(57)【要約】  光電変換素子は、ｎ型単結晶シリコン基板（１）を備える。ｎ型単結晶シリコン基板（１）は、中心領域（１１）と、端部領域（１２）とを含む。中心領域（１１）は、ｎ型単結晶シリコン基板（１）の中心点と同じ中心点を持ち、かつ、ｎ型単結晶シリコン基板（１）の四辺のうち最も短い辺の長さの４０％の長さを直径とする円で囲まれる領域である。そして、中心領域（１１）は、厚みｔ１を有する。端部領域（１２）は、ｎ型単結晶シリコン基板（１）の端から５ｍｍ以内の領域である。そして、端部領域（１２）は、ｎ型単結晶シリコン基板（１）の面内方向において中心領域（１１）よりも外側に配置され、厚みｔ１よりも薄い厚みｔ２を有する。また、端部領域（１２）は、中心領域（１１）の平均面粗さよりも小さい平均面粗さを有する。
2015118935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板を備える光電変換素子であって、
前記シリコン基板は、中心領域と、前記シリコン基板の面内方向において前記中心領域よりも外側に配置された端部領域とを含み、
前記端部領域の厚みは、前記中心領域の厚みよりも薄く、
前記端部領域の平均面粗さは、前記中心領域の平均面粗さよりも小さい、光電変換素子。
【請求項２】
前記シリコン基板の一方の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、
前記第１の非晶質半導体層に接して配置され、第１の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
前記シリコン基板の一方の表面と反対側の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第３の非晶質半導体層と、
前記第３の非晶質半導体層に接して配置され、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第４の非晶質半導体層とを更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記シリコン基板の受光面に接して配置された第１の非晶質半導体層と、
前記シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
前記シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置されるとともに前記シリコン基板の面内方向において前記第２の非晶質半導体層に隣接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第３の非晶質半導体層と、
前記第２の非晶質半導体層に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第４の非晶質半導体層と、
前記第３の非晶質半導体層に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第５の非晶質半導体層とを更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記シリコン基板の受光面に接して配置された反射防止膜を更に備え、
前記シリコン基板は、
前記受光面と反対側の表面に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第１の拡散層と、
前記受光面と反対側の表面に接して配置されるとともに前記シリコン基板の面内方向において前記第１の拡散層に隣接して配置され、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第２の拡散層とを含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記シリコン基板の受光面に接して配置された反射防止膜を更に備え、
前記シリコン基板は、
前記シリコン基板の受光面に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第１の拡散層と、
前記シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第２の拡散層とを含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光電変換素子およびそれを備えた太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、単結晶シリコン基板を用いた太陽電池の開発が盛んに進められている。【０００３】
従来、単結晶シリコン基板を用いた太陽電池の受光面は、（１００）面を有するシリコン基板の表面を異方性エッチングすることにより、（１１１）面に起因したピラミッド状の凹凸形状を形成した光閉じ込め構造を用いることが知られている。このような光閉じ込め構造は、ピラミッド状の凹凸形状により、シリコン基板の表面の反射率が低減されるので、短絡電流を増加させることができる。【０００４】
上記の表面に凹凸構造を有する太陽電池は、シリコン基板内に導電性の不純物を拡散した拡散タイプのｐｎ接合、またはシリコン基板の表面にアモルファスシリコン層を形成したヘテロ接合タイプのｐｎ接合を有する。また、電極形状は、シリコン基板の表面および裏面に電極が配置されるタイプ、またはシリコン基板の裏面のみに電極が配置されるタイプである。
【特許文献１】特開２０１２−１９５４５３号公報
【発明の開示】
【０００５】
結晶シリコン太陽電池の基板は、所定の形状または大きさで切断され、所望の太陽電池モジュールが作製されている。そして、基板の切断手段としては、特許文献１に記載のように、ダイサーまたはレーザー光を用いるものが挙げられる。
【０００６】
しかし、ダイサーを用いた場合、切削工具の熱または応力によって、ダメージが基板端面に入り、キャリアの生成再結合中心が形成される。これによって、ｐｎ接合の部分に電気的なリークが発生することがある。また、レーザー光を用いた場合も、レーザー熱によるダメージが基板端面に入って、キャリアの生成再結合中心が形成される。これによって、太陽光によって光励起されたキャリアのライフタイムが低下し、基板端部の領域における太陽電池の性能の低下に繋がることがある。
【０００７】
図３５に太陽電池セルの模式図を示す。図３５は、ｎ型シリコン基板８０１を用いた太陽電池の断面図である。シリコン基板８０１は、受光面８０２と非受光面８０３と端面８０４とから構成される。端面８０４は、上記のダイサーまたはレーザー光による切断手段によって熱または応力のダメージを受け、粗な形状となる。このため、シリコンのダングリングボンド（未結合手）が多くなり、キャリアのライフタイムが非常に低くなる。
【０００８】
太陽電池基板で発生した電流は、基板上に配置されるフィンガー電極を通ってバスバーに集められる。仮想的に、一枚の太陽電池基板を微小なセルに分割した等価回路で考えると、一枚の太陽電池の特性は、各仮想微小セルの並列回路で表されると考えられる。並列回路においては、合成電圧は、最も低い電圧が出力されるため、一枚の太陽電池の特性は、各仮想微小セルの最も低い開放電圧Ｖｏｃと、各仮想微小セルの合計短絡電流Ｊｓｃとを有する。
【０００９】
従って、基板端面にキャリアの多数の生成再結合中心を持つ太陽電池の開放電圧Ｖｏｃは、基板端面の領域の特性に引っ張られて低下するという問題がある。
【００１０】
そこで、この発明の実施の形態によれば、開放電圧の面内特性を高め、変換効率を向上可能な光電変換素子を提供する。
【００１１】
また、この発明の実施の形態によれば、開放電圧の面内特性を高め、変換効率を向上可能な光電変換素子を備える太陽電池モジュールを提供する。
この発明の実施の形態によれば、光電変換素子は、シリコン基板を備える光電変換素子であって、シリコン基板は、中心領域と、端部領域とを含む。端部領域は、シリコン基板の面内方向において中心領域よりも外側に配置される。端部領域の厚みは、中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さは、中心領域の平均面粗さよりも小さい。
【００１２】
光電変換素子の開放電圧は、シリコン基板の厚みが薄くなるに従って大きくなるとともに、平均面粗さが小さくなるとともに大きくなる。その結果、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいシリコン基板を備えていれば、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、光電変換素子の変換効率を向上できる。
【００１３】
好ましくは、光電変換素子は、第１の非晶質半導体層と、第２の非晶質半導体層と、第３の非晶質半導体層と、第４の非晶質半導体層とを更に備える。第１の非晶質半導体層は、シリコン基板の一方の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する。第２の非晶質半導体層は、第１の非晶質半導体層に接して配置され、第１の導電型を有する。第３の非晶質半導体層は、シリコン基板の一方の表面と反対側の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する。第４の非晶質半導体層は、第３の非晶質半導体層に接して配置され、第１の導電型と反対の第２の導電型を有する。
【００１４】
シリコン基板の受光面および裏面の両方が実質的にｉ型の導電型を有する非晶質半導体層によって挟まれるので、シリコン基板の受光面および裏面におけるキャリアのライフタイムを向上できる。また、光電変換素子を製造するときにシリコン基板に与える熱歪を低減でき、シリコン基板のバルク領域におけるキャリアのライフタイムの低下を抑制できる。
【００１５】
好ましくは、光電変換素子は、第１の非晶質半導体層と、第２の非晶質半導体層と、第３の非晶質半導体層と、第４の非晶質半導体層と、第５の非晶質半導体層とを更に備える。第１の非晶質半導体層は、シリコン基板の受光面に接して配置される。第２の非晶質半導体層は、シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する。第３の非晶質半導体層は、シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置されるとともにシリコン基板の面内方向において第２の非晶質半導体層に隣接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する。第４の非晶質半導体層は、第２の非晶質半導体層に接して配置され、シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する。第５の非晶質半導体層は、第３の非晶質半導体層に接して配置され、シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する。
【００１６】
シリコン基板の裏面が実質的にｉ型の導電型を有する非晶質半導体層によって覆われるので、シリコン基板の裏面におけるキャリアのライフタイムを向上できる。その結果、ヘテロ接合を有する裏面接合型の光電変換素子において開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、変換効率を向上できる。
【００１７】
好ましくは、第１の非晶質半導体層は、第６の非晶質半導体層と、第７の非晶質半導体層とを含む。第６の非晶質半導体層は、シリコン基板の受光面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する。第７の非晶質半導体層は、第６の非晶質半導体層に接して配置され、シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第７の非晶質半導体層とを含む。
【００１８】
裏面接合型の光電変換素子において、シリコン基板の受光面を実質的にｉ型の導電型を有する非晶質半導体層によってパッシベートできる。その結果、シリコン基板の受光面におけるキャリアライフタイムを向上でき、変換効率を向上できる。
【００１９】
好ましくは、光電変換素子は、反射防止膜を更に備える。反射防止膜は、シリコン基板の受光面に接して配置される。シリコン基板は、第１の拡散層と、第２の拡散層とを含む。第１の拡散層は、受光面と反対側の表面に接して配置され、シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する。第２の拡散層は、受光面と反対側の表面に接して配置されるとともにシリコン基板の面内方向において第１の拡散層に隣接して配置され、シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する。
【００２０】
ホモ接合を有する裏面接合型の光電変換素子において、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、変換効率を向上できる。
【００２１】
好ましくは、光電変換素子は、反射防止膜を更に備える。反射防止膜は、シリコン基板の受光面に接して配置される。シリコン基板は、第１の拡散層と、第２の拡散層とを含む。第１の拡散層は、シリコン基板の受光面に接して配置され、シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する。第２の拡散層は、シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置され、シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する。
【００２２】
ホモ接合を有する両面電極型の光電変換素子において、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、変換効率を向上できる。
【００２３】
また、この発明の実施の形態によれば、太陽電池モジュールは、バックシートと、第１および第２の光電変換素子と、インターコネクトと、スペーサとを備える。第１および第２の光電変換素子は、バックシート上に配置され、バックシートの面内方向において隣接する。インターコネクトは、第１および第２の光電変換素子を電気的に直列に接続する。スペーサは、バックシートと第１および第２の光電変換素子との間に配置される。そして、第１および第２の光電変換素子の各々は、請求項２または請求項６に記載の光電変換素子からなる。インターコネクトは、第１の接続部と、第２の接続部と、第３の接続部とを含む。第１の接続部は、第１の光電変換素子の受光面と反対側に設けられた電極に接してバックシートと第１の光電変換素子との間に配置され、第１の光電変換素子のシリコン基板の中心領域から端部領域へ向かうに従って厚みが厚くなる。第２の接続部は、第２の光電変換素子の受光面側に設けられた電極に接して配置される。第３の接続部は、バックシートの面内方向において第１の光電変換素子と第２の光電変換素子との間に配置され、第１の接続部と第２の接続部とを接続する。スペーサは、第１および第２の光電変換素子の各々とバックシートとの間の領域において、インターコネクトの第１の接続部が配置された領域以外の領域に配置され、シリコン基板の中心領域から端部領域へ向かうに従って厚くなる厚みを有する。
【００２４】
インターコネクトおよびスペーサは、受光面および裏面の両方に電極が配置された光電変換素子のシリコン基板の断面形状に沿うような厚みを有する。
【００２５】
従って、受光面および裏面の両方に電極が配置された光電変換素子を水平に配置できる。また、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、太陽電池モジュールの変換効率を向上できる。
【００２６】
更に、この発明の実施の形態によれば、太陽電池モジュールは、バックシートと、第１および第２の光電変換素子と、第１の配線シートと、第２の配線シートと、第３の配線シートと、第４の配線シートと、コンタクトタブとを備える。
【００２７】
第１および第２の光電変換素子は、バックシート上に配置され、バックシートの面内方向において隣接する。第１の配線シートは、バックシートと第１の光電変換素子との間に配置され、第１の光電変換素子の正極電極および負極電極のいずれか一方の電極に接して配置される。第２の配線シートは、バックシートと第１の光電変換素子との間に配置され、第１の光電変換素子の正極電極および負極電極のいずれか他方の電極に接して配置される。第３の配線シートは、バックシートと第２の光電変換素子との間に配置され、第２の光電変換素子の正極電極および負極電極のいずれか一方の電極に接して配置される。第４の配線シートは、バックシートと第２の光電変換素子との間に配置され、第２の光電変換素子の正極電極および負極電極のいずれか他方の電極に接して配置される。コンタクトタブは、バックシートの面内方向において第１の光電変換素子の端部領域から第２の光電変換素子の端部領域までの領域において第１および第３の配線シートとバックシートとの間に配置され、第１および第３の配線シートに接して配置される。第１および第２の光電変換素子の各々は、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の光電変換素子からなる。コンタクトタブは、第１の光電変換素子と第２の光電変換素子との間で最も厚く、かつ、第１の光電変換素子のシリコン基板の中心領域および第２の光電変換素子のシリコン基板の中心領域に向かうに従って徐々に薄くなる厚みを有する。
【００２８】
コンタクトタブは、第１および第２の光電変換素子間において、第１および第２の光電変換素子のシリコン基板の断面形状に沿う断面形状を有する。
【００２９】
従って、受光面に電極が配置された光電変換素子を水平に配置できる。また、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、太陽電池モジュールの変換効率を向上できる。
【００３０】
好ましくは、コンタクトタブは、樹脂と、コンタクト電極とを含む。樹脂は、バックシートに接して配置される。コンタクト電極は、樹脂上に第２および第３の配線シートに接して配置される。
【００３１】
コンタクトタブは、樹脂を含むので、全体的に金属からなる場合に比べ、太陽電池モジュールを軽量化できる。
この発明の実施の形態によれば、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、光電変換素子の変換効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すｎ型単結晶シリコン基板１の詳細な断面図である。
【図３】図１に示すｎ型単結晶シリコン基板１の詳細な断面図である。
【図４】キャリアの側面図である。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線におけるキャリアの断面図である。
【図６】他のキャリアの側面図である。
【図７】シリコン基板の厚みと開放電圧との関係を示す図である。
【図８】平均面粗さと開放電圧との関係を示す図である。
【図９】各基板上の各光電変換素子の開放電圧の変動率を示す図である。
【図１０】１２５ｍｍ角のｎ型単結晶シリコン基板の全体に光電変換素子を作製したときの開放電圧を比較した結果を示す図である。
【図１１】図１に示す光電変換素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図１２】図１に示す光電変換素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図１３】実施の形態２による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図１４】実施の形態３による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す光電変換素子の裏面側の電極の平面図である。
【図１６】図１４に示す光電変換素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図１７】図１４に示す光電変換素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図１８】図１４に示す光電変換素子の製造方法を示す第３の工程図である。
【図１９】実施の形態４による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図２０】図１９に示す光電変換素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図２１】図１９に示す光電変換素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図２２】図１９に示す光電変換素子の製造方法を示す第３の工程図である。
【図２３】実施の形態５による光電変換素子の構成を示す断面図である。
【図２４】図２３に示す光電変換素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図２５】図２３に示す光電変換素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図２６】図２３に示す光電変換素子の製造方法を示す第３の工程図である。
【図２７】実施の形態６による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２８】実施の形態７による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２９】太陽電池モジュールのバックシート、コンタクトタブ、ｐ型配線シートおよびｎ型配線シートを上側から見た平面図である。
【図３０】コンタクトタブの他の具体例を示す図である。
【図３１】この実施の形態による光電変換素子を備える光電変換モジュールの構成を示す概略図である。
【図３２】この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。
【図３３】図３２に示す光電変換モジュールアレイの構成を示す概略図である。
【図３４】この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。
【図３５】ｎ型シリコン基板を用いた太陽電池の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
この明細書において、アモルファスシリコンを「ａ−Ｓｉ」と表記するが、この表記は、実際には、水素（Ｈ）原子が含まれていることを意味する。アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）、アモルファスシリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ）、アモルファスシリコンナイトライド（ａ−ＳｉＮ）、アモルファスシリコンオキサイドナイトライド（ａ−ＳｉＯＮ）、アモルファスシリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）およびアモルファスゲルマニウム（ａ−Ｇｅ）についても、同様に、Ｈ原子が含まれていることを意味する。更に、非晶質半導体層とは、完全に非晶質な半導体層、および微結晶半導体層を含むものとする。そして、微結晶半導体層とは、非晶質半導体層中に析出している半導体結晶の平均粒子径が１〜５０ｎｍである半導体を言う。【００３４】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光電変換素子の構成を示す断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による光電変換素子１００は、ｎ型単結晶シリコン基板１と、ｉ型非晶質半導体層２，４と、ｎ型非晶質半導体層３と、ｐ型非晶質半導体層５と、透明導電膜６と、導電層７と、電極８，９とを備える。【００３５】
ｎ型単結晶シリコン基板１は、例えば、（１００）の面方位および０．１〜３０Ω・ｃｍの比抵抗を有する。また、ｎ型単結晶シリコン基板１は、光入射側の表面がテクスチャ化されている。ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みについては、後に詳述する。【００３６】
ｉ型非晶質半導体層２は、真性な非晶質半導体からなる。ｉ型非晶質半導体層２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の受光面（テクスチャ構造が形成された表面を言う。以下、同じ。）に接してｎ型単結晶シリコン基板１上に配置される。ｉ型非晶質半導体層２の厚みは、例えば、０．５ｎｍ〜２５ｎｍである。【００３７】
ｎ型非晶質半導体層３は、ｎ型の不純物がドープされた非晶質半導体からなる。ｎ型の不純物は、例えば、リン（Ｐ）である。ｎ型非晶質半導体層３は、ｉ型非晶質半導体層２に接してｉ型非晶質半導体層２上に配置される。ｎ型非晶質半導体層３の厚みは、例えば、約２ｎｍ〜約５０ｎｍである。ｎ型非晶質半導体層３におけるＰ濃度は、例えば、１×１０１９ｃｍ−３〜１×１０２１ｃｍ−３である。【００３８】
ｉ型非晶質半導体層４は、ｎ型単結晶シリコン基板１の受光面と反対側の表面に接してｎ型単結晶シリコン基板１上に配置される。ｉ型非晶質半導体層４の厚みは、ｉ型非晶質半導体層２の厚みと同じである。【００３９】
ｐ型非晶質半導体層５は、ｐ型の不純物がドープされた非晶質半導体からなる。ｐ型の不純物は、例えば、ボロン（Ｂ）である。ｐ型非晶質半導体層５は、ｉ型非晶質半導体層４に接してｉ型非晶質半導体層４上に配置される。ｐ型非晶質半導体層５の厚みは、例えば、約２ｎｍ〜約５０ｎｍである。ｐ型非晶質半導体層５におけるＢ濃度は、例えば、１×１０１９ｃｍ−３〜１×１０２１ｃｍ−３である。【００４０】
透明導電膜６は、ｎ型非晶質半導体層３に接してｎ型非晶質半導体層３上に配置される。透明導電膜６は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２およびＺｎＯ等からなる。【００４１】
導電層７は、ｐ型非晶質半導体層５に接してｐ型非晶質半導体層５上に配置される。導電層７は、透明導電膜、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ等の金属、およびそれらの金属のうちの一種以上を含む合金、または上記金属のうちの二種類以上の積層膜等の導電性材料からなる。導電層７の厚みは、例えば、約７０ｎｍ〜約１００ｎｍである。【００４２】
電極８は、透明導電膜６の一部に接して透明導電膜６上に配置される。電極８は、例えば、Ａｇからなる。【００４３】
電極９は、導電層７に接して導電層７上に配置される。電極９は、例えば、Ａｇからなる。【００４４】
図２および図３は、図１に示すｎ型単結晶シリコン基板１の詳細な断面図である。図２を参照して、ｎ型単結晶シリコン基板１は、中心領域１１と、端部領域１２とを含む。【００４５】
ここで、ｎ型単結晶シリコン基板１は、一辺の長さが２．５ｃｍ以上からなる四角形の形状を有していると想定する。また、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みは、平面方向に殆ど対称であることを想定する。【００４６】
中心領域１１は、ｎ型単結晶シリコン基板１の中心点と同じ中心点を持ち、かつ、ｎ型単結晶シリコン基板１の四辺のうち最も短い辺の長さの４０％の長さを直径とする円で囲まれる領域である。【００４７】
端部領域１２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の端から５ｍｍ以内の領域である。そして、端部領域１２は、ｎ型単結晶シリコン基板１の面内方向において中心領域１１よりも外側に配置される。【００４８】
中心領域１１は、厚みｔ１を有する。端部領域１２は、厚みｔ１よりも薄い厚みｔ２を有する。中心領域１１の厚みｔ１とは、中心領域１１のｎ型単結晶シリコン基板１の厚みの平均値と定義する。また、端部領域１２の厚みｔ２とは、端部領域１２の四辺のｎ型単結晶シリコン基板１の厚みの平均値と定義する。更に、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みとは、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面からｎ型単結晶シリコン基板１の表面までの厚みと定義する。ｎ型単結晶シリコン基板１の受光面に凹凸構造が形成されている場合も同様にｎ型単結晶シリコン基板１の厚みを定義する。【００４９】
厚みｔ１は、例えば、８０μｍ〜２００μｍであり、厚みｔ２は、例えば、３０μｍ〜７０μｍである。また、ｎ型単結晶シリコン基板１の端面の厚みｔ３は、ｎ型単結晶シリコン基板１の割れまたはひびに対する耐久性を考慮すると、例えば、２０μｍ〜５０μｍである。【００５０】
なお、ｎ型単結晶シリコン基板１の端面の厚みｔ３は、図３に示すように、ｔ３＝０μｍであってもよい。【００５１】
このように、ｎ型単結晶シリコン基板１は、端部領域１２の厚みｔ２を中心領域１１の厚みｔ１よりも薄くした構造からなる。【００５２】
図４は、キャリアの側面図である。図５は、図４に示すＶ−Ｖ線におけるキャリアの断面図である。【００５３】
図４および図５を参照して、キャリア５０は、本体部５１と、蓋５２と、ビス５３とを含む。【００５４】
本体部５１は、ｎ型単結晶シリコン基板１の側部および底部を覆う形状を有する。蓋５２は、矢印ＡＲＷ１の方向に回動可能なように、一方端がビス５３によって本体部５１に固定される。【００５５】
本体部５１、蓋５２およびビス５３は、耐酸性の樹脂材料等からなる。ｎ型単結晶シリコン基板１は、蓋５２を開けて本体部５１内に配置される。そして、ｎ型単結晶シリコン基板１が本体部５１内に配置されると、蓋５２が閉められる。蓋５２が閉められたときに、ｎ型単結晶シリコン基板１と本体部５１または蓋５２との重なり幅をｔ５とすると、幅ｔ５は、例えば、１０ｍｍに設定される。なお、ｔ５は、適宜調整可能である。【００５６】
ｎ型単結晶シリコン基板１をフッ硝酸で処理する場合、キャリア５０にセットされたｎ型単結晶シリコン基板１は、面内においてフッ硝酸溶液の液循環速度が異なる。領域５４は、開口した構造のため、液循環速度が速い。一方、領域５５は、溶液が滞留しやすい構造のため、液循環速度が遅い。その結果、領域５５では、領域５４よりもｎ型単結晶シリコン基板１のエッチング速度が速い。【００５７】
従って、キャリア５０を用いることによって、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄いｎ型単結晶シリコン基板１を作製できる。【００５８】
図６は、他のキャリアの側面図である。実施の形態１において使用されるキャリアは、図６に示すキャリア５０Ａであってもよい。【００５９】
図６を参照して、キャリア５０Ａは、ｎ型単結晶シリコン基板１の側部だけが重なり幅ｔ５を持つ。キャリア５０Ａを用いてシリコン基板をエッチングする場合、ｎ型単結晶シリコン基板の１回目のエッチングを行った後、ｎ型単結晶シリコン基板を９０°回転させてキャリア５０Ａに入れ替え、その後、再度、エッチングを行う。これによって、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄いｎ型単結晶シリコン基板１を作製できる。【００６０】
（実験１：シリコン基板厚と開放電圧との関係）
シリコンのインゴットからスライスしたｎ型単結晶シリコン基板をアルカリ溶液で薄膜化した後、ゲッタリング処理を行った。その後、フッ硝酸溶液でｎ型単結晶シリコン基板をエッチングして所望の厚みを有するｎ型単結晶シリコン基板を作製した。本実験では、ｎ型単結晶シリコン基板の厚みを８０μｍ〜１７０μｍの範囲とし、ｎ型単結晶シリコン基板のサイズを１２５ｍｍ角とした。この作製したｎ型単結晶シリコン基板を用いて図１に示す構造の光電変換素子を作製した。光電変換素子の大きさは、２ｃｍ角であり、ｎ型単結晶シリコン基板内に４行×４列に等間隔に光電変換素子を作製した。【００６１】
図７は、シリコン基板の厚みと開放電圧Ｖｏｃとの関係を示す図である。図７において、縦軸は、開放電圧を表し、横軸は、シリコン基板の厚みを表す。【００６２】
なお、開放電圧は、ｎ型単結晶シリコン基板の中心領域に形成された光電変換素子から測定した開放電圧である。また、開放電圧は、シリコン基板の厚みが１７０μｍであるときの開放電圧によって規格化されている。【００６３】
図７を参照して、開放電圧Ｖｏｃは、シリコン基板の厚みが薄くなるに従って向上する。【００６４】
開放電圧Ｖｏｃは、キャリアライフタイムτと正の相関があることが一般的に知られている。これを考慮すると、図７に示す実験結果は、次のように考えられる。【００６５】
シリコン基板全体のキャリアライフタイムは、大きく分けて、シリコン基板のバルク領域のキャリアライフタイムと、シリコン基板の表面のキャリアライフタイムとからなり、その小さい方のキャリアライフタイムがシリコン基板全体のキャリアライフタイムに大きく影響する。【００６６】
シリコン基板の厚みの低減は、シリコン基板全体に対するバルク領域の影響を相対的に低減することになるので、シリコン基板の厚みを薄くすることによって開放電圧Ｖｏｃが向上することは、シリコン基板のバルク領域が開放電圧Ｖｏｃを決定していると解釈することができる。【００６７】
即ち、実施の形態１で作製した光電変換素子においては、シリコン基板のバルクは、酸素等の不純物析出またはボイド等の欠陥、あるいはドーパント不純物による欠陥によって、バルク領域のキャリアライフタイムが小さくなっており、一方、シリコン基板表面のダングリングボンド等の未結合手は、水素等によって終端しており、キャリアライフタイムが大きい状態が実現されていると考えられる。【００６８】
このように、開放電圧Ｖｏｃがシリコン基板の厚みを薄くするに従って向上するという実験結果から、シリコン基板表面のキャリアライフタイムは、シリコン基板のバルク領域のキャリアライフタイムよりも大きいことが解った。【００６９】
（実験２：基板の平坦度と開放電圧との関係）
シリコンのインゴットからワイヤーソーでスライスしたシリコン基板の表面には、スライス時にダメージ層が形成されている。そこで、このダメージ層をアルカリ溶液で除去した後、ゲッタリング処理を行った。その後、ゲッタリング処理時に形成される酸化膜および不純物拡散層をフッ酸およびフッ硝酸溶液で除去して所定の厚みを有するｎ型単結晶シリコン基板を作製した。【００７０】
このｎ型単結晶シリコン基板をフッ酸および硝酸の濃度を変えたフッ硝酸溶液に浸すことで、平均面粗さＲａの異なるｎ型単結晶シリコン基板を作製した。平均面粗さＲａとは、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定した面の凹凸量を定量化する指標であって、以下の式で定義される。【００７１】
【数１】
2015118935.tif 000003
【００７２】
式（１）において、Ｚｅは、面の高さの平均値であり、ｎは、測定点の数である。【００７３】
ここで、フッ硝酸溶液は、以下の２種類の溶液を使用した。【００７４】
溶液（Ａ）  ＨＦ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝８．３重量％：５０．０重量％：４１．７重量％
溶液（Ｂ）  ＨＦ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝４．５重量％：５４．５重量％：４１．０重量％
これらの溶液に浸す前の平均面粗さＲａは、Ｒａ＝０．７５ｎｍであったが、溶液（Ａ）によって、平均面粗さＲａは、Ｒａ＝０．２６ｎｍになり、溶液（Ｂ）によって、平均面粗さＲａは、Ｒａ＝０．３４ｎｍとなった。【００７５】
このように、フッ酸濃度が高い溶液（Ａ）で処理する方が平均面粗さＲａが小さくなった。【００７６】
なお、このとき、ｎ型単結晶シリコン基板の厚みは、溶液（Ａ），（Ｂ）による処理を行った後の厚みが同じになるように揃えた。【００７７】
フッ酸およびフッ硝酸の濃度は、上記に限らず、適宜設定することができる。【００７８】
これらのｎ型単結晶シリコン基板を用いて図１に示す構造の光電変換素子を作製した。光電変換素子の大きさは、２ｃｍ角であり、ｎ型単結晶シリコン基板内に４行×４列に等間隔に光電変換素子を作製した。【００７９】
図８は、平均面粗さと開放電圧との関係を示す図である。図８において、縦軸は、開放電圧Ｖｏｃを表わし、横軸は、平均面粗さＲａを表わす。【００８０】
なお、開放電圧Ｖｏｃは、平均面粗さＲａが０．７５ｎｍであるときの開放電圧Ｖｏｃを“１”としたときの各平均面粗さＲａにおける開放電圧を示す。【００８１】
図８を参照して、開放電圧Ｖｏｃは、平均面粗さＲａが小さくなるに従って大きくなる。【００８２】
光電変換素子１００の構造においては、ｐｎ接合は、ｎ型単結晶シリコン基板１とｐ型非晶質半導体層５との間で形成されるため、その界面の形状が開放電圧Ｖｏｃに影響を及ぼす。【００８３】
この原因として、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面にランダムに凹凸があると、その上に形成されるアモルファスシリコン膜は、応力を受けて部分的に結晶化した膜になり、またはアモルファスシリコン膜の膜厚がばらつくので、パッシベーション性が面内でばらつくことが考えられる。【００８４】
従って、平均面粗さＲａが小さく、平坦な界面で形成されたｐｎ接合ほど、高い開放電圧Ｖｏｃが得られる。【００８５】
（実験３：基板形状と開放電圧の面内分布との関係）
発明者らは、上記の２つの実験から、シリコン基板の表面でのパッシベーション性がシリコン基板のバルク領域のパッシベーション性よりも優れている場合、（１）シリコン基板を薄板化すること、（２）シリコン基板の表面の平均面粗さＲａを低減すること、によって開放電圧Ｖｏｃを向上できることを見い出した。【００８６】
通常、シリコン基板のバルク領域におけるシリコン−シリコン結合のパッシベーション性に比べて、表面に堆積された非晶質半導体膜とシリコン基板との界面のパッシベーション性は、悪いと考えられてきた。このため、基板を薄板化することは、優れたパッショベーションを減少させることになり、光電変換素子の性能劣化に繋がると考えられてきた。【００８７】
しかし、（実験１）の結果から結論付けられる上記（１）の知見は、それを覆すものであり、シリコン基板表面でのパッシベーション性がシリコン基板のバルク領域のパッシベーション性よりも優れているという高い技術力を持つ場合にのみ、有効である。【００８８】
上記（２）の知見は、平坦な界面で形成されたｐｎ接合ほど、高い開放電圧Ｖｏｃを持つということである。住宅用太陽電池等では、数ｋＷ程度の発電量が望まれ、大面積が必要である。生産コストまたは歩留まりの面から簡便なプロセスによって、従来、太陽電池用の結晶シリコン基板は、非ミラー面の基板が使用されてきた。非ミラー面を主体とした太陽電池においては、上記（２）の知見は、新たな知見である。【００８９】
これらの２つの知見は、発明者らが鋭意研究を推進した結果、得られたものである。【００９０】
本実験では、シリコン基板の四辺をレーザーカットした後、端部領域に薄板化および平均面粗さＲａの低減化を行った基板（ａ）と、シリコン基板の四辺をレーザーカットした基板（ｂ）とを用いて図１に示す構造の光電変換素子を作製した。【００９１】
基板（ａ）の製造方法は、次のとおりである。【００９２】
シリコンのインゴットからスライスしたシリコン基板をアルカリ溶液で薄板化した後、ゲッタリング処理を行った。その後、キャリア５０（図４および図５参照）またはキャリア５０Ａ（図６参照）を用いてフッ硝酸溶液でシリコン基板をエッチングし、シリコン基板の中心領域が１５０μｍ程度の厚みを有するシリコン基板を作製した。【００９３】
このように作製した基板（ａ）の厚みは、中心領域で１６０μｍであり、端部領域で３０μｍであった。また、平均面粗さＲａは、中心領域で０．６８ｎｍであり、端部領域で０．２６ｎｍであった。【００９４】
光電変換素子の大きさは、２ｃｍ角であり、ｎ型単結晶シリコン基板内に４行×４列に等間隔に光電変換素子を作製した。【００９５】
図９は、各基板上の各光電変換素子の開放電圧の変動率を示す図である。図９は、開放電圧Ｖｏｃを４行×４列で示しており、基板内の各光電変換素子の位置の情報と共に示す。開放電圧Ｖｏｃの変動率は、次の式によって定義される。【００９６】
開放電圧の変動率（％）
＝（各光電変換素子の開放電圧／（基板上の最低の開放電圧）−１）×１００（％）
なお、図９の（ａ）は、基板（ａ）を用いた場合の開放電圧Ｖｏｃの変動率を示し、図９の（ｂ）は、基板（ｂ）を用いた場合の開放電圧Ｖｏｃの変動率を示す。【００９７】
図９を参照して、基板（ｂ）を用いた場合、開放電圧Ｖｏｃの面内分布が大きく、最大１．２％の変動がある。一方、基板（ａ）を用いた場合、開放電圧Ｖｏｃの面内分布は、抑制され、その変動率は、０．４％以内である。【００９８】
このように、ｎ型単結晶シリコン基板の端部領域の薄板化および平均面粗さＲａの低減化によって、ｎ型単結晶シリコン基板当たりの発電量を向上することが可能となる。【００９９】
図１０は、１２５ｍｍ角のｎ型単結晶シリコン基板の全体に光電変換素子を作製したときの開放電圧Ｖｏｃを比較した結果を示す図である。【０１００】
図１０において、縦軸は、開放電圧Ｖｏｃを表わし、横軸は、基板の種類を表わす。なお、開放電圧Ｖｏｃは、基板（ｂ）を用いた場合の開放電圧Ｖｏｃを“１”として各基板（ａ），（ｂ）を用いた場合の開放電圧を示す。【０１０１】
図１０を参照して、基板（ａ）を用いた場合の開放電圧Ｖｏｃは、基板（ｂ）を用いた場合の開放電圧Ｖｏｃよりも大きい。上記の実験結果と同様に、ｎ型単結晶シリコン基板の端部領域の開放電圧Ｖｏｃを下げないことが重要である。【０１０２】
この実験によって、１２５ｍｍ角のサイズを有する光電変換素子でも、ｎ型単結晶シリコン基板の端部領域の厚みを中心領域の厚みよりも薄くすること、およびｎ型単結晶シリコン基板の端部領域の平均面粗さＲａを中心領域の平均面粗さＲａよりも小さくすることによって、開放電圧Ｖｏｃを向上できることが解った。その結果、基板サイズが大きくなっても、同様の効果が得られると考えられる。【０１０３】
図１１および図１２は、それぞれ、図１に示す光電変換素子１００の製造方法を示す第１および第２の工程図である。【０１０４】
光電変換素子１００の製造方法について説明する。光電変換素子１００は、プラズマ装置を主に用いてプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって製造される。【０１０５】
プラズマ装置は、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を整合器を介して平行平板電極に印加する電源を備える。【０１０６】
光電変換素子１００の製造が開始されると、シリコンのインゴットからスライスされたシリコン基板をフッ硝酸でエッチングして端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄いｎ型単結晶シリコン基板を作製し、その後、ｎ型単結晶シリコン基板を上述した溶液（Ａ）でエッチングして端部領域の平均面粗さＲａが中心領域の平均面粗さＲａよりも小さいｎ型単結晶シリコン基板１を作成する（図１１の工程（ａ）参照）。なお、図１１の工程（ａ）においては、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みは、中心領域および端部領域で一定であるように図示されているが、実際には、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みは、端部領域では中心領域よりも薄い。【０１０７】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板１の一方の表面に１００〜３００ｎｍ程度の厚みを有する酸化シリコン（ＳｉＯ２）をスパッタリング法によって形成し、１重量％〜５重量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）および１重量％〜１０重量％のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて８０℃〜９０℃の温度で、３０分間、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面を化学的に異方性エッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板１の他方の表面をテクスチャ化する（図１１の工程（ｂ）参照）。この場合、形成されたピラミッドの大きさは、例えば、１５μｍ程度であった。【０１０８】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板１をフッ酸中に浸漬してｎ型単結晶シリコン基板１の表面に形成された自然酸化膜を除去するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面を水素で終端する。【０１０９】
ｎ型単結晶シリコン基板１の洗浄が終了すると、ｎ型単結晶シリコン基板１をプラズマ装置の反応室に入れる。【０１１０】
そして、２００〜１０００ｓｃｃｍのシラン（ＳｉＨ４）ガスと、２００〜３０００ｓｃｃｍの水素（Ｈ２）ガスとを反応室に流し、反応室の圧力を３０〜５００Ｐａに設定し、基板温度を１３０〜２２０℃に設定する。そうすると、ＲＦ電源によって５〜４０ｍＷ／ｃｍ２のＲＦパワーを整合器を介して平行平板電極に印加する。これによって、反応室内でプラズマが発生し、ｉ型ａ−Ｓｉからなるｉ型非晶質半導体層２がｎ型単結晶シリコン基板１の受光面（＝テクスチャ構造が形成された表面）上に堆積される（図１１の工程（ｃ）参照）。【０１１１】
ｉ型非晶質半導体層２の膜厚が０．５ｎｍ〜２５ｎｍになると、ＲＦパワーを停止し、水素希釈された３０〜５００ｓｃｃｍのフォスフィン（ＰＨ３）ガスを更に反応室に流す。そして、反応室の圧力を２０〜１００Ｐａに設定し、ＲＦ電源によって５〜４０ｍＷ／ｃｍ２のＲＦパワーを整合器を介して平行平板電極に印加する。これにより、ｎ型ａ−Ｓｉからなるｎ型非晶質半導体層３がｉ型非晶質半導体層２上に堆積される（図１１の工程（ｄ）参照）。なお、水素希釈されたＰＨ３ガスの濃度は、例えば、１％である。【０１１２】
その後、ｎ型非晶質半導体層３／ｉ型非晶質半導体層２／ｎ型単結晶シリコン基板１をプラズマ装置から取り出し、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（ｎ型非晶質半導体層３／ｉ型非晶質半導体層２が形成された面と反対側の表面）上に薄膜が堆積可能なようにｎ型非晶質半導体層３／ｉ型非晶質半導体層２／ｎ型単結晶シリコン基板１をプラズマ装置に入れる。【０１１３】
そして、ｉ型非晶質半導体層２の形成条件と同じ形成条件を用いてｉ型非晶質半導体層４をｎ型単結晶シリコン基板１の裏面に形成する（図１１の工程（ｅ）参照）。【０１１４】
なお、ｉ型非晶質半導体層４は、ｉ型非晶質半導体層２の形成条件と異なる形成条件を用いて形成されてもよい。【０１１５】
その後、２００〜１０００ｓｃｃｍのＳｉＨ４ガスと、２００〜３０００ｓｃｃｍのＨ２ガスと、水素希釈された３０〜５００ｓｃｃｍのジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガスを反応室に流し、反応室の圧力を２０〜１００Ｐａに設定するとともに、ＲＦ電源によって５〜４０ｍＷ／ｃｍ２のＲＦパワーを整合器を介して平行平板電極に印加する。これによって、ｐ型ａ−Ｓｉからなるｐ型非晶質半導体層５がｉ型非晶質半導体層４上に堆積される（図１２の工程（ｆ）参照）。なお、水素希釈されたＢ２Ｈ６ガスの濃度は、例えば、２％である。【０１１６】
その後、ｎ型非晶質半導体層２上に透明導電膜６（＝ＩＴＯ）を、例えば、スパッタリング法によって形成する（図１２の工程（ｇ）参照）。この場合、ＳｎＯ２粉末が５重量％混入したＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体をターゲットとしてカソードに設置する。そして、ｉ型非晶質半導体層２等が形成されたｎ型単結晶シリコン基板１をカソードに対して平行になるように配置し、チャンバ内を真空排気する。その後、ｎ型単結晶シリコン基板１の温度が１８０℃になるようにｎ型単結晶シリコン基板１を加熱し、２００〜８００ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）ガスと、０〜３０ｓｃｃｍの酸素（Ｏ２）ガスとの混合ガスを流してチャンバ内の圧力を０．４〜１．３Ｐａに保ちながら０．２〜２ｋＷの電力を投入して放電させる。これによって、透明導電膜６（＝ＩＴＯ）が形成される。【０１１７】
その後、導電層７（ＩＴＯ）を透明導電膜６（＝ＩＴＯ）と同じ形成条件によってｐ型非晶質半導体層５上に形成する（図１２の工程（ｈ）参照）。【０１１８】
なお、透明導電膜６および導電層７は、スパッタリング法の他に、ＣＶＤ法および蒸着法等の薄膜形成方法、またはめっき法、またはそれらの組合せによって形成されてもよい。【０１１９】
そして、エポキシ樹脂にＡｇの微粉末を練り込んだＡｇペーストをスクリーン印刷によって、高さを約１０〜３０μｍ、幅を１００〜５００μｍに形成した後、２００℃で８０分、焼成硬化することによって櫛形の電極８，９を形成する（図１２の工程（ｉ）参照）。これによって、光電変換素子１００が完成する。【０１２０】
入射光が透明導電膜６側から光電変換素子１００に入射すると、ｎ型単結晶シリコン基板１中で電子および正孔は、光励起される。そして、光励起された電子および正孔は、ｐｎ接合（ｎ型単結晶シリコン基板１／ｐ型非晶質半導体層５）によって電気的に分離され、電子は、ｉ型非晶質半導体層２、ｎ型非晶質半導体層３および透明導電膜６を介して電極８に到達する。また、正孔は、ｉ型非晶質半導体層４、ｐ型非晶質半導体層５および導電層７を介して電極９に到達する。【０１２１】
そして、電極８に到達した電子は、電極８と電極９との間に接続された負荷を介して電極９に到達し、正孔と再結合する。これによって、光電変換素子１００によって発電された電力は、負荷に供給される。【０１２２】
光電変換素子１００は、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいｎ型単結晶シリコン基板１を備え、開放電圧は、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みが薄くなるほど大きくなるとともに平均面粗さが小さくなるほど大きくなるので、開放電圧の面内ばらつきを小さくでき、変換効率を向上できる。【０１２３】
また、光電変換素子１００においては、ｐ型非晶質半導体層５と電極９との間に導電層７が配置されているため、ｐ型非晶質半導体層５と電極９との界面におけるキャリアの再結合を抑制できる。また、導電層７が透明導電膜からなり、電極９がＡｇからなる場合、ｎ型単結晶シリコン基板１を透過した光は、導電層７（透明導電膜）／電極９（Ａｇ）界面で反射され、ｎ型単結晶シリコン基板１で吸収される。従って、光電変換素子１００の短絡電流を増加できる。【０１２４】
上記においては、ｉ型非晶質半導体層２は、ｉ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｉ型非晶質半導体層２は、ｉ型ａ−ＳｉＣ，ｉ型ａ−ＳｉＮ，ｉ型ａ−ＳｉＯ，ｉ型ａ−ＳｉＯＮ，ｉ型ａ−ＳｉＧｅ，ｉ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。また、ｉ型非晶質半導体層２は、濃度が１×１０１６ｃｍ−３以下であるＰおよびＢ等のドーパントを含んでいてもよい。光電変換素子１００を１つの反応室で製造する場合、反応室の壁に付着したＰおよびＢ等がｉ型非晶質半導体層２に混入することがあるからである。ｉ型非晶質半導体層２は、濃度が１×１０１６ｃｍ−３以下であるＰおよびＢ等を含んでいても、実質的には、ｉ型の導電型を有する。従って、ｉ型非晶質半導体層２は、実質的にｉ型の導電型を有していればよい。【０１２５】
ｉ型非晶質半導体層４についても、ｉ型非晶質半導体層２と同様である。【０１２６】
ｎ型非晶質半導体層３は、ｎ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｎ型非晶質半導体層３は、ｎ型ａ−ＳｉＣ，ｎ型ａ−ＳｉＮ，ｎ型ａ−ＳｉＯ，ｎ型ａ−ＳｉＯＮ，ｎ型ａ−ＳｉＧｅ，ｎ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。【０１２７】
ｐ型非晶質半導体層５は、ｐ型ａ−Ｓｉからなると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、ｐ型非晶質半導体層５は、ｐ型ａ−ＳｉＣ，ｐ型ａ−ＳｉＮ，ｐ型ａ−ＳｉＯ，ｐ型ａ−ＳｉＯＮ，ｐ型ａ−ＳｉＧｅ，ｐ型ａ−Ｇｅのいずれかからなっていてもよい。【０１２８】
この場合、ｉ型ａ−ＳｉＣは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびメタン（ＣＨ４）ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＮは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびアンモニア（ＮＨ３）ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＯは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびＯ２ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＯＮは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガスをおよびＮＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−ＳｉＧｅは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガスおよびゲルマン（ＧｅＨ４）ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｉ型ａ−Ｇｅは、Ｈ２ガスおよびＧｅＨ４ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。【０１２９】
ｎ型ａ−ＳｉＣは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＣＨ４ガスおよびＰＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＮは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスおよびＰＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＯは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガスおよびＰＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＯＮは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガスを、ＮＨ３ガスおよびＰＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−ＳｉＧｅは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＧｅＨ４ガスおよびＰＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｎ型ａ−Ｇｅは、Ｈ２ガス、ＧｅＨ４ガスおよびＰＨ３ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。【０１３０】
ｐ型ａ−ＳｉＣは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＣＨ４ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＮは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＯは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＯＮは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガスを、ＮＨ３ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−ＳｉＧｅは、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガス、ＧｅＨ４ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。ｐ型ａ−Ｇｅは、Ｈ２ガス、ＧｅＨ４ガスおよびＢ２Ｈ６ガスを材料ガスとして、上述したプラズマＣＶＤ法によって形成される。【０１３１】
また、光電変換素子１００は、ｎ型単結晶シリコン基板１に代えて、ｐ型単結晶シリコン基板、ｎ型多結晶シリコン基板およびｐ型多結晶シリコン基板のいずれかを備えていてもよい。【０１３２】
この場合、ｐ型単結晶シリコン基板、ｎ型多結晶シリコン基板およびｐ型多結晶シリコン基板の各々は、上述した方法によって、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄くされ、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さくされる。【０１３３】
また、ｐ型単結晶シリコン基板の一方面（＝受光面）には、上述した方法によってテクスチャ構造が形成され、ｎ型多結晶シリコン基板またはｐ型多結晶シリコン基板の一方面（受光面）には、ドライエッチングによってテクスチャ構造が形成される。【０１３４】
このように、光電変換素子１００は、一般的には、シリコン基板を備えていればよい。【０１３５】
そして、光電変換素子１００においては、ｐｎ接合は、テクスチャ構造が形成される受光面側ではなく、平均面粗さが小さい裏面（受光面と反対側の表面）側に配置される。平均面粗さが小さい方が開放電圧Ｖｏｃを大きくできるからである。【０１３６】
［実施の形態２］
図１３は、実施の形態２による光電変換素子の構成を示す断面図である。図１３を参照して、実施の形態２による光電変換素子２００は、図１に示す光電変換素子１００のｎ型非晶質半導体層３をｐ型非晶質半導体層５Ａに代え、ｐ型非晶質半導体層５をｎ型非晶質半導体層３Ａに代えたものであり、その他は、光電変換素子１００と同じである。【０１３７】
光電変換素子２００においては、ｐ型非晶質半導体層５Ａは、ｉ型非晶質半導体層２に接してｉ型非晶質半導体層２上に配置される。ｐ型非晶質半導体層５Ａについてのその他の説明は、ｐ型非晶質半導体層５についての説明と同じである。【０１３８】
ｎ型非晶質半導体層３Ａは、ｉ型非晶質半導体層４に接してｉ型非晶質半導体層４上に配置される。ｎ型非晶質半導体層３Ａについてのその他の説明は、ｎ型非晶質半導体層３についての説明と同じである。【０１３９】
このように、光電変換素子２００は、ｐ／ｉ非晶質半導体層２，５Ａを光入射側に配置した光電変換素子である。【０１４０】
光電変換素子２００は、図１１および図１２に示す工程（ａ）〜工程（ｉ）に従って製造される。この場合、工程（ｄ）において、ｐ型非晶質半導体層５ＡがプラズマＣＶＤ法によって形成され、工程（ｆ）において、ｎ型非晶質半導体層３ＡがプラズマＣＶＤ法によって形成される。【０１４１】
光電変換素子２００においても、光電変換素子１００と同様の効果を享受できる。【０１４２】
実施の形態２におけるその他の説明は、実施の形態１における説明と同じである。【０１４３】
［実施の形態３］
図１４は、実施の形態３による光電変換素子の構成を示す断面図である。図１４を参照して、実施の形態３による光電変換素子３００は、ｎ型単結晶シリコン基板１と、非晶質半導体層３０１と、ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３と、ｐ型非晶質半導体層３０４と、ｎ型非晶質半導体層３０５と、透明導電膜３０６，３０７と、電極３０８，３０９と、絶縁層３１０とを備える。【０１４４】
非晶質半導体層３０１は、ｎ型単結晶シリコン基板１の受光面に接してｎ型単結晶シリコン基板１上に配置される。【０１４５】
ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３は、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（テクスチャ構造が形成された表面と反対側の表面）に接してｎ型単結晶シリコン基板１上に配置される。【０１４６】
ｐ型非晶質半導体層３０４は、ｉ型非晶質半導体層３０２に接してｉ型非晶質半導体層３０２上に配置される。【０１４７】
ｎ型非晶質半導体層３０５は、ｉ型非晶質半導体層３０３に接してｉ型非晶質半導体層３０３上に配置される。【０１４８】
透明導電膜３０６は、ｐ型非晶質半導体層３０４に接してｐ型非晶質半導体層３０４上に配置される。【０１４９】
透明導電膜３０７は、ｎ型非晶質半導体層３０５に接してｎ型非晶質半導体層３０５上に配置される。【０１５０】
電極３０８は、透明導電膜３０６に接して透明導電膜３０６上に配置される。【０１５１】
電極３０９は、透明導電膜３０７に接して透明導電膜３０７上に配置される。【０１５２】
絶縁増３１０は、非晶質半導体層３０１に接して非晶質半導体層３０１上に配置される。【０１５３】
非晶質半導体層３０１は、ｉ型非晶質半導体層／ｎ型非晶質半導体層、またはｎ型非晶質半導体層からなる。非晶質半導体層３０１がｉ型非晶質半導体層／ｎ型非晶質半導体層からなる場合、ｉ型非晶質半導体層がｎ型単結晶シリコン基板１に接して配置され、ｎ型非晶質半導体層がｉ型非晶質半導体層に接して配置される。【０１５４】
ｉ型非晶質半導体層は、ｉ型ａ−ＳｉＣ，ｉ型ａ−ＳｉＮ，ｉ型ａ−ＳｉＯ，ｉ型ａ−ＳｉＯＮ，ｉ型ａ−Ｓｉ，ｉ型ａ−ＳｉＧｅ，ｉ型ａ−Ｇｅのいずれかからなる。そして、ｉ型非晶質半導体層は、実施の形態１におけるｉ型非晶質半導体層２と同じ厚みを有する。【０１５５】
ｎ型非晶質半導体層は、ｎ型ａ−ＳｉＣ，ｎ型ａ−ＳｉＮ，ｎ型ａ−ＳｉＯ，ｎ型ａ−ＳｉＯＮ，ｎ型ａ−Ｓｉ，ｎ型ａ−ＳｉＧｅ，ｎ型ａ−Ｇｅのいずれかからなる。そして、ｎ型非晶質半導体層は、実施の形態１におけるｎ型非晶質半導体層３と同じ厚みを有する。【０１５６】
なお、非晶質半導体層３０１がｎ型非晶質半導体層のみからなる場合、ｎ型非晶質半導体層の厚みは、ｉ型非晶質半導体層２の厚みとｎ型非晶質半導体層３の厚みとの合計になる。【０１５７】
また、非晶質半導体層３０１がｉ型非晶質半導体層のみからなる場合、ｉ型非晶質半導体層の厚みは、ｉ型非晶質半導体層２の厚みとｎ型非晶質半導体層３の厚みとの合計になる。【０１５８】
その結果、非晶質半導体層３０１は、ｎ型単結晶シリコン基板１中で生成された少数キャリア（正孔）が絶縁層３１０へ到達するのを抑制し、短絡電流を向上できる。【０１５９】
ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３の各々は、ｉ型ａ−ＳｉＣ，ｉ型ａ−ＳｉＮ，ｉ型ａ−ＳｉＯ，ｉ型ａ−ＳｉＯＮ，ｉ型ａ−Ｓｉ，ｉ型ａ−ＳｉＧｅ，ｉ型ａ−Ｇｅのいずれかからなる。そして、ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３の各々は、実施の形態１におけるｉ型非晶質半導体層４と同じ厚みを有する。また、ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３の各々は、実施の形態１において説明したｉ型非晶質半導体層２，４と同様に、実質的にｉ型の導電型を有していればよい。【０１６０】
ｐ型非晶質半導体層３０４は、ｐ型ａ−ＳｉＣ，ｐ型ａ−ＳｉＮ，ｐ型ａ−ＳｉＯ，ｐ型ａ−ＳｉＯＮ，ｐ型ａ−Ｓｉ，ｐ型ａ−ＳｉＧｅ，ｐ型ａ−Ｇｅのいずれかからなる。ｐ型非晶質半導体層３０４は、ｐ型非晶質半導体層５と同じ厚みを有する。【０１６１】
ｎ型非晶質半導体層３０５は、ｎ型ａ−ＳｉＣ，ｎ型ａ−ＳｉＮ，ｎ型ａ−ＳｉＯ，ｎ型ａ−ＳｉＯＮ，ｎ型ａ−Ｓｉ，ｎ型ａ−ＳｉＧｅ，ｎ型ａ−Ｇｅのいずれかからなる。ｎ型非晶質半導体層３０５は、ｐ型非晶質半導体層３０４と同じ厚みを有する。【０１６２】
透明導電膜３０６，３０７の各々は、ＩＴＯ、ＳｎＯ２およびＺｎＯ等からなる。【０１６３】
電極３０８，３０９の各々は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ等の金属、およびそれらの金属のうちの一種以上を含む合金、または上記金属のうちの二種類以上の積層膜等の導電性材料からなる。【０１６４】
絶縁層３１０は、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコンのいずれかからなる。絶縁層３１０は、反射防止膜および保護膜として機能する。絶縁層３１０の厚みは、反射防止膜としての機能を考慮すると、例えば、８０ｎｍ〜３００ｎｍに設定される。これによって、光電変換素子３００の短絡電流を増加させることができる。また、非晶質半導体層３０１の表面のパッシベーションを考慮すると、絶縁層３１０を窒化シリコンまたは酸窒化シリコンによって構成することが好ましい。【０１６５】
図１５は、図１４に示す光電変換素子３００の裏面側の電極３０８，３０９の平面図である。【０１６６】
図１５を参照して、電極３０８，３０９の各々は、櫛形を有する。そして、電極３０８の櫛形は、電極３０９の櫛形と噛み合うように配置される。【０１６７】
図１６から図１８は、それぞれ、図１４に示す光電変換素子３００の製造方法を示す第１から第３の工程図である。【０１６８】
光電変換素子３００の製造が開始されると、図１１に示す工程（ａ）と同じ工程を実行してｎ型単結晶シリコン基板１を作成する（図１６の工程（ａ）参照）。なお、図１６の工程（ａ）においても、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みは、中心領域および端部領域で一定であるように図示されているが、実際には、ｎ型単結晶シリコン基板１の厚みは、端部領域では中心領域よりも薄い。【０１６９】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板１の一方の表面に３００〜１３００ｎｍ程度の厚みを有する酸化シリコン（ＳｉＯ２）をスパッタリング法によって形成し、１重量％〜５重量％のＫＯＨおよび１重量％〜１０重量％のＩＰＡを用いて８０℃〜９０℃の温度で、３０分間、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面を化学的に異方性エッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板１の他方の表面をテクスチャ化する（図１６の工程（ｂ）参照）。この場合、形成されたピラミッドのサイズは、１０〜１５μｍであり、ピラミッドの傾斜角は、５０度と６０度との間の傾斜角である。【０１７０】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板１をフッ酸中に浸漬してｎ型単結晶シリコン基板１の表面に形成した酸化シリコンおよび自然酸化膜を除去するとともに、ｎ型単結晶シリコン基板１の表面を水素で終端する。【０１７１】
ｎ型単結晶シリコン基板１の洗浄が終了すると、ｎ型単結晶シリコン基板１をプラズマ装置の反応室に入れる。【０１７２】
そして、非晶質半導体層３０１をｎ型単結晶シリコン基板１の受光面（テクスチャ構造が形成された表面）にプラズマＣＶＤ法によって形成する（図１６の工程（ｃ）参照）。非晶質半導体層３０１がｉ型非晶質半導体層／ｎ型非晶質半導体層からなる場合、ｉ型非晶質半導体層は、上述したｉ型非晶質半導体層２と同じ形成条件を用いて形成され、ｎ型非晶質半導体層は、上述したｎ型非晶質半導体層３と同じ形成条件を用いて形成される。また、非晶質半導体層３０１がｎ型非晶質半導体層のみからなる場合、ｎ型非晶質半導体層は、上述したｎ型非晶質半導体層３と同じ形成条件を用いて形成される。【０１７３】
工程（ｃ）の後、上述したｉ型非晶質半導体層２と同じ形成条件を用いて、ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３をプラズマＣＶＤ法によってｎ型単結晶シリコン基板１の裏面（テクスチャ構造が形成された表面と反対側の表面）に形成する（図１６の工程（ｄ）参照）。【０１７４】
そして、上述したｐ型非晶質半導体層５と同じ形成条件と同じ形成条件を用いてｐ型非晶質半導体層３２０をｉ型非晶質半導体層３０２，３０３上にプラズマＣＶＤ法によって形成する（図１６の工程（ｅ）参照）。【０１７５】
その後、ｐ型非晶質半導体層３２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン３３０を形成する（図１７の工程（ｆ）参照）。【０１７６】
そして、レジストパターン３３０をマスクとしてｐ型非晶質半導体層３２０の一部をエッチングし、ｐ型非晶質半導体層３０４を形成する（図１７の工程（ｇ）参照）。【０１７７】
引き続いて、上述したｎ型非晶質半導体層３と同じ形成条件を用いてｉ型非晶質半導体層３０３およびレジストパターン３３０上にｎ型非晶質半導体層３４０をプラズマＣＶＤ法によって形成する（図１７の工程（ｈ）参照）。【０１７８】
そして、アルカリ溶液（ＫＯＨ，ＮａＯＨ）を用いてレジストパターン３３０を除去する。これによって、レジストパターン３３０上に形成されたｎ型非晶質半導体層がリフトオフにより除去され、ｎ型非晶質半導体層３０５が形成される（図１７の工程（ｉ）参照）。【０１７９】
その後、例えば、窒化シリコンからなる絶縁層３１０を非晶質半導体層３０１上にスパッタリング法によって形成する（図１８の工程（ｊ）参照）。【０１８０】
そして、ｐ型非晶質半導体層３０４およびｎ型非晶質半導体層３０５の全面に透明導電膜（ＩＴＯ）をスパッタリング法によって形成し、引き続いて、電子ビーム蒸着法によってＡｇを形成する。そして、透明導電膜（ＩＴＯ）およびＡｇをエッチングし、透明導電膜３０６，３０７および電極３０８，３０９を形成する（図１８の工程（ｋ）参照）。これによって、光電変換素子３００が完成する。【０１８１】
光電変換素子３００は、光電変換素子１００と同じｎ型単結晶シリコン基板１を備え、テクスチャ構造が形成される受光面と反対側の裏面にｐｎ接合（ｎ型単結晶シリコン基板１／ｐ型非晶質半導体層３０４）が配置されるので、開放電圧Ｖｏｃの面内分布のばらつきを小さくでき、光電変換素子３００の変換効率を向上できる。【０１８２】
また、光電変換素子３００においては、ｐ型非晶質半導体層３０４と電極３０８との間に透明導電膜３０６が配置され、ｎ型非晶質半導体層３０５と電極３０９との間に透明導電膜３０７が配置されるため、ｐ型非晶質半導体層３０４と電極３０８との界面、およびｎ型非晶質半導体層３０５と電極３０９との界面におけるキャリアの再結合を抑制できる。【０１８３】
更に、ｎ型単結晶シリコン基板１を透過した光を透明導電膜３０６と電極３０８との界面および透明導電膜３０７と電極３０９との界面で反射して短絡電流を増加できる。【０１８４】
なお、光電変換素子３００は、透明導電膜３０７を備えていなくてもよい。透明導電膜３０７は、多数キャリア（電子）を収集するｎ型非晶質半導体層３０５と電極３０９との間に配置されるため、キャリアの再結合が問題にならないからである。従って、光電変換素子３００においては、少なくとも、少数キャリア（正孔）を収集するｐ型非晶質半導体層３０４と電極３０８との間に透明導電膜が配置されていればよい。【０１８５】
更に、光電変換素子３００は、ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３を備えていなくてもよい。ｉ型非晶質半導体層３０２，３０３が無くても、ｎ型単結晶シリコン基板１の裏面でｐｎ接合（ｎ型単結晶シリコン基板１／ｐ型非晶質半導体層３０４）を形成することができるからである。【０１８６】
更に、上記においては、ｐ型非晶質半導体層３０４を形成した後にｎ型非晶質半導体層３０５を形成すると説明したが、実施の形態３においては、これに限らず、ｎ型非晶質半導体層３０５を形成した後にｐ型非晶質半導体層３０４を形成するようにしてもよい。このようにしても、光電変換素子３００が享受できる効果は、同じである。【０１８７】
実施の形態３におけるその他の説明は、実施の形態１における説明と同じである。【０１８８】
［実施の形態４］
図１９は、実施の形態４による光電変換素子の構成を示す断面図である。図１９を参照して、実施の形態４による光電変換素子４００は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１と、反射防止膜４０２と、絶縁層４０４と、電極４０３，４０５とを備える。【０１８９】
ｎ型単結晶シリコン基板４０１は、ｎ型拡散層４０１１と、ｐ型拡散層４０１２とを含む。ｎ型拡散層４０１１は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面に接してｎ型単結晶シリコン基板４０１中に配置される。ｎ型拡散層４０１１は、例えば、１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３のＰ濃度を有する。また、ｎ型拡散層４０１１は、例えば、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。【０１９０】
ｐ型拡散層４０１２は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面と反対側の表面に接してｎ型単結晶シリコン基板４０１中に配置される。ｐ型拡散層４０１２は、例えば、１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３のＢ濃度を有する。また、ｐ型拡散層４０１２は、例えば、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。【０１９１】
ｎ型単結晶シリコン基板４０１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１についての説明と同じである。【０１９２】
反射防止膜４０２は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面に接してｎ型単結晶シリコン基板４０１上に配置される。反射防止膜４０２は、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコンのいずれかからなる。反射防止膜４０２は、入射光の反射を防止する機能を考慮すると、８０〜３００ｎｍの厚みを有する。【０１９３】
電極４０３は、反射防止膜４０２を貫通してｎ型単結晶シリコン基板４０１のｎ型拡散層４０１１に接して配置される。電極４０３は、例えば、Ａｇからなる。【０１９４】
絶縁層４０４は、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面（＝受光面と反対側の表面）に接してｎ型単結晶シリコン基板４０１上に配置される。絶縁層４０４は、反射防止膜４０２と同じ材料からなり、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。【０１９５】
電極４０５は、絶縁膜４０４を貫通してｎ型単結晶シリコン基板４０１のｐ型拡散層４０１２に接して配置される。電極４０５は、例えば、Ａｇからなる。【０１９６】
このように、光電変換素子４００は、テクスチャ構造が形成される受光面と反対側におｎ接合（ｎ型単結晶シリコン基板４０１のバルク領域／ｐ型拡散層４０１２）を備える。【０１９７】
図２０から図２２は、それぞれ、図１９に示す光電変換素子４００の製造方法を示す第１から第３の工程図である。【０１９８】
光電変換素子４００の製造が開始されると、図１１に示す工程（ａ）と同じ工程を実行してｎ型単結晶シリコン基板４０１を作成する（図２０の工程（ａ）参照）。なお、図２０の工程（ａ）においても、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の厚みは、中心領域および端部領域で一定であるように図示されているが、実際には、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の厚みは、端部領域では中心領域よりも薄い。【０１９９】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面に１００〜３００ｎｍ程度の厚みを有する酸化シリコン（ＳｉＯ２）をスパッタリング法によって形成し、１重量％〜５重量％のＫＯＨおよび１重量％〜１０重量％のＩＰＡを用いて８０℃〜９０℃の温度で、３０分間、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面を化学的に異方性エッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面をテクスチャ化する（図２０の工程（ｂ）参照）。この場合、形成されたピラミッドのサイズは、１０〜１５μｍであり、ピラミッドの傾斜角は、５０度と６０度との間の傾斜角である。【０２００】
その後、Ｐ原子をｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面からｎ型単結晶シリコン基板４０１中へ気相拡散し、ｎ型拡散層４０１１を形成する（図２０の工程（ｃ）参照）。【０２０１】
そして、Ｂ原子をｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面からｎ型単結晶シリコン基板４０１中へ気相拡散し、ｐ型拡散層４０１２を形成する（図２０の工程（ｄ）参照）。【０２０２】
引き続いて、反射防止膜４０２をスパッタリング法によってｎ型単結晶シリコン基板４０１の受光面上に形成する（図２０の工程（ｅ）参照）。【０２０３】
そして、絶縁層４０４をスパッタリング法によってｎ型単結晶シリコン基板４０１の裏面上に形成する（図２１の工程（ｆ）参照）。【０２０４】
その後、レジストを反射防止膜４０２の全面に塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン４１０を形成する（図２１の工程（ｇ）参照）。【０２０５】
そうすると、レジストパターン４１０をマスクとして反射防止膜４０２の一部をエッチングする（図２１の工程（ｈ）参照）。【０２０６】
そして、Ａｇペーストをスクリーン印刷によって印刷し、その印刷したＡｇペーストを焼成して電極４０３を形成する（図２１の工程（ｉ）参照）。【０２０７】
引き続いて、レジストを絶縁層４０４の全面に塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィによってパターンニングしてレジストパターン４２０を形成する（図２２の工程（ｊ）参照）。【０２０８】
そして、レジストパターン４２０をマスクとして絶縁層４０４の一部をエッチングする（図２２の工程（ｋ）参照）。【０２０９】
その後、絶縁層４０４を覆うようにＡｇを電子ビーム蒸着して電極４０５を形成する（工程（ｌ）参照）。これによって、光電変換素子４００が完成する。【０２１０】
光電変換素子４００は、光電変換素子１００のｎ型単結晶シリコン基板１と同じように、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいｎ型単結晶シリコン基板４０１を備えるので、開放電圧Ｖｏｃの面内分布のばらつきを小さくでき、光電変換素子４００の変換効率を向上できる。【０２１１】
実施の形態４におけるその他の説明は、実施の形態１における説明と同じである。【０２１２】
［実施の形態５］
図２３は、実施の形態５による光電変換素子の構成を示す断面図である。図２３を参照して、実施の形態５による光電変換素子５００は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１と、反射防止膜５０２と、第１パッシベーション膜５０３と、第２パッシベーション膜５０４と、電極５０５，５０６とを備える。【０２１３】
ｎ型単結晶シリコン基板５０１は、ｐ型拡散層５０１１とｎ型拡散層５０１２とを受光面と反対側の表面に接して含む。この場合、ｐ型拡散層５０１１およびｎ型拡散層５０１２は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の面内方向に交互に配置される。ｐ型拡散層５０１１は、例えば、１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３のＢ濃度を有する。また、ｐ型拡散層５０１１は、例えば、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。ｎ型拡散層５０１２は、例えば、１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３のＰ濃度を有する。また、ｎ型拡散層５０１２は、例えば、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。【０２１４】
ｎ型単結晶シリコン基板５０１についてのその他の説明は、ｎ型単結晶シリコン基板１についての説明と同じである。【０２１５】
反射防止膜５０２は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の受光面（テクスチャ構造が形成された表面）に接してｎ型単結晶シリコン基板５０１上に配置される。反射防止膜５０２は、例えば、窒化シリコンからなり、例えば、８０〜３００ｎｍの厚みを有する。【０２１６】
第１パッシベーション膜５０３は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１のｐ型拡散層５０１１に接して配置される。第１パッシベーション膜５０３は、例えば、ＳｉＯ２からなり、例えば、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。【０２１７】
第２パッシベーション膜５０４は、ｎ型単結晶シリコン基板５０１のｐ型拡散層５０１１以外の部分に接して配置される。第２パッシベーション膜５０４は、例えば、窒化シリコンからなり、例えば、１００〜２００ｎｍの厚みを有する。【０２１８】
電極５０５は、第１パッシベーション膜５０３を貫通してｐ型拡散層５０１１に接して配置される。そして、電極５０５は、例えば、Ａｇからなる。【０２１９】
電極５０６は、第２パッシベーション膜５０４を貫通してｎ型拡散層５０１２に接して配置される。そして、電極５０６は、例えば、Ａｇからなる。【０２２０】
図２４から図２６は、それぞれ、図２３に示す光電変換素子５００の製造方法を示す第１から第３の工程図である。【０２２１】
光電変換素子５００の製造が開始されると、図１１に示す工程（ａ）と同じ工程を実行してｎ型単結晶シリコン基板５０１を作成する（図２４の工程（ａ）参照）。なお、図２４の工程（ａ）においても、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の厚みは、中心領域および端部領域で一定であるように図示されているが、実際には、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の厚みは、端部領域では中心領域よりも薄い。【０２２２】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に３００〜１３００ｎｍ程度の厚みを有する酸化シリコン（ＳｉＯ２）をスパッタリング法によって形成し、１重量％〜５重量％のＫＯＨおよび１重量％〜１０重量％のＩＰＡを用いて８０℃〜９０℃の温度で、３０分間、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の光入射面を化学的に異方性エッチングし、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の光入射面をテクスチャ化する（図２４の工程（ｂ）参照）。この場合、形成されたピラミッドのサイズは、１０〜１５μｍであり、ピラミッドの傾斜角は、５０度と６０度との間の傾斜角である。【０２２３】
そして、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の受光面および裏面の全面に酸化シリコンからなる第１拡散マスク５１０を形成する。次に、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に形成された第１拡散マスク５１０に第１エッチングペーストをスクリーン印刷法によって所望のパターンに印刷する。続いて、第１エッチングペーストが印刷されたｎ型単結晶シリコン基板５０１を加熱処理する。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に形成された第１拡散マスク５１０のうち、第１エッチングペーストが印刷された部分のみがエッチングによって除去される。その後、ｎ型単結晶シリコン基板５０１を水中に浸漬し、超音波を印加して超音波洗浄を行う。これにより、第１エッチングペーストが除去され、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に窓５１２が形成される（図２４の工程（ｃ）参照）。【０２２４】
そうすると、ｐ型不純物であるＢを窓５１２を介してｎ型単結晶シリコン基板５０１へ気相拡散させる。そして、第１拡散マスク５１０と、Ｂが拡散してｎ型単結晶シリコン基板５０１に形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）とをフッ化水素水溶液等を用いて除去する。これによって、ｐ型拡散層５０１１が形成される（図２４の工程（ｄ）参照）。【０２２５】
その後、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の受光面および裏面の全面に、酸化シリコンからなる第２拡散マスク５１１を形成する。次に、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に形成された第２拡散マスク５１１上に第２エッチングペーストをスクリーン印刷法によって所望のパターンに印刷する。続いて、第２エッチングペーストが印刷されたｎ型単結晶シリコン基板５０１を加熱処理する。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に形成された第２拡散マスク５１１のうち、第２エッチングペーストが印刷された部分のみがエッチングによって除去される。その後、ｎ型単結晶シリコン基板５０１を水中に浸漬し、超音波を印加して超音波洗浄を行う。これにより、第２エッチングペーストが除去され、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に窓５１４が形成される（図２４の工程（ｅ）参照）。【０２２６】
そうすると、ｎ型不純物であるＰを窓５１４を介してｎ型単結晶シリコン基板５０１へ気相拡散させる。そして、第２拡散マスク５１１と、Ｐが拡散してｎ型単結晶シリコン基板５０１に形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）とをフッ化水素水溶液等を用いて除去する。これによって、ｎ型拡散層５０１２が形成される（図２５の工程（ｆ）参照）。【０２２７】
次に、ｎ型単結晶シリコン基板５０１に対して熱酸化を行う。これにより、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の受光面に酸化シリコン膜５１３が形成され、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に酸化シリコンからなるパッシベーション膜５１５が形成される（図２５の工程（ｇ）参照）。【０２２８】
その後、パッシベーション膜５１５のうち、ｐ型拡散層５０１１上に形成された部分以外の部分にエッチングペーストをスクリーン印刷法によって印刷し、ｎ型単結晶シリコン基板５０１を加熱処理する。これにより、パッシベーション膜５１５のうち、ｐ型拡散層５０１１上に形成された部分以外の部分が除去され、ｐ型拡散層５０１１上に第１パッシベーション膜５０３が形成される（図２５の工程（ｈ）参照）。【０２２９】
次に、プラズマＣＶＤ法によって窒化シリコンからなる第２パッシベーション膜５０４をｎ型単結晶シリコン基板５０１の裏面に形成する（図２５の工程（ｉ）参照）。【０２３０】
引き続いて、ｎ型単結晶シリコン基板５０１の受光面に形成された酸化シリコン膜５１３をフッ化水素水溶液等を用いて除去し、窒化シリコンからなる反射防止膜５０２をｎ型単結晶シリコン基板５０１の受光面に形成する（図２６の工程（ｊ）参照）。【０２３１】
そして、第１パッシベーション膜５０３の一部と、第２パッシベーション膜５０４のうち、ｎ型拡散層５０１２上に位置する部分とにエッチングペーストをスクリーン印刷法によって印刷し、ｎ型単結晶シリコン基板５０１を加熱処理する。これにより、第１パッシベーション膜５０３の一部と、第２パッシベーション膜５０４の一部とが除去され、コンタクトホール５１６，５１７が形成される（図２６の工程（ｋ）参照）。【０２３２】
その後、コンタクトホール５１６，５１７にＡｇペーストを印刷し、その印刷したＡｇペーストを焼成する。これにより、電極５０５，５０６が形成され、光電変換素子５００が完成する（図２６の工程（ｌ）参照）。【０２３３】
光電変換素子５００は、光電変換素子１００のｎ型単結晶シリコン基板１と同じように、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいｎ型単結晶シリコン基板５０１を備えるので、開放電圧Ｖｏｃの面内分布のばらつきを小さくでき、光電変換素子５００の変換効率を向上できる。【０２３４】
実施の形態５におけるその他の説明は、実施の形態１における説明と同じである。【０２３５】
［実施の形態６］
図２７は、実施の形態６による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図２７を参照して、実施の形態６による太陽電池モジュール６００は、バックシート６１０と、スペーサ６２０と、インターコネクト６３０，６４０と、光電変換素子６５０，６６０，６７０とを備える。【０２３６】
光電変換素子６５０は、ｎ型単結晶シリコン基板６５１と、電極６５２，６５３とを含む。光電変換素子６６０は、ｎ型単結晶シリコン基板６６１と、電極６６２，６６３とを含む。光電変換素子６７０は、ｎ型単結晶シリコン基板６７１と、電極６７２，６７３とを含む。【０２３７】
光電変換素子６５０，６６０，６７０の各々は、例えば、光電変換素子１００と同じ構成からなる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板６５１，６６１，６７１の各々は、ｎ型単結晶シリコン基板１と同じである。【０２３８】
そして、光電変換素子６５０，６６０，６７０は、バックシート６１０上に配置される。【０２３９】
インターコネクト６３０は、バックシート６１０と光電変換素子６５０との間、光電変換素子６５０，６７０間、および光電変換素子６７０上に配置される。そして、インターコネクト６３０は、第１の接続部６３１と、第２の接続部６３２と、第３の接続部６３３とを含む。第１の接続部６３１は、光電変換素子６５０の受光面と反対側に設けられた電極６５３に接して光電変換素子６５０とバックシート６１０との間に配置され、光電変換素子６５０のｎ型単結晶シリコン基板６５１の中心領域から端部領域へ向かうに従って厚みが厚くなる。第２の接続部６３２は、光電変換素子６７０の中心領域から端部領域へ向かうに従って厚みが厚くなっており、光電変換素子６７０の受光面側に設けられた電極６７２に接して配置される。第３の接続部６３３は、バックシート６１０の面内方向において光電変換素子６５０と光電変換素子６７０との間に配置され、第１の接続部６３１と第２の接続部６３２とを接続する。そして、インターコネクト６３０は、第１の接続部６３１、第２の接続部６３２および第３の接続部６３３によって、光電変換素子６５０の電極６５３と光電変換素子６７０の電極６７２とに接続される。【０２４０】
インターコネクト６４０は、インターコネクト６３０と同じように、第１の接続部６４１と、第２の接続部６４２と、第３の接続部６４３とを含む。第１の接続部６４１、第２の接続部６４２および第３の接続部６４３は、それぞれ、第１の接続部６３１、第２の接続部６３２および第３の接続部６３３と同じである。【０２４１】
従って、インターコネクト６４０は、第１の接続部６４１、第２の接続部６４２および第３の接続部６４３によって、光電変換素子６６０の電極６６３と光電変換素子６５０の電極６５２とに接続される。【０２４２】
太陽電池モジュール６００においては、インターコネクト６３０，６４０の端部と、インターコネクト６３０，６４０と光電変換素子６５０，６６０の電極６５３，６６３との接続部分との厚みの差は、１０μｍ〜１００μｍである。【０２４３】
スペーサ６２０は、光電変換素子６５０，６７０の各々とバックシート６１０との間において、インターコネクト６３０の第１の接続部６３１が配置された領域以外の領域に配置され、光電変換素子６５０，６７０の中心領域から端部領域に向かって厚みが厚くなる。そして、スペーサ６２０は、絶縁性の材料からなる。スペーサ６２０は、軽量化のために樹脂から形成されていることが好ましく、樹脂は、耐熱性のある樹脂からなることが好ましく、放熱特性に優れた材料からなることが更に好ましい。【０２４４】
このように、太陽電池モジュール６００は、光電変換素子６５０，６６０，６７０のｎ型単結晶シリコン基板６５１，６６１，６７１の断面形状に沿うように、ｎ型単結晶シリコン基板６５１，６６１，６７１の中心領域から端部領域へ向かうに従って厚みが厚くなるスペーサ６２０およびインターコネクト６３０，６４０を備える。【０２４５】
その結果、光電変換素子６５０，６６０，６７０が中心領域から端部領域へ向かうに従って厚みが薄くなる断面形状を有していても、バックシート６１０上に光電変換素子６５０，６６０，６７０を水平に配置できるとともに、光電変換素子６５０，６６０，６７０を直列に接続できる。【０２４６】
また、光電変換素子６５０，６６０，６７０の各々は、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいｎ型単結晶シリコン基板６５１，６６１，６７１（＝ｎ型単結晶シリコン基板１）を備えるので、開放電圧の面内ばらつきを小さくでき、太陽電池モジュール６００の変換効率を向上できる。【０２４７】
なお、太陽電池モジュール６００は、光電変換素子１００に代えて光電変換素子２００，４００のいずれかを備えていてもよく、一般的には、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面側および裏面側に電極を備え、中心領域から端部領域に向かうに従って厚みが薄くなる断面形状を有し、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さい光電変換素子を備えていればよい。【０２４８】
［実施の形態７］
図２８は、実施の形態７による太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図２８を参照して、実施の形態７による太陽電池モジュール７００は、バックシート７１０と、コンタクトタブ７２０，７３０と、ｐ型配線シート７４１，７４５と、ｎ型配線シート７４２，７４４と、光電変換素子７５０，７６０，７７０とを備える。【０２４９】
光電変換素子７５０は、ｎ型単結晶シリコン基板７５１と、ｐ型電極７５２と、ｎ型電極７５３とを含む。光電変換素子７６０は、ｎ型単結晶シリコン基板７６１と、ｎ型電極７６２とを含む。光電変換素子７７０は、ｎ型単結晶シリコン基板７７１と、ｐ型電極７７３とを含む。【０２５０】
光電変換素子７５０，７６０，７７０の各々は、例えば、光電変換素子３００からなる。従って、ｎ型単結晶シリコン基板７５１，７６１，７７１の各々は、ｎ型単結晶シリコン基板１と同じ構成からなる。ｐ型電極７５２およびｎ型電極７５３は、ｎ型単結晶シリコン基板７５１の裏面に配置される。ｎ型電極７６２は、ｎ型単結晶シリコン基板７６１の裏面に配置される。ｐ型電極７７３は、ｎ型単結晶シリコン基板７７１の裏面に配置される。【０２５１】
コンタクトタブ７２０は、バックシート７１０上に配置され、隣接する２つの光電変換素子７５０，７６０の間で最も厚く、かつ、一方の光電変換素子７６０のｎ型単結晶シリコン基板７６１の中心領域および他方の光電変換素子７５０のｎ型単結晶シリコン基板７５１の中心領域に向かうに従って徐々に薄くなる厚みを有する。即ち、コンタクトタブ７２０は、バックシート７１０と反対側へ突出した凸部を有する。【０２５２】
また、コンタクトタブ７３０も、同様に、バックシート７１０上に配置され、隣接する２つの光電変換素子７５０，７７０の間で最も厚く、かつ、一方の光電変換素子７５０のｎ型単結晶シリコン基板７５１の中心領域および他方の光電変換素子７７０のｎ型単結晶シリコン基板７７１の中心領域に向かうに従って徐々に薄くなる厚みを有する。即ち、コンタクトタブ７３０は、バックシート７１０と反対側へ突出した凸部を有する。【０２５３】
そして、コンタクトタブ７２０，７３０の凸部の高さは、例えば、１０μｍ〜１００μｍである。【０２５４】
ｐ型配線シート７４１およびｎ型配線シート７４４は、バックシート７１０およびコンタクトタブ７２０に接して配置される。ｎ型配線シート７４２およびｐ型配線シート７４５は、バックシート７１０およびコンタクトタブ７３０に接して配置される。【０２５５】
コンタクトタブ７２０，７３０、ｐ型配線シート７４１，７４５およびｎ型配線シート７４２，７４４は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ等からなる。【０２５６】
光電変換素子７５０は、ｐ型電極７５２がｐ型配線シート７４１に接し、ｎ型電極７５３がｎ型配線シート７４２に接するようにバックシート７１０上に配置される。光電変換素子７６０は、ｎ型電極７６２がｎ型配線シート７４４に接するようにバックシート７１０上に配置される。光電変換素子７７０は、ｐ型電極７７３がｐ型配線シート７４５に接するようにバックシート７１０上に配置される。【０２５７】
光電変換素子７６０のｎ型電極７６２は、ｎ型配線シート７４４を介してコンタクトタブ７２０に電気的に接続され、光電変換素子７５０のｐ型電極７５２は、ｐ型配線シート７４１を介してコンタクトタブ７２０に電気的に接続される。また、光電変換素子７５０のｎ型電極７５３は、ｎ型配線シート７４２を介してコンタクトタブ７３０に電気的に接続され、光電変換素子７７０のｐ型電極７７３は、ｐ型配線シート７４５を介してコンタクトタブ７３０に接続される。【０２５８】
従って、光電変換素子７５０，７６０，７７０は、コンタクトタブ７２０，７３０、ｐ型配線シート７４１，７４５およびｎ型配線シート７４２，７４４を介して電気的に直列に接続される。【０２５９】
図２９は、太陽電池モジュール７００のバックシート７１０、コンタクトタブ７２０，７３０、ｐ型配線シート７４１，７４３，７４５およびｎ型配線シート７４２，７４４，７４６を上側から見た平面図である。【０２６０】
図２９を参照して、太陽電池モジュール７００は、ｐ型配線シート７４３およびｎ型配線シート７４６を更に備える。ｐ型配線シート７４３およびｎ型配線シート７４６は、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｌ等からなる。【０２６１】
コンタクトタブ７２０，７３０は、バックシート７１０上に配置される。ｐ型配線シート７４１は、一方端がコンタクトタブ７２０に接し、他方端がコンタクトタブ７３０に接しない。ｎ型配線シート７４２は、一方端がコンタクトタブ７２０に接しなく、他方端がコンタクトタブ７３０に接する。ｐ型配線シート７４１およびｎ型配線シート７４２は、図２９の紙面における上下方向において交互に配置される。【０２６２】
ｐ型配線シート７４３は、一方端がコンタクトタブ７２０に接しない。ｎ型配線シート７４４は、一方端がコンタクトタブ７２０に接する。ｐ型配線シート７４３およびｎ型配線シート７４４は、図２９の紙面における上下方向において交互に配置される。【０２６３】
ｐ型配線シート７４５は、一方端がコンタクトタブ７３０に接する。ｎ型配線シート７４６は、一方端がコンタクトタブ７３０に接しない。ｐ型配線シート７４５およびｎ型配線シート７４６は、図２９の紙面における上下方向において交互に配置される。【０２６４】
ｐ型配線シート７４１，７４３，７４５は、図２９の紙面における左右方向に直線状に配置される。ｎ型配線シート７４２，７４４，７４６は、図２９の紙面における左右方向に直線状に配置される。【０２６５】
領域ＲＥＧ１〜ＲＥＧ３は、それぞれ、光電変換素子７５０，７６０，７７０が配置される領域である。【０２６６】
光電変換素子７５０において、ｐ型電極７５２は、実際には、複数のｐ型電極からなり、ｎ型電極７５３は、実際には、複数のｎ型電極からなる。そして、複数のｐ型電極および複数のｎ型電極は、ｎ型単結晶シリコン基板７５１の面内方向において交互に配置される。光電変換素子７６０，７７０のｎ型電極７６２およびｐ型電極７７３についても同様である。【０２６７】
従って、光電変換素子７５０の複数のｐ型電極（ｐ型電極７５２）が複数のｐ型配線シート７４１に接し、複数のｎ型電極（ｎ型電極７５３）が複数のｎ型配線シート７４２に接するように、光電変換素子７５０が領域ＲＥＧ１に配置される。【０２６８】
光電変換素子７６０，７７０も、光電変換素子７５０と同様にして、それぞれ、領域ＲＥＧ２，ＲＥＧ３に配置される。【０２６９】
上述したように、太陽電池モジュール７００は、バックシート７１０と反対側に突出した凸部を有するコンタクトタブ７２０，７３０を備え、ｐ型配線シート７４１，７４３，７４５およびｎ型配線シート７４２，７４４，７４６は、バックシート７１０およびコンタクトタブ７２０，７３０に接して配置されるので、光電変換素子７５０，７６０，７７０のｎ型単結晶シリコン基板７５１，７６１，７７１の端部領域が中心領域よりも厚みが薄くなっている断面形状を有していても、光電変換素子７５０，７６０，７７０を水平に配置して電気的に直列に接続できる。【０２７０】
また、光電変換素子７５０，７６０，７７０の各々は、端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいｎ型単結晶シリコン基板７５１，７６１，７７１（＝ｎ型単結晶シリコン基板１）を備えるので、開放電圧の面内ばらつきを小さくでき、太陽電池モジュール７００の変換効率を向上できる。【０２７１】
図３０は、コンタクトタブの他の具体例を示す図である。図３０を参照して、コンタクトタブ７８０は、樹脂７８１と、コンタクト電極７８２とを含む。【０２７２】
樹脂７８１は、バックシート７１０と反対側に突出した凸部を有する形状からなる。そして、樹脂７８１は、バックシート７１０上に配置される。樹脂７８１は、耐熱性を有する材料から構成されていることが好ましく、特に、放熱性に優れた材料から構成されていることが好ましい。【０２７３】
コンタクト電極７８２は、樹脂７８１を覆うようにバックシート７１０上に配置される。【０２７４】
その結果、コンタクトタブ７８０は、上述したコンタクトタブ７２０，７３０と同じ断面形状を有する。【０２７５】
太陽電池モジュール７００は、コンタクトタブ７２０，７３０に代えてコンタクトタブ７８０を備えていてもよい。この場合、ｐ型配線シート７４１，７４３，７４５およびｎ型配線シート７４２，７４４，７４６は、コンタクト電極７８２に接するようにバックシート７１０およびコンタクトタブ７８０上に配置される。【０２７６】
コンタクトタブ７８０を用いることによって、太陽電池モジュール７００を軽量化できる。【０２７７】
なお、太陽電池モジュール７００は、光電変換素子３００に代えて、光電変換素子５００を備えていてもよく、一般的には、光入射面と反対側の裏面にｐ型電極およびｎ型電極が配置され、中心領域から端部領域に向かうに従って厚みが薄くなる断面形状を有し、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さい光電変換素子を備えていればよい。【０２７８】
太陽電池モジュール７００は、光電変換素子の裏面側に配置されたｐ型電極およびｎ型電極にそれぞれ接して配置されるｐ型配線シートおよびｎ型配線シートを備えていればよい。従って、太陽電池モジュール７００は、バックシート７１０と、バックシート７１０上に配置され、バックシート７１０の面内方向において隣接する第１および第２の光電変換素子（７５０，７６０）と、バックシート７１０と第１の光電変換素子（７５０）との間に配置され、第１の光電変換素子（７５０）の正極電極（７５２）および負極電極（７５３）のいずれか一方の電極に接して配置された第１の配線シート（７４１）と、バックシート７１０と第１の光電変換素子（７５０）との間に配置され、第１の光電変換素子（７５０）の正極電極（７５２）および負極電極（７５３）のいずれか他方の電極に接して配置された第２の配線シート（７４２）と、バックシート７１０と第２の光電変換素子（７６０）との間に配置され、第２の光電変換素子（７６０）の正極電極および負極電極（７６２）のいずれか一方の電極に接して配置された第３の配線シート（７４４）と、バックシート７１０と第２の光電変換素子（７６０）との間に配置され、第２の光電変換素子（７６０）の正極電極および負極電極（７６２）のいずれか他方の電極に接して配置された第４の配線シート（７４３）と、バックシート７１０の面内方向において第１の光電変換素子（７５０）の端部領域から第２の光電変換素子（７６０）の端部領域までの領域において第１および第３の配線シート（７４１，７４４）とバックシート７１０との間に配置され、第１および第３の配線シート（７４１，７４４）に接して配置されたコンタクトタブ７２０とを備え、第１および第２の光電変換素子（７５０，７６０）の各々は、光電変換素子３００または光電変換素子５００からなり、コンタクトタブ７２０は、第１の光電変換素子（７５０）と第２の光電変換素子（７６０）との間で最も厚く、かつ、第１の光電変換素子（７５０）のシリコン基板（７５１）の中心領域および第２の光電変換素子（７６０）のシリコン基板（７６１）の中心領域に向かうに従って徐々に薄くなる厚みを有していればよい。【０２７９】
［実施の形態８］
図３１は、この実施の形態による光電変換素子を備える光電変換モジュールの構成を示す概略図である。図３１を参照して、光電変換モジュール１０００は、複数の光電変換素子１００１と、カバー１００２と、出力端子１００３，１００４とを備える。【０２８０】
複数の光電変換素子１００１は、アレイ状に配置され、直列に接続される。なお、複数の光電変換素子１００１は、直列に接続される代わりに、並列に接続されてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されてもよい。【０２８１】
そして、複数の光電変換素子１００１の各々は、光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかからなる。【０２８２】
カバー１００２は、耐候性のカバーからなり、複数の光電変換素子１００１を覆う。【０２８３】
出力端子１００３は、直列に接続された複数の光電変換素子１００１の一方端に配置される光電変換素子１００１に接続される。【０２８４】
出力端子１００４は、直列に接続された複数の光電変換素子１００１の他方端に配置される光電変換素子１００１に接続される。【０２８５】
上述したように、光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００は、高い変換効率を有する。【０２８６】
従って、光電変換モジュール１０００の変換効率を向上できる。【０２８７】
なお、実施の形態８による光電変換モジュールは、図３１に示す構成に限らず、光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを用いる限り、どのような構成であってもよい。【０２８８】
［実施の形態９］
図３２は、この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。【０２８９】
図３２を参照して、太陽光発電システム１１００は、光電変換モジュールアレイ１１０１と、接続箱１１０２と、パワーコンディショナー１１０３と、分電盤１１０４と、電力メーター１１０５とを備える。【０２９０】
接続箱１１０２は、光電変換モジュールアレイ１１０１に接続される。パワーコンディショナー１１０３は、接続箱１１０２に接続される。分電盤１１０４は、パワーコンディショナー１１０３および電気機器１１１０に接続される。電力メーター１１０５は、分電盤１１０４および系統連携に接続される。【０２９１】
光電変換モジュールアレイ１１０１は、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力を接続箱１１０２に供給する。【０２９２】
接続箱１１０２は、光電変換モジュールアレイ１１０１が発電した直流電力を受け、その受けた直流電力をパワーコンディショナー１１０３へ供給する。【０２９３】
パワーコンディショナー１１０３は、接続箱１１０２から受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を分電盤１１０４に供給する。また、パワーコンディショナー１１０３は、接続箱１１０２から受けた直流電力の一部を交流電力に変換せずに、直流電力のままで分電盤１１０４に供給してもよい。【０２９４】
分電盤１１０４は、パワーコンディショナー１１０３から受けた交流電力および／または電力メーター１１０５を介して受けた商用電力を電気機器１１１０へ供給する。また、分電盤１１０４は、パワーコンディショナー１１０３から受けた交流電力が電気機器１１１０の消費電力よりも多いとき、余った交流電力を電力メーター１１０５を介して系統連携へ供給する。【０２９５】
電力メーター１１０５は、系統連携から分電盤１１０４へ向かう方向の電力を計測するとともに、分電盤１１０４から系統連携へ向かう方向の電力を計測する。【０２９６】
図３３は、図３２に示す光電変換モジュールアレイ１１０１の構成を示す概略図である。【０２９７】
図３３を参照して、光電変換モジュールアレイ１１０１は、複数の光電変換モジュール１１２０と、出力端子１１２１，１１２２とを含む。【０２９８】
複数の光電変換モジュール１１２０は、アレイ状に配列され、直列に接続される。なお、複数の光電変換モジュール１１２０は、直列に接続される代わりに、並列に接続されてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されてもよい。そして、複数の光電変換モジュール１１２０の各々は、図３１に示す光電変換モジュール１０００からなる。【０２９９】
出力端子１１２１は、直列に接続された複数の光電変換モジュール１１２０の一方端に位置する光電変換モジュール１１２０に接続される。【０３００】
出力端子１１２２は、直列に接続された複数の光電変換モジュール１１２０の他方端に位置する光電変換モジュール１１２０に接続される。【０３０１】
太陽光発電システム１１００における動作を説明する。光電変換モジュールアレイ１１０１は、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力を接続箱１１０２を介してパワーコンディショナー１１０３へ供給する。【０３０２】
パワーコンディショナー１１０３は、光電変換モジュールアレイ１１０１から受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を分電盤１１０４へ供給する。【０３０３】
分電盤１１０４は、パワーコンディショナー１１０３から受けた交流電力が電気機器１１１０の消費電力以上であるとき、パワーコンディショナー１１０３から受けた交流電力を電気機器１１１０に供給する。そして、分電盤１１０４は、余った交流電力を電力メーター１１０５を介して系統連携へ供給する。【０３０４】
また、分電盤１１０４は、パワーコンディショナー１１０３から受けた交流電力が電気機器１１１０の消費電力よりも少ないとき、系統連携から受けた交流電力およびパワーコンディショナー１１０３から受けた交流電力を電気機器１１１０へ供給する。【０３０５】
太陽光発電システム１１００は、上述したように、高い変換効率を有する光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを備えている。【０３０６】
従って、太陽光発電システム１１００の変換効率を向上できる。【０３０７】
なお、実施の形態９による太陽光発電システムは、図３２，３３に示す構成に限らず、光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを用いる限り、どのような構成であってもよい。【０３０８】
［実施の形態１０］
図３４は、この実施の形態による光電変換素子を備える太陽光発電システムの構成を示す概略図である。【０３０９】
図３４を参照して、太陽光発電システム１２００は、サブシステム１２０１〜１２０ｎ（ｎは２以上の整数）と、パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎと、変圧器１２２１とを備える。太陽光発電システム１２００は、図３２に示す太陽光発電システム１１００よりも規模が大きい太陽光発電システムである。【０３１０】
パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎは、それぞれ、サブシステム１２０１〜１２０ｎに接続される。【０３１１】
変圧器１２２１は、パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎおよび系統連携に接続される。【０３１２】
サブシステム１２０１〜１２０ｎの各々は、モジュールシステム１２３１〜１２３ｊ（ｊは２以上の整数）からなる。【０３１３】
モジュールシステム１２３１〜１２３ｊの各々は、光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉ（ｉは２以上の整数）と、接続箱１３１１〜１３１ｉと、集電箱１３２１とを含む。【０３１４】
光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉの各々は、図３３に示す光電変換モジュールアレイ１１０１と同じ構成からなる。【０３１５】
接続箱１３１１〜１３１ｉは、それぞれ、光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉに接続される。【０３１６】
集電箱１３２１は、接続箱１３１１〜１３１ｉに接続される。また、サブシステム１２０１のｊ個の集電箱１３２１は、パワーコンディショナー１２１１に接続される。サブシステム１２０２のｊ個の集電箱１３２１は、パワーコンディショナー１２１２に接続される。以下、同様にして、サブシステム１２０ｎのｊ個の集電箱１３２１は、パワーコンディショナー１２１ｎに接続される。【０３１７】
モジュールシステム１２３１のｉ個の光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉは、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力をそれぞれ接続箱１３１１〜１３１ｉを介して集電箱１３２１へ供給する。モジュールシステム１２３２のｉ個の光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉは、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力をそれぞれ接続箱１３１１〜１３１ｉを介して集電箱１３２１へ供給する。以下、同様にして、モジュールシステム１２３ｊのｉ個の光電変換モジュールアレイ１３０１〜１３０ｉは、太陽光を電気に変換して直流電力を発電し、その発電した直流電力をそれぞれ接続箱１３１１〜１３１ｉを介して集電箱１３２１へ供給する。【０３１８】
そして、サブシステム１２０１のｊ個の集電箱１３２１は、直流電力をパワーコンディショナー１２１１へ供給する。【０３１９】
サブシステム１２０２のｊ個の集電箱１３２１は、同様にして直流電力をパワーコンディショナー１２１２へ供給する。【０３２０】
以下、同様にして、サブシステム１２０ｎのｊ個の集電箱１３２１は、直流電力をパワーコンディショナー１２１ｎへ供給する。【０３２１】
パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎは、それぞれ、サブシステム１２０１〜１２０ｎから受けた直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力を変圧器１２２１へ供給する。【０３２２】
変圧器１２２１は、パワーコンディショナー１２１１〜１２１ｎから交流電力を受け、その受けた交流電力の電圧レベルを変換して系統連携へ供給する。【０３２３】
太陽光発電システム１２００は、上述したように、高い変換効率を有する光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを備えている。【０３２４】
従って、太陽光発電システム１２００の変換効率を向上できる。【０３２５】
なお、実施の形態１０による太陽光発電システムは、図３４に示す構成に限らず、光電変換素子１００，２００，３００，４００，５００のいずれかを用いる限り、どのような構成であってもよい。【０３２６】
上述した実施の形態１，２，４においては、受光面側および裏面側に電極が配置された光電変換素子について説明した。また、実施の形態３，５においては、受光面と反対側に電極が配置された光電変換素子について説明した。【０３２７】
従って、この発明の実施の形態による光電変換素子は、シリコン基板を備える光電変換素子であって、シリコン基板は、中心領域と、シリコン基板の面内方向において中心領域よりも外側に配置された端部領域とを含み、端部領域の厚みは、中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さは、中心領域の平均面粗さよりも小さければよい。【０３２８】
端部領域の厚みが中心領域の厚みよりも薄く、端部領域の平均面粗さが中心領域の平均面粗さよりも小さいシリコン基板を備えていれば、開放電圧の面内分布のばらつきを小さくでき、光電変換素子の変換効率を向上できるからである。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３２９】
この発明は、光電変換素子およびそれを備えた太陽電池モジュールに適用される。
【図１】
2015118935.tif 000004
【図２】
2015118935.tif 000005
【図３】
2015118935.tif 000006
【図４】
2015118935.tif 000007
【図５】
2015118935.tif 000008
【図６】
2015118935.tif 000009
【図７】
2015118935.tif 000010
【図８】
2015118935.tif 000011
【図９】
2015118935.tif 000012
【図１０】
2015118935.tif 000013
【図１１】
2015118935.tif 000014
【図１２】
2015118935.tif 000015
【図１３】
2015118935.tif 000016
【図１４】
2015118935.tif 000017
【図１５】
2015118935.tif 000018
【図１６】
2015118935.tif 000019
【図１７】
2015118935.tif 000020
【図１８】
2015118935.tif 000021
【図１９】
2015118935.tif 000022
【図２０】
2015118935.tif 000023
【図２１】
2015118935.tif 000024
【図２２】
2015118935.tif 000025
【図２３】
2015118935.tif 000026
【図２４】
2015118935.tif 000027
【図２５】
2015118935.tif 000028
【図２６】
2015118935.tif 000029
【図２７】
2015118935.tif 000030
【図２８】
2015118935.tif 000031
【図２９】
2015118935.tif 000032
【図３０】
2015118935.tif 000033
【図３１】
2015118935.tif 000034
【図３２】
2015118935.tif 000035
【図３３】
2015118935.tif 000036
【図３４】
2015118935.tif 000037
【図３５】
2015118935.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月1日(2016.8.1)
【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】
シリコン基板を備える光電変換素子であって、
前記シリコン基板は、中心領域と、前記シリコン基板の面内方向において前記中心領域よりも外側に配置された端部領域とを含み、
前記端部領域の厚みは、前記中心領域の厚みよりも薄く、
前記端部領域の平均面粗さは、前記中心領域の平均面粗さよりも小さい、光電変換素子。
【請求項２】
前記シリコン基板の一方の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第１の非晶質半導体層と、
前記第１の非晶質半導体層に接して配置され、第１の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
前記シリコン基板の一方の表面と反対側の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第３の非晶質半導体層と、
前記第３の非晶質半導体層に接して配置され、前記第１の導電型と反対の第２の導電型を有する第４の非晶質半導体層とを更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記シリコン基板の受光面に接して配置された第１の非晶質半導体層と、
前記シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第２の非晶質半導体層と、
前記シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置されるとともに前記シリコン基板の面内方向において前記第２の非晶質半導体層に隣接して配置され、実質的にｉ型の導電型を有する第３の非晶質半導体層と、
前記第２の非晶質半導体層に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第４の非晶質半導体層と、
前記第３の非晶質半導体層に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第５の非晶質半導体層とを更に備える、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記シリコン基板の受光面に接して配置された反射防止膜を更に備え、
前記シリコン基板は、
前記受光面と反対側の表面に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第１の拡散層と、
前記受光面と反対側の表面に接して配置されるとともに前記シリコン基板の面内方向において前記第１の拡散層に隣接して配置され、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第２の拡散層とを含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記シリコン基板の受光面に接して配置された反射防止膜を更に備え、
前記シリコン基板は、
前記シリコン基板の受光面に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第１の拡散層と、
前記シリコン基板の受光面と反対側の表面に接して配置され、前記シリコン基板の導電型と反対の導電型を有する第２の拡散層とを含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光電変換素子を備える光電変換モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の光電変換モジュールを備える太陽光発電システム。
【国際調査報告】
2015118935.tif 000039
2015118935.tif 000040
2015118935.tif 000041