(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の一面側に位置する第１及び第２導電型領域を含む導電型領域と、
前記第１導電型領域に接続される第１電極及び前記第２導電型領域に接続される第２電極を含む電極と、
開口部を有するパッシベ―ション膜と、
を含み、
前記電極の幅は、前記開口部の幅より広く、
前記電極は、前記半導体基板又は前記導電型領域の上に位置する接着層と、前記接着層上に位置し、金属を主成分として含む電極層と、前記電極層上に位置し、前記電極層の金属と異なる金属を主成分として含むバリア層とを含み、
前記電極層の厚さは、前記接着層及び前記バリア層のそれぞれの厚さよりも厚く、
前記バリア層の溶融点は前記電極層の溶融点よりも高く、
前記バリア層の厚さは、前記接着層の厚さより厚く、
前記接着層の全体部分が前記導電型領域と前記電極層との間に位置し、
前記接着層の一部は前記導電型領域と反対側の前記パッシベーション層の表面に位置し、
前記接着層と前記バリア層との間に位置する前記電極層の幅は、前記開口部の幅より広い、太陽電池。
【請求項２】
前記バリア層はチタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、またはタングステン（Ｗ）を主成分として含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記バリア層の熱膨張係数は前記電極層の熱膨張係数よりも小さい、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記接着層の厚さ：前記バリア層の厚さの比は１：２〜１：３０である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記バリア層の厚さは８０ｎｍ以下である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記バリア層の比抵抗は、前記接着層の比抵抗と同一またはそれより低い、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記バリア層の比抵抗は前記電極層の比抵抗よりも高い、請求項６に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記バリア層の光透過度は前記接着層の光透過度よりも低い、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記接着層はチタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、またはタングステン（Ｗ）を主成分として含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記接着層の熱膨張係数は、前記半導体基板又は前記導電型領域の熱膨張係数と、前記電極層において前記接着層と隣接する部分の熱膨張係数との間の値を有する、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記接着層の厚さは５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記電極層の両面に位置した前記接着層及び前記バリア層は同一の物質から形成される、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記電極層は銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）及びこれらの合金のうちの少なくとも１つを主成分として含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記電極は、前記バリア層上に位置し、リボンに接続されるパッド層をさらに含む、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記パッド層は、スズ及びニッケル−バナジウム合金（ＮｉＶ）のうちの少なくとも１つを主成分として含む、請求項１４に記載の太陽電池。
【請求項１６】
前記接着層は前記半導体基板又は前記導電型領域に接触し、
前記電極層は前記接着層に接触し、
前記バリア層は前記電極層に接触する、請求項１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、太陽電池に係り、より詳細には、電極構造を改善した太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに代わる代替エネルギーへの関心が高まっている。その中でも、太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代電池として脚光を浴びている。
【０００３】
このような太陽電池は、様々な層及び電極を設計によって形成することによって製造することができる。ところで、このような様々な層及び電極の設計によって太陽電池の効率が決定され得る。太陽電池の商用化のためには低い効率を克服しなければならないため、様々な層及び電極が太陽電池の効率を最大化できるように設計されることが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、効率を向上させることができる太陽電池を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板の一面側に位置する第１及び第２導電型領域を含む導電型領域と、前記第１導電型領域に接続される第１電極及び前記第２導電型領域に接続される第２電極を含む電極を含み、前記電極は、前記半導体基板又は前記導電型領域上に位置する接着層と、前記接着層上に位置し、金属を主成分として含む電極層と、前記電極層上に位置し、前記電極層の金属と異なる金属を主成分として含むバリア層とを含み、前記電極層の厚さが、前記接着層及び前記バリア層のそれぞれの厚さよりも厚く、前記バリア層の溶融点が前記電極層の溶融点よりも高い。
【発明の効果】
【０００６】
本実施例に係る太陽電池では、バリア層によって、電極層とパッド層との間で発生する反応による問題を防止して、電極が低い抵抗特性を有し、リボンとの優れた付着特性を有することができる。これによって、太陽電池の効率を向上させ、太陽電池パネルの出力を増加させることができる。また、接着層によって電極の様々な特性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例に係る太陽電池パネルを示した後面斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る太陽電池の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る太陽電池の第１電極を拡大して示した断面図である。
【図４】図２に示した太陽電池の部分後面平面図である。
【図５】本発明の実施例に係る太陽電池の第１電極とリボンとの付着構造の様々な例を拡大して示した図である。
【図６】本発明の実施例に係る太陽電池の第１電極の断面を撮影した写真である。
【図７】比較例による太陽電池の電極の断面を撮影した写真である。
【図８】アニーリング前及びアニーリング後に本発明の実施例及び比較例による太陽電池の電極の抵抗を測定し、これを示したグラフである。
【図９】本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下では、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な形態に変形可能であることはもちろんである。
【０００９】
図面では、本発明を明確且つ簡略に説明するために、説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体において同一又は極めて類似の部分に対しては同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をより明確にするために、厚さ、面積などを拡大又は縮小して示しており、本発明の厚さ、面積などは図面に示したものに限定されない。
【００１０】
そして、明細書全体において、ある部分が他の部分を「含む」とするとき、特に反対の記載がない限り、他の部分を排除するのではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合のみならず、それらの間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直上に」あるとするときは、それらの間に他の部分が位置しないことを意味する。
【００１１】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係る太陽電池及びそれに使用される電極を詳細に説明する。まず、太陽電池パネルを詳細に説明した後、それに含まれる太陽電池及びそれに使用される電極を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る太陽電池パネルを示した後面斜視図である。
【００１３】
図１を参照すると、本実施例に係る太陽電池パネル１００は、太陽電池１５０、太陽電池１５０の第１面上に位置する第１基板（以下、“前面基板”）１１０、及び太陽電池１５０の第２面上に位置する第２基板（以下、“後面基板”）１２０を含むことができる。また、太陽電池パネル１００は、太陽電池１５０と前面基板１１０との間の第１密封材１３１、及び太陽電池１５０と後面基板１２０との間の第２密封材１３２を含むことができる。これについてより詳細に説明する。
【００１４】
まず、太陽電池１５０は、太陽光を電気エネルギーに変換する光電変換部、及び光電変換部に電気的に接続され、電流を収集して伝達する電極を含むことができる。本実施例では、一例として、半導体基板（一例として、シリコンウエハ）又は半導体層（一例として、シリコン層）を含む光電変換部が適用されてもよい。このような構造の太陽電池１５０を、図２乃至図４を参照して詳細に後述する。
【００１５】
このような太陽電池１５０は、リボン（又はインターコネクタ）１４２を含み、リボン１４２によって電気的に直列、並列、又は直並列に接続されてもよい。これを、互いに隣接する第１及び第２太陽電池150，151を例示として説明する。すなわち、リボン１４２は、第１太陽電池150の第１電極（図２の参照符号４２、以下同様）と、隣接する第２太陽電池151の第２電極（図２の参照符号４４、以下同様）とを接続することができる。リボン１４２、第１太陽電池150の第１電極４２及び第２太陽電池151の第２電極４４の接続構造などは、様々な構造が適用されてもよい。一例として、第１及び第２太陽電池150，151において、第１電極４２が第１縁部でこれに沿って互いに接続され、第２電極４４が第１縁部と反対の第２縁部でこれに沿って互いに接続されてもよい。すると、リボン１４２は、第１太陽電池150の第１縁部に位置した第１電極４２と、これに隣接する第２太陽電池151の第２縁部に位置した第２電極４４とを接続するように、第１及び第２太陽電池150，151の縁部にわたって形成され、第１及び第２縁部に沿って延びて形成され得る。このとき、リボン１４２と第１及び第２太陽電池150，151の不必要なショートを防止するために、リボン１４２と第１及び第２太陽電池150，151との間に部分的に絶縁フィルム（図示せず）が位置し、リボン１４２において絶縁フィルムよりも突出した部分が第１又は第２電極４２，４４に接続されるようにすることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００１６】
そして、バスリボン１４５は、配線材１４２によって接続されて一つの列を形成する太陽電池１５０（即ち、太陽電池ストリング）の配線材１４２の両端を交互に接続する。バスリボン１４５は、太陽電池ストリングの端部においてこれと交差する方向に配置されてもよい。このようなバスリボン１４５は、互いに隣接する太陽電池ストリングを接続したり、太陽電池ストリング又は複数の太陽電池ストリングを電流の逆流を防止するジャンクションボックス（図示せず）に接続したりすることができる。バスリボン１４５の物質、形状、接続構造などは様々に変形可能であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００１７】
密封材１３０は、太陽電池１５０の前面に位置する第１密封材１３１、及び太陽電池１５０の後面に位置する第２密封材１３２を含むことができる。第１密封材１３１及び第２密封材１３２は、水分と酸素が流入することを防止し、太陽電池パネル１００の各要素を化学的に結合する。第１及び第２密封材１３１，１３２は、透光性及び接着性を有する絶縁物質で構成されてもよい。一例として、第１密封材１３１及び第２密封材１３２として、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール、ケイ素樹脂、エステル系樹脂、オレフィン系樹脂などが使用されてもよい。第１及び第２密封材１３１，１３２を用いたラミネーション工程などによって、後面基板１２０、第２密封材１３２、太陽電池１５０、第１密封材１３１、前面基板１１０が一体化されて太陽電池パネル１００を構成することができる。
【００１８】
前面基板１１０は、第１密封材１３１上に位置して太陽電池パネル１００の前面を構成し、後面基板１２０は、第２密封材１３２上に位置して太陽電池パネル１００の後面を構成する。前面基板１１０及び後面基板１２０は、それぞれ外部の衝撃、湿気、紫外線などから太陽電池１５０を保護することができる絶縁物質で構成されてもよい。そして、前面基板１１０は、光が透過し得る透光性物質で構成され、後面基板１２０は、透光性物質、非透光性物質、または反射物質などで構成されるシートで構成されてもよい。一例として、前面基板１１０がガラス基板などで構成されてもよく、後面基板１２０が、ＴＰＴ（Ｔｅｄｌａｒ／ＰＥＴ／Ｔｅｄｌａｒ）タイプを有したり、またはベースフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））の少なくとも一面に形成されたポリフッ化ビニリデン（ｐｏｌｙ  ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＰＶＤＦ）樹脂層を含むことができる。
【００１９】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、第１及び第２密封材１３１，１３２、前面基板１１０、または後面基板１２０が、上述した説明以外の様々な物質を含むことができ、様々な形態を有することができる。例えば、前面基板１１０又は後面基板１２０が、様々な形態（例えば、基板、フィルム、シートなど）又は物質を有することができる。
【００２０】
上述した太陽電池１５０の構造を、図２乃至図４を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施例に係る太陽電池１５０の断面図であり、図３は、本発明の他の実施例に係る太陽電池の第１電極を拡大して示した断面図である。そして、図４は、図２に示した太陽電池１５０の部分後面平面図である。参考に、明確且つ簡略な説明のために、図３では、図２の拡大円に対応する部分のみを示した。
【００２２】
図２を参照すると、本実施例に係る太陽電池１５０は、ベース領域１１０を含む半導体基板１０と、半導体基板１０の一面（一例として、半導体基板１０の後面）側に位置するトンネル層２０と、トンネル層２０上に位置する導電型領域３２，３４と、導電型領域３２，３４に接続される電極４２，４４とを含む。そして、太陽電池１５０は、パッシベーション膜２４（又は前面パッシベーション膜）、反射防止膜２６、パッシベーション膜（又は後面パッシベーション膜）４０などをさらに含むことができる。これについてより詳細に説明する。
【００２３】
半導体基板１０は、第２導電型ドーパントを相対的に低いドーピング濃度で含んで第２導電型を有するベース領域１１０を含むことができる。ベース領域１１０は、第２導電型ドーパントを含む結晶質半導体で構成することができる。一例として、ベース領域１１０は、第２導電型ドーパントを含む単結晶又は多結晶半導体（一例として、単結晶又は多結晶シリコン）で構成することができる。特に、ベース領域１１０は、第２導電型ドーパントを含む単結晶半導体（例えば、単結晶半導体ウエハ、より具体的には、半導体シリコンウエハ）で構成することができる。このように、結晶性が高いので欠陥が少ないベース領域１１０又は半導体基板１０をベースとする場合、電気的特性に優れる。
【００２４】
第２導電型はｐ型又はｎ型であってもよい。一例として、ベース領域１１０がｎ型を有する場合には、ベース領域１１０と光電変換によってキャリアを形成する接合（一例として、トンネル層２０を挟んだｐｎ接合）を形成するｐ型の第１導電型領域３２を広く形成し、光電変換面積を増加させることができる。また、この場合には、広い面積を有する第１導電型領域３２が、相対的に移動速度が遅い正孔を効果的に収集し、光電変換効率の向上にさらに寄与することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２５】
そして、半導体基板１０は、半導体基板１０の他面（以下、“前面”）側に位置する前面電界領域（又は電界領域）１３０を含むことができる。前面電界領域１３０は、ベース領域１１０と同一の導電型を有すると共に、ベース領域１１０よりも高いドーピング濃度を有することができる。
【００２６】
本実施例では、前面電界領域１３０が、半導体基板１０に第２導電型を有するドーパントを相対的に高いドーピング濃度でドープして形成されたドーピング領域として構成された場合を例示した。これによって、前面電界領域１３０が第２導電型を有する結晶質（単結晶又は多結晶）半導体を含み、半導体基板１０の一部を構成するようになる。一例として、前面電界領域１３０は、第２導電型を有する単結晶半導体基板（一例として、単結晶シリコンウエハ基板）の一部分を構成することができる。
【００２７】
このとき、前面電界領域１３０のドーピング濃度は、同一の第２導電型を有する第２導電型領域３４のドーピング濃度よりも小さくてもよい。前面電界領域１３０は、半導体基板１０の前面側にキャリアが流れることを防止したり、キャリアが水平移動できる程度にドープされればよいので、相対的にドーピング濃度が小さくても構わないためである。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、前面電界領域１３０及び第２導電型領域３４が異なるドーピング濃度を有することもできる。
【００２８】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、半導体基板１０と異なる別個の半導体層（例えば、非晶質半導体層、微結晶半導体層、または多結晶半導体層）に第２導電型ドーパントをドープして前面電界領域１３０を形成することもできる。または、前面電界領域１３０が、半導体基板１０に隣接して形成された層（例えば、前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６）の固定電荷によってドープされたものと類似の役割を果たす電界領域として構成されてもよい。例えば、ベース領域１１０がｎ型である場合には、前面パッシベーション膜２４が固定負電荷を有する酸化物（例えば、アルミニウム酸化物）で構成され、ベース領域１１０の表面に反転領域（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）を形成し、これを電界領域として用いることができる。この場合は、半導体基板１０が別途のドーピング領域を備えずにベース領域１１０のみで構成され、半導体基板１０の欠陥を最小化することができる。その他の様々な方法によって様々な構造の前面電界領域１３０を形成することができる。
【００２９】
本実施例において、半導体基板１０の前面は、テクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）されてピラミッドなどの形状の凹凸を有することができる。半導体基板１０に形成されたテクスチャリング構造は、半導体の特定の結晶面に沿って形成された外面（一例として、（１１１）面）を有する一定の形状（一例として、ピラミッド状）を有することができる。このようなテクスチャリングによって半導体基板１０の前面などに凹凸が形成されて表面粗度が増加すると、半導体基板１０の前面を介して入射される光の反射率を低下させることができる。したがって、ベース領域１１０と第１導電型領域３２によって形成されたｐｎ接合まで到達する光の量を増加させることができ、光損失を最小化することができる。
【００３０】
そして、半導体基板１０の後面は、鏡面研磨などによって前面よりも低い表面粗さを有する、相対的に滑らかで且つ平坦な面からなることができる。本実施例のように、半導体基板１０の後面側に第１及び第２導電型領域３２，３４が共に形成される場合には、半導体基板１０の後面の特性によって太陽電池１５０の特性が大きく変わり得るためである。これによって、半導体基板１０の後面には、テクスチャリングによる凹凸を形成しないことによってパッシベーション特性を向上させることができ、これによって、太陽電池１５０の特性を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、場合によって、半導体基板１０の後面にテクスチャリングによる凹凸を形成することもできる。その他の様々な変形も可能である。
【００３１】
半導体基板１０の後面上にはトンネル層２０を形成することができる。一例として、トンネル層２０は半導体基板１０の後面に接触して形成されることで、構造を単純化し、トンネル効果を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３２】
トンネル層２０は、電子及び正孔にとって一種のバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）として作用して、少数キャリア（ｍｉｎｏｒｉｔｙ  ｃａｒｒｉｅｒ）が通過しないようにし、トンネル層２０に隣接する部分で蓄積された後に一定以上のエネルギーを有する多数キャリア（ｍａｊｏｒｉｔｙ  ｃａｒｒｉｅｒ）のみがトンネル層２０を通過できるようにする。このとき、一定以上のエネルギーを有する多数キャリアは、トンネル効果によって容易にトンネル層２０を通過することができる。また、トンネル層２０は、導電型領域３２，３４のドーパントが半導体基板１０へ拡散することを防止する拡散バリアとしての役割を果たすことができる。このようなトンネル層２０は、多数キャリアがトンネリングされ得る様々な物質を含むことができ、一例として、酸化物、窒化物、半導体、伝導性高分子などを含むことができる。例えば、トンネル層２０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化窒化物、真性非晶質シリコン、真性多結晶シリコンなどを含むことができる。特に、トンネル層２０は、シリコン酸化物を含むシリコン酸化物層で構成することができる。シリコン酸化物層は、パッシベーション特性に優れ、キャリアがトンネリングされやすい膜であるためである。
【００３３】
トンネル効果を十分に実現できるように、トンネル層２０の厚さは後面パッシベーション膜４０の厚さよりも小さくすることができる。一例として、トンネル層２０の厚さが５ｎｍ以下（より具体的には、２ｎｍ以下、一例として、０．５ｎｍ〜２ｎｍ）であってもよい。トンネル層２０の厚さＴが５ｎｍを超えると、トンネリングが円滑に起こらないため、太陽電池１５０が作動しないことがあり、トンネル層２０の厚さが０．５ｎｍ未満であると、所望の品質のトンネル層２０を形成するのに困難がある。トンネル効果をより向上させるためには、トンネル層２０の厚さが２ｎｍ以下（より具体的には０．５ｎｍ〜２ｎｍ）であってもよい。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、トンネル層２０の厚さが様々な値を有してもよい。
【００３４】
トンネル層２０上には、導電型領域３２，３４を含む半導体層３０が位置することができる。一例として、半導体層３０はトンネル層２０に接触して形成されることで、構造を単純化し、トンネル効果を最大化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３５】
本実施例において、半導体層３０は、第１導電型ドーパントを有して第１導電型を示す第１導電型領域３２、及び第２導電型ドーパントを有して第２導電型を示す第２導電型領域３４を含むことができる。第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４がトンネル層２０上で同一平面上に位置し得る。すなわち、第１及び第２導電型領域３２，３４とトンネル層２０との間に互いに同一に他の層が位置しないか、または第１及び第２導電型領域３２，３４とトンネル層２０との間に他の層が位置する場合には、他の層は同一の積層構造を有することができる。そして、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にこれらと同一平面上にバリア領域３６が位置し得る。
【００３６】
第１導電型領域３２は、トンネル層２０を挟んでベース領域１１０とｐｎ接合（又はｐｎトンネル接合）を形成して、光電変換によってキャリアを生成するエミッタ領域を構成する。
【００３７】
このとき、第１導電型領域３２は、ベース領域１１０と反対の第１導電型ドーパントを含む半導体（一例として、シリコン）を含むことができる。本実施例では、第１導電型領域３２が、半導体基板１０上（より明確には、トンネル層２０上）で半導体基板１０と別個に形成され、第１導電型ドーパントがドープされた半導体層で構成される。これによって、第１導電型領域３２は、半導体基板１０上に容易に形成できるように、半導体基板１０と異なる結晶構造を有する半導体層で構成することができる。例えば、第１導電型領域３２は、蒸着などの様々な方法により容易に製造できる非晶質半導体、微結晶半導体、又は多結晶半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン）などに第１導電型ドーパントをドープして形成することができる。第１導電型ドーパントは、半導体層を形成する工程において半導体層に共に含まれてもよく、又は、半導体層を形成した後に熱拡散法、イオン注入法などの様々なドーピング方法により半導体層に含まれてもよい。
【００３８】
このとき、第１導電型領域３２は、ベース領域１１０と反対の導電型を示すことができる第１導電型ドーパントを含むことができる。すなわち、第１導電型ドーパントがｐ型である場合には、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を使用することができる。第１導電型ドーパントがｎ型である場合には、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を使用することができる。一例として、第１導電型ドーパントはｐ型を有するボロン（Ｂ）であってもよい。
【００３９】
第２導電型領域３４は、後面電界（ｂａｃｋ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｉｅｌｄ）を形成して、半導体基板１０の表面（より正確には、半導体基板１０の後面）で再結合によってキャリアの損失が発生することを防止する後面電界領域を構成する。
【００４０】
このとき、第２導電型領域３４は、ベース領域１１０と同一の第２導電型ドーパントを含む半導体（一例として、シリコン）を含むことができる。本実施例では、第２導電型領域３４が、半導体基板１０上（より明確には、トンネル層２０上）で半導体基板１０と別個に形成され、第２導電型ドーパントがドープされた半導体層で構成される。これによって、第２導電型領域３４は、半導体基板１０上に容易に形成できるように、半導体基板１０と異なる結晶構造を有する半導体層で構成することができる。例えば、第２導電型領域３４は、蒸着などの様々な方法により容易に製造できる非晶質半導体、微結晶半導体、又は多結晶半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン）などに第２導電型ドーパントをドープして形成することができる。第２導電型ドーパントは、半導体層を形成する工程において半導体層に共に含まれてもよく、又は、半導体層を形成した後に熱拡散法、イオン注入法などの様々なドーピング方法により半導体層に含まれてもよい。
【００４１】
このとき、第２導電型領域３４は、ベース領域１１０と同一の導電型を示すことができる第２導電型ドーパントを含むことができる。すなわち、第２導電型ドーパントがｎ型である場合には、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を使用することができる。第２導電型ドーパントがｐ型である場合には、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を使用することができる。一例として、第２導電型ドーパントがｎ型を有するリン（Ｐ）であってもよい。
【００４２】
そして、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にバリア領域３６が位置し、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４とを互いに離隔させる。第１導電型領域３２と第２導電型領域３４が互いに接触する場合にはシャント（ｓｈｕｎｔ）が発生し、太陽電池１５０の性能を低下させることがある。これによって、本実施例では、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にバリア領域３６を位置させ、不必要なシャントを防止することができる。
【００４３】
ここで、本実施例では、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４のいずれか１つが半導体基板１０の側面にさらに位置（一例として、接触）することができる。
【００４４】
バリア領域３６は、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間でこれらを実質的に絶縁できる様々な物質を含むことができる。すなわち、バリア領域３６には、ドープされていない（すなわち、アンドープ）絶縁物質（一例として、酸化物、窒化物）などを使用することができる。又は、バリア領域３６が真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）半導体を含むこともできる。このとき、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４とバリア領域３６は、互いに側面が接触しながら連続的に形成される同一の半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン）で構成され、バリア領域３６は、実質的にドーパントを含まないｉ型（真性）半導体物質であってもよい。一例として、半導体物質を含む半導体層を形成した後、半導体層の一部の領域に第１導電型ドーパントをドープして第１導電型領域３２を形成し、他の領域の一部に第２導電型ドーパントをドープして第２導電型領域３４を形成すると、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４が形成されていない領域がバリア領域３６を構成するようになる。これによれば、第１導電型領域３２、第２導電型領域３４及びバリア領域３６の製造方法を単純化することができる。
【００４５】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、バリア領域３６を第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４と別途に形成した場合には、バリア領域３６の厚さが第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４と異なり得る。一例として、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４のショートをより効果的に防止するために、バリア領域３６が第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４よりも厚い厚さを有することもできる。又は、バリア領域３６を形成するための原料を低減するために、バリア領域３６の厚さを第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の厚さよりも小さくすることもできる。その他の様々な変形が可能であることは勿論である。また、バリア領域３６の基本構成物質が第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４と異なる物質を含むこともできる。
【００４６】
そして、本実施例では、バリア領域３６が第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間を全体的に離隔させる場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、バリア領域３６が、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との境界部分の一部のみを離隔させるように形成されてもよい。これによれば、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との境界の他の一部は互いに接触することもできる。
【００４７】
ここで、ベース領域１１０と同じ導電型を有する第２導電型領域３４の面積よりも、ベース領域１１０と異なる導電型を有する第１導電型領域３２の面積を広く形成することができる。これによって、ベース領域１１０と第１導電型領域３２との間でトンネル層２０を通じて形成されるｐｎ接合をさらに広く形成することができる。このとき、ベース領域１１０及び第２導電型領域３４がｎ型の導電型を有し、第１導電型領域３２がｐ型の導電型を有する場合に、広く形成された第１導電型領域３２によって、移動速度が相対的に遅い正孔を効果的に収集することができる。このような第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４、そして、バリア領域３６の平面構造は、図４を参照してより詳細に後述する。
【００４８】
半導体基板１０の後面において、第１及び第２導電型領域３２，３４及びバリア領域３６の上に後面パッシベーション膜４０を形成することができる。一例として、後面パッシベーション膜４０は、第１及び第２導電型領域３２，３４及びバリア領域３６に接触して形成されて構造を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００４９】
後面パッシベーション膜４０は、第１導電型領域３２と第１電極４２との接続のための開口部４０２、及び第２導電型領域３４と第２電極４４との接続のための開口部４０４を備える。これによって、後面パッシベーション膜４０は、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４が接続されてはならない電極（すなわち、第１導電型領域３２の場合には第２電極４４、第２導電型領域３４の場合には第１電極４２）と接続されることを防止する役割を果たす。また、後面パッシベーション膜４０は、第１及び第２導電型領域３２，３４及び／又はバリア領域３６をパッシベーションするという効果を有することができる。
【００５０】
半導体層３０上で電極４２，４４が位置していない部分に後面パッシベーション膜４０が位置し得る。後面パッシベーション膜４０は、トンネル層２０よりも厚い厚さを有することができる。これによって、絶縁特性及びパッシベーション特性を向上させることができる。その他の様々な変形が可能である。
【００５１】
後面パッシベーション膜４０は様々な絶縁物質（例えば、酸化物、窒化物など）から形成することができる。一例として、後面パッシベーション膜４０は、シリコン窒化膜、水素含有シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、シリコン炭化膜、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＦ2、ＺｎＳ、ＴｉＯ2及びＣｅＯ2からなる群から選択されたいずれか１つの単一膜又は２つ以上の膜が組み合わされた多層膜構造を有することができる。一例として、後面パッシベーション膜４０は、シリコン窒化膜とシリコン炭化膜が順に積層された構造を有することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、後面パッシベーション膜４０が様々な物質を含むことができることは勿論である。
【００５２】
一例として、本実施例において、後面パッシベーション膜４０、前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６は、優れた絶縁特性、パッシベーション特性などを有することができるようにドーパントなどを備えなくてもよい。
【００５３】
半導体基板１０の後面に位置する電極４２，４４は、第１導電型領域３２に電気的及び物理的に接続される第１電極４２と、第２導電型領域３４に電気的及び物理的に接続される第２電極４４とを含む。
【００５４】
このとき、第１電極４２は、後面パッシベーション膜４０の開口部４０２を貫通して第１導電型領域３２に接続され、第２電極４４は、後面パッシベーション膜４０の開口部４０４を貫通して第２導電型領域３４に接続される。このような第１及び第２電極４２，４４には様々な金属物質を含むことができる。そして、第１及び第２電極４２，４４は、互いに電気的に接続されずに第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４にそれぞれ接続され、生成されたキャリアを収集して外部に伝達できる様々な平面形状を有することができる。しかし、本発明が第１及び第２電極４２，４４の平面形状に限定されるものではない。
【００５５】
以下では、図２及び図３の拡大円を参照して第１及び／又は第２電極４２，４４の積層構造を詳細に説明した後、図４を参照して第１及び／又は第２電極４２，４４の平面構造を詳細に説明する。図２及び図３の拡大円及び以下の説明では、第１電極４２を例示として説明したが、第２電極４４も、これと同一又は極めて類似の構造を有することができる。これによって、以下の第１電極４２の積層構造は、第２電極４４にもそのまま適用することができる。
【００５６】
図２の拡大円を参照すると、第１電極４２は、第１導電型領域３２（第２電極４４の場合には第２導電型領域３４）を構成する半導体層（以下、半導体層）３０上に位置する接着層４２２と、接着層４２２上に位置し、金属を主成分（最も多い割合で含まれる物質、一例として、５０重量部以上含まれる物質）として含む電極層４２４と、電極層４２４上に位置し、電極層４２４と異なる金属を主成分として含み、電極層４２４よりも高い溶融点を有するバリア層４２８とを含む。そして、バリア層４２８上にはパッド層（又はリボン接続層４２６）が位置することができる。ここで、電極層４２４は、光電変換によって生成されたキャリアを収集して外部に伝達する電極の基本的な役割を行うので、接着層４２２及びバリア層４２８のそれぞれの厚さよりも厚い厚さを有する。そして、接着層４２２は、第１導電型領域３２と電極層４２４との接着特性を向上させるなどの役割を果たし、パッド層４２６は、リボン１４２に接続される層として用いられる。
【００５７】
接着層４２２は、半導体層３０と電極層４２４との間に位置（一例として、接触）することができる。接着層４２２は、伝導性を有し、半導体層３０との接触特性に優れた金属を含むことができる。これによって、第１電極４２の伝導性を低下させないと共に、半導体層３０と電極層４２４の接着特性を向上させることができる。接着層４２２が半導体層３０との接触特性を向上させることができるように、接着層４２２の熱膨張係数が、半導体層３０の熱膨張係数と、電極層４２４において接着層４２２に隣接する部分の熱膨張係数との間の値を有することができる。
【００５８】
これについてより詳細に説明すると、半導体層と第１電極４２との熱膨張係数の差が大きいと、太陽電池１５０を形成するための様々な熱処理（アニーリング）工程時に、半導体層３０と第１電極４２との間に界面接触特性が低下することがある。これによって、半導体層３０と第１電極４２との間のコンタクト抵抗が高くなることがある。これは、半導体層３０又は第１電極４２の線幅を減少させて半導体層と第１電極４２との接触面積が減少する場合にさらに大きな問題となり得る。これによって、本実施例では、第１電極４２において半導体層３０に接触する接着層４２２の熱膨張係数を限定して、半導体層３０と第１電極４２との熱膨張係数の差を減少させることで、界面接触特性を向上させる。
【００５９】
半導体層がシリコンを含む場合に熱膨張係数が約２．６〜２．９ｐｐｍ／Ｋであり、電極層４２４において接着層４２２に隣接する部分（一例として、本実施例では電極層４２４）を構成することができる銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの熱膨張係数が約１４．２ｐｐｍ／Ｋ以上である。より具体的には、銅の熱膨張係数が約１６．５ｐｐｍ／Ｋで、アルミニウムの熱膨張係数が約２３．０ｐｐｍ／Ｋで、銀の熱膨張係数が約１９．２ｐｐｍ／Ｋで、金の熱膨張係数が約１４．２ｐｐｍ／Ｋである。
【００６０】
これを考慮して、接着層４２２を構成する物質（一例として、金属）の熱膨張係数が約４．５ｐｐｍ／Ｋ〜約１４ｐｐｍ／Ｋ（一例として、４．５ｐｐｍ／Ｋ〜１０ｐｐｍ／Ｋ）であってもよい。熱膨張係数が４．５ｐｐｍ／Ｋ未満であるか、又は１４ｐｐｍ／Ｋを超える場合、半導体層との熱膨張係数の差を減少させて接着特性を向上させる効果が十分でないことがある。このとき、熱膨張係数が４．５ｐｐｍ／Ｋ〜１０ｐｐｍ／Ｋであると、接着層４２２による効果をさらに向上させることができる。
【００６１】
一例として、接着層４２２は、熱膨張係数が約８．４ｐｐｍ／Ｋであるチタン（Ｔｉ）、熱膨張係数が約４．５〜４．６ｐｐｍ／Ｋであるモリブデン（Ｍｏ）、熱膨張係数が約４．９〜８．２ｐｐｍ／Ｋであるクロム（Ｃｒ）、又は熱膨張係数が約４．６ｐｐｍ／Ｋであるタングステン（Ｗ）を主成分として含むことができる。一例として、接着層４２２は、チタン、モリブデン、クロム又はタングステンを９０重量部〜１００重量部含むことができる。例えば、接着層４２２は、チタン、モリブデン、クロム又はタングステンを合金状態ではなく単一金属状態で含むことによって、所望の特性を効果的に実現することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、接着層４２２が、チタン、モリブデン、クロム及びタングステンのうちの少なくとも１つを含む合金で構成されてもよい。
【００６２】
このとき、タングステンは高価であるため、製造コストを大幅に増加させることがあり、クロムは、環境に影響を与える六価クロムなどによって各種規制の対象となり得る。したがって、接着層４２２は、チタン、モリブデン、又はクロムであってもよく、より具体的には、チタン又はモリブデンであってもよい。特に、モリブデンは、チタンよりも低い比抵抗を有するため、第１電極４２と半導体層３０との電気的接続特性を大幅に向上させることができる。
【００６３】
このように、接着層４２２がチタン、モリブデン、クロム、又はタングステンを含む場合、半導体層３０と第１電極４２との熱膨張係数の差を減少させることによって接触特性を向上させることができる。そして、チタン、モリブデン、クロム、又はタングステンのように高い溶融点を有する接着層４２２は、電極層４２４よりも高い溶融点を有するため、常温よりも高い温度で電極層４２４を構成する物質（例えば、アルミニウム、銅など）が半導体層３０又は半導体基板１０側に拡散することを防止するバリアとして機能することができる。これによって、電極層４２４を構成する物質が半導体層３０又は半導体基板１０に拡散して発生し得る問題を防止することができる。特に、チタン、モリブデン、クロム、又はタングステンは耐火金属であって、高い溶融点を有するため、元素の拡散などのために大きなエネルギーが必要である。これによって、温度が高くなっても、元素が拡散することを効果的に防止することができる。ここで、耐火金属とは、鉄の溶融点（約１５３８℃）よりも大きい溶融点を有する物質を意味する。
【００６４】
一例として、チタンの溶融点は約１６７０℃であり、モリブデンの溶融点は約１６７０℃であり、クロムの溶融点は約１８６０℃であり、タングステンの溶融点は約３４２２℃である。一方、電極層４２４を形成する銅の溶融点は１０８４℃であり、アルミニウムの溶融点は約６６０℃であり、銀の溶融点は約９６１℃であり、金の溶融点は約１０６３℃である。このように、電極層４２４は、耐火金属ではない金属を主成分として含み、接着層４２２は、電極層４２４よりも高い溶融点を有する耐火金属を主成分として含む。
【００６５】
一方、光の長波長領域の反射は、 接着層（422）の光の吸収が発生するため、主にパッシベーション膜（40）で行われます。したがって、接着層（422）の厚さが一定のレベルを超えている場合には、 接着層（422）の光の吸収が発生するため、 パッシベーション膜（40）での光の長波長領域での反射率が減少するため、太陽電池の効率も低下することになる。したがって、接着層（422）の厚さを限定して、太陽電池（150）の効率を向上させることができる。
【００６６】
また、接着層（422）は、第1導電型領域（32）と比較して、比較的高い抵抗を有する物質で形成することができる。したがって、接着層（422）の厚さが一定のレベルを超えている場合には、第1導電型領域（32）の電極層（424）に、キャリアが移動するのは難しい。したがって、接着層（422）の厚さを一定水準以下に限定した場合、キャリア（電子またはキャリア）の移動度が向上し、本発明の太陽電池の効率が向上することができる。
【００６７】
そのために、接着層４２２の厚さは、電極層４２４の厚さよりも小さくすることができる。本実施例では、電極層４２４が一つの層で構成された場合を例示したが、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、電極層４２４が複数個の層を備えてもよく、この場合には、接着層４２２の厚さが、電極層４２４を構成する複数の層のそれぞれの厚さよりも小さくてもよい。
【００６８】
具体的には、接着層４２２の厚さは５０ｎｍ以下であってもよい。接着層４２２の厚さが５０ｎｍを超えると、 接着層４２接着層４２２の抵抗が増加し、 電極層（424）に移動する電子の移動度が低下することができる 。接着層４２２の厚さを２０ｎｍ以下にして、接着層４２２の 電子の移動度 をさらに向上させることができる。ここで、接着層４２２の厚さが１ｎｍ〜５０ｎｍ（一例として、１ｎｍ〜２０ｎｍ）であってもよい。接着層４２２の厚さが１ｎｍ未満である場合は、接着層４２２が半導体層３０上で均一に形成されにくく、接着層４２２による接着特性向上の効果が十分ではないことがある。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、接着層４２２の厚さなどは物質、工程条件などを考慮して変化可能である。
【００６９】
接着層４２２上に電極層４２４が位置することができる。電極層４２４は接着層４２２上に接触することで、第１電極４２の構造を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【００７０】
接着層４２２上に位置する電極層４２４は、単一層で構成されてもよく、様々な特性などを向上させることができるように複数の層を含むこともできる。本実施例において、電極層４２４は、接着層４２２とバリア層４２８との間でこれらに接触して形成される単一層で構成されてもよい。電極層４２４は、第１電極４２の抵抗を低下させ、電気伝導度を向上させる役割を果たすことで、実質的に電流を伝達する伝導層の役割を果たす。そして、パッド層４２６を構成する物質が半導体層３０又は半導体基板１０に向かうことを防止するバリアの役割と共に、反射物質によって反射がなされるようにする役割を果たす。すなわち、電極層４２４は、伝導層としての役割、バリア層としての役割を共に行うことができる。このような電極層４２４は、伝導性に優れた金属で構成することができ、一例として、銅、アルミニウム、銀、金、またはこれらの合金を主成分として含むことができる。一例として、電極層４２４は、銅、アルミニウム、銀、金、またはこれらの合金を９０重量部〜１００重量部含むことができる。特に、電極層４２４がアルミニウムを主成分として含むことができ、この場合には、低コストで製造可能であり、優れた電気伝導特性を有することができる。
【００７１】
電極層４２４は、接着層４２２及びバリア層４２８よりも大きい厚さを有し、５０ｎｍ〜４００ｎｍの厚さを有することができる。一例として、電極層４２４の厚さが１００ｎｍ〜４００ｎｍ（より具体的には１００ｎｍ〜３００ｎｍ）であってもよい。電極層４２４の厚さが５０ｎｍ未満であると、バリア層及び伝導電極層の役割を行うことが難しい。電極層４２４の厚さが４００ｎｍを超えると、伝導特性などが大きく向上しないにもかかわらず製造コストは増加し得る。電極層４２４の厚さが１００ｎｍ以上であると、抵抗をさらに低下させることができる。電極層４２４の厚さが３００ｎｍ以下であると、抵抗を低下させる効果が大きく増加せず、熱的ストレスの増加による剥離現象を効果的に防止することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、電極層４２４の厚さは変わり得る。
【００７２】
電極層４２４上で電極層４２４とパッド層４２６との間に位置するバリア層４２８は、電極層４２４とパッド層４２６が反応することを防止したり、電極層４２４の物質がパッド層４２６に拡散することを防止することができる。このとき、バリア層４２８は、電極層４２４及びパッド層４２６にそれぞれ両面が接触することで、第１電極４２の構造を単純化することができる。
【００７３】
電極層４２４とパッド層４２６との反応又は電極層４２４の物質の拡散は、高い温度（一例として、電極４２，４４のアニーリング時）で発生し得るため、バリア層４２８は、電極層４２４よりも高い溶融点を有する金属を主成分として含むことができる。
【００７４】
すなわち、バリア層４２８は、電極層４２４と異なる金属であり、且つ溶融点の高い金属を主成分として含む。一例として、バリア層４２８は耐火金属を主成分として含むことができる。すると、耐火金属は高い溶融点を有するため、耐火金属を構成する物質の拡散にも相対的に大きなエネルギーが必要であるため、常温よりも高い熱処理温度でアニーリングを行う場合にも、拡散などが発生しにくい。これによって、電極層４２４とパッド層４２６の物質が拡散することも防止し、これらが化学的に反応するなどの問題を防止することができる。耐火金属ではない場合には、バリア層４２８の役割を十分に行うことができない。ここで、耐火金属とは、鉄の溶融点（約１５３８℃）よりも大きい溶融点を有する物質を意味する。
【００７５】
そして、バリア層４２８の熱膨張係数が、電極層４２４の熱膨張係数よりも小さく、パッド層４２６の熱膨張係数よりも小さくてもよい。第１電極４２が高い熱膨張係数を有する物質を厚い厚さで含む場合には、熱的ストレスにさらに弱くなる。これを考慮して、本実施例では、相対的に高い熱膨張係数を有する電極層４２４とパッド層４２６との間に低い熱膨張係数を有するバリア層４２８を位置させ、一種の熱的バッファ層として機能するようにすることができる。これによって、第１電極４２が熱的ストレスに良く耐える特性を有することができる。
【００７６】
例えば、バリア層４２８を構成する物質（一例として、金属）の熱膨張係数が約４．５ｐｐｍ／Ｋ〜約１４ｐｐｍ／Ｋ（一例として、４．５ｐｐｍ／Ｋ〜１０ｐｐｍ／Ｋ）であってもよい。熱膨張係数が４．５ｐｐｍ／Ｋ未満であるか、又は１４ｐｐｍ／Ｋを超えると、熱的バッファ層としての効果が十分でないことがある。このとき、熱膨張係数が４．５ｐｐｍ／Ｋ〜１０ｐｐｍ／Ｋであると、熱的バッファ層としての効果をさらに向上させることができる。
【００７７】
一例として、バリア層４２８は、上述した条件を全て満足できるチタン、モリブデン、クロム又はタングステンを主成分として含むことができる。一例として、バリア層４２８は、チタン、モリブデン、クロム又はタングステンを９０重量部〜１００重量部含むことができる。例えば、バリア層４２８は、チタン、モリブデン、クロム又はタングステンを合金状態ではなく単一金属状態で含むことによって、所望の特性を効果的に実現することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、バリア層４２８が、チタン、モリブデン、クロム及びタングステンのうちの少なくとも１つを含む合金で構成されてもよい。
【００７８】
このとき、タングステンは高価であるため、製造コストを大幅に増加させることがあり、クロムは、環境に影響を与える六価クロムなどによって各種規制の対象となり得る。したがって、バリア層４２８は、チタン、モリブデン、又はクロムであってもよく、より具体的には、チタン又はモリブデンであってもよい。特に、モリブデンは、チタンよりも低い比抵抗を有するため、第１電極４２の抵抗を大きく低下させることができる。
【００７９】
チタン、モリブデン、クロム又はタングステンの具体的な熱膨張係数は、既に説明したので、詳細な説明を省略する。一方、パッド層４２６に含まれるニッケル−バナジウム合金の熱膨張係数は約１３ｐｐｍ／Ｋであり、錫の熱膨張係数は１７〜３６ｐｐｍ／Ｋで、バリア層４２８よりも大きい熱膨張係数を有することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、パッド層４２６の熱膨張係数がバリア層４２８と同一又は小さくてもよい。
【００８０】
本実施例において、バリア層４２８の厚さは、接着層４２２の厚さよりも大きく、電極層４２４の厚さよりも小さくすることができる。バリア層４２８は、電極層４２４よりも、半導体基板１０から遠く位置するため、光の透過が要求されない。したがって、バリア層４２８は、高い光透過度が要求されないため、接着層４２２の厚さよりも大きい厚さを有し、接着層４２２よりも低い光透過度を有することができる。そして、接着層４２２よりも大きい厚さを有することによって、バリア層４２８によるバリア効果を向上させることができる。そして、電極層４２４が実質的に第１電極４２として機能する層であるため、バリア層４２８の厚さをこれより小さくすることで、不必要に第１電極４２の厚さが増加することを防止することができる。
【００８１】
例えば、接着層４２２の厚さ：バリア層４２８の厚さの比率が１：２〜１：３０であってもよい。前記比率が１：２未満であると、バリア層４２８の厚さが十分でないため、バリア層４２８による効果が十分ではないか、又は接着層４２２の厚さが大きいため、 長波長領域台反射が減少することができる。前記比率が１：３０を超えると、バリア層４２８の厚さが大きいため、製造コスト及び時間が増加し、接着層４２２の厚さが小さいため、接着層４２２による効果が十分ではない。一例として、前記比率が１：４〜１：２５であってもよい。
【００８２】
または、バリア層４２８の厚さが８０ｎｍ以下であってもよい。前記厚さが８０ｎｍを超えると、バリア層４２８の厚さが大きいため、製造コスト及び時間が増加し得る。一例として、バリア層４２８の厚さが２ｎｍ〜８０ｎｍであってもよい。バリア層４２８の厚さが２ｎｍ未満であると、バリア層４２８の厚さが十分でないため、バリア層４２８による効果が十分ではない。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。バリア層４２８が低い比抵抗を有する物質を含む場合には、バリア層４２８の厚さを増加させて、第１電極４２が低い抵抗を有するようにすることができる。その他の様々な変形が可能である。
【００８３】
そして、バリア層４２８の比抵抗は電極層４２４よりも大きくてもよい。例えば、バリア層４２８を構成するチタンの比抵抗が約４２ｍΩ・ｃｍであり、モリブデンの比抵抗が約５．３４ｍΩ・ｃｍであり、クロムの比抵抗が約１３ｍΩ・ｃｍであり、タングステンの比抵抗が約５．６０ｍΩ・ｃｍであってもよい。そして、電極層４２４を構成する銅の比抵抗が約１．６８ｍΩ・ｃｍであり、アルミニウムの比抵抗が約２．６５ｍΩ・ｃｍであり、銀の比抵抗が約１．５９ｍΩ・ｃｍであり、金の比抵抗が約２．４４ｍΩ・ｃｍであってもよい。
【００８４】
一例として、バリア層４２８の比抵抗はパッド層４２６よりも小さくてもよい。パッド層４２６を構成するニッケル−バナジウム合金の比抵抗が約６３ｍΩ・ｃｍの水準であり、錫の比抵抗が約１１ｍΩ・ｃｍの水準であってもよい。すなわち、パッド層４２６がニッケル−バナジウム合金を含むと、バリア層４２８がチタン、モリブデン、クロム及びタングステンのいずれを含む場合でも、パッド層４２６よりも低い比抵抗を有する。そして、パッド層４２６が錫を含むと、バリア層４２８がモリブデン又はタングステンを含むとき、低い比抵抗を有する。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、バリア層４２８がパッド層４２６と同一又はこれより大きい比抵抗を有することができる。
【００８５】
しかし、本発明が、接着層４２２の厚さ、バリア層４２８の厚さ、バリア層４２８の光透過度、バリア層４２８の比抵抗などに限定されるものではない。
【００８６】
このように、本実施例において、電極層４２４の両面に位置する接着層４２２及びバリア層４２８は、チタン、モリブデン、クロム、又はタングステンから選択される耐火金属を主成分として含むことができる。すなわち、電極層４２４の両面に高い溶融点を有する耐火金属を位置させることで、高い温度でのアニーリングなどによって電極層４２４の構成物質（特に、主成分として含まれた物質）が半導体基板１０又は半導体層３０、そして、パッド層４２６に拡散することを効果的に防止することができる。
【００８７】
一例として、電極層４２４の両面に位置した接着層４２２及びバリア層４２８の主成分物質が互いに同一であってもよい。すると、製造工程で使用される金属の種類を限定して、製造工程を単純化し、製造コストを低減することができる。そして、同一又はほぼ同様に低い熱膨張係数を有することで、熱的ストレスに効果的に耐えることができる。
【００８８】
または、バリア層４２８が、接着層４２２と同一又はこれより小さい比抵抗を有することができる。バリア層４２８と接着層４２２の主成分物質を互いに同一にして、比抵抗を同一にすることができ、バリア層４２８の主成分物質を、接着層４２２よりも小さい比抵抗を有する物質として、バリア層４２８の比抵抗を接着層４２２よりも小さくすることができる。すると、接着層４２２よりも厚く形成されるバリア層４２８の比抵抗を、接着層４２２の比抵抗と同一又はこれより小さくして、第１電極４２の抵抗をさらに低下させることができる。例えば、接着層４２２及びバリア層４２８がそれぞれチタン又はモリブデンを主成分として含むか、または接着層４２２がチタンを主成分として含み、バリア層４２８がチタンよりも低い抵抗を有するモリブデンを主成分として含むことができる。
【００８９】
バリア層４２８上にパッド層４２６が位置することができる。一例として、パッド層４２６が、バリア層４２８上でバリア層４２８に接触することができる。パッド層４２６は、リボン１４２と接続される部分であって、リボン１４２との接続特性に優れた物質を含むことができる。パッド層４２６とリボン１４２が接続される構造の様々な例を、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例に係る太陽電池１５０の第１電極４２とリボン１４２の付着構造の様々な例を拡大して示した図である。明確且つ簡略な説明のために、図５での第１電極４２の形状は、図２の拡大円に示した形状を基準として示した。
【００９０】
一例として、図５の（ａ）に示したように、パッド層４２６上に、一例として、鉛（Ｐｂ）と錫を共に含むリボン１４２を位置させた後、熱を加え、リボン１４２をパッド層４２６上に直接付着することができる。又は、図５の（ｂ）に示したように、パッド層４２６とリボン１４２との間にペースト（例えば、錫とビスマスなどを含むソルダーペースト）を位置させた状態で熱を加え、ペースト層１４６を媒介としてパッド層４２６とリボン１４２を付着することもできる。又は、図５の（ｃ）に示したように、パッド層４２６とリボン１４２との間に伝導性フィルム１４８などを位置させた状態で加圧し、伝導性フィルム１４８を媒介としてパッド層４２６とリボン１４２を付着することもできる。伝導性フィルム１４８は、導電性に優れた金、銀、ニッケル、銅などで形成された導電性粒子がエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などで形成されたフィルム内に分散されたものであってもよい。このような伝導性フィルムに熱を加えながら圧着すると、導電性粒子がフィルムの外部に露出し、露出された導電性粒子によって太陽電池１５０とリボン１４２が電気的に接続され得る。このように伝導性フィルム（図示せず）によって複数の太陽電池１５０を接続してモジュール化する場合は、工程温度を低下させることができるので、太陽電池１５０の反りを防止することができる。その他にも様々な方法によりパッド層４２６とリボン１４２を付着及び接続することができる。
【００９１】
パッド層４２６は、錫（Ｓｎ）又はニッケル−バナジウム合金（ＮｉＶ）を含むことができる。錫は、リボン１４２又はこれとの接続のためのペーストなどとの接合特性に優れるという利点がある。そして、ニッケル−バナジウム合金は、リボン１４２又はこれとの接続のためのペーストとの接合特性に優れる。より具体的に、錫とビスマスを含むペーストの場合に、ペーストの錫とニッケル−バナジウム合金のニッケルの接合特性が非常に優れる。そして、ニッケル−バナジウム合金は、融点が約１０００℃以上で非常に高い水準であるため、電極層４２４を構成する物質よりも高い融点を有する。これによって、リボン１４２との接合工程又は太陽電池１５０の製造工程中に変形せず、電極層４２４を保護するキャッピング膜の役割を十分に行うことができる。
【００９２】
パッド層４２６は、ナノ水準の厚さ、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍの厚さを有することができる。パッド層４２６の厚さが５０ｎｍ未満であると、リボン１４２との接合特性が低下することがあり、３００ｎｍを超えると、製造コストが増加することがある。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、パッド層４２６の厚さなどは多様に変化可能である。
【００９３】
本実施例では、接着層４２２、電極層４２４、バリア層４２８及びパッド層４２６を含む第１電極４２をスパッタリングなどにより形成することができる。すなわち、半導体基板１０の後面上に形成されたパッシベーション膜４０の開口部４０２（第２電極４４の場合には開口部４０４）を充填するように、接着層４２２、電極層４２４、バリア層４２８及びパッド層４２６のそれぞれを構成する金属層を全体的に形成した後に、金属層をパターニングすることによって、第１電極４２（及び／又は第２電極４４）の接着層４２２、電極層４２４、バリア層４２８及びパッド層４２６を形成することができる。パターニング方法としては様々な方法を適用することができ、一例として、レジストとエッチング溶液を用いた方法により行うことができる。このとき、第１電極４２と第２電極４４は、同一の金属層を同時にパターニングすることによって形成することができる。
【００９４】
このように、スパッタリングによると、当該物質が太陽電池１５０の厚さ方向に積層されるので、接着層４２２が全体部分において均一な厚さを有し、電極層４２４が全体部分において均一な厚さを有し、バリア層４２８が全体部分において均一な厚さを有し、パッド層４２６が全体部分において均一な厚さを有するように積層される。ここで、均一な厚さとは、工程誤差などを考慮するとき、均一であると判断できる厚さ（例えば、１０％以内の差を有する厚さ）を意味し得る。
【００９５】
図２を再び参照すると、第１電極４２は、開口部４０２の幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ２を有するように形成することができる。これは、第１電極４２の幅Ｗ２（第１電極４２を構成する部分の幅において最も広い幅）を十分に確保して、第１電極４２の抵抗を低減するためである。例えば、開口部４０２の幅Ｗ１が１０μｍ〜５０μｍであってもよく、第１電極４２の幅Ｗ２が２００μｍ〜２５０μｍであってもよい。開口部４０２の幅Ｗ１が１０μｍ未満であると、第１電極４２と第１導電型領域３２が円滑に接続されないおそれがある。開口部４０２の幅Ｗ１が５０μｍを超えると、開口部４０２の形成時に第１導電型領域３２が損傷する可能性が高くなる。第１電極４２の幅Ｗ２が２００μｍ未満であると、第１電極４２が十分な抵抗を有することができない。第１電極４２の幅Ｗ２が２５０μｍを超えると、隣接する第２電極４４と不必要に短絡するなどの問題が発生し得る。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、開口部４０２の幅Ｗ１、第１電極４２の幅Ｗ２が様々な値を有することができる。
【００９６】
これによって、第１電極４２（特に、接着層４２２）は、開口部４０２の底面（即ち、半導体層又は導電型領域３２，３４との接触面）、開口部４０２に隣接するパッシベーション膜４０の側面、及び開口部４０２に隣接するパッシベーション膜４０上にわたって形成され得る。特に、接着層４２２は、開口部４０２の底面（即ち、半導体層との接触面）、開口部４０２に隣接するパッシベーション膜４０の側面、及び開口部４０２に隣接するパッシベーション膜４０上でこれらと接触して位置することができる。このように、第１電極４２が、開口部４０２に隣接するパッシベーション膜４０の側面及び開口部４０２に隣接するパッシベーション膜４０上に形成されることから、電極４２，４４を形成するための金属層をパッシベーション膜４０上に全体的に形成した後、これをパターニングして電極４２，４４を形成したことがわかる。
【００９７】
また、一例として、第１電極４２の側面（特に、パッシベーション膜４０上に位置した部分の側面）の少なくとも一部に凹部（又はアンダーカット）Ｒが位置し得る。凹部Ｒは、様々な理由によって形成することができる。一例として、図２に示した形状の凹部Ｒは、スプレー工程などによって第１及び第２電極４２，４４をパターニングすると、スプレーが行われる部分の近くに位置する部分（接着層４２２側に位置した部分）がさらに多くエッチングされ、スプレーが行われる部分から遠く離れて位置した部分（パッド層４２８接着層４２２側に位置した部分）はあまりエッチングされないためである。
【００９８】
より正確には、本実施例において、第１電極４２の電極層４２４の側面に凹部Ｒが位置し得る。これは、耐酸性に優れた接着層４２２、バリア層４２８及びパッド層４２６には凹部Ｒが発生しないか、又は小さい幅の凹部Ｒが発生する一方、相対的に耐酸性が低い電極層４２４は、エッチング溶液によって容易に凹部Ｒが発生し得るためである。これによって、電極層４２４の少なくとも一部は、第１電極４２の幅（例えば、接着層４２２又はパッド層４２６の幅）Ｗ２よりも小さい幅Ｗ２１（第１電極４２の幅において最も狭い部分の幅）を有することができる。同図では、一例として、電極層４２４の厚さが、バリア層４２８と隣接する部分ではバリア層４２８と同じ幅を有し、接着層４２２に向かって漸減する場合を例示した。
【００９９】
しかし、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、図３に示したように、電極層４２４に形成された凹部Ｒが、接着層４２２及びバリア層４２８に向かって幅が漸増し、接着層４２２とバリア層４２８から遠ざかるほど幅が漸減することができる。これによって、凹部Ｒが、接着層４２２からバリア層４２８に向かって、その幅が一旦漸次小さくなった後、大きくなる形状を有することができる。そして、凹部Ｒが、電極層４２４の側面がラウンド状の曲面を有するように形成され得る。このような形状の凹部Ｒは、一例として、ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）などを用いた湿式エッチング時に現れることができる。このとき、エッチングがよく起こらない接着層４２２、バリア層４２８及びパッド層４２６に隣接する電極層４２４の部分ではエッチングがあまり行われず、これらと隣接しない電極層４２４の内部部分ではエッチングが容易に行われるためである。その他にも、凹部Ｒによる電極層４２４の形状は多様に変形可能である。
【０１００】
再び図２を参照すると、一例として、凹部Ｒの幅Ｗ２２（又は第１電極４２の一側で接着層４２２又はパッド層４２６の幅Ｗ２と、電極層４２４において最も小さい幅Ｗ２１との差）は１μｍ〜１０μｍであってもよい。これは、湿式エッチング時に発生し得る程度に限定されたものである。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、凹部Ｒの幅Ｗ２２が様々な値を有することができる。
【０１０１】
このような凹部Ｒの存在から、電極４２，４４を形成するための金属層をパッシベーション膜４０上に全体的に形成した後、これをエッチングによって共にパターニングして電極４２，４４を形成したことがわかる。
【０１０２】
このように、本実施例では、第１電極４２が、めっき工程を使用せずに形成され得る。第１電極４２の一部がめっきによって形成されると、パッシベーション膜４０にピンホール、スクラッチなどの欠陥がある場合にその部分もめっきされてしまい、望まない部分がめっきされることがある。そして、めっき工程で使用するめっき溶液が酸又はアルカリであるため、パッシベーション膜４０に損傷を与えたり、パッシベーション膜４０の特性を低下させることがある。本実施例では、めっき工程を使用しないことによって、パッシベーション膜４０の特性を向上させることができ、簡単な工程により第１電極４２を形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、接着層４２２、電極層４２４及びパッド層４２６が様々な方法により形成され、様々な方法によりパターニングされてもよい。
【０１０３】
また、電極層４２４とパッド層４２６との間にバリア層４２８が備えられることによって、電極層４２４とパッド層４２６との間で発生する反応による問題を防止することができる。
【０１０４】
以下では、図４を参照して、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４、バリア領域３６、そして、第１及び第２電極４２，４４の平面形状を詳細に説明する。
【０１０５】
図２及び図４を参照すると、本実施例では、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４は、それぞれ、ストライプ状をなすように長く形成されると共に、長手方向と交差する方向において互いに交互に位置している。第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間に、これらを離隔させるバリア領域３６が位置し得る。図示していないが、互いに離隔した複数の第１導電型領域３２が一側縁部で互いに接続され、互いに離隔した複数の第２導電型領域３４が他側縁部で互いに接続されてもよい。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１０６】
このとき、第１導電型領域３２の面積を第２導電型領域３４の面積よりも大きくすることができる。一例として、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の面積は、これらの幅を異ならせることによって調節することができる。すなわち、第１導電型領域３２の幅Ｗ３を第２導電型領域３４の幅Ｗ４よりも大きくすることができる。
【０１０７】
そして、第１電極４２が、第１導電型領域３２に対応してストライプ状に形成され、第２電極４４が、第２導電型領域３４に対応してストライプ状に形成されてもよい。開口部（図１の参照符号４０２，４０４、以下同様）のそれぞれが、第１及び第２電極４２，４４に対応して第１及び第２電極４２，４４の全長に形成されてもよい。これによれば、第１及び第２電極４２，４４と第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の接触面積を最大化して、キャリア収集効率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。開口部４０２，４０４が、第１及び第２電極４２，４４の一部のみを第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４にそれぞれ接続するように形成されてもよいことは勿論である。例えば、開口部４０２，４０４が複数個のコンタクトホールとして構成されてもよい。そして、図示していないが、第１電極４２が一側縁部で互いに接続されて形成され、第２電極４４が他側縁部で互いに接続されて形成されてもよい。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１０８】
また、本発明が、上述した第１及び第２導電型領域３２，３４の形状、そして、第１及び第２開口部４０２，４０４の配置又は形状に限定されるものではない。例えば、第２導電型領域３４が、互いに離隔する複数のアイランド構造を備え、第２導電型領域３４を除いた残りの部分が一体に接続されて第１導電型領域３２を構成することができる。第１及び第２開口部４０２，４０４は、それぞれ、第１及び第２導電型領域３２，３４に接続され得る形状及び配置を有することができる。その他にも様々な変形が可能である。
【０１０９】
再び図２を参照すると、半導体基板１０の前面上（より正確には、半導体基板１０の前面に形成された前面電界領域１３０上）に前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６が位置し得る。実施例によって、半導体基板１０上に前面パッシベーション膜２４のみが形成されてもよく、半導体基板１０上に反射防止膜２６のみが形成されてもよく、又は半導体基板１０上に前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６が順次位置してもよい。同図では、半導体基板１０上に前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６が順次形成され、半導体基板１０が前面パッシベーション膜２４と接触して形成される場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、半導体基板１０が反射防止膜２６に接触して形成されることも可能であり、その他の様々な変形が可能である。
【０１１０】
前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６は、実質的に半導体基板１０の前面に全体的に形成することができる。ここで、全体的に形成するということは、物理的に完璧に全てに形成された場合のみならず、不可避に一部の除外された部分がある場合を含む。
【０１１１】
前面パッシベーション膜２４は、半導体基板１０の前面に接触して形成され、半導体基板１０の前面又はバルク内に存在する欠陥を不動化させる。これによって、少数キャリアの再結合サイトを除去して、太陽電池１５０の開放電圧を増加させることができる。反射防止膜２６は、半導体基板１０の前面に入射する光の反射率を減少させる。これによって、ベース領域１１０と第１導電型領域３２との界面に形成されたｐｎ接合まで到達する光量を増加させることができる。これによって、太陽電池１５０の短絡電流（Ｉｓｃ）を増加させることができる。このように、前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６によって太陽電池１５０の開放電圧及び短絡電流を増加させ、太陽電池１５０の効率を向上させることができる。
【０１１２】
前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６は様々な物質で形成することができる。一例として、前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６は、シリコン窒化膜、水素含有シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、アルミニウム酸化膜、シリコン炭化膜、ＭｇＦ2、ＺｎＳ、ＴｉＯ2及びＣｅＯ2からなる群から選択されたいずれか１つの単一膜又は２つ以上の膜が組み合わされた多層膜構造を有することができる。一例として、前面パッシベーション膜２４は、半導体基板１０上に形成され、シリコン酸化膜であってもよく、反射防止膜２６は、シリコン窒化膜及びシリコン炭化膜が順次積層された構造を有することができる。
【０１１３】
本実施例に係る太陽電池１５０に光が入射すると、ベース領域１１０と第１導電型領域３２との間に形成されたｐｎ接合での光電変換によって電子と正孔が生成され、生成された正孔及び電子は、トンネル層２０をトンネリングして、それぞれ第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４に移動した後、第１及び第２電極４２，４４に移動する。これによって、電気エネルギーを生成するようになる。
【０１１４】
本実施例のように、半導体基板１０の後面に電極４２，４４が形成され、半導体基板１０の前面には電極が形成されない後面電極構造の太陽電池１５０においては、半導体基板１０の前面でシェーディング損失（ｓｈａｄｉｎｇ  ｌｏｓｓ）を最小化することができる。これによって、太陽電池１５０の効率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１１５】
そして、第１及び第２導電型領域３２，３４が、トンネル層２０を挟んで半導体基板１０上に形成されるので、半導体基板１０と異なる別個の層として構成される。これによって、半導体基板１０にドーパントをドープして形成されたドーピング領域を導電型領域として使用する場合よりも、再結合による損失を最小化することができる。
【０１１６】
また、本実施例では、電極層４２４とパッド層４２６との間にバリア層４２８が備えられるので、電極層４２４とパッド層４２６との間で発生する反応による問題を防止することができる。これについて、図６乃至図８を参照して詳細に説明する。
【０１１７】
図６は、本発明の実施例に係る太陽電池１５０の第１電極４２の断面を撮影した写真であり、図７は、比較例による太陽電池の電極の断面を撮影した写真である。そして、図８は、アニーリング前及びアニーリング後に本発明の実施例及び比較例による太陽電池の電極の抵抗を測定し、これを示したグラフである。
【０１１８】
例えば、電極層４２４がアルミニウムを含み、パッド層４２６がニッケル−バナジウム合金を含む場合に、本実施例のように、電極層４２４とパッド層４２６との間にバリア層４２８が位置すると、図６に示したように、電極層４２４とパッド層４２６との間に別途の生成物（例えば、金属間化合物）が形成されないことがわかる。一方、バリア層４２８を備えない比較例では、図７に示したように、電極層４２４のアルミニウムとパッド層４２６のニッケルとが反応し、電極層４２４とパッド層４２６との間に金属間化合物（ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）（ＩＭＣ）が厚く形成されたことがわかる。このように金属間化合物が形成されると、第１及び第２電極４２，４４の抵抗を大きく上昇させ、第１及び第２電極４２，４４の電気的特性を低下させることがある。電極層４２４がアルミニウムを含み、パッド層４２６がニッケルを含む場合を例示として説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１１９】
そして、図８に示したように、実施例に係る太陽電池の電極は、アニーリング前及びアニーリング後に類似の水準の抵抗を有する一方、比較例による太陽電池の電極は、アニーリング前に比べてアニーリング後に抵抗が大きく増加したことがわかる。比較例による太陽電池においてアニーリング前及びアニーリング後の抵抗の差は、アニーリング処理時に電極層の物質とパッド層の物質とが反応して金属間化合物を形成したためであると予測される。
【０１２０】
そして、本実施例では、パッド層４２６とリボン１４２が優れた付着特性を有する一方、比較例では、パッド層４２６とリボン１４２の付着特性が優れていない。すなわち、本実施例では、バリア層４２８が、電極層４２４を構成する物質がパッド層４２６の内部又は表面まで拡散することを防止するので、パッド層４２６が、リボン１４２に接着され得る固有の優れた特性を有することができる。一方、比較例では、電極層４２４の物質がパッド層４２６の内部又は表面まで拡散してパッド層４２６の特性を低下させることがある。例えば、リボン１４２の接着時に使用されるソルダリング物質（例えば、ソルダペースト）は主に疎水性を有し、比較例のように、電極層４２４のアルミニウムなどがパッド層４２６まで拡散する場合、親水性のアルミニウム酸化物を形成して、パッド層４２６でリボン１４２のソルダリング物質の濡れ性を低下させることがある。これによって、パッド層４２６とリボン１４２の付着特性が大幅に低下することがある。
【０１２１】
このように、本実施例では、バリア層４２８によって、電極層４２４とパッド層４２６との間で発生する反応による問題を防止して、第１及び第２電極４２，４４が低い抵抗特性を有し、リボン１４２との優れた付着特性を有することができる。これによって、太陽電池１５０の効率を向上させ、太陽電池パネル１００の出力を増加させることができる。また、接着層４２２によって第１及び第２電極４２，４４の様々な特性をさらに向上させることができる。
【０１２２】
以下、本発明の他の実施例に係る太陽電池を詳細に説明する。上述した説明と同一又は極めて類似の部分に対しては詳細な説明を省略し、異なる部分に対してのみ詳細に説明する。
【０１２３】
図９は、本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の断面図である。
【０１２４】
図９を参照すると、本実施例に係る太陽電池１５０は、トンネル層（図２の参照符号２０、以下同様）を備えず、第１及び第２導電型領域３２，３４を、半導体基板１０の内部に形成されるドーピング領域として構成する。すなわち、第１及び第２導電型領域３２，３４のそれぞれが、半導体基板１０に第１又は第２導電型ドーパントを相対的に高いドーピング濃度でドープして形成されたドーピング領域として構成される。これによって、第１及び第２導電型領域３２，３４が第１又は第２導電型を有する結晶質（単結晶又は多結晶）半導体を含み、半導体基板１０を構成するようになる。一例として、第１及び第２導電型領域３２，３４のそれぞれは、第１又は第２導電型を有する単結晶半導体基板（一例として、単結晶シリコンウエハ基板）の一部分として構成されてもよい。
【０１２５】
このような実施例では、第１電極４２の接着層（図２の参照符号４２２参照）が半導体基板１０（又は半導体基板１０の一部を構成する第１導電型領域３２）に接触して形成され、第２電極４４の接着層４２２が半導体基板１０（又は半導体基板１０の一部を構成する第２導電型領域３４）に接触して形成される。上述した説明において、第１及び第２電極４２，４４の接着層４２２が、半導体層３０の代わりに半導体基板１０に接触することのみが異なるので、これについての詳細な説明は省略する。
【０１２６】
上述したような特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例で例示した特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野における通常の知識を有する者によって、他の実施例に対しても組み合わせ又は変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせ及び変形に係わる内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
0006396374.tif 000002
【図２】
0006396374.tif 000003
【図３】
0006396374.tif 000004
【図４】
0006396374.tif 000005
【図５】
0006396374.tif 000006
【図６】
0006396374.tif 000007
【図７】
0006396374.tif 000008
【図８】
0006396374.tif 000009
【図９】
0006396374.tif 000010