(57)【要約】      （修正有）【課題】光電変換効率に優れたヘテロ接合バックコンタクト型の構造を有する太陽電池を、簡便なプロセスで、かつ、低コストで製造可能な製造方法と、ｐｎ接合領域の幅を広く取り、ｎ領域の幅を可能な限り狭く取れるような製造方法を提供する。【解決手段】ｎ型単結晶シリコン１の一面側に、ｉ型とｐ型のアモルファスシリコン膜５、７から成る第１の積層膜を形成し、積層膜に所定のパターンを有する開口を形成し、開口にｉ型とｎ型のアモルファスシリコン膜４、６から成る第２の積層膜を形成し、第１及び第２の積層膜の上に透明導電膜９を形成し、第１及び第２の積層膜の間を絶縁溝１２ａで分離し、電極を形成する。【選択図】図１０
2018011075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型結晶系シリコン基板の一面側に、第１のｉ型アモルファス系シリコン膜とｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１の積層膜を形成し、前記第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成し、前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜とｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２の積層膜を形成し、前記第１の積層膜と前記第２の積層膜の上に透明導電膜を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１領域と、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２領域を電気的に分離する絶縁溝を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第１の金属膜を形成し、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第２の金属膜を形成するようにしたことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
ｎ型結晶系シリコン基板の一方の面に第１のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第１工程と、
前記第１工程で形成した第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｐ型アモルファス系シリコン膜を形成する第２工程と、
前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜からなる第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成する第３工程と、
前記第３工程で形成された所定のパターンを有する前記開口と略同じパターンの開口を有する遮蔽マスクを用意し、前記遮蔽マスクを前記開口が露出されるように配置したプラズマＣＶＤ法により前記第３工程で形成された前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第４工程と、
前記第４工程で用いられた前記遮蔽マスクと同様の遮蔽マスクを前記第４工程と同様に用いたプラズマＣＶＤ法により、前記第４工程で形成された第２のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｎ型アモルファス系シリコン膜を形成する第５工程と、
前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜の上に、透明導電膜を形成する第６工程と、
電力取り出し用の電極を形成するために、前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第１領域と、前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第２領域との間に、絶縁溝を形成する第７工程と、
前記絶縁溝で分離された前記第１領域の前記透明導電膜と前記第２領域の前記透明導電膜の上に金属膜を形成する第８工程と、
を備え、この順に行うことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁溝は、前記第１領域の前記透明導電膜の表面と前記第２領域の前記透明導電膜の表面に開口を有し、前記第２のｉ型アモルファス系シリコン膜の内部に底面を有することを特徴とする、請求項１あるいは請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の形成と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜の形成に、プラズマＣＶＤ法を用いることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の形成に、触媒化学気相堆積法を用いることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記透明導電膜は、酸化インジウム錫、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンのいずれか一種を含むことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記透明導電膜の形成に反応性スパッタリング法を用いることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記ｎ型をｐ型に、前記ｐ型をｎ型に入れ替えたことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項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、単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン系太陽電池及びその製造方法に関する。特に、単結晶シリコン基板の一方の面を受光面とし、他方の面にヘテロ接合と集電電極を配置した、ヘテロ接合バックコンタクト型の構造を有する太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、結晶シリコン系太陽電池の光電変換効率の更なる向上及び製造コストの更なる低減を目指した研究開発が盛んに行われている。特に、単結晶シリコンを用いたヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池は、発電効率を決定する要素である３つの性能、即ち、セルの開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）と、短絡電流密度Ｊｓｃ（ｍＡ／ｃｍ２）と、曲線因子（％）の向上に関し、優れた特徴を有することから注目されている。
【０００３】
ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の構造は、例えば、特許文献１〜３に示されている。その典型例を模式的に図１２（ａ）、（ｂ）に示す。図１２（ｂ）に示す切断線（矢視Ｘ−Ｘ）の断面図を模式的に、図１３に示す。
図１２において、単結晶シリコン基板１０１の表面を受光面１００とし、裏面にヘテロ接合領域と集電電極部を配置している。前記集電電極部は、第１の櫛歯型電極１１１及び第２の櫛歯型電極１１０で構成されている。前記第１の櫛歯型電極１１１及び前記第２の櫛歯型電極１１０は絶縁溝１１２で電気的に絶縁されている。
図１３において、前記ｎ型結晶シリコン基板１０１の受光面側の表面１１３は凹凸形状になっている。前記凹凸形状を有する表面１１３に、ｉ型アモルファスシリコン膜（厚み、例えば、約１０ｎｍ）１０２と、光反射防止膜（例えばＳｉＮｘ、厚み、例えば、約７０ｎｍ）１０３がその順に形成されている。前記単結晶シリコン基板１０１の裏面の所定の領域に、ｉ型アモルファスシリコン（厚み、例えば、約１５ｎｍ）１０５、ｐ型アモルファスシリコン（厚み、例えば、約１０ｎｍ）１０７、第１の透明電極（例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなど、厚み、例えば、約７０ｎｍ）１０９及び第１の櫛歯型電極（厚み、例えば、約２００ｎｍ）１１１がこの順に形成されている。
【０００４】
なお、ここで、ｎ型結晶シリコン基板１０１上に堆積されたｉ型アモルファスシリコン１０５、ｐ型アモルファスシリコン１０７及び第１の透明電極１０９から成る積層領域をヘテロ接合領域と呼ぶ。
【０００５】
ヘテロ接合領域の隣には、絶縁溝１１２を隔てて、ｉ型アモルファスシリコン（厚み、例えば、約１５ｎｍ）１０４、ｎ型アモルファスシリコン（厚み、例えば、約２０ｎｍ）１０６、第２の透明電極（例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなど、厚み、例えば、約７０ｎｍ）１０８及び第２の櫛歯型電極（厚み、例えば、約２００ｎｍ）１１０がこの順に形成されている。第１の櫛歯型電極１１１と第２の櫛歯型電極１１０は、絶縁溝１１２で電気的に絶縁されている。
【０００６】
ここで、ヘテロ接合領域以外の領域をｎ領域と呼ぶ。また。ヘテロ接合領域の幅をｄ１で表し、ｎ領域の幅をｄ２で表す。また、図１３に示すように、ヘテロ接合領域とｎ領域は交互に、ピッチｄ毎に、数多く並んで形成され、ｄ＝ｄ１＋ｄ２の関係にある。
光電変換効率の向上を図るには、ヘテロ接合領域の幅ｄ１がｎ領域の幅ｄ２より広いのが良い、ということが、一般に、知られている。
【０００７】
第１及び第２の透明電極１０９及び１０８は、それぞれ、ｐ型アモルファスシリコン１０７と第１の櫛歯型電極１１１の界面及びｎ型アモルファスシリコン１０６と第２の櫛歯型電極１１０の界面をオーミック接触とし、電気抵抗を減らす効果があるので、光電変換効率の向上のために必要であることが知られている。
【０００８】
ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の光電変換効率の向上に関わる研究成果が、非特許文献１及び２に記載されている。非特許文献１及び２において、光電変換効率の向上を図るには、次の事項が重要である、ということが記載されている。
（あ）意図した構造を正確に、構築できること。
（い）基板の表面及び裏面には高品位のパッシベーションが必要であること。
（う）パターニングプロセスにより、結晶シリコンとアモルファスシリコンの界面のパッシベーション性能を低下させないこと。
（え）パターンニングプロセスにより、光学特性に悪影響を及ぼさないこと。
（お）セルの直列抵抗が増加しないこと。
（か）シャント電流が増加しないこと。
（き）ｐｎ接合領域以外の領域、即ち，ｎ領域を可能な限り狭くすること。
（く）バックコンタクト型のデバイスシミレーションの結果により、ピッチｄを１．４ｍｍに固定した条件において、ｐｎ接合領域の１ピッチに占める割合は８５％が高効率化の最適値であること。
即ち、１ピッチ＝１．４ｍｍの場合、ｐｎ接合領域の幅ｄ１＝１．１９ｍｍ、ｎ領域の幅ｄ２＝０．２１ｍｍという条件が高効率化に適している、という具体的数値が記載されている。
【０００９】
上記非特許文献１及び２に記載の（あ）〜（く）の事項は、ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の光電変換効率向上技術、構造設計技術及び製造技術に関する一つの基本的指針として、一般に知られている。
また、高効率のヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の製造方法を選定するに際しては、製造コストの低減と光電変換効率の向上の実現を図ることが求められる。
【００１０】
従来のヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の製造方法には、大別して、製造工程にリソグラフイ（写真製版技術）を使う方法と、それを使わない方法がある。一般に、リソグラフイ（写真製版技術）を使う方法は、製造プロセスが複雑で工程数が多いことから、製造コストの低減が困難である、ということが知られている。
【００１１】
先ず、リソグラフイ（写真製版技術）を使わない方法の代表例として、特許文献１〜３に記載の方法に関し、その概要を説明する。
特許文献１には、次のことが記載されている。即ち、一面及び他面を有する結晶系半導体を備え、前記結晶系半導体の前記一面の第１領域に、真性の第１非晶質系半導体膜と、一導電型を示す不純物を含む第２の非晶質系半導体膜と、第１の電極とを順に備え、前記結晶系半導体の前記一面の第２の領域に、真性の第４の非晶質系半導体膜と前記一導電型と異なる他導電型を示す不純物を含む第３の非晶質系半導体膜と、第２の電極とを順に備え、前記第１の非晶質系半導体膜と前記第４の非晶質系半導体膜とは連続する共通の非晶質系半導体膜であり、前記第３の非晶質系半導体膜は、前記第２の非晶質系半導体膜上を含んで前記第１の非晶質系半導体膜上の全面に形成されていることを特徴とする光電変換素子、であることが記載されている。
上記特許文献１に記載の光電変換素子の非晶質系半導体膜を製造する方法として、プラズマＣＶＤ法を用い、ｐｎ接合領域の非晶質系半導体膜の製膜の際には、ｎ領域にメタルマスクを被せてｉ型非晶質系半導体膜とｐ型非晶質系半導体膜を製膜する、ということが記載されている。また、ｎ領域の非晶質系半導体膜の製膜の際には、ｐｎ接合領域にメタルマスクを被せてｉ型非晶質系半導体膜とｎ型非晶質系半導体膜を製膜する、ということが記載されている。
【００１２】
特許文献２には、次のことが記載されている。即ち、結晶系半導体基板の一面側に、第１導電型のアモルファス系半導体膜を形成する第１工程と、前記第１導電型のアモルファス系半導体膜の一部をレーザ照射により除去して所定のパターンを形成する第２工程と、前記所定のパターン上に第１電極を形成する第３工程と、前記第１電極を形成した前記結晶系半導体基板の一面側の全面に第２導電型のアモルファス系半導体膜を形成する第４工程と、前記結晶系半導体基板の一面側において前記所定のパターンの形成されていない領域に形成された前記第２導電型のアモルファス系半導体膜上に第２電極を形成する第５工程と、前記結晶系半導体基板の一面側において前記第１電極と前記第２電極との間に残存する膜の一部を、前記第１電極と前記第２電極とをマスクに用いたエッチングまたはレーザ照射により除去して前記第１電極と前記第２電極とを電気的に分離する第６工程と、を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法、が記載されている。
上記特許文献２に記載の製造法において、第４工程で形成されたｉ型アモルファス系半導体膜及び第２導電型のアモルファス系半導体膜からなる２層膜の除去方法として、前記第１電極と前記第２電極とをマスクに用いたエッチングについて、記載がある。
ただし、第４工程で形成された、前記第１電極と前記第２電極上のｉ型アモルファス系半導体膜及び第２導電型のアモルファス系半導体膜からなる２層膜を、レーザ照射により除去する際の方法あるいは手順等については、一切、記載されていない。
なお、ｐｎ接合領域の１ピッチに占める割合は、上述の８５％が高効率化の最適値であることを考慮すると、レーザ照射により、基板面積の約８５％の面積に堆積している前記第１電極と前記第２電極上のｉ型アモルファス系半導体膜及び第２導電型のアモルファス系半導体膜からなる２層膜を除去する工程は、下地の電極にダメージを与え、光電変換効率の向上に悪い影響を与えるのみならず、多大の時間と費用を必要する、ということが容易に推察される。
また、ｐｎ接合領域での透明電極の形成、及びｎ領域での透明電極の形成について、一切記載されていない。ｐ型アモルファス系半導体膜と金属電極の界面、及びｎ型アモルファス系半導体膜と金属電極の界面での電気抵抗についても、一切記載されていない。
また、ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の製造工程にリソグラフイ（写真製版技術）を使う方法は、例えば、リソグラフイ（写真製版技術）を２回使用する製造方法は、製造プロセスが複雑になり、製造コストが高くなる、という問題があることが記載されている。
【００１３】
特許文献３には、次のことが記載されている。即ち、半導体結晶基板の一方の面の第１領域にｎ型半導体層を形成する工程と、前記一方の面の第２領域にｐ型半導体層を形成する工程と、 前記ｎ型半導体層および前記ｐ型半導体層の表面を含む前記一方の面に酸化物を主成分とするコンタクト電極層を一括形成する工程と、前記第１領域上の前記コンタクト電極層のキャリア濃度が、前記第２領域上の前記コンタクト電極層のキャリア濃度より大きくなるように、 前記第１領域上または前記第２領域上の前記コンタクト電極層のキャリア濃度を調整する工程と、 前記第１領域上の前記コンタクト電極層と前記第２領域上の前記コンタクト電極層とを切り離す工程と、 を備える光起電力素子の製造方法、であることが記載されている。 
また、ｉ型非晶質シリコン膜、ｐ型非晶質シリコン膜、ｎ型非晶質シリコンの形成方法はプラズマＣＶＤ法が好適である、という記載がある。
また、上記工程４において、ｎ型非晶質シリコン膜を覆う所定領域にマスクを被せた後、ｐ型非晶質シリコン膜を形成する、という記載がある。即ち、特許文献３に記載の方法では、ｎ領域を覆うことができるマスクを用いて、プラズマＣＶＤでｐ型非晶質シリコン膜を形成する、ということである。このことは、ｎ領域の幅が狭く成れば、それに応じてマスクの幅も狭くなり、マスクの機械的強度は著しく低下するのみならず、温度変化（熱膨張による変形）への対応が困難ということ、を意味している。  
【００１４】
次に、製造工程にリソグラフイ（写真製版技術）を使う方法の代表例として、特許文献４に記載の技術を次に説明する。即ち、ヘテロ接合型バックコンタクトセルと、 前記ヘテロ接合型バックコンタクトセルと電気的に接続されている配線シートと、を備え、前記ヘテロ接合型バックコンタクトセルは、 第１導電型または第２導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の一方の側に設けられた、第１導電型非晶質半導体膜と、第２導電型非晶質半導体膜と、 前記第１導電型非晶質半導体膜上の第１電極と、 前記第２導電型非晶質半導体膜上の第２電極と、を備え、 前記配線シートは、 絶縁性基材と、 前記絶縁性基材上の第１配線と、第２配線と、を備え、 前記第１電極は、前記第１配線に電気的に接続され、 前記第２電極は、前記第２配線に電気的に接続されており、 前記第１電極の幅が前記第１配線の幅以上であること、および前記第２電極の幅が前記第２配線の幅以上であることの少なくとも一方の関係が満たされている、光電変換装置について、記載がある。
また、特許文献４に記載の技術は、製造工程にリソグラフイ（写真製版技術）を２回、使う方法であることが、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−８５３７４
【特許文献２】特開２０１２−２４３７９７
【特許文献３】特許第５７７４２０４
【特許文献４】特開２０１６−４６３６２
【００１６】
【非特許文献１】中村京太郎、伊坂隆行、舩越康志、殿村嘉章、町田智弘、岡本浩二、高効率シリコン裏面電極型太陽電池、シャープ技報、第９３号、２００５年１２月、１１−１５。
【非特許文献２】中村淳一、浅野直城、稗田健、岡本親扶、片山博之、次世代高効率単結晶シリコン太陽電池セルの開発、シャープ技報、第１０７号、２０１４年１７月、８−１２。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明者は、従来の技術を用いる限り、低コストで、かつ、高効率のヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池を製造することができないという問題がある、ことを見出した。
即ち、例えば、特許文献４に記載のような技術は、製造工程にリソグラフイ（写真製版技術）を２回、使う方法であることを特徴とするので、製造工程が複雑で、かつ、煩雑である。そのため、低コストの太陽電池の製造には不適である、という問題がある。
製造工程にリソグラフイ（写真製版技術）を使わないで、かつ、単純な工程から成る低コストの太陽電池製造技術として開発された特許文献１及び３に記載の技術では、ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の製造において、高校効率化を図る際の必須条件であるｎ領域の幅の短縮化ができないという問題、を有している。その問題は次の通りである。
即ち、従来技術の代表的技術である、特許文献１及び３に記載の技術では、プラズマＣＶＤ法によるアモルファスシリコンの製膜に際し、製膜する領域を選択的に露出させるために、図１０に示す櫛歯型電極と同様の形状を有するマスクを用いる。ｎ領域の幅の短縮化を実現できる条件では、この櫛歯型電極と同様の形状のマスクは、その幅が狭くて、かつ、長い帯状の形を有するので、機械的強度が弱く、ふにゃふにゃとなる。その結果、遮蔽すべき領域を遮蔽することができない、という重大な問題がある。機械的強度を強くするために、即ち、剛性を高くするために、例えば、幅方向に対して直交する方向の寸法を長くした場合でも、製膜時に基板温度が高温に、例えば、１５０℃ないし２５０℃に設定されるので、使用されるマスクは、室温状態から熱膨張で伸びて変形し、遮蔽すべき場所がずれるので、遮蔽すべき領域を遮蔽できないという問題が生じる。
【００１８】
また、特許文献２に記載の技術では、金属電極（前記第１電極と第２電極）とアモルファスシリコン膜の接続面に透明導電膜が形成されないので、接触抵抗が大きくなり、高い光電変換効率の実現には困難が伴うという、問題がある。
さらに、特許文献２に記載の技術では、レーザ照射で形成したパターンにｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜をこの順で製膜するが、集電用のｐ型電極の表面にも製膜される。そのため、次に示すような問題が生じる。
即ち、ｐ型電極とｎ型電極を分離するために行う前記ｐ型電極とｎ型電極をマスクとしてウエットエッチングする工程において、前記ｐ型電極の上に製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜を除去する必要がある。
一般に、前記ｐ型電極の上に製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜の積層膜の厚みと、前記レーザ照射で形成されたパターン部の周辺部に製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜の積層膜の厚みは異なるので、それらを一工程でエッチングすることは困難である、という問題が生じる。なお、一般に、プラズマＣＶＤを用いて、シリコン基板の上にｉ型アモルファスシリコン膜を製膜する場合と、金属膜の上にｉ型アモルファスシリコン膜を製膜する場合を比べると、初期膜形成の影響で製膜速度が異なることが知られている。
特許文献２に記載のエッチング工程において、前記ｐ型電極の上に製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜の積層膜を適正に除去するエッチング条件を選べば、前記レーザ照射で形成されたパターン部の周辺に製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜の積層膜のエッチングは不適正になる、という問題が発生する。逆に、前記レーザ照射で形成したパターン部の周辺部に製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜とｎ型アモルファスシリコン膜の積層膜を適正にエッチングする条件を選べば、前記ｐ型電極の上にｉ型アモルファスシリコン膜が残り、集電電極の電気抵抗が増大するという、問題が生じる。
更に、金属電極（前記ｐ型電極とｎ型電極）とアモルファスシリコン膜の接続面の接触抵抗を改善するために、前記金属電極と前記アモルファスシリコン膜の間に透明導電膜（例えば、ＩＴＯ，ＳｎＯ２，ＺｎＯなど）を形成する場合、上記エッチング条件の選定が、上記の場合より複雑になるという、問題が生じる。
【００１９】
そこで、本発明は、従来のヘテロ接合バックコンタクト型構造の太陽電池の製造方法が有する上記諸問題を解決可能な、ヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。即ち、光電変換に優れたヘテロ接合バックコンタクト型の構造を有する太陽電池を、簡便なプロセスで、かつ、低コストで製造可能な製造方法を提供すること、そして、ｐｎ接合領域の幅を広く取り、ｎ領域の幅を可能な限り狭く取れるような製造方法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】
【００２０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ｎ型結晶系シリコン基板の一面側に、第１のｉ型アモルファス系シリコン膜とｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１の積層膜を形成し、前記第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成し、前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜とｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２の積層膜を形成し、前記第１の積層膜と前記第２の積層膜の上に透明導電膜を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１領域と、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２領域を電気的に分離する絶縁溝を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第１の金属膜を形成し、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第２の金属膜を形成するようにしたことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明において、ｎ型結晶系シリコン基板の一方の面に第１のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第１工程と、
前記第１工程で形成した第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｐ型アモルファス系シリコン膜を形成する第２工程と、
前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜からなる第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成する第３工程と、
前記第３工程で形成された所定のパターンを有する前記開口と略同じパターンの開口を有する遮蔽マスクを用意し、前記遮蔽マスクを前記開口が露出されるように配置したプラズマＣＶＤ法により前記第３工程で形成された前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第４工程と、
前記第４工程で用いられた前記遮蔽マスクと同様の遮蔽マスクを前記第４工程と同様に用いたプラズマＣＶＤ法により、前記第４工程で形成された第２のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｎ型アモルファス系シリコン膜を形成する第５工程と、
前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜の上に、透明導電膜を形成する第６工程と、
電力取り出し用の電極を形成するために、前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第１領域と、前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第２領域との間に、絶縁溝を形成する第７工程と、
前記絶縁溝で分離された前記第１領域の前記透明導電膜と前記第２領域の前記透明導電膜の上に金属膜を形成する第８工程と、
を備え、この順に行うことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【００２２】
第３の発明は、第１あるいは第２の発明において、前記絶縁溝は、前記第１領域の前記透明導電膜の表面と前記第２領域の前記透明導電膜の表面に開口を有し、前記第２のｉ型アモルファス系シリコン膜の内部に底面を有することを特徴とする、太陽電池の製造方法。
【００２３】
第４の発明は、第１から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の形成と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜の形成に、プラズマＣＶＤ法を用いることを特徴とする、太陽電池の製造方法。
【００２４】
第５の発明は、第１から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の形成に、触媒化学気相堆積法を用いることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【００２５】
第６の発明は、第１から第５の発明のいずれか一つの発明において、前記透明導電膜は、酸化インジウム錫、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンのいずれか一種を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【００２６】
第７の発明は、第１から第６の発明のいずれか一つの発明において、前記透明導電膜の形成に反応性スパッタリング法を用いることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【００２７】
第８の発明は、第１から第７の発明のいずれか一つの発明において、前記ｎ型をｐ型に、前記ｐ型をｎ型に入れ替えたことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、光電変換に優れたヘテロ接合バックコンタクト型の構造を有する太陽電池を、簡便なプロセスで、かつ、低コストで製造可能という、効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法により形成される太陽電池を説明するための模式的な構造図であり、同図（ａ）は平面図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ１−Ｘ１の断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、製造途中の太陽電池の模式図であり、結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板１の平面図（ａ）と同図（ａ）に示されるＸ２−Ｘ２ラインの断面図（ｂ）である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、製造途中の太陽電池の模式図であり、レーザ照射により形成された開口を示す平面図（ａ）と同図（ａ）に示されるＸ３−Ｘ３ラインの断面図（ｂ）である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、プラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン膜形成の際に用いる遮蔽マスクを示す平面図（ａ）と同図（ａ）に示されるＸ４−Ｘ４ラインの断面図（ｂ）である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、プラズマＣＶＤにより形成されたｎ領域を構成する第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、スパッタリング法により形成された透明導電膜１３を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、レーザビーム照射による絶縁溝１２の形成におけるレーザ照射領域を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、レーザビーム照射により形成された絶縁溝１２を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、スクリーン印刷法で形成された第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、レーザビーム照射により形成される絶縁溝を説明する模式的な断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、スクリーン印刷法で形成された第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０を示す断面図である。
【図１２】図１２は、従来のヘテロ接合バックコンタクト型の構造を有する太陽電池を説明するための概念図である。
【図１３】図１３は、従来のヘテロ接合バックコンタクト型の構造を有する太陽電池を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法により形成される太陽電池を説明するための模式的な構造図であり、同図（ａ）は平面図で、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ１−Ｘ１の断面図である。
符号１は、結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板である。ここで、結晶系シリコン基板とは、結晶シリコンの総称であり、単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板を意味する。
ｎ型の単結晶シリコン基板１は、表面１５及び裏面１６を有する。ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５は、光反射を低減させるために、公知のエッチング技術を用いて、図示しない凹凸形状にエッチングされている。前記表面１５の上に、実質的に真性なアモルファス系シリコン膜である図示しないｉ型アモルファスシリコン膜２と、図示しない光反射防止膜（例えば、ＳｉＮｘ膜）３がその順に形成される。
なお、本明細書において、アモルファス系シリコン膜とは、微結晶質シリコンが混入したアモルファスシリコン膜も含む、という意味である。
符号５は、実質的に真性なアモルファスシリコン膜である第１のｉ型アモルファスシリコン膜である。なお、本明細書において、「ｉ型」とは、完全な真性な状態だけでなく、十分に低濃度（ｎ型不純物濃度が１ｘ１０１５個／ｃｍ３未満、あるいは、ｐ型不純物濃度が１ｘ１０１５個／ｃｍ３未満）であれば、ｎ型またはｐ型不純物が混入された状態のものも含む、という意味である。符号７は、ｐ型のアモルファス系シリコン膜であるｐ型アモルファスシリコン膜である。符号９は第１の透明導電膜であり、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）及びＴｉＯ２（酸化チタン）等から選定される。ここでは、例えば、ＩＴＯ膜である。第１の透明導電膜９は、ｐ型アモルファスシリコン膜７と後述の第１の集電電極１１の界面をオーミック接触とし、両者間の電気抵抗を減らす効果を有する。
なお、ここでは、ｎ型の単結晶シリコン基板１上に積層された第１のｉ型アモルファスシリコン膜５、ｐ型アモルファスシリコン膜７及び第１の透明導電膜９から成る領域をヘテロ接合領域と呼ぶ。
符号１１は第１の集電電極である。第１の集電電極１１は、金属材料で、例えばＡｇ（銀）で形成される。第１の集電電極１１は、発電された電力を外部へ取り出すための取り出し電極となる。
【００３２】
符号４は、実質的に真性なアモルファスシリコン膜である第２のｉ型アモルファスシリコン膜である。符号６は、ｎ型のアモルファス系シリコン膜であるｎ型アモルファスシリコン膜である。符号８は第２の透明導電膜であり、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）及びＴｉＯ２（酸化チタン）等から選定される。ここでは、例えば、ＩＴＯ膜である。第２の透明導電膜８は、ｎ型アモルファスシリコン膜６と後述の第２の集電電極１０の界面をオーミック接触とし、両者間の電気抵抗を減らす効果を有する。
符号１０は第２の集電電極である。第２の集電電極１０は、金属材料で、例えばＡｇ（銀）で形成される。第１の集電電極１０は、発電された電力を外部へ取り出すための取り出し電極となる。
なお、ここでは、ｎ型の単結晶シリコン基板１上に積層された第２のｉ型アモルファスシリコン４、ｎ型アモルファスシリコン６及び第２の透明導電膜８から成る領域と、その隣に位置する後述の絶縁溝１２と合わせて、ｎ領域と呼ぶ。
符号１２は、絶縁溝である。絶縁溝１２は、第１の集電電極１１と第２の集電電極１０の間を電気的に絶縁する。
なお、ここでは、図１に示すように、ヘテロ接合領域の幅をｄ１で表し、ｎ領域の幅をｄ２と表す。また、隣あうヘテロ接合領域の間隔をピッチｄと呼ぶ。即ち、ｄ＝ｄ１＋ｄ２で表される。
【００３３】
次に、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法について、図２ないし図９を用いて説明する。
ここでは、図１に示したような構造を有する太陽電池を一例として取り上げるが、本発明の太陽電池の製造方法の製造対象である太陽電池の構造を限定するものではない。即ち、本発明の太陽電池の製造方法は、任意性のある太陽電池の製造方法である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、製造途中の太陽電池の模式図であり、結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板１の裏側の平面図（ａ）と同図（ａ）に示されるＸ２−Ｘ２ラインの断面図（ｂ）である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、製造途中の太陽電池の模式図であり、レーザビーム照射により形成された開口を示す平面図（ａ）と同図（ａ）に示されるＸ３−Ｘ３ラインの断面図（ｂ）である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、プラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン膜形成の際に用いられる遮蔽マスクを示す平面図（ａ）と同図（ａ）に示されるＸ４−Ｘ４ラインの断面図（ｂ）である。
図５は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、プラズマＣＶＤにより形成されたｎ領域を構成する第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６を示す断面図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、スパッタリング法により形成された透明導電膜１３を示す断面図である。
図７は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、レーザビーム照射による絶縁溝１２の形成におけるレーザビーム照射領域を示す断面図である。
図８は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、レーザビーム照射により形成された絶縁溝１２を示す断面図である。
図９は、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための太陽電池の模式的な断面図であり、スクリーン印刷法で形成された第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０を示す断面図である。
【００３４】
結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板１を用意する。ｎ型の単結晶シリコン基板１の形状は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、矩形で、その厚みは約８０μｍないし３００μｍ、例えば、２００μｍである。
先ず、ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５及び裏面１６を、公知のエッチング法によりエッチングして、表面層に存在するダメージ層を取り除く。次に、前記表面１５に公知のエッチング法を用いて、図示しない凹凸形状を作製する。
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５の全面に図示しないｉ型アモルファスシリコン膜２を形成する。その後、前記ｉ型アモルファスシリコン膜２の上に、プラズマＣＶＤ法により図示しない光反射防止膜３、例えば、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を製膜する。
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、前記ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面の全面に第１のｉ型アモルファスシリコン膜５を形成する。なお、第１のｉ型アモルファスシリコン膜５は、触媒化学気相堆積法を用いても良い。
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６の全面に形成された前記第１のｉ型アモルファスシリコン膜５の上に、プラズマＣＶＤ法によりｐ型アモルファスシリコン膜７を製膜する。なお、ｐ型アモルファスシリコン膜５は触媒化学気相堆積法を用いても良い。
【００３５】
この段階において、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側は、図２（ｂ）に示すように、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６の上に、第１のｉ型アモルファスシリコン膜５とｐ型アモルファスシリコン膜７がこの順で形成されている。
なお、ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５の上に形成された前記ｉ型アモルファスシリコン膜２及び前記光反射防止膜３は、図示していない。
【００３６】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側において、図３（ａ）に示すように、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の領域に存在する前記第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と前記ｐ型アモルファスシリコン膜７をレーザエッチング法で除去する。即ち、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の領域をレーザビームで照射し、その領域に存在する第１の前記ｉ型アモルファスシリコン膜５と前記ｐ型アモルファスシリコン膜７を除去する。アモルファス系シリコン膜の除去は、公知のレーザエッチング法で容易に可能である。なお、レーザエッチング法に代えて、公知のウエットエッチング法を用いても良い。
レーザビーム照射により第１のｉ型アモルファスシリコン膜５とｐ型アモルファスシリコン膜７の２層膜が除去された後の状況を、図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）に示すように、レーザエッチング法により、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の開口１４が形成される。開口１４の幅は任意に選定できるが、ここでは、後述の第１の遮蔽マスク１８の説明に関連するので、具体的な数値として、開口１４の幅ｄ２を、例えば、ｄ２＝０．６ｍｍとする。
なお、ここでは、ストライプ状の開口１４をレーザビーム照射により形成したが、公知のウエットエッチングで形成することもできる。
【００３７】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側において、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の開口１４に、以下に示す方法により、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６を形成する。
ここでは、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６を、プラズマＣＶＤ法を用いて形成するが、予め、図４に示す遮蔽マスクを用意する。
図４に示す遮蔽マスクは、開口１７を有する第１の遮蔽マスク１８と、開口１９を有する第２の遮蔽マスク２０を重ねたものである。なお、ここで用いる遮蔽マスクは２枚を重ねているが、１枚の遮蔽マスクでも、３枚以上を重ねた遮蔽マスクでもよい。また、この遮蔽マスク１８及び２０は、ｎ型の単結晶シリコン基板１の上に設置することにより、前記基板１の表面の所定の領域を選択的に露出することができる。即ち、前記基板１の表面の前記第１の遮蔽マスク１８の開口１７の領域だけを、露出する。
第１の遮蔽マスク１８の材質は、金属あるいは各種の誘電体等で作製されるが、後述の第２の遮蔽マスクとの組み合わせを考慮の上、その厚みは熱変形に耐えられる範囲で可能な限り、薄い方が良い。ここでは、例えば、厚み２００μｍ程度のシリコン基板を用いる。第２の遮蔽マスクは、主として第１の遮蔽マスクの熱変形を抑制するために用いられるもので、押さえ板的な機能が求められる。そのため、その材質は金属あるいは各種誘電体等から任意に選べるが、その厚みは、機械的強度及び熱変形を考慮して、厚い方が良い。ただし、厚みが増大すると、プラズマＣＶＤによる第２のｉ型アモルファスシリコン膜４及びｎ型アモルファスシリコン膜６の製膜に影響がでるので、厚くなり過ぎるのは好ましくない。
【００３８】
具体例として、第１及び第２の遮蔽マスク１８及び２０の開口の寸法を以下に示す。ここでは、ヘテロ接合領域の幅ｄ１を２．４ｍｍ、ｎ領域の幅ｄ２を０．６ｍｍと設定する。
開口１７の形は、長方形で、その長辺の寸法は、その長辺方向のｎ型の単結晶シリコン基板１の辺の長さより若干、長めにする。その短辺の寸法は、任意に選べるが、ｎ領域の幅ｄ２に略等しいのが良い。ここでは、ヘテロ接合領域の幅ｄ１を２．４ｍｍ、ｎ領域の幅ｄ２を０．６ｍｍと設定しているので、開口１７の短辺を、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で、例えば、０．６ｍｍとする。第１の遮蔽マスク１８の厚みは、プラズマＣＶＤ法による製膜においてプラズマに与える影響を抑制するために、可能な限り薄い方が良い。ここでは、略０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍで、例えば、０．２ｍｍとする。
開口１９の形は、長方形で、その長辺の寸法は、その長辺方向のｎ型の単結晶シリコン基板１の辺の長さより若干、長めにする。その短辺の寸法は、任意に選べるが、開口１７より一回り大きい方が良い。ここでは、開口１７の短辺の寸法が上記のとおり、０．６ｍｍであるので、開口１９の短辺は、０．８ｍｍ〜１ｍｍの範囲で、例えば、０．８ｍｍとする。第２の遮蔽マスク２０の厚みは、プラズマＣＶＤ法による製膜においてプラズマに与える影響を抑制するために、可能な限り薄い方が良い。ここでは、略０．５ｍｍ〜１ｍｍで、例えば、１ｍｍとする。
【００３９】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側において、図３に示す開口１４に、第１及び第２の遮蔽マスク１８及び２０を用いたプラズマＣＶＤ法により、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４を製膜する。そして、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４の上にｎ型アモルファスシリコン膜６を製膜する。その手順は次の通りである。
図示しないプラズマＣＶＤ装置のｉ型アモルファスシリコン膜形成用の製膜室に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側を製膜面として配置し、図４に示す第１の遮蔽マスク１８及び第２の遮蔽マスク２０をその順に重ねて配置する。その後、図示しないプラズマＣＶＤ装置の製膜室に所定の製膜条件で原料ガスを供給し、所定の条件でプラズマを発生させて、第１の遮蔽マスク１８で覆わない領域、即ち、プラズマ側に露出しているｎ型の単結晶シリコン基板１の所定の領域に、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４を堆積させる。
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１を、この基板１に密着して配置されている第１の遮蔽マスク１８及び第２の遮蔽マスク２０と一緒に取り出し、図示しないプラズマＣＶＤ装置のｎ型アモルファスシリコン膜形成用の製膜室に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側を製膜面として配置する。
次に、上記図示しないプラズマＣＶＤ装置の製膜室にｎ型アモルファスシリコン膜６の製膜のために、所定の製膜条件で原料ガスを供給し、所定の条件でプラズマを発生させて、第１の遮蔽マスク１８で覆われていない領域、即ち、プラズマ側に露出しているｎ型の単結晶シリコン基板１の第１のｉ型アモルファスシリコン膜４の上に、ｎ型アモルファスシリコン膜６を堆積させる。
【００４０】
なお、プラズマＣＶＤ法で用いる主たる原料ガスであるシランガス（ＳｉＨ４）がプラズマで分解されると、ＳｉＨ３ラジカルが多数発生し、そのＳｉＨ３ラジカルはプラズマの中からその外側へ拡散現象で移動し、ｎ型の単結晶シリコン基板１の上にアモルファス系膜を堆積する。また、ＳｉＨ３ラジカルの大きさは原料ガスであるＳｉＨ４分子と同じレベルの大きさであるので、大きさが分子レベルのＳｉＨ３ラジカルの方からみれば、第１の遮蔽マスク１８の開口１７の幅０．６ｍｍは広大な開口である。また、ＳｉＨ３ラジカルの拡散による移動は、ＳｉＨ３ラジカルの濃度差に比例した力で移動し、電気的な力及びガス流れに影響されにくい、ということは公知のことである。
【００４１】
次に、前記図示しないプラズマＣＶＤ装置のｎ型アモルファスシリコン膜用の製膜室から、ｎ型の単結晶シリコン基板１を取り出す。取り出したｎ型の単結晶シリコン基板１には、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６がその順で形成されている。その状況を図５に示す。
図５は、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏側面の開口１４の領域のみに、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６が製膜されていることを示しているが、実際の応用においては、開口１４の領域からずれた領域に第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６が形成されることが起こる、可能性がある。この場合、後述するように、開口１４の領域、即ち，ｎ領域とｐｎ接合領域の間は、レーザエッチング法、あるいは湿式エッチング法により除去されるので、製造される太陽電池の性能への影響は少ない。
【００４２】
次に、図示しないスパッタリング装置の製膜室に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側を製膜面として配置する。そして、図５に示すｐｎ接合領域のｐ型アモルファスシリコン膜７と、ｎ領域のｎ型アモルファスシリコン膜６の上に、所定のスパッタリング条件で透明導電膜１３を形成する。
なお、透明導電膜１３としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）及びＴｉＯ２（酸化チタン）等から選定される。ここでは、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）とする。また、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）及びＴｉＯ２（酸化チタン）等の透明導電膜を形成する方法として、反応性スパッタリング法は良質の膜を形成できるので、好ましい。
透明導電膜１３が形成された段階でのｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側の状況を、断面図として、図６に示す。
【００４３】
次に、図７に示すように、ｐｎ接合領域とｎ領域の間にレーザビーム２７を照射することにより、ｐｎ接合領域とｎ領域の間に絶縁溝１２を形成する。なお、透明導電膜とアモルファスシリコンの積層膜に、任意の幅をもつ絶縁溝１２を形成することは、公知のレーザエッチング法で容易に可能である
レーザエッチング法により形成されたｐｎ接合領域とｎ領域の間の絶縁溝１２、即ち、レーザビーム２７を照射することにより形成されたｐｎ接合領域とｎ領域の間の絶縁溝１２の断面図を図８に示す。絶縁溝１２の形成により分離されたｐｎ接合領域の第１の透明導電膜９と、ｎ領域の第２の透明導電膜８は電気的に絶縁される。なお、第１の透明導電膜９は、絶縁溝１２で分離される前は透明導電膜１３であったが、分離された後、ｐｎ接合領域にある透明導電膜１３の部分をこのように呼ぶ。また、第２の透明導電膜８は、絶縁溝１２で分離される前は透明導電膜１３であったが、分離された後、ｎ領域にある透明導電膜１３の部分をこのように呼ぶ。
なお、ここでは、絶縁溝１２をレーザビーム照射により形成したが、レーザを用いない他の公知のエッチング法、例えば、湿式エッチング法で形成することもできる。
【００４４】
次に、図９に示すように、第１の透明導電膜９及び第２の透明導電膜８の上に、それぞれ、第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０を形成する。第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０の形成としては、公知の方法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及びスクリーン印刷法等から選ぶことができる。ここでは、スクリーン印刷法で電極材料ペーストを印刷し、乾燥して、その後焼成する。
【００４５】
なお、第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０は、発電された電力を外部へ取り出すための取り出し電極となる。
【００４６】
以上説明した手順に従って太陽電池を製造することにより、図１に示した構造を有する太陽電池の製造が可能である。
なお、上記部材において、ｐ型とｎ型をいれ代えて製造することもできる。また、ストライプ状の開口部１４をレーザビーム照射により形成したが、ウエットエッチング法で形成することもできる。また、絶縁溝１２をレーザビーム照射により形成したが、ウエットエッチングで形成することもできる。
【００４７】
以上説明したように、本発明よる太陽電池の製造方法は、ｎ型結晶系シリコン基板の一面側に、第１のｉ型アモルファス系シリコン膜とｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１の積層膜を形成し、前記第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成し、前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜とｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２の積層膜を形成し、前記第１の積層膜と前記第２の積層膜の上に透明導電膜を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１領域と、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２領域を電気的に分離する絶縁溝を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第１の金属膜を形成し、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第２の金属膜を形成するようにしたことを特徴とする。
【００４８】
また、ｎ型結晶系シリコン基板の一方の面に第１のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第１工程と、前記第１工程で形成した第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｐ型アモルファス系シリコン膜を形成する第２工程と、前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜からなる第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成する第３工程と、前記第３工程で形成された所定のパターンを有する前記開口と略同じパターンの開口を有する遮蔽マスクを用意し、前記遮蔽マスクを前記開口が露出されるように配置したプラズマＣＶＤ法により前記第３工程で形成された前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第４工程と、前記第４工程で用いられた前記遮蔽マスクと同様の遮蔽マスクを前記第４工程と同様に用いたプラズマＣＶＤ法により、前記第４工程で形成された第２のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｎ型アモルファス系シリコン膜を形成する第５工程と、前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜の上に、透明導電膜を形成する第６工程と、電力取り出し用の電極を形成するために、前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第１領域と、前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第の領域との間に、絶縁溝を形成する第７工程と、前記絶縁溝で分離された前記第１領域の前記透明導電膜と前記第２領域の前記透明導電膜の上に金属膜を形成する第８工程と、を備え、この順に行うことを特徴とする。
【００４９】
即ち、以上説明したように、本発明よる太陽電池の製造方法は、公知の簡便なプラズマＣＶＤ法と、公知の簡便なレーザエッチング法と、公知の簡便なスパッタリング法と、公知の簡便なスクリーン印刷法を用いて、幅の狭いｎ領域を有するヘテロ接合バックコンタクト型の構造の太陽電池を製造可能である。また、上述のレーザエッチング法に代えて、ウエットエッチング法を用いることが可能である。このように、本発明よる太陽電池の製造方法は、シンプルな製造工程と安価な装置を用いるので、製造コストの低減が図れる実用性の高い製造方法である。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わる太陽電池の製造方法について、図１０及び図１１１を用いて説明する。なお、本発明の第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法に関する説明に用いた図１ないし図９も参照する。
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、図１に示す構造を有する太陽電池を例に取り説明するが、第１の実施形態と異なる点は、絶縁溝の構造及びその製造方法にある。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
また、本発明の太陽電池の製造方法の製造対象である太陽電池の構造を限定するものではない。即ち、本発明の太陽電池の製造方法は、任意性のある太陽電池の製造方法である。
【００５１】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、レーザビーム照射により形成される絶縁溝を説明する模式的な断面図である。
図１０において、符号１２ａは、絶縁溝である。絶縁溝１２ａは、第１の透明導電膜９の表面及び第２の透明導電膜８の表面に開口を有し、第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と第２のｉ型アモルファスシリコン膜４の内部に底面を有している。なお、第１の透明導電膜９は、絶縁溝１２ａで分離される前は透明導電膜１３であったが、分離された後、ｐｎ接合領域にある透明導電膜１３の部分をこのように呼ぶ。また、第２の透明導電膜８は、絶縁溝１２ａで分離される前は透明導電膜１３であったが、分離された後、ｎ領域にある透明導電膜１３の部分をこのように呼ぶ。
図１０において、絶縁溝１２ａとｎ型単結晶シリコン基板の裏面１６の間に残存する第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と第２のｉ型アモルファスシリコン膜６はパッシベーション効果を有する膜であるので、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面１６でのキャリアの再結合を防止する。その結果、前記残存する第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と第２のｉ型アモルファスシリコン膜６により、光電変換効率が向上する。
【００５２】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係わる太陽電池の製造方法を説明するための、スクリーン印刷法で形成された第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０を示す断面図である。
【００５３】
本発明の第２の実施形態に係わる太陽電池の製造方法においては、後述するレーザビーム照射による絶縁溝１２ａの形成以外は、前記第１の実施形態に係わる太陽電池の製造方法とほぼ同様である。
【００５４】
結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板１を用意する。ｎ型の単結晶シリコン基板１の形状は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、矩形で、その厚みは約８０μｍないし３００μｍ、例えば、２００μｍである。
先ず、ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５及び裏面１６を、公知のエッチング法によりエッチングして、表面層に存在するダメージ層を取り除く。次に、前記表面１５に公知のエッチング法を用いて、光吸収率を高める効果がある図示しない凹凸形状を作製する。
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５に図示しないｉ型アモルファスシリコン膜２を製膜する。
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の表面１５の全面に形成されたｉ型アモルファスシリコン膜２の上に、プラズマＣＶＤ法により図示しない光反射防止膜３、例えば、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を製膜する。
【００５５】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６の全面に、プラズマＣＶＤ法により第１のｉ型アモルファスシリコン膜５（膜厚み、一般に５ｎｍ〜７０ｎｍ、ここでは、１５ｎｍ）を形成する。そして、前記第１のｉ型アモルファスシリコン膜５の上に、プラズマＣＶＤ法によりｐ型アモルファスシリコン膜７（膜厚み、一般に５ｎｍ〜１５ｎｍ、ここでは、１０ｎｍ）を製膜する。
この段階において、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側は、図２（ｂ）に示すように、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６の上に、第１のｉ型アモルファスシリコン膜５とｐ型アモルファスシリコン膜７がこの順で形成されている。
【００５６】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側において、図３（ａ）に示すように、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の領域に存在する前記第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と前記ｐ型アモルファスシリコン膜７をレーザエッチング法で除去する。即ち、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の領域をレーザビームで照射し、その領域に存在する第１の前記ｉ型アモルファスシリコン膜５と前記ｐ型アモルファスシリコン膜７を除去する。アモルファス系シリコン膜の除去は、公知のレーザエッチング法で容易に可能である。なお、レーザエッチング法に代えて、公知のウエットエッチング法を用いても良い。
レーザビーム照射により第１のｉ型アモルファスシリコン膜５とｐ型アモルファスシリコン膜７の２層膜が除去された後の状況を、図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）に示すように、レーザエッチング法により、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の開口１４が形成される。開口１４の幅は任意に選定できるが、ここでは、後述の第１の遮蔽マスク１８の説明に関連するので、具体的な数値として、開口１４の幅ｄ２を、例えば、ｄ２＝０．６ｍｍとする。
なお、ここでは、ストライプ状の開口１４をレーザビーム照射により形成したが、公知のウエットエッチングで形成することもできる。
【００５７】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側において、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の開口１４に、以下に示す方法により、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６を形成する。
ここでは、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６を、プラズマＣＶＤ法を用いて形成するが、予め、図４に示す遮蔽マスクを用意する。
図４に示す遮蔽マスクは、開口１７を有する第１の遮蔽マスク１８と、開口１９を有する第２の遮蔽マスク２０を重ねたものである。なお、ここで用いる遮蔽マスクは２枚を重ねているが、１枚の遮蔽マスクでも、３枚以上を重ねた遮蔽マスクでもよい。また、この遮蔽マスク１８及び２０は、ｎ型の単結晶シリコン基板１の上に設置することにより、前記基板１の表面の所定の領域を選択的に露出することができる。即ち、前記基板１の表面の前記第１の遮蔽マスク１８の開口１７の領域だけを、露出する。
第１の遮蔽マスク１８の材質は、金属あるいは各種の誘電体等で作製されるが、後述の第２の遮蔽マスクとの組み合わせを考慮の上、その厚みは熱変形に耐えられる範囲で可能な限り、薄い方が良い。ここでは、例えば、厚み２００μｍ程度のシリコン基板を用いる。第２の遮蔽マスクは、主として第１の遮蔽マスクの熱変形を抑制するために用いられるもので、押さえ板的な機能が求められる。そのため、その材質は金属あるいは各種誘電体等から任意に選べるが、その厚みは、機械的強度及び熱変形を考慮して、厚い方が良い。ただし、厚みが増大すると、プラズマＣＶＤによる第２のｉ型アモルファスシリコン膜４及びｎ型アモルファスシリコン膜６の製膜に影響がでるので、厚くなり過ぎるのは好ましくない。
【００５８】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側において、図３（ｂ）に示す開口１４に、第１及び第２の遮蔽マスク１８及び２０を用いたプラズマＣＶＤ法により、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４（膜厚み、一般に５ｎｍ〜１００ｎｍ、ここでは、１５ｎｍ）を製膜する。そして、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４の上にｎ型アモルファスシリコン膜６（膜厚み、一般に５ｎｍ〜５０ｎｍ、ここでは、２０ｎｍ）を製膜する。その手順は次の通りである。
図示しないプラズマＣＶＤ装置のｉ型アモルファスシリコン膜形成用の製膜室に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側を製膜面として配置し、図４に示す第１の遮蔽マスク１８及び第２の遮蔽マスク２０をその順に重ねて配置する。その後、図示しないプラズマＣＶＤ装置の製膜室に所定の製膜条件で原料ガスを供給し、所定の条件でプラズマを発生させて、第１の遮蔽マスク１８で覆わない領域、即ち、プラズマ側に露出しているｎ型の単結晶シリコン基板１の所定の領域に、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４を堆積させる。
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１を、この基板１に密着して配置されている第１の遮蔽マスク１８及び第２の遮蔽マスク２０と一緒に取り出し、図示しないプラズマＣＶＤ装置のｎ型アモルファスシリコン膜形成用の製膜室に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側を製膜面として配置する。
次に、上記図示しないプラズマＣＶＤ装置の製膜室にｎ型アモルファスシリコン膜６の製膜のために、所定の製膜条件で原料ガスを供給し、所定の条件でプラズマを発生させて、第１の遮蔽マスク１８で覆われていない領域、即ち、プラズマ側に露出しているｎ型の単結晶シリコン基板１の第１のｉ型アモルファスシリコン膜４の上に、ｎ型アモルファスシリコン膜６を堆積させる。
【００５９】
なお、プラズマＣＶＤ法で用いる主たる原料ガスであるシランガス（ＳｉＨ４）がプラズマで分解されると、ＳｉＨ３ラジカルが多数発生し、そのＳｉＨ３ラジカルはプラズマの中からその外側へ拡散現象で移動し、ｎ型の単結晶シリコン基板１の上にアモルファス系膜を堆積する。また、ＳｉＨ３ラジカルの大きさは原料ガスであるＳｉＨ４分子と同じレベルの大きさであるので、大きさが分子レベルのＳｉＨ３ラジカルの方からみれば、第１の遮蔽マスク１８の開口１７の幅０．６ｍｍは広大な開口である。また、ＳｉＨ３ラジカルの拡散による移動は、ＳｉＨ３ラジカルの濃度差に比例した力で移動し、電気的な力及びガス流れに影響されにくい、ということは公知のことである。
【００６０】
次に、前記図示しないプラズマＣＶＤ装置のｎ型アモルファスシリコン膜用の製膜室から、ｎ型の単結晶シリコン基板１を取り出す。取り出したｎ型の単結晶シリコン基板１には、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６がその順で形成されている。その状況を図５に示す。
図５は、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏側面の開口１４の領域のみに、第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６が製膜されていることを示しているが、実際の応用においては、開口１４の領域からずれた領域に第２のｉ型アモルファスシリコン膜４とｎ型アモルファスシリコン膜６が形成されることが起こる、可能性がある。この場合、後述するように、開口１４の領域、即ち，ｎ領域とｐｎ接合領域の間は、レーザエッチング法、あるいは湿式エッチング法により除去されるので、製造される太陽電池の性能への影響は少ない。
【００６１】
次に、図示しないスパッタリング装置の製膜室に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側を製膜面として配置する。そして、図５に示すｐｎ接合領域のｐ型アモルファスシリコン膜７と、ｎ領域のｎ型アモルファスシリコン膜６の上に、所定のスパッタリング条件で透明導電膜１３（膜厚み、一般に５０ｎｍ〜１００ｎｍ、ここでは、７０ｎｍ）を形成する。
なお、透明導電膜１３としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）及びＴｉＯ２（酸化チタン）等から選定される。ここでは、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）とする。また、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）及びＴｉＯ２（酸化チタン）等の透明導電膜を形成する方法として、反応性スパッタリング法は良質の膜を形成できるので、好ましい。
透明導電膜１３が形成された段階でのｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面１６側の状況を、断面図として、図６に示す。
【００６２】
次に、図７に示すように、ｐｎ接合領域とｎ領域の間にレーザビーム２７を照射することにより、ｐｎ接合領域とｎ領域の間に絶縁溝を形成する。ただし、第１の実施形態の場合と異なり、レーザエッチング法について、以下に示す準備を行う。
【００６３】
ここでは、図１０に示すように、第１のｉ型アモルファスシリコン５とｐ型アモルファスシリコン７と第１の透明導電膜９から成るｐｎ接合領域と、第２のｉ型アモルファスシリコン４とｎ型アモルファスシリコン６と第２の透明導電膜８から成るｎ領域の間にレーザビームを照射するに際し、レーザでエッチングされる絶縁溝１２ａの断面形状を、予め、調整する。
即ち、第１の透明導電膜９と第２の透明導電膜８を分離し、ｐ型アモルファスシリコン７とｎ型アモルファスシリコン６を分離し、かつ、第２のｉ型アモルファスシリコン４はそのまま残存させることができる絶縁溝１２ａの形状を、予め、選定する。
ここでは、第１の透明導電膜９の表面及び第２の透明導電膜８の表面に開口を有し、第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と第２のｉ型アモルファスシリコン膜４の膜の内部に底面を有する絶縁溝１２ａを形成するための準備を、予め行う。
具体的には、レーザエッチング法に用いる装置の条件、即ち、レーザ光源がＹＡＧレーザの場合、例えば、波長＝０．５３２μｍ、パルス幅＝２０ｎ秒〜３５ｎ秒、繰り返し周波数＝１〜５ＫＨｚ、ビームの強さ（パワー密度）＝１０ｍＷ／ｃｍ２〜９００ｍＷ／ｃｍ２、加工幅＝２μｍ〜２００μｍ、加工速度＝１ｍｍ／秒〜２００ｍｍ／秒等の条件と、レーザエッチングの痕跡（加工痕跡）の関係を実験的に把握する。なお、レーザエッチングの痕跡（加工痕跡）は走査型電子顕微鏡あるいは実態顕微鏡等で観察することができる。
上記レーザエッチング法に用いる装置の条件とレーザエッチングの痕跡（加工痕跡）の関係を把握するデータの中から、図１０に示す絶縁溝１２ａが形成できる条件として、例えば、波長＝０．５３２μｍ、パルス幅＝２５ｎ秒、パワー密度＝１００ｍＷ／ｃｍ２、繰り返し周波数＝２ＫＨｚ、加工速度＝１００ｍｍ／秒、加工幅＝２０μｍを、選定する。
【００６４】
次に、上記データで選定されたレーザエッチング法の装置の条件を設定し、図１０に示す絶縁溝１２ａを作製する。
図１０において、絶縁溝１２ａとｎ型単結晶シリコン基板の裏面１６の間に残存する第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と第２のｉ型アモルファスシリコン膜６は、パッシベーション効果を有する膜であるので、ｎ型単結晶シリコン基板の裏面１６でのキャリアの再結合を防止する。その結果、前記ｎ領域に残存する第１のｉ型アモルファスシリコン膜５と第２のｉ型アモルファスシリコン膜６により、光電変換効率が向上する。
絶縁溝１２ａの形成により、ｐｎ接合領域の第１の透明導電膜９と、ｎ領域の第２の透明導電膜８は電気的に分離される。
【００６５】
次に、図１１に示すように、第１の透明導電膜９及び第２の透明導電膜８の上に、それぞれ、第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０を形成する。第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０の形成としては、公知の方法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及びスクリーン印刷法等から選ぶことができる。ここでは、スクリーン印刷法で電極材料ペーストを印刷し、乾燥して、その後焼成する。
【００６６】
なお、第１の集電電極１１及び第２の集電電極１０は、発電された電力を外部へ取り出すための取り出し電極となる。
【００６７】
以上説明した手順に従って太陽電池を製造することにより、図１に示した構造を有する太陽電池の製造が可能である。
なお、上記部材において、ｐ型とｎ型をいれ代えて製造することもできる。また、ストライプ状の開口１４をレーザビーム照射により形成したが、ウエットエッチング法で形成することもできる。
【００６８】
以上説明したように、本発明よる太陽電池の製造方法は、ｎ型結晶系シリコン基板の一面側に、第１のｉ型アモルファス系シリコン膜とｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１の積層膜を形成し、前記第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成し、前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜とｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２の積層膜を形成し、前記第１の積層膜と前記第２の積層膜の上に透明導電膜を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜から成る第１領域と、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜と前記ｎ型アモルファス系シリコン膜から成る第２領域を電気的に分離する絶縁溝を形成し、前記第１の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第１の金属膜を形成し、前記第２の積層膜の上に形成された前記透明導電膜の上に第２の金属膜を形成するようにしたことを特徴とする。
【００６９】
また、本発明よる太陽電池の製造方法は、ｎ型結晶系シリコン基板の一方の面に第１のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第１工程と、前記第１工程で形成した第１のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｐ型アモルファス系シリコン膜を形成する第２工程と、
前記第１のｉ型アモルファス系シリコン膜と前記ｐ型アモルファス系シリコン膜からなる第１の積層膜の一部の領域を除去して所定のパターンを有する開口を選択的に形成する第３工程と、前記第３工程で形成された所定のパターンを有する前記開口と略同じパターンの開口を有する遮蔽マスクを用意し、前記遮蔽マスクを前記開口が露出されるように配置したプラズマＣＶＤ法により前記第３工程で形成された前記開口に第２のｉ型アモルファス系シリコン膜を形成する第４工程と、前記第４工程で用いられた前記遮蔽マスクと同様の遮蔽マスクを前記第４工程と同様に用いたプラズマＣＶＤ法により、前記第４工程で形成された第２のｉ型アモルファス系シリコン膜の上にｎ型アモルファス系シリコン膜を形成する第５工程と、前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜の上に、透明導電膜を形成する第６工程と、電力取り出し用の電極を形成するために、前記第３工程において前記開口を形成した後に残存する前記ｐ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第１領域と、前記第５工程で形成されたｎ型アモルファス系シリコン膜と前記第６工程で形成された前記透明導電膜とから成る第２領域との間に、絶縁溝を形成する第７工程と、前記絶縁溝で分離された前記第１領域の前記透明導電膜と前記第２領域の前記透明導電膜の上に金属膜を形成する第８工程と、を備え、この順に行うことを特徴とする。
【００７０】
また、本発明よる太陽電池の製造方法は、前記絶縁溝１２ａが、前記第１の透明導電膜９の表面と前記第２の透明導電膜８の表面に開口を有し、前記第２のｉ型アモルファス系シリコン膜４の内部に底面を有することを特徴とする。
【００７１】
即ち、以上説明したように、本発明よる太陽電池の製造方法は、公知の簡便なプラズマＣＶＤ法と、公知の簡便なレーザエッチング法と、公知の簡便なスパッタリング法と、公知の簡便なスクリーン印刷法を用いて、幅の狭いｎ領域を有するヘテロ接合バックコンタクト型の構造の太陽電池を製造可能である。また、上述のレーザエッチング法に代えて、ウエットエッチング法を用いることが可能である。このように、本発明よる太陽電池の製造方法は、シンプルな製造工程と安価な装置を用いるので、製造コストの低減が図れる実用性の高い製造方法である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・ｎ型の単結晶シリコン基板、
２・・・ｉ型アモルファスシリコン膜、
３・・・光反射防止膜、
４・・・第２のｉ型アモルファスシリコン膜、
５・・・第１のｉ型アモルファスシリコン膜、
６・・・ｎ型アモルファスシリコン膜、
７・・・ｐ型アモルファスシリコン膜、
８・・・第２の透明導電膜、
９・・・第１の透明導電膜、
１０・・・第２の集電電極、
１１・・・第１の集電電極、
１２、１２ａ・・・絶縁溝、
１３・・・透明導電膜、
１４・・・開口、
１５・・・ｎ型の単結晶シリコン基板の表面、
１６・・・ｎ型の単結晶シリコン基板の裏面、
１７・・・第１の遮蔽マスクの開口、
１８・・・第１の遮蔽マスク、
１９・・・第２の遮蔽マスクの開口、
２０・・・第２の遮蔽マスク、
２７・・・レーザビーム。
【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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【図１３】
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