(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の結晶性半導体の基板と、
前記基板の一主面の第１領域上に設けられる第１半導体層と、
前記一主面の前記第１領域と異なる第２領域上に設けられる第２半導体層と、
前記第１半導体層上に設けられる第１透明電極層と、
前記第２半導体層上に設けられる第２透明電極層と、を備え、
前記第１半導体層は、前記第１導電型の第１非晶質半導体層と、前記一主面から前記第１透明電極層に向けて前記第１透明電極層に達するように延びる第１結晶性半導体部と、を含み、
前記第２半導体層は、前記第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層と、前記一主面上に設けられる第２結晶性半導体部と、を含み、
前記第２領域の単位面積あたりに設けられる第２結晶性半導体部の量は、前記第１領域の単位面積あたりに設けられる第１結晶性半導体部の量よりも少ない、太陽電池セル。
【請求項２】
前記第１半導体層は、前記一主面と前記第１非晶質半導体層との間に設けられ、実質的に真性な第３非晶質半導体層をさらに含む、請求項１に記載の太陽電池セル。
【請求項３】
前記第１結晶性半導体部は、前記第１非晶質半導体層および前記第３非晶質半導体層を貫通して前記第１透明電極層に達するように設けられる、請求項２に記載の太陽電池セル。
【請求項４】
前記第２非晶質半導体層は、少なくとも前記一主面と接する部分の膜密度が前記第１半導体層の前記一主面と接する部分よりも低い、請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項５】
前記第２半導体層は、前記一主面と前記第２非晶質半導体層との間に設けられ、実質的に真性な第４非晶質半導体層をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項６】
前記第４非晶質半導体層は、少なくとも前記一主面と接する部分の膜密度が前記第１半導体層の前記一主面と接する部分よりも低い、請求項５に記載の太陽電池セル。
【請求項７】
前記第２結晶性半導体部は、前記第４非晶質半導体層を貫通しないように設けられる、請求項５または６に記載の太陽電池セル。
【請求項８】
前記第１結晶性半導体部は、前記第１領域上に部分的に設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項９】
前記第１結晶性半導体部は、前記第１領域の半分以上を被覆するように設けられるベース層と、前記ベース層から前記第１透明電極層に向けて延びる柱状部とを有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１０】
前記第１非晶質半導体層は、前記基板よりも前記第１導電型の不純物濃度が高い、請求項１から９のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１１】
前記第１結晶性半導体部の前記一主面からの高さは、前記第２結晶性半導体部の前記一主面からの高さよりも大きい、請求項１から１０のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１２】
前記第２結晶性半導体部は、前記第２透明電極層に達しないように設けられる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１３】
前記第１領域は、前記第２領域よりも狭い、請求項１から１２のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１４】
前記基板は、前記第１領域内の前記一主面の直下に設けられ、前記基板の他の部分よりも前記第１導電型の不純物濃度が高い高不純物濃度領域を有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１５】
前記一主面と前記第１半導体層の間に設けられ、前記基板よりも前記第１導電型の不純物濃度が高い高不純物濃度層をさらに備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１６】
前記一主面と前記第１半導体層の間であって前記第１領域上に少なくとも部分的に設けられる第１酸化物層をさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の太陽電池セル。
【請求項１７】
前記一主面と前記第２半導体層の間であって前記第２領域上に少なくとも部分的に設けられる第２酸化物層をさらに備え、前記第２酸化物層の厚さは、前記第１酸化物層の厚さより大きい、請求項１６に記載の太陽電池セル。
【請求項１８】
第１導電型の結晶性半導体の基板の一主面上の第１領域に第１半導体層を形成し、
前記一主面の前記第１領域と異なる第２領域上に第２半導体層を形成し、
前記第１半導体層上および前記第２半導体層上に透明電極層を形成する太陽電池セルの製造方法であって、
前記第１半導体層は、前記第１導電型の第１非晶質半導体層と、前記一主面から前記透明電極層に向けて前記透明電極層に達するように延びる第１結晶性半導体部と、を含み、
前記第２半導体層は、前記第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層と、前記一主面上に設けられる第２結晶性半導体部と、を含み、
前記第２領域の単位面積あたりに設けられる第２結晶性半導体部の量は、前記第１領域の単位面積あたりに設けられる第１結晶性半導体部の量よりも少なく、
前記第１非晶質半導体層および前記第１結晶性半導体部を同時に形成し、
前記第２非晶質半導体層および前記第２結晶性半導体部を同時に形成する、太陽電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル及び太陽電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電効率の高い太陽電池として、光が入射する受光面に対向する裏面にｎ型半導体層およびｐ型半導体層の双方が形成された裏面接合型の太陽電池がある。例えば、結晶性の半導体基板の一主面上にｎ型非晶質半導体層およびｐ型非晶質半導体層が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０２２４３０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非晶質半導体層は、結晶性基板表面のパッシベーションに有効であるが、太陽電池セルの直列抵抗を増加させる一因となる。発電効率の向上には、パッシベーション性と低抵抗性を両立できることが好ましい。【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、より発電効率の高い太陽電池セルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の太陽電池セルは、第１導電型の結晶性半導体の基板と、基板の一主面の第１領域上に設けられる第１半導体層と、一主面の第１領域と異なる第２領域上に設けられる第２半導体層と、第１半導体層上に設けられる第１透明電極層と、第２半導体層上に設けられる第２透明電極層と、を備える。第１半導体層は、第１導電型の第１非晶質半導体層と、一主面から第１透明電極層に向けて延びる第１結晶性半導体部と、を含む。第２半導体層は、第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層を含む。【０００７】
本発明の別の態様は、太陽電池セルの製造方法である。この方法は、第１導電型の結晶性半導体の基板の一主面上の第１領域に第１半導体層を形成し、一主面の第１領域と異なる第２領域上に第２半導体層を形成し、第１半導体層上および第２半導体層上に透明電極層を形成する。第１半導体層は、第１導電型の第１非晶質半導体層と、一主面から透明電極層に向けて延びる第１結晶性半導体部と、を含む。第２半導体層は、第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層を含む。第１非晶質半導体層および第１結晶性半導体部は、同時に形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽電池セルの発電効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る太陽電池セルの構造を示す平面図である。
【図２】図１の太陽電池セルの構造を示す断面図である。
【図３】太陽電池セルの製造工程を模式的に示す図である。
【図４】太陽電池セルの製造工程を模式的に示す図である。
【図５】太陽電池セルの製造工程を模式的に示す図である。
【図６】太陽電池セルの製造工程を模式的に示す図である。
【図７】変形例に係る太陽電池セルの構造を示す断面図である。
【図８】変形例に係る太陽電池セルの構造を示す断面図である。
【図９】変形例に係る太陽電池セルの構造を示す断面図である。
【図１０】変形例に係る太陽電池セルの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本実施の形態は、太陽電池セルである。太陽電池セルは、第１導電型の結晶性半導体の基板と、基板の一主面の第１領域上に設けられる第１半導体層と、一主面の第１領域と異なる第２領域上に設けられる第２半導体層と、第１半導体層上に設けられる第１透明電極層と、第２半導体層上に設けられる第２透明電極層と、を備える。第１半導体層は、第１導電型の第１非晶質半導体層と、一主面から第１透明電極層に向けて延びる第１結晶性半導体部と、を含む。第２半導体層は、第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層を含む。本実施の形態によれば、第１領域上に非晶質半導体層と結晶性半導体部の双方を設けることにより、非晶質半導体層によるパッシベーション性の向上と、結晶性半導体部による直列抵抗の低減とを両立させ、太陽電池セルの発電効率を高めることができる。
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１２】
図１は、実施の形態に係る太陽電池セル１０を示す平面図であり、太陽電池セル１０の裏面１３の構造を示す。太陽電池セル１０は、裏面１３に設けられる第１電極１４および第２電極１５を備える。太陽電池セル１０は、いわゆるバックコンタクト型の太陽電池であり、受光面側には電極が設けられず、受光面とは反対側の裏面１３に極性の異なる第１電極１４および第２電極１５の双方が設けられる。
【００１３】
第１電極１４は、ｘ方向に延びる第１バスバー電極１４ａと、第１バスバー電極１４ａと交差するｙ方向に延びる複数の第１フィンガー電極１４ｂとを含み、櫛歯状に形成される。第２電極１５は、ｘ方向に延びる第２バスバー電極１５ａと、第２バスバー電極１５ａと交差するｙ方向に延びる複数の第２フィンガー電極１５ｂとを含み、櫛歯状に形成される。第１電極１４および第２電極１５は、それぞれの櫛歯が噛み合って互いに間挿し合うように形成される。第１電極１４及び第２電極１５のそれぞれは、複数のフィンガーのみにより構成され、バスバーを有さないバスバーレス型の電極であってもよい。
【００１４】
図２は、実施の形態に係る太陽電池セル１０の構造を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面を示す。太陽電池セル１０は、基板２０と、第１半導体層２１と、第２半導体層２２と、第１透明電極層２３と、第２透明電極層２４と、第１金属電極層２５と、第２金属電極層２６と、受光面保護層３０とを備える。太陽電池セル１０は、裏面１３側にヘテロ接合が形成される裏面接合型の太陽電池である。
【００１５】
太陽電池セル１０は、受光面１２および裏面１３を有する。受光面１２は、太陽電池セル１０において主に光（太陽光）が入射される主面を意味し、具体的には、太陽電池セル１０に入射される光の大部分が入射される面を意味する。一方、裏面１３は、受光面１２とは反対側の他方の主面を意味する。
【００１６】
基板２０は、第１導電型を有する結晶性半導体により構成される。結晶性半導体基板の具体例としては、例えば、単結晶シリコンウェハ、多結晶シリコンウェハなどの結晶シリコン（Ｓｉ）ウェハが挙げられる。本実施の形態では、基板２０がｎ型の単結晶シリコンウェハである場合を示し、第１導電型がｎ型、第２導電型がｐ型である場合を示す。基板２０は、第１導電型の不純物を含み、例えばシリコンにドープされるｎ型の不純物としてリン（Ｐ）を含む。基板２０のｎ型不純物の濃度は特に限定されないが、例えば１×１０１５／ｃｍ３〜１×１０１６／ｃｍ３程度である。
【００１７】
なお太陽電池セルは、半導体基板として結晶性半導体基板以外の半導体基板により構成することができる。例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）などからなる化合物半導体ウェハを用いてもよい。また、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型であってもよい。
【００１８】
基板２０は、受光面１２側の第１主面２０ａと、裏面１３側の第２主面２０ｂとを有する。基板２０は、第１主面２０ａに入射する光を吸収し、キャリアとして電子および正孔を生成する。第１主面２０ａには、入射する光の吸収効率を高めるためのテクスチャ構造４０が設けられる。一方、第２主面２０ｂには第１主面２０ａと同様のテクスチャ構造が設けられず、第１主面２０ａと比べて第２主面２０ｂの平坦性は高い。なお、第２主面２０ｂに少なくとも部分的にテクスチャ構造が設けられてもよく、例えば、後述する第１領域Ｗ１と第２領域Ｗ２の間で第２主面２０ｂ上のテクスチャ構造に差が設けられてもよい。
【００１９】
基板２０の第２主面２０ｂの上には、第１半導体層２１および第２半導体層２２が設けられる。第１半導体層２１は第２主面２０ｂの第１領域Ｗ１上に設けられ、第２半導体層２２は第２主面２０ｂの第１領域Ｗ１と異なる第２領域Ｗ２上に設けられる。第１半導体層２１および第２半導体層２２は、それぞれが第１電極１４および第２電極１５に対応するように櫛歯状に形成され、互いに間挿し合うように形成される。したがって、第１領域Ｗ１と第２領域Ｗ２は、第２主面２０ｂ上においてｘ方向に交互に配列される。
【００２０】
第１領域Ｗ１は第１導電型側であり、基板２０にて生成されたキャリアのうち第１導電型側のキャリアを収集する。基板２０が第１導電型であるため、第１領域Ｗ１は多数キャリアを収集する領域と言える。一方、第２領域Ｗ２は第２導電型側であり、少数キャリアである第２導電型側のキャリアを収集する。第１導電型がｎ型、第２導電型がｐ型の場合、第１領域Ｗ１が電子を収集し、第２領域Ｗ２が正孔を収集する。
【００２１】
少数キャリアは多数キャリアに比べて収集効率が低い。そこで、セル全体の発電効率を高めるため、多数キャリア側である第１領域Ｗ１の第１面積Ｓ１よりも少数キャリア側である第２領域Ｗ２の第２面積Ｓ２を大きくしている。第１面積Ｓ１と第２面積Ｓ２の比Ｓ２／Ｓ１は、１．５以上５以下となるように設定され、例えば２以上４以下となるように設定される。
【００２２】
第１半導体層２１は、第１非晶質半導体層３１と、第３非晶質半導体層３３と、第１結晶性半導体部３５とを含む。第３非晶質半導体層３３は第２主面２０ｂ上に設けられ、第１非晶質半導体層３１は第３非晶質半導体層３３上に設けられる。第１結晶性半導体部３５は、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３の層内に設けられ、第２主面２０ｂから第１透明電極層２３に向けて柱状に延びるように設けられる。
【００２３】
第１非晶質半導体層３１は、第１導電型の非晶質半導体層であり、例えば、水素（Ｈ）を含むｎ型非晶質シリコン（アモルファスシリコン）で構成される。第１非晶質半導体層３１は、例えば２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを有する。第１非晶質半導体層３１は、基板２０と同じ第１導電型の不純物として例えばリン（Ｐ）を含み、基板２０よりも不純物濃度が高いことが好ましい。第１非晶質半導体層３１の不純物濃度は、１×１０２０／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３程度である。
【００２４】
第３非晶質半導体層３３は、実質的に真性な非晶質半導体であり、例えば、水素を含むｉ型の非晶質シリコンで構成される。本明細書において、実質的に真性な半導体を「ｉ型半導体」ともいう。また、実質的に真性な半導体とは、ｎ型またはｐ型の不純物となる元素を積極的に使用せずに成膜された半導体層を含み、化学気相成長法（ＣＶＤ）等による形成時に、ドーパントガスを供給せずに形成された半導体層を含む。具体的には、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）やホスフィン（ＰＨ３）などのドーパントガスを供給せずに、水素（Ｈ２）で希釈したシラン（ＳｉＨ４）などを供給して得られたシリコンを含む。
【００２５】
第３非晶質半導体層３３は、第２主面２０ｂと第１非晶質半導体層３１の間に設けられ、例えば２ｎｍ〜２５ｎｍ程度の厚さを有する。なお、第３非晶質半導体層３３が設けられなくてもよく、第１領域Ｗ１の第２主面２０ｂの直上に第１非晶質半導体層３１が設けられてもよい。
【００２６】
第１結晶性半導体部３５は、結晶質の半導体で構成され、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンおよび微結晶シリコンの少なくとも一つを含む。第１結晶性半導体部３５は、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３とは結晶性の異なる部分であり、非晶質ではない半導体で構成される部分ということができる。第１結晶性半導体部３５は、第１導電型の結晶質シリコンおよびｉ型の結晶質シリコンの少なくとも一方を含む。第１結晶性半導体部３５は、例えば、第２主面２０ｂ上に設けられるｉ型の部分と、その上に設けられる第１導電型の部分とを有してもよい。
【００２７】
第１結晶性半導体部３５は、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３を貫通して第１透明電極層２３に達するように設けられる。つまり、第１結晶性半導体部３５の第２主面２０ｂからの高さｈ１は、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３を積層させた厚さと同程度である。
【００２８】
なお、第１結晶性半導体部３５は、第３非晶質半導体層３３のみを貫通して第１非晶質半導体層３１の中途まで到達するように設けられてもよい。この場合、第１結晶性半導体部３５の高さは、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３を積層させた厚さよりも小さい。また、第３非晶質半導体層３３を貫通せずに第３非晶質半導体層３３の中途まで到達するように設けられてもよい。この場合、第１結晶性半導体部３５の高さは、第３非晶質半導体層３３の厚さよりも小さい。また、第１結晶性半導体部３５はそれぞれが異なる高さを有するように設けられてもよい。
【００２９】
第１結晶性半導体部３５は、第２主面２０ｂの第１領域Ｗ１上において部分的に設けられ、例えば第２主面２０ｂ上において離散的に設けられる。第１結晶性半導体部３５は、例えば、第２主面２０ｂの平面視において島状に配置され、複数の柱状部が形成されるように設けられる。第１領域Ｗ１上において第１結晶性半導体部３５が占める面積割合は、０．０５％以上２０％以下であることが好ましく、０．１％以上１０％以下であることがより好ましい。また、図２に示されるような第２主面２０ｂに交差する断面で観察した場合、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３の層内で第１結晶性半導体部３５が占める面積割合は、０．０２％以上１０％以下であることが好ましく、０．０５％以上５％以下であることがより好ましい。このような数値範囲とすることにより、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３によるパッシベーション性向上と、第１結晶性半導体部３５による直列抵抗低減とを好適に両立できる。
【００３０】
第２半導体層２２は、第２非晶質半導体層３２と、第４非晶質半導体層３４と、第２結晶性半導体部３６とを含む。第４非晶質半導体層３４は第２主面２０ｂ上に設けられ、第２非晶質半導体層３２は第４非晶質半導体層３４上に設けられる。第２結晶性半導体部３６は、第２主面２０ｂ上の第４非晶質半導体層３４の層内に設けられる。
【００３１】
第２非晶質半導体層３２は、第１導電型とは異なる第２導電型の非晶質半導体層であり、例えば、水素を含むｐ型の非晶質シリコンで構成される。第２非晶質半導体層３２は、例えば２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを有する。第２非晶質半導体層３２は、例えば、第２導電型の不純物としてボロン（Ｂ）を含む。
【００３２】
第４非晶質半導体層３４は、実質的に真性な非晶質半導体であり、例えば、水素を含むｉ型の非晶質シリコンで構成される。第４非晶質半導体層３４は、第２主面２０ｂと第２非晶質半導体層３２の間に設けられ、例えば２ｎｍ〜２５ｎｍ程度の厚さを有する。
【００３３】
第４非晶質半導体層３４は、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３よりも膜密度が低いことが好ましい。例えば、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３の膜密度が２．２ｇ／ｃｍ３以上２．４ｇ／ｃｍ３以下であるのに対し、第４非晶質半導体層３４の膜密度は２．０ｇ／ｃｍ３以上２．２ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。第４非晶質半導体層３４は、少なくとも第２主面２０ｂに接する部分において膜密度が低くなるように構成される。したがって、第４非晶質半導体層３４のうち第２非晶質半導体層３２の接する部分は、第２主面２０ｂに接する部分よりも膜密度が高くてもよく、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３と同程度の膜密度を有してもよい。
【００３４】
なお、第４非晶質半導体層３４が設けられなくてもよく、第２領域Ｗ２の第２主面２０ｂの直上に第２非晶質半導体層３２が設けられてもよい。この場合、第２非晶質半導体層３２の少なくとも第２主面２０ｂに接する部分は、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３よりも膜密度が低くてもよく、例えば、２．０ｇ／ｃｍ３以上２．２ｇ／ｃｍ３以下の膜密度を有してもよい。
【００３５】
第２結晶性半導体部３６は、第１結晶性半導体部３５と同様に結晶質の半導体で構成され、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンおよび微結晶シリコンの少なくとも一つを含む。第２結晶性半導体部３６は、第２非晶質半導体層３２および第４非晶質半導体層３４とは結晶性の異なる部分であり、非晶質ではない半導体で構成される部分である。第２結晶性半導体部３６は、第２導電型の結晶質シリコンおよびｉ型の結晶質シリコンの少なくとも一方を含む。
【００３６】
第２結晶性半導体部３６は、第１結晶性半導体部３５と同様、第２主面２０ｂの第２領域Ｗ２上において部分的に設けられる。一方で、第２結晶性半導体部３６は、第１結晶性半導体部３５よりも単位面積あたりの量が少なくなるように設けられる。例えば、第２主面２０ｂの第２領域Ｗ２上で第２結晶性半導体部３６が単位面積あたりに占める面積は、第２主面２０ｂの第１領域Ｗ１上で第１結晶性半導体部３５が単位体積あたりに占める面積よりも小さい。なお、第２結晶性半導体部３６は、設けられなくてもよい。
【００３７】
また、第２結晶性半導体部３６の第２主面２０ｂからの高さｈ２は、第１結晶性半導体部３５の第２主面２０ｂからの高さｈ１よりも小さい。例えば、第２結晶性半導体部３６は、第２透明電極層２４に到達しないように設けられ、第４非晶質半導体層３４を貫通しないように設けられる。したがって、第２結晶性半導体部３６の高さｈ２は、第４非晶質半導体層３４の厚さより小さくてもよい。
【００３８】
第１透明電極層２３は、第１半導体層２１の上に設けられ、第２透明電極層２４は、第２半導体層２２の上に設けられる。第１透明電極層２３および第２透明電極層２４は、例えば、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）により形成される。本実施の形態において、第１透明電極層２３および第２透明電極層２４は、インジウム錫酸化物により形成される。第１透明電極層２３および第２透明電極層２４の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度とすることができる。
【００３９】
第１金属電極層２５は、第１透明電極層２３の上に設けられ、第２金属電極層２６は、第２透明電極層２４の上に設けられる。第１金属電極層２５および第２金属電極層２６は、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）などの金属を含む導電性材料層である。第１金属電極層２５および第２金属電極層２６は、単層で構成されてもよいし、複数層で構成されてもよい。第１金属電極層２５および第２金属電極層２６は、例えば、５０ｎｍ〜１１００ｎｍ程度のシード層と、１１μｍ〜５０μｍ程度の第１めっき層と、１μｍ〜５μｍ程度の第２めっき層とを有する。例えば、シード層および第１めっき層が銅（Ｃｕ）で構成され、第２めっき層が錫（Ｓｎ）で構成される。
【００４０】
本実施の形態において、第１電極１４は、第１透明電極層２３および第１金属電極層２５により構成され、第２電極１５は、第２透明電極層２４および第２金属電極層２６により構成される。第１電極１４は第１導電型側のキャリアを収集し、第２電極１５は第２導電型側のキャリアを収集する。第１電極１４と第２電極１５の間には分離溝１６が設けられ、第１電極１４と第２電極１５の間が電気的に絶縁される。分離溝１６の内側には絶縁材料が設けられてもよく、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁性材料が設けられてもよい。
【００４１】
受光面保護層３０は、第１主面２０ａ上に設けられる。受光面保護層３０は、第１主面２０ａのパッシベーション層として機能する。このパッシベーション層は、実質的に真性な非晶質半導体層、第１導電型の非晶質半導体層、第２導電型の非晶質半導体層の少なくとも一つを含んでもよい。パッシベーション層は、水素を含む非晶質シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどで構成することができる。パッシベーション層は、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを有する。
【００４２】
受光面保護層３０は、反射防止膜や保護膜としての機能をさらに有してもよい。反射防止膜ないし保護膜絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどにより構成することができる。反射防止膜ないし保護膜絶縁層の厚さは、例えば反射防止特性などに応じて適宜設定され、例えば８０ｎｍ〜１１００ｎｍ程度である。
【００４３】
つづいて、太陽電池セル１０の製造方法を説明する。まず、図３に示すように、基板２０の第１主面２０ａにテクスチャ構造４０を形成する。テクスチャ構造４０の形成方法は特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液を用いた異方性エッチングにより形成できる。一方、基板２０の第２主面２０ｂにはテクスチャ構造は形成されないようにする。なお、基板２０の両面２０ａ，２０ｂにテクスチャ構造を形成した後、第２主面２０ｂのテクスチャ構造をウェットエッチングやドライエッチングにより除去することで図示される基板２０を形成してもよい。
【００４４】
次に、図４に示すように、第１主面２０ａ上に受光面保護層３０を形成し、第２主面２０ｂ上に第３非晶質半導体層３３、第１非晶質半導体層３１および第１結晶性半導体部３５を形成する。受光面保護層３０、第１非晶質半導体層３１、第３非晶質半導体層３３および第１結晶性半導体部３５は、プラズマＣＶＤ法等の化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成できる。
【００４５】
第２主面２０ｂでは、第２主面２０ｂ上にｉ型の第３非晶質半導体層３３を形成した後、第３非晶質半導体層３３の上に第１導電型の第１非晶質半導体層３１が形成される。第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３の形成時には、同時に第１結晶性半導体部３５が形成される。第２主面２０ｂは、少なくとも部分的に結晶性シリコンの（１００）面で構成されるため、非晶質シリコンを成膜する条件下であっても部分的に結晶質シリコンが形成されうる。第２主面２０ｂ上で部分的に結晶質シリコンが形成されると、その場所を起点として第１結晶性半導体部３５が成長していく。その結果、非晶質シリコンと柱状の結晶質シリコンとが混在した層を一度に形成できる。
【００４６】
第２主面２０ｂ上に形成される非晶質半導体層３１，３３および結晶性半導体部３５の割合は、第２主面２０ｂの表面の状態や、半導体層の成膜条件を制御することにより調整できる。結晶性シリコン表面のうち（１００）面では結晶性シリコンが成長しやすく、（１１１）面では結晶性シリコンが成長しにくいことから、第２主面２０ｂにおける（１００）面および（１１１）面が占める割合を調整することで、第１結晶性半導体部３５が形成する部分の割合を制御できる。例えば、第２主面２０ｂ上に部分的にテクスチャ構造を形成して（１１１）面の割合を増やすことにより、第１結晶性半導体部３５が占める割合を小さくできる。また、成膜速度を速くすると結晶質シリコンが生成されにくくなることから、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３の成膜速度を調整することによっても第１結晶性半導体部３５の形成割合を制御することができる。
【００４７】
一方、第１主面２０ａには受光面保護層３０が形成される。受光面保護層３０を非晶質シリコン層とする場合には、第１非晶質半導体層３１、第３非晶質半導体層３３および第１結晶性半導体部３５の形成工程と同時に受光面保護層３０を形成することもできる。受光面保護層３０は、実質的に非晶質シリコンのみを含んでもよいし、結晶性シリコンを含んでもよい。受光面保護層３０の結晶性シリコンは、第２主面２０ｂより多くてもよいし、少なくてもよい。なお、受光面保護層３０は、第１非晶質半導体層３１、第３非晶質半導体層３３および第１結晶性半導体部３５と同時形成されなくてもよく、これらの層の前に形成されてもよいし、これらの層の後に形成されてもよい。
【００４８】
つづいて、図５に示すように、第１非晶質半導体層３１および第１結晶性半導体部３５の上に部分的にマスク４２を形成し、マスク４２が形成されていない領域の第１非晶質半導体層３１、第３非晶質半導体層３３および第１結晶性半導体部３５を除去する。マスク４２は、第１領域Ｗ１に対応する位置に設けられる。これにより、第１領域Ｗ１のみに第１非晶質半導体層３１、第３非晶質半導体層３３および第１結晶性半導体部３５が残り、第１半導体層２１ができあがる。第１領域Ｗ１とは異なる第２領域Ｗ２では、第２主面２０ｂが露出する。
【００４９】
つづいて、図６に示すように、第２領域Ｗ２に露出する第２主面２０ｂの上に第４非晶質半導体層３４、第２非晶質半導体層３２および第２結晶性半導体部３６を形成する。まず、第２主面２０ｂ上にｉ型の第４非晶質半導体層３４を形成した後、第４非晶質半導体層３４の上に第２導電型の第２非晶質半導体層３２が形成される。第２非晶質半導体層３２および第４非晶質半導体層３４の形成時には、同時に第２結晶性半導体部３６が形成されうる。これにより第２半導体層２２ができあがる。
【００５０】
第２領域Ｗ２では、第１領域Ｗ１に比べて結晶質シリコンの成長が阻害されやすい条件下で第２非晶質半導体層３２および第４非晶質半導体層３４が成膜される。例えば、第２非晶質半導体層３２および第４非晶質半導体層３４の少なくとも一方は、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３よりも速い成膜速度で形成される。その結果、第２非晶質半導体層３２および第４非晶質半導体層３４の少なくとも一方は、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３よりも膜密度が小さくなる。
【００５１】
なお、第２領域Ｗ２に露出する第２主面２０ｂに異方性エッチングを施すことにより、第２主面２０ｂのうち第２領域Ｗ２にテクスチャ構造（不図示）を形成してもよい。第２主面２０ｂの第２領域Ｗ２に選択的にテクスチャを形成して（１１１）面が占める割合を増やすことにより、第２結晶性半導体部３６の形成が阻害されるようにしてもよい。これにより、第２半導体層２２に含まれる第２結晶性半導体部３６の割合を小さくすることができる。例えば、第１領域Ｗ１に占める第１結晶性半導体部３５の面積割合よりも第２領域Ｗ２に占める第２結晶性半導体部３６の面積割合を小さくできる。例えば、第１結晶性半導体部３５および第２結晶性半導体部３６の割合を第２主面２０ｂに交差する断面で特定する場合には、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３の層内に占める第１結晶性半導体部３５の面積割合よりも、第２非晶質半導体層３２および第４非晶質半導体層３４の層内に占める第２結晶性半導体部３６の面積割合を小さくできる。
【００５２】
つづいて、第１半導体層２１の上に第１透明電極層２３および第１金属電極層２５を形成し、第２半導体層２２の上に第２透明電極層２４および第２金属電極層２６を形成する。第１透明電極層２３および第２透明電極層２４は、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法や、スパッタリング法などの薄膜形成法により形成される。第１金属電極層２５および第２金属電極層２６は、スパッタリング法やめっき法などにより形成される。
【００５３】
以上により、図２に示す太陽電池セル１０ができあがる。上述の製造方法では、第１半導体層２１を形成し、第１半導体層２１の一部を除去した後に第２半導体層２２を形成したが、第１半導体層２１と第２半導体層２２の形成順序を逆にしてもよい。つまり、第２半導体層２２を第２主面２０ｂの全面に形成し、第２半導体層２２の一部を除去した後に第１半導体層２１を形成してもよい。その他、第２主面２０ｂ上にマスクを設けることで、第１半導体層２１および第２半導体層２２が対応する領域にのみ形成されるようにしてもよい。
【００５４】
本実施の形態によれば、第１領域Ｗ１に非晶質半導体層３１，３３および結晶性半導体部３５を混在させることで、第１領域Ｗ１におけるパッシベーション性の顕著な低下を抑えつつ、第１領域Ｗ１における直列抵抗を低減できる。第１領域Ｗ１のパッシベーション性を高めるためには、基板２０の第２主面２０ｂのダングリングボンドを水素（Ｈ）で終端化することが好ましく、第２主面２０ｂの全面を水素を含む非晶質半導体で被覆することが好ましい。非晶質ではなく微結晶や多結晶の半導体には格子欠陥が含まれ、格子欠陥に起因したパッシベーション性の低下につながるからである。その一方で、非晶質半導体は、結晶質半導体と比べると導電性が低く、太陽電池セル１０の直列抵抗の増加の一因となる。
【００５５】
本発明者らは、第１領域Ｗ１に非晶質半導体層３１，３３および結晶性半導体部３５の双方を形成するとともに、これらを適切な割合で混在させることにより、太陽電池セル１０の発電効率のさらなる向上が可能なことを見出した。ある実施例によれば、第１領域Ｗ１上において第１結晶性半導体部３５が占める面積割合を０．０５％以上２０％以下、好ましくは０．１％以上１０％以下にすることで、第１結晶性半導体部３５を設けない場合と比べて発電効率を高めることができる。また、第２主面２０ｂに交差する断面で観察する場合、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３の層内で第１結晶性半導体部３５が占める面積割合を０．０２％以上１０％以下、好ましくは０．０５％以上５％以下にすることで発電効率を高めることができる。この理由の一つとして、第１領域Ｗ１の近傍は少数キャリア密度の低い領域であるため、第１結晶性半導体部３５を設けることによるパッシベーション性の低下が生じたとしても、キャリア再結合速度の顕著な増加につながらないことが考えられる。
【００５６】
その一方で、第２領域Ｗ２には第２結晶性半導体部３６が実質的に設けられないことが好ましく、第２結晶性半導体部３６を設けるとしても第１領域Ｗ１よりも形成される割合が小さいことが好ましい。第２領域Ｗ２の面積は第１領域Ｗ１の面積よりも大きいため、第１領域Ｗ１と比べて電流密度が低く、直列抵抗低減による発電効率向上への寄与が小さいためである。
【００５７】
以上の考察から、本実施の形態によれば、第１領域Ｗ１および第２領域Ｗ２の双方に一定以上のパッシベーション性を持たせつつ、第１領域Ｗ１の直列抵抗を下げることができる。これにより、第１領域Ｗ１および第２領域Ｗ２の双方からキャリアを効率的に収集し、かつ、太陽電池セル１０の第１電極１４と第２電極１５の間の直列抵抗を下げることができる。その結果、太陽電池セル１０の発電効率を向上させることができる。
【００５８】
本実施の形態によれば、第１結晶性半導体部３５が第２主面２０ｂから第１透明電極層２３に向けて柱状に延在することにより、第１結晶性半導体部３５による抵抗性低減の効果を高めることができる。第１結晶性半導体部３５が第１透明電極層２３に達するように設けられる場合、基板２０と第２透明電極層２４の間が低抵抗の第１結晶性半導体部３５により直接的に接続されるため、第１領域Ｗ１の直列抵抗をより小さくできる。特に導電性の低いｉ型の第３非晶質半導体層３３を少なくとも貫通するように第１結晶性半導体部３５を設けることで、直列抵抗低減の効果を高めることができる。
【００５９】
本実施の形態の一態様は次の通りである。ある態様の太陽電池セル（１０）は、
第１導電型の結晶性半導体の基板（２０）と、
基板（２０）の一主面（第２主面２０ｂ）の第１領域（Ｗ１）上に設けられる第１半導体層（２１）と、
一主面（第２主面２０ｂ）の第１領域（Ｗ１）と異なる第２領域（Ｗ２）上に設けられる第２半導体層（２２）と、
第１半導体層（２１）上に設けられる第１透明電極層（２３）と、
第２半導体層（２２）上に設けられる第２透明電極層（２４）と、を備える。
第１半導体層（２１）は、第１導電型の第１非晶質半導体層（３１）と、一主面（第２主面２０ｂ）から第１透明電極層（２３）に向けて柱状に延びる第１結晶性半導体部（３５）と、を含み、
第２半導体層（２２）は、第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層（３２）を含む。
【００６０】
第１半導体層（２１）は、一主面（第２主面２０ｂ）と第１非晶質半導体層（３１）との間に設けられる実質的に真性な第３非晶質半導体層（３３）をさらに含んでもよい。
【００６１】
第１結晶性半導体部（３５）は、少なくとも第３非晶質半導体層（３３）を貫通して第１非晶質半導体層（３１）に達するように設けられてもよい。
【００６２】
第２非晶質半導体層（３２）は、少なくとも一主面（第２主面２０ｂ）と接する部分の膜密度が第１半導体層（２１）の一主面（第２主面２０ｂ）と接する部分より低くてもよい。
【００６３】
第２半導体層（２２）は、一主面（第２主面２０ｂ）と第２非晶質半導体層（３２）との間に設けられ、実質的に真性な第４非晶質半導体層（３４）をさらに含んでもよい。
【００６４】
第４非晶質半導体層（３４）は、少なくとも一主面（第２主面２０ｂ）と接する部分の膜密度が第１半導体層（２１）の一主面（第２主面２０ｂ）と接する部分より低くてもよい。
【００６５】
第１半導体層（２１）の一主面（第２主面２０ｂ）と接する部分は、第１非晶質半導体層（３１）または第３非晶質半導体層（３３）のいずれかであってもよい。
【００６６】
第１結晶性半導体部（３５）は、第１透明電極層（２３）に達してもよい。
【００６７】
第１結晶性半導体部（３５）は、第１領域（Ｗ１）上に部分的に設けられてもよい。
【００６８】
第１非晶質半導体層（３１）は、基板（２０）よりも第１導電型の不純物濃度が高くてもよい。
【００６９】
第２半導体層（２２）は、一主面（第２主面２０ｂ）上に設けられる第２結晶性半導体部（３６）をさらに含んでもよい。
第１領域（Ｗ１）の単位面積あたりに設けられる第１結晶性半導体部（３５）の量は、第２領域（Ｗ２）の単位面積あたりに設けられる第２結晶性半導体部（３６）の量より多くてもよい。
【００７０】
第１結晶性半導体部（３５）の一主面（第２主面２０ｂ）からの高さ（ｈ１）は、第２結晶性半導体部（３６）の一主面（第２主面２０ｂ）からの高さ（ｈ２）より大きくてもよい。
【００７１】
第１領域（Ｗ１）は、第２領域（Ｗ２）より狭くてもよい。
【００７２】
本実施の形態の別の態様は、太陽電池セル（１０）の製造方法である。この方法は、
第１導電型の結晶性半導体の基板（２０）の一主面（第２主面２０ｂ）上の第１領域Ｗ１に第１半導体層（２１）を形成し、
一主面（第２主面２０ｂ）の第１領域（Ｗ１）と異なる第２領域（Ｗ２）上に第２半導体層（２２）を形成し、
第１半導体層（２１）上および第２半導体層（２２）上に透明電極層（第１透明電極層２３，第２透明電極層２４）を形成する。
第１半導体層（２１）は、第１導電型の第１非晶質半導体層（３１）と、一主面（第２主面２０ｂ）から透明電極層（第１透明電極層２３）に向けて柱状に延びる第１結晶性半導体部（３５）と、を含み、
第２半導体層（２２）は、第１導電型と異なる第２導電型の第２非晶質半導体層（３２）を含み、
第１非晶質半導体層（３１）および第１結晶性半導体部（３５）は、同時に形成される。
【００７３】
第１非晶質半導体層（３１）および第１結晶性半導体部（３５）は、一主面（第２主面２０ｂ）上に少なくとも部分的に形成されるテクスチャ構造を下地にして形成されてもよい。
【００７４】
（変形例１）
図７は、変形例に係る太陽電池セル１１０の構造を示す断面図である。本変形例では、第１領域Ｗ１の第２主面２０ｂの近傍に第１導電型の不純物濃度が高い高不純物濃度領域１２０ｃが設けられる点で上述の実施の形態と相違する。基板１２０は、第１導電型の不純物濃度が低いバルク領域１２０ｄと、第１導電型の不純物濃度が高い高不純物濃度領域１２０ｃと、を含む。高不純物濃度領域１２０ｃは、図７に示されるように、第２主面２０ｂを下から見た場合には第１領域Ｗ１の第２主面２０ｂの直上に位置する。図７の上下を反対にして、第２主面２０ｂを上から見た場合には第１領域Ｗ１の第２主面２０ｂの直下に位置すると言える。
【００７５】
高不純物濃度領域１２０ｃは、第１領域Ｗ１に設けられ、第２領域Ｗ２を避けて設けられる。１２０ｃの不純物濃度は、１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３程度であり、例えば１×１０１８／ｃｍ３〜２×１０１９／ｃｍ３程度とすることができる。高不純物濃度領域１２０ｃは、例えば第１導電型の不純物としてリン（Ｐ）を含む。高不純物濃度領域１２０ｃの不純物濃度は、第１非晶質半導体層３１の不純物濃度より高くてもよい。
【００７６】
高不純物濃度領域１２０ｃは、第２主面２０ｂからの深さｈ３が５μｍ以下となるように形成され、例えば２００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍ程度となるように形成される。高不純物濃度領域１２０ｃは、例えば、第１領域Ｗ１において第２主面２０ｂから第１導電型の不純物を拡散させることにより形成することができる。高不純物濃度領域１２０ｃは、イオン注入処理により形成されてもよい。
【００７７】
本変形例によれば、高不純物濃度領域１２０ｃを設けることにより、第１領域Ｗ１の近傍の少数キャリアをさらに減少させてパッシベーション性を向上させることができる。これにより、第１結晶性半導体部３５を設けることによるパッシベーションの低下を補償し、パッシベーション性と低抵抗性をより好適に両立できる。
【００７８】
ある態様の太陽電池セル（１１０）において、基板（１２０）は、第１領域（Ｗ１）内の一主面（第２主面２０ｂ）の直下に設けられ、基板（１２０）の他の部分（バルク領域１２０ｄ）よりも第１導電型の不純物濃度が高い高不純物濃度領域（１２０ｃ）を有してもよい。
【００７９】
（変形例２）
図８は、変形例に係る太陽電池セル２１０の構成を示す断面図である。本変形例では、第１領域Ｗ１の第２主面２０ｂと第１半導体層２１の間に高不純物濃度層２４４がさらに設けられる点で上述の実施の形態と相違する。高不純物濃度層２４４は、上述の変形例と同様、第１導電型の不純物濃度が高い部分であり、例えば第１導電型の不純物としてリン（Ｐ）を含む。
【００８０】
高不純物濃度層２４４は、第１領域Ｗ１に設けられ、第２領域Ｗ２を避けて設けられる。高不純物濃度層２４４は、第１非晶質半導体層３１と同様にＣＶＤ法などで形成することができ、結晶質シリコン、非晶質シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコンなどで構成することができる。高不純物濃度層２４４は、第２領域Ｗ２にマスクを設けることで第１領域Ｗ１に選択的に形成されてもよいし、第１領域Ｗ１および第２領域Ｗ２の双方に形成された後に第２領域Ｗ２上に形成された部分が除去されてもよい。
【００８１】
高不純物濃度層２４４の不純物濃度は、１×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３程度であり、例えば５×１０１９／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３程度とすることができる。高不純物濃度層２４４の不純物濃度は、第１非晶質半導体層３１の不純物濃度より低いことが好ましい。高不純物濃度層２４４は、第２主面２０ｂからの高さｈ４が１００ｎｍ以下となるように設けられ、例えば０．１ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。高不純物濃度層２４４の高さｈ４は、０．１ｎｍ〜３ｎｍ程度、例えば２ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
本変形例においても、高不純物濃度層２４４を設けることにより、第１領域Ｗ１の近傍の少数キャリアをさらに減少させてパッシベーション性を向上させることができる。これにより、第１結晶性半導体部３５を設けることによるパッシベーションの低下を補償し、パッシベーション性と低抵抗性とをより好適に両立できる。
【００８３】
ある態様の太陽電池セル（２１０）は、一主面（第２主面２０ｂ）と第１半導体層（２１）の間に設けられ、基板（２０）よりも第１導電型の不純物濃度が高い高不純物濃度層（２４４）をさらに備えてもよい。
【００８４】
（変形例３）
図９は、変形例に係る太陽電池セル３１０の構成を示す断面図である。本変形例では、第２主面２０ｂと第１半導体層２１の間に第１酸化物層３２７が設けられ、第２主面２０ｂと第２半導体層２２の間に第２酸化物層３２８が設けられる点で上述の実施の形態と相違する。
【００８５】
第１酸化物層３２７は、第２主面２０ｂの第１領域Ｗ１上に設けられ、第２酸化物層３２８は、第２主面２０ｂの第２領域Ｗ２上に設けられる。第１酸化物層３２７および第２酸化物層３２８は、例えば酸化シリコン、窒化シリコンまたはアルミニウム酸化物等で構成される。
【００８６】
第１酸化物層３２７および第２酸化物層３２８は、第２主面２０ｂのパッシベーション層として機能する。また、第１酸化物層３２７は、第１半導体層２１に含まれる第１結晶性半導体部３５の生成量を制御するための下地層として機能する。同様に、第２酸化物層３２８は、第２半導体層２２の層内に第２結晶性半導体部が生成されるのを抑制するための下地層として機能する。第２酸化物層３２８を厚く形成することにより、第２酸化物層３２８の上に実質的に第２結晶性半導体部が形成されないようにできる。
【００８７】
結晶性シリコンの基板２０上に酸化物層を設けた場合、酸化物層が設けられない場合と比べて結晶性シリコンの生成が阻害される一方、非晶質シリコンが生成されやすくなる。したがって、第２主面２０ｂ上の酸化物層の量、厚さ、形成範囲などを制御することにより、第２主面２０ｂ上に形成される第１結晶性半導体部３５の生成量を制御できる。
【００８８】
第１領域Ｗ１では、第１酸化物層３２７の厚さが相対的に小さくなるように形成され、第１結晶性半導体部３５が生成されやすい下地層とする。また、第１酸化物層３２７は、第１領域Ｗ１の第２主面２０ｂ上の全体を均一に被覆するのではなく、部分的に第２主面２０ｂが露出したり、部分的に第１酸化物層３２７の厚さが小さくなったりするように形成される。これにより、第１酸化物層３２７が設けられない箇所や第１酸化物層３２７の厚さが小さい箇所において結晶性シリコンの生成が促進され、部分的に第１結晶性半導体部３５が形成されるようにできる。
【００８９】
一方、第２領域Ｗ２では、第２酸化物層３２８の厚さが相対的に大きくなるように形成され、第２結晶性半導体部が生成されにくい下地とする。また、第２酸化物層３２８が第２領域Ｗ２の第２主面２０ｂ上の全体を均一に被覆するように形成される。つまり、第２酸化物層３２８が形成されずに第２主面２０ｂが露出したり、第２酸化物層３２８の厚さが部分的に小さくなったりしないように第２酸化物層３２８が形成される。これにより、第２酸化物層３２８上での結晶性シリコンの生成を阻害し、第２結晶性半導体部が実質的に形成されないようにできる。
【００９０】
第１酸化物層３２７および第２酸化物層３２８は、ＣＶＤ法や薬液酸化法などにより形成することができる。第１酸化物層３２７および第２酸化物層３２８の厚さや形成される範囲は、酸化物層の成膜条件や成長時間を制御することにより変化させることができる。第１酸化物層３２７は第１半導体層２１の形成前に形成され、第１半導体層２１は第１酸化物層３２７の上に形成される。第２酸化物層３２８は第２半導体層２２の形成前に形成され、第２半導体層２２は第２酸化物層３２８の上に形成される。
【００９１】
本変形例によれば、第１酸化物層３２７および第２酸化物層３２８を設けることで、第１結晶性半導体部３５および第２結晶性半導体部の形成量をより好適に制御できる。また、第１酸化物層３２７および第２酸化物層３２８をパッシベーション層として機能させ、第２主面２０ｂのパッシベーション性を高めることができる。したがって、本変形例によれば、パッシベーション性と低抵抗性をより好適に両立させて太陽電池セル３１０の発電効率を高めることができる。
【００９２】
ある態様の太陽電池セル（３１０）は、一主面（第２主面２０ｂ）と第１半導体層２１の間であって第１領域（Ｗ１）上に少なくとも部分的に設けられる第１酸化物層（３２７）をさらに備えてもよい。
【００９３】
ある態様の太陽電池セル（３１０）は、一主面（第２主面２０ｂ）と第２半導体層（２２）の間であって第２領域（Ｗ２）上に少なくとも部分的に設けられる第２酸化物層（３２８）をさらに備えてもよい。第２酸化物層（３２８）の厚さは、第１酸化物層（３２７）の厚さより大きくてもよい。
【００９４】
ある態様の太陽電池セル（３１０）の製造方法において、第１非晶質半導体層（３１）および第１結晶性半導体部（３５）は、一主面上（第２主面２０ｂ）に少なくとも部分的に形成される酸化物層（第１酸化物層３２７）を下地にして形成されてもよい。
【００９５】
（変形例４）
図１０は、変形例に係る太陽電池セル４１０の構成を示す断面図である。本変形例では、第１結晶性半導体部４３５がベース層４３５ａと、ベース層４３５ａから第１透明電極層２３に向けて延びる複数の柱状部４３５ｂとを含む点で上述の実施の形態と異なる。
【００９６】
第１半導体層４２１は、第１非晶質半導体層３１、第３非晶質半導体層３３および第１結晶性半導体部４３５を含む。第１結晶性半導体部４３５は、第２主面２０ｂの第１領域Ｗ１上に薄く形成されるベース層４３５ａと、ベース層４３５ａから第１透明電極層２３に向けて延びる複数の柱状部４３５ｂとを含む。第３非晶質半導体層３３はベース層４３５ａの上に設けられ、第１非晶質半導体層３１は第３非晶質半導体層３３の上に設けられる。
【００９７】
ベース層４３５ａは、第１領域Ｗ１の半分以上の面積を占めるように設けられ、例えば、第１領域Ｗ１の８０％以上または９０％以上の面積を占めるように設けられる。ベース層４３５ａの厚さは、０．５ｎｍ〜２５ｎｍ程度であり、例えば０．５ｎｍ〜５ｎｍ程度である。ベース層４３５ａは、第１非晶質半導体層３１や第３非晶質半導体層３３より薄く形成されてもよい。複数の柱状部４３５ｂのそれぞれは、ベース層４３５ａから第１透明電極層２３に向けて延び、第１非晶質半導体層３１および第３非晶質半導体層３３を貫通するように設けられる。
【００９８】
本変形例によれば、導電性の高い結晶質半導体で形成されるベース層４３５ａの面積を大きくすることで、第１領域Ｗ１の直列抵抗をさらに低減できる。また、ベース層４３５ａを薄く形成することで、第１領域Ｗ１の単位面積あたりの欠陥数を減らし、格子欠陥によるパッシベーション性低下の影響を小さくできる。したがって、本変形例によれば、太陽電池セル４１０の発電効率をより高めることができる。
【００９９】
ある態様の太陽電池セル（４１０）において、第１結晶性半導体部（４３５）は、第１領域（Ｗ１）の半分以上を被覆するように設けられるベース層（４３５ａ）と、ベース層（４３５ａ）から第１透明電極層（２３）に向けて延びる柱状部（４３５ｂ）とを有してもよい。
【０１００】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態および変形例の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…太陽電池セル、２０…基板、２１…第１半導体層、２２…第２半導体層、２３…第１透明電極層、２４…第２透明電極層、３１…第１非晶質半導体層、３２…第２非晶質半導体層、３３…第３非晶質半導体層、３４…第４非晶質半導体層、３５…第１結晶性半導体部、３６…第２結晶性半導体部、Ｗ１…第１領域、Ｗ２…第２領域。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明によれば、太陽電池セルの発電効率を向上できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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