(57)【要約】 【課題】  簡易に製造されて、高性能なバックコンタクト型太陽電池を提供する。【解決手段】  ｐ型半導体層１４、ｎ型半導体層１５、および真性半導体層１２の全ての層のうち少なくとも１つの層が、層１２，１４，１５の面内方向よりも層１２，１４，１５の厚み方向に、高い導電性を有する異方導電性膜である。【選択図】    図１
2019057619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一方の主面側に、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を配置させるとともに、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層と前記半導体基板との間に、中間層を介在させるバックコンタクト型太陽電池にあって、
前記第１導電型半導体層、前記第２導電型半導体層、および前記中間層の少なくとも１つの層が、前記層の面内方向よりも前記層の厚み方向に、高い導電性を有する異方導電性膜であるバックコンタクト型太陽電池。
【請求項２】
前記異方導電性膜は、
導電性無機化合物と、誘電性／絶縁性無機化合物とを含み、
前記面内方向にて、前記層の両面に表出するように延びる前記導電性無機化合物を島、前記島以外の部分を占める前記誘電性／絶縁性無機化合物を海とする、海島構造を含む請求項１に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項３】
前記導電性無機化合物は、半導体ナノ粒子である請求項２に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項４】
前記半導体ナノ粒子は、シリコンまたはシリコン化合物である請求項３に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項５】
前記シリコンは、微結晶シリコンであり、
前記シリコン化合物は、シリコンオキサイド、シリコンナイトライド、およびシリコンカーバイドのうち少なくとも１種を含む、請求項４に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項６】
前記異方導電性膜は、
導電性化合物と、絶縁性高分子化合物とを含み、
前記面内方向にて、前記層の両面に表出するように延びる前記導電性化合物を島、前記島以外の部分を占める絶縁性高分子化合物を海とする、海島構造を含む請求項１に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項７】
前記導電性化合物は、有機化合物または無機化合物である、請求項６に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項８】
前記有機化合物は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳおよびカーボンブラックのうち少なくとも１種を含み、
前記無機化合物は、酸化銅および酸化亜鉛のうち少なくとも１種を含む、請求項７に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項９】
前記導電性化合物と絶縁性高分子化合物とを含む異方導電性材料は、インク材料である請求項６〜８のいずれか１項に記載のバックコンタクト型太陽電池。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のバックコンタクト型太陽電池を搭載する太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックコンタクト型太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な太陽電池は、半導体基板の両面（受光面・裏面）に電極を配置させた両面電極型であるが、昨今、電極による遮蔽損のない太陽電池として、特許文献１に示されるような、裏面のみに電極を配置させたバックコンタクト（裏面電極）型太陽電池が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２００２６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バックコンタクト型太陽電池は、両面の面積に比べて狭い裏面の面積内に、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層を電気的に分離させて形成させねばならず、特許文献１では、レーザーを用いてｐ型半導体層とｎ型半導体層とを電気的に分離させている。そのため、バックコンタクト型太陽電池は、例えば両面電極型の太陽電池に比べて、製造が非常に煩雑になる。
【０００５】
また、レーザーを用いてｐ型半導体層とｎ型半導体層との電気的に分離を行ってしまうと、レーザーの精度不足またはレーザーの出力不足等により、分離を十分に行えないこともある。このような場合、バックコンタクト型太陽電池の性能は低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。そして、その目的は、簡易に製造されて、高性能なバックコンタクト型太陽電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバックコンタクト型太陽電池では、半導体基板の一方の主面側に、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を配置させるとともに、第１導電型半導体層および第２導電型半導体層と半導体基板との間に、中間層を介在させている。そして、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、および中間層の少なくとも１つの層が、層の面内方向よりも層の厚み方向に、高い導電性を有する異方導電性膜である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高性能なバックコンタクト型太陽電池が簡易に製造される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】は、バックコンタクト型太陽電池の模式的な断面図である。
【図２】は、異方導電性の真性半導体層を含むバックコンタクト型太陽電池の断面図である。
【図３】は、異方導電性の導電型半導体層を含むバックコンタクト型太陽電池の断面図である。
【図４】は、異方導電性の真性半導体層・導電型半導体層を含むバックコンタクト型太陽電池の断面図である。
【図５】は、異方導電性の導電型半導体層を含むバックコンタクト型太陽電池の断面図である。
【図６】は、異方導電性の導電型半導体層を含むバックコンタクト型太陽電池の断面図である。
【図７】は、バックコンタクト型太陽電池の製造工程を示す説明図である。
【図８】は、バックコンタクト型太陽電池を裏側からみた平面図である。
【図９】は、バックコンタクト型太陽電池を側方からみた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されている。
【００１１】
図９は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す模式的な説明図である。図９に示すように、太陽電池モジュール４０は、二次元的に配列された複数の太陽電池（太陽電池セル）１０を含む。
【００１２】
太陽電池１０は、導電性の配線部材４２によって、電気的に接続される。具体的には、配線部材４２は、太陽電池１０の電極層におけるバスバー部（後述）に接続される。
【００１３】
太陽電池１０および配線部材４２は、受光面保護部材４３と裏面保護部材４４との間に配置される。受光面保護部材４３と裏面保護部材４４との間には、液体状または固体状の透明な封止材４５が充填されており、これにより、太陽電池１０および配線部材４２は封止される。受光面保護部材４３は、例えばガラス基板であり、裏面保護部材４４は、例えばガラス基板または樹脂シートである。
【００１４】
以下、太陽電池１０について詳細に説明する。図１の模式的な断面図は、シリコン製の半導体基板１１を用いた太陽電池１０を表す。この太陽電池１０には２つの主面１１Ｓがあり、本明細書においては、一方側に相当する半導体基板１１の主面１１ＳＵ［表側主面］の側を表側、これに対して反対側にあたる他方の主面１１ＳＢ［裏側主面］の側を裏側と称する。そして、便宜上、表側は裏側よりも積極的に受光させようとする側（受光側）とし、積極的に受光させない裏側を非受光側として説明する。
【００１５】
また、この太陽電池１０は、いわゆるヘテロ接合結晶シリコン太陽電池であり、電極層１７を主面１１Ｓの一方側（裏側）のみに配置させたバックコンタクト型（裏面電極型）太陽電池１０である。
【００１６】
太陽電池１０は、半導体基板１１、真性半導体層１２（１２Ｕ，１２Ｂ）、導電型半導体層１３（ｐ型半導体層１４，ｎ型半導体層１５）、低反射層１６、および、電極層１７（透明電極層１８，金属電極層１９）を含む。
【００１７】
なお、以降では、便宜上、ｐ型半導体層１４またはｎ型半導体層１５に個別に対応付けされる部材には、部材番号の末尾に「ｐ」／「ｎ」を付すことがある。また、ｐ型、ｎ型のように、導電型は相違することから、一方の導電型を「第１導電型」、他方の導電型を「第２導電型」と称しても構わない。
【００１８】
半導体基板１１は、単結晶シリコンで形成された基板であっても多結晶シリコンで形成された基板であっても構わない。以下では、単結晶シリコン基板を例に挙げて説明する。
【００１９】
また、半導体基板１１の導電型は、シリコン原子に対して電子を導入する不純物（例えば、リン原子）を含有するｎ型単結晶シリコン基板であっても、シリコン原子に対して正孔を導入する不純物（例えば、ホウ素原子）を有するｐ型単結晶シリコン基板であっても構わないが、以下では、キャリア寿命の長いといわれるｎ型の半導体基板１１を例に挙げて説明する。
【００２０】
また、半導体基板１１は、受けた光を閉じこめておく観点から、２つの主面１１Ｓ（１１ＳＵ，１１ＳＢ）の表面のうち、少なくとも受光側（受光面１１ＳＵ）は、山（凸）と谷（凹）とで形成されるテクスチャ構造が有ると好ましい。なお、テクスチャ構造（凹凸面）は、例えば、半導体基板１１における（１００）面のエッチングレートと（１１１）面のエッチングレートとの差異を応用した異方性エッチングによって形成される。
【００２１】
また、半導体基板１１の厚みが、２５０μｍ以下であると好ましい。なお、厚みを測定する場合の測定方向は、半導体基板１１の平均面（平均面とは、テクスチャ構造に依存しない基板全体としての面を意味する）に対する垂直方向である。そこで、以降、この垂直方向、すなわち厚みを測定する方向を厚み方向とする。
【００２２】
半導体基板１１の厚みは、２５０μｍ以下であると、シリコンの使用量が減少するため、シリコン基板が確保し易くなり、低コスト化も図れる。その上、シリコン基板内で光励起により生成した正孔と電子とを裏面側のみで回収するバックコンタクト構造では、各励起子の自由行程の観点からも好ましい。
【００２３】
一方で、半導体基板１１の厚みが過度に小さいと、機械的強度の低下が生じたり、外光（太陽光）が十分に吸収されず、短絡電流密度が減少しかねない。そのため、半導体基板１１の厚みは、５０μｍ以上が好ましく、７０μｍ以上がより好ましい。なお、半導体基板１１の主面１１Ｓにテクスチャ構造が形成されている場合、半導体基板１１の厚みは、受光側および裏面側のそれぞれの凹凸構造における凸の頂点を結んだ直線間の距離で表される。
【００２４】
真性半導体層１２（１２Ｕ，１２Ｂ）は、半導体基板１１の両主面１１Ｓ（１１ＳＵ，１１ＳＢ）を覆うことで、半導体基板１１への不純物拡散を抑えつつ表面パッシベーションを行う。なお、「真性（ｉ型）」との用語は、導電型不純物を含まない完全に真性であるものに限られず、シリコン系層が真性層として機能し得る範囲で微量のｎ型不純物またはｐ型不純物を含む「弱ｎ型」または「弱ｐ型」の実質的に真性な層も包含する。
【００２５】
真性半導体層１２の材料は、特に限定されるものではないが、非晶質シリコン系薄膜であると好ましく、シリコンと水素とを含む水素化非晶質シリコン系薄膜（a-Si:H薄膜）、または、シリコンと酸化ケイ素とを含む水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜（a-Si:H/SiOx薄膜）であるとより好ましい。なお、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜は、異方導電性を示すが、その点については後述する。
【００２６】
また、真性半導体層１２の厚みは、特に限定されるものではないが、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下であると好ましい。厚みが２ｎｍ以上であると、パッシベーション層としての効果が高まり、厚みが２０ｎｍ以下であると、高抵抗化により生じる変換特性の低下を抑えられるためである。
【００２７】
真性半導体層１２の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、水素化非晶質シリコン系薄膜または水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜のいずれであっても、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法であると好ましい。
【００２８】
これらの薄膜が、単結晶シリコンで形成された半導体基板１１上にＣＶＤ製膜されると、単結晶シリコンへの不純物の拡散を抑制しつつ、基板表面のパッシベーションを有効に行えるためである。また、プラズマＣＶＤ法であれば、真性半導体層１２の膜中水素濃度を膜厚方向で変化させることで、キャリア回収を行う上で有効なエネルギーギャッププロファイルの形成も行える。
【００２９】
なお、プラズマＣＶＤ法による薄膜の形成条件としては、例えば、基板温度１００℃以上３００℃以下、圧力２０Ｐａ以上２６００Ｐａ以下、高周波パワー密度０．００３Ｗ／ｃｍ２以上０．５Ｗ／ｃｍ２以下が好適である。
【００３０】
また、薄膜の形成に使用される原料ガスとしては、水素化非晶質シリコン系薄膜の場合、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６等のシリコン含有ガス、または、それらのガスとＨ２を混合したものが好適である。また、上記ガスに、ＣＯ２という異種元素を含むガスを添加すれば、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜が形成される。
【００３１】
なお、上記ガスに、ＣＨ４、ＮＨ３、ＧｅＨ４等の異種元素を含むガスを添加して、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、または、シリコンゲルマニウム等のシリコン合金を形成することで、適宜、薄膜のエネルギーギャップを変更しても構わない。
【００３２】
導電型半導体層１３としては、ｐ型半導体層１４とｎ型半導体層１５とが挙げられる。図１に示すように、ｐ型半導体層１４は、半導体基板１１の裏面側の一部に真性半導体層１２Ｂを介して形成されており、ｎ型半導体層１５は、半導体基板１１の裏面側の他の一部に真性半導体層１２Ｂを介して形成される。つまり、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５と半導体基板１１との間に、中間層として、真性半導体層１２が介在する。
【００３３】
また、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５は、半導体基板１１の裏側において、図８の平面図（電極層１７は便宜上省略）に示すように、櫛型に形成され、ｐ型半導体層１４の櫛背部Ｅ１４に連結する複数の櫛歯部Ｔ１４およびｎ型半導体層１５の櫛背部Ｅ１５に連結する複数の櫛歯部Ｔ１５が、交互に並ぶように形成される。なお、ｐ型半導体層１４とｎ型半導体層１５とは、電気的に分離されるように配置される。
【００３４】
導電型半導体層１３は、ｐ型またはｎ型の特性を示す半導体材料を、樹脂中に含ませたインク材料（樹脂組成物）で形成されてもよい。また、導電型半導体層１３は、ドーピングされることでｐ型またはｎ型の電気特性を発揮する、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜で形成されてもよい。
【００３５】
このようなインク材料および水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜といった材料は、異方導電性を示すので、その点については後述する。
【００３６】
低反射層１６は、太陽電池１０の受けた光の反射を抑制させる層である。低反射層１６の材料としては、光を透過させる透光性の材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化亜鉛、または酸化チタンが挙げられる。また、低反射層１６の形成方法としては、例えば、酸化亜鉛または酸化チタン等の酸化物のナノ粒子を分散させた樹脂材料で塗布しても構わない。
【００３７】
なお、低反射層１６の屈折率または厚みは、太陽電池モジュール４０の光学設計に沿って決定される。そのため、太陽電池モジュール４０の光学設計によっては、低反射層１６は、形成しなくてもよいこともある。
【００３８】
電極層１７は、ｐ型半導体層１４またはｎ型半導体層１５上を覆うように形成されることで、それら半導体層１４，１５に電気的に接続される。これにより、電極層１７は、ｐ型半導体層１４またはｎ型半導体層１５に生じるキャリアを導く輸送層として機能する。
【００３９】
なお、電極層１７は、導電性の高い金属のみで形成されても構わないが、ｐ型半導体層１４，ｎ型半導体層１５との電気的接合の観点、または、電極材料である金属の両半導体層１４，１５への原子拡散を抑制する観点から、透明導電性酸化物で形成される電極層を、金属製の電極層とｐ型半導体層１４，ｎ型半導体層１５との間に設けると好ましい。
【００４０】
本明細書では、透明導電性酸化物で形成される電極層を透明電極層１８、金属製の電極層を金属電極層１９、と称する。また、ｐ型半導体層１４，ｎ型半導体層１５において、櫛背部Ｅ１４，Ｅ１５上に形成される電極層１７をバスバー部、櫛歯部Ｔ１４，Ｔ１５上に形成される電極層１７をフィンガー部、と称することがある（図８参照）。
【００４１】
透明電極層１８は、材料としては特に限定されるものではないが、例えば、酸化亜鉛若しくは酸化インジウム、または、酸化インジウムに種々の金属酸化物、例えば酸化チタン、酸化スズ、酸化タングステン、若しくは酸化モリブデン等を１重量％以上１０重量％以下で添加した透明導電性酸化物が挙げられる。
【００４２】
また、透明電極層１８の厚みは、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が望ましく、このような膜厚に好適な透明電極層１８の形成方法としては、例えば、スパッタ法等の物理気相堆積法（ＰＶＤ）、または、有機金属化合物と酸素または水との反応を利用した化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ）法等が挙げられる。
【００４３】
金属電極層１９は、材料としては特に限定されるものではないが、例えば、銀、銅、アルミニウム、または、ニッケル等が挙げられる。
【００４４】
また、金属電極層１９の厚みは、２０μｍ以上８０μｍ以下が望ましく、このような膜厚に好適な金属電極層１９の形成方法としては、材料ペーストをインクジェット若しくはスクリーン印刷する印刷法、または、めっき法が挙げられる。ただし、これに限定されるものではなく、真空プロセスを採用する場合には、蒸着またはスパッタリング法が採用されても構わない。
【００４５】
また、ｐ型半導体層１４，ｎ型半導体層１５の櫛歯部Ｔ１４，Ｔ１５の幅と、それらの上に形成される金属電極層１９ｐ，１９ｎの幅とは、同程度であると好ましい。ただし、これに限定されることはなく、櫛歯部Ｔ１４，Ｔ１５の幅よりも、金属電極層１９ｐ，１９ｎの幅が狭くても構わない。また、金属電極層１９ｐ，１９ｎ同士のリークが防止されているのであれば、櫛歯部Ｔ１４，Ｔ１５の幅よりも、金属電極層１９ｐ，１９ｎの幅が広くても構わない。
【００４６】
なお、半導体基板１１に対して、真性半導体層１２、導電型半導体層１３、低反射層１６、および、電極層１７を積層させた段階で、各接合界面のパッシベーション、半導体層およびその界面における欠陥準位の発生抑制、透明電極層１８における透明導電性酸化物の結晶化を目的として、アニール処理を施す。
【００４７】
アニール処理としては、例えば、各層を配置した半導体基板１１を１５０℃以上２００℃以下に加熱したオーブンに投入して加熱処理が挙げられる。この場合、オーブン内の雰囲気は、大気でも構わないが、水素または窒素を用いることで、より効果的なアニール処理が行える。また、アニール処理は、各層を配置した半導体基板１１に対して赤外線ヒーターを用いて赤外線を照射させるＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）処理であっても構わない。
【００４８】
次に、以上のような、半導体基板１１の一方の主面側に、ｐ電型半導体層１４およびｎ型半導体層１５である導電型半導体層１３を配置させるとともに、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５と半導体基板１１との間に、中間層である真性半導体層１２を介在させるバックコンタクト型太陽電池１０における、真性半導体層１２の異方導電性、および、導電型半導体層１３の異方導電性について詳説する。
【００４９】
なお、本明細書での異方導電性とは、真性半導体層１２および導電型半導体層１３の少なくとも１つの層において、その層１２，１３の厚み方向の導電率と面内方向（厚み方向に対する交差方向）の導電率とが異なる特性を意味する。例えば、抵抗率の場合、厚み方向は０．１Ωｃｍ以上１００Ωｃｍ以下の抵抗率であるのに対して、面内方向は１０００００Ωｃｍ以上の抵抗率であれば、異方導電性を示しているといえる。
【００５０】
まず、図２を用いて、真性半導体層１２が異方導電性を発揮する場合について説明する。かかる場合、真性半導体層１２は、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜で形成される。そして、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚みで形成されると、ナノサイズの水素化非晶質シリコン系粒子（以下、単純にシリコン系粒子またはシリコン２２ｋと称することがある）が、図２に示すように、真性半導体層１２の膜厚方向に優先的に成長する。
【００５１】
一方、かかる粒子２２ｋの集合体以外の部分は、酸化シリコン系粒子の集合体（以下、単純に酸化シリコン２２ｃと称することがある）で形成される。その結果、真性半導体層１２は、シリコン２２ｋを「島」、酸化シリコン２２ｃを「海」、とする海島構造を含む。
【００５２】
このようなシリコン２２ｋは、真性半導体層１２における両面１２Ｓ・１２Ｓに表出するとともに、その一方面１２Ｓの表出部分から他方面１２Ｓの表出部分に至るまで延びている。つまり、シリコン２２ｋの粒子は、真性半導体層１２の膜厚方向に沿って貫通するように成長し、両面１２Ｓ・１２Ｓに表出するように延びている。そして、シリコン２２ｋは、酸化シリコン２２ｃに比べて、導電性を有する導電性無機化合物である。
【００５３】
一方、酸化シリコン２２ｃは、誘電性の無機化合物であることから、シリコン２２ｋに比べて低導電性を示す。そのため、酸化シリコン２２ｃは、真性半導体層１２の面内方向において、散らばって配置されるシリコン２２ｋ同士の間を絶縁する（そこで、酸化シリコン２２ｃを誘電性／絶縁性無機化合物と称する）。このことから、真性半導体層１２が異方導電性を発揮する。
【００５４】
そして、このように、真性半導体層１２が、層１２の厚み方向に、層１２の面内方向よりも高い導電性を有する異方導電性膜であると、この真性半導体層１２上に、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５が配置された場合、ｐ型半導体層１４とｎ型半導体層１５との短絡が抑えられる。
【００５５】
また、このような真性半導体層１２の形成のために、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を使用した場合、工程は煩雑になることなく、例えば、水素化シリコン系薄膜を使用する場合と同様の工程で得ることができるが、完成したバックコンタクト型太陽電池１０は、短絡を生じないため高性能になる。つまり、高性能なバックコンタクト型太陽電池１０が簡易に製造される。
【００５６】
また、異方導電性膜で形成される真性半導体層１２は、シリコン２２ｋのような導電性無機化合物と、酸化シリコン２２ｃのような誘電性／絶縁性無機化合物とを含み、層１２の面内方向にて、層１２の両面１２Ｓ・１２Ｓに表出するように延びる導電性無機化合物を島、島以外の部分を占める誘電性／絶縁性無機化合物を海とする、海島構造を含む。
【００５７】
この海島構造は、例えばプラズマＣＶＤ法という、比較的簡単な製法で形成されるだけでなく、異方導電性のための構造としては、シンプルでありつつも、高い確実性を発揮する。
【００５８】
なお、導電性無機化合物は、ナノサイズのシリコン２２ｋの粒子を使用していることから、半導体ナノ粒子と称してもよい。また、このような半導体ナノ粒子の一例としては、シリコン２２ｋを挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、シリコン化合物であっても構わない。
【００５９】
また、シリコン２２ｋは、微結晶シリコンであると好ましく、シリコン化合物は、真性半導体層１２のエネルギーギャップの設計の自由度を上げるために、例えば、シリコンオキサイド、シリコンナイトライド、およびシリコンカーバイドのうち少なくとも１種を含むと好ましい
【００６０】
次に、図３を用いて、導電型半導体層１３が異方導電性を発揮する場合について説明する。導電型半導体層１３を形成する材料がインク材料２７の場合、半導体材料２３（ｐ型半導体材料２４，ｎ型半導体材料２５）と、樹脂２６とを含む。
【００６１】
ｐ型半導体材料２４としては、有機系または無機系の材料が使用される。有機化合物であれば、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリスチレン硫化物［ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ］のようなポリチオフェン類、または、カーボンブラックが、ｐ型半導体層１４の材料として挙げられる。
【００６２】
無機化合物であれば、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ニッケル、若しくは酸化モリブデンのような金属酸化物、または、チオシアン酸銅、銅−インジウム−ガリウム−硫黄、若しくは銅−インジウム−ガリウム−セレン等の金属化合物が、ｐ型半導体材料２４として挙げられる。
【００６３】
このような材料のうち、ｐ型半導体材料２４には、有機化合物であれば、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳおよびカーボンブラックのうち少なくとも１種が含まれていると好ましく、無機化合物であれば、酸化銅および酸化亜鉛のうち少なくとも１種が含まれていると好ましい。
【００６４】
ｎ型半導体材料２５は、無機系の材料が使用され、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、または、フッ化リチウムが、ｎ型半導体材料２５として挙げられる。そして、このような、酸化チタンおよび酸化亜鉛のうち少なくとも１種が含まれていると、ｎ型半導体材料２５として好ましい。
【００６５】
なお、以上のｐ型半導体材料２４またはｎ型半導体材料２５は、樹脂２６に比べて、導電性を有する材料であることから、導電性化合物と称する場合がある。
【００６６】
樹脂２６は、絶縁性の高分子化合物であり、例えば、シリコーン樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のようなアクリル樹脂、ポリエチレン若しくはポリイソブチレンのようなポリオレフィン樹脂が挙げられる。耐熱性の観点から、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂が好ましい。
【００６７】
シリコーン樹脂は、例えば末端にアルケニル基のような反応性官能基を有するポリシロキサンを使用すると好ましい。シリコーン樹脂は、架橋性の硬化剤と反応触媒とを添加され、さらに混合されることで、反応し、硬化する。そこで、このような、ポリシロキサン、硬化剤、および触媒を含むシリコーン樹脂（シリコーンオイル）に、半導体材料２３が混ぜられることで形成されるインク材料は、印刷後に反応して硬化する。
【００６８】
アクリル樹脂は、イソプロピルアルコールまたはテトラヒドロフランのような有機溶媒に、スクリーン印刷可能な粘度にまで溶解される。そして、この溶液に、半導体材料２３が混ぜられることで形成されるインク材料は、印刷後に乾燥して硬化する。なお、アクリル樹脂は、熱可塑性樹脂のため、高温で溶融させ、そこに半導体材料２３を混ぜてインク材料を形成してもよい。このようなインク材料は、高温で溶融状態にされ、その状態で印刷される。
【００６９】
このように、樹脂２６に対して半導体材料２３が加えられ、さらに混錬されることでインク材料２７は製造される。このインク材料２７が異方導電性材料として機能するためには、樹脂２６の半導体材料２３への相溶性は、一定以上を要するが、必要以上に高すぎると不適である。
【００７０】
この相溶性の程度は、例えば、ヒルデブラントの溶解度パラメーター（ＳＰ値）で評価すればよい。そして、樹脂２６のＳＰ値は１０未満であると好ましく、シリコーン系樹脂のＳＰ値は７．０以上７．５以下、ポリメタクリル酸メチルのＳＰ値は９．０以上９．５以下、ポリエチレンまたはポリイソブチレンのＳＰ値は８．０程度となりやすいため、これら樹脂２６はインク材料に含有される樹脂として好ましい。
【００７１】
このようなインク材料２７は、スクリーン印刷法により、真性半導体層１２に塗布すると好ましい。スクリーン印刷用のスクリーン版にインク材料が通過する場合、せん断力によって、半導体材料２３が厚み方向に配向しやすいためである。なお、相溶性が高すぎると、半導体材料２３が、樹脂２６中に均一に分散して配向し難くなり、異方導電性を発揮しなくなる。
【００７２】
このように配向すると、図３に示すように、導電型半導体層１３は、層１３の厚み方向にて、層１３の両面１３Ｓ、・１３Ｓに表出するように延びる半導体材料２３を島、島以外の部分を占める樹脂２６を海とする、海島構造を形成する。すると、導電型半導体層１３が、層１３の厚み方向に、層１３の面内方向よりも高い導電性を有する異方導電膜となる。
【００７３】
このようなインク材料２７製の異方導電性膜で、導電型半導体層１３が形成される場合、例えばフォトリソグラフィー法で形成されるｐ型半導体層またはｎ型半導体層の基となる膜に対するエッチングが不要になるだけでなく、ｐ型半導体層１４とｎ型半導体層１５との短絡も抑えられる。したがって、完成したバックコンタクト型太陽電池１０は、短絡を生じないため高性能でありながら、簡易に製造される。
【００７４】
なお、このような異方導電性膜で形成される導電型半導体層１３は、図３に示すように、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５の両方に採用されてもよいが、これに限定されない。すなわち、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５のうちのいずれか一方に採用されてもよい。
【００７５】
一方の導電型半導体層１３だけでも、異方導電性膜が採用されれば、エッチングの工程を減らせ、簡易に高性能なバックコンタクト型太陽電池１０が製造されるためである。すなわち、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５のうちの少なくとも一方に、異方導電性膜が採用されればよい。
【００７６】
また、図４に示すように、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５の導電型半導体層１３と、真性半導体層１２との全てが、各々の層１２，１４，１５の厚み方向に、層１２，１４，１５の面内方向よりも高い導電性を有する異方導電性膜であっても構わない。また、ｐ型半導体層１４と真性半導体層１２とが、または、ｎ型半導体層１５と真性半導体層１２とが、各々の層１４，１２／１５，１２の厚み方向に、層１４，１２／１５，１２の面内方向よりも高い導電性を有する異方導電性膜であっても構わない。
【００７７】
要は、ｐ型半導体層１４およびｎ型半導体層１５の導電型半導体層１３と、真性半導体層１２との全ての層のうち少なくとも１つの層が、各々の層１２，１４，１５の厚み方向に、層１２，１４，１５の面内方向よりも高い導電性を有する異方導電性膜であればよい。
【００７８】
なお、インク材料２７は、印刷での広がりおよび擦れを抑える観点から、１０ポイズ以上数１００ポイズの粘度であると好ましい。また、樹脂２６中の半導体材料２３は、例えばスクリーン印刷のスクリーンを通過できないような凝集体を生じさせない程度の分散度で構わない。また、インク材料２７の硬化方式は、樹脂２６に依存し、例えば、熱または紫外線によって硬化する方式が挙げられる。
【００７９】
また、導電型半導体層１３の厚みは、特に限定されるものではないが、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であると好ましく、２５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるとより好ましい。厚すぎる導電型半導体層１３は、直列抵抗の原因となって太陽電池特性を悪化させるおそれがあり、薄すぎる導電型半導体層１３は、光励起子の取り出し効率を低下させるだけでなく、短絡またはバンドベンディングに由来する再結合抑制の効果を落とさせるおそれがあるためである。
【００８０】
また、導電型半導体層１３の幅は、５０μｍ以上３０００μｍ以下であると好ましく、８０μｍ以上５００μｍ以下であるとより好ましい。加えて、ｐ型半導体層１４とｎ型半導体層１５との乖離間隔は、３０００μｍ以下であると好ましく、１０００μｍ以下であるとより好ましい。
【００８１】
また、半導体基板１１で生成した光励起子が、導電型半導体層１３を介して取り出される場合、正孔は電子よりも有効質量が大きいため、輸送損を低減させる観点から、ｐ型半導体層１４がｎ型半導体層１５よりも幅狭であると好ましい。例えば、ｐ型半導体層１４の幅がｎ型半導体層１５の幅よりも、０．５倍以上０．９倍以下であると好ましく、０．６倍以上０．８倍以下であるとより好ましい。
【００８２】
次に、図５、図６を用いて、異方導電性を有する導電型半導体層１３が、インク材料ではなく、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜で形成される場合について説明する。かかる場合、真性半導体層１２上に、ドーピングされた水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜で導電型半導体層１３が形成される。
【００８３】
図５に示すように、異方導電性のｐ型半導体層１４が形成される場合、例えばプラズマＣＶＤ法にて、ジボラン等のホウ素化合物がドーピングガスとして使用される。また、図６に示すように、異方導電性のｎ型半導体層１５が形成される場合、ホスフィン等のリン化合物がドーピングガスとして使用される。これにより、ドーピングされた水素化非晶質シリコン系粒子（シリコン）がｐ型またはｎ型の半導体として機能する。
【００８４】
これにより、導電型半導体層１３は、ドーピングされたシリコン３３ｄ（３３ｄｐ、３３ｄｎ）のような半導体型無機化合物と、酸化シリコン３３ｒのような誘電性／絶縁性無機化合物とを含む。そして、この導電型半導体層１３は、層１３の面内方向にて、層１３の両面１３Ｓ・１３Ｓに表出するように延びる導電性無機化合物を島、島以外の部分を占める誘電性／絶縁性無機化合物を海とする、海島構造を含み、異方導電性を発揮する。
【００８５】
この海島構造は、例えばプラズマＣＶＤ法という、比較的簡単な製法で形成されるだけでなく、異方導電性のための構造としては、シンプルでありつつも、高い確実性を発揮する。
【００８６】
なお、図５に示すように、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜製のｐ型半導体層１４が形成された場合、ｎ型半導体層１５は、異方導電性を有するインク材料２７で形成されてもよいし、異方導電性を有さないインク材料で形成されても構わない。また、同様に、図６に示すように、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜製のｎ型半導体層１５が形成された場合、ｐ型半導体層１４は、異方導電性を有するインク材料２７で形成されてもよいし、異方導電性を有さないインク材料で形成されても構わない。
【００８７】
すなわち、ｐ型半導体層１４ｐおよびｎ型半導体層１５うち少なくとも一方が、厚み方向に、層１４，１５の面内方向よりも高い導電性を有する異方導電性膜であればよい。
【００８８】
また、導電型半導体層１３に、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を使用する場合、真性半導体層１２同様に、厚みが５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であると好ましく、導電性の観点から、８ｎｍ以上１２ｎｍ以下であるとより好ましい。
【００８９】
なお、ドーピングされたシリコン３３ｄ（３３ｄｐ、３３ｄｎ）は、ナノサイズの粒子［半導体ナノ粒子］であり、層１３の両面１３Ｓ・１３Ｓに表出するように延びて１つの導電ユニット（ナノ粒子の凝集体）を形成する場合、その導電ユニットの面内方向のサイズは、０．１０μｍ以上２．００μｍ以下であると好ましく、０．３０μｍ以上１．００μｍ以下であるとより好ましい。
【００９０】
導電ユニットにおける面内方向のサイズが大きすぎる場合、その導電ユニットは、自身の導電型とは異なる導電型半導体層１３に接合するおそれが生じる。一方、同サイズが小さい場合、半導体基板１１で生成された光励起子が電極層１７に到達する前に、抵抗による熱ロスとなるおそれがある。
【００９１】
また、このような半導体ナノ粒子の一例としては、ドーピングされたシリコン３３ｄ（３３ｄｐ、３３ｄｎ）を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ドーピングされたシリコン化合物であっても構わない。
【００９２】
また、ドーピングされたシリコン３３ｄ（３３ｄｐ、３３ｄｎ）は、微結晶シリコンであると好ましく、ドーピングされたシリコン化合物は、導電型半導体層１３のエネルギーギャップの設計の自由度を上げるために、例えば、シリコンオキサイド、シリコンナイトライド、およびシリコンカーバイドのうち少なくとも１種を含むと好ましい。
【００９３】
ところで、導電型半導体層１３に、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を使用する場合、真性半導体層１２は、水素化非晶質シリコン系薄膜で形成されると好ましい。
【００９４】
例えば、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜でｐ型半導体層１４を形成する場合、図７Ａに示すように、まず、水素化非晶質シリコン系薄膜で形成される真性半導体層１２を形成し、次に、図７Ｂに示すように、ｐ型半導体層１４の基となる水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜の膜１４’を製膜する。
【００９５】
次に、図７Ｃに示すように、フッ化水素酸をエッチング液を用いたフォトリソグラフィによってパターニングする。このフッ化水素酸は、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を溶かさないため、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜のみを溶かせる。そのため、図７Ｄに示すように、露出した水素化非晶質シリコン系薄膜の真性半導体層１２に、インク材料２７製のｎ型半導体層１５が印刷で形成でき、さらに、図７Ｅに示すように、電極層１７が形成されると、バックコンタクト型太陽電池１０が完成する。
【００９６】
この製造方法は、真性半導体層１２をエッチングしないことから、従来のような真性半導体層までエッチングする製造方法と異なって、ｐ型半導体層１４の形成後に、再度、真性半導体層の形成を要しない。
【００９７】
また、この製造方法は、露出した水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜の真性半導体層１２に、ｎ型半導体層１５を印刷で形成するので、従来のように真性半導体層がエッチングされた場合に必要であった、ｎ型半導体層の直下への真性半導体層の形成を要しない。
【００９８】
つまり、真性半導体層１２に水素化非晶質シリコン系薄膜が用いられ、かつ、導電型半導体層１３に水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜が用いられると、バックコンタクト型太陽電池１０の製造方法が簡易になる上、ｐ型半導体層１４とｎ型半導体層１５との短絡が抑えられ、そのバックコンタクト型太陽電池１０が高性能になる。
【００９９】
なお、図７では、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜でｐ型半導体層１４を形成する場合のバックコンタクト型太陽電池１０の製造方法であったが、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜でｎ型半導体層１５を形成する場合のバックコンタクト型太陽電池１０の製造方法であっても、上記同様、簡易にバックコンタクト型太陽電池１０が製造され、その太陽電池１０は高性能になる。
【０１００】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【０１０１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。実施例および比較例は、以下のようにして製作した（表１参照）。
【０１０２】
［半導体基板］
まず、半導体基板として、厚み２００μｍの単結晶シリコン基板を採用した。そして、単結晶シリコン基板の裏側主面をレジスト材料で保護した上で、表側主面に対して、異方性エッチングを行った。これにより、半導体基板の表側主面にピラミッド型のテクスチャ構造を形成した。
【０１０３】
［真性半導体層の形成］
＜水素化非晶質シリコン系薄膜：両主面＞
上記半導体基板のレジスト材料を除去した後、この単結晶シリコン基板をＣＶＤ装置へ導入し、両方の主面に、シリコン製の真性半導体層（膜厚８ｎｍ）を形成した。なお、製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力が１２０Ｐａ、ＳｉＨ４／Ｈ２流量比が３／１０、パワー密度が０．０１１Ｗ／ｃｍ２であった。
【０１０４】
＜水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜：裏側主面＞
上記半導体基板のレジスト材料を除去した後、この単結晶シリコン基板をＣＶＤ装置へ導入し、表側主面に、上記同様にシリコン製の真性半導体層（膜厚８ｎｍ）を形成した。一方、半導体基板の裏側主面には、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜（膜厚１０ｎｍ）を形成した。なお、製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力が０．９ｋＰａ、ＳｉＨ４／ＣＯ２／Ｈ２流量比が１／１０／７５０、パワー密度が０．１５Ｗ／ｃｍ２であった。
【０１０５】
［導電型半導体層の形成］
＜ｐ型水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜＞
両主面に水素化非晶質シリコン薄膜が形成された単結晶基板をＣＶＤ装置に導入し、裏面主面の水素化非晶質シリコン系薄膜に、ｐ型水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜（膜厚１０ｎｍ）を形成した。なお、製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力が０．９ｋＰａ、ＳｉＨ４／ＣＯ２／Ｈ２流量比が１／１０／７５０、パワー密度が０．１５Ｗ／ｃｍ２であった。
【０１０６】
＜ｎ型水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜＞
両主面に水素化非晶質シリコン薄膜が形成された単結晶基板をＣＶＤ装置に導入し、裏面主面の水素化非晶質シリコン系薄膜に、ｎ型水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜（膜厚１０ｎｍ）を形成した。なお、製膜条件は、基板温度が１５０℃、圧力が０．９ｋＰａ、ＳｉＨ４／ＣＯ２／ＰＨ３／Ｈ２流量比が１／１０／０．０８／７５０、パワー密度が０．１５Ｗ／ｃｍ２であった。
【０１０７】
＜インク材料を用いた膜＞
以下の化合物、触媒を準備した。
【０１０８】
（Ｉ−１）アルケニル基を有する化合物
アクリロイル基末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ：信越化学工業（株）製アクリル変性シリコーンオイル）
（Ｉ−２）ヒドロシリル基を有する化合物
ＫＦ−９９（信越化学工業（株）製メチルハイドロジェンシリコーンオイル、ヒドロシリル基１６．６ｍｍｏｌ／ｇ含有）
（Ｉ−３）ヒドロシリル化触媒
白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体（３重量％白金イソプロパノール溶液）
【０１０９】
そして、（Ｉ−１）１００重量部に対して、（Ｉ−２）を１５重量部、（Ｉ−３）を０．４重量部加え、さらに、各種ｐ型半導体材料またはｎ型半導体材料（表１参照）を添加し、混錬した。得られたインク材料の粘度は４００ポイズであった。これをスクリーン印刷（スクリーン版の目開きサイズ：５０μｍ）により基板上に所定の形状に印刷し、その後、１５０℃で２時間加熱処理した。
【０１１０】
［電極層の形成］
マグネトロンスパッタリング装置を用いて、透明電極層の基となる膜（膜厚１００ｎｍ）を、半導体基板における導電型半導体層上に形成した。透明導電性酸化物としては、酸化スズを１０重量％含有した酸化インジウム（ＩＴＯ）をターゲットとして使用し、装置のチャンバー内に、アルゴンと酸素との混合ガスを導入させて、そのチャンバー内の圧力を０．６Ｐａとなるように設定した。
【０１１１】
なお、アルゴンと酸素との混合比率は、抵抗率が最も低くなる（いわゆるボトム）条件とした。また、直流電源を用いて、０．４Ｗ／ｃｍ２の電力密度で、製膜を行った。
【０１１２】
次に、フォトリソグラフィ法により、ｐ型半導体層・ｎ型半導体層上の透明導電性酸化物製の膜のみが残るようにエッチングして、透明電極層を形成した。このエッチングにより完成した透明電極層により、ｐ型半導体層上の透明導電性酸化物製の膜とｎ型半導体層上の透明導電性酸化物製の膜との間での導通が防止された。
【０１１３】
さらに、透明電極層上に、銀ペースト（藤倉化成製  ドータイトＦＡ−３３３）を希釈せずにスクリーン印刷し、１５０℃のオーブンで６０分間加熱処理した。これにより、金属電極層を形成した。
【０１１４】
最後に、真性半導体層、導電型半導体層、および、電極層を積層させた半導体基板を赤外線ヒータ付きの真空チャンバーに投入し、真空排気した後に、水素ガスを導入し１００Ｐａとなるように調圧し、さらに、赤外線ヒーターで１８０℃まで昇温し、１５分間加熱処理した。以上により、バックコンタクト型太陽電池を完成させた。
【０１１５】
なお、実施例１では、ｐ型半導体層となる水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜をｎ型半導体層より先にＣＶＤ製膜した。また、実施例２では、ｎ型半導体となる水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜をｐ型半導体層より先にＣＶＤ製膜した。
【０１１６】
また、実施例１および実施例２では、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を基板全面に製膜した後、フッ化水素酸をエッチング液としたフォトリソグラフィ法によりパターニングを行った。この後に、実施例１ではｎ型半導体材料を含むインク材料を、実施例２ではｐ型半導体材料を含むインク材料を、スクリーン印刷した。
【０１１７】
比較例１，２では、インク材料はインクジェット式を採用して印刷した。具体的には、エアパルス式ディスペンサー（武蔵エンジニアリング製）を用いた。なお、ディスペンサーニードルの開口は、内径０．１ｍｍのものを使用した。
【０１１８】
次に、バックコンタクト型太陽電池に対する評価方法について説明する。評価結果は、表１を参照とする。
【０１１９】
［膜厚・粒径の評価］
透明電極層の膜厚・粒径は、ＳＥＭ（フィールドエミッション型走査型電子顕微鏡Ｓ４８００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用い、１０万倍の倍率で観察して測定した。
【０１２０】
［抵抗評価］
膜厚方向の抵抗は、３０ｍｍ四方の対象となる層の均一膜をアルミニウム板上に製膜し、さらにその上にアルミニウム薄膜を蒸着法により１μｍの厚みで形成した。そして、両アルミニウム電極間の抵抗を測定した。
【０１２１】
面内方向の抵抗は、３０ｍｍ四方の対象となる層の均一膜を無アルカリガラス上に膜を製膜し、さらにその上に１０ｍｍの間隔を開けた平行な２本のアルミニウム電極を蒸着法により１μｍの厚みで形成した。そして、両アルミ電極間の抵抗を測定した。
【０１２２】
［光電変換特性の評価］
ソーラーシミュレータにより、ＡＭ（エアマス）１．５の基準太陽光を、１００ｍＷ／ｃｍ２の光量で照射して、開放端電圧（Ｖｏｃ）、短絡電流密度（Ｊｓｃ）、曲線因子（ＦＦ）および変換効率（Ｅｆｆ）を測定した。
【０１２３】
【表１】
2019057619.tif 000003
【０１２４】
実施例と比較例とを比較すると、実施例は、比較例に比べて高い太陽電池特性を示した。これは、実施例１〜５では、導電型半導体層が異方導電性を有し、さらに、実施例４では、真性半導体層も異方導電性を有する一方、比較例では、導電型半導体層が異方導電性を有さないためである。すなわち、異方導電性を有さない導電型半導体層において、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との間で、微小な短絡が発生したことが原因と推察される。
【０１２５】
また、実施例３と比較例１との比較、または、実施例５と比較例２との比較から、スクリーン印刷に起因して、導電型半導体層が異方導電性を発揮しやすくなることが判った。
【０１２６】
また、実施例３と実施例４とを比較すると、真性半導体層に水素化非晶質シリコン系薄膜を用いた実施例３ほうが、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を用いた実施例４よりも、曲線因子が高くなった。実施例４で曲率因子が低下した原因は、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜形成時に、単結晶の半導体基板の主面が酸化され、それに起因して、直列抵抗の成分として寄与したと推察される。
【０１２７】
逆に、短絡電流密度は、水素化非晶質シリコン・酸化シリコン系薄膜を使用した実施例４が、水素化非晶質シリコン系薄膜を使用した実施例３に比べて若干高くなった。実施例３で短絡電流密度が低下した原因は、水素化非晶質シリコン系薄膜の屈折率または透明性に起因した光学的現象と推察される。
【０１２８】
また、実施例１，２は、実施例３〜５に比べて、高性能な太陽電池特性を示した。実施例１は、ＣＶＤ製膜でｐ型半導体層を形成し、実施例２は、同じくＣＶＤ製膜でｎ型半導体層を形成したが、実施例３〜５は、インク材料で導電型半導体層を形成していた。これから、ＣＶＤ製膜によると、導電型半導体層と真性半導体層と界面の接合が、インク材料製の導電型半導体層と真性半導体層との界面の接合に比べて良好になると推察され、これにより、実施例１，２は高性能な太陽電池特性を示したと考えられる。
【符号の説明】
【０１２９】
１０        バックコンタクト型の太陽電池
１１        半導体基板
１１Ｓ      半導体基板の主面
１１ＳＵ    受光側の主面（受光面）
１１ＳＢ    裏側の主面（裏面）
１２        真性半導体層[中間層]
１２Ｓ      真性半導体層の表面
１３        導電型半導体層
１３Ｓ      導電型半導体層の表面
１４        ｐ型半導体層
Ｅ１４      ｐ型半導体層の櫛背部
Ｔ１４      ｐ型半導体層の櫛歯部
１５        ｎ型半導体層
Ｅ１５      ｎ型半導体層の櫛背部
Ｔ１５      ｎ型半導体層の櫛歯部
１６        低反射層
１７        電極層
１８        透明電極層
１９        金属電極層
２２ｋ      シリコン[導電性無機化合物、半導体ナノ粒子]
２２ｃ      酸化シリコン[誘電性／絶縁性無機化合物]
２３        半導体材料[導電性化合物]
２４        ｐ型半導体材料[導電性化合物]
２５        ｎ型半導体材料[導電性化合物]
２６        樹脂[絶縁性高分子化合物]
２７        インク材料
３３ｄ      ドーピングされたシリコン
３３ｄｐ    ドーピングされたシリコンでｐ型
３３ｄｎ    ドーピングされたシリコンでｎ型
３３ｒ      酸化シリコン[誘電性／絶縁性無機化合物]
４０        太陽電池モジュール
４２        配線部材
４３        受光面保護部材
４４        裏面保護部材
４５        封止材
【図１】
2019057619.tif 000004
【図２】
2019057619.tif 000005
【図３】
2019057619.tif 000006
【図４】
2019057619.tif 000007
【図５】
2019057619.tif 000008
【図６】
2019057619.tif 000009
【図７】
2019057619.tif 000010
【図８】
2019057619.tif 000011
【図９】
2019057619.tif 000012