(57)【要約】【課題】本発明は、電荷の損失を減らすことにより効率を改善した太陽電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】ｐ型層およびｎ型層を含む半導体層；前記半導体層の一面に位置し、下記の（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜；前記半導体層のｐ型層が連結されている第１電極；および前記半導体層のｎ型層が連結されている第２電極を含む太陽電池を提供する。（化学式１）ｘ（Ｍ２Ｏ３）・ｙ（ＳｉＯ２）前記（化学式１）で、ＭはＩＩＩａ族元素であり、ｘおよびｙは０＜２ｘ＜ｙであり、ｘ＋ｙ＝１である実数である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型層およびｎ型層を含む半導体層；
前記半導体層の一面に位置し、（化学式１）ｘ（Ｍ２Ｏ３）・ｙ（ＳｉＯ２）で表されるシリケートを含む誘電膜；
前記半導体層のｐ型層に連結されている第１電極；および
前記半導体層のｎ型層に連結されている第２電極を含み、
前記（化学式１）で、ＭはＩＩＩａ族元素であり、ｘおよびｙは０＜２ｘ＜ｙであり、ｘ＋ｙ＝１である実数であることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム(Ｇａ)、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）またはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含むことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記誘電膜は、１ｎｍ乃至１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記誘電膜の一面に形成されており、前記誘電膜より屈折率が低い保護膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記保護膜は窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記保護膜は、１００ｎｍ乃至７００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記誘電膜は、前記半導体層の後面に位置し、
前記半導体層の前面に形成されている反射防止膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記ｎ型層は前記半導体層の後面に隣接し、前記ｐ型層は前記半導体層の前面に隣接することを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記ｐ型層は前記半導体層の後面に隣接し、前記ｎ型層は前記半導体層の前面に隣接することを特徴とする請求項８に記載の太陽電池。
【請求項１１】
ｐ型層およびｎ型層を含む半導体層を準備する段階；
前記半導体層の一面に（化学式１）ｘ（Ｍ２Ｏ３）・ｙ（ＳｉＯ２）で表されるシリケートを含む誘電膜を形成する段階；
前記半導体層のｐ型層と電気的に連結される第１電極を形成する段階；および
前記半導体層のｎ型層と電気的に連結される第２電極を形成する段階を含み、
前記（化学式１）で、ＭはＩＩＩａ族元素であり、ｘおよびｙは０＜２ｘ＜ｙであり、ｘ＋ｙ＝１である実数であることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム(Ｇａ)、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）またはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含むことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記誘電膜を形成する段階は、シリコン（Ｓｉ）供給源、Ｍ供給源および酸素含有気体を供給する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記シリコン供給源は、シリコンに水素、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルキル基、置換された若しくは非置換のＣ３ないしＣ３０シクロアルキル基、置換された若しくは非置換のＣ６ないしＣ３０芳香族基、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルコキシ基、置換された若しくは非置換のアミド基、またはこれらの組み合わせが結合している化合物を含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記シリコン供給源は、テトラエトキシシランを含むことを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記Ｍ供給源は、Ｍ原子に水素、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルキル基、置換された若しくは非置換のＣ３ないしＣ３０シクロアルキル基、置換された若しくは非置換のＣ６ないしＣ３０芳香族基、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルコキシ基、置換された若しくは非置換のアミド基、またはこれらの組み合わせが結合している化合物を含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）またはアルミニウム（Ａｌ）であることを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記Ｍ供給源は、トリメチルアルミニウムまたはトリメチルホウ素を含むことを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記酸素含有気体は酸素気体（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）またはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２１】
前記誘電膜を形成する段階は、原子層蒸着方法またはプラズマ化学気相蒸着方法を用いることを特徴とする請求項１１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、太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子であって、無限無公害の次世代エネルギー資源として脚光を浴びている。
【０００３】
太陽電池はｐ型半導体およびｎ型半導体を含み、光活性層で太陽光エネルギーを吸収すれば半導体の内部で電子−正孔対（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｈｏｌｅ  ｐａｉｒ、ＥＨＰ）が生成され、ここで生成された電子および正孔がｎ型半導体およびｐ型半導体にそれぞれ移動し、これらが電極に収集されることによって外部で電気エネルギーに利用することができる。
【０００４】
一方、太陽電池は太陽エネルギーからできる限り多くの電気エネルギーを出力することができるように効率を高めることが重要である。このような太陽電池の効率を高めるためには、半導体の内部でできる限り多くの電子−正孔対を生成することが重要であるが、生成された電荷を失われることなしに外部に引き出すことも重要である。
【０００５】
電荷の損失は多様な原因によって発生するが、特に、生成された電子および正孔が再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）することによって消滅し電荷の損失が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電荷の損失を減らすことにより効率を改善した太陽電池およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面による太陽電池はｐ型層およびｎ型層を含む半導体層；前記半導体層の一面に位置し、下記の化学式１で表されるシリケートを含む誘電膜；前記半導体層のｐ型層に連結されている第１電極；および前記半導体層のｎ型層に連結されている第２電極を含む。
（化学式１）
ｘ（Ｍ２Ｏ３）・ｙ（ＳｉＯ２）
前記（化学式１）で、ＭはＩＩＩａ族元素であり、ｘおよびｙは０＜２ｘ＜ｙであり、ｘ＋ｙ＝１を満たす実数である。
【０００８】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム(Ｇａ)、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）またはこれらの組み合わせを含むことができる。具体的には前記Ｍはホウ素（Ｂ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含むことができる。
【０００９】
前記誘電膜の厚さは１ｎｍ乃至１００ｎｍであることができる。
【００１０】
前記太陽電池は前記誘電膜の一面に形成されており、前記誘電膜より屈折率が低い保護膜をさらに含むことができ、前記保護膜は窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたはこれらの組み合わせを含むことができ、１００ｎｍ乃至７００ｎｍの厚さを有することができる。
【００１１】
前記太陽電池は前記誘電膜が前記半導体層の後面に位置し、前記半導体層の前面に形成されている反射防止膜をさらに含むことができる。一方、前記ｎ型層は前記半導体層の後面に隣接して存在することができ、前記ｐ型層は前記半導体層の前面に隣接して存在することができる。また、一方では、前記ｐ型層が前記半導体層の後面に隣接して存在することができ、前記ｎ型層が前記半導体層の前面に隣接して存在することができる。
【００１２】
本発明の他の一側面による太陽電池の製造方法は、ｐ型層およびｎ型層を含む半導体層を準備する段階；前記半導体層の一面に前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜を形成する段階；前記半導体層のｐ型層と電気的に連結される第１電極を形成する段階；および前記半導体層のｎ型層と電気的に連結される第２電極を形成する段階を含む。
【００１３】
前記誘電膜を形成する段階はシリコン（Ｓｉ）供給源、Ｍ供給源および酸素含有気体を供給する段階を含むことができる。
【００１４】
前記シリコン供給源はシリコンに水素、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルキル基、置換された若しくは非置換のＣ３ないしＣ３０シクロアルキル基、置換された若しくは非置換のＣ６ないしＣ３０芳香族基、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルコキシ基、置換された若しくは非置換のアミド基、またはこれらの組み合わせが結合している化合物を含むことができ、具体的にはテトラエトキシシラン（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＴＥＯＳ）を含むことができる。
【００１５】
前記Ｍ供給源はＭ原子に水素、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルキル基、置換された若しくは非置換のＣ３ないしＣ３０シクロアルキル基、置換された若しくは非置換のＣ６ないしＣ３０芳香族基、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルコキシ基、置換された若しくは非置換のアミド基、またはこれらの組み合わせが結合している化合物を含むことができ、具体的にはトリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｌｕｍｉｎｕｍ、ＴＭＡ）またはトリメチルホウ素（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ｂｏｒｏｎ、ＴＭＢ）を含むことができる。
【００１６】
前記酸素含有気体は酸素気体（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【００１７】
前記誘電膜を形成する段階は、原子層蒸着（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）方法またはプラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）方法を用いて行うことができる。
【００１８】
その他、本発明の実施例の具体的な事項は、以下の詳細な説明に含まれている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、電荷の損失を減らすことにより漏洩電流を減少させることができ、開放電圧（Ｖｏｃ）を増加させることができる。また、半導体層と誘電膜の界面の特性を改善することによって、太陽電池の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例による太陽電池を示した断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【図２Ｃ】本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【図２Ｄ】本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【図２Ｅ】本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【図２Ｆ】本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明の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、本発明は多様な相異した形態に具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
【００２２】
以下で別途の定義がない限り、「置換された」または「置換」とは、化合物中の水素原子がＣ１ないしＣ３０アルキル基、Ｃ２ないしＣ３０アルケニル基、Ｃ２ないしＣ３０アルキニル基、Ｃ６ないしＣ３０アリール基、Ｃ７ないしＣ３０アリールアルキル基、Ｃ１ないしＣ３０アルコキシ基、Ｃ１ないしＣ３０ヘテロアルキル基、Ｃ３ないしＣ３０ヘテロアリールアルキル基、Ｃ３ないしＣ３０シクロアルキル基、Ｃ３ないしＣ３０シクロアルケニル基、Ｃ５ないしＣ３０シクロアルキニル基、Ｃ２ないしＣ３０ヘテロシクロアルキル基、Ｃ２ないしＣ３０ヘテロシクロアルケニル基、Ｃ２ないしＣ３０ヘテロシクロアルキニル基、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アジド基、アミジノ基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、カルボニル基、カルバミル基、チオール基、エステル基、カルボキシル基またはその塩、スルホン酸基またはその塩、リン酸またはその塩、およびこれらの組み合わせから選択された置換基に置換されたことを意味する。
【００２３】
図面において、多様な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似した部分については同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは他の部分の「真上に」ある場合だけでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆にある部分が他の部分の「真上に」あるとする時には中間に他の部分はないことを意味する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」または「下部に」あるとする時、これは他の部分の「真下に」ある場合だけでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。
【００２４】
まず、図１を参照して、本発明の実施例による太陽電池について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施例による太陽電池１００を示した断面図である。
【００２６】
以下、半導体層１１０の中の太陽エネルギーを受ける側を前面（ｆｒｏｎｔ  ｓｉｄｅ）といい、半導体層１１０の前面の反対側を後面（ｒｅａｒ  ｓｉｄｅ）という。また、以下では説明の便宜上、半導体層１１０を中心に上下の位置関係を説明するが、本発明の範囲は、これに限定されるものではない。
【００２７】
本発明の一側面による太陽電池１００は、下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂを含む半導体層１１０を含む。
【００２８】
半導体層１１０は結晶質ケイ素または化合物半導体で形成することができ、結晶質シリコンである場合、例えば、シリコンウエハーを用いることができる。下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂのうちの一つはｐ型不純物でドーピングされた半導体層であることができ、他の一つはｎ型不純物でドーピングされた半導体層であることができる。つまり、下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂのうちの一つはｐ型層であることができ、他の一つはｎ型層であることができる。この時、ｐ型不純物はホウ素（Ｂ）のようなＩＩＩ族化合物であることができ、ｎ型不純物はリン（Ｐ）のようなＶ族化合物であることができる。
【００２９】
半導体層１１０の表面は表面組織化（ｓｕｒｆａｃｅ  ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）されている。表面組織化された半導体層１１０は、例えばピラミッド状のような凹凸またはハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）のような多孔性構造であることができる。表面組織化された半導体層１１０は表面積を広げて光の吸収率を高め、反射度を減らして太陽電池１００の効率を改善することができる。
【００３０】
半導体層１１０の前面には反射防止膜１１２が形成されている。図１では、前記反射防止膜１１２を示しているが、これを省略することもできる。反射防止膜１１２は光を少なく反射し、絶縁性のある物質を含むことができ、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２またはＴｉＯ４）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）またはこれらの組み合わせを含む酸化物、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）またはこれらの組み合わせを含む窒化物、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸窒化チタン（ＴｉＯＮ）またはこれらの組み合わせを含む酸窒化物を含むことができ、単一層または複数層で形成されることができる。
【００３１】
反射防止膜１１２は太陽エネルギーを受ける半導体層１１０の前面に形成されて、光の反射率を減らして特定の波長領域の選択性を増加させることができる。また、半導体層１１０の表面に存在するシリコンとの接触特性を改善して、太陽電池１００の効率を高めることができる。
【００３２】
反射防止膜１１２の上には複数の前面電極１２０が形成されている。前面電極１２０は半導体層１１０の一方向に沿って延長しており、反射防止膜１１２を貫通して上部半導体層１１０ｂと接触している。前面電極１２０は銀（Ａｇ）などの低抵抗金属で形成することができ、光吸収損失（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ  ｌｏｓｓ）および面抵抗を考慮して、グリッドパターン（ｇｒｉｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）に設計することができる。
【００３３】
前面電極１２０の上には前面バスバー（ｂｕｓ  ｂａｒ）電極（図示せず）が形成されている。前面バスバー電極は、複数の太陽電池セルを組み立てる時に隣接する太陽電池セルを連結するためのものである。
【００３４】
半導体層１１０の後面には誘電膜（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｌｍ）１３０が形成されている。
【００３５】
前記誘電膜１３０は、下記の（化学式１）で表されるシリケートを含む。
（化学式１）
ｘ（Ｍ２Ｏ３）・ｙ（ＳｉＯ２）
前記（化学式１）で、ＭはＩＩＩａ族元素であり、ｘおよびｙは０＜２ｘ＜ｙであり、ｘ＋ｙ＝１を満たす実数である。
【００３６】
前記Ｍは、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム(Ｇａ)、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）またはこれらの組み合わせを含むことができる。具体的には前記Ｍはホウ素（Ｂ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含むことができる。
【００３７】
前記Ｍがアルミニウムである場合、前記（化学式１）で表されるシリケートは、下記の（化学式２）のような構造を有することができる。
【００３８】
【化１】
2011097005.tif 000003
【００３９】
このように誘電膜１３０はシリコン酸化物とＩＩＩａ族元素を含む酸化物を含み、前記シリコン酸化物を前記ＩＩＩａ族元素を含む酸化物よりさらに多く含むことによって、３価の陽イオン状態であるＩＩＩａ族原子が酸素から電子を提供され、陰性電荷を帯びることになる。例えば、前記ＩＩＩａ族元素がアルミニウムである場合、シリコン原子一つが酸素原子４つと結合しながらシリコン酸化物が連結されている構造のシリコンシートにアルミニウムの３価陽イオン（Ａｌ３＋）が流入し、シリコン原子と同じように４つの酸素原子と結合を形成することになる。これによって、アルミニウムの３価の陽イオンは余剰電子を酸素から提供されてＡｌＯ４−のように陰性電荷を帯びることになる。
【００４０】
このように前記（化学式１）で表されるシリケートは陰性電荷を有するので、正孔が半導体層１１０の後面側に容易に捕集されることを可能とし、下部半導体層１１０ａに存在する微量電荷（ｍｉｎｏｒ  ｃａｒｒｉｅｒ）である電子が半導体層１１０の後面側に移動することを妨げることによって、半導体層の後面側で電子と正孔が再結合して消滅することを防止することができる。
【００４１】
また、前記（化学式１）で表されるシリケートは非晶質であり、高温の熱処理の後にも非晶質状態を維持できるので、結晶粒界（ｇｒａｉｎ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）を有さず、これによって、結晶粒界に電荷がトラッピング（ｔｒａｐｐｉｎｇ）されて損失されることを減らすことができる。
【００４２】
したがって、電荷の損失を減らして太陽電池の効率を高めることができる。
【００４３】
前記誘電膜１３０は、約１ｎｍ乃至約１００ｎｍの厚さを有することができる。誘電膜の厚さが前記範囲内である場合、所望の陰性固定電荷密度を得ることができ、半導体層と隣接する部位で効率的に電場を誘導することによって、正孔を容易に捕集することができ、電子が半導体の後面側に移動することを妨げることができる。これによって、前記誘電膜１３０は、開放電圧（Ｖｏｃ）および電子−正孔の寿命特性を効率的に向上させることができ、また、容易にバイアス（ｂｉａｓ）を印加することができる。具体的には、前記誘電膜１３０は、約３０ｎｍ乃至約８０ｎｍの厚さを有することができる。
【００４４】
誘電膜１３０の下部には保護膜１３２が形成されている。図１では、前記保護膜１３２を示しているが、これを省略することもできる。
【００４５】
保護膜１３２は誘電膜１３０より屈折率が低い物質で形成することができ、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）またはこれらの組み合わせで形成することができる。
【００４６】
保護膜１３２は半導体層１１０を通過した光を再び半導体層１１０側に反射させて再吸収させることによって、光の損失を防止して太陽電池の効率を高めることができる。これと共に、保護膜１３２は後面電極１４０の形成の際に高温焼成によって誘電膜１３０および半導体層１１０が損傷するのを防止することができる。しかし、誘電膜１３０が光を十分に反射し、半導体層１１０を保護するのに十分な厚さで形成されている場合には、保護膜１３２は必須ではない。
【００４７】
一方、誘電膜１３０の形成速度が保護膜１３２の形成速度に比べて遅い場合、半導体層１１０側に一定の厚さの誘電膜１３０を形成した後、保護膜１３２として必要とする厚さの薄膜を追加形成することによって、パッシベーション特性および半導体層の保護機能を達成すると同時に、工程時間を短縮することができる。
【００４８】
保護膜１３２は、約１００ｎｍ乃至約７００ｎｍの厚さを有することができる。保護膜１３２の厚さが前記範囲内である場合、パッシベーション特性、半導体層の保護機能および光の反射機能を効率的に達成することができ、また、工程時間を効果的に短縮することができる。具体的には、保護膜１３２の厚さは１５０ｎｍ乃至４００ｎｍである。
【００４９】
誘電膜１３０および保護膜１３２は、後面電極１４０が半導体層１１０に接触することができるようにパターニングされることができる。
【００５０】
誘電膜１３０および保護膜１３２の下部には後面電極１４０が形成されている。後面電極１４０はアルミニウム（Ａｌ）のような不透明金属で形成することができ、約１μｍ乃至約２００μｍの厚さを有することができ、具体的には、約１μｍ乃至約１００μｍの厚さを有することができる。
【００５１】
後面電極１４０は隣接するパターン化された誘電膜１３０および保護膜１３２の間の空間を通して、下部半導体層１１０ａと接触する複数の接触部１４１および下部半導体層１１０ａの全体面に形成されている全面部１４２を含むことができる。
【００５２】
後面電極１４０の接触部１４１は後面電場（ｂａｃｋ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｉｅｌｄ、ＢＳＦ）を形成する部分であり、ここで、シリコンとアルミニウムとが接触する時、アルミニウムがｐ型不純物として作用してこれらの間に内部電場が形成され、これによって後面側に電子が移動するのを防止することができる。したがって、半導体層１１０の後面側で電荷が再結合して消滅するのを防止することによって、太陽電池１００の効率を高めることができる。
【００５３】
また、後面電極１４０の全面部１４２は半導体層１１０を通過した光を再び半導体層１１０に反射させることによって、光の損失を防止して太陽電池１００の効率を高めることができる。
【００５４】
しかし、これに限定せずに後面電極１４０は下部半導体層１１０ａの一部にだけ形成されることができる。
【００５５】
後面電極１４０の下部には後面バスバー電極（図示せず）が形成されている。後面バスバー電極は、複数の太陽電池セルを組み立てる時、隣接する太陽電池セルを連結するためのものであり、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）またはこれらの組み合わせで形成することができる。
【００５６】
以下では、本発明の実施例による太陽電池の製造方法について、図２Ａ乃至図２Ｆを図１と共に参照して説明する。
【００５７】
図２Ａ乃至図２Ｆは、本発明の実施例による太陽電池を製造する方法を順次に示した断面図である。
【００５８】
まず、シリコンウエハーのような半導体層１１０を準備する。この時、半導体層１１０は、例えば、ｐ型不純物がドーピングされている。
【００５９】
次に、半導体層１１０を表面組織化（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する。表面組織化は、例えば、硝酸およびフッ酸のような強酸または水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムのような強塩基溶液を使用する湿式方法で行ったり、プラズマを用いた乾式方法で行うことができる。
【００６０】
次に、図２Ａを参照すると、半導体層１１０に例えば、ｎ型不純物をドーピングする。ここで、ｎ型不純物はＰＯＣｌ３またはＨ３ＰＯ４等を高温で拡散させることによってドーピングすることができる。これによって、半導体層１１０は互いに異なる不純物でドーピングされた下部半導体層１１０ａおよび上部半導体層１１０ｂを含む。
【００６１】
図２Ｂを参照すると、半導体層１１０の後面に前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜１３０を形成する。
【００６２】
誘電膜１３０は化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）方法、例えば、プラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）方法、原子層蒸着（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）方法などで形成されることができるが、これに限定されない。
【００６３】
誘電膜１３０を形成する方法については後述する。
【００６４】
図２Ｃを参照すると、誘電膜１３０の下部に保護膜１３２を形成し、半導体層１１０の前面に反射防止膜１１２を形成する。保護膜１３２および反射防止膜１１２は、例えば、窒化ケイ素などをプラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）方法を用いて蒸着させることにより形成することができる。しかし、これに限定せずに保護膜１３２および反射防止膜１１２は他の材料および方法で形成することができる。保護膜１３２および反射防止膜１１２は同時に形成したり、先に保護膜１３２を形成し反射防止膜１１２を後に形成したり、先に反射防止膜１１２を形成し保護膜１３２を後に形成することもできる。
【００６５】
図２Ｄを参照すると、前記誘電膜１３０および保護膜１３２をパターニングする。前記パターニングは、例えば、レーザーを利用した下部コンタクトオープニング工程またはエッチングペーストを用いたエッチング工程を通して行うことができる。
【００６６】
図２Ｅを参照すると、反射防止膜１１２の上に前面電極用導電性ペースト１２０ａを形成する。前面電極用導電性ペースト１２０ａはスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法で形成することができる。スクリーン印刷は、銀（Ａｇ）などの金属パウダーを含む前面電極用導電性ペースト１２０ａを電極が形成される位置に塗布し、乾燥する段階を含む。しかし、これに限定せずにインクジェット印刷または押印印刷などの方法で形成することもできる。
【００６７】
次に、前面電極用導電性ペースト１２０ａを乾燥する。乾燥は、例えば、約１５０℃乃至約４００℃の温度で行うことができる。
【００６８】
図２Ｆを参照すると、誘電膜１３０および保護膜１３２の下部に後面電極用導電性ペースト１４０ａを形成する。後面電極用導電性ペースト１４０ａは、まず、誘電膜１３０および保護膜１３２がパターニングされて半導体層が露出している部位に形成した後、前記誘電膜１３０および保護膜１３２の下部の全体面に形成することができる。しかし、これに限定せず、後面電極用導電性ペースト１４０ａを一度に前記誘電膜１３０と保護膜１３２がパターニングされた部位、そして、前記誘電膜１３０および保護膜１３２の下部の全体面に形成することもできる。
【００６９】
前記後面電極用導電性ペースト１４０ａはスクリーン印刷方法で形成することができる。スクリーン印刷は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属パウダーを含む後面電極用導電性ペースト１４０ａを塗布し、乾燥する段階を含む。しかし、これに限定せずにインクジェット印刷または押印印刷などの方法で形成することもできる。次に、後面電極用導電性ペースト１４０ａを乾燥する。乾燥は、例えば、約１５０℃乃至約４００℃の温度で行うことができる。
【００７０】
図１のように、前記前面電極用導電性ペースト１２０ａおよび後面電極用導電性ペースト１４０ａは、焼成の際、金属パウダーが上部半導体層１１０ｂおよび下部半導体層１１０ａにそれぞれ浸透することによって、前面電極１２０および後面電極１４０を形成する。前記焼成は金属パウダーの溶融温度より高い温度で行うことができ、例えば、約６００℃乃至約１０００℃の温度で行うことができる。
【００７１】
次に、前面電極１２０の上に前面バスバー電極（図示せず）を形成することができ、後面電極１４０の下部に後面バスバー電極（図示せず）を形成することができる。
【００７２】
以下、誘電膜１３０を形成する方法について説明する。
【００７３】
半導体層１１０を化学気相蒸着のためのチャンバー内に配置し、半導体層１１０に前記（化学式１）で表されるシリケートの構成成分の供給源としてシリコン供給源、Ｍ供給源および酸素含有気体を同時に、または順次に供給する。
【００７４】
シリコン供給源、Ｍ供給源および酸素含有気体を同時に供給する場合、これら供給源および酸素含有気体はチャンバー内でプラズマによって励起されて反応して、半導体層の上に蒸着されることによって、前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜１３０を形成することができる。
【００７５】
シリコン供給源、Ｍ供給源および酸素含有気体を順次に供給する場合、例えば、まず、シリコン供給源を供給して蒸着させ、不活性気体でパージした後、Ｍ供給源を供給して蒸着させ、不活性気体でパージし、次いで酸素含有気体を供給し、チャンバー内でプラズマで励起して反応させることによって、前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜１３０を形成することができる。
【００７６】
前記形成されるシリケートの組成および誘電膜の厚さは各供給源の使用量、各供給源の濃度、酸素含有気体の使用量、酸素含有気体の濃度、蒸着時間および蒸着回数などの工程因子（ｆａｃｔｏｒ）を調節することによって制御することができる。
【００７７】
前記化学気相蒸着は、約１００℃乃至約５００℃の温度で行うことができ、具体的には約２００℃乃至約４００℃の温度で行うことができる。
【００７８】
シリコン供給源は薄膜に蒸着できるものであれば特に限定せず、例えば、シリコンに水素、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルキル基、置換された若しくは非置換のＣ３ないしＣ３０シクロアルキル基、置換された若しくは非置換のＣ６ないしＣ３０芳香族基、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルコキシ基、置換された若しくは非置換のアミド基またはこれらの組み合わせが結合している化合物を含むことができる。具体的には、前記シリコン酸化物供給源は、テトラエトキシシラン（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ、ＴＥＯＳ）を含むことができる。
【００７９】
Ｍ供給源は薄膜に蒸着されるものであれば特に限定せず、例えば、Ｍ原子に水素、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルキル基、置換された若しくは非置換のＣ３ないしＣ３０シクロアルキル基、置換された若しくは非置換のＣ６ないしＣ３０芳香族基、置換された若しくは非置換のＣ１ないしＣ３０アルコキシ基、置換された若しくは非置換のアミド基、またはこれらの組み合わせが結合している化合物を含むことができる。Ｍがアルミニウムである場合、前記Ｍ供給源は、例えば、トリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｌｕｍｉｎｕｍ、ＴＭＡ）を含むことができ、Ｍがホウ素である場合、前記Ｍ供給源は、例えば、トリメチルホウ素（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ｂｏｒｏｎ、ＴＭＢ）を含むことができる。
【００８０】
前記酸素含有気体は酸素気体（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）またはこれらの組み合わせを含むことができ、チャンバー内でプラズマで励起された状態に存在することができる。酸素含有気体が励起されると、前記（化学式１）で表されるシリケート構成成分の供給源が容易に酸化され、互いに容易に反応して前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜を効率的に形成することができる。
【００８１】
しかし、これに限定せず、前記誘電膜１３０は、原子層蒸着方法によって形成されることもできる。この時、前記半導体層１１０を原子層の蒸着のためのチャンバー内に配置し、シリコン供給源を供給して蒸着させ、不活性気体でパージした後、Ｍ供給源を供給して蒸着させ、不活性気体でパージし、次いで酸素含有気体を供給し、チャンバー内でプラズマで励起して反応させることによって、前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜１３０を形成することができる。
【００８２】
前記形成されるシリケートの組成および誘電膜の厚さは各供給源の濃度、酸素含有気体の濃度、蒸着時間および蒸着回数などの工程因子（ｆａｃｔｏｒ）を調節することによって制御することができる。
【００８３】
また、前記原子層の蒸着は、約１００℃乃至約５００℃の温度で行うことができ、具体的には、約２００℃乃至約３００℃の温度で行うことができる。
【００８４】
前記方法で形成された誘電膜は、前記（化学式１）で表されるシリケートを含んでおり、前記（化学式１）で表されるシリケートは非晶質であり、高温でも結晶化せずに非晶質状態を維持できる。誘電膜が結晶化されて結晶粒界（ｇｒａｉｎ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）が形成される場合、結晶粒界に電荷がトラップされて移動できる電荷の量が減少するのに対し、前記方法で形成された誘電膜は、高温の熱処理でも結晶化されず結晶粒界が形成されないので、電荷の損失を防止することができる。
【００８５】
このように、本発明の実施例では、半導体層の後面に前記（化学式１）で表されるシリケートを含む誘電膜を形成することによって、高密度の陰性固定電荷を有することができるので、半導体層の後面で電荷の再結合を減らすことができる。したがって、電荷の損失を減らして、太陽電池の効率を高めることができる。
【００８６】
本発明の単純な変形または変更は、この分野の通常の知識を有する者によって容易に実施でき、このような変形や変更はすべてが本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１００  太陽電池
１１０  半導体層
１１０ａ  下部半導体層
１１０ｂ  上部半導体層
１１２  反射防止膜
１２０  前面電極
１３０  誘電膜
１４０  後面電極
１４１  接触部
１４２  全面部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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