(57)【要約】      （修正有）【課題】効率が向上した太陽電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１１０、エミッタ部１２０、第１反射防止膜１３０、複数の第１電極１４０、背面電界部１７０、第２反射防止膜１３２と、複数の第２電極１５０を備える。太陽電池の製造方法は、半導体基板１１０に電極ペーストを塗布する段階と、光焼結装置を用いて、電極ペーストを焼結して第１電極１４０と第２電極１５０を形成する段階を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に、微細金属粒子、バインダー及び溶媒剤を含む電極ペーストを塗布する段階と、
光焼結装置を用いて前記電極ペーストを焼結して電極を形成する段階を含み、
前記電極ペーストを焼結して電極を形成する段階は、
前記電極ペーストに含まれた前記溶媒剤を蒸発させる第１蒸発段階と、
パルス形態の白色光を照射して前記電極ペーストに含まれた前記バインダーを蒸発させるために前記光焼結装置を用いる第２蒸発段階と、
前記微細金属粒子を焼結して電極を形成する段階と、を含み、
前記第１蒸発段階及び前記第２蒸発段階の温度が互いに異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記微細金属粒子の含有量は、前記バインダーと前記溶媒剤を合わせた含有量より大きく、前記バインダーの含有量は、前記溶媒剤の含有量より大きい、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記微細金属粒子の含有量は、５０〜８０重量％である、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記バインダーの含有量は、１５〜４０重量％である、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記溶媒剤の含有量は、５〜４０重量％である、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記微細金属粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｕ-ＮｉまたはＣｕ-Ａｇの内、少なくとも一つの導電性物質を含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記微細金属粒子は、マイクロまたはナノサイズの粉末形態である、請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記パルス形態の白色光は、キセノンフラッシュランプ（Xenon Flash Lamp）を介して形成される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２蒸発段階は、５００℃以下の温度で行われる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１蒸発段階の蒸発温度は少なくとも８０℃である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第２蒸発段階の蒸発温度は１００℃以上である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記キセノンフラッシュランプの照射時間は０．１ｍｓ〜１０ｍｓである、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記キセノンフラッシュランプのエネルギーは、１Ｊ/ｃｍ２〜１００Ｊ/ｃｍ２である、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記電極ペーストは、インクジェット印刷、スクリーン印刷、またはスピンコーティング方法によって塗布される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記光焼結装置は、
前記電極ペーストに前記パルス形態の白色光を出力し、前記パルス形態の白色光の照射を介して前記電極ペーストを焼結する光出力部を含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記光出力部は、
キセノンフラッシュランプの上部に配置され、前記キセノンフラッシュランプから前記半導体基板の反対方向に出力される前記パルス形態の白色光に対して前記半導体基板の方向に出力されるように光経路を変更する反射板と、
前記キセノンフラッシュランプの下部に配置され、既設定された波長帯域を有する前記パルス形態の白色光をフィルタリングする光波長フィルタと、
前記光波長フィルタの下部に配置されて、前記パルス形態の白色光が前記電極ペーストに照射することができるように、前記パルス形態の白色光の位置を調節する光誘導部と、
前記キセノンフラッシュランプの冷却のために冷却通路を介して冷却水を前記キセノンフラッシュランプに供給する冷却部を含む、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記光焼結装置は、
前記光出力部の下部に配置されて、前記半導体基板を一方向に移送させる移送部をさらに含む、請求項１５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、太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代産業をリードしている半導体、ディスプレイ、太陽電池、エルイディなどの産業分野においては、ガラス基板またはシリコン基板などの表面に非常に微細な電子パターンを形成し、これを用いて、さまざまな機能を実現する構造を有する。
【０００３】
ところで、近年では、このような産業分野において電子のパターンを硬く、重いガラス基板などに形成するのではなく、軽く、曲げることができるポリマーまたはプラスチック基板または紙などに形成する方向に転換する必要性が強く台頭しており、これを実現しようとする様々な試みがなされている。
【０００４】
このようにフレキシブル（flexible）な基板または紙などに電子パターンを形成する方法としては、基板上にパターンを印刷する方法で形成した後、これを焼結して、電子パターンを形成する方法が提示されている。このように低温で電子パターンを焼結しながらも、大面積基板に適用することができる技術として、白色光が使用提案されている。
【０００５】
また、白色光を照射して、特定の被処理物を迅速かつ正確に乾燥するなどの分野でも白色光照射装置の使用が提案されている。したがって、様々な分野で使用することができる白色光照射装置の開発が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、効率が向上した太陽電池及びそ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】
【０００７】
本発明の実施の形態によれば、太陽電池モジュールの製造方法は、半導体基板に電極ペーストを塗布する段階と、光焼結装置を用いて、電極ペーストを焼結して電極を形成する段階を含み、電極ペーストを焼結する段階は、電極ペーストに含まれた溶媒剤を蒸発させる第１蒸発段階と、パルス形態の白色光を照射して電極ペーストに含まれた前記バインダーを蒸発させる第２蒸発段階と、微細金属粒子を焼結して電極に形成する段階を含むことができる。
【０００８】
この時、パルス形態の白色光は、キセノンフラッシュランプ（Xenon Flash Lamp）を介して形成されることが望ましい。
【０００９】
また、電極ペーストは、バインダーと、前記溶媒剤を合わせた含有量より大きい微細金属粒子と、溶媒剤の含有量より大きいバインダーを含み、微細金属粒子は、Ｃｕ、Ｃｕ-ＮｉまたはＣｕ-Ａｇの内、少なくとも一つの導電性物質からなることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る太陽電池は、スズ（Ｓｎ）が含まれた微細金属粒子にキセノンフラッシュランプを用いて光を照射することで、微細金属粒子を短時間で、損傷せずに焼結して電極を形成することができる。これに、微細金属粒子の酸化現象の発生を防止することができる。
【００１１】
そして、スズ（Ｓｎ）が含まれた金属粒子を用いて電極を形成することにより、接着力の低下なしに、太陽電池の製造コストを節減することができる。これにより、太陽電池の効率をさらに増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る太陽電池の一例を説明するための図である。
【図２】図１に示した太陽電池をA-A線に沿って切断して示した概略図である。
【図３Ａ】光焼結装置の構成を示す図である。
【図３Ｂ】光焼結装置の構成を示す図である。
【図４】ランプから発生したパルス形態の白色光の照射条件に使用されたパラメータを示すグラフである。
【図５Ａ】図１及び図２に示された太陽電池の製造方法を順次に示した図である。
【図５Ｂ】図１に示した太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図５Ｃ】図１に示した太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図６Ａ】図３Ａ及び図３Ｂに示した光焼結装置を用いた光焼結方法を順次に示す図である。
【図６Ｂ】図３Ａ及び図３Ｂに示した光焼結装置を用いた光焼結方法を順次に示す図である。
【図６Ｃ】図３Ａ及び図３Ｂに示した光焼結装置を用いた光焼結方法を順次に示す図である。
【図６Ｄ】図３Ａ及び図３Ｂに示した光焼結装置を用いた光焼結方法を順次に示す図である。
【図７】図１及び図２に示された背面電界部の他の一例を説明するための図である。
【図８】本発明が適用される太陽電池の他の一例を説明するための図である。
【図９】本発明が適用される太陽電池の他の一例を説明するための図である。
【図１０】本発明が適用される太陽電池の他の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施の形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ多様な形態に具現されることができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を介して類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。
【００１４】
図において多くの層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、基板などの部分が他の部分「上に」あると言う時、これは他の部分「真上に」ある場合だけではなくその中間に他の部分がある場合も含む。反対に何れの部分が他の部分「真上に」あると言う時には中間に他の部分がないことを意味する。また何れの部分が他の部分上に“全体的”に形成されていると言う時には他の部分の全体面（また全面 ）に形成されていることだけではなく端の一部には形成されないことを意味する。
【００１５】
以下において、前面とは、直射光が入射される半導体基板の一面で有り得、背面とは、直射光が入射されないか、直射光ではなく、反射光が入射することができる半導体基板の反対面で有り得る。
【００１６】
さらに、以下の説明で、２つの異なる構成要素の長さや幅が同じであるということは、１０％の誤差範囲 内で互いに同じことを意味する。
【００１７】
それでは添付した図面を参照にして本発明の実施の形態に係る太陽電池について説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る太陽電池の一例を説明するための図であり、図２は図１に示した太陽電池をＡ−Ａ線に沿って切断して示した概略図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、一例に係る太陽電池１０は、半導体基板１１０、エミッタ部１２０、第１反射防止膜１３０、複数の第１電極１４０、背面電界部（back surface field、ＢＳＦ）１７０、第２反射防止膜１３２と、複数の第２電極１５０を備えることができる。
【００２０】
一例に係る太陽電池１０は、半導体基板１１０の第１面及び第２面を介して光がそれぞれ入射される両面受光型太陽電池として、第１面及び第２面を介して入射された光を用いて電流を生成することができる。
【００２１】
ここで、第１及び第２反射防止膜（１３０、１３２）、背面電界部１７０は省略されることもあるが、第１及び第２反射防止膜（１３０、１３２）、背面電界部１７０がある場合、太陽電池の効率がさらに向上するため、以下では、第１及び第２反射防止膜（１３０、１３２）、背面電界部１７０が含まれることを一例として説明する。
【００２２】
半導体基板１１０は、第１面（以下、「前面」という）と第２面（以下、「背面」という）を含み、前面（front surface）と背面（back surface）は、互いに反対側に位置する。
【００２３】
半導体基板１１０は、第１導電型、例えば、ｎ型導電型を有することができ、このような半導体基板１１０は、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは非晶質シリコンの内、いずれか１つで形成することができる。一例として、半導体基板１１０は、結晶質シリコンウエハに形成することができる。
【００２４】
半導体基板１１０がｎ型の導電型を有する場合、りん（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングすることができる。しかし、これと違って、半導体基板１１０は、ｐ型導電型で有り得る、半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のような３価元素の不純物が半導体基板１１０にドーピングすることができる。
【００２５】
このような半導体基板１１０の前面と背面での光の反射度を減少させ、光の吸収率を増加させるために、半導体基板１１０の前面と背面の内、少なくとも一面は、複数の凹凸面を有することができる。便宜上、図１及び図２の半導体基板１１０の端の部分だけを凹凸面に図示して、その上に位置するエミッタ部１２０もまた、その端の部分だけを凹凸面に示す。しかし、実質的に半導体基板１１０の前面全体が凹凸面を有しており、これにより、半導体基板１１０の前面上に位置したエミッタ部１２０もまた凹凸面を有する。
【００２６】
例えば、複数の凹凸を有している半導体基板１１０の前面の方向に入射される光は、エミッタ部１２０と、半導体基板１１０の表面に形成された複数の凹凸により、複数回の反射動作が発生しながら、半導体基板１１０の内部に入射される。これにより、半導体基板１１０の前面から反射される光の量が減少して、半導体基板１１０の内部に入射される光の量が増加する。また、凹凸表面のために、光が入射される半導体基板１１０とエミッタ部１２０の表面積が増加し、半導体基板１１０に入射される光の量もまた増加する。
【００２７】
図１及び図２に示すようにエミッタ部１２０は、第１導電型の半導体基板１１０の前面に形成され、第１導電型と反対の第２導電型、例えば、 ｐ型の導電型の不純物が半導体基板１１０にドーピングされた領域に、半導体基板１１０の前面の内部に位置することができる。したがって、第２導電型のエミッタ部１２０は、半導体基板１１０の内、第１導電型の部分と、ｐ-ｎ接合を形成する。
【００２８】
このような半導体基板１１０に入射された光によって生成されたキャリア、即ち、電子−正孔対は、半導体基板１１０とエミッタ部１２０の間のｐ−ｎ接合により電子と正孔に分離され、電子はｎ型半導体の方向に移動し、正孔はｐ型反動滝の方向に移動することができる。したがって、半導体基板１１０がｎ型であり、エミッタ部１２０は、ｐ型である場合、分離された電子は、半導体基板１１０に移動し、分離された正孔は、エミッタ部１２０へ移動することができる。
【００２９】
エミッタ部１２０は、半導体基板１１０、すなわち、半導体基板１１０の第１導電性部分とｐ-ｎ接合を形成するので、本実施の形態とは異なり、半導体基板１１０がｐ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２０は、ｎ型の導電型を有することができる。この場合、分離された正孔は、半導体基板１１０背面の方向に移動し、分離された電子は、エミッタ部１２０の方向に移動することができる。
【００３０】
エミッタ部１２０がｐ型の導電型を有する場合、３価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングして形成することができ、逆にｎ型の導電型を有する場合、エミッタ部１２０は、５価元素の不純物を半導体基板１１０にドーピングして形成することができる。
【００３１】
図１及び図２に示すように、第１反射防止膜１３０は、半導体基板１１０の前面に位置し、エミッタ部１２０が半導体基板１１０の前面に位置する場合、第１反射防止膜１３０は、エミッタ部１２０の上部に位置することができる。
【００３２】
このような第１反射防止膜１３０は、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）及びシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）の内、少なくとも1つで形成することができる。
【００３３】
第１反射防止膜１３０は、太陽電池１０に入射される光の反射度を低減し、特定の波長領域の選択性を増加させ、太陽電池１０の効率を高める。
【００３４】
このような第１反射防止膜１３０は、半導体基板１１０が凹凸表面を有する場合、半導体基板１１０と同様に、複数の凹凸を備えた凹凸面を有するようになる。
【００３５】
本実施の形態において、第１反射防止膜１３０は、単一膜の構造を有するが、２重膜のような多層膜構造を有することができ、このようにすることにより、第１反射防止膜１３０のパッシベーション機能をさらに強化することができ、太陽電池の光電効率をさらに向上させることができる。一方、必要に応じて、第１反射防止膜１３０は、省略することができる。
【００３６】
このような第１反射防止膜１３０は、プラズマエンハンスト気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ、plasma enhanced chemical vapor deposition）または化学的気相蒸着法（ＣＶＤ、chemical vapor deposition）のような、様々な膜形成方法を用いて、半導体基板１１０の全面に形成することができる。
【００３７】
図１及び図２に示すように、背面電界部１７０は、半導体基板１１０の前面の反対面である背面に位置することができ、半導体基板１１０と同じ導電型の不純物が半導体基板１１０より高濃度にドーピングされた領域、例えば、Ｎ+領域である。
【００３８】
このような半導体基板１１０の第１導電領域と背面電界部１７０との間の不純物濃度の違いにより電位障壁が形成され、これにより、正孔の移動方向である背面電界部１７０の方向に電子移動を妨害する一方、背面電界部１７０の方向への正孔の移動を容易にする。したがって、半導体基板１１０の背面とその付近で電子と正孔の再結合により損実される電荷の量を減少させ、所望する電荷（例えば、正孔）の移動を加速させ、第２電極１５０への電荷移動量を増加させる。
【００３９】
図１及び図２に示すように、第２反射防止膜１３２は、半導体基板１１０の前面の反対面である背面に位置することができ、背面電界部１７０が半導体基板１１０の背面に位置する場合、第２反射防止膜１３２は、背面電界部１７０の上部に位置することができる。このとき、第２反射防止膜１３２は、半導体基板１１０の背面に入射される光の反射を最小化することができる。
【００４０】
このような第２反射防止膜１３２は、アルミニウム酸化膜（ＡｌＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）とシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）の内、少なくとも1つで形成することができる。このとき、第２反射防止膜１３２は、第１反射防止膜１３０と同じ物質で形成されたり、異なる物質で形成することができる。
【００４１】
そして、第２反射防止膜１３２は、第１反射防止膜１３０と同じ形成方法で形成されるか、または異なる形成方法で形成することができる。
【００４２】
一方、示さなかったが、第１反射防止膜１３０とエミッタ部１２０の間及び第２反射防止膜１３２と背面電界部１７０の間には保護膜（passivation layer）をさらに形成することができる。保護膜は、非晶質半導体で形成することができる。例えば、保護膜は、水素化された真性非晶質シリコン（intrinsic amorphous silicon、ｉ-ａ-Ｓｉ：Ｈ）で形成することができる。保護膜は、保護膜に含有された水素（Ｈ）を用いて、基板１１０の表面及びその付近に主に存在するダングリングボンド（dangling bond）のような欠陥（defect）を安定結合に変えて欠陥によって基板１１０の表面の方向に移動した電荷が消滅することを減少させるパッシベーション機能（passivation function）を実行して、欠陥によって基板１１０の表面及びその付近で失われる電荷の量を減少させる。これにより、基板１１０の前後面に位置する保護膜によって欠陥によって基板１１０の表面及びその付近で失われる電荷の量が減少することにより、太陽電池の効率を増加させることができる。
【００４３】
図１及び図２に示すように、複数の第１電極１４０は、半導体基板１１０の前面の上に互いに離隔して位置し、それぞれが第１方向（ｘ）に長く伸びて位置することができる。このように、半導体基板１１０の前面に互いに離隔され第１方向（ｘ）に長く伸びて位置する電極を前面フィンガーと命名することができる。
【００４４】
このとき、複数の第１電極１４０は、第１反射防止膜１３０を通過して、半導体基板１１０の前面に位置するエミッタ部１２０と電気的及び物理的に接続することができる。つまり、第１電極１４０は、第１反射防止膜１３０が位置しない領域のエミッタ部１２０上に位置することができる。
【００４５】
これにより、複数の第１電極１４０は、銅（Ｃｕ）のような少なくとも一つの導電性物質からなり、エミッタ部１２０の方向に移動した電荷、例えば、正孔を収集することができる。
【００４６】
図１及び図２に示すように、複数の第２電極１５０は、半導体基板１１０の背面に互いに離隔して位置し、それぞれが第１方向（ｘ）に長く伸びて位置することができる。このように、半導体基板１１０の背面に互いに離隔され第１方向（ｘ）に長く伸びて位置する電極を背面フィンガーと命名することができる。第２電極１５０は、半導体基板１１０を中心に、第1電極１４０と対応して対向するところに位置することができる。これにより、第１電極１４０と第２電極１５０の数は、同一に形成されることができるが、これに限定されない。
【００４７】
複数の第２電極１５０は、第２反射防止膜１３２を通過して、半導体基板１１０の背面に位置する背面電界部１７０と電気的及び物理的に接続することができる。つまり、第２電極１５０は、第２反射防止膜１３２が位置しない領域の背面電界部１７０に位置することができる。
【００４８】
これにより、複数の第２電極１５０は、銅（Ｃｕ）のような少なくとも一つの導電性物質で構成され、背面電界部１７０の方向から移動する電荷、例えば電荷を収集することができる。
【００４９】
一方、両面受光型太陽電池の場合、半導体基板１１０の前面を介して入射される光の量が背面を介して入射される光の量に比べて多いので、背面には、第１電極１４０に比べてより多くの数の第２電極１５０が形成されることができる。この場合、第２電極１５０との間の間隔、すなわちピッチ（pitch）は、第１電極１４０との間の間隔より小さいことができる。
【００５０】
図３Ａ及び図３Ｂは、光焼結装置の構成を示す図であり、図４は、ランプから発生したパルス形態の白色光の照射条件に使用されたパラメータを示すグラフである。
【００５１】
本実施の形態において、第１電極１４０と第２電極１５０は、光焼結装置２０を用いて形成することができる。
【００５２】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、光焼結装置２０は、光出力部２００、電源部（図示せず）、蓄電部（図示せず）、及び移送部２２０を含むことができる。
【００５３】
光出力部２００は、ランプ２０１、反射板２０２、光波長フィルタ２０３、光誘導部２０４と冷却部２０５からなることができる。
【００５４】
このような光出力部２００は、移送部２２０の上部に配置され、電源部からの電圧と電流の入力を受け、蓄電部から集積された電荷の印加を受け、アークプラズマを生成すると半導体基板１１０の表面にパルス形態の白色光を出力し、パルス形態の白色光の照射を介して電極ペーストを焼結して電極を形成することができる。
【００５５】
まず、図３Ｂに示すように、ランプ２０１は、キセノンフラッシュランプ（Xenon Flash Lamp）を使用し、白色光を面の形で調査することが望ましい。
【００５６】
キセノンフラッシュランプは、シリンダ形状の密封された石英管の中に注入されたキセノンガスを含む構成からなる。このようなキセノンガスは、入力を受けた電気エネルギーから光エネルギーを出力して、５０％を超えるエネルギー変換率を有する。また、キセノンフラッシュランプは、内部両側に陽極と陰極の形成のためにタングステンなどの金属電極が形成される。このような構成からなるランプ２０１に電源部から発生した高電源及び電流の印加を受けると、内部に注入されたキセノンガスがイオン化され、陽極と陰極の間にスパーク（SPARC）が発生する。この時、蓄電部で集積された電荷が印加されると、ランプ２０１の内部で発生したスパークを介して、約１０００Ａの電流が１ｍｓ乃至１０ｍｓの間に流れながら、ランプ２０１内部には、アークプラズマ形状が発生し、強い強さの光が発生する。ここで発生した光は、１６０ｎｍ乃至２．５ｍｍの間の紫外線から赤外線までの広い波長帯域の光のスペクトルを内蔵しているため、白色光に見える。
【００５７】
本実施の形態においては、キセノンスプラッシュランプを記載したが、このような目的を達成することができるランプであれば、どのような種類を使用しても構わない。
【００５８】
この時、ランプ２０１を用いた照射条件は、図４に示すように、光を照射するランプ２０１のエネルギー（Total Energy、Ｅ）、パルプ幅（Pulse Width、Ｗ）、パルス数（Pulse Number、Ｎ）とパルスギャップ（Pulse Gap、Ｇ）などのようなパラメータ（parameter）で調節することができる。ここで、ランプ２０１は、キセノンフラッシュランプであることが望ましい。
【００５９】
本実施の形態においては、ランプ２０１のエネルギー（Ｅ）は、約１Ｊ/ｃｍ２〜１００Ｊ/ｃｍ２であり、さらに好ましくは約１Ｊ/ｃｍ２〜５０Ｊ/ｃｍ２で有り得る。
【００６０】
ランプ２０１のエネルギー（Ｅ）が１Ｊ/ｃｍ２未満の場合には、電極ペーストの焼結が円滑でないことがあり、エネルギー（Ｅ）が１００Ｊ/ｃｍ２を超える場合には、光焼結装置２０に過負荷がかかるおそれがある。
【００６１】
また、ランプ２０１パルス幅（Ｗ）は、焼結段階の効率性を考慮すると、０．１ｍｓ〜５０ｍｓであることが好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｓ〜２０ｍｓで有り得る。
【００６２】
また、ランプ２０１のパルス数（Ｎ）は、焼結段階の効率を考慮すると、１回〜１００回であることが好ましく、さらに好ましくは１回〜５０回で有り得る。
【００６３】
ランプ２０１のパルス数（Ｎ）が３回以上の場合、キセノンフラッシュランプのパルスギャップは、焼結段階の効率性と光焼結装置の寿命の影響などを考慮すると、１ｍｓ〜１００ｍｓであることが望ましく、さらに好ましくは５ｍｓ〜５０ｍｓで有り得る。
【００６４】
また、図３Ｂに示すように反射板２０２は、ランプ２０１の上部に配置され、ランプ２０１から半導体基板１１０の反対方向に出力されるパルスの形の白色光に対して半導体基板１１０の方向に出力されるように光経路を変更することができる。つまり、ランプ２０１から上部に照射される光を下方の方向に出力するようにする装置である。
【００６５】
また、図３Ｂに示すように光波長フィルタ２０３は、ランプ２０１の下部に配置されて、既設定された波長帯域を有する極超短波、白色光をフィルタリングする。特に、キセノンフラッシュランプを使用するランプ２０１から照射される紫外線光がポリマー材質からなる半導体基板１１０を損傷させることがあるため、紫外線帯域の光を遮断しなければならず、半導体基板１１０の種類に応じて照射される光の波長帯域を選択的に遮断することができる。
【００６６】
また、図３Ｂに示すように、光誘導部２０４は、光波長フィルタ２０３の下部に配置され、パルス形態の白色光が半導体基板１１０に照射できるように、パルスの形の白色光の位置を調節することができる。
【００６７】
そして、図３Ｂに示すように、冷却部２０５は、ランプ２０１の表面温度を下げるために冷却水を冷却通路（図示せず）を介してランプ２０１に供給することができる。ランプ２０１の表面温度が、光出力の中には１２００Ｋ乃至１５００Ｋまで上昇することができるから、ランプ２０１を冷却して過熱現象を防止することができる。
【００６８】
電源部は、電圧と電流を発生し、発生した電圧と電流を光出力部２００に渡すことができる。
【００６９】
蓄電部は電荷を集積及び貯蔵して光出力部２００のランプ２０１の両電極間にスパークが発生した場合、貯蔵された電荷をランプ２０１に渡すことができる。
【００７０】
図３Ｂに示すように移送部２２０は、コンベアのベルトのように、光出力部１１０の下部に配置されて、半導体基板２００を一方向に移送することができる。この時、移送部２２０は、半導体基板１１０を加熱させるための加熱板（図示せず）または半導体基板１１０を冷却するための冷却板（図示せず）をさらに含むことができる。
【００７１】
このように、半導体基板１１０を加熱板を介してさらに加熱する場合には、少ない極短派白光エネルギーでも焼結を行うことができ、だけでなく、ランプ２０１の寿命もまた延長させることができる。また、半導体基板１１０を冷却板を介してさらに冷却させる場合には、半導体基板１１０の損傷を防止することができる。
【００７２】
このような構成の両面受光型太陽電池において、太陽電池１０で照射された光がエミッタ部１２０と背面電界部１７０を介して、半導体基板１１０に入射されると、半導体基板１１０に入射された光エネルギーによって電子-正孔の対が発生する。この時、半導体基板１１０の前面（front surface）及び/または背面（back surface）がテクスチャリングされているので、半導体基板１１０の前面（front surface）と背面（back surface）での光反射度が減少し、テクスチャリングされた表面から入射と反射動作が行われ、太陽電池１０の内部に光が閉じ込められるので、光の吸収率が増加して、両面受光型太陽電池の効率が向上する。
【００７３】
これに加えて、第１反射防止膜１３０及び第２反射防止膜１３２によって半導体基板１１０に入射される光の反射損失が減って、半導体基板１１０に入射される光の量はさらに増加する。
【００７４】
これらの電子-正孔対は、半導体基板１１０とエミッタ部１２０のｐ-ｎ接合によって互いに分離され、電子はｎ型の導電型を有する半導体基板１１０の背面の方向に移動し、正孔はｐ型の導電型を有するエミッタ部１２０の方向に移動する。この時、半導体基板１１０は、ｎ型の導電型を有し、エミッタ部１２０は、ｐ型の導電型を有することができる。
【００７５】
このように、半導体基板１１０の方向に移動した電子は、背面電界部１７０を介して第２電極１５０に移動し、エミッタ部１２０の方向に移動した正孔は、第１電極１４０に移動する。このような第１電極１４０と第２電極１５０を導線に接続すると、電流が流れるようになり、これを外部から電力として利用することになる。
【００７６】
図５Ａ〜図５Ｃは、図１及び図２に示した太陽電池の製造方法を順次に示した図であり、図６Ａ〜図６Ｄは、図３Ａ及び図３Ｂに示した光焼結装置を用いた光焼結方法を順次に示す図である。
【００７７】
以下、図５Ａ〜図５Ｃと図６Ａ〜図６Ｄを参照して、本発明の一例に係る太陽電池の製造方法を説明する。
【００７８】
まず、半導体基板１１０の前面と背面をテクスチャリング表面に形成し、半導体基板１１０の前面には、エミッタ部１２０を形成し、半導体基板１１０の背面には、背面電界部１７０を形成する。
【００７９】
具体的には、ｎ型の半導体基板１１０にホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）のような３価元素の不純物を含む物質、例えば、Ｂ2Ｈ6を高温で熱処理して、３価元素の不純物を半導体基板１１０に拡散させ、半導体基板１１０の前面にｐ型のエミッタ部１２０を形成する。
【００８０】
本実施の形態とは異なり、半導体基板１１０の導電型がｐ型である場合、りん（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのように５価元素の不純物を含む物質、例えば、ＰＯＣｌ３やＨ３ＰＯ４などを高温で熱処理して、５価元素の不純物を半導体基板１１０に拡散させ、半導体基板１１０の前面にｎ型のエミッタ部１２０を形成することができる。
【００８１】
その次に、ｎ型不純物またはｐ型不純物が半導体基板１１０の内部に拡散されることによって生成されたりん（Ｐ）、を含む酸化物（phosphorous silicate glass、ＰＳＧ）やホウ素を含む酸化物（boron silicate glass、ＢＳＧ）をエッチング工程を介して除去する。
【００８２】
このとき、半導体基板１１０の前面と背面は、ウェットエッチング工程またはプラズマを用いたドライエッチング工程を用いて、半導体基板１１０の両側表面がテクスチャリング表面にそれぞれ形成される。これにより、エミッタ部１２０は、半導体基板１１０のテクスチャリング表面形状に影響を受け凹凸面を有する。
【００８３】
次に、熱拡散法（thermal diffusion method）を用いて、半導体基板１１０の背面に背面電界部１７０を形成する。
【００８４】
具体的には、熱拡散法を用いる場合、背面電界部１７０は、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などのような３価元素の不純物を含む物質、例えば、ＢＢｒ３を予め蒸着（predeposition）して、予め蒸着された３価元素の不純物を拡散（drive-in）させることにより、形成することができる。
【００８５】
背面電界部１７０は、図１及び図２に示すように、半導体基板１１０の背面全面に形成することができるが、第２電極１５０と対応する位置にのみ局部的に形成することも可能である。
【００８６】
図７に示すように、第２電極１５０と対応する位置にのみ局部的に形成される背面電界部１７０は、第３価元素の不純物を背面電界部の形成領域にのみ蒸着した後、拡散工程を実施することにより、形成することができる。
【００８７】
一方、このようなエミッタ部１２０と背面電界部１７０は、レーザードーピング（laser doping）を用いた工程、レーザーパターニング（laser patterning）とレーザードーピングを用いた工程、または拡散防止膜を用いた工程などを介して形成されることができる。
【００８８】
次に、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法のような様々な膜形成方法を用いて、半導体基板１１０の前面と背面に第１反射防止膜１３０及び第２反射防止膜１３２をそれぞれ形成する。第１反射防止膜１３０及び第２反射防止膜１３２は、同一の物質で形成されたり、互いに異なる物質で形成することができる。また、第１反射防止膜１３０及び第２反射防止膜１３２は、単一膜構造または多層膜構造で、互いに同一するか異なって形成することができる。
【００８９】
一方、第１反射防止膜１３０とエミッタ部１２０の間及び第２反射防止膜１３２と背面電界部１７０の間には保護膜（passivation layer）をさらに形成することができる。
【００９０】
次に、半導体基板１１０の前後面に第１及び第２の反射防止膜（１３０、１３２）を含む太陽電池１０を光焼結装置２０の移送部２２０上に位置させる。
【００９１】
次に、図５Ａに示すように、半導体基板１１０の前面に第1方向に 第１電極ペースト１４０ａを塗布する。このような第１電極ペースト１４０ａは、インクジェット印刷、スクリーン印刷、またはスピンコーティング方法のような、様々な電極ペースト塗布方法を用いて、半導体基板１１０の前面に形成することができる。
【００９２】
具体的に、図６Ａが示すように、第１電極ペースト１４０ａは、微細金属粒子１、バインダー２、ソルベント（solvent）３で行うことができる。この時、第１電極ペースト１４０ａは、未焼結状態である。
【００９３】
微細金属粒子１は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ-ＮｉまたはＣｕ-Ａｇの内、少なくとも一つの導性物質からなり、マイクロまたはナノサイズの粉末形態で有り得る。
【００９４】
第１電極ペースト１４０ａは、約５０〜８０重量％を有する微細金属粒子１と、約１５〜４０重量％を有するバインダー２と、約５〜４０重量％を有するソルベント３で行うことができる。
【００９５】
このような微細金属粒子１の含有量は、バインダー２及びソルベント３を合わせた含有量より大きく、バインダー２の含有量は、ソルベント３の含有量より大きいものが望ましいことがある。
【００９６】
次に、図５Ｂに示すように、半導体基板１１０の前面にパルス形態の白色光（light）を照射して、第１電極ペースト１４０ａを焼結させ、第１電極１４０を形成する。このとき、第１電極ペースト１４０ａのソルベント３の蒸発とバインダー２の蒸発は、５００℃以下の温度で行われる。
【００９７】
具体的に、図６Ｂに示すように、第１電極ペースト１４０ａに含まれているソルベント３を蒸発させる。このとき、ソルベント３は、最小８０℃の温度で蒸発することができる。一例として、ソルベント３は、８０℃〜１５０℃の温度で蒸発することができる。
【００９８】
次に、図６Ｃに示すように、溶媒剤であるソルベント３が蒸発された第１電極ペースト１４０ａにパルス形態の白色光を照射してバインダー２を蒸発させる。バインダー２の蒸発温度とソルベント３の蒸発温度が互いに異なることがあります。例えば、バインダー２の蒸発時にパルス形態の白色光が照射されるので、バインダー２の蒸発温度がソルベント３の蒸発温度より高いことがある。このとき、バインダー２は、約１００℃以上の温度で蒸発することができる。一例として、バインダー２は、１００℃〜５００℃の温度で蒸発することができる。
【００９９】
しかし、これに限定されず、バインダー２は、ソルベント３と同じ温度で蒸発することができる。
【０１００】
パルス形態の白色光の照射時間（さらに正確には、１回照射時間)は、約０．１〜１０ｍｓで有り得、第１電極ペースト１４０ａに含まれた微細金属粒子１、バインダー２及びソルベント３の含有量に応じて調整することができる。一例として、パルス形態の白色光の照射時間（さらに正確には、１回の照射時間）は、約０．１〜２ｍｓで有り得、総１０回〜３０回で照射されて、総１ｍｓ乃至４０ｍｓで照射することができる。このような範囲内で微細金属粒子１の焼結が効果的に行うことができる。
【０１０１】
次に、図６Ｄに示すように、微細金属粒子１を焼結して、第１電極１４０を形成する。本実施の形態において、第１電極１４０は、銅（Ｃｕ）で行うことができる。
【０１０２】
このように、光焼結装置２０は、微細金属粒子１を含む第１電極ペースト１４０ａにキセノンフラッシュランプから発生されるパルスの形の白色光を照射して微細金属粒子１を損傷なしに焼結することができる効果がある。
【０１０３】
また、第１電極ペースト１４０ａにパルス形態の白色光を約０．１ ｍｓ〜１０ ｍｓ時間照射することにより、焼結工程に伴う所要時間を短縮することができる効果がある。
【０１０４】
さらに、焼結工程が短縮されることによって、銅（Ｃｕ）のように酸化しやすい微細金属粒子１を短時間内に焼結することができ、微細金属粒子１の酸化現象の発生を防止することができる効果がある。
【０１０５】
一般的に銅は熱化学的平衡により、その表面に酸化層が形成されており、焼結が非常に難しく、焼結後にも伝導性が減少することが知られている。また、レーザー焼結法は、極小面積の焼結だけが可能であり、実用性が低下する問題点があった。
【０１０６】
しかし、キセノンフラッシュランプを用いて微細金属粒子１にパルス形状の白色光を短時間照射して微細金属粒子１を焼結することにより、微細金属粒子１の酸化現象の発生を防止することができる効果がある。
【０１０７】
そして、第１電極１４０が、銅（Ｃｕ）からなることによって、材料費がさらに節減することができる。したがって、半導体基板１１０と、第１電極１４０との間の接着力の減少せずに、焼結工程の簡素化と材料費を節減させることにより、太陽電池の効率がさらに増加することができる。
【０１０８】
次に、図５Ｃに示すように、半導体基板１１０の背面に第１方向（ｘ）に、第１電極１４０と対応するように、第２電極ペースト１５０ａを塗布する。このような第２電極ペースト１５０ａは、第１電極ペースト１４０ａと同様の方法で、半導体基板１１０の背面に形成することができる。
【０１０９】
具体的に、図６Ａが示すように、第２電極ペースト１５０ａは、微細金属粒子１、バインダー２、ソルベント３で行うことができる。このとき、第２電極ペースト１５０ａは、未焼結状態である。
【０１１０】
微細金属粒子１は、 銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ-ＮｉまたはＣｕ-Ａｇの内、少なくとも一つの導電性物質からなり、マイクロまたはナノサイズの粉末形態で有り得る。
【０１１１】
第２電極ペースト１５０ａは、約５０〜８０重量％を有する微細金属粒子を１約１５〜４０重量％を有するバインダー２と、約５〜４０重量％を有するソルベント３で行うことができる。
【０１１２】
このような微細金属粒子１の含有量は、バインダー２及びソルベント３を合わせた含有量より大きく、バインダー２の含有量は、ソルベント３の含有量より大きいことが望ましいことがある。
【０１１３】
このような第２電極ペースト１５０ａの物質は、第１電極ペースト１４０ａと同様に形成されることができるが、これに限定されない。
【０１１４】
次に、図５Ｃに示すように、半導体基板１１０の背面にパルス形態の白色光（light）を照射し、第２電極ペースト１５０ａを焼結させて、第２電極１５０を形成する。このとき、第２電極ペースト１５０ａのソルベント３の蒸発とバインダー２の蒸発は、５００℃以下の温度で行われる。
【０１１５】
具体的には、図６Ｂに示すように、第２電極ペースト１５０ａに含まれたソルベント３を蒸発させる。このとき、ソルベント３は、最小８０℃の温度で蒸発することができる. 一例として、ソルベント３は、８０℃〜１５０℃の温度で蒸発することができる。
【０１１６】
次に、図６Ｃに示すように、溶媒剤のソルベント３が蒸発された第２電極ペースト１５０ａにパルス形態の白色光を照射してバインダー２を蒸発させる。バインダー２の蒸発温度とソルベント３の蒸発温度が互いに異なることがあります。例えば、バインダー２の蒸発時にパルス形態の白色光が照射されるので、バインダー２の蒸発温度がソルベント３の蒸発温度より高いことがある。このとき、バインダー２は、約１００℃以上の温度で蒸発することができる。一例として、バインダー２は、１００℃〜５００℃の温度で蒸発することができる。
【０１１７】
しかし、これに限定されず、バインダー２は、 ソルベント３と同じ温度で蒸発されることがある。
【０１１８】
パルス形態の白色光の照射時間は、約０．１〜１０ｍｓで有り得、第２電極ペースト１５０ａに含まれた微細金属粒子１、バインダー２及びソルベント３の含有量に応じて調整することができる。
【０１１９】
次に、図６Ｄに示すように、微細金属粒子１を焼結して、第２電極１５０を形成する。本実施の形態において、第１電極１５０は、銅（Ｃｕ）で行うことができる。
【０１２０】
このように、光焼結装置２０は、微細金属粒子１を含む第２電極ペースト１５０ａにキセノンフラッシュランプから発生されるパルスの形の白色光を照射して微細金属粒子１を損傷なしに焼結することができる効果がある。
【０１２１】
また、第２電極ペースト１５０ａにパルス形態の白色光を約０．１ｍｓ〜１０ｍｓ時間照射することにより、焼結工程に伴う所要時間を短縮することができる効果がある。
【０１２２】
さらに、焼結工程が短縮されることによって、銅（Ｃｕ）のように酸化しやすい微細金属粒子１を短時間内で焼結することができ、微細金属粒子１の酸化現象の発生を防止することができ効果がある。
【０１２３】
一般的に、銅は、熱化学的平衡により、その表面に酸化層が形成されており、焼結が非常に難しく、焼結後にも伝導性が減少することが知られている。また、レーザー焼結法は、極小面積の焼結だけが可能であり、実用性が低下する問題点があった。
【０１２４】
しかし、キセノンフラッシュランプを用いて微細金属粒子１にパルス形の白色光を短時間照射して微細金属粒子１を焼結することにより、微細金属粒子１の酸化現象の発生を防止することができる効果がある。
【０１２５】
そして、第２電極１５０が、銅（Ｃｕ）からなることで、材料費がさらに節減することができる。したがって、半導体基板１１０と、第１電極１４０との間の接着力が減少せず、焼結工程の簡素化と材料費を節減させることにより、太陽電池の効率がさらに増加することができる。
【０１２６】
一方、本実施の形態においては、前面電極を形成した後、背面電極を形成したが、これに限らず、背面電極を先に形成した後、前面電極を形成することができる。
【０１２７】
以下の図８〜図１０は、本発明が適用される太陽電池の他の一例を説明するための図である。
【０１２８】
図１及び図２に示した本発明に係る電極形成方法を適用することができる太陽電池の他の一例は、図８に示すように、図１及び図２とは異なり、第１電極１４０が第１方向（ｘ）に長く伸びた前面フィンガー１４１だけでなく、前面フィンガー１４１の長さ方向と交差する方向である第２方向（ｙ）に長く伸びた前面バスバー１４２を備えることもある。
【０１２９】
また、第２電極１５０は、半導体基板１１０の背面上に互いに離隔して位置し、第１方向（ｘ）に長く伸びた背面フィンガー１５１と、背面フィンガー１５１と長さ方向に交差する第２方向（ｙ）に長く伸びた背面バスバー１５２を備えることができる。
【０１３０】
例えば、背面フィンガー１５１は、第１電極１４０の前面フィンガー１４１に対応する位置に形成され、背面バスバー１５２は、第１電極１４０の前面バスバー１４２に対応する位置に形成されることができる。
【０１３１】
また、図９に示すように、半導体基板１１０の背面に第１電極１４０と第２電極１５０が位置する構造を有する太陽電池も適用が可能である。
【０１３２】
具体的には、まず、半導体基板１１０の背面に第１不純物を含有するエミッタ部１２０を形成する。
【０１３３】
次に、半導体基板１１０の背面に位置し、エミッタ部１２０と離隔されており、第１不純物と反対の第２不純物を含有した背面電界部１７０を形成する。
【０１３４】
次に、半導体基板１１０の背面と対向する半導体基板１１０の前面に保護部１３０を形成する。
【０１３５】
次に、インクジェット印刷、スクリーン印刷、またはスピンコーティング方法などのような、様々な電極ペースト塗布方法を用いて、エミッタ部１２０上に第１電極ペースト１４０ａを塗布し、背面電界部１７０上に第２電極ペースト１５０ａを塗布した後、光焼結装置２０を用いて、エミッタ部１２０上に位置する第１電極１４０と背面電界部１７０上に位置する第２電極１５０を形成する。つまり、半導体基板１１０の背面にパルス形態の白色光を照射して、第１電極ペースト１４０ａ及び第２電極ペースト１５０ａを焼結させることで、エミッタ部１２０と接続される第１電極１４０及び背面電界部１７０と接続される第２電極１５０を形成することができる。
【０１３６】
このとき、第１電極ペースト１４０ａは、約５０〜８０重量％を有する微細金属粒子１と、約１５〜４０重量％を有するバインダー２と、約５〜４０重量％を有するソルベント３で行うことができる。このような微細金属粒子１の含有量は、バインダー２及びソルベント３を合わせた含有量より大きく、バインダー２の含有量は、ソルベント３の含有量より大きいことが望ましいことがある。
【０１３７】
第２電極ペースト１５０ａは、約５０〜８０重量％を有する微細金属粒子１約１５〜４０重量％を有するバインダー２と、約５〜４０重量％を有するソルベント３を含むことができる。このような微細金属粒子１の含有量は、バインダー２及びソルベント３を合わせた含有量より大きく、バインダー２の含有量は、ソルベント３の含有量より大きいことが望ましいことがある。
【０１３８】
そして、図１０に示すように、半導体基板１１０の背面に第１及び２電極（１４０、１５０）が、第１及び第２電極層 (１４０Ｌ, １５０Ｌ)と第１及び第２透明電極層 (１４０Ｃ, １５０Ｃ)の２層構造が位置する太陽電池も適用が可能である。
【０１３９】
図１０に示された太陽電池においては、半導体基板１１０と、半導体基板１１０の背面に位置するトンネル層１８０、第１導電型領域（エミッタ部）１２０、第２導電型領域（背面電界部）１７０、絶縁層１９０、第１電極１４０と第２電極１５０を備える。ここで、トンネル層１８０は、場合によっては省略されることもあるが、以下では、備えた場合を一例として説明する。
【０１４０】
半導体基板１１０の前面に複数の凹凸面を有することができる。これにより、半導体基板１１０の前面から反射される光の量が減少し、半導体基板１１０の内部に入射される光の量が増加することができる。
【０１４１】
トンネル層１８０は、半導体基板１１０の背面全面に第１導電型領域１２０と第２導電型領域１７０の前面との間に形成することができる。したがって、トンネル層１８０の前面は、半導体基板１１０の背面全面に直接接触し、トンネル層１８０の背面は、第１、第２導電型領域（１２０、１７０）の前面に直接接触して形成することができる。このようなトンネル層１８０は、半導体基板１１０の背面に誘電体材質または半導体物質を含むことができ、このような誘電体材質または半導体物質を蒸着して形成することができる。
【０１４２】
さらに具体的には、トンネル層１８０は、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）のような誘電体材質で形成されたり、ａ-Ｓｉ（非晶質シリコン）またはＳｉＣ（シリコンカーバイド）などの半導体物質で形成することができる。しかし、この他にも、トンネル層１８０は、 シリコン窒化膜（silicon nitride：ＳｉＮｘ）、 水素化されたＳｉＮｘ、アルミニウム酸化膜（aluminum oxide：ＡｌＯｘ）、シリコン酸化窒化膜（silicon oxynitride：ＳｉＯＮ）または 水素化されたＳｉＯＮで形成が可能である。
【０１４３】
このようなトンネル層１８０は、半導体基板１１０で生成されたキャリアを通過させ、半導体基板１１０の背面のパッシベーションの機能を実行することができる。
【０１４４】
このようなトンネル層１８０の厚さは、半導体基板１１０で生成されたキャリアを通過させ、半導体基板１１０のパッシベーション機能を適切に実行するために、１ｎｍ〜３ｎｍの間に形成することができる。併せて、このようなトンネル層１８０は、太陽電池の製造する際に高温の熱処理工程が行われても、半導体基板１１０の特性（例えば、キャリアライフタイム）が毀損されることを最小化することができる。
【０１４５】
導電型領域１２０と第２導電型領域１７０は、（１）単結晶シリコン材質、（２）多結晶シリコン材質または（３）非晶質シリコン材質で形成されたり、（４）金属酸化物（Metal Oxide）を含んで形成することができる。この時、第１導電型領域１２０は、第１導電型の不純物がドーピングされ、第２導電型領域１７０は、第２導電型の不純物がドーピングされ、互いに反対される極性を有することができる。または、第１導電型領域１２０と第２導電型領域１７０が、金属酸化物を含む場合、固有のフェルミレベル(Fermi level)によって、互いに反対の極性を有することができる。第１導電型領域１２０と第２導電型領域１７０の内、少なくとも一つは、半導体基板１１０と反対の極性を有し、エミッタ部に機能し、他の一つは、半導体基板１１０と同じ極性を有し背面電界で機能することができる。
【０１４６】
絶縁層１９０は、第1、第2導電型領域（１２０、１７０）の背面の内、第１、第２電極（１４０、１５０）が接続されない領域上と第１電極１４０と第２電極１５０との間に位置することができる。
【０１４７】
ここで、第１、第２電極（１４０、１５０）の間に位置する絶縁層１９０は、第１電極１４０と第２電極１５０との間の短絡を防止することができ、第１、第２導電型領域（１２０、１７０）の背面に形成された絶縁層１９０は、第１、第２導電型領域（１２０、１７０）の背面でダングルリングボンド（dangling bond）による欠陥を除去して、半導体基板１１０から生成されたキャリアがダングルリングボンド（dangling bond）によって再結合されて消滅することを防止するパッシベーション役割を行うことができる。
【０１４８】
絶縁層１９０は、誘電体層に形成されることがあり、例えば、ａ-ＳｉＯｘ（非晶質シリコン酸化物）、ａ-ＳｉＮｘ（非晶質窒化シリコン）、ａ-ＳｉＣｘ（非晶質シリコンカーバイド）、またはＡｌＯｘ（酸化アルミニウム）の内、少なくとも1つを含んで形成されることがあり、この他にも水素化されたシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ：Ｈ）、水素化されたシリコン窒化酸化膜（ＳｉＮｘＯｙ：Ｈ）、水素化されたシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ：Ｈ）、水素化された非晶質シリコン膜（ａ-Ｓｉ：Ｈ）の内、少なくともいずれか１つで形成することができる。
【０１４９】
本実施の形態において、第１電極１４０と第２電極１５０は、２層構造の面形状を有する第１、第２電極層（１４０Ｌ、１５０Ｌ）を含むことができる。
【０１５０】
さらに具体的に説明すると、第１電極１４０は、半導体基板１１０の背面上に全体的に面の形で形成されるが、第２導電型領域１７０が形成された領域に開口ホールを備える第１電極層（１４０Ｌ）を含むことができる。併せて、第２電極１５０は、第１電極層（１４０Ｌ）の開口ホールを介して第２導電型領域１７０に接続され、半導体基板１１０の背面で第１電極層（１４０Ｌ）と重畳されるが離隔された面の形で、第２領域（Ｓ２）上に形成される第２電極層（１５０Ｌ）を含むことができる。
【０１５１】
このように、第１、第２電極（１４０、１５０）が第１電極層（１４０Ｌ）と第２電極層（１５０Ｌ）の２層構造で形成される場合、キャリアの水平方向に移動距離を最小化し、第１ 、２電極（１４０、１５０）の抵抗損失を最小化することができる。また、複数の太陽電池をモジュール化するために、インターコネクタを用いて、複数の太陽電池を直列接続させるテビン工程をさらに簡素化させることができる。
【０１５２】
そして、第１電極１４０は、第１電極層（１４０Ｌ）と第１導電型領域１２０の間に位置する第１透明電極層（１４０Ｃ）をさらに含むことができる。この時、第１透明電極層（１４０Ｃ）は、半導体基板１１０の背面上に全体的に面で形成されるが、第２導電型領域１７０が形成された領域に複数の開口ホールが形成されることができる。このような第１の透明電極層（１４０Ｃ）は、第１導電型領域１２１に直接接続して形成されることができる。
【０１５３】
さらに、第２電極１５０は、第１透明電極層（１４０Ｃ）の開口ホールが形成される領域と第２電極層（１５０Ｌ）と第２導電型領域１７０との間に位置する第２透明電極層（１５０Ｃ）をさらに含むことができる。このような第２透明電極層（１５０Ｃ）は、第１電極層（１４０Ｌ）や、第１透明電極層の開口ホールを介して第２電極層（１５０Ｌ）を第２導電型領域１７０に接続させる機能をすることができる。
【０１５４】
この時、第１、第２透明電極層（１４０Ｃ、１５０Ｃ）は、透明な導電性酸化膜で形成することができ、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、ＺｎＯ（zinc oxide）、ＩＷＯ（indium tungsten oxide）または水素がドーピングされたＩＯ：Ｈ（indium oxide）の内、少なくとも１つを含んで形成することができる。
【０１５５】
このような第１、第２透明電極層（１４０Ｃ、１５０Ｃ）のそれぞれは、第１、第２導電型領域（１２０、１７０）との接触抵抗を下げることができ、第１、第２電極層（１４０Ｌ、１５０Ｌ）に含まれる銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属材質が、第１、第２導電型領域（１２０、１７０）に直接接続されないようにして、第１、第２電極層（１４０Ｌ、１５０Ｌ）に含まれる金属材質が第1、第２導電型領域（１２０、１７０）上に形成されるときに発生することができる（１）プラズマ損傷（plasma damage）または（２）キャリア再結合の増加と（３）第１、第２電極層（１４０Ｌ、１５０Ｌ）に含まれる金属材質のイオン拡散が拡散するのを防止することができる。
【０１５６】
このとき、前述した第１または第２電極ペースト（１４０ａ、１５０ａ）を塗布した後、前述した光焼結装置を用いて焼結して、第１及び第２電極層（１４０Ｌ、１５０Ｌ）の内、少なくとも一つを形成することができる。第１及び第２電極層（１４０Ｌ、１５０Ｌ）を形成する段階だけを注意深く見ると、一例として、第１電極層（１４０Ｌ）を、第１電極ペースト１４０ａを塗布した後、前述した光焼結装置を用いて焼結して、第１電極層（１４０Ｌ）を形成し、第２電極層（１５０Ｌ）をスパッタリング、印刷（一例として、スクリーン印刷）、蒸着、メッキなどで形成することがある。別の例として、第１電極層（１４０Ｌ）をスパッタリング、印刷（一例として、スクリーン印刷）、蒸着、メッキなどで形成し、第２電極層（１５０Ｌ）に第２電極ペースト１５０ａを塗布した後、前述した光焼結装置を用いて焼結して第２電極層（１５０Ｌ）を形成することができる。また別の例として、第１電極層（１４０Ｌ）を、第１電極ペースト１４０ａを塗布した後、前述した光焼結装置を用いて焼結して、第１電極層（１４０Ｌ）を形成し、その後に第２電極層（１５０Ｌ）に第２電極ペースト１５０ａを塗布した後、前述した光焼結装置を用いて焼結して第２電極層（１５０Ｌ）を形成することができる。
【０１５７】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態また、本発明の権利範囲に属するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月20日(2018.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に、微細金属粒子、バインダー及び溶媒剤を含む電極ペーストを塗布する段階と、
光焼結装置を用いて前記電極ペーストを焼結して電極を形成する段階を含み、
前記電極ペーストを焼結して電極を形成する段階は、
前記電極ペーストに含まれた前記溶媒剤を蒸発させる第１蒸発段階と、
パルス形態の白色光を照射して前記電極ペーストに含まれた前記バインダーを蒸発させるために前記光焼結装置を用いる第２蒸発段階と、
前記微細金属粒子を焼結して電極を形成する段階と、を含み、
前記第２蒸発段階の温度は前記第１蒸発段階の温度より高く、
前記微細金属粒子はＣｕを含む、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記微細金属粒子の含有量は、前記バインダーと前記溶媒剤を合わせた含有量より大きく、前記バインダーの含有量は、前記溶媒剤の含有量より大きい、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記微細金属粒子の含有量は、５０〜８０重量％である、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記バインダーの含有量は、１５〜４０重量％である、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記溶媒剤の含有量は、５〜４０重量％である、請求項２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記微細金属粒子は、Ｃｕ、Ｃｕ-ＮｉまたはＣｕ-Ａｇの内、少なくとも一つの導電性物質を含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記微細金属粒子は、マイクロまたはナノサイズの粉末形態である、請求項６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記パルス形態の白色光は、キセノンフラッシュランプ（Xenon Flash Lamp）を介して形成される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２蒸発段階は、５００℃以下の温度で行われる、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１蒸発段階の蒸発温度は少なくとも８０℃である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記第２蒸発段階の蒸発温度は１００℃以上である、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記キセノンフラッシュランプの照射時間は０．１ｍｓ〜１０ｍｓである、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記キセノンフラッシュランプのエネルギーは、１Ｊ/ｃｍ２〜１００Ｊ/ｃｍ２である、請求項８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記電極ペーストは、インクジェット印刷、スクリーン印刷、またはスピンコーティング方法によって塗布される、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記光焼結装置は、
前記電極ペーストに前記パルス形態の白色光を出力し、前記パルス形態の白色光の照射を介して前記電極ペーストを焼結する光出力部を含む、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記光出力部は、
キセノンフラッシュランプの上部に配置され、前記キセノンフラッシュランプから前記半導体基板の反対方向に出力される前記パルス形態の白色光に対して前記半導体基板の方向に出力されるように光経路を変更する反射板と、
前記キセノンフラッシュランプの下部に配置され、既設定された波長帯域を有する前記パルス形態の白色光をフィルタリングする光波長フィルタと、
前記光波長フィルタの下部に配置されて、前記パルス形態の白色光が前記電極ペーストに照射することができるように、前記パルス形態の白色光の位置を調節する光誘導部と、
前記キセノンフラッシュランプの冷却のために冷却通路を介して冷却水を前記キセノンフラッシュランプに供給する冷却部を含む、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記光焼結装置は、
前記光出力部の下部に配置されて、前記半導体基板を一方向に移送させる移送部をさらに含む、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。