(57)【要約】【課題】  裏面接触式太陽電池を提供する。【解決手段】  本発明の裏面接触式太陽電池は、太陽電池基板、真性層、第二型半導体層及び電極層を備える。太陽電池基板は、半導体基板本体及び複数の第一型半導体ドーピング領域を含む。半導体基板本体は、ドーピングされた第一型半導体材料を有し、第一型半導体ドーピング領域は、半導体基板本体の背光面に形成される。また、真性層は、背光面に形成されると共に第一型半導体ドーピング領域から露出される複数の第一開口部を設ける。第二型半導体層は、真性層に堆積されると共に第一開口部に対応させる複数の第二開口部を有する。なお、電極層は、複数の第一電極領域及び第二電極領域からなり、第一電極領域は、第一型半導体ドーピング領域に設置され、第二電極領域は、第二型半導体層に設置されると共に第一電極領域とは間隔を空ける。【選択図】図３
2015095644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面及び前記受光面に対応させて設置される背光面を有し、濃度が第一ドーピング濃度である第一型半導体材料を有する半導体基板本体と、前記背光面に間隔を空けて形成され、且つ濃度が第二ドーピング濃度である第一型半導体材料を有し、前記第二ドーピング濃度が前記第一ドーピング濃度より高い複数の第一型半導体ドーピング領域と、を含む太陽電池基板と、
前記背光面に設置されると共に複数の第一開口部を有し、前記第一型半導体ドーピング領域がこれら前記第一開口部からそれぞれ露出される真性層と、
前記真性層に設置されると共に前記第一開口部に対応させる複数の第二開口部を有し、幅が第一開口部の幅より小さくない第二型半導体層と、
前記第一開口部が前記第一型半導体ドーピング領域にそれぞれ電気的に接触されて設置されると共に前記第二型半導体層に接触する複数の第一電極領域と、前記第二型半導体層にそれぞれ間隔を空けて設置されると共に前記第一電極領域と間隔を空ける複数の第二電極領域と、を含む電極層と、
を備えることを特徴とする裏面接触式太陽電池。
【請求項２】
前記第一開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積より大きくないことを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項３】
前記第一開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積の０．２％から１００％を占めることを特徴とする、請求項２に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項４】
前記第一開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積の０．３５％から７０％を占めることを特徴とする、請求項３に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項５】
前記第一開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項６】
前記第一開口部内にそれぞれ設置されると共に第三開口部を各々有する複数のパッシベーション層を更に備え、
前記第一電極領域は、前記第三開口部により前記第一型半導体ドーピング領域にそれぞれ電気的に接触され、
前記第三開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積より大きくないことを特徴とする、請求項５に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項７】
前記第三開口部は、円形の開口部、線形の開口部、或いはそれらの組合せの何れか１つであることを特徴とする、請求項６に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項８】
前記第三開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積の０．２％から１００％を占めることを特徴とする、請求項６に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項９】
前記第三開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積の０．３５％から７０％を占めることを特徴とする、請求項８に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１０】
前記第一電極領域と前記真性層との間には、隙間がそれぞれ間隔を空けて設置され、
前記第一電極領域と前記真性層との間の前記隙間にそれぞれ堆積されて形成される複数のパッシベーション層が更に備えられることを特徴とする、請求項５に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１１】
前記太陽電池基板は、前記受光面に形成される前表面電界層を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１２】
前記前表面電界層は、前記第一ドーピング濃度より高い第三ドーピング濃度で前記第一型半導体材料をドーピングすることを特徴とする、請求項１１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１３】
前記前表面電界層に設置される反射防止塗布層を更に備えることを特徴とする、請求項１１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１４】
前記半導体基板本体は、前記受光面に設置されるテクスチャー表面を有することを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１５】
前記第一開口部は、円形の開口部、線形の開口部、或いはそれらの組合の何れか１つであることを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１６】
前記第二開口部は、線形の開口部であることを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１７】
前記真性層は、アモルファスシリコン真性層及び微結晶シリコン真性層の内の何れか１つであることを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【請求項１８】
前記第二型半導体層は、アモルファスシリコン第二型半導体層及び微結晶シリコン第二型半導体層の内の何れか１つであることを特徴とする、請求項１に記載の裏面接触式太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板本体がドーピングされた第一型半導体材料を有し、真性層及び第二型半導体層が堆積する裏面接触式太陽電池（Interdigitated Back Contact：ＩＢＣ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油危機及び温室効果等を鑑みると、太陽エネルギは、汚染を引き起こさず永続的に利用出来るエネルギであるために太陽電池の発展も隆盛を極めている。一般的には、太陽電池の構造は、主にシリコン結晶片中でＰ型半導体とＮ型半導体とをドーピングさせてＰＮ接合を形成させ、太陽電池が受光させて電子正孔対を発生させると、ＰＮ接合により発生させる作り付け電界により電子と電子孔とを分離させ、電極に形成される回路により電子と電子孔とを導出させる。
【０００３】
しかしながら、前述した従来の太陽電池技術では、通常２つの電極を太陽電池の受光面及び背光面にそれぞれ設置させ、受光面に設置される電極により太陽電池の受光面積が遮断されるため、太陽電池が光線を有効的に受光できず、太陽電池の光電変換効率に影響を及ぼした。太陽電池の受光面が電極に遮断される問題を解決するため、裏面接触式太陽電池が開発された。
【０００４】
図１は、従来の裏面接触式太陽電池装置を示す断面の概略図であり、図２は、従来のヘテロ接合を有する裏面接触式太陽電池装置を示す断面の概略図である。従来の裏面接触式太陽電池ＰＡ１００の構造は、太陽電池本体ＰＡ１、複数の第一電極ＰＡ２、及び複数の第二電極ＰＡ３により構成される。太陽電池本体ＰＡ１の背光面ＰＡ１１には、複数の第一型半導体ドーピング領域ＰＡ１２及び第二型半導体ドーピング領域ＰＡ１３が交錯して配列され、第一電極ＰＡ２及び第二電極ＰＡ３は、第一型半導体ドーピング領域ＰＡ１２及び第二型半導体ドーピング領域ＰＡ１３にそれぞれ電気的に接続され、第一電極ＰＡ２と第二電極ＰＡ３との間には、誘電層ＰＡ４がそれぞれ設けられる。前記の構造により太陽電池本体ＰＡ１の受光面は、第一電極ＰＡ２及び第二電極ＰＡ３から遮断されなくなり、受光量を有効的に増加させる。
【０００５】
なお、裏面接触式太陽電池では、電子孔がＰ−Ｎ接合で再接合するのを減少させ、表面組換え率を低下させて開路電圧を増加させる等、ヘテロ接合を有する裏面接触式太陽電池が記載されている（例えば、特許文献１）。例えば、特許文献１には、第二導電型ドーピング領域ＰＡ１１２を有する太陽電池が記載されている。前記第二導電型ドーピング領域ＰＡ１１２は、第二導電型半導体層ＰＡ１１０の下方の第一導電型シリコン基板ＰＡ１０２内に位置され、第一導電型シリコン基板ＰＡ１０２の表面に真性半導体層ＰＡ１０６を有し、第二導電型半導体層ＰＡ１１０は、真性半導体層ＰＡ１０６上に位置され、第一導電型シリコン基板ＰＡ１０２内のドーピングされる第二導電型ドーピング領域ＰＡ１１２は、ヘテロ接合を直接形成させる。前記の特許文献１による真性半導体層ＰＡ１０６は、アモルファス半導体層であり、電気抵抗は金属より高く、裏面電界（Back Surface Field：ＢＳＦ）となる第一導電型半導体層ＰＡ１０８は、真性半導体層ＰＡ１０６上に設置されるため、表面組換え抑制能力は劣る。このほか、第一導電型シリコン基板ＰＡ１０２と第二導電型ドーピング領域ＰＡ１１２とは直接接触するため欠損が多く、太陽電池の効率が好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾特許出願公開第２０１３２２４６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者は、上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、裏面接触式太陽電池を提供することを主目的とする。
【０００９】
前述したように、公知の裏面接触式太陽電池は、アモルファスシリコンの真性半導体層を利用し電子孔がＰ−Ｎ接合で再結合するのを減少させ、表面組換え率が低下し開路電圧が増加する問題を解決させるが、裏面電界となる第一導電型半導体層が真性半導体層に設置されるため、表面組換え能力を抑制する影響を受ける。このほか、第一導電型シリコン基板と第二導電型ドーピング領域とが直接接触するため、多くの欠損があり、太陽電池の効率も好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る裏面接触式太陽電池は、受光面及び前記受光面に対応させて設置される背光面を有し、濃度が第一ドーピング濃度である第一型半導体材料を有する半導体基板本体と、前記背光面に間隔を空けて形成され、且つ濃度が第二ドーピング濃度である第一型半導体材料を有し、前記第二ドーピング濃度が前記第一ドーピング濃度より高い複数の第一型半導体ドーピング領域と、を含む太陽電池基板と、前記背光面に設置されると共に複数の第一開口部を有し、前記第一型半導体ドーピング領域がこれら前記第一開口部からそれぞれ露出される真性層と、前記真性層に設置されると共に前記第一開口部に対応させる複数の第二開口部を有し、幅が第一開口部の幅より小さくない第二型半導体層と、前記第一開口部が前記第一型半導体ドーピング領域にそれぞれ電気的に接触されて設置されると共に前記第二型半導体層に接触する複数の第一電極領域と、前記第二型半導体層にそれぞれ間隔を空けて設置されると共に前記第一電極領域と間隔を空ける複数の第二電極領域と、を含む電極層と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
前述したように、従来の技術による裏面接触式太陽電池のＰ−Ｎ接合は、導電型シリコン基板内に形成され、真性層は、パッシベーション層としてのみ使用するのに対し、本発明では、真性層をパッシベーション半導体基板本体の背光面に利用するのみならず、真性層に第二型半導体層を形成させ、第二型半導体層は真性層及び第一型半導体材料を有する半導体基板本体によりｐ−ｉ−ｎ形式のヘテロ接合を形成させ、Ｐ−Ｎ接合の形成により多くの欠損が生まれるのを回避させる。
【００１２】
このほか、本発明は、真性層の第一開口部により第一電極領域を第一型半導体ドーピング領域に直接電気的に接続させ、両者の間の電気抵抗値を有効的に低下させる。
【００１３】
この好ましい実施形態では、第一開口部の面積は、第一型半導体ドーピング領域の面積より大きくない。
【００１４】
この好ましい実施形態では、前記第一開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積の０．２％から１００％を占める。
【００１５】
この好ましい実施形態では、第一開口部の面積は、第一型半導体ドーピング領域の面積の０．３５％から７０％を占める。
【００１６】
この好ましい実施形態では、第一開口部の面積は、第一型半導体ドーピング領域の面積より大きい。
【００１７】
この好ましい実施形態では、裏面接触式太陽電池は、第一開口部内にそれぞれ設置されると共に第三開口部を各々有する複数のパッシベーション層を更に備え、第一電極領域は、第三開口部により第一型半導体ドーピング領域にそれぞれ電気的に接触され、第三開口部の面積は、第一型半導体ドーピング領域の面積より大きくない。
【００１８】
この好ましい実施形態では、パッシベーション層は、第一型半導体ドーピング領域をそれぞれ部分的に被覆させ、第一型半導体ドーピング領域は、パッシベーション層の第三開口からそれぞれ部分的に露出され、第一電極領域は、第三開口部により第一型半導体ドーピング領域に電気的に接触される。
【００１９】
この好ましい実施形態では、第三開口部の面積は、前記第一型半導体ドーピング領域の面積の０．２％から１００％を占める。
【００２０】
この好ましい実施形態では、第三開口部の面積は、第一型半導体ドーピング領域の面積の０．３５％から７０％を占める。
【００２１】
また、他の実施形態では、第一電極領域と真性層との間には、隙間がそれぞれ間隔を空けて設置され、第一電極領域と真性層との間の隙間にそれぞれ堆積されて形成される複数のパッシベーション層が更に備えられる。
【００２２】
この好ましい実施形態では、第三開口部は、円形の開口部、線形の開口部、或いはそれらの組合せの何れか１つである。
【００２３】
この好ましい実施形態では、太陽電池基板は、受光面に形成される前表面電界層を更に備える。好ましくは、前表面電界層は、第一ドーピング濃度より高い第三ドーピング濃度で第一型半導体材料をドーピングさせる。このほか、裏面接触式太陽電池は、前表面電界層に設置される反射防止塗布層を更に備える。
【００２４】
この好ましい実施形態では、半導体基板本体は、受光面に設置されるテクスチャー表面を有する。
【００２５】
この好ましい実施形態では、第一開口部は、円形の開口部、線形の開口部、或いはそれらの組合せである。
【００２６】
この好ましい実施形態では、第二開口部は、線形の開口部である。
【００２７】
この好ましい実施形態では、真性層はアモルファスシリコン真性層及び微結晶シリコン真性層の内の何れか１つである。
【００２８】
この好ましい実施形態では、第二型半導体層は、アモルファスシリコン第二型半導体層及び微結晶シリコン第二型半導体層の内の何れか１つである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の裏面接触式太陽電池装置を示す断面の概略図である。
【図２】従来のヘテロ接合を有する裏面接触式太陽電池装置を示す断面の概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態による裏面接触式太陽電池を示す断面の概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態による裏面接触式太陽電池を示す傾斜の概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態による裏面接触式太陽電池を示す傾斜の概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態による裏面接触式太陽電池を示す傾斜の概略図である。
【図７】本発明の裏面接触式太陽電池の効率及び開口部率を示す関係の概略図である。
【図８】本発明の裏面接触式太陽電池の開口部率が０．１％ないし１０％の場合は裏面接触式太陽電池の効率及び開口部率を示す関係の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【００３１】
＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態を図３及び図４に基づいて説明する。図３は、本発明の第１実施形態による裏面接触式太陽電池を示す断面の概略図である。裏面接触式太陽電池１００は、太陽電池基板１、真性層２、第二型半導体層３、及び電極層４を備える。なお、太陽電池基板１は、半導体基板本体１１、複数の第一型半導体ドーピング領域１２、前表面電界層１３、及び反射防止塗布層１４を含む。
【００３２】
半導体基板本体１１は、受光面１１１、背光面１１２、及びテクスチャー表面１１３を有する。背光面１１２は、受光面１１１に対向させて設置され、テクスチャー表面１１３は、受光面１１１に設置される。半導体基板本体１１は、例えばシリコンウェハー等であり、第一ドーピング濃度の第一型半導体材料を有し、第一型半導体材料は、例えば周期表の第２族元素或いは第３族元素に属するＰ型半導体、もしくは周期表の第５族元素或いは第６族元素に属するＮ型半導体である。即ち、半導体基板本体１１は、Ｐ型シリコンウェハー或いはＮ型シリコンウェハーであり、この好ましい実施形態では、半導体基板本体１１は、Ｎ型シリコンウェハーである。このほか、テクスチャー表面１１３は、レーザー溝切、機械式表面溝切（Mechanical Surface Grooving）、或いは化学エッチング等の製造方法により半導体基板本体１１の受光面１１１を加工して形成されている。
【００３３】
また、第一型半導体ドーピング領域１２は、背光面１１２に間隔を空けて形成され、第一型半導体ドーピング領域１２は、第二ドーピング濃度の第一型半導体材料を各々有する。第一型半導体ドーピング領域１２は、高温拡散法或いはイオン注入法等の製造方法により第一型半導体材料を半導体基板本体１１の背光面１１２に進入させて形成させる。
【００３４】
前表面電界層１３は、受光面１１１に形成され、前表面電界層１３は、第一ドーピング濃度より高い第三ドーピング濃度で第一型半導体材料をドーピングさせる。ここでは、前表面電界層１３は、高温拡散法或いはイオン注入法等の製造方法により第一型半導体材料を半導体基板本体１１の受光面１１１に進入させた後に形成される。このほか、受光面１１１にはテクスチャー表面１１３が設けられるため、前表面電界層１３を形成後に、テクスチャー表面１１３は、前表面電界層１３上に対応させて位置される。
【００３５】
反射防止塗布層１４は、前表面電界層１３に設置される。反射防止塗布層１４は、真空鍍金、化学気相成長、ゾルーゲル法等の製造方法により窒化ケイ素（ＳｉＮ）或いは二酸化チタン（ＴｉＯ２）等の材料を前表面電界層１３に形成させ、光線の反射率を抑える。
【００３６】
真性層２は、本質型半導体材料が背光面１１２に堆積されることで形成され、且つ複数の第一開口部２１を有し、第一型半導体ドーピング領域１２は、第一開口部２１からそれぞれ露出され、第一開口部２１の面積は、それぞれ第一型半導体ドーピング領域１２の面積より小さく、即ち、真性層２は、第一型半導体ドーピング領域１２の周囲部分を被覆させるのみで、第一型半導体ドーピング領域１２の中心部分は、第一開口部２１から露出される。真性層２は、アモルファスシリコン真性層及び微結晶シリコン真性層の内の何れか１つである。この好ましい実施形態では、真性層２は、化学気相成長製造方法（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）により背光面１１２にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）構造を堆積させるアモルファスシリコン真性層である。しかしながら、他の実施形態では、化学気相成長製造方法の条件を改変させて微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）構造を堆積させる微結晶シリコン真性層でもよい。このほか、第一開口部２１は、真性層２に堆積されて形成された後、エッチング或いはレーザー切断等の製造方法により形成される。
【００３７】
第二型半導体層３は、本質型半導体材料及び第二型半導体材料が真性層２上に堆積されることで形成され、このため第二型半導体層３と第一型半導体ドーピング領域１２との間には真性層２が有する。この好ましい実施形態では、第一型半導体ドーピング領域１２はＮ型ドーピング領域であり、第二型半導体層３はＰ型半導体層であり、故に真性層２及びその両側の第一型半導体ドーピング領域１２及び第二型半導体層３には、ｐ−ｉ−ｎのヘテロ接合が形成され、接合面の欠損を減少させ、太陽電池の効率を改善させる。このほか、第二型半導体層３は、第一開口部２１に対応させる複数の第二開口部３１を有し、第二開口部３１の幅は、第一開口部２１の幅より狭くなく、第二開口部３１は、それぞれ第一開口部２１に重層される。この好ましい実施形態の図３に示すように、第二開口部３１の幅は、第一開口部の幅２１より広いが、他の実施形態では、第二開口部３１の幅は、第一開口部の幅２１と同じでも良い。
【００３８】
また、第二型半導体層３は、アモルファスシリコン第二型半導体層及び微結晶シリコン第二型半導体層の内の何れか１つである。この好ましい実施形態では、第二型半導体層３は、化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）製造方法を用いて真性層２上に第二型半導体材料がドーピングされるアモルファスシリコン第二型半導体層が堆積され、エッチング或いはレーザー切断等の製造方法により第二開口部３１が形成される。他の実施形態では、真性層２及び第二型半導体層３を先に形成させた後、エッチング或いはレーザー切断等の製造方法により、第一開口部２１及び第二開口部３１がそれぞれ形成される。或いはマスク（mask）により第一開口部２１を有する真性層２及び第二開口部３１を有する第二型半導体層３が直接形成される。
【００３９】
電極層４は、複数の第一電極領域４１及び複数の第二電極領域４２を備える。複数の第一電極領域４１は、第一開口部２１により第一型半導体ドーピング領域１２にそれぞれ電気的に接触されて設置され、前記第二開口部３１の幅は、第一開口部の幅２１より広いため、第一電極領域４１は、第二型半導体層３と接触せずショート現象が発生するのを回避させる。且つ、第二電極領域４２は、第二型半導体層３にそれぞれ間隔を空けて設置されると共に第一電極領域４１と間隔を空ける。
【００４０】
上述したように、本発明の裏面接触式太陽電池１００は、半導体基板本体１１の背光面１１１に真性層２及び第二型半導体層３を形成させ、第一型半導体ドーピング領域１２を真性層２の第一開口部２１及び第二型半導体層３の第二開口部３１から露出させ、第一電極領域４１及び第二電極領域４２を第一型半導体ドーピング領域１２及び第二型半導体層３にそれぞれ電気的に接続させる。本実施形態では、化学気相成長により真性層２が形成され、真性層２にはＰ型の第二型半導体層３が形成される。従来の技術と比較し、本発明では、化学気相成長による製造方法により真性層２及び第二型半導体層３を形成させる時間が短く、高温環境でなくてもよいため、ホウ素等の第３族元素が高温拡散製造法によりシリコンウェハーの表面に多くの欠損を発生しパッシベーションし難い等の問題を有効的に防ぐ。
【００４１】
また、第一型半導体ドーピング領域１２が第一開口部２１から露出される面積は、第一型半導体ドーピング領域１２全体の面積の５０％より小さく、第一型半導体ドーピング領域１２は、真性層２に被覆されることでパッシベーション効果を発生させ、第一電極領域４１と第一型半導体ドーピング領域１２との間は直接接触し、接触抵抗（contact resistance）を低下させ接触抵抗による電力損失を減少させる。さらに、第一型半導体ドーピング領域１２が半導体基板本体１１の表面内に直接形成されることで、裏面電界が形成され、電界効果により電子孔を排除し、電子孔を第二型半導体層３に戻して出力電流及び電圧が更に高まる。
【００４２】
図４は、本発明の第１実施形態による裏面接触式太陽電池を示す傾斜の概略図である。図４に示すように、第一開口部２１及び第二開口部３１は、共に直線式の線形の開口部であり、第一開口部２１により第一型半導体ドーピング領域１２に設置される第一電極領域４１及び第二型半導体層３に設置される第二電極領域４２に交錯配列を形成させる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態による裏面接触式太陽電池を示す上面図である。本実施形態による裏面接触式太陽電池１００ａと上述した第１実施形態による裏面接触式太陽電池１００とは、略一致する。差異は、裏面接触式太陽電池１００ａの第一開口部２１ａが円形の開口部であり、第二開口部３１ａが直線式の線形の開口部である点のみである。本実施形態では、第二開口部３１ａの幅が、第一開口部２１ａの幅より広く、第一開口部２１ａが円形の開口部であるため、第一開口部２１ａの幅とは、本実施形態では前記円形の開口部２１ａの直径を指し、第一電極領域４１ａ及び第二電極領域４２ａは、本実施形態では直線式の構造となり、即ち第一電極領域４１ａは、円形の開口部である第一開口部２１ａが第一型半導体ドーピング領域に電気的に接触される（図示せず）。
【００４４】
＜第３実施形態＞
次に、図６は、本発明の第３実施形態による裏面接触式太陽電池を示す断面の概略図である。本実施形態による裏面接触式太陽電池１００ｂと上述した第１実施形態による裏面接触式太陽電池１００とは、略一致する。差異は、裏面接触式太陽電池１００ｂの真性層２ｂ、第二型半導体層３ｂ、複数の第一電極領域４１ｂ、及び複数の第二電極領域４２ｂが上述の好ましい第１実施形態による真性層２、第二型半導体層３、複数の第一電極領域４１、及び複数の第二電極領域４２をそれぞれ代替させる点のみである。第二型半導体層３ｂの第二開口部の幅が真性層２ｂの第一開口部の幅に等しいため、第一電極領域４１ｂと真性層２ｂとの間には隙間Ｄがそれぞれ間隔を空けて設置され、第二型半導体層３ｂ及び第二電極領域４２ｂも同様に第一電極領域４１ｂとは間隔を空けて隙間Ｄが設置されて、第一電極領域４１ｂと第二型半導体層３ｂとが接触しショートするのを回避させる。
【００４５】
この好ましい実施形態では、裏面接触式太陽電池１００ｂは、上述の裏面接触式太陽電池１００と比べて複数のパッシベーション層５を更に備え、パッシベーション層５は、化学気相成長製造法により真性層２ｂの第一開口部（図示せず）内に製造されるが、これに限られず、これらパッシベーション層５は、第三開口部５１を各々有し、パッシベーション層５は、第一型半導体ドーピング領域１２ｂを部分的に被覆させ、第一型半導体ドーピング領域１２ｂの一部がパッシベーション層５の第三開口部５１から露出され、これにより第一電極領域４１ｂは、第三開口部５１により第一型半導体ドーピング領域１２ｂに電気的に接続される。即ち、パッシベーション層５は、真性層２ｂと第一電極領域４１ｂとの間の隙間Ｄに形成され、真性層２ｂと第一電極領域４１ｂとを有効的に隔絶させ、更には電流が真性層２ｂの第一電極領域４１ｂと第二電極領域４２ｂとの間を直接流動してショートするのを防ぐ。且つ、この好ましい実施形態では、パッシベーション層５の材質は、酸化ケイ素であり、第一型半導体ドーピング領域１２に対するパッシベーション効果はアモルファスシリコンの真性層２ｂよりも好ましいが、しかしながら、他の実施形態では、パッシベーション層５の材質は窒化ケイ素等の絶縁物質でもよく、パッシベーション層５は、真性層２ｂの第一開口部が形成された後に続いて形成され、その後第二型半導体層３ｂ、複数の第一電極領域４１ｂ、及び複数の第二電極領域４２ｂを形成させる。或いはパッシベーション層５は、真性層２ｂ及び第二型半導体層３ｂの第一開口部及び第二開口部が形成された後、第一電極領域４１ｂに形成される前は第一開口部内に設置される。
【００４６】
なお、本実施形態による真性層２ｂの第一開口部の面積は、第一型半導体ドーピング領域１２ｂの面積より大きく、パッシベーション層５は、第一型半導体ドーピング領域１２ｂを部分的に被覆させるが、但し他の実施形態では、第一電極領域４１ｂは、第一型半導体ドーピング領域１２ｂの面積を完全に被覆させ、パッシベーション層５は、第一型半導体ドーピング領域１２ｂを被覆させない。
【００４７】
図７、図８及び表１を参照しながら、本発明の裏面接触式太陽電池の効率及び開口部率の関係を説明する。図７は、本発明の裏面接触式太陽電池の効率及び開口部率を示す関係の概略図であり、図８は、本発明の裏面接触式太陽電池の開口部率が０．１％ないし１０％の場合の裏面接触式太陽電池の効率及び開口部率を示す関係の概略図である。図７、図８及び下記の表１の実験結果から分かるように、本発明に係る真性層及びパッシベーション層は、開口部を有し、第一実施形態及び第二実施形態による真性層の第一開口部、或いは第三実施形態によるパッシベーション層の第三開口部の面積と第一型半導体ドーピング領域の面積との開口部率が０．２０％より高い場合、裏面接触式太陽電池の効率は、大幅に向上する。即ち、本発明の第一型半導体ドーピング領域が第一型半導体ドーピング領域の面積の少なくとも０．２０％の開口部を有する場合、第一電極領域は、開口部が第一型半導体ドーピング領域に電気的に接続されることで、両者の間の電気抵抗値を有効的に低下させ、裏面接触式太陽電池の効率を高める。開口部の面積が第一型半導体ドーピング領域の面積の０．３５％から７０％の場合、裏面接触式太陽電池の効率は、高水準に維持される。本発明により真性層及び／或いはパッシベーション層の開口部の面積が大き過ぎて真性層及び／或いはパッシベーション層のパッシベーション効果が低下するのを防ぎ、また開口部の面積が小さ過ぎて電気抵抗が高まる問題を回避させ、よって裏面接触式太陽電池は好ましいパッシベーション効果及び効率を得る。
【００４８】
【表１】
2015095644.tif 000003
【００４９】
本発明の裏面接触式太陽電池の半導体基板本体及び半導体基板の背光面は、同じＰ型或いはＮ型のドーピング型を有する。ここでは、半導体基板本体のドーピングの第一型半導体材料がＮ型の場合、前記半導体基板の背光面に位置される第一型半導体ドーピング領域もＮ型になり、従来のＩＢＣ（Interdigitated Back Contact）太陽電池が高温管状炉内において高温で長時間ホウ素（Boron）を拡散する際にＢＲＬ層（Boron Rich Layer）の欠損が多くなるのを防ぎ、裏面接触式太陽電池の背光面の表面の欠損を減少させて効率を高める。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
ＰＡ１００…裏面接触式太陽電池
ＰＡ１…太陽電池本体
ＰＡ１１…背光面
ＰＡ１２…第一型半導体ドーピング領域
ＰＡ１３…第二型半導体ドーピング領域
ＰＡ２…第一電極
ＰＡ３…第二電極
ＰＡ４…誘電層
ＰＡ１０２…第二導電型ドーピング領域
ＰＡ１０６…真性半導体層
ＰＡ１０８…第一導電型半導体層
ＰＡ１１０…第二導電型半導体層
ＰＡ１１２…第二導電型ドーピング領域
ＰＡ２００…太陽電池
１００…裏面接触式太陽電池
１００ａ…裏面接触式太陽電池
１００ｂ…裏面接触式太陽電池
１…太陽電池基板
１１…半導体基板本体
１１１…受光面
１１２…背光面
１１３…テクスチャー表面
１２…第一型半導体ドーピング領域
１２ｂ…第一型半導体ドーピング領域
１３…前表面電界層
１４…反射防止塗布層
２…真性層
２ｂ…真性層
２１…第一開口部
２１ａ…第一開口部
３…第二型半導体層
３ｂ…第二型半導体層
３１…第二開口部
３１ａ…第二開口部
４…電極層
４１…第一電極領域
４１ａ…第一電極領域
４１ｂ…第一電極領域
４２…第二電極領域
４２ａ…第二電極領域
４２ｂ…第二電極領域
５…パッシベーション層
５１…第三開口部
Ｄ…隙間
【図１】
2015095644.tif 000004
【図２】
2015095644.tif 000005
【図３】
2015095644.tif 000006
【図４】
2015095644.tif 000007
【図５】
2015095644.tif 000008
【図６】
2015095644.tif 000009
【図７】
2015095644.tif 000010
【図８】
2015095644.tif 000011