(57)【要約】  テクスチャ構造が形成されたシリコン基板の表面上に、非晶質シリコン層を形成した太陽電池において、非晶質シリコン層による抵抗損失を低減することができ、発電効率を高めることができる太陽電池を提供する。  山部及び谷部１３を有するテクスチャ構造が表面に形成されたシリコン基板１０と、シリコン基板１０の表面上に設けられた非晶質シリコン層２０とを備える太陽電池であって、山部及び谷部１３を通る断面において、テクスチャ構造は、互いに隣接する一対の山部から谷部１３に向かって互いに近づくように傾斜している一対の傾斜部１４を有しており、傾斜部１４の間に位置する谷部１３は、曲率半径が１５０ｎｍ以下であるアール形状を有しており、非晶質シリコン層２０は、谷部１３において、谷部１３以外の領域よりも厚くなるように、谷部１３から成長したエピタキシャル成長領域２３を有している。
2014155833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
山部及び谷部を有するテクスチャ構造が表面に形成されたシリコン基板と、前記シリコン基板の前記表面上に設けられた非晶質シリコン層とを備える太陽電池であって、
前記山部及び前記谷部を通る断面において、前記テクスチャ構造は、互いに隣接する一対の前記山部から前記谷部に向かって互いに近づくように傾斜している一対の傾斜部を有しており、前記傾斜部の間に位置する前記谷部は、曲率半径が１５０ｎｍ以下であるアール形状を有しており、
前記非晶質シリコン層は、前記谷部において、前記谷部以外の領域よりも厚くなるように、前記谷部から成長したエピタキシャル成長領域を有している、太陽電池。
【請求項２】
前記非晶質シリコン層は、前記傾斜部から成長したエピタキシャル成長領域を有しており、前記谷部におけるエピタキシャル成長領域の厚みが、前記傾斜部におけるエピタキシャル成長領域の厚みよりも厚い、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記非晶質シリコン層は、前記シリコン基板の導電型と逆の導電型を有する、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記非晶質シリコン層は、前記シリコン基板の前記表面上に設けられる実質的に真性な第１の非晶質シリコン膜と、前記第１の非晶質シリコン膜の上に設けられる、前記シリコン基板の導電型と逆の導電型を有する第２の非晶質シリコン膜とを有する、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記非晶質シリコン層は、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記非晶質シリコン層は、前記シリコン基板の前記表面上に設けられる実質的に真性な第１の非晶質シリコン膜と、前記第１の非晶質シリコン膜の上に設けられる、前記シリコン基板の導電型と同じ導電型を有する第２の非晶質シリコン膜とを有する、請求項１または２に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記シリコン基板の前記表面と対向する裏面にも、前記テクスチャ構造が形成されており、前記裏面上に、前記谷部におけるエピタキシャル成長領域を有する非晶質シリコン層が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記表面の前記谷部におけるエピタキシャル成長領域の厚みが、前記裏面の前記谷部におけるエピタキシャル成長領域の厚みよりも厚い、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記裏面上に設けられる前記非晶質シリコン層は、前記表面上に設けられる前記非晶質シリコン層の導電型と逆の導電型を有する、請求項７または８に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記裏面上に設けられる前記非晶質シリコン層は、前記シリコン基板の前記裏面上に設けられる実質的に真性な第１の非晶質シリコン膜と、前記第１の非晶質シリコン膜の上に設けられる、前記表面上に設けられる前記非晶質シリコン層の導電型と逆の導電型を有する第２の非晶質シリコン膜とを有する、請求項７または８に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の受光面に、テクスチャ構造と呼ばれる凹凸を形成することによって、光の反射を軽減すると同時に太陽電池内部に侵入する光量を増やし、太陽電池の発電効率を高めることが知られている。また、テクスチャ構造が形成された基板上に、非晶質シリコン層を形成した太陽電池が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１１／０３４１４５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発電効率を高めることができる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】
【０００５】
本発明は、山部及び谷部を有するテクスチャ構造が表面に形成されたシリコン基板と、シリコン基板の表面上に設けられた非晶質シリコン層とを備える太陽電池であって、山部及び谷部を通る断面において、テクスチャ構造は、互いに隣接する一対の山部から谷部に向かって互いに近づくように傾斜している一対の傾斜部を有しており、傾斜部の間に位置する谷部は、曲率半径が１５０ｎｍ以下であるアール形状を有しており、非晶質シリコン層は、谷部において、谷部以外の領域よりも厚くなるように、谷部から成長したエピタキシャル成長領域を有している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の太陽電池を示す模式的断面図である。
【図２】図２は、図１に示す実施形態におけるシリコン基板の表面のテクスチャ構造を示す模式的平面図である。
【図３】図３は、図１に示す実施形態におけるシリコン基板の表面のテクスチャ構造を示す模式的断面図である。
【図４】図４は、実施形態の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。
【図６】図６は、テクスチャ構造の谷部におけるアール形状を説明するための断面図である。
【図７】図７は、テクスチャ構造の谷部におけるアール形状を説明するための断面図である。
【図８】図８は、他の実施形態の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。
【図９】図９は、比較例の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態の太陽電池を示す模式的断面図である。図１に示すように、太陽電池１は、シリコン基板１０を備えている。シリコン基板１０の表面１１及び裏面１５には、テクスチャ構造が形成されている。シリコン基板１０は、単結晶シリコンから構成されていてもよいし、多結晶シリコンから構成されていてもよい。本実施形態において、シリコン基板１０は、ｎ型の単結晶シリコン基板である。表面１１の上には、非晶質シリコン層２０が設けられている。非晶質シリコン層２０は、表面１１上に形成される、第１の非晶質シリコン膜であるｉ型非晶質シリコン薄膜２１と、ｉ型非晶質シリコン薄膜２１の上に形成される、第２の非晶質シリコン膜であるｐ型非晶質シリコン薄膜２２から構成されている。
【００１０】
裏面１５の上には、非晶質シリコン層４０が設けられている。非晶質シリコン層４０は、裏面１５の上に形成される、第１の非晶質シリコン膜であるｉ型非晶質シリコン薄膜４１と、ｉ型非晶質シリコン薄膜４１の上に形成される、第２の非晶質シリコン膜であるｎ型非晶質シリコン薄膜４２から構成されている。
【００１１】
非晶質シリコン層２０の上には、透明電極３０が設けられている。非晶質シリコン層４０の上にも、透明電極５０が設けられている。透明電極３０の上には、金属電極３１が設けられている。透明電極５０の上にも、金属電極５１が設けられている。
【００１２】
ｉ型非晶質シリコン薄膜２１は、例えば、水素を含むアモルファスの真性シリコン半導体薄膜である。ここで、真性の半導体薄膜とは、含有されるｐ型又はｎ型のドーパントの濃度が５×１０１８／ｃｍ３以下である、または、ｐ型及びｎ型のドーパントが同時に含まれる場合にはｐ型又はｎ型のドーパント濃度の差が５×１０１８／ｃｍ３以下である半導体薄膜をいう。ｉ型非晶質シリコン薄膜２１は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くし、一方でシリコン基板１０の表面が十分にパッシベーションされる程度に厚くすることが好適である。ｉ型非晶質シリコン薄膜２１の膜厚は、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００１３】
ｉ型非晶質シリコン薄膜２１は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、Ｃａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング法等により形成することができる。ＰＥＣＶＤは、ＲＦプラズマＣＶＤ法、周波数の高いＶＨＦプラズマＣＶＤ法、さらにはマイクロ波プラズマＣＶＤ法などいずれの手法を用いても良い。本実施例では、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いる場合について説明する。例えば、表１に示すように、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガスを水素で希釈して供給し、平行平板電極等にＲＦ高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱されたシリコン基板１０の成膜面に供給することによって形成することができる。成膜時の基板温度は１５０℃以上２５０℃以下、ＲＦ電力密度は１ｍＷ／ｃｍ２以上１０ｍＷ／ｃｍ２以下である。
【００１４】
ｐ型非晶質シリコン薄膜２２は、ｐ型の導電型のドーパントを含む非晶質半導体膜である。例えば、ｐ型非晶質シリコン薄膜２２は、水素を含有するアモルファスシリコンから形成される。ｐ型非晶質シリコン薄膜２２は、ｉ型非晶質シリコン薄膜２１よりも膜中のｐ型のドーパントの濃度が高くされる。例えば、ｐ型非晶質シリコン薄膜２２は、ｐ型のドーパントの濃度を１×１０２０／ｃｍ３以上とすることが好適である。ｐ型非晶質シリコン薄膜２２の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くすることが好適である一方で、シリコン基板１０内で発生したキャリアがｐｎ接合部で効果的に分離され、かつ、発生したキャリアが透明導電層１４で効率よく収集される程度に厚くすることが好適である。
【００１５】
ｐ型非晶質シリコン薄膜２２も、ＰＥＣＶＤ、Ｃａｔ−ＣＶＤ、スパッタリング法等により形成することができる。ＰＥＣＶＤは、ＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することができる。例えば、表１に示すように、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガス及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）等のｐ型ドーパント含有ガスを水素で希釈して供給し、平行平板電極等にＲＦ高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱されたシリコン基板１０のｉ型非晶質シリコン薄膜２１上に供給することによって形成することができる。なお、表１では、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）は１％の水素希釈とした。成膜時の基板温度は１５０℃以上２５０℃以下、ＲＦ電力密度は１ｍＷ／ｃｍ２以上１０ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが好適である。
【００１６】
ｉ型非晶質シリコン薄膜４１は、シリコン基板１０の裏面上に形成される。すなわち、ｉ型非晶質シリコン薄膜２１及びｐ型非晶質シリコン薄膜２２を形成後、シリコン基板１０の表裏を反転させ、シリコン基板１０の裏面上に形成される。例えば、ｉ型非晶質シリコン薄膜４１は、水素を含むアモルファスの真性シリコン半導体薄膜とされる。ｉ型非晶質シリコン薄膜４１の膜厚は、ｉ型非晶質シリコン薄膜２１と同様に、１ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００１７】
ｉ型非晶質シリコン薄膜４１は、ＰＥＣＶＤ、Ｃａｔ−ＣＶＤ、スパッタリング法等により形成することができる。ＰＥＣＶＤは、ＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することができる。例えば、表１に示すように、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガスを水素で希釈して供給し、平行平板電極等にＲＦ高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱されたシリコン基板１０の成膜面に供給することによって形成することができる。成膜時の基板温度は、ｉ型非晶質シリコン薄膜２１と同様に、１５０℃以上２５０℃以下、ＲＦ電力密度は１ｍＷ／ｃｍ２以上１０ｍＷ／ｃｍ２以下である。
【００１８】
ｎ型非晶質シリコン薄膜４２は、ｎ型の導電型のドーパントを含む非晶質半導体膜からなる。例えば、ｎ型非晶質シリコン薄膜４２は、水素を含有するアモルファスシリコンから形成される。ｎ型非晶質シリコン薄膜４２は、ｉ型非晶質シリコン薄膜４１よりも膜中のｎ型のドーパントの濃度が高くされる。例えば、ｎ型非晶質シリコン薄膜４２は、ｎ型のドーパントの濃度を１×１０２０／ｃｍ３以上とすることが好適である。ｎ型非晶質シリコン薄膜４２の膜厚は、光の吸収をできるだけ抑えられるように薄くすることが好適である一方で、シリコン基板１０内で発生したキャリアをＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）構造により効果的に分離しつつ、発生したキャリアを透明電極５０で効率よく収集される程度に厚くすることが好適である。
【００１９】
ｎ型非晶質シリコン薄膜４２も、ＰＥＣＶＤ、Ｃａｔ−ＣＶＤ、スパッタリング法等により形成することができる。ＰＥＣＶＤは、ＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することができる。例えば、表１に示すように、シラン（ＳｉＨ４）等のケイ素含有ガス及びホスフィン（ＰＨ３）等のｎ型ドーパント含有ガスを水素で希釈して供給し、平行平板電極等にＲＦ高周波電力を印加してプラズマ化して、加熱されたシリコン基板１０のｉ型非晶質シリコン薄膜４１上に供給することによって形成することができる。なお、表１では、ホスフィン（ＰＨ３）は２％の水素希釈とした。成膜時の基板温度は１５０℃以上２５０℃以下、ＲＦ電力密度は１ｍＷ／ｃｍ２以上１０ｍＷ／ｃｍ２以下とすることが好適である。
【００２０】
なお、シリコン基板１０の表面側を受光面（主として外部から光を導入する面）とするか、裏面側を受光面とするかは任意である。また、前述の実施形態では表面側のｉ型非晶質シリコン薄膜２１およびｐ型非晶質シリコン薄膜２２を形成した後、シリコン基板１０を反転させ、裏面側のｉ型非晶質シリコン薄膜４１およびｎ型非晶質シリコン薄膜４２を形成するとしたが、これらの形成順序も任意である。
【００２１】
【表１】
2014155833.tif 000003
【００２２】
透明電極３０及び５０は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物等から形成することができる。金属電極３１及び５１は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎなどの金属や、それらの金属の少なくとも一種を含む合金等から形成することができる。
【００２３】
本実施形態においては、非晶質シリコン層２０及び４０に、それぞれｉ型非晶質シリコン薄膜２１及び４１を設けているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、非晶質シリコン層２０をｐ型非晶質シリコン薄膜２２のみから形成し、非晶質シリコン層４０をｎ型非晶質シリコン薄膜４２のみから形成してもよい。
【００２４】
本実施形態においては、シリコン基板１０として、ｎ型の単結晶シリコン基板を用いているが、ｐ型の単結晶シリコン基板を用いてもよい。この場合、ｐ型の非晶質シリコン層２２は、シリコン基板１０の導電型と同じ導電型を有していることになり、ｎ型の非晶質シリコン層４２は、シリコン基板１０の導電型と逆の導電型を有していることになる。なお、単結晶シリコン基板以外に多結晶シリコン基板等を用いてもよい。
【００２５】
本実施形態においては、裏面１５側に透明電極５０を設けて、両面受光型の太陽電池としている。しかしながら、透明電極５０に代えて、金属電極などの透明でない電極を設けて、表面１１側からのみ受光する太陽電池としてもよい。透明電極５０に代えて、金属電極を設ける場合、金属電極５１を設ける必要がなくなる。
【００２６】
図２は、図１に示す実施形態におけるシリコン基板の表面のテクスチャ構造を示す模式的平面図である。図３は、図１に示す実施形態におけるシリコン基板の表面のテクスチャ構造を示す模式的断面図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿う断面図であり、山部１２及び谷部１３を通る断面図である。図３に示すように、表面１１には、山部１２及び谷部１３を有するテクスチャ構造が形成されている。図２及び図３に示すように、山部１２は、四角錐形状であるピラミッド形状を有しており、谷部１３は、互いに隣接する一対の山部１２に挟まれることにより形成されている。
【００２７】
山部１２及び谷部１３を有するテクスチャ構造は、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液を用いてシリコン基板１０の（１００）面を異方性エッチングすることにより形成することができる。（１００）面を有するシリコン基板１０をアルカリ溶液に浸漬すると、（１１１）面に沿って異方性エッチングされ、シリコン基板１０の表面１１に四角錐状の山部１２が多数形成される。エッチング液に含まれるアルカリ水溶液の濃度は、１．０重量％〜７．５重量％であることが好ましい。そして、山部１２及び谷部１３を有するテクスチャ構造を形成した後、シリコン基板１０の表面１１に等方性エッチングを施すことで、シリコン基板１０の表面１１の谷部１３を丸くすることができる。等方性エッチングは、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）の混合溶液、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）と酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）の混合溶液を用いたウェットエッチングや、四フッ化メタン（ＣＦ４）と酸素（Ｏ２）の混合ガスを用いたドライエッチングを適用することができ、材料混合比や処理時間を制御することにより、谷部１３の曲率半径を調整できる。また、等方性エッチングで同時に山部１２やテクスチャ構造の稜線部分を丸くしてもよい。
【００２８】
図４は、実施形態の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。図４の断面図は、図３の断面図と同様に、隣接する一対の山部１２とその間に挟まれる谷部１３を通る断面を示している。図４に示す傾斜部１４は、図２及び図３に示す山部１２と谷部１３の間に形成される。図４に示すように、シリコン基板１０の表面のテクスチャ構造の上に形成される非晶質シリコン層２０は、テクスチャ構造の凹凸に沿って形成されている。また、非晶質シリコン層２０の上に形成される透明電極３０も、テクスチャ構造の凹凸に沿って形成されている。
【００２９】
図５は、実施形態の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部をさらに拡大して示す断面図である。図５に示すように、非晶質シリコン層２０は、谷部１３及び傾斜部１４の上において、エピタキシャル成長領域２３を有している。谷部１３におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みは、傾斜部１４におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みより厚くなっている。谷部１３におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みは、１ｎｍ〜透明電極３０に到達するまでの厚み（例えば、１０ｎｍ）である。一方、傾斜部１４におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みは、０ｎｍ〜３ｎｍである。また、谷部１３におけるエピタキシャル成長領域２３の幅は、下記で詳述する谷部１３のアール形状の範囲内（例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍ）である。谷部１３及び傾斜部１４におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みは、それぞれの部分における平均厚みである。
【００３０】
エピタキシャル成長領域２３は、非晶質シリコン層２０における他の領域である非晶質領域に比べて、導電性に優れている。したがって、非晶質シリコン層２０において、エピタキシャル成長領域２３を形成することにより、抵抗損失を低減することができ、フィルファクター（ＦＦ）を向上させることができる。したがって、発電効率を高めることができる。
【００３１】
一方、エピタキシャル成長領域２３が多くなると、開放電圧（Ｖｏｃ）が低下する。本実施形態では、谷部１３において、エピタキシャル成長領域２３が選択的に促進されて形成されている。このため、開放電圧（Ｖｏｃ）の低下を抑制することができる。したがって、本実施形態では、開放電圧の低下を抑制しながら、フィルファクターを向上させることができる。このような観点から、上記のように、谷部１３におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みは、傾斜部１４におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みより厚いことが好ましい。また、傾斜部１４におけるエピタキシャル成長領域２３は実質的に形成されていなくてもよい。
【００３２】
エピタキシャル成長領域２３が、透明電極３０に到達すると、リーク電流の発生により、本発明の効果が小さくなる場合がある。従って、エピタキシャル成長領域２３は、透明電極３０に到達していないことが好ましい。しかしながら、必ずしもこれに限定されるものではなく、透明電極３０に到達していてもよい。
【００３３】
上記の観点から、エピタキシャル成長領域２３は、図５に示すように、ｉ型非晶質シリコン薄膜２１内まで形成されていることが最も好ましい。しかしながら、エピタキシャル成長領域２３は、ｐ型非晶質シリコン薄膜２２内まで形成されていてもよく、さらには透明電極３０に到達するまで形成されていてもよい。
【００３４】
本実施形態において、エピタキシャル成長領域２３が選択的に促進されて形成されている理由について、以下で説明する。
【００３５】
上述のように、シリコン基板１０を異方性エッチングすることにより、シリコン基板１０の表面１１にテクスチャ構造を形成することができる。その後、本実施形態では、以下の工程（１）及び工程（２）を行っている。
【００３６】
工程（１）は、水素プラズマ処理により、シリコン基板１０の表面１１に形成されている自然酸化膜を除去する工程である。
【００３７】
シリコン基板１０の温度を１５０〜２５０℃、Ｈ２流量を１００〜３００ｓｃｃｍ、圧力を１０〜１００Ｐａ、電力密度を１〜１０ｍＷ／ｃｍ２の範囲で調整することで、自然酸化膜を除去する。この処理により、シリコン基板１０の傾斜部１４に（１１１）を主方位としたシリコン基板１０の単結晶シリコン面が形成され、谷部１３には（１００）を主方位としたシリコン基板１０の単結晶シリコン面が形成されると考えられる。
【００３８】
工程（２）は、工程（１）の後、ＳｉＨ４ガスを微量に添加して水素プラズマ処理を行う工程である。
【００３９】
シリコン基板１０の温度を１５０〜２５０℃、Ｈ２流量を１００〜３００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ４流量を０．０１〜１ｓｃｃｍ、圧力を１０〜１００Ｐａ、電力密度を１〜１０ｍＷ／ｃｍ２の範囲で調整することで、エピタキシャル成長領域２３を形成する。（１００）面では（１１１）面に比較しエピタキシャル成長速度が大きいため、シリコン基板１０の谷部１３に選択的にエピタキシャル成長領域２３が形成されるものと思われる。エピタキシャル成長領域２３の厚さは処理時間を調整することにより制御できる。
【００４０】
図６は、テクスチャ構造の谷部におけるアール形状を説明するための断面図である。本実施形態において、谷部１３は、アール形状を有している。谷部１３は、略直線状の傾斜部１４に挟まれる領域である。谷部１３のアール形状の曲率半径は、１５０ｎｍ以下である。曲率半径が１５０ｎｍ以下であるアール形状とすることにより、谷部１３の微小範囲において選択的にエピタキシャル成長させやすくなる。谷部１３のアール形状の曲率半径は、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、特に好ましくは、１〜５０ｎｍの範囲内である。ここで、テクスチャ構造の谷部の曲率半径ｒｖとは、図７に示すように、山部及び谷部を有するテクスチャ構造を構成する四角錘の斜面の傾きが変化する点Ｘと谷Ｖを含む円弧の半径をいう。
【００４１】
（他の実施形態）
図８は、他の実施形態の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。図８に示す実施形態では、谷部１３におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みが、図５に示す実施形態に比べて厚くなっている。上述のように、エピタキシャル成長領域２３の厚みは、工程（２）における処理時間を調整することにより、制御することができる。本実施形態では、図５に示す実施形態に比べ、処理時間を長くしている。
【００４２】
（比較例）
図９は、比較例の太陽電池におけるテクスチャ構造の谷部を拡大して示す断面図である。本比較例では、非晶質シリコン層２０にエピタキシャル成長領域２３が実質的に形成されていない。本比較例では、上記の工程（１）及び工程（２）を行っていない。
【００４３】
図５、図８及び図９の断面図に示すエピタキシャル成長領域２３は、透過型電子顕微鏡によって観察することができる。エピタキシャル成長領域２３は、明視野像において、非晶質領域に比べ暗い領域として観察することができる。
【００４４】
上記実施形態の説明では、表面１１側の非晶質シリコン層２０について説明したが、裏面１５側の非晶質シリコン層４０においても、エピタキシャル成長領域２３と同様にして、エピタキシャル成長領域が形成されている。表面１１側の非晶質シリコン層２０におけるエピタキシャル成長領域２３の厚みは、裏面１５側の非晶質シリコン層４０におけるエピタキシャル成長領域の厚みよりも薄いことが好ましい。これは、シリコン基板１０とｉ型非晶質シリコン層２１、４１との界面部分での電界効果は、光照射時にｎ型非晶質シリコン層４２側でより有効となるため、エピタキシャル成長領域２３が増えることによる開放電圧（Ｖｏｃ）低下が軽減されるものと推測される。したがって、効果的にフィルファクターを向上させる観点から、ｎ型非晶質シリコン層４２側のエピタキシャル成長領域２３をｐ型非晶質シリコン層２２側のエピタキシャル成長領域２３よりも厚くすることが好ましい。
【００４５】
本発明の太陽電池は、図１に示す実施形態の太陽電池に限定されるものではない。シリコン基板１０の表面１１及び裏面１５の一方にのみテクスチャ構造が形成されたものであってもよい。また、表面１１側及び裏面１５側の一方にのみエピタキシャル成長領域が形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…太陽電池
１０…シリコン基板
１１…表面
１２…山部
１３…谷部
１４…傾斜部
１５…裏面
２０…非晶質シリコン層
２１…ｉ型非晶質シリコン薄膜
２２…ｐ型非晶質シリコン薄膜
２３…エピタキシャル成長領域
３０…透明電極
３１…金属電極
４０…非晶質シリコン層
４１…ｉ型非晶質シリコン薄膜
４２…ｎ型非晶質シリコン薄膜
５０…透明電極
５１…金属電極
【図１】
2014155833.tif 000004
【図２】
2014155833.tif 000005
【図３】
2014155833.tif 000006
【図４】
2014155833.tif 000007
【図５】
2014155833.tif 000008
【図６】
2014155833.tif 000009
【図７】
2014155833.tif 000010
【図８】
2014155833.tif 000011
【図９】
2014155833.tif 000012
【国際調査報告】
2014155833.tif 000013
2014155833.tif 000014