(57)【要約】  異種接合シリコン太陽電池及びその製造方法を開示する。本発明は、異種接合シリコン太陽電池において、結晶質シリコン基板と不純物でドーピングされたパッシベーション層がｐｎ接合を成すことによって電子と正孔との再結合が最少化されて、その効率が極大化されることを特徴とする。本発明は、異種接合（ｈｅｔｅｒｏ-ｊｕｎｃｔｉｏｎ）シリコン太陽電池において、結晶質シリコン基板、及び前記結晶質シリコン基板層の上部に形成され、不純物でドーピングされたパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層を包含する異種接合シリコン太陽電池を提供する。【選択図】図２
2010537423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種接合（ｈｅｔｅｒｏ-ｊｕｎｃｔｉｏｎ）シリコン太陽電池において、
結晶質シリコン基板と、
前記結晶質シリコン基板の上部に形成され、不純物でドーピングされたパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層とを包含する異種接合シリコン太陽電池。
【請求項２】
前記結晶質シリコン基板はｐ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｎ型不純物であることを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項３】
前記結晶質シリコン基板はｎ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｐ型不純物であることを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項４】
前記パッシベーション層は、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）非晶質シリコンの中いずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項５】
前記結晶質シリコン基板の下面にはテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）構造が形成されることを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項６】
前記結晶質シリコン基板の下部に形成される電界形成層と、
前記電界形成層の下部に形成される下部電極をさらに包含することを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項７】
前記パッシベーション層の上部に形成される反射防止膜をさらに包含することを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項８】
前記パッシベーション層の上部にドーピング領域が形成され、前記結晶質シリコン基板の上部にドーピングされない領域が形成されることを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項９】
前記パッシベーション層の上部のドーピング濃度が前記結晶質シリコン基板の上部のドーピング濃度よりさらに高いことを特徴とする請求項１に記載の異種接合シリコン太陽電池。
【請求項１０】
異種接合シリコン太陽電池の製造方法において、
（ａ）結晶質シリコン基板の上部にパッシベーション層を形成する段階と、
（ｂ）前記結晶質シリコン基板と前記パッシベーション層との間の接合を形成するために、前記パッシベーション層を不純物でドーピングする段階とを包含する異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記結晶質シリコン基板はｐ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｎ型不純物であることを特徴とする請求項１０に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記結晶質シリコン基板はｎ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｐ型不純物であることを特徴とする請求項１０に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記（ｂ）段階は、前記パッシベーション層が形成された前記結晶質シリコン基板を炉（ｆｕｒｎａｃｅ）内に導入し、前記不純物を前記炉の内部に流す拡散法によって行われることを特徴とする請求項１０に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記（ａ）段階において、前記パッシベーション層は、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）非晶質シリコンの中いずれか１つであることを特徴とする請求項１０に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記（ａ）段階以前に、
前記結晶質シリコン基板の下面にテクスチャリング構造を形成する段階をさらに包含することを特徴とする請求項１０に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記（ｂ）段階以後に、
（ｃ）前記パッシベーション層の上部に反射防止膜を形成する段階をさらに包含することを特徴とする請求項１０に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記（ｃ）段階以後に、
前記反射防止膜の上部に上部電極を形成し、前記結晶質シリコン基板の下部に下部電極を形成する段階と、
熱処理して前記下部電極の中、前記結晶質シリコン基板の下面と接触する部分に電界形成層を形成する段階とをさらに包含することを特徴とする請求項１６に記載の異種接合シリコン太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種接合シリコン太陽電池及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、異種接合シリコン太陽電池において結晶質シリコン基板と不純物でドーピングされたパッシベーション層を用いてｐｎ接合を成すことによって、電子と正孔との再結合を最小化させて効率を極大化する異種接合シリコン太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、油価の上昇、地球環境の問題、化石エネルギーの枯渇、原子力発電における廃棄物処理及び新規発電所の建設に伴う位置選定などの問題などによって、新・再生エネルギーに対する関心が高まり、中でも無公害エネルギー源である太陽電池に対する研究開発が活発に進行されている。
【０００３】
太陽電池とは、光起電力效果（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔ）を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換させる装置であって、その構成物質にしたがってシリコン太陽電池、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池及び有機高分子太陽電池などに分けられる。このような太陽電池は、独立的には電子時計、ラジオ、無人灯台、人工衛星、ロケットなどの主電力源として用いられ、常用交流電源系と連携されて補助電力源でも利用され、最近代替エネルギーに対する必要性が増大するとともに、太陽電池に対する関心が高まっている。
【０００４】
このような太陽電池においては、入射される太陽光を電気エネルギーに変換させる比率に係る変換効率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を高めることが非常に重要である。前記の変換効率を高めるために、種々の研究が行われていて、高い光吸収係数を有する薄膜を太陽電池に包含させることによって、変換効率を高めようとする技術開発が活発に進行されている。
【０００５】
一方、太陽光を利用した太陽電池は、ｐ-ｎ接合に使用されるｐ領域とｎ領域との性質にしたがって同種接合（ｈｏｍｏｊｕｎｃｔｉｏｎ）シリコン太陽電池と異種接合（ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ）シリコン太陽電池に分けることができるが、この中で異種接合シリコン太陽電池は、相異する結晶構造または相異する物質で結合される構造を有する。
【０００６】
図１は、従来の異種接合シリコン太陽電池を模式的に表している断面図で、異種接合シリコン太陽電池の基本的な構造を示すものである。
【０００７】
図１に示すように、従来の異種接合シリコン太陽電池は、ベース（ｂａｓｅ）としての結晶質シリコン（ｃ-Ｓｉ）基板１１１上にプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）を利用してエミッター（ｅｍｉｔｔｅｒ）としての非晶質シリコン（ａ-Ｓｉ）層１１３が蒸着された非晶質/結晶質ｐｎダイオード構造であって、光が入る前面には、透明伝導性酸化膜（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ；ＴＣＯ）１１５が形成され、裏面にはアルミニウム（Ａｌ）などの材質から成る下部電極１１７が形成されている形態である。
【０００８】
図１のような非晶質/結晶質異種接合シリコン太陽電池は、既存の拡散型結晶質シリコン太陽電池に比べて低い温度で製作が可能であり、高い開放電圧を有するため、多くの関心が集中されている。
【０００９】
しかしながら、異種接合シリコン太陽電池において、ｐ型結晶質シリコン基板上にｎ型非晶質シリコン層を蒸着する非晶質/結晶質ｎｐ異種接合シリコン太陽電池の構造は、前記図１を参照して説明したｎ型結晶質シリコン基板上にｐ型非晶質シリコン層を蒸着した非晶質/結晶質ｐｎ異種接合シリコン太陽電池に比べて、効率が低いという問題がある。また、非晶質/結晶質異種接合シリコン太陽電池の製造は、既存の拡散型結晶質シリコン太陽電池の製造に比べて、多くの真空蒸着装備を必要とするので、製造工程の時間が長く、製造コストが高くなるなどの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、異種接合シリコン太陽電池において、結晶質シリコン基板と不純物でドーピングされたパッシベーション層がｐｎ接合を成すことによって、電子と正孔との再結合が最少化されてその効率が極大化された異種接合シリコン太陽電池を提供することをその目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は、異種接合シリコン太陽電池の製造において、従来拡散型シリコン太陽電池の製造に使用された拡散法をそのまま利用することによって、異種接合シリコン太陽電池のメリットである高い開放電圧と従来の拡散型シリコン太陽電池のメリットである高い短絡電流と充填率、迅速な工程時間、低い製造コストなどを全て具現するのができる異種接合シリコン太陽電池の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を果たすための本発明の一実施形態によれば、異種接合（ｈｅｔｅｒｏ-ｊｕｎｃｔｉｏｎ）シリコン太陽電池において、結晶質シリコン基板、及び前記結晶質シリコン基板層の上部に形成され、不純物でドーピングされたパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層を包含する異種接合シリコン太陽電池が提供される。
【００１３】
前記結晶質シリコン基板はｐ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｎ型不純物であり得る。
【００１４】
前記結晶質シリコン基板はｎ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｐ型不純物であり得る。
【００１５】
前記パッシベーションは、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）非晶質シリコンの中いずれか１つであり得る。
【００１６】
前記結晶質シリコン基板の下面には、テクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）構造が形成される。
【００１７】
前記異種接合シリコン太陽電池は、前記結晶質シリコン基板の下部に形成される電界形成層、及び前記電界形成層の下部に形成される下部電極をさらに包含することができる。
【００１８】
前記異種接合シリコン太陽電池は、前記パッシベーション層の上部に形成される反射防止膜をさらに包含することができる。
【００１９】
前記異種接合シリコン太陽電池は、前記パッシベーション層の上部にドーピング領域が形成され、前記結晶質シリコン基板の上部にドーピングされない領域を形成することができる。
【００２０】
前記異種接合シリコン太陽電池は、前記パッシベーション層の上部のドーピング濃度が前記結晶質シリコン基板の上部のドーピング濃度よりさらに高い。
【００２１】
上述した目的を果たすための本発明の他の実施形態によれば、異種接合シリコン太陽電池の製造方法において、（ａ）結晶質シリコン基板の上部にパッシベーション層を形成する段階、及び（ｂ）前記結晶質シリコン基板と前記パッシベーション層との間の接合を形成するために、前記パッシベーション層を不純物でドーピングする段階とを包含する異種接合シリコン太陽電池の製造方法が提供される。
【００２２】
前記結晶質シリコン基板はｐ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｎ型不純物である。
【００２３】
前記結晶質シリコン基板はｎ型結晶質シリコン基板であり、前記不純物はｐ型不純物である。
【００２４】
前記（ｂ）段階は、前記パッシベーション層が形成された前記結晶質シリコン基板を炉（ｆｕｒｎａｃｅ）内に導入し、前記不純物を前記炉内部に流す拡散法によって行われることができる。
【００２５】
前記（ａ）段階において、前記パッシベーション層の材質は、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）非晶質シリコンの中いずれか１つである。
【００２６】
前記異種接合シリコン太陽電池の製造方法は、前記（ａ）段階以前に、前記結晶質シリコン基板の下面にテクスチャリング構造を形成する段階をさらに包含することができる。
【００２７】
前記異種接合シリコン太陽電池の製造方法は、前記（ｂ）段階以後に、（ｃ）前記パッシベーション層の上部に反射防止膜を形成する段階をさらに包含することができる。
【００２８】
前記異種接合シリコン太陽電池の製造方法は、前記（ｃ）段階以後に、反射防止膜の上部に上部電極を形成し、前記結晶質シリコン基板の下部に下部電極を形成する段階、及び熱処理して前記下部電極の中、前記結晶質シリコン基板の下面と接触する部分に電界形成層を形成する段階とをさらに包含することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、異種接合シリコン太陽電池において、結晶質シリコン基板と不純物でドーピングされたパッシベーション層がｐｎ接合を成すことによって、ｐｎ界面の欠陷が最少化され、これに伴って電子と正孔との再結合が最少化されるため、その効率が極大化されることになる。
【００３０】
また、異種接合シリコン太陽電池の製造において、従来拡散型シリコン太陽電池の製造に使用された拡散法をそのまま利用することによって、異種接合シリコン太陽電池のメリットである高い開放電圧と従来の拡散型シリコン太陽電池のメリットである高い短絡電流と充填率、迅速な工程時間、低い製造コストを全て具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の異種接合シリコン太陽電池の基本的な構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による異種接合シリコン太陽電池の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による異種接合シリコン太陽電池の構造を模式的に示す断面図である。
【図４】図２の異種接合シリコン太陽電池を製造する過程を示す工程図である。
【図５】図２の異種接合シリコン太陽電池を製造する過程を示す工程図である。
【図６】図２の異種接合シリコン太陽電池を製造する過程を示す工程図である。
【図７】図２の異種接合シリコン太陽電池を製造する過程を示す工程図である。
【図８】図２の異種接合シリコン太陽電池を製造する過程を示す工程図である。
【図９】図２の異種接合シリコン太陽電池を製造する過程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態による異種接合シリコン太陽電池の構造を 模式的に示す断面図である。
【００３４】
図２に示すように、本発明の異種接合シリコン太陽電池２００は、ｐ型結晶質シリコン基板２０１上に順次に蒸着されるパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層２０３、反射防止膜２０５、上部電極２０９、及び前記基板２０１下面に順次に形成されるテクスチャリング構造２０６、電界形成層（ＢＳＦ）２０７、下部電極２０８を包含する。
【００３５】
異種接合シリコン太陽電池２００は、非晶質/結晶質ｎｐ異種接合構造であって、ｐ型結晶質シリコン基板２０１上にｎ型非晶質シリコン層として機能するパッシベーション層２０３が蒸着されている。一方、異種接合シリコン太陽電池２００は、ｎ型非晶質シリコン層を別途に包含するものではなく、ｎ型でドーピングされたパッシベーション層２０３を利用してｐｎ接合を形成する。パッシベーション層２０３のドーピングに対しては、以後詳細に説明する。
【００３６】
パッシベーション層２０３は、異種接合シリコン太陽電池２００において、非晶質シリコンと結晶質シリコンとの間の境界面における電子と正孔との再結合を最大限防止するための層である。ｐ型結晶質シリコン基板２０１とｎ型でドーピングされたパッシベーション層２０３がｐｎ接合を成している異種接合シリコン太陽電池２００においては、パッシベーション層２０３がそれ自体でｎ型非晶質シリコン層として機能するとともに、ｐ型結晶質シリコン基板２０１との境界で保護膜としての機能をするようになり、ｐｎ接合における境界面で発生することのできる欠陥などを最少化することによって、電子と正孔との再結合を最大限防止する。
【００３７】
好ましくは、パッシベーション層２０３の上部にドーピング領域が形成され、結晶質シリコン基板２０１の上部にドーピングされない領域が形成される。
【００３８】
パッシベーション層２０３は、ｐ型結晶質シリコン基板２０１上に数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さで蒸着されることができ、この場合、下記に説明する材質の特性によって反射防止膜２０５とともに二重反射防止膜としての機能もなすことができる。
【００３９】
パッシベーション層２０３の材質は、ｐ型結晶質シリコン基板２０１表面を保護して電子-正孔の再結合の原因となる欠陷を最少化することのできる材質にすることが好ましい。このような物質としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、又はイントリンシック（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）非晶質シリコンなどが挙げられる。一方、このような材質を有し、ｎ型でドーピングされたパッシベーション層２０３がｎ型非晶質シリコン層として機能することによって、従来異種接合シリコン太陽電池の非晶質シリコン層に比べて直列抵抗が減少されることにより、異種接合シリコン太陽電池２００の安全性と再現性が高くなる。
【００４０】
反射防止膜２０５は、異種接合シリコン太陽電池２００の上部から入射される太陽光の反射を最少化させるための膜である。また、反射防止膜２０５は、ｎ型非晶質シリコン層として機能するパッシベーション層２０３で太陽光によって生成される電子の再結合を最少化させて、上部電極２０９に送ることもある。これによってパッシベーション層２０３と反射防止膜２０５がすべて電子の再結合を最少化させることによって、太陽電池の効率を最大化することができる。また、上述のように、パッシベーション層２０３と反射防止膜２０５が二重反射防止膜としての機能もなすようになって、太陽電池の効率は一層極大化されることができる。
【００４１】
反射防止膜２０５は、ＳｉＮxなどの物質を用いて形成させることができ、その形成方法では、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）などが利用されることができ、約１００ｎｍほどの厚さで蒸着することが好ましい。
【００４２】
テクスチャリング構造２０６は、ｐ型結晶質シリコン基板２０１の下面に形成される。これは、ｐ型結晶質シリコン基板２０１の下部表面をエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）などの公知技術を利用して表面処理することによって形成されることができる。テクスチャリング構造２０６は、異種接合シリコン太陽電池２００に入射される太陽光の反射率を低め、光を集中させる機能を行い、その模様はピラミッド模様、正方形の蜂の巣模様、三角形の蜂の巣模様などでなることができる。
【００４３】
電界形成層２０７は、下部電極２０８が結晶質シリコン基板２０１の下面で不純物として作用して基板２０１下面をｐ＋＋型に変換させ、このようなｐ＋＋層が光によって生成された電子の基板２０１下面の再結合を最少化させて太陽電池の効率を高めるようにする。電界形成層２０７は、下部電極２０８を結晶質シリコン基板２０１下面にプリントした後、熱処理することによって得ることができ、これに対しては、後に詳しく説明する。
【００４４】
本発明の異種接合シリコン太陽電池２００は、パッシベーション層２０３がｐｎ接合におけるｎ型非晶質シリコン層として機能するとともに、結晶質シリコンと非晶質シリコンとの間の界面で保護膜として作用して欠陥を最少化することによって、電子と正孔との再結合を最少化させて、太陽電池の効率を高めることができる。
【００４５】
また、パッシベーション層２０３が反射防止膜２０５とともに二重反射膜として機能するようになって、太陽電池２００に入射される太陽光の反射を最少化してその効率が一層高くなる。
【００４６】
一方、テクスチャリング構造２０６によっても太陽光の反射が最少化され、電界形成層２０７によっても電子の再結合が最少化されて、異種接合シリコン太陽電池２００の効率を極大化することができる。
【００４７】
図３は、本発明の他の実施形態による異種接合シリコン太陽電池の構造を模式的に表している断面図である。
【００４８】
図３の異種接合シリコン太陽電池３００は、図４の異種接合シリコン太陽電池２００と実質的に同一の構成を有する。ただ、基板３０１がｎ型結晶質シリコンであり、パッシベーション層３０３がｐ型でドーピングされてｐ型非晶質シリコン層として機能して、ｎｐ接合を成す構成という点で差異がある。
【００４９】
かつ、異種接合シリコン太陽電池３００において、パッシベーション層３０３がｎｐ接合を成すｐ型非晶質シリコン層として機能するとともに、保護膜として機能することで電子と正孔との再結合を最少化せしめる機能をなす。
【００５０】
異種接合シリコン太陽電池２００と異種接合シリコン太陽電池３００の効率性は同一であり、必要によって選択的に具現することができる。
【００５１】
図４乃至図９は、図２の異種接合シリコン太陽電池２００の製造過程を説明する工程図である。以下、図４乃至図９を参照して、異種接合シリコン太陽電池２００の製造過程を説明する。
【００５２】
まず、図４に示すように、ｐ型結晶質シリコン基板２０１の下部表面を処理してテクスチャリング構造２０６を形成させる。表面処理方式としてはエッチングなどの公知の技術を利用することができ、テクスチャリング構造２０６の形態はピラミッド模様または正方形蜂巣模様など多様な形態で形成させることができる。
【００５３】
次いで、図５に示すように、ｐ型結晶質シリコン基板２０１の上部にパッシベーション層２０３を形成させる。パッシベーション層２０３の形成は、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）など公知の蒸着法を利用して行われることができる。パッシベーション層２０３の材質は、上述のように、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、又はイントリンシック（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）非晶質シリコンなどがあり、前記蒸着はパッシベーション層２０３の二重反射膜としての機能を考慮して、数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さにすることが好ましい。
【００５４】
その後、図６に示すように、異種接合シリコン太陽電池において、ｐｎ接合を成すために、パッシベーション層２０３をｎ型でドーピングさせる。これはパッシベーション層２０３をｎ型不純物（例えば、５価であるリン（Ｐ））でドーピングして、パッシベーション層２０３をｎ型に変換させることによって行われる。
【００５５】
ドーピング方法としては、既存の拡散法をそのまま利用することができる。すなわち、パッシベーション層２０３が蒸着されているｐ型結晶質シリコン基板２０１を高温の炉（ｆｕｒｎａｃｅ）内に導入し、約８５０℃でｎ型不純物（例えば、ＰＯＣｌ3）を前記炉内部に流してドーピングさせる方法を利用することができる。かつ、イオン・インプランテーション（ｉｏｎ  ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）法を用いてパッシベーション層２０３にｎ型不純物を直接注入することによって、ｎ型にドーピングされたパッシベーション層２０３を得ることもできる。
【００５６】
このように、従来の拡散型シリコン太陽電池の製造に使用された拡散法、すなわち、ｐ型シリコン基板に包含されたｐ型不純物（例えば、３価であるホウ素（Ｂ））よりさらに高い濃度でｎ型不純物（例えば、５価であるリン（Ｐ））をドーピングしてｎ＋型エミッター（ｅｍｉｔｔｅｒ）を形成する拡散法をそのまま利用することができることによって、従来の拡散型シリコン太陽電池のメリットである高い短絡電流と充填率、迅速な工程時間、低い製造コストなどを全て得ることができる。
【００５７】
パッシベーション層２０３のドーピング過程においては、不要の酸化膜が生じる場合があるが、このような不要の酸化膜は、図７に示すように、エッチングなどによって除去されるとともに、エッジを整理するエッジ・イソレーション（ｅｄｇｅ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）工程がさらに行われることがある。前記酸化膜の除去方法としては、フッ酸溶液を利用したウェットエッチング（ｗｅｔ  ｅｔｃｈｉｎｇ）法など、公知の技術を利用して行うことができる。
【００５８】
次いで、図８に示すように、パッシベーション層２０３上に反射防止膜２０５を形成させる。反射防止膜２０５は、化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）などの蒸着法を利用して蒸着することができ、窒化シリコン（ＳｉＮx）などの物質を利用することができる。その厚さは、約１００ｎｍほどが好ましい。
【００５９】
次に、図９に示すように、上部電極２０９と下部電極２０８とを形成させ、熱処理して電界形成層２０７を形成させる。
【００６０】
上部電極２０９は、銀（Ａｇ）などの物質を使用して形成させることができ、形成方法としては、スクリーン・プリント法（Ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）などを利用することができ、後の熱処理工程を経れば、上部電極２０９が反射防止膜２０５を貫通して、ｎ型非晶質シリコン層として機能するパッシベーション層２０３と電気的な接触を成すことになる。一方、上部電極２０９の形成厚さは、約１５μｍほどが望ましい。
【００６１】
下部電極２０８は、アルミニウム（Ａｌ）などの物質を使用して形成することができ、同様にスクリーン・プリント法などを利用して形成することができる。上部電極２０９と下部電極２０８とをプリントした後、高温（約７５０〜９００℃）で熱処理すれば、下部電極２０８の中、ｐ型結晶質シリコン基板２０１の下面と接触された部分が電界形成層２０７に形成される。このような電界形成層２０７が太陽光によって生成された電子の後面再結合を減らして、太陽電池の効率を高める。一方、下部電極２０８の形成厚さは、約２０〜３０μｍが望ましい。
【００６２】
図３に示す異種接合シリコン太陽電池３００の製造は、図４乃至図９を参照して説明した異種接合シリコン太陽電池２００の製造過程において、ｐ型結晶質シリコン基板２０１の代わり、ｎ型結晶質シリコン基板３０１を使用し、パッシベーション層２０３をｎ型でドーピングする代わり、パッシベーション層３０３をｐ型でドーピングする点だけの差異があるので、その製造過程は実質的に同一である。
【００６３】
本発明の異種接合シリコン太陽電池３００の製造過程においては、従来の拡散型シリコン太陽電池の製造に使用された拡散法をそのまま使用可能であることによって、異種接合シリコン太陽電池のメリットである高い開放電圧を達成するとともに拡散型シリコン太陽電池のメリットである高い短絡電流と充填率、迅速な工程時間、低い製造コストなどを全て具現することができる。
【００６４】
一方、上述のように、パッシベーション層２０３によって、ｐｎ接合又はｎｐ接合界面での電子-正孔再結合が最少化されて異種接合シリコン太陽電池の効率が極大化される。
【００６５】
以上、本発明においては、具体的な構成要素などの特定事項と限定された実施形態及び図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解のために例示されるだけであり、本発明が前記の実施形態に限定されず、本発明が属する分野において通常の知識を有する者であればこのような記載から多様な修正及び変形が可能である。
【００６６】
したがって、本発明の思想は、前記説明された実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、本特許請求の範囲と均等且つ等価的に変形された全てのものなどは、本発明思想の範疇に属すると言える。
【符号の説明】
【００６７】
２０１、３０１    結晶質シリコン基板
２０３、３０３    パッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層
２０５、３０５    反射防止膜
２０６、３０６    テクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）構造
２０７、３０７    電界形成層
２０８、３０８    下部電極
２０９、３０９    上部電極
【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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【国際調査報告】
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