてリンではなく、ボロンなどのｐ型を作る不純物を入れる。
【００２４】
本発明によれば、不純物濃度の総量が１ｐｐｍ〜２％の範囲である安価な結晶シリコン基板上に、プラズマＣＶＤで成膜ガスを活性化して微結晶シリコン層を堆積させることにより、良好な膜質の微結晶シリコン層が作成される。その理由として、このようにして成膜した微結晶シリコン層は、下地基板が、同種のシリコンであるために、下地基板の大きな結晶粒径に引き摺られ、結晶粒径の中では配向性の揃った成長をすることが考えられる。このため、本発明の太陽電池は優れたセル特性を示し、ワットコストの小さい太陽電池を得ることができる。
【実施例】
【００２５】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
図１、図２および図３を使って、実施例１を説明する。図２の断面図に示すように、金属級シリコン細粒１３を、離型剤を介して鋳造炉内の高純度石英製のルツボ１４内にリンと共に投入する。そして、ヒータ１５でルツボ１４を１５００℃程度の温度にし、金属級シリコンを溶融させる。
【００２７】
次に、ヒータ１５を下部から温度を低くする制御し、溶融させた金属級シリコン１９を下部から固めていく。そして、ルツボ１４を鋳造炉から取り出し、固まった金属級シリコン鋳塊１６をルツボ１４から取り出す。図３（ａ）が、金属級シリコン鋳塊１６の斜視図である。この金属級シリコン鋳塊１６は、各辺２００ｍｍの長さを持った立方体になる。金属級シリコン鋳塊１６の側面、底面、上面の表面側は、不純物が多いため、切り落として使用しないようにする。側面は２５ｍｍ、底面は２０ｍｍ、上面は３０ｍｍを切り落とす。上面を多めに切り落とすのは、鋳塊１６を下から固めているため、上面に不純物が多いからである。
【００２８】
側面、底面、上面の表面側を切り落とした鋳塊１６を、ワイアーソー１７により１５ｃｍ角の基板に切り出す。図３（ｂ）は、基板にしたｎ型金属級シリコン基板１の斜視図である。鋳塊１６を作るときにリンを入れているので、基板１はｎ型となる。
【００２９】
次に、ｎ型金属級シリコン基板１をプレーナーエッチングする。プレーナーエッチングの液は、体積比で硝酸：酢酸：弗酸＝７５：３４：８の混合液である。この液により、ｎ型金属級シリコン基板１の表面と裏面５０μｍ程度を、エッチングにより取り除き、ワイアーソーによるバリと、表面の金属不純物を取り除く。
【００３０】
次に、図１の断面図を使って、光電変換層となる微結晶シリコン層と非晶質シリコン層の堆積工程を説明する。まず、プレーナーエッチングしたｎ型金属級シリコン基板１の裏面にＡｌペーストを印刷し、その後、ＩＲ炉にて焼成し、３μｍ厚の裏面電極６とする。
【００３１】
次に、プラズマＣＶＤにより、ｎ型金属級シリコン基板１上に、ｉ型微結晶シリコン層２を堆積させるために、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを４００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が３００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、１０００ｎｍ厚のｉ型微結晶シリコン層２を形成する。
【００３２】
次に、ｉ型微結晶シリコン層２上にｐ型微結晶シリコン層３を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が２００℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを１０ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを８００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１３０Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ電源の出力値が２０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、５０ｎｍ厚のｐ型微結晶シリコン層３を形成する。
【００３３】
次にｐ型微結晶シリコン層３上にｎ型微結晶シリコン層１０を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを２０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを５０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを１００ｓｃｃｍ導入、成膜室の圧力が１００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、３０ｎｍ厚のｎ型微結晶シリコン層１０を形成する。
【００３４】
次に、ｎ型微結晶シリコン層１０上にｉ型微結晶シリコン層１１を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを４００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が３００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、８００ｎｍ厚のｉ型微結晶シリコン層１１を形成する。
【００３５】
次に、ｉ型微結晶シリコン層１１上にｐ型微結晶シリコン層１２を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が１５０℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを１０ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを８００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１５０Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ電源の出力値が２０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、５０ｎｍ厚のｐ型微結晶シリコン層１２を形成する。
【００３６】
次にｐ型微結晶シリコン層１２上にｎ型非晶質シリコン層７を堆積させるため、温度指示値が３００℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを２０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを３０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを１００ｓｃｃｍ導入、成膜室の圧力が１００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１００Ｗになるように設定し、成膜室内に放電を生起させる。これにより、５０ｎｍ厚のｎ型非晶質シリコン層７を形成する。
【００３７】
次に、ｎ型非晶質シリコン層７上にｉ型非晶質シリコン層８を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを５０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを２５０ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、３００ｎｍ厚のｉ型非晶質シリコン層８を形成する。
【００３８】
次に、ｉ型非晶質シリコン層８上にｐ型非晶質シリコン層９を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が１５０℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを８００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１５０Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ電源の出力値が２０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、３０ｎｍ厚のｐ型非晶質シリコン層９を形成する。
【００３９】
次に、ｐ型非晶質シリコン層９上に透明電極と反射防止層を兼ねてＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）を真空蒸着にて１００ｎｍ蒸着し、さらに表面電極５として、Ａｇを真空蒸着にて膜厚３μｍ堆積させ、１５０ｍｍ角の太陽電池を作製する。
【００４０】
実施例１によれば、ｐｉｎ構造が３層のトリプルセルになっている。このため、光の吸収が十分におこなわれ、光電変換効率の向上につながる。
【００４１】
（実施例２）
図４の断面図を使って、実施例２を説明する。実施例２は、ｐｉｎ構造が１層の単層セルの例である。
【００４２】
まず、実施例１と同様の方法で、ｎ型金属級シリコン基板１を用意する。次に、プラズマＣＶＤにより、ｎ型金属級シリコン基板１上に、ｉ型微結晶シリコン層２を堆積させるために、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを４００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が３００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、３μｍ厚のｉ型微結晶シリコン層２を形成する。
【００４３】
次に、ｉ型微結晶シリコン層２上にｐ型微結晶シリコン層３を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が２００℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを１０ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを８００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１３０Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ電源の出力値が２０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、５０ｎｍ厚のｐ型微結晶シリコン層３を形成する。
【００４４】
次に、ｐ型微結晶シリコン層３上に透明電極と反射防止層を兼ねてＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）を真空蒸着にて１００ｎｍ蒸着し、さらに表面電極５として、Ａｇをスパッタにて厚さ３μｍ堆積させる。その後、ｎ型金属級シリコン基板１の裏面に裏面電極６としてＡｇをスパッタをし、１５０ｍｍ角の太陽電池を作製する。
【００４５】
（実施例３）
図５の断面図を使って、実施例３を説明する。実施例３は、ｐｉｎ構造が２層のダブルセルの例である。
【００４６】
まず、実施例１と同様の方法で、ｎ型金属級シリコン基板１を用意する。次に、プラズマＣＶＤにより、ｎ型金属級シリコン基板１上に、ｉ型微結晶シリコン層２を堆積させるために、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを４００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを２０００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が３００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、２μｍ厚のｉ型微結晶シリコン層２を形成する。
【００４７】
次に、ｉ型微結晶シリコン層２上にｐ型微結晶シリコン層３を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が２００℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを１０ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを８００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１３０Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ電源の出力値が２０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、５０ｎｍ厚のｐ型微結晶シリコン層３を形成する。
【００４８】
次にｐ型微結晶シリコン層３上にｎ型非晶質シリコン層７を堆積させるため、温度指示値が３００℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを２０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを３０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを１００ｓｃｃｍ導入、成膜室の圧力が１００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１００Ｗになるように設定し、成膜室内に放電を生起させる。これにより、５０ｎｍ厚のｎ型非晶質シリコン層７を形成する。
【００４９】
次に、ｎ型非晶質シリコン層７上にｉ型非晶質シリコン層８を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が３００℃になるよう、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを５０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを２５０ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１００Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電源の出力値が１０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、３００ｎｍ厚のｉ型非晶質シリコン層８を形成する。
【００５０】
次に、ｉ型非晶質シリコン層８上にｐ型非晶質シリコン層９を堆積させるため、基板サセプターの温度指示値が１５０℃になるよう、温度制御装置を設定し、サセプター内ヒータによりｎ型金属級シリコン基板１を加熱する。成膜室内にＳｉＨ4ガスを１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3／Ｈ2（希釈度：２％）ガスを１００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスを８００ｓｃｃｍ導入し、成膜室の圧力が１５０Ｐａになるようにコンダクタンス調整バルブの開度を調節して、真空ポンプで排気する。ＲＦ電源の出力値が２０００Ｗになるように設定し成膜室内に放電を生起させる。これにより、３０ｎｍ厚のｐ型非晶質シリコン層９を形成する。
【００５１】
次に、ｐ型非晶質シリコン層９上に透明電極と反射防止層を兼ねてＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）を真空蒸着にて１００ｎｍ蒸着し、さらに表面電極５として、Ａｇを真空蒸着にて膜厚３μｍ堆積させ、１５０ｍｍ角の太陽電池を作製する。
【００５２】
（実施例４）
図６の断面図を使って、実施例４を説明する。実施例４は、ｐｉｎ構造が３層のトリプルセルの例であるが、ｎ型金属級シリコン基板１を予めテクスチャー（凹凸）構造にしておく。
【００５３】
まず、実施例１と同様に方法によって、ｎ型金属級シリコン基板１を用意する。実施例１では、ワイアーソーによるバリを取るため、プレーナーエッチングを使ったが、実施例４では、弗酸、硝酸、硫酸を混ぜたエッチング液を使う。これにより、ｎ型金属級シリコン基板１が凹凸状にエッチングされる。そして、この上に形成される微結晶や非晶質による光電変換層は、基板の凹凸を踏襲し、同じく凹凸構造をもつ。
【００５４】
そして、そのｎ型金属級シリコン基板１をプラズマＣＶＤのチャンバーに入れて、実施例１と同様の方法でトリプルセルを作る。実施例４によれば、凹凸構造により、太陽光が光電変換層で吸収される効率が高まり、ひいては高光電変換効率の太陽電池となる。なお、基板に凹凸構造を形成するとき、リアクティブイオンエッチングを使ってもいいし、ＫＯＨやＮａＯＨなどのアルカリエッチャントによって、おこなってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１の太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】金属級シリコン鋳塊の製造方法を説明するための図である。
【図３】（ａ）は金属級シリコン鋳塊を示す斜視図であり、（ｂ）は薄切りにした金属級シリコン基板の斜視図である。
【図４】実施例２の太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】実施例３の太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】実施例４の太陽電池の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ｎ型金属級シリコン基板
２，１１  ｉ型微結晶シリコン層
３，１２  ｐ型微結晶シリコン層
４  ＩＴＯ層
５  表面電極
６  裏面電極
７  ｎ型非晶質シリコン層
８  ｉ型非晶質シリコン層
９  ｐ型非晶質シリコン層
１０  ｎ型微結晶シリコン層
１３  金属級シリコン細粒
１４  ルツボ
１５  ヒータ
１６  金属級シリコン鋳塊
１７  ワイアーソー
１９  溶融させた金属級シリコン
【図１】
2006165211.tif 000003
【図２】
2006165211.tif 000004
【図３】
2006165211.tif 000005
【図４】
2006165211.tif 000006
【図５】
2006165211.tif 000007
【図６】
2006165211.tif 000008