(57)【要約】  主要面を有する第一導電率タイプの半導体基材（１）と、基材（１）の主要面と接触している、第一導電率タイプのアモルファス半導体から製造された第一層（２）と、第一アモルファス層（２）の上に形成された第一電気的接点（３）と、基材（１）の主要面と接触している、第二導電率タイプのアモルファス半導体から製造された第二層（４）と、第二アモルファス層（４）の上に形成された第二電気的接点（５）と、電気的絶縁層（６）とを備える光起電力セルであって、電気的絶縁層（６）が、第一アモルファス層（２）の上に完全に形成され、第一及び第二の接点（３、５）が電気的絶縁層（６）の上に伸びている、光起電力セル。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  主要表面を有する第一導電率タイプの半導体基材（１）と、
−  前記基材（１）の主要表面と接触している、第一導電率タイプのアモルファス半導体材料の第一の層（２）と、
−  前記第一のアモルファス層（２）の上に形成された第一の電気的接点（３）と、
−  前記基材（１）の主要表面と接触している、第二導電率タイプのアモルファス半導体材料の第二の層（４）と、
−  前記第二のアモルファス層（４）の上に形成された第二の電気的接点（５）と、
−  電気的絶縁層（６）と
を備える光起電力セルであって、
前記電気的絶縁層（６）が、前記第一のアモルファス層（２）の上に完全に形成され、前記第一及び第二の接点（３、５）が前記電気的絶縁層（６）の上に伸びている、光起電力セル。
【請求項２】
前記第二のアモルファス層（４）が、前記電気的接点（５）により完全に覆われており、前記絶縁層（６）を覆っている、請求項１に記載の光起電力セル。
【請求項３】
前記第二のアモルファス層（４）が、前記基材（１）に電気的に接続され、前記第二の電気的接点（５）により完全に覆われている、請求項１または２に記載の光起電力セル。
【請求項４】
前記基材（１）の主要表面が、前記第一のアモルファス層（２）および前記第二のアモルファス層（４）により完全に覆われている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項５】
前記電気的絶縁層（６）が、第一の吸収層及び第二の保護層を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項６】
前記電気的絶縁層（６）の前記吸収層が、前記電気的絶縁層（６）の中間で二つの非接触部分に分けられ、前記保護層の一部を自由に残す、請求項５に記載の光起電力セル。
【請求項７】
前記主要表面に対して垂直方向に、前記基材（１）、前記第一のアモルファス層（２）、前記電気的絶縁層（６）、前記第二のアモルファス層（４）、及び前記電気的接点（３、５）の一方を順に備える、少なくとも一個の積層体を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項８】
光起電力セルの製造方法であって、
−  第一導電率タイプの半導体材料の層を備える基材（１）を用意する工程であって、前記基材（１）を、第一導電率タイプの第一のアモルファス層（２）および電気的絶縁層（６）を備える第一のパターンによって部分的に覆い、前記電気的絶縁層（６）を、前記第一のアモルファス層（２）によって前記基材（１）から分離し、前記基材（１）及び前記第一のパターンを、第二導電率タイプの第二のアモルファス層（４）によって覆う、工程と、
−  前記第二のアモルファス層（４）及び前記第一のパターンを部分的にエッチングし、前記第一のアモルファス層の一部を解放し、前記基材（１）の一部を、前記第二のアモルファス層（４）によって覆われたままにする工程と、
−  前記第一のアモルファス層（２）の第一の接点（３）及び前記第二のアモルファス層（４）の第二の接点（５）を導電性材料を使用して形成し、二つの接点（３、５）で、前記電気的絶縁層（６）を部分的に覆い、電気的に分離する工程と
を含む、方法。
【請求項９】
前記第一及び第二の接点（３、５）が、
−  前記第一及び第二のアモルファス層（２、４）上へ導電性材料を堆積させること、
−  前記導電性材料及び前記電気的絶縁層（６）上の前記第二のアモルファス層（４）をエッチングし、前記電気的絶縁層（６）の一部を解放し、前記二つの接点（３、５）を電気的に分離すること
により形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気的絶縁層（６）が保護層及び吸収層を備え、エッチングがレーザー照射により行われ、前記吸収層の一部だけを除去し、前記吸収層を、二つの非接触部分に分け、前記保護層の一部を自由に残す、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力セルに関する。本発明は、光起電力セルの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
光起電力セルの分野では、研究が主として、例えば光により発生した電荷キャリヤーの再結合を少なくすることにより、及び／又は抵抗損失を下げることにより、セルの変換効率を改良することに、及び光起電力セルの製造方法を簡素化することに集中している。
【０００３】
従来の方法では、光起電力セルは、ダイオード、例えばシリコンなどの半導体材料から製造されたｐ／ｎ接合、により形成される。その場合、ダイオードは、ｐ―型不純物、例えばホウ素、によりドーピングされた領域、及びｎ−型不純物、例えばリン、によりドーピングされた領域を含む。
【０００４】
光起電力セルの変換効率を向上させるために、様々な構造が提案されている。
【０００５】
第一の例において、シリコンヘテロ接合セルは、結晶性シリコン基材ｃ−Ｓｉを、関連する結晶性シリコンとの接合を形成するために堆積させたアモルファスシリコンａ−Ｓｉ：Ｈの超薄層と組合わせている。ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップエネルギー（１．５ｅＶ＜ＥＧ＜１．９ｅＶ）は、ｃ−Ｓｉ（１．１２ｅＶ）のそれよりも高い。ヘテロ接合セルの最初の開発は、エミッタだけがａ−Ｓｉ：Ｈフィルムにより形成された構造でなされ、興味深い効率を有していた。
【０００６】
電子正孔対の収集を改良するための研究も行われており、バックサーフェスフィールド（ＢＳＦ）配置が有利である。このフィールドは、太陽電池の電気特性、特に開路電圧を、暗電流を下げることにより改良する。キャリヤーが、背面領域に注入された後、事実、少数になっており、空乏領域から離れるように移動する。バックサーフェスフィールド（ＢＳＦ）が、それらのキャリヤーを接合部に向けて推進する。
【０００７】
最後に、収集表面、即ちフロントサーフェスを小さくするための新規な構造が提案されている。リアコンタクトセル（ＲＣＣ）は、エミッタ及びＢＳＦ領域を、バックサーフェス上に配置し、それによってフロントサーフェスの金属被覆によるシャドーウィング（shadowing）を防止する。ヘテロ接合セル構造、及び特にエミッタ及びａ−Ｓｉ：ＨからなるＢＳＦを、バックサーフェス上に有する二重ヘテロ接合セルが、米国特許第７，１９９，３９５号及び米国特許出願公開第２００４／００４３５２８号に記載されている。
【０００８】
これらの構造は、さらに、実行するのに比較的時間がかかり、効率が悪い恐れがある。
【０００９】
光起電力セルの様々な層の空間及び重なりが、実際に、短絡を防止するためのマスクの幾何学的構造及び堆積間の整列に、許容誤差を課する。例えば、基材上に形成される層の様々なレベル間に、良好な整列が必要である。従って、バックサーフェスの幾何学的構造が複雑になればなるほど、より多くの配置工程が必要になる。各配置工程に許容誤差が加わり、これが、デバイスの幅を増加し、その性能を低下させることがある。従って、高い変換効率を得るために、単純なバックサーフェスの幾何学的構造を有する光起電力セルを開発することが必要である。
【発明の目的】
【００１０】
本発明の目的は、小型で、同時に良好な効率を維持するために接点を形成し易い構造を有する光起電力セルを提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、堅牢で、容易に実行でき、技術的工程の数を少なくすることができる、光起電力セルの製造方法を提供することである。
【００１２】
この目的は、付随する請求項により達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
他の優位性及び特徴は、下記の、本発明を制限しない例としてのみ記載し、付随する図面に示す、本発明の特別な態様の説明から明らかである。
【図１】光起電力セルを断面で模式的に示す図である。
【図２】光起電力セルを、製造の順に、断面で模式的に示す図である。
【図３】光起電力セルを、製造の順に、断面で模式的に示す図である。
【図４】光起電力セルを、製造の順に、断面で模式的に示す図である。
【図５】光起電力セルの上面図を模式的に示す図である。
【発明の好ましい態様の説明】
【００１４】
図１に示すように、光起電力セルは、主要表面を備えた第一導電率タイプの基材１を備える。基材１は、結晶質、即ち単結晶又は多結晶質である。基材１は、半導体材料、例えばＳｉ、Ｇｅおよびこれらの材料の合金などのタイプＩＶの材料、タイプＩＩＩ−Ｖ又はＩＩ−ＶＩの材料から形成される。
【００１５】
基材１は、その主要表面上に、第一導電率タイプのアモルファス半導体から製造された第一層２及び第二導電率タイプのアモルファス導体から製造された第二層４を備え、どちらも基材１の主要表面と接触している。第一及び第二アモルファス層は、基材と接合を形成するように、及び／又はアモルファス層と基材との間に電荷キャリヤーを通過させるように、基材１と電気的に接続している。従って、第一及び／又は第二アモルファス層は、基材とのインタフェースを有することができる。好ましい様式では、インタフェースは階段型である。
【００１６】
この構造は、この接合を形成する２種類の材料が、異なったバンドギャップエネルギー（ＥＧ）を有するので、ヘテロ接合光起電力セルと呼ばれる。第二タイプの導電性は、第一タイプの導電性とは逆である。
【００１７】
ヘテロ接合は、好ましくは、アモルファス材料と、同一の単結晶質又は多結晶質材料との間である。有利には、ヘテロ接合はａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉタイプである。基材は、不動態化層、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、又はｃ−Ｓｉの表面を不動態化し得る任意の材料の層を発現させてもよい。不動態化層の特性は、基材とアモルファス層との間に接合を維持するように構成される。
【００１８】
ヘテロ接合は、例えばシリコンから、又は他の任意の好適な材料から形成され、例えばＣｄＳ／ＣｄＴｅなどの接合であるかもしくはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレン−ジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート））などの有機材料から形成されたベースを有する。銅インジウム二セレン化物又はガリウムヒ素も使用できる。
【００１９】
第一導電率タイプの第一アモルファス層は、好ましくはドーピングされたアモルファスシリコンから製造される。第一アモルファス層２は、好ましくはｎ−ドーピングされたアモルファスシリコンであるａ−Ｓｉ：Ｈ ｉ／ｎから製造される。第一アモルファス層は、好ましくはバックサーフェスフィールドを形成できる。
【００２０】
第二導電率タイプ４の第二アモルファス層は、好ましくはｐ−ドーピングされたアモルファスシリコンであるａ−Ｓｉ：Ｈ ｉ／ｐである。第二アモルファス層は、基材とｐ／ｎ接合を形成し、これで、光起電力セル中で発生したキャリヤー電流を回収することが可能となる。この第二アモルファス層は、エミッタとも呼ばれる。
【００２１】
光起電力セルは、その主要表面上で、第一層上に形成された第一電気接点３及び第二層上に形成された第二電気接点５も備えることができる。電気接点材料は、導電性であり、例えばアルミニウム及び／又はＩＴＯである。好ましい様式では、電気接点とアモルファス材料との間のインタフェースは階段型であるか、又はケイ化物により形成される。
【００２２】
光起電力セルは、その主要表面上に、電気的絶縁層６も備える。電気的絶縁層６の材料は、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、又は化学量論的であるか、若しくはそうでなくてもよいａ−Ｓｉ：Ｈタイプの材料である。電気的絶縁層６の材料は、これらの材料の積層体又は混合物でもよい。好ましい様式では、層６は、Ｓｉ濃度が高い層で覆われたＳｉ濃度が低い積層体により形成される。例えば、ＮＨ３／ＳｉＨ４の、２〜１０の比のガス流により得たケイ素濃度が低い窒化物の第一層を、１に近い、典型的には２未満のガス比で得たケイ素濃度が高い窒化物の第二層で覆わせることができる。
【００２３】
層６は、例えばＡｌ２Ｏ３又は窒化ケイ素もしくは酸化ケイ素の積層体から製造され、Ｓｉ濃度が低い第一保護層が、Ｓｉ濃度が高い吸収層により覆われている。この積層体は、容易にエッチングできるのが利点である。層６は、例えばプラズマ強化化学蒸着ＰＥＣＶＤ、低圧化学蒸着ＬＰＣＶＤ、スクリーン印刷又はインクジェットにより製造することができる。
【００２４】
電気的絶縁層６は、第一アモルファス層２の全体上に形成する。電気的絶縁層６は、第一アモルファス層２とインタフェースを有することができる。電気的絶縁層６は、基材１とはインタフェースを持たない。バックサーフェスフィールド（ＢＳＦ）効果及び効率がこれによって増加する。さらに、第二アモルファス層４の表面は、接点５のために開けてある。有利には、より優れた光起電力セルの小型化が得られる。
【００２５】
第一及び第二接点３及び５は、それぞれ第一及び第二アモルファス層上で広がり、電気的絶縁層６上に続き、短絡の危険性を増加せずに、主要表面上の接点の活性表面を増大する。この構造は、抵抗損失を容易に下げることができる。有利には、対向する他の主要表面には何も無く、光放射線収集表面を最適化することができる。
【００２６】
第一接点３及び第二接点５は、電気的に分離されている。これらの接点には、基材とのインタフェースが無く、短絡を防止し、好ましくは電気的絶縁層６の同じ表面上に形成されている。
【００２７】
好ましい態様では、第二アモルファス層４の一部が電気的絶縁層６を覆い、この電気的絶縁層６が第一アモルファス層２の一部を覆っている。電気的絶縁層６は、異なった導電率タイプのアモルファス層２及び４を絶縁することができる。これによって、光起電力セルの性能が向上し、光起電力セルの寿命が増加する。
【００２８】
第二アモルファス層４は、基材１に電気的に接続され、電気的接点により、より詳しくは、第二電気的接点５により完全に覆われている。第二接点５により完全に、又はほとんど完全に第二層４が覆われているので、追加の接点表面が電荷の輸送に対して極僅かな影響を及ぼすとしても、光起電力セルの電気的性能が増加する。さらに、第二アモルファス層４が電気的接点５により完全に覆われているので、層４は、外の環境から保護され、これによって寿命が増加する。
【００２９】
完全に覆われた表面とは、基材１とインタフェースを有する層４の表面を意味する。この表面は、９５％強が、有利には１００％が覆われている。電気的な絶縁層６とのインタフェースを有する層４の表面は、接点５により部分的にのみ覆われている。
【００３０】
前の態様と組み合わせることができる一態様では、基材１の主要表面が第一アモルファス層２および第二アモルファス層４により完全に覆われている。これによって、使用可能な主要表面の全体を使用して、光発生した電流を回収するか、又はバックサーフェスフィールドを形成することにより、セルの効率を増加することができる。好ましい態様によれば、アモルファス層２及び４の側方表面だけが接触している。この構造では、基材１に接続されたアモルファス層２及び４がｐ／ｎ接合を形成する。
【００３１】
一態様では、層２及び４の間の大きすぎる漏れを防止するために、幾つかの解決策が可能である。ドーピングされた層により覆われた、第一のドーピングされていない、又は非常に軽くドーピングされた薄層（１〜１０ｎｍ）の積層体を層４として使用することができる。ドーピング（ｐ又は水素）により、層４の近くで層２を局所的に変性し、局所的に絶縁することもできる。層４を局所的に変性することもできる。
【００３２】
完全に覆われた表面とは、９５％強、有利には１００％覆われた表面を意味する。
【００３３】
前の態様と組み合わせることができる特別な態様では、構造は、主要表面に対して垂直方向に、基材１、第一アモルファス層２、電気的絶縁層６、第二アモルファス層４、及び電気的接点５を順に備える積層体を備える。接点５及び第一層２は、基材に対して垂直に、電気的絶縁層６及び第二層４により分離されている。接点５及び第一層２の間のオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）は、第二層４及び電気的絶縁層６の厚さにより規定され、一つ以上の写真平版工程によってではなく、小型化された構造を有することができる。
【００３４】
これはさらに、異なった層の重なりを改良し、同時に、アモルファス層２及び４上での接点３及び５の最大限の被覆を保証する。これによって、第一アモルファス層２と、第二アモルファス層５の電気的接点との間の直接接触の危険性が減少されるか又は排除さえされる。
【００３５】
電気的接点３及び５は、電気的絶縁層６の上を伸びており、電気的に分離されている。前の態様と組み合わせることができる特別な態様では、電気的な絶縁溝が、２個の接点３及び５の間に存在する。この絶縁溝は、接点３及び５の間に規定され、好ましくは第二層４の内側に延びており、第二層４が、第一接点３と電気的に接触する部分を有する場合に、漏出の危険性を下げている。さらに好ましい様式で、この溝は、製造方法の際に、又は光起電力セルの寿命中に、導電性の埃が蓄積し、第一アモルファス層３が第二接点５と電気的に接触する可能性を防止する。
【００３６】
特別な態様において、光起電力セルは、下記のように形成する。図２に示すように、第一導電率タイプの半導体材料の層を備える基材１を用意する。基材１は、第一導電率タイプの第一アモルファス層２および電気的絶縁層６を備える第一パターンにより部分的に覆われている。電気的絶縁層６は、第一アモルファス層２により、基材１から分離されている。基材１及び第一パターンは、第二導電率タイプの第二アモルファス層４により覆われている。
【００３７】
このタイプの基材を得るには、支持体基材１は、好ましくは第一導電率タイプのアモルファス層２により覆われている。第一導電率タイプの層２は、いずれかの好適な技術により堆積させた、例えばｎ−ドーピングされたａ−Ｓｉ：Ｈの層である。第一層２は、例えばプラズマ強化化学蒸着ＰＥＣＶＤ、低圧化学蒸着ＬＰＣＶＤ又は大気圧化学蒸着ＡＰＣＶＤにより堆積させることができる。第一導電率タイプの層２は、堆積後に好ましくは厚さ５ｎｍ〜５０ｎｍをもたらす。この厚さ範囲は、有利には、表面を正しく不動態化し、一方、層中の抵抗損失を回避する。
【００３８】
第一アモルファス層２は、電気的絶縁層６により覆われる。第一アモルファス層２および電気的絶縁層６は、好ましくは同じパターンを有し、完全に整列している、即ち側方表面２および６は互いに連続にしている。
【００３９】
電気的絶縁層６の材料は、好ましくはプラズマ強化化学蒸着により得られる。原子層堆積またはプラズマ強化原子層堆積技術（ＡＬＤ、ＰＥＡＬＤ）も使用できる。Ａｌ２Ｏ３のような材料を堆積させることも可能であり、その選択は、構造及び存在する応力により行う。
【００４０】
電気的絶縁層６は、好ましくは厚さが１０ｎｍ〜２０００ｎｍである。この厚さ範囲は、層の厚さ、堆積時間及び絶縁特性の間の良好なトレードオフを図るのに有利である。
【００４１】
次いで、電気的絶縁層６及び第一アモルファス層２は、電気的絶縁層６に形成されるパターン及び第一層２に形成されるパターンが自己整列するように、同じエッチングマスクを使用してエッチングする。これによって、基材は、同じパターンにより部分的に覆われる。
【００４２】
第一層２及び／又は電気的絶縁層６の表面の一部は、好ましくは例えばレーザー照射により、及び／又は湿式エッチングにより、エッチングすることができる。
【００４３】
次いで、第二導電率タイプのアモルファス層４を、任意の好適な技術により堆積させるが、例えばプラズマ強化化学蒸着ＰＥＣＶＤ、低圧化学蒸着ＬＰＣＶＤ又は大気圧化学蒸着ＡＰＣＶＤにより堆積させたｐ―ドーピングされたａ−Ｓｉ：Ｈの層である。第二導電率タイプのアモルファス層４は、好ましくは堆積後の厚さが５ｎｍ〜５０ｎｍである。この厚さ範囲は、表面を正しく不動態化させ、一方、層中の抵抗損失を防止する。
【００４４】
第二層４は、非選択的様式で堆積させ、基材及び第一パターンを覆う。
【００４５】
層２及び４は、有利には、二つの層の積層体により形成される。基剤と接触している第一層は、ドーピングされていないか、又は非常に僅かにドーピングされており、インタフェースを不動態化する。効率的な不動態化は、１〜１０ｎｍの厚さを有する第一層により得られる。第二層は、ドーピングされ、キャリヤー収集に必要な電界を与える。
【００４６】
次いで、図３に示すように、第二アモルファス層４及び第一パターンを、部分的にエッチングし、第一アモルファス層２の一部を解放し、基材１は、第二アモルファス層４により覆われたままにする。第二アモルファス層４及び電気的絶縁層６のエッチングは、第一アモルファス層２の上で、図３に示すように、残された部分のレベルで行われる。エッチングは、アモルファス層２の上で停止し、二つのアモルファス層同士の間を垂直に伸びる電気的絶縁材料の隆起部を規定する。これによって、第二アモルファス層４及び電気的絶縁層６の表面の一部を、好ましくは、例えばレーザー照射及び／又は湿式エッチングにより、エッチングすることができる。
【００４７】
その後、図４に示すように、第一アモルファス層の接点３及び第二アモルファス層の接点５を、導電性材料により形成し、二つの接点が、電気的絶縁層６を部分的に覆い、電気的に分離される。
【００４８】
特別な態様では、第一アモルファス層２および第二アモルファス層４の上に、導電性材料を堆積させることにより接点が形成される。
【００４９】
導電性接点３および／または５は、任意の好適な技術により、好ましくはスプレー、電気化学的堆積、スクリーン印刷、蒸発、又はインクジェットにより、堆積させる。電気的接点の厚さは、ドーピングされた区域の部分的又は完全な空乏を引き起こさないか、又は直列抵抗問題を生じないようにするために、堆積後、例えば１μｍ〜５０μｍである。
【００５０】
導電性材料６は、エッチングされて、二つの接点３及び５を形成する。次いで、第二アモルファス層４は、導電性材料中に形成された孔の延長で電気的絶縁層６の上でエッチングされ、電気的絶縁層６の一部を解放し、二つの接点３及び５並びに可能であれば第二層４の二つの部分を電気的に分離することができる。接点３及び５間の電気的損失を少なくするために、層４は有利にはエッチングされる。しかし、その低い導電率のために、部分的にエッチングするか、又はエッチングしなくてもよい。
【００５１】
好ましい態様では、図５の上面図に示すように、接点３及び５は、相互に噛み合った銃眼模様を示し、接点は層６により分離される。
【００５２】
電気的絶縁層６の材料のエッチングは、第二層４の上で行う。エッチングを行う場合、接点３が第二層４を形成する材料と結びつくのを防止するために、第二層４を排除することができる。この配置は、エッチングする区域の程度と、その、電気的絶縁層６の上の位置によって異なる。
【００５３】
好ましい様式では、電気的絶縁層６が、第一吸収層（例えばケイ素濃度が高い）及び第二保護層（例えばケイ素濃度が低い）を備え、保護層は、第一導電率のアモルファス層２と接触している。次いで、レーザー照射が、Ｓｉ濃度が高い吸収層を開くが、保護層が存在するために層２は損傷しない。次いで、保護層は、湿式エッチング工程により容易にエッチングされる。
【００５４】
吸収層は、レーザー照射により容易にパターン化される。吸収層は、好ましくはレーザー照射によりエッチングされ、保護層は化学的エッチングによりエッチングされる。
【００５５】
好ましい様式では、レーザーエッチングが吸収層の一部を除去し、吸収層をその中間で二つの非接触部分に分け、保護層の一部を自由に残す。従って、保護層は、レーザー照射エッチングの停止層として作用する。こうして、電気的絶縁層６の中に溝が簡単な様式で形成される。
【００５６】
電気的絶縁層６のエッチングが第一アモルファス層２まで伸びる場合、電気的絶縁層はその厚さ中で完全にエッチングされ、電気的絶縁層６の二つの基本的なパターンが存在し、その一つは、基材１／第一アモルファス層２／電気的絶縁層６／第二アモルファス層４／電気的接点５により形成される積層体により使用される。好ましい様式では、電気的絶縁層６は、接点３及び５の間に空間を残し、層２を保護するために、完全にはエッチングされない。
【００５７】
第二アモルファス層４の、導電性材料の、及び／又は恐らく電気的絶縁層６の一部のエッチングは、一工程で、好ましくはレーザー照射により行うことができる。
【００５８】
エッチングは、電気的絶縁層６の上で行い、この層の上にレーザーを整列させるだけで十分である。従って、第二アモルファス層４及び接点５の側方表面の一つは、自己整列し、接点５により第二層４を完全に、又はほとんど完全に覆うことができる。
【００５９】
接点３及び５は、電気的絶縁層６の上で同じ間隔で分離している。従って、接点３及び５の間に短絡はない。
【００６０】
このように、光起電力セルは、整列を必要とする技術的工程に対する許容誤差値が低く、高い効率を達成することができ、同時に、短絡の危険性を制限している。
【００６１】
堅牢で、容易に実行でき、工業的製造に互換性のある処理量を確保する製造方法により、光起電力セルを製造するには、レーザー照射によりエッチングを行うのが有利である。レーザー照射は、好ましくは波長６００ｎｍ未満、フルエンス０．０１Ｊ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２、周波数１０ｋＨｚ〜１０，０００ｋＨｚ及びピッチ１μｍ〜１００μｍで行う。
【００６２】
好ましくは、レーザー照射は、電気的絶縁層６の一部、第二アモルファス層４の一部、電気的接点３及び５を一工程でエッチングするのに使用される。
【００６３】
別の態様では、エッチングの少なくとも一部を湿式エッチングプロセスで行うことができる。持続時間は、２分間であり、エッチング溶液は２％のＨＦである。
【００６４】
電気的絶縁層は、マスクの機能を果たし、これによって、光起電力セルを製造するのに必要な工程の数を少なくし、写真平版、金属製マスク、又はスクリーン印刷などの工業化するのがより困難である従来技術とは異なり、レーザー照射又は化学的エッチングなどの容易に工業化し得る技術を使用することにより、方法を簡単にすることができる。
【００６５】
層２及び４は、二重ヘテロ接合セルを形成するためのアモルファス層を示してきたが、別の結晶性構造を、相互に使用することができる。当業者は、上に記載した異なった層を配置する追加工程、例えば電気的絶縁層６上の第二層４の程度を変えること、又は材料２および６から製造されたパターンの縁部上にスペーサーを形成すること、が可能であることに留意するであろう。
【００６６】
特別な態様により、例えば層２の、層６により覆われた区域が非常に狭く、１０μｍ未満である場合、層２及び４は反転することができる。
【図１】
2015506584.tif 000003
【図２】
2015506584.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月24日(2014.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  主要表面を有する第一導電率タイプの半導体基材（１）と、
−  前記基材（１）の主要表面と接触している、第一導電率タイプのアモルファス半導体材料の第一の層（２）と、
−  前記第一のアモルファス層（２）の上に形成された第一の電気的接点（３）と、
−  前記基材（１）の主要表面と接触している、第二導電率タイプのアモルファス半導体材料の第二の層（４）と、
−  前記第二のアモルファス層（４）の上に形成された第二の電気的接点（５）と、
−  電気的絶縁層（６）と
を備える光起電力セルであって、
前記電気的絶縁層（６）が、前記第一のアモルファス層（２）の上に完全に形成され、第一の吸収層及び第二の保護層を備え、前記第一及び第二の接点（３、５）が前記電気的絶縁層（６）の上に伸びている、光起電力セル。
【請求項２】
前記第二のアモルファス層（４）が、前記電気的接点（５）により完全に覆われており、前記絶縁層（６）を覆っている、請求項１に記載の光起電力セル。
【請求項３】
前記基材（１）に電気的に接続された前記第二のアモルファス層（４）が、前記第二の電気的接点（５）により完全に覆われている、請求項１または２に記載の光起電力セル。
【請求項４】
前記基材（１）の主要表面が、前記第一のアモルファス層（２）および前記第二のアモルファス層（４）により完全に覆われている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項５】
前記電気的絶縁層（６）の前記吸収層が、前記電気的絶縁層（６）の中間で二つの非接触部分に分けられ、前記保護層の一部を自由に残す、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項６】
前記主要表面に対して垂直方向に、前記基材（１）、前記第一のアモルファス層（２）、前記電気的絶縁層（６）、前記第二のアモルファス層（４）、及び前記電気的接点（３、５）の一方を順に備える、少なくとも一個の積層体を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項７】
前記電気的絶縁層（６）の前記保護層が、第一導電率タイプの前記アモルファス層（２）と接触しており、かつ、前記吸収層が前記保護層を覆っている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項８】
前記吸収層がケイ素濃度の高い層であり、前記保護層がケイ素濃度の低い層である、請求項７に記載の光起電力セル。
【請求項９】
前記第一の電気的接点（３）および前記第二の電気的接点（５）が、電気的な絶縁溝によって分離されており、前記溝が前記第二の層（４）の内側に延びている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項１０】
−  前記電気的絶縁層（６）が前記第一のアモルファス層（２）の上に完全に形成され、前記第一の電気的接点（３）が前記第一のアモルファス層（２）および前記電気的絶縁層（６）を覆っており、
−  前記第二のアモルファス層（４）が前記第二の電気的接点（５）に完全に覆われている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光起電力セル。
【請求項１１】
光起電力セルの製造方法であって、
−  第一導電率タイプの半導体材料の層を備える基材（１）を用意する工程であって、前記基材（１）を、
・第一導電率タイプの第一のアモルファス層（２）、および
・前記第一のアモルファス層（２）により、前記基材（１）から分離された電気的絶縁層（６）であって、保護層および吸収層を備える電気的絶縁層（６）
を備える第一のパターンによって部分的に覆い、前記基材（１）および前記第一のパターンを、第二導電率タイプの第二のアモルファス層（４）により覆う工程と、
−  前記第二のアモルファス層（４）及び前記第一のパターンを部分的にエッチングし、前記第一のアモルファス層の一部を解放し、前記基材（１）の一部を、前記第二のアモルファス層（４）により覆われたままにする工程であって、前記エッチングをレーザー照射によって行い、前記電気的絶縁層（６）の前記吸収層の一部のみを除去し、前記吸収層を二つの非接触部分に分け、前記保護層の一部を自由に残す工程と、
−  前記第一のアモルファス層（２）の第一の接点（３）及び前記第二のアモルファス層（４）の第二の接点（５）を導電性材料を使用して形成し、前記二つの接点（３、５）で、前記電気的絶縁層（６）を部分的に覆い、電気的に分離する工程と
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第一及び第二の接点（３、５）が、
−  前記第一及び第二のアモルファス層（２、４）上へ導電性材料を堆積させること、
−  前記導電性材料及び前記電気的絶縁層（６）上の前記第二のアモルファス層（４）をエッチングし、前記電気的絶縁層（６）の一部を解放し、前記二つの接点（３、５）を電気的に分離すること
により形成される、請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
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