(57)【要約】【課題】結晶系シリコン太陽電池の製造工程、特にｐｎ接合形成の準備工程から反射防止膜形成工程への処理工程を簡略化し、あわせて処理時間を短縮化する。【解決手段】前処理の完了したｐ型シリコン基板５を、プラズマＣＶＤ装置内に設置し、当該プラズマＣＶＤ装置内に、まず、含シリコンガス、含酸素ガス、および含リンガスを流し、プラズマを発生させて、ｐ型シリコン基板５上にｎ型ドーパントを含む第１の膜として、ＰＳＧ膜３を成膜する第１の成膜工程をおこない、次に、プラズマＣＶＤ装置内に流すガスを、含シリコンガスおよび含窒素ガスに切り替えて、ＰＳＧ膜上へ第２の膜である窒化シリコン膜４を成膜する第２の成膜工程を連続的におこなう。【選択図】      図１
2004247364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
ｐ型シリコン半導体上へ、ｎ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の膜上へ、窒化シリコンを含む第２の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第２の成膜工程と、
前記第１および第２の膜が成膜された前記ｐ型シリコン半導体を、熱処理して、前記第１の膜より前記ｐ型シリコン半導体へ、前記ｎ型ドーパントを拡散させる拡散工程とを有し、
前記第１および第２の成膜工程を、同一のプラズマＣＶＤ装置において、連続的におこなうことを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項２】
結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
ｎ型シリコン半導体上へ、ｐ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の膜上へ、窒化シリコンを含む第２の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第２の成膜工程と、
前記第１および第２の膜が成膜された前記ｎ型シリコン半導体を、熱処理して、前記第１の膜より前記ｎ型シリコン半導体へ、前記ｐ型ドーパントを拡散させる拡散工程とを有し、
前記第１および第２の成膜工程を、同一のプラズマＣＶＤ装置において、連続的におこなうことを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
前記第２の成膜の後に、前記第１、第２の膜が成膜されたｐ型シリコン半導体の、前記第１、第２の膜が成膜されていない側へ、Ａｌを含む層を設けた後に、熱処理をおこない、
前記第１の膜より、前記ｐ型シリコン半導体へｎ型ドーパントを拡散させる第１の拡散工程と、前記Ａｌを含む層より、前記ｐ型シリコン半導体へＡｌを拡散させる第２の拡散工程とを同時におこなうことを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１または３に記載の結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
前記ｎ型ドーパントの酸化物として、リン珪酸ガラスまたはＰ２Ｏ５を用い、
前記第２の成膜工程の原料ガスである水素を含むガスとして、シランガスを用いることを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
前記ｐ型ドーパントの酸化物として、Ｂ２Ｏ３を用い、
前記第２の成膜工程の原料ガスである水素を含むガスとして、シランガスを用いることを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶系シリコン太陽電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池には、その構造に多数の種類があり製造法も多様である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、非晶質シリコン薄膜太陽電池が記載されている。そして、当該非晶質シリコン薄膜太陽電池の製造方法として、熱ＣＶＤ法により、基板上へ非晶質シリコンの一導電形の層と非晶質シリコンの実質的に真性な層とを形成し、次に、前記非晶質シリコン層の上に、非晶質シリコンを主材料とする他導電形の層をプラズマＣＶＤ法により形成し、さらに、プラズマＣＶＤ法により、前記他導電形の層の上へ順に、微結晶シリコン層と、ＳｉＮの一導電形の層と、真性な非晶質シリコン層と、他導電形の非晶質シリコンの層とを形成することを開示している。
【０００４】
また、非特許文献１は、結晶系シリコン太陽電池の総説が記載され、後述する結晶系シリコン太陽電池の製造工程が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−１４０７７号公報
【０００６】
【非特許文献１】
佐賀  達男  他「結晶系太陽電池の高効率化」シャープ技報、第７９号・２００１年４月、ｐ４９−５２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
各々の太陽電池が有する、効率、寿命、製造コスト等を考慮し、本発明者らは、上述した結晶系シリコン太陽電池が、好ましい特性を有する太陽電池であると考えた。（尚、本明細書において結晶系シリコン太陽電池とは、単結晶シリコン太陽電池と、多結晶シリコン太陽電池とを含む意味である。）
しかし、例えば非特許文献１に記載された、従来の技術に係る結晶系シリコン太陽電池は製造工程が長く、特にｐｎ接合の形成の準備段階から反射防止膜の製膜工程においては、煩雑な工程が必要であった。
【０００８】
その一例を、図４を参照しながら説明する。
【０００９】
（１）前工程の処理を経て得られたｐ型シリコン基板上を、例えばスピンナー装置へ設置する。
【００１０】
（２）スピンナー装置に設置されたｐ型シリコン基板上へ、ｎ型ドーパントであるリンを含む塗布液を注ぎ、スピンナー塗布する。
【００１１】
（３）スピンナー塗布が完了したら、ｐ型シリコン基板をスピンナー装置から外し、例えばホットプレートを用いて、１分間程度加熱し、塗布液を乾燥させる。
【００１２】
（４）乾燥塗膜を有するｐ型シリコン基板を、例えば横型拡散炉に設置して６００℃で３０分間熱処理し、前記乾燥塗膜中の有機成分を酸化分解して、この部分の無機化を行う。
【００１３】
（５）前記乾燥塗膜の無機化が完了したら、横型拡散炉の条件を適宜に調整して、ｐ型シリコン基板中へｎ型ドーパントを拡散させてｎ型拡散層とし、ｐｎ接合を形成する。
【００１４】
（６）ｐｎ接合が形成されたら、ｐ型シリコン基板上の前記乾燥膜を除去し、プラズマＣＶＤ装置内へ設置する。
【００１５】
（７）プラズマＣＶＤ装置内へ、シリコンと水素とを含むガスと、窒素を含むガスとを流しプラズマを発生させて、前記ｎ型拡散層上へＳｉＮ膜の反射防止膜を形成する。
【００１６】
（８）反射防止膜が形成されたｐ型シリコン基板をプラズマＣＶＤ装置から取り出し、その裏面電極となる側へ、Ａｇペーストを印刷し焼成してＡｇ電極を形成する。
【００１７】
（９）前記裏面電極となる側のＡｇペーストが設けられていない部分に、Ａｌペーストを、印刷法により塗布して焼成しＡｌ電極を形成する。この焼成により、ｐ型シリコン基板上のＡｌペーストは、Ａｌ電極へ形成されると共に、ｐ型シリコン基板に向けて拡散しｐ＋拡散層を形成して、所謂、ＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）構造がｐ型シリコン基板の下方部に形成する。
【００１８】
（１０）ＢＳＦ構造が形成されたｐ型シリコン基板において、前記反射防止膜上の適宜な場所に、Ａｇペーストを印刷し焼成してＡｇ電極を形成する。
【００１９】
（１１）以上の製造工程を経て、従来の技術に係るｐ型の結晶系シリコン太陽電池が完成する。
【００２０】
結局のところ、従来の技術における結晶系シリコン太陽電池の製造においては、多数の処理装置を準備し、それらの処理装置で順次処理を行うことを必要としていた。
【００２１】
特に、（１）〜（４）にて説明した、前工程で得られたｐ型シリコン基板上へｎ型ドーパントを設け、ｐｎ接合を形成するための熱処理迄の準備工程において、数種の処理装置を用意し、それらの処理装置で順次処理を行うため、この部分だけでも３５分間以上の時間を必要としていた。
【００２２】
そこで本発明が解決しようとする課題は、結晶系シリコン太陽電池の製造工程において、上述したｐｎ接合形成の準備工程から反射防止膜形成工程への処理工程を始め、これらを簡略化し、あわせて処理時間を短縮化することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための、第１の手段は、結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
ｐ型シリコン半導体上へ、ｎ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の膜上へ、窒化シリコンを含む第２の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第２の成膜工程と、
前記第１および第２の膜が成膜された前記ｐ型シリコン半導体を、熱処理して、前記第１の膜より前記ｐ型シリコン半導体へ、前記ｎ型ドーパントを拡散させる拡散工程とを有し、
前記第１および第２の成膜工程を、同一のプラズマＣＶＤ装置において、連続的におこなうことを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００２４】
上述の構成を有する結晶系シリコン太陽電池の製造方法によれば、ｐ型シリコン半導体上へ、ｎ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を成膜する第１の成膜工程と、前記第１の膜上に窒化シリコンを含む第２の膜を成膜する第２の成膜工程とを、一台のプラズマＣＶＤ装置内において、成膜室へ供給する原料ガスを切り替えるのみで、連続的におこなうことができる。この結果、ｐｎ接合形成の準備工程から反射防止膜形成工程への処理工程が簡略化し、あわせて処理時間を短縮化することができた。
【００２５】
第２の手段は、結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
ｎ型シリコン半導体上へ、ｐ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の膜上へ、窒化シリコンを含む第２の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第２の成膜工程と、
前記第１および第２の膜が成膜された前記ｎ型シリコン半導体を、熱処理して、前記第１の膜より前記ｎ型シリコン半導体へ、前記ｐ型ドーパントを拡散させる拡散工程とを有し、
前記第１および第２の成膜工程を、同一のプラズマＣＶＤ装置において、連続的におこなうことを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００２６】
上述の構成を有する結晶系シリコン太陽電池の製造方法によれば、ｎ型シリコン半導体上へ、ｐ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を成膜する第１の成膜工程と、前記第１の膜上に窒化シリコンを含む第２の膜を成膜する第２の成膜工程とを、一台のプラズマＣＶＤ装置内において、成膜室へ供給する原料ガスを切り替えるのみで、連続的におこなうことができ、第１の手段と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
第３の手段は、第１の手段に記載の結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
前記第２の成膜の後に、前記第１、第２の膜が成膜されたｐ型シリコン半導体の、前記第１、第２の膜が成膜されていない側へ、Ａｌを含む層を設けた後に、熱処理をおこない、
前記第１の膜より、前記ｐ型シリコン半導体へｎ型ドーパントを拡散させる第１の拡散工程と、前記Ａｌを含む層より、前記ｐ型シリコン半導体へＡｌを拡散させる第２の拡散工程とを同時におこなうことを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００２８】
前記第１、第２の膜が成膜されたｐ型シリコン半導体の、前記第１、第２の膜が成膜されていない側へＡｌを含む層を設けた後、ｐ型シリコン半導体の熱処理をおこなうことで、前記第１の膜よりｐ型シリコン半導体へ、ｎ型ドーパントが拡散するのと同時並行して、前記Ａｌを含む層よりｐ型シリコン半導体へ、Ａｌが拡散して、ここに高濃度ｐ＋拡散層が形成される。
【００２９】
この結果、ｐ型シリコン半導体へｎ型ドーパントが拡散することで形成されるｐｎ接合と、ｐ型シリコン半導体へＡｌが拡散することで形成される高濃度ｐ＋拡散層により形成されるＢＳＦ構造とを同時並行して形成することで、工程をさらに簡略化することができた。
【００３０】
第４の手段は、第１または第３の手段に記載の結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
前記ｎ型ドーパントの酸化物として、リン珪酸ガラスまたはＰ２Ｏ５を用い、
前記第２の成膜工程の原料ガスである水素を含むガスとして、シランガスを用いることを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００３１】
リン珪酸ガラスまたはＰ２Ｏ５は、化学的に安定であると同時に、適宜な熱処理によりｎ型ドーパント（リン）を放出する作用があるので、ｐ型シリコン半導体上へのｎ型ドーパントの供給源としてリン珪酸ガラスまたはＰ２Ｏ５を用いることにより、適宜な熱処理をおこなうだけで、作業性、操作性を損なうことなく高い生産性をもって、ｐｎ接合を形成できる。
【００３２】
さらに、前記第２の成膜工程の原料ガスとしてシランガスを用いると、生成したプラズマによりシランガスが分解されてＨ＋が生成し、このＨ＋により、ｐ型シリコン半導体の表面がパッシベーションされ、製造される結晶系シリコン太陽電池の特性向上を図ることができる。一方、シランガスが分解されて生成したシリコンも、第２の成膜の原料となるという、好ましい結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００３３】
第５の手段は、第２の手段に記載の結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
前記ｐ型ドーパントの酸化物として、Ｂ２Ｏ３を用い、
前記第２の成膜工程の原料ガスである水素を含むガスとして、シランガスを用いることを特徴とする結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３は、化学的に安定であると同時に、適宜な熱処理によりｐ型ドーパント（ボロン）を放出する作用があるので、ｎ型シリコン半導体上へのｐ型ドーパントの拡散源としてＢ２Ｏ３を用いることにより、適宜な熱処理をおこなうだけで、作業性、操作性を損なうことなくｐｎ接合を形成できる。
【００３５】
さらに、前記第２の成膜工程の原料ガスとしてシランガスを用いると、第４の手段と同様に、好ましい結晶系シリコン太陽電池の製造方法となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、ｐ型の結晶系シリコン太陽電池を例として、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図１は、本発明に係る製造方法により製造された、ｐ型の結晶系シリコン太陽電池の模式的な縦断面であり、図２は、本発明に係るｐ型の結晶系シリコン太陽電池の製造方法における工程のフローチャートであり、図３は、製造された本発明に係るｐ型の結晶系シリコン太陽電池の特性評価結果を示すグラフである。
【００３８】
まず図１において、本発明に係るｐ型の基板を用いた結晶系シリコン太陽電池（以下、ｐ型太陽電池１０と記載する。）は、中央の部分にｐ型シリコン基板５を有し、このｐ型シリコン基板５からみて表面電極側（以下、上側と記載する。）へ順に、ｎ型拡散層４、リン珪酸ガラス膜（以下、ＰＳＧ膜３と記載する。）、窒化シリコン膜２が形成されており、さらに前記ｎ型拡散層４上の適宜な場所に、Ａｇ電極１が形成されている。
【００３９】
一方、前記ｐ型シリコン基板５からみて裏面電極側（以下、下側と記載する。）へ順に、ｐ＋拡散層６、Ａｌ電極層７が形成されている。
【００４０】
次に、ｐ型太陽電池１０に形成された各層の作用について簡単に説明する。
【００４１】
ｐ型シリコン基板５は、インゴットからスライスされ、所定の研削、研磨、洗浄を施されたものである。そして、洗浄後のｐ型シリコン基板５において、上側の表面を所定のエッチング液により異方性エッチングし、ここにミクロなピラミッド構造であるテクスチャ構造を設け、入射した光を無駄に反射することを抑制している。
【００４２】
ｐ型シリコン基板５の直上に形成されたｎ型拡散層４は、ｐ型シリコン基板５とともにｐｎ接合を形成し、この部分へ侵入してきた光子によって生成した、電子と正孔と対を分離し、電子を表面電極側へ、正孔を裏面電極側へ送るという中心的な作用を行っている部分である。
【００４３】
次に、ｎ型拡散層４の上に形成されたＰＳＧ膜３は、前記ｐ型シリコン基板５へのリンの供給源である。すなわち、上述したｎ型拡散層４とは、ＰＳＧ膜３より供給されたリンがｐ型シリコン基板５中へ拡散した結果、形成されたものである。ここで、高特性のｐ型太陽電池１０を製造するためには、このリンの拡散が、均一、且つ精密に制御されていることが必要である。そして、リンの拡散が、均一、且つ精密に制御されるためには、ＰＳＧ膜３が均一、且つ精密に制御されて成膜されていることが肝要である。このＰＳＧ膜３の成膜については、さらに後述する。
【００４４】
ＰＳＧ膜３の上には、窒化シリコン膜２が形成されている。この窒化シリコン膜２は、シリコンと大気との中間の屈折率を有する透明な膜で、入射した光が、表面で無駄に反射することを抑制する反射防止膜である。
【００４５】
尚、上述したｎ型拡散層４の上の適宜な位置には、Ａｇ電極が形成されｎ型拡散層４へ送られた電子が集められる。
【００４６】
一方、ｐ型シリコン基板５の直下には、ｐ＋拡散層６が形成されＢＳＦ構造が形成されている。ｐ＋拡散層６は、ｐ型シリコン基板５へさらにｐ型のドーパントが拡散して形成されたポテンシャル障壁である。ｐ型シリコン基板５の下部にＢＳＦ構造が形成されていると、光子がｐ型シリコン基板５の下部深くまで侵入し、そこで生成した電子と正孔と対であっても、無駄に再結合させることなく、電子をｎ型拡散層４へ送ることができるので、ｐ型太陽電池１０の効率をさらに上げることができる。
【００４７】
ｐ＋拡散層６の下には、Ａｌ電極層７が形成されている。Ａｌ電極層７は、ｐ型シリコン基板５中の正孔を集めると共に、ｐ型シリコン基板５へ拡散させるｐ型のドーパントとしてのＡｌの供給源でもある。
【００４８】
以上、図１を参照ながら、基板としてｐ型シリコン基板５を用い、ここへ、ＰＳＧ膜３よりリンを拡散してｎ型拡散層４を形成するｐ型太陽電池１０について簡単に説明した。そして、この他の実施の形態として、基板としてｎ型シリコン基板を用い、ここへｎ型シリコン基板直上に成膜されたＢ２Ｏ３膜３よりボロンを拡散してｐ型拡散層を形成して、ｐｎ接合を形成したｎ型太陽電池としても良い。
【００４９】
次に、図２において、本発明に係るｐ型太陽電地を製造する際の製造工程について説明する。
【００５０】
（１）インゴットよりスライスされ、所定の研削、研磨の後、洗浄されたｐ型シリコン基板を準備する。本実施の形態においては、比抵抗１Ω・ｃｍのｐ型シリコン基板を準備した。
【００５１】
（２）準備されたｐ型シリコン基板の上方表面をエッチング溶液によりエッチングし、ここにピラミッド形状を有するテクスチャ構造を形成する。エッチング溶液としては、例えば水酸化ナトリウム等が好ましい。テクスチャ構造が形成できたらｐ型シリコン基板を洗浄し、乾燥しておく。
【００５２】
（３）テクスチャ構造が形成されたｐ型シリコン基板を、プラズマＣＶＤ装置内に設置する。
【００５３】
（４）プラズマＣＶＤ装置内に、含シリコンガス、含酸素ガス、および含リンガスを流し、プラズマを発生させて、ｐ型シリコン基板上にｎ型ドーパントを含む第１の膜として、ＰＳＧ膜を成膜する第１の成膜工程をおこなう。本実施の形態においては含シリコンガスとしてモノシランガス、含酸素ガスとして亜酸化窒素ガス、含リンガスとして水素希釈のホスフィンガスを用い、ＰＳＧ膜の成膜速度は３．３オングストローム／ｓｅｃとして、３０秒間の成膜を行った。そして、ｐ型シリコン基板上へは、膜厚１０ｎｍのＰＳＧ膜が形成された。また、異なる実施の形態として、プラズマＣＶＤ装置内に、含酸素ガス、および含リンガスを流し、プラズマを発生させて、ｐ型シリコン基板上にＰ２Ｏ５膜を成膜する構成としても良い。
【００５４】
この結果、ｐ型シリコン基板上へｎ型ドーパントを設け、ｐｎ接合を形成するための準備工程において、従来の技術では、複数の処理装置と３５分間以上の時間を必要としていたものが、プラズマＣＶＤ装置内の３０秒間の処理とすることができた。
（５）次に、プラズマＣＶＤ装置内に流すガスを、含シリコンガスおよび含窒素ガスに切り替えて、ＰＳＧ膜（または、Ｐ２Ｏ５膜）上へ第２の膜である窒化シリコン膜を成膜する第２の成膜工程をおこなう。本実施の形態においては含シリコンガスとしてモノシランガス、含窒素ガスとしてアンモニアガスを用い、膜厚６０ｎｍの窒化シリコン膜を成膜した。
【００５５】
ここで、プラズマＣＶＤ装置を用い、モノシランガスのような水素を含む含シリコンガスを成膜原料として用いたことによる、加算的な利点について説明する。
【００５６】
すなわち、モノシランガスのような水素を含む含シリコンガスは、プラズマにより分解されるとＨ＋を発生する。この発生したＨ＋は、ｐ型シリコン基板中の不対結合（ダングリングボンド）や偏析不純物のような結晶欠陥を、不活性化（パッシベーション）する。これら不対結合や偏析不純物のような結晶欠陥は、製造されたｐ型太陽電池において、少数キャリアの再結合要因となり特性を低下させる要因である。しかし、この工程において、これら結晶欠陥を不活性化してしまえば、製造されるｐ型太陽電池の特性低下を抑制することができる。
【００５７】
（６）ｐ型シリコン基板上へのＰＳＧ膜（または、Ｐ２Ｏ５膜）、および窒化シリコン膜の成膜が完了したら、ガスを止め、プラズマを消去し、プラズマＣＶＤ装置内よりｐ型シリコン基板を取り出す。この結果、製造工程（４）〜（５）において、同一のプラズマＣＶＤ装置内において、供給するガスを切り替えるのみで、ｐ型シリコン基板上へ、連続してＰＳＧ膜（または、Ｐ２Ｏ５膜）、窒化シリコン膜と順に形成することができた。この同一装置内における連続的な膜形成が可能となった結果、従来の方法に比較して工数が大幅に削減された他、塗布装置も不要になった。
【００５８】
（７）プラズマＣＶＤ装置内より取り出したｐ型シリコン基板の上方の窒化シリコン膜上にＡｇ原料としてＡｇを含む層を、下方のｐ型シリコン基板上にＡｌ原料としてＡｌを含む層を設けた。本実施の形態においては、スクリーン印刷法を用い、窒化シリコン膜上にＡｇペーストを、ｐ型シリコン基板上にＡｌペーストを、それぞれ塗布した。
【００５９】
（８）Ａｇを含む層およびＡｌを含む層が設けられたｐ型シリコン基板を、横型拡散炉等の熱処理炉内へ設置し、これを加熱して熱処理する。そして前記ＰＳＧ膜（または、Ｐ２Ｏ５膜）よりｐ型シリコン基板へ向けてｎ型ドーパントであるリンを拡散させる第１の拡散工程をおこない、ｎ型拡散層を形成することで、ここにｐｎ接合を形成した。
【００６０】
このとき同時並行して、ｐ型シリコン基板上のＡｌを含む層は、Ａｌ電極に形成されると共に、Ａｌがｐ型シリコン基板に向けて拡散し、この第２の拡散工程により、ここにｐ＋拡散層を形成した。この結果、ｐ型シリコン基板の下方部にＢＳＦ構造が作られた。一方、窒化シリコン膜上では、Ａｇを含む層がＡｇ電極に形成される。この結果、製造工程を著しく簡略化することができた。
【００６１】
尚、本実施の形態においては、熱処理条件を、窒素雰囲気中９００℃とした。
【００６２】
（９）以上の製造工程を経て、本発明に係るｐ型太陽電池が完成した。
【００６３】
本発明に係るｐ型太陽電池の特性評価結果について、図３を参照しながら説明する。
【００６４】
図３は、横軸に電圧値Ｖ（Ｖ）、縦軸に電流密度Ｊ（ｍＡ／ｃｍ２）を採り、本発明に係るｐ型太陽電池のＪ−Ｖ特性を測定した結果である。当該測定結果より、短絡電流密度ＪＳＣ＝３８．１ｍＡ／ｃｍ２、開放電圧ＶＯＣ＝０．６１８Ｖ、曲線因子ＦＦ＝０．７６、効率：１７．９％であることが判明した。
【００６５】
尚、上述した、ｎ型シリコン基板直上へｐ型拡散層を形成し、ｎ型太陽電池を製造する場合も、ｐ型太陽電池と同様に（１）〜（１０）の製造工程を採ればよい。
【００６６】
但し、このときは、（４）〜（６）の製造工程において、プラズマＣＶＤ装置内に、含酸素ガス、および含ボロンガスを流し、プラズマを発生させて、ｎ型シリコン基板上にｐ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜であるボロン酸化膜（Ｂ２Ｏ３膜）を成膜する第１の成膜工程をおこなう。
【００６７】
次に、プラズマＣＶＤ装置内のガスを切り替えて、第１の膜上へ、窒化シリコンを含む第２の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第２の成膜工程は、ｐ型太陽電池と同様におこなう。
【００６８】
さらに、（７）の製造工程において、ボロン酸化膜よりｎ型シリコン基板へ向けてｐ型ドーパントであるボロンを熱処理により拡散させ、ｐ型拡散層を形成する拡散工程をおこなうことで、ここにｐｎ接合を形成する。
【００６９】
ここで、さらに異なる実施の形態の２方法について説明する。
【００７０】
第１の方法は、上述したｐ型シリコン基板直上へｎ型拡散層を形成し、ｐ型太陽電池を製造する工程「（４）…ｐ型シリコン基板上にＰＳＧ膜を成膜する。」のＰＳＧ膜に替えて、ｎ型の非晶質シリコンまたはｎ型の微結晶シリコンを用いる方法である。この方法でｐ型シリコン基板直上へ、ｎ型の非晶質シリコンまたはｎ型の微結晶シリコンを形成するには、プラズマＣＶＤ装置内に、含シリコンガス、および含リンガスを流し、プラズマを発生させれば良い。含シリコンガスとしてモノシランガス、含リンガスとして水素希釈のホスフィンガスを用いうことができる。この方法によれば、「（７）…前記ＰＳＧ膜よりｐ型シリコン基板へ向けてリンを拡散させ、…」の工程を省いて、ｐｎ接合を形成することができる。
【００７１】
第２の方法は、前記第１の方法において、ｐ型シリコン基板直上へ形成したｎ型の非晶質シリコンまたはｎ型の微結晶シリコンを熱処理して、これらを結晶化させる工程を追加する方法である。そして、この結晶化工程の追加以外は、前記第１の方法と同様にしてｐ型太陽電池を製造する方法である。この方法によれば、第１の方法と比較して熱処理工程が必要となるが、当該熱処理工程は、ＢＳＦ構造、ＡｇおよびＡｌ電極形成のための熱処理工程と、同時並行で行われるので工数等の増加はない。
【００７２】
製造されるｐ型太陽電池の特性を向上させることが可能となり好ましい。
【００７３】
以上、説明した「ｎ型シリコン基板直上へｐ型拡散層を形成し、ｎ型太陽電池を製造する方法」、「ＰＳＧ膜に替えて、ｎ型の非晶質シリコンまたはｎ型の微結晶シリコンを用いる方法、およびこの方法へさらに、ｐ型シリコン基板直上へ形成したｎ型の非晶質シリコンまたはｎ型の微結晶シリコンを熱処理して、これらを結晶化させる工程を追加する方法」のいずれも、本発明に係るｐ型太陽電池と同様に、従来の技術で製造される太陽電池と比較して、遙かに製造工程が簡易で、処理時間、使用機器とも少ないにも拘わらず、効率の高い太陽電池を製造することができた。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、結晶系シリコン太陽電池の製造方法であって、
ｐ型シリコン半導体上へ、ｎ型ドーパントの酸化物を含む第１の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の膜上へ、窒化シリコンを含む第２の膜を、プラズマＣＶＤ法により成膜する第２の成膜工程と、
前記第１および第２の膜が成膜された前記ｐ型シリコン半導体を、熱処理して、前記第１の膜より前記ｐ型シリコン半導体へ、前記ｎ型ドーパントを拡散させる拡散工程とを有し、
前記第１および第２の成膜工程を、同一のプラズマＣＶＤ装置において、連続的におこない、且つ前記第２の成膜工程の原料ガスとして、水素を含むガスを用いるという構成を有する結晶系シリコン太陽電池の製造方法である。
【００７５】
この構成を有する結果、ｐ型シリコン半導体上へ、第１の成膜工程と、第２の成膜工程とを、一台のプラズマＣＶＤ装置内において、成膜室へ供給する原料ガスを切り替えるのみで、連続的におこなうことができ、ｐｎ接合形成の準備工程から反射防止膜形成工程への処理工程を簡略化し、あわせて処理時間を短縮化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る結晶系シリコン太陽電池の模式的な縦断面である。
【図２】本発明に係る結晶系シリコン太陽電池製造工程のフローチャートである。
【図３】本発明に係る結晶系シリコン太陽電池の特性評価結果を示すグラフである。
【図４】従来の技術に係る結晶系シリコン太陽電池製造工程のフローチャートである。
【符号の説明】
１  Ａｇ電極
２  窒化シリコン膜：（第２の膜）
３  リン珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜：（第１の膜）
４  ｎ型拡散層
５  ｐ型シリコン基板
６  ｐ＋拡散層
７  Ａｌ電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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