(57)【要約】【課題】ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造コストの低減化のため、プラズマＣＶＤ法によるアモルファス系シリコン膜の製造工程での製膜面積の実質的な増大、製膜時間の実質的な短縮化及び基板処理能力の大幅な向上が可能な製造方法を提供すること。【解決手段】プラズマＣＶＤ法によりアモルファス系シリコン膜を形成する各製膜工程において、一面及び他面を有する結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を、同時に製膜するようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
2018014537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法であって、所要の薄膜をプラズマＣＶＤ法で形成する工程において、一面及び他面を有し、前記一面が薄膜を備えていない状態、あるいは、硬度の高い膜を備えている状態にあり、前記他面が薄膜を備えていない状態、あるいは、薄膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を製膜するようにしたことを特徴とするヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面が凹凸形状のテクスチャ構造を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面に、ｉ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面が凹凸形状のテクスチャ構造を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面に、パッシベーション膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面がｉ型のアモルファス系シリコン膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面側の前記ｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、反射防止膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面がパッシベーション膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面側のパッシベーション膜の上に、反射防止膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面が反射防止膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記他面に、ｉ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面が反射防止膜を備えている状態にあり、前記他面がｉ型のアモルファス系シリコン膜を備えている結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記他面側のｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、ｐ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記一面及び前記他面を有し、前記一面が反射防止膜を備えている状態にあり、前記他面がｉ型のアモルファス系シリコン膜を備えている結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記他面側のｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、ｎ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池が、表面及び裏面を有するｎ型結晶系シリコン基板の前記裏面の第１の領域に、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と第１の電極とをこの順に備え、 前記ｎ型結晶系シリコン基板の前記裏面の第２の領域に、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と第２の電極とをこの順に備え、前記第１の領域と前記第２の領域の間に前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に分離する分離溝を備え、前記ｎ型結晶系シリコン基板の前記表面に反射防止膜を備えていることを特徴とし、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法で作製された太陽電池。
【請求項１０】
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９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、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おり、光電変換効率の高いヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池の最適構造の創出及びそれを製造可能な低コストの製造プロセスの構築が試みられている。
製造プロセスを要素技術の観点で見ると、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パッシベーション膜の形成に関わるプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法が注目されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１及び２には、次のことが記載されている。即ち、プラズマＣＶＤによりシリコン基板の表面や裏面にｉ型アモルファスシリコン膜やＳｉＮｘ膜を形成すると、基板表面に存在する欠陥密度を激減させる。基板表面に存在する欠陥密度が激減すると、光吸収により生成されたキャリア（正孔・電子）の欠陥密度による再結合が防止され、光電変換効率を大幅に向上させることができる。
しかしながら、現状のＲＦプラズマＣＶＤ装置、即ち、電極形状が平行平板型で、電源周波数が１３．５６ＭＨｚである容量結合型プラズマＣＶＤ装置によるｉ型アモルファスシリコン膜やＳｉＮｘ膜等のパッシベーション膜の形成では、ＲＦプラズマの特徴（電子温度が高いこと、プラズマ電位が高いこと）に起因するシリコン基板へのイオン衝撃が大きいために、充分なパッシベーション効果が得られない、という問題を抱えている。なお、シリコン基板へのイオン衝撃によるイオンダメージは、基板表面の欠陥密度を増大させるので、パッシベーション効果が発揮されない。
したがって、シリコン基板の表面や裏面に形成されるパッシベーション膜の機能を有するｉ型アモルファスシリコン膜やＳｉＮｘ膜の製膜には、イオンダメージの少ないプラズマＣＶＤ装置の創出が必要、かつ、重要である。
イオンダメージの少ないプラズマＣＶＤ法には、プラズマ励起周波数がＶＨＦ帯域（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）であるＶＨＦプラズマＣＶＤがある。ＶＨＦプラズマＣＶＤは電子温度が低く、プラズマ電位が低いので、基板に与えるイオンダメージは、ＲＦプラズマＣＶＤに比べて、格段に小さいということは、一般に知られている。しかしながら、波長が短いことから、プラズマを発生させる電極内部に定在波が発生し、一様な強さのプラズマの領域は広くない。即ち、ＶＨＦプラズマＣＶＤ法を実用化する場合は大面積の技術が必要である、ということは一般に知られている。
【０００４】
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の構造は、例えば、特許文献１に示されている。特許文献１に記載の構造を、模式的に図２５（ａ）、（ｂ）に示す。図２５（ｂ）に示す切断線（矢視Ｘ−Ｘ）の断面図を模式的に、図２６に示す。
図２５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２６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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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２６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。
【０００８】
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。
【０００９】
従来のヘテロ接合バックコンタクト型の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。
【００１０】
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及び２に記載の方法に関し、その概要を説明する。
【００１１】
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。
【００１３】
特許文献２に記載の太陽電池の製造方法では、ｉ型アモルファス系半導体膜、ｐ型アモルファス系半導体膜、ｎ型アモルファス系半導体膜及びパッシベーション膜（ＳｉＮｘ膜）の形成に、プラズマＣＶＤ法が用いられることが記載されている。
【００１４】
また、特許文献２には、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。
【００１５】
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３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、という記載がある。
【００１６】
特許文献３には、ｉ型非晶質膜、ｐ型非晶質膜、ｎ型非晶質膜の形成方法は、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ法があるという、記載がある。また、特許文献３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。
【００１７】
上記ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法には、リソグラフイ（写真製版技術）を使うことにより、製造プロセスが複雑になり、製造コストの低減が困難という問題がある。
また、上記ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法には、プラズマＣＶＤ法によるアモルファス系シリコン膜の製造工程数が多く、生産ラインで用いるプラズマＣＶＤ装置の導入費用が高くなる、という課題がある。
【００１８】
なお、例えば、図２６に示すｎ型結晶シリコン基板１０１の表面及び裏面のｉ型アモルファスシリコン膜１０２、１０５の膜を、同時に製膜できれば、即ち、両面の同時製膜ができれば、製膜の工程が１工程減ることから、太陽電池の製造時間が短縮され、かつ、プラズマＣＶＤ装置が１つ減らせることから、製造コストの低減に貢献できるのであるが、従来技術において、基板１０１の両面への同時製膜が可能な方法はない。
【００１９】
プラズマＣＶＤによる基板の表面と裏面への同時製膜に関し、特許文献４に記載の技術がある。しかしながら、特許文献４に記載の技術は、以下に示す問題があり、実用サイズ（基板サイズ１０ｃｍｘ１０ｃｍ程度以上）の結晶シリコン系太陽電池用のアモルファスシリコン薄膜の形成には、利用できない。即ち、実用に供せられない。
【００２０】
特許文献２に、次のことが記載されている。即ち、真空チャンバーと、前記真空チャンバー内で交互に対向配置されたアノード電極板およびカソード電極板と、前記両電極板に高周波を印加して両電極間に高周波プラズマを発生させる高周波電源と、を備え、前記アノード電極板、カソード電極板の両方または一方の被成膜基板を載置する領域に、前記被成膜基板に略一致した形状を呈し、前記被成膜基板の両面を前記高周波プラズマに曝す開口部を少なくとも１以上有し、前記開口部で前記被成膜基板を載置する面と反対側に面する部分に所望のパターン形状に対応した遮蔽領域が設けられていることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置、である。
【００２１】
特許文献２に記載のプラズマＣＶＤ装置の一対の電極の間の電気力線を、模式的に図２７に示す。図２７において、高周波電源３０９から非接地電極３５０、３５１と接地電極３６０，３６１に電力が供給される。基板と略等しい開口を有する接地電極３６１と基板と略等しい開口を有する非接地電極３５１を有する。
図２７において、開口部の領域と開口部でない領域での電気力線の分布は全く異なっている。開口部の領域では電気力線の単位面積当たり本数が少なく、開口部のない領域では開口部の領域よりも、電気力線の数が多い。開口部でない領域の電界は強く、開口部の領域の電界は弱いことを意味している。このことは、一様な強さのプラズマが発生されないということを、示している。
一様な強さのプラズマが発生できないということは、薄膜形成の際に、一様な製膜速度が得られないということであり、成膜される薄膜の厚みの分布が著しく悪いということを意味する。即ち、厚み分布が一様な薄膜は形成できない、ということである。
なお、一般的に、一様な強さのプラズマを発生させるには、一対の電極間の電界が、一様な強さであること、が必須である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００８−８５３７４
【特許文献２】特開２０１２−２４３７９７
【特許文献３】特開２０１６−４６３６２
【特許文献４】特許４４９６４０１
【００２３】
【非特許文献１】神岡武文、立花福久、大下祥雄、結晶シリコン太陽電池におけるパッシベーション技術、Ｊ．Ｐｌａｓｍａ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｒｅｓ．Ｖｏｌ．９１，Ｎｏ．５（２０１５），３５４−３５９．
【非特許文献２】近藤道雄、藤原裕之、斎藤忠、シリコン系太陽電池の高効率化・量産化を担うプラズマ技術の最前線、Ｊ．Ｐｌａｓｍａ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｒｅｓ．Ｖｏｌ．８５，Ｎｏ．８（２００９），４９９−５０８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明者は、従来の技術を用いる限り、高効率のヘテロ接合バックコンタクト型太陽電池を低コストで製造することができないという課題がある、ことを見出した。
【００２５】
（課題１）従来のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法には、リソグラフイ（写真製版技術）を使うことにより、製造プロセスが複雑になり、製造コストの低減が困難という課題がある。
（課題２）従来のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法では、プラズマＣＶＤ装置を用いた所要の薄膜の形成工程において、基板を載置する面積は、前記プラズマＣＶＤ装置の構成部材である一対の平行平板電極の面積に制限される。即ち、従来技術では、被製膜基板の枚数は、従来のプラズマＣＶＤ装置の構成部材である一対の平行平板電極の面積に略等しい面積に敷き詰められるだけの数に制限される、という課題がある。また、ＲＦプラズマＣＶＤ法ではプラズマダメージ（基板表面の損傷）が大きくてパッシベーション効果が得られないので、プラズマダメージが抑制可能なＶＨＦプラズマＣＶＤ装置（プラズマ励起周波数がＶＨＦ帯域：３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚのプラズマ源を用いる）に変更する必要があるが、ＶＨＦプラズマＣＶＤ装置はＲＦプラズマＣＶＤ装置（プラズマ励起周波数＝１３．５６ＭＨｚ）に比べて波長が短いことから、一様なプラズマ形成の領域が広くないので、大面積の基板の処理には不向きであるという短所がある。したがって、前記一対の平行平板電極の面積が小さくても、その面積よりはるかに広い面積に製膜が可能という技術の創出が喫緊の課題である。
（課題３）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の製造においては、プラズマＣＶＤ法による薄膜の製膜工程が数多くあり、かつ、被製膜基板の一面のみに製膜するので、製膜に要する時間は多大な時間となる。即ち、受光面側にパッシベーション膜（ｉ型アモルファスシリコン）と反射防止膜（例えば、窒化シリコン膜）の製膜で、２工程があり、しかも、基板の一面のみに製膜している。裏面では、ヘテロ接合領域において、パッシベーション膜（ｉ型アモルファスシリコン）とｐ型アモルファスシリコン膜の製膜で、２工程があり、しかも、基板の一面のみに製膜している。更に、ｎ領域において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シリコン膜の製膜で２工程があり、しかも、基板の一面のみに製膜している。合計すると、プラズマＣＶＤ法による薄膜の製膜工程は６工程になり、それぞれの製膜工程では、基板の一面のみに製膜している。その結果、製膜に必要な装置の台数が多くなり、その導入費用が高くなるとともに、製膜の工程数が多いので製膜に長時間を要することから、製造コストの低減が容易でない、という課題がある。
【００２６】
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の課題２及び課題３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、プラズマＣＶＤ法によるアモルファス系シリコン膜の製膜面積の実質的な増大と製膜時間の大幅な削減が可能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】
【００２７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法であって、所要の薄膜をプラズマＣＶＤ法で形成する工程において、一面及び他面を有し、前記一面が薄膜を備えていない状態、あるいは、硬度の高い膜を備えている状態にあり、前記他面が薄膜を備えていない状態、あるいは、薄膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
【００２８】
なお、本発明の第１の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。また、前記重ね合わせられる２枚の結晶系シリコン基板の前記一面は、薄膜を備えていない状態、あるいは、硬度の高い膜を備えている状態にあるので、重ねる際にキズが付きにくいという作用がある。
【００２９】
第２の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面が凹凸形状のテクスチャ構造を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面に、ｉ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、本発明の第３の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。
【００３０】
第３の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面が凹凸形状のテクスチャ構造を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面に、パッシベーション膜を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法。
なお、本発明の第３の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。また、パッシベーション膜には窒化シリコン膜、酸化シリコン及び酸化チタン等があり、基板表面の欠陥密度を低減する効果を有する。
【００３１】
第４の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面がｉ型のアモルファス系シリコン膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面側の前記ｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、反射防止膜を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、本発明の第４の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。
【００３２】
第５の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面がパッシベーション膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記一面側のパッシベーション膜の上に、反射防止膜を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、本発明の第５の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。また、パッシベーション膜には窒化シリコン膜、酸化シリコン及び酸化チタン等があり、それぞれ基板表面の欠陥密度を低減する効果を有する。
【００３３】
第６の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面が反射防止膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記他面に、ｉ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、本発明の第６の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。
【００３４】
第７の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面が反射防止膜を備えている状態にあり、前記他面がｉ型のアモルファス系シリコン膜を備えている結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記他面側のｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、ｐ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、本発明の第７の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。
【００３５】
第８の発明は、第１の発明において、前記一面及び前記他面を有し、前記一面が反射防止膜を備えている状態にあり、前記他面がｉ型のアモルファス系シリコン膜を備えている結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの前記他面側のｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、ｎ型のアモルファス系シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、本発明の第８の発明は、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、同時に製膜可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。
【００３６】
第９の発明は、第１の発明から第８のいずれか一つの発明において、前記ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の構造が、一面及び他面を有するｎ型結晶系シリコン基板の前記一面の第１の領域に、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と第１の電極とをこの順に備え、 前記ｎ型結晶系シリコン基板の前記一面の第２の領域に、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と第２の電極とをこの順に備え、前記第１の領域と前記第２の領域の間に前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に分離する分離溝を備え、前記ｎ型結晶系シリコン基板の前記他面に反射防止膜を備えていることを特徴とする。
なお、本発明の第９の発明は、前記ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の構造を有する太陽電池の製造におけるプラズマＣＶＤ法による所要の薄膜形成の工程において、一面及び他面を有する結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を同時に製膜することが可能となるので、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという作用がある。
【００３７】
第１０の発明は、前記第９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
なお、第１０の発明は、結晶系シリコン基板の種類がｎ型に限定されず、ｐ型結晶系シリコン基板の場合でも応用が可能となるという作用がある。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、前記課題１及び前記課題２が解決可能となり、基板処理のスループット増大及び製膜時間の短縮化が可能となり、ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造コストの低減化が実現できる、という効果を奏する。
即ち、従来のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法では、プラズマＣＶＤ装置を用いた所要の薄膜の形成工程において、基板を載置する面積は、前記プラズマＣＶＤ装置の構成部材である一対の平行平板電極の面積に制限されるが、本発明により、前記一対の平行平板電極の面積に比べ、約２倍の面積に製膜が可能となる。また、従来は１枚の基板の片側面への製膜を行っていたが、本発明により、重ねられた２枚の外側２面へ      の製膜が可能となり、プラズマＣＶＤ法による基板への製膜の処理能力は従来法に比べて約２倍に向上するという、効果を奏する。これは、基板処理のスループットが実質的に約２倍に増大するという意味である。また、１回のプラズマ処理で、実質的に約２倍の面積の基板に製膜可能であることから、製膜時間の短縮化という効果を奏する。
そして、プラズマダメージの少ないＶＨＦプラズマＣＶＤ装置を用いられるので、パッシベーション効果の高い製膜が可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の技術的概念を説明するための模式図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式的な構成図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の非接地電極を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の基板保持手段の構造を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の基板保持手段に載置された２枚の被製膜基板を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成部材である非接地電極と接地電極に電力が供給された際に発生する電気力線を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置を用いて製膜された重ねられた２枚の基板の外側面の膜の説明図である。
【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、薄膜が形成されていない状態にある裏面２１６、２１６−ｂ同士が接するように重ねられた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの表面２１５、２１５−ｂへのｉ型アモルファスシリコン膜２０２、２０２−ｂ及び光反射防止膜（例えば、ＳｉＮｘ膜）２０３、２０３−ｂの製膜を示す断面図である。
【図１０】図１０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、光反射防止膜２０３、２０３−ｂ同士が接するように重ねられた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂへの第１のｉ型アモルファスシリコン膜２０５、２０５−ｂの製膜を示す断面図である。
【図１１】図１１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、光反射防止膜２０３、２０３−ｂ同士が接するように重ねられた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂへのｐ型のアモルファス系シリコン膜２０７、２０７―ｂの製膜を示す断面図である。
【図１２】図１２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、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１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１３】図１３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２１４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１４】図１４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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域のアモルファス系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１５】図１５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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域のアモルファス系シリコン膜形成の際に用いられる基板保持手段８ｄを示す模式図である。
【図１６】図１６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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域のアモルファス系シリコン膜形成の際に用いられる遮蔽マスクの基板保持手段８ｄへの設置方法を示す模式図である。
【図１７】図１７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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂへの第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４、２０４−ｂ及び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２０６、２０６−ｂの製膜を示す断面図である。
【図１８】図１８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２１３を示す断面図である。
【図１９】図１９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２１２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２０】図２０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２１２を示す断面図である。
【図２１】図２１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２１１及び第２の集電電極２１０を示す断面図である。
【図２２】図２２は、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。
【図２３】図２３は、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成部材である第１の非接地電極２と第１のメッシュ型接地電極９０ａを示す模式図である。
【図２４】図２４は、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成部材である第１の非接地電極２ａと第１のメッシュ型接地電極９０ａから成る一対の電極、基板支持手段８ｄ及び第２の非接地電極２ｂと第２のメッシュ型接地電極９０ｂから成る一対の電極の位置関係を示す模式図である。
【図２５】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示す模式図である。
【図２６】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の模式的な断面図である。
【図２７】従来のプラズマＣＶＤ装置における一対の電極間に発生する電気力線を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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。
【００４１】
先ず、本発明の技術的概念を図１に示す。表面と裏面を有する結晶系シリコン基板の表面を受光面とし、前記裏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太陽電池の製造方法おいて、所要の薄膜をプラズマＣＶＤ法で製膜する際に、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、２枚の被製膜基板３５、３６を用意し、被製膜基板３５の一方の面３５−ａと被製膜基板３６の一方の面３６−ａが接するように重ね合わせ、被製膜基板３５の他方の面３５−ｂと被製膜基板３６の他方の面３６−ｂを被製膜面にして、プラズマＣＶＤ装置のプラズマに同時に曝し、両被製膜面３５−ｂ、３６−ｂに同時に製膜する。そして、例えば、ｉ型アモルファスシリコン膜３５−ｃ、３６−ｃが形成される。
前記被製膜基板３５の一方の面３５−ａと被製膜基板３６の一方の面３６−ａが接するように重ね合わせる際の接触面は、接触による傷の影響を受けにくい状態、例えば、膜がない状態、あるいは、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ膜）のように硬い膜が形成されている状態を有するのが好ましい。
したがって、本発明の技術的ポイントは次の通りである。即ち、一面及び他面を有し、前記一面は硬度の低い薄膜が形成されていない状態、あるいは、硬度の高い膜が形成された状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を製膜するようにしたことを特徴とするヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法である。
なお、被製膜基板３５の他方の面３５−ｂの製膜の場合、被製膜基板３６は被製膜基板３５の一方の面３５−ａの遮蔽マスクとなり、他方、被製膜基板３６の他方の面３６−ｂの製膜の場合、被製膜基板３５は、被製膜基板３６の一方の面３６−ａの遮蔽マスクとなる、という関係にある。その結果、被製膜基板３５の被製膜面３５−ｂと被製膜基板３６の被製膜面３６−ｂの両方に薄膜が形成される。
即ち、上記の方法により、前記製膜面３５−ｂ、３６−ｂへの同時製膜が可能となるので、プラズマＣＶＤ装置を用いた製膜工程での生産性が約２倍に向上する。また、基板１枚当たりの製膜工程の時間数で考えれば、従来の方法に比べて、実質的に約半分になる。
【００４２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法の説明の前に、予め、第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置について、説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式的な構成図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の非接地電極を示す模式図である。なお、図３（ａ）は模式的な外観図、図３（ｂ）は平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の基板保持手段の構造を示す模式図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の基板保持手段に載置された２枚の被製膜基板を示す模式図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成部材である非接地電極と接地電極に電力が供給された際に発生する電気力線を示す模式図である。なお、非接地電極と接地電極に供給される電力は高周波であるので、時間的に変動するが、ここに示される電気力線はある瞬間の状態を示している。図７は、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置を用いて製膜された重ねられた２枚の基板への製膜の説明図である。
【００４３】
先ず、第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成について、説明する。
図２及び図３において、符号１は反応容器である。反応容器１は、気密性を有し、図示しない第１及び第２の真空ポンプ９ａ、９ｂで排気することにより、真空到達度は２．６６〜３．９９ｘ１０−５Ｐａ（２〜３ｘ１０−７Ｔｏｒｒ）程度になる。また、反応容器１の内壁は不純物の付着が無く、プラズマＣＶＤに適用可能な仕様を満たしている。符号２は非接地電極である。非接地電極２は、第１の原料ガス噴出孔６ａ、第１の排気孔４ａ及び図示しない第１の基板加熱ヒータ１９ａを備えている。
符号３は接地電極である。接地電極３は接地されている。また、接地電極３は第２の原料ガス噴出孔６ｂ、第２の排気孔４ｂ及び図示しない第２の基板加熱ヒータ１９ｂを備えている。
符号２５は絶縁材である。絶縁材２５は非接地電極２を電気的に絶縁する。絶縁材２５により、非接地電極２５は非接地の状態に維持される。
【００４４】
符号４ａは、非接地電極２に備えられた第１の排気孔である。第１の排気孔４ａは第１の排気管、図示しない第１の真空ポンプ９ａ及び図示しない第１の圧力計１８ａと連携して、反応容器１の内部の圧力を所定の値に保持するように、排気する。なお、ここでは、原料ガス流量が１００ｓｃｃｍ〜１，５００ｓｃｃｍ程度であれば、圧力１．３３Ｐａ〜１，３００Ｐａ（０．０１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）程度の範囲で任意の圧力を制御可能である。
符号４ｂは、接地電極３に備えられた第２の排気孔である。第２の排気孔４ｂは第２の排気管、図示しない第２の真空ポンプ９ｂ及び図示しない第２の圧力計１８ｂと連携して、反応容器１の内部の圧力を所定の値に保持するように、排気する。なお、ここでは、原料ガス流量が１００ｓｃｃｍ〜１，５００ｓｃｃｍ程度であれば、圧力１．３３Ｐａ〜１，３００Ｐａ（０．０１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）程度の範囲で任意の圧力を制御可能である。
ここでは、真空ポンプとして、第１及び第２の真空ポンプ９ａ、９ｂの２台を用いているが、１台にしても良い。また、圧力計として、第１及び第２の圧力計１８ａ、１８ｂの２個を用いているが、１個にしても良い。
符号５ａは第１の原料ガス供給管である。第１の原料ガス供給管５ａは、図示しない第１の原料ガス供給源３０ａと原料ガス噴出孔６ａを連結する。符号５ｂは第２の原料ガス供給管である。第２の原料ガス供給管５ｂは、図示しない第２の原料ガス供給源３０ｂと原料ガス噴出孔６ｂを連結する。
【００４５】
図１おいて、符号１０は高周波電源である。高周波電源１０は、ＶＨＦ帯域（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の周波数の正弦波電力を出力０．１ＫＷ〜２ＫＷの範囲で出力できる。なお、高周波電源１０は、周波数を１３．５６ＭＨｚに変更可能である。符号１１はインピーダンス整合器である。インピーダンス整合器１１は、高周波電源１０の出力を、電力分配器１２、同軸ケーブル１３ａ、１３ｂ、真空用同軸型電流導入端子１４ａ、１４ｂ、真空用同軸ケーブル１５ａ、１５ｂ及び第１及び第２の導電体１７ａ、１７ｂを介して、非接地電極２に設けられた第１の給電点１６ａ及び接地電極３に設けられた第２の給電点１６ｂに供給する際に、進行波に対してその反射波が１〜２％以下になるように調整する。なお、インピーダンス整合器１１に付属の調整器１１ａで自動的に調整することができる。
符号１２は電力分配器である。電力分配器１２は入力された電力を２以上に分配し、かつ、分配した電力の位相の調整ができる。ここでは、電力分配器１２として２分配型を用い、２つの出力の電圧の位相差を１８０°に設定する。即ち、高周波電源１０からインピーダンス整合器１１を介して電力分配器１２に供給された電力は２つに分配され、分配された電力の電圧の位相差は１８０°である。
【００４６】
図２、図４及び図５において、符号８は基板保持手段である。基板保持手段８には、被製膜基板２２が載置される。基板保持手段８は、略平板形の誘電体で構成される。前記誘電体は、例えば、石英ガラス、セラミックス、高純度アルミナ、高純度窒化珪素、シリコン、炭化ケイ素等であればよい。ここでは、例えば、石英ガラスを用いる。
【００４７】
基板保持手段８の構造は、例えば、図４に示すように、被製膜基板２２と略一致した形状の貫通孔２６を有し、その開口の周辺にコーナー部座繰り２７が設けられる。なお、コーナー部座繰り２７は、被製膜基板２２の設定に便利であるが、設けなくても良い。また、前記貫通孔２６の形状は、プラズマに曝さないように遮蔽マスクを設ける際に、前記遮蔽マスクの設定に都合の良い形状にしても良い。
符号７は、基板保持手段を保持する基板棚である。基板棚７は、反応容器１の内壁に固定され、基板保持手段８を保持する。基板棚７は、基板保持手段８に載置された被製膜基板２２が前記非接地電極２と接地電極３の略中間領域に位置するように、配置される。
【００４８】
次に、図２〜図６に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて、ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池のパッシベーション膜の一つであるｉ型アモルファスシリコン膜を例に取り、その製膜方法について説明する。なお、パッシベーション膜には窒化シリコン膜、酸化シリコン及び酸化チタン等があり、それぞれ基板表面の欠陥密度を低減する効果を有する。
電力供給手段の条件、即ち、高周波電源１０の周波数、その出力、非接地電極と接地電極のサイズ及び電極間隔等の電力供給手段の条件と、原料ガスの条件と、ｉ型アモルファスシリコン膜の製膜速度、膜質、膜厚分布との関係を、予め、把握して、そのデータから最適な条件を選定するのが好ましい。
ここでは、例えば、電極サイズを５０ｃｍｘ６０ｃｍ、電極間隔を４ｃｍ、高周波電源１０の周波数を６０ＭＨｚとして、後述するように、出力６００Ｗを供給する。電力密度は０．２Ｗ／ｃｍ２である。
【００４９】
先ず、基板保持手段８、例えば、図４に示す構造を有する基板保持手段８に重ねられた２枚の被製膜基板３５、３６を載置する。ここで、２枚の被製膜基板３５、３６は、被製膜基板３５の一方の面３５−ａと被製膜基板３６の一方の面３６−ａが接するように重ね合わせて載置され、被製膜基板３５の他方の面３５−ｂと被製膜基板３６の他方の面３６−ｂを被製膜面にする。
なお、載置される基板の枚数は、図４に示す構造を有する基板保持手段８を用いる場合、２枚ｘ６組＝１２枚である。
また、被製膜基板３５の他方の面３５−ｂの製膜の場合、被製膜基板３６は被製膜基板３５の一方の面３５−ａの遮蔽マスクとなり、他方、被製膜基板３６の他方の面３６−ｂの製膜の場合、被製膜基板３５は、被製膜基板３６の一方の面３６−ａの遮蔽マスクとなる、という関係にある。
【００５０】
前記１２枚の被製膜基板３５、３６が載置された基板保持手段８を、図示しない基板搬入搬出扉を開けて、反応容器１内に有る基板棚７に設置する。そして、図示しない基板搬入搬出扉を閉める。
次に、第１及び第２の真空ポンプ９ａ、９ｂを稼働して、反応容器１の内部の圧力を真空到達度、例えば、２．６６Ｐａ（２ｘ１０−７Ｔｏｒｒ）程度まで下げる。次に、公知のプラズマＣＶＤ法によるｉ型アモルファスシリコン膜の形成の手順に従って製膜を行う。
ここでは、例えば、水素希釈率５０％で、シランガスと水素の混合ガスの流量を３００ｓｃｃｍ、圧力を２６．６Ｐａ（０．２Ｔｏｒｒ）とする。この条件で、第１及び第２の原料ガス供給源３０ａ、３０ｂから、シランガスと水素の混合ガスを、所定の流量で反応容器１の内部に供給する。供給されたシランガスと水素の混合ガスは、第１及び第２の原料ガス噴出孔６ａ、６ｂから噴出する。
次に、被製膜基板３５、３６の温度が所定の温度に保持されていることを確認する。ここでは、例えば、１８０℃とする。
【００５１】
次に、反応容器１の内部の圧力が所定の条件で一定に維持されたことを確認して、所要の圧力に。ここでは、例えば、５２．５Ｐａ（０．４Ｔｏｒｒ）に設定し、一定に維持する。
次に電力供給手段から、第１及び第２の給電点１６ａ、１６ｂに電力を供給する。即ち、高周波電源１０、インピーダンス整合器１１、電力分配器１２、第１及び第２の同軸ケーブル１３ａ、１３ｂ、第１及び第２の真空用同軸型電流導入端子１４ａ、１４ｂ、第１及び第２の真空用同軸ケーブル１５ａ、１５ｂ、第１及び第２の導電体１７ａ、１７ｂから成る電力供給手段から、第１及び第２の給電点１６ａ、１６ｂに電力６００Ｗを供給する。
【００５２】
電力供給手段から非接地電極２と接地電極３に高周波電力が供給されると、一対の電極間に電界が発生し、プラズマが発生する。本発明の第１の実施形態に係わるプラズマＣＶＤ装置を用いる場合、一対の電極間の電界分布は一様になる。その様子を模式的に図６に示す。図６の矢印ＥＬは電気力線を示す。
一対の電極間に誘電体を入れると、前記一対の電極間の静電容量は誘電体無しの場合より大きくなるが、誘電体が石英ガラス、セラミックス、高純度アルミナ、高純度窒化珪素、シリコン、炭化ケイ素等であれば、高周波プラズマの発生という観点からは問題はない。なお、シリコン系薄膜太陽電池製造におけるＶＨＦプラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン系膜の形成において、一対の平行平板電極の間に、厚み約５ｍｍのガラス基板を設置して一様なプラズマを生成し、一様な厚みの膜が形成されていることは、一般に知られている。
図６に示す一対の電極２、３の場合、一対の電極２、３間に、被製膜基板３５、３６が載置された誘電体製の基板支持手段８が挿入されているが、被製膜基板３５、３６がシリコンであることと、被製膜基板３５、３６が載置された状態での誘電体製の基板支持手段８の断面形状が略平板形である。したがって、被製膜基板３５、３６が載置された状態での誘電体製の基板支持手段８が、電気力線を大幅に曲げたり、電気力線の本数に変化を与えたりしない。その結果、非接地電極２と接地電極３間の電界はほぼ一様であり、一様なプラズマが生成される。
【００５３】
プラズマが発生すると、原料ガスが分解されて、主として、ＳｉＨ３ラジカルが基板に堆積する。その結果、被製膜基板３５、３６には一様な厚み分布を有するｉ型アモルファスシリコン膜が形成される。
次に、上記製膜において所定の時間が、経過したら、高周波電源１０の出力を落としてゼロにする。そして、第１及び第２の原料ガス供給源３０ａ、３０ｂのバルブを閉にして原料ガスの供給をストップする。
その後、一旦、反応容器１内部の圧力を真空到達度、例えば、２．６６Ｐａ（２ｘ１０−７Ｔｏｒｒ）程度まで下げる。そして、図示しないリークバルブを開いて、反応容器１の内部に大気をいれる。反応容器１内部が大気圧になったら、図示しない基板搬入搬出扉を開けて、被製膜基板３５、３６が載置された基板保持手段８を取り出す。
【００５４】
取り出された被製膜基板３５を見ると、図７（ａ）の３５−ｃのように、被製膜面３５−ｂの全面にｉ型アモルファスシリコン膜が形成されている。他方、被製膜基板３６を見ると、被製膜面３６−ｂに、図７（ｂ）の３６−ｃのように、コーナー部座繰り２７で遮蔽された部分を除き、全面にｉ型アモルファスシリコン膜が形成されている。
なお、コーナー座繰り部２７部に接した部分にｉ型アモルファスシリコン膜が形成されていないのは、コーナー座繰り２７による遮蔽効果によるものである。また、太陽電池のフィンガー電極模様の製膜を行う際には、予め、その模様の遮蔽マスクを用意し、そのマスクで被製膜基板を覆った状態で、上述の手順でプラズマを生成させればよい。
【００５５】
なお、ｐ型のアモルファスシリコン膜を形成する場合は、原料ガスＳｉＨ４に、流量比で０．５％〜１％のジボラン（Ｂ２Ｈ６）を混入させる、と良い。
また、ｎ型のアモルファスシリコン膜を形成する場合は、原料ガスＳｉＨ４に、流量比で０．５％〜１％のホスフイン（ＰＨ３）を混入させる、と良い。
また、反射防止膜、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜を形成する場合は、原料ガス流量比をＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝１／３／１０程度を選ぶのが良い。
【００５６】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置による製膜の場合、重ねられた２枚の被製膜基板のそれぞれの製膜面に、同時に、プラズマＣＶＤによる製膜が可能である。
【００５７】
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ついて説明するに際して、上述のプラズマＣＶＤ装置を用いた、重ねられた２枚の被製膜基板のそれぞれの製膜面に、同時に製膜する方法を、重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法と呼ぶ。
【００５８】
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説明する。
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２０１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２０１は、表面２１５及び裏面２１６を有する。ｎ型の単結晶シリコン基板２０１の表面２１５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２１５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ｉ型アモルファスシリコン膜２０２と、光反射防止膜（例えば、ＳｉＮｘ膜）２０３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。
【００５９】
符号２０５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２０７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２０９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２０９は、ｐ型アモルファスシリコン膜２０７と後述の第１の集電電極２１１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２０５、ｐ型アモルファスシリコン膜２０７及び第１の透明導電膜２０９から成る領域をヘテロ接合領域と呼ぶ。
符号２１１は第１の集電電極である。第１の集電電極２１１は、金属材料で、例えばＡｇ（銀）で形成される。第１の集電電極２１１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。
【００６０】
符号２０４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２０６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２０８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２０８は、ｎ型アモルファスシリコン膜２０６と後述の第２の集電電極２０１０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２１０は第２の集電電極である。第２の集電電極２１０は、金属材料で、例えばＡｇ（銀）で形成される。第１の集電電極２１０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２０４、ｎ型アモルファスシリコン２０６及び第２の透明導電膜２０８から成る領域と、その隣に位置する後述の絶縁溝２１２と合わせて、ｎ領域と呼ぶ。
符号２１２は、絶縁溝である。絶縁溝２１２は、第１の集電電極２１１と第２の集電電極２１０の間を電気的に絶縁する。
なお、ここでは、図８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。
【００６１】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法について、図８ないし図２１を用いて説明する。
ここでは、図８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、薄膜が形成されていない状態にある裏面２１６同士が接するように重ねられた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの表面２１５、２１５−ｂへのｉ型アモルファスシリコン膜２０２、２０２―ｂ及び光反射防止膜（例えば、ＳｉＮｘ膜）２０３、２０３−ｂの製膜を示す断面図である。図１０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、光反射防止膜２０３、２０３−ｂ同士が接するように重ねられた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂへの第１のｉ型アモルファスシリコン膜２０５、２０５−ｂの製膜を示す断面図である。図１１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、光反射防止膜２０３、２０３−ｂ同士が接するように重ねられた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂへのｐ型のアモルファス系シリコン膜２０７、２０７−ｂの製膜を示す断面図である。図１２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、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１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１３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２１４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１４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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域のアモルファス系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１５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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域のアモルファス系シリコン膜形成の際に用いられる基板保持手段を示す模式図である。なお、８ｄは基板保持手段、２６ｄは貫通孔、２７ｄは座繰り、である。図１６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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域のアモルファス系シリコン膜形成の際に用いられる遮蔽マスクの基板保持手段への設置方法を示す模式図である。図１７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、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法によるｎ領域の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂへの第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４、２０４−ｂ及び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２０６、２０６−ｂの製膜を示す断面図である。図１８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２１３を示す断面図である。図１９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２１２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２０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２１２を示す断面図である。図２１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２１１及び第２の集電電極２１０を示す断面図である。
【００６２】
結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板２０１を用意する。ｎ型の単結晶シリコン基板２０１の形状は、任意の形で良いが、ここでは、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２０１の表面２１５及び裏面２１６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２１５に公知のエッチング法を用いて、凹凸形状を作製する。この凹凸形状は、テクスチャ構造と呼ばれ、太陽光の反射を抑える効果を有する。その凹凸の高さは、数μｍ〜数１０μｍ程度である。
なお、ここでは、凹凸形状が形成された面を受光面と呼び、他方の面を裏面と呼ぶ。
次に、表面層のダメージを取り除いて、受光面に凹凸形状が形成されたｎ型の単結晶シリコン基板２０１を少なくとも２枚以上用意する。
ここで、凹凸形状のテクスチャ構造を有する２枚のｎ型の単結晶シリコン基板を２０１及び２０１−ｂとする。
次に、前記受光面に凹凸形状が形成されたｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの２枚を、それぞれの裏面同士が接するように重ね合わせて、図５に示した基板保持手段８に、載置する。即ち、前記重ね合わされた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂのそれぞれの受光面を被製膜面とする。
【００６３】
次に、上述の重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法により、前記２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂのそれぞれの受光面にｉ型アモルファスシリコン膜２０２、２０２−ｂを形成する。その後、前記ｉ型アモルファスシリコン膜２０２、２０２−ｂの上に、上述の重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法により、光反射防止膜２０３、２０３−ｂ、例えば、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）を製膜する。なお、前記ｉ型アモルファスシリコン膜２０２、２０２−ｂはパッシベーション膜としての機能を有する。
前記２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂに製膜されたｉ型アモルファスシリコン膜２０２、２０２−ｂ及び窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）２０３、２０３−ｂの形成の状況を、模式的に、図９に示す。
【００６４】
次に、図１０に示すように、窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）２０３、２０３−ｂが形成されたｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの２枚を、それぞれの窒化シリコン膜（ＳｉＮｘ）２０３、２０３−ｂ同士が接するように重ね合わせて、図５に示した基板保持手段８に、載置する。即ち、前記重ね合わされた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂのそれぞれの裏面を被製膜面とする。
上述の重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法を用いて、前記ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面２１６、２１６−ｂの全面に第１のｉ型アモルファスシリコン膜２０５、２０５−ｂを形成する。
【００６５】
次に、図１１に示すように、第１のｉ型アモルファスシリコン膜２０５、２０５−ｂが形成されたｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂ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２０５、２０５−ｂの上に、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法により、ｐ型アモルファスシリコン膜２０７、２０７−ｂを製膜する。
【００６６】
この段階において、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの裏面２１６、２１６−ｂ側には、第１のｉ型アモルファスシリコン膜２０５、２０５−ｂとｐ型アモルファスシリコン膜２０７、２０７−ｂがこの順で形成されている。
その状況を、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１を例にとり、図１２（ａ）（ｂ）に示す。
なお、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１の表面２１５の上には前記ｉ型アモルファスシリコン膜２０２及び前記光反射防止膜２０３が形成されている。
【００６７】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１の裏面２１６側において、図１３（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２０５と前記ｐ型アモルファスシリコン膜２０７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２０５と前記ｐ型アモルファスシリコン膜２０７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２０５とｐ型アモルファスシリコン膜２０７の２層膜が除去された後の状況を、図１３（ｂ）に示す。図１３（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２１４が形成される。開口２１４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２１４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２１４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。
【００６８】
次に、ｎ型の単結晶シリコン基板１の裏面２１６側において、ｎ領域の幅ｄ２を有するストライプ状の開口２１４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２０４とｎ型アモルファスシリコン膜２０６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２０４とｎ型アモルファスシリコン膜２０６を、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法を用いて形成するが、予め、図１４に示す遮蔽マスクを用意する。
【００６９】
図１４に示す遮蔽マスクは、開口２１７を有する第１の遮蔽マスク２１８と、開口２１９を有する第２の遮蔽マスク２２０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２１８及び２２０は、ｎ型の単結晶シリコン基板２０１の上に設置することにより、前記基板２０１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２０１の表面の前記第１の遮蔽マスク２１８の開口２１７の領域だけを、露出する。
第１の遮蔽マスク２１８の材質は、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２２０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２２０は、主として第１の遮蔽マスク２１８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。その材質は各種誘電体等が良い。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２０４及びｎ型アモルファスシリコン膜２０６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。
【００７０】
具体例として、第１及び第２の遮蔽マスク２１８及び２２０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２１７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２０１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２１７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２１８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２１９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２０１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２１７より一回り大きい方が良い。ここでは、開口２１７の短辺の寸法が上記のとおり、０．６ｍｍであるので、開口２１９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２２０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。
【００７１】
また、基板保持手段８は、図１５に示す形状を有する基板保持手段８ｄに代える。基板保持手段８ｄは、貫通孔２６ｄの開口周辺に階段状の座繰り２７ｄを有する。座繰り２７ｄの形状は、上述の第１及び第２の遮蔽マスク２１８、２２０外形寸法と略同じにする。
ただし、第１の遮蔽マスク２１８は、その開口２１７が、図１６に示すように、ストライプ状の開口２１４の長さ方向の端部で、点線で示すｎ型の単結晶シリコン基板２０１からオーバーハングした形になるように配置される。
【００７２】
次に、第２の遮蔽マスク２２０及び第１の遮蔽マスク２１８を、この順に、図１５に示す基板保持手段８ｄに載置する。その上に、受光面同士が接するように重ね合わされた開口２１４を有する２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１−ｂ、２０１を載置する。
次に、前記開口２１４を有する２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１−ｂ、２０１の上に、第１の遮蔽マスク２１８及び第２の遮蔽マスク２２０をこの順に載置する。
【００７３】
なお、この段階において、図１５に示す基板保持手段８ｄの座繰り２７ｄには、前記第２の遮蔽マスク２２０及び第１の遮蔽マスク２１８と、前記受光面同士が接するように重ね合わされた開口２１４を有する２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１−ｂ、２０１と、第１の遮蔽マスク２１８及び第２の遮蔽マスク２２０がこの順で載置されている。
【００７４】
次に、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法により、第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４、２０４−ｂを製膜する。そして、第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４、２０４−ｂの上に、前記重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法により、ｎ型アモルファスシリコン膜２０６、２０６−ｂを製膜する。
第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４、２０４−ｂと、ｎ型アモルファスシリコン膜２０６、２０６−ｂが形成された開口２１４を有する２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ｂの状況を、図１７に示す。
なお、図１７に示すように、開口２１４を有するｎ型の単結晶シリコン基板２０１の開口２１４の領域のみに、第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４及びｎ型アモルファスシリコン膜２０６をこの順に製膜できたのは、第１及び第２の遮蔽マスク２１８、２２０の遮蔽効果による。
【００７５】
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２１８の開口２１７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。
【００７６】
また、実際の応用において、開口２１４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２０４、２０４−ｂとｎ型アモルファスシリコン膜２０６、２０６−ｂ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２１４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。
【００７７】
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２０１の裏面側、即ち、第２のｉ型アモルファスシリコン膜２０４及びｎ型アモルファスシリコン膜２０６が形成された側を製膜面として配置する。そして、図１８に示すｐｎ接合領域のｐ型アモルファスシリコン膜２０７と、ｎ領域のｎ型アモルファスシリコン膜２０６の上に、所定のスパッタリング条件で透明導電膜２１３を形成する。
なお、透明導電膜２１３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２１３が形成された段階における太陽電池製造の状況を、断面図として、図１８に示す。
【００７８】
次に、図１９に示すように、ｐｎ接合領域とｎ領域の間にレーザビーム２２７を照射する。前記レーザビーム２２７の照射により、ｐｎ接合領域とｎ領域の間に絶縁溝２１２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２１２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２１２、即ち、レーザビーム２２７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２１２の断面図を図２０に示す。
絶縁溝２１２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２０９と、ｎ領域の第２の透明導電膜２０８は電気的に絶縁される。なお、第１の透明導電膜２０９は、絶縁溝２１２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２１３の部分をこのように呼ぶ。また、第２の透明導電膜２０８は、絶縁溝２１２で分離される前は透明導電膜２１３であったが、分離された後、ｎ領域にある透明導電膜２１３の部分をこのように呼ぶ。
なお、ここでは、絶縁溝２１２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。
【００７９】
次に、図２１に示すように、第１の透明導電膜２０９及び第２の透明導電膜２０８の上に、それぞれ、第１の集電電極２１１及び第２の集電電極２１０を形成する。第１の集電電極２１１及び第２の集電電極２１０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。
【００８０】
なお、第１の集電電極２１１及び第２の集電電極２１０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。
【００８１】
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８に示した構造を有するヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池を製造することが可能である。
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２１４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２１２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。
【００８２】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法であって、所要の薄膜をプラズマＣＶＤ法で形成する工程において、一面及び他面を有し、前記一面が薄膜を備えていない状態、あるいは、硬度の高い膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成されている２枚の被製膜基板を用意し、前記２枚の被製膜基板の反射防止膜が形成されている面が接するように重ね合わせ、前記２枚の被製膜基板の反射防止膜が形成されていない面を被製膜面にして、前記２枚の被製膜基板の被製膜面をプラズマＣＶＤ装置のプラズマに、同時に曝し、所要の薄膜を前記被製膜面に同時に製膜するようにしたことを特徴とする。
【００８３】
また、前記第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、一面にｉ型のアモルファス系シリコン膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のｉ型のアモルファス系シリコン膜が形成されていない他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれのｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、反射防止膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、前記第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの反射防止膜が形成された面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他方の面に、ｉ型のアモルファス系シリコン膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、前記第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの反射防止膜が形成された面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他方の面に、ｐ型のアモルファス系シリコン膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、前記第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの反射防止膜が形成された面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他方の面に、ｎ型のアモルファス系シリコン膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
【００８４】
即ち、以上説明したように、本発明よるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、重ねられた２枚の結晶系シリコン基板の両外側面に製膜可能なプラズマ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。
【００８５】
本発明の第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、プラズマＣＶＤ法を用いる製造工程において、重ねられた２枚の結晶系シリコン基板の外側に位置する２つの面に、同時に製膜する可能であることから、従来技術を用いる製造法に比べて、生産性が約２倍に向上する。
また、太陽電池の生産ラインを建設するに際し、本発明よる太陽電池の製造方法を活用することにより、従来のプラズマＣＶＤ装置を用いる方法に比べて、プラズマＣＶＤ装置の台数を約半分に減らすことが可能である。即ち、導入設備費用を大幅に低減することが可能である。
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も可能である。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て、かつ、従来装置に比べて約２倍の生産性を有するプラズマＣＶＤ装置を用いるので、製造コストの大幅な低減が図れるという、実用価値の高い製造方法である。
【００８６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法について、図２２ないし図２４を用いて説明する。そして、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の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２１も参照する。
各図において、本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の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２１に示す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。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。
【００８７】
第２の実施形態では、前記第１の実施形態の場合と同様に、図８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、重ねられた２枚の基板のそれぞれの外側の面に、所要の薄膜を製膜するために用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成及び製膜方法が異なることにある。
したがって、本発明の技術的思想の概念は、前記第１の実施形態の場合と同様である。即ち、本発明の第２の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、表面と裏面を有する結晶系シリコン基板の表面を受光面とし、前記裏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太陽電池の製造方法おいて、所要の薄膜をプラズマＣＶＤ法で製膜する際に、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、２枚の被製膜基板３５、３６を用意し、被製膜基板３５の一方の面３５−ａと被製膜基板３６の一方の面３６−ａが接するように重ね合わせ、被製膜基板３５の他方の面３５−ｂと被製膜基板３６の他方の面３６−ｂを被製膜面にして、プラズマＣＶＤ装置のプラズマに同時に曝し、両被製膜面３５−ｂ、３６−ｂに同時に製膜することを特徴とする。
【００８８】
先ず、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法の説明の前に、予め、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置について、説明する。
【００８９】
図２２は、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す模式図である。図２３は、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成部材である第１の非接地電極と第１のメッシュ型接地電極を示す模式図である。図２４は、第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置の構成部材である第１の非接地電極と第１のメッシュ型接地電極から成る一対の電極と、基板支持手段と、第２の非接地電極と第２のメッシュ型接地電極から成る一対の電極の位置関係を示す模式図である。
【００９０】
図２２〜図２４において、９０ａは第１のメッシュ型接地電極である。第１のメッシュ型接地電極９０ａは、メッシュ状のＳＵＳ材で第１の非接地電極２ａと略同じサイズに作製され、第１の非接地電極２ａに平行に配置される。そして、第１の非接地電極２ａと第１のメッシュ型接地電極でプラズマを生成する第３の一対の電極２ａ、９０ａを構成する。第１のメッシュ型接地電極９０ａは、端部支持棒９１ａ、９２ａで、反応容器１に固定されている。
なお、第１のメッシュ型接地電極９０ａのメッシュは、線径０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度、開口率４０％〜７０％程度、例えば、線径０．８ｍｍ、線間隔１．７４ｍｍ、開口率４６．９％のメッシュを選定する。なお、開口率が大きくなると、第３の一対の電極２ａ、９０ａ間のプラズマ生成に要する電力が増大する。また、開口率が小さくなると、メッシュを通り抜けるラジカルの拡散性が低減し、製膜速度が低下する。
第３の一対の電極２ａ、９０ａには、それぞれ、電力を受電する第３の給電点７０ａ及び第４の給電点７１ａが設けられる。第３の給電点７０ａ及び第４の給電点７１ａに、高周波電源１０、インピーダンス整合器１１、電力分配器５０、同軸ケーブル５１ａ、第３の平衡不平衡変換器５２ａ、同軸ケーブル５３ａ、５７ａ、真空用電力導入端子５４ａ、５８ａ、真空用同軸ケーブル５５ａ、５９ａ、及び導電体５６ａ、６０ａから成る電力供給手段から、電力が供給されると、図２３に示すように。プラズマ６５ａが生成される。
【００９１】
９０ｂは第２のメッシュ型接地電極である。第２のメッシュ型接地電極９０ｂは、メッシュ状のＳＵＳ材で第２の非接地電極２ｂと略同じサイズに作製され、第２の非接地電極２ｂに平行に配置される。そして、第２の非接地電極２ｂと第２のメッシュ型接地電極９０ｂでプラズマを生成する第４の一対の電極２ｂ、９０ｂを構成する。第２のメッシュ型接地電極９０ｂは、端部支持棒９１ｂ、９２ｂで、反応容器１に固定されている。
なお、第２のメッシュ型接地電極９０ｂのメッシュは、線径０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度、開口率４０％〜７０％程度、例えば、線径０．８ｍｍ、線間隔１．７４ｍｍ、開口率４６．９％のメッシュを選定する。なお、開口率が大きくなると、第４の一対の電極２ｂ、９０ｂ間のプラズマ生成に要する電力が増大する。また、開口率が小さくなると、メッシュを通り抜けるラジカルの拡散性が低減し、製膜速度が低下する。
第４の一対の電極２ｂ、９０ｂには、それぞれ、電力を受電する第５の給電点７０ｂ及び第６の給電点７１ｂが設けられる。第５の給電点７０ｂ及び第６の給電点７１ｂに、高周波電源１０、インピーダンス整合器１１、電力分配器５０、同軸ケーブル５１ｂ、第４の平衡不平衡変換器５２ｂ、同軸ケーブル５３ｂ、５７ｂ、真空用電力導入端子５４ｂ、５８ｂ、真空用同軸ケーブル５５ｂ、５９ｂ、及び導電体５６ｂ、６０ｂから成る電力供給手段から、電力が供給されると、図２３のプラズマ６５ａと同様のプラズマが生成される。
【００９２】
基板保持手段は、図１５に示す上記第１の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法の場合に用いた基板保持手段８ｄを用いる。
基板保持手段８ｄは、図２２及び図２４に示すように、第１のメッシュ型接地電極９０ａと第２のメッシュ型接地電極９０ｂの中間に配置される。基板保持手段８ｄと第１のメッシュ型接地電極９０ａとの間隔は３ｍｍ〜３０ｍｍ程度、例えば、１０ｍｍとする。また、基板保持手段８ｄと第２のメッシュ型接地電極９０ｂとの間隔は３ｍｍ〜３０ｍｍ程度、例えば、１０ｍｍとする。
【００９３】
原料ガスの供給及び排気は、第３の一対の電極２ａ、９０ａでは、それぞれ、第１の原料ガス噴出孔６ａ及び第１の排気孔４ａが用いられる。第４の一対の電極２ｂ、９０ｂでは、それぞれ、第２の原料ガス噴出孔６ｂ及び第２の排気孔４ｂが用いられる。
【００９４】
図２２及び図２４において、重ねられた２枚の被製膜基板３５、３６が基板保持手段８ｄに載置され、前記第３の一対の電極２ａ、９０ａ及び前記第４の一対の電極２ｂ、９０ｂに所定の原料ガスが供給され、例えば、シランガス（ＳｉＨ４）が供給され、前記電力供給手段から所定の電力が供給されると、第３の一対の電極２ａ、６０ａ及び第４の一対の電極２ｂ、９０ｂの間にそれぞれ、プラズマ６５ａ及びプラズマ６５ｂが生成する。
【００９５】
第３の一対の電極２ａ、９０ａ及び第４の一対の電極２ｂ、９０ｂの間にそれぞれ、プラズマ６５ａ及びプラズマ６５ｂが生成すると、原料ガスのシランガス（ＳｉＨ４）は分解され、ＳｉＨ３、ＳｉＨ２、ＳｉＨ、Ｓｉ及びＨ等になる。
この中で、ＳｉＨ３の濃度が圧倒的に高く、製膜に寄与することが、一般に知られている。また、ＳｉＨ３は拡散現象により移動することが、一般に知られている。濃度の高いＳｉＨ３は拡散現象により、図２４に示すように、拡散する。拡散によりＳｉＨ３は、矢印６６ａ、６６ｂで示すように移動する。その結果、第１のメッシュ型接地電極９０ａ及び第２のメッシュ型接地電極９０ｂの間を通り抜けて、前記重ねられた２枚の被製膜基板３５、３６の被製膜面３５ｂ、３６ｂに堆積し、ｉ型アモルファスシリコン膜を形成する。
なお、ＳｉＨ２、ＳｉＨ、Ｓｉ及びＨ等は、化学的反応性が高くＳｉＨ４と反応し高次シラン（パーテイクル、パウダーとも呼ばれる）を形成する。また、高次シラン（パーテイクル、パウダー）はガスの流れに沿って排出される。
【００９６】
なお、ｐ型のアモルファスシリコン膜を形成する場合は、原料ガスＳｉＨ４に、流量比で０．５％〜１％のジボラン（Ｂ２Ｈ６）を混入させる、と良い。
また、ｎ型のアモルファスシリコン膜を形成する場合は、原料ガスＳｉＨ４に、流量比で０．５％〜１％のホスフイン（ＰＨ３）を混入させる、と良い。
また、反射防止膜、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜を形成する場合は、原料ガス流量比をＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２＝１／３／１０程度を選ぶのが良い。
【００９７】
以上説明した図２２ないし図２４に示す構成を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて  製膜する方法を、ここでは、第２の重ねられた２枚の被製膜基板への両外側面製膜法と呼ぶ。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法について、説明する。
ここでは、図８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。
【００９９】
本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法の場合と同様に、結晶系シリコン基板であるｎ型の単結晶シリコン基板２０１を用意する。ｎ型の単結晶シリコン基板２０１の形状は、任意の形で良いが、ここでは、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２０１の表面２１５及び裏面２１６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２１５に公知のエッチング法を用いて、凹凸形状を作製する。
なお、ここでは、凹凸形状が形成された面を受光面と呼び、他方の面を裏面と呼ぶ。
次に、表面層のダメージを取り除いて、受光面に凹凸形状が形成されたｎ型の単結晶シリコン基板２０１を少なくとも２枚以上用意する。
ここで、凹凸形状のテクスチャ構造を有する２枚のｎ型の単結晶シリコン基板を２０１及び２０１−ｂとする。
次に、前記受光面に凹凸形状が形成されたｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ａの２枚を、それぞれの裏面同士が接するように重ね合わせて、図２２ないし図２４に示されたプラズマＣＶＤ装置の基板保持手段８ｄに、載置する。即ち、前記重ね合わされた２枚のｎ型の単結晶シリコン基板２０１、２０１−ａのそれぞれの受光面を被製膜面とする。
【０１００】
次に、前記本発明の第１の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法と同様の手順に従い、太陽電池を製造する。
ただし、アモルファス系シリコン膜の形成の工程では、図２２ないし図２４に示したプラズマＣＶＤ装置を用いる。
【０１０１】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、ヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法であって、所要の薄膜をプラズマＣＶＤ法で形成する工程において、一面及び他面を有し、前記一面が薄膜を備えていない状態、あるいは、硬度の高い膜を備えている状態にある結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板の前記一面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他面に、所要の薄膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、本発明の第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成されている２枚の被製膜基板を用意し、前記２枚の被製膜基板の反射防止膜が形成されている面が接するように重ね合わせ、前記２枚の被製膜基板の反射防止膜が形成されていない面を被製膜面として、前記２枚の被製膜基板の被製膜面をプラズマＣＶＤ装置のプラズマに、同時に曝し、所要の薄膜を前記被製膜面に同時に製膜するようにしたことを特徴とする。
【０１０２】
また、前記第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、一面にｉ型のアモルファス系シリコン膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のｉ型のアモルファス系シリコン膜が形成されていない他面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれのｉ型のアモルファス系シリコン膜の上に、反射防止膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、前記第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの反射防止膜が形成された面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他方の面に、ｉ型のアモルファス系シリコン膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、前記第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの反射防止膜が形成された面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他方の面に、ｐ型のアモルファス系シリコン膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
また、前記第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、反射防止膜が形成された結晶系シリコン基板を２枚用意し、前記２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの反射防止膜が形成された面同士が接するように重ね合わせ、前記重ね合わされた２枚の結晶系シリコン基板のそれぞれの他方の面に、ｎ型のアモルファス系シリコン膜を製膜するようにしたことを特徴とする。
【０１０３】
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、重ねられた２枚の結晶系シリコン基板の両外側面に製膜可能なプラズマ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。
【０１０４】
本発明の第２の実施形態におけるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、プラズマＣＶＤ法を用いる製造工程において、重ねられた２枚の結晶系シリコン基板の外側に位置する２つの面に、同時に製膜可能であることから、従来技術を用いる製造法に比べて、生産性が約２倍に向上する。また、太陽電池の生産ラインを建設するに際し、本発明よる太陽電池の製造方法を活用することにより、従来のプラズマＣＶＤ装置を用いる方法に比べて、プラズマＣＶＤ装置の台数を約半分に減らすことが可能である。即ち、導入設備費用を大幅に低減することが可能である。
【０１０５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法について説明する。
本発明の第３の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、第２の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法で用いたメッシュ型の接地電極を格子状の形をした接地電極に代えた構造を有するプラズマＣＶＤ装置を用いる。
本発明の第３の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法は、前記格子状の形をした接地電極を有するプラズマＣＶＤ装置を用いることにより、第２の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法の場合と同様の手順に従い、太陽電池を製造する。
【０１０６】
なお、本発明のヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法に用いられるプラズマＣＶＤ装置は、前記格子状の形をした接地電極を有するプラズマＣＶＤ装置や本発明の第１及び第２の実施形態に係わるヘテロ接合バックコンタクト型の太陽電池の製造方法で用いたプラズマＣＶＤ装置以外のプラズマＣＶＤ装置であっても、重ねられた２枚の基板のそれぞれの外側の面に、所要の薄膜を製膜することができる装置であれば良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１・・・反応容器、
２・・・非接地電極２、
３・・・接地電極３、
４ａ、４ｂ・・・排気孔、
６ａ、６ｂ・・・原料ガス噴出孔、
７・・・基板保持手段を保持する基板棚、
８、８ｄ・・・基板保持手段、
１０・・・高周波電源、
１１・・・インピーダンス整合器、
１２・・・電力分配器、
１４ａ、１４ｂ・・・真空用同軸型電流導入端子、
２２・・・基板、
３５、３６・・・被製膜基板、
３５ａ、３６ａ・・・被製膜基板の一方の面
３５ｂ、３６ｂ・・・被製膜基板の他方の面、被製膜面
２０１・・・ｎ型の単結晶シリコン基板、
２０２、２０２−ｂ・・・ｉ型アモルファスシリコン膜、
２０３、２０３−ｂ・・・光反射防止膜、
２０４、２０４−ｂ・・・第２のｉ型アモルファスシリコン膜、
２０５、２０５−ｂ・・・第１のｉ型アモルファスシリコン膜、
２０６、２０６−ｂ・・・ｎ型アモルファスシリコン膜、
２０７、２０７−ｂ・・・ｐ型アモルファスシリコン膜、
２０８・・・第２の透明導電膜、
２０９・・・第１の透明導電膜、
２１０・・・第２の集電電極、
２１１・・・第１の集電電極、
２１２・・・絶縁溝、
２１３・・・透明導電膜、
２１４・・・開口、
２１５、２１５−ｂ・・・ｎ型の単結晶シリコン基板の表面、
２１６、２１６−・・・ｎ型の単結晶シリコン基板の裏面、
２１７・・・第１の遮蔽マスクの開口、
２１８・・・第１の遮蔽マスク、
２１９・・・第２の遮蔽マスクの開口、
２２０・・・第２の遮蔽マスク、
２２７・・・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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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