(57)【要約】【課題】  安価な多結晶シリコン基板の母材上に高純度光活性層を設けたタイプの太陽電池において、母材基板を低抵抗化した時にもシャント抵抗の悪化などを招くことなく良好な太陽電池特性を得ることの可能な、新たな多結晶シリコン基板の母材ならびに多結晶シリコン基板を提供する。【解決手段】  シリコンに対して１乃至３００原子ｐｐｍのＩＩＩ族元素が含まれた多結晶シリコンインゴットをスライスして作成した多結晶シリコン薄板１０１に対して、ＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いて前記多結晶シリコン薄板の少なくとも片面に該ＩＩＩ族元素濃度の高い領域１０７を設けたことを特徴とする太陽電池用多結晶シリコン基板の母材。【選択図】      図１
2005159312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンに対して１乃至３００原子ｐｐｍのＩＩＩ族元素が含まれた多結晶シリコンインゴットをスライスして作成した多結晶シリコン薄板に対して、ＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いて前記多結晶シリコン薄板の少なくとも片面に該ＩＩＩ族元素濃度の高い領域を設けたことを特徴とする太陽電池用多結晶シリコン基板の母材。
【請求項２】
前記ＩＩＩ族元素濃度の高い領域のＩＩＩ族元素濃度が３００原子ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材。
【請求項３】
前記ＩＩＩ族元素がボロン、ガリウム、アルミニウムから選ばれた少なくとも一種類以上の元素であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか一項に記載の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材。
【請求項４】
シリコンに対して１乃至３００原子ｐｐｍのＩＩＩ族元素が含まれた多結晶シリコンインゴットをスライスして作成した多結晶シリコン薄板に対して、ＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いて前記多結晶シリコン薄板の少なくとも片面に該ＩＩＩ族元素濃度の高い領域を設け、該ＩＩＩ族元素濃度の高い面の上に光活性層を設けたことを特徴とする太陽電池用多結晶シリコン基板。
【請求項５】
前記ＩＩＩ族元素濃度の高い領域のＩＩＩ族元素濃度が３００原子ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池用多結晶シリコン基板。
【請求項６】
前記ＩＩＩ族元素がボロン、ガリウム、アルミニウムから選ばれた少なくとも一種類以上の元素であることを特徴とする請求項４乃至５のいずれか一項に記載の太陽電池用多結晶シリコン基板。
【請求項７】
前記光活性層は、シリコンのエピタキシャル成長で作成されたものであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の太陽電池用多結晶シリコン基板。
【請求項８】
前記シリコンのエピタキシャル成長に液相成長法を用いることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の太陽電池用多結晶シリコン基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用の多結晶シリコン基板に係わる。より詳細には、安価な多結晶シリコン基板の母材上に良質なシリコン層を設けるタイプの太陽電池用基板において良好な太陽電池特性を得るための基板の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境に対する意識の高まりとともに、太陽電池が民生用途にも広く使用されるようになってきた。民生用途の太陽電池には、主として単結晶または多結晶のシリコン基板が用いられている。単結晶シリコン基板としては、従来はＩＣ産業等で規格外となったシリコンウェファや、引き上げ残りのシリコンから再引き上げしたものを利用する事が多く、供給量に限界があった。一方、多結晶シリコン基板については、単結晶に比べ結晶化工程のスループットが高いものの、原料として半導体用の高純度シリコンを使用する場合には依然として供給量に限界があり、価格もそれほど低廉にはできない。そこで、低価格な薄板の上に多結晶シリコンを成長した二層構成の基板を用いることも試みられているが、成長は通常１０００〜１５００℃の高温下で行う必要があるため、耐熱性やシリコンとの熱膨張率のマッチングの観点から、金属板やガラス等は使用し難いため、グラッシーカーボンやセラミックス製の基板上への成長が試みられているが、この様な基板上に成長した多結晶シリコン膜は、結晶粒が小さく表面の平坦性が悪くなる傾向があり実用化に至っていない。
【０００３】
この様な問題を解決するための試みの一つとして、珪石から直接還元しただけの安価な未精製シリコン（いわゆる金属級シリコン）を用いて製造した多結晶シリコンを基板の母材とし、この上に高純度のシリコン原料を用いて成長した多結晶シリコンを活性層として形成した二層構成の多結晶シリコンを基板として太陽電池を作成する方法がある。たとえば、非特許文献１は、金属級シリコン基板の母材上にＳｉＨ2Ｃｌ2を用いてＣＶＤ法でシリコン多結晶を成長し、太陽電池を試作している。また特許文献１も金属級シリコン基板の母材上に半導体グレードの高純度な多結晶シリコンを成長し太陽電池とする提案がなされている。この場合には、基板母材は低純度ながらシリコンであり、耐熱性や熱膨張率の不一致などの問題がない。また原料が半導体用の原料とは関係なく製造されるため、資源の制約がなく安価に製造できる。さらに成長した多結晶シリコン膜は、基板の結晶性を引き継ぐため、グラッシーカーボンやセラミックスなどを基板とした場合より、良質の多結晶を高いスループットで成長させる事ができる。
【０００４】
このような、金属級シリコンからなる多結晶シリコン基板の母材上に、高品質の多結晶シリコン活性層を成長した多結晶シリコン基板を用いて作成した太陽電池について説明する。まず多結晶シリコン基板の母材であるが、伝導型はｐ＋としている。これは母材には電極としての役割が必要なことから低抵抗であることが求められ、かつ一般的に用いられる上部ｐ−層との半導体接合も考え合わせると、多結晶シリコン基板の母材はｐ＋化することが望ましいからである。このような基板母材に順次、活性層、ｎ＋層、反射防止層、裏面取り出し電極、表面集電電極などを形成して太陽電池が出来上がる。既述のように、シリコン基板の母材をｐ＋化するためには母材を作成する際にＩＩＩ族元素を添加しておく。すなわち主原料となるシリコン粒以外にＩＩＩ族元素を混ぜてから溶融凝固する。より低抵抗な基板を得るためにはより多くのＩＩＩ族元素を添加する必要があるが、検討の結果シリコンに対してある量以上のＩＩＩ族元素を添加するとシャント抵抗の悪化を招き太陽電池特性が悪化するという問題点があることが判明した。
【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．  Ｃｒｙｓ．  Ｇｒｏｗｔｈ  ４５（１９７８）  ４４６−４５３，“ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＬＡＹＥＲＳ  ＥＰＩＴＡＸＩＡＬＬＹ  ＧＲＯＷＮ  ＯＮ  ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ−ＧＲＡＤＥ  ＰＯＬＹＣＲＹＳＴＡＬＬＩＮＥ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ”，Ｈａｒｕｏ  ＩＴＯ，  Ｔａｄａｓｈｉ  ＳＡＩＴＯＨ，  Ｎｏｂｏｒｕ  ＮＡＫＡＭＵＲＡ，  Ｓｕｎａｏ  ＭＡＴＳＵＢＡＲＡ，  Ｔｅｒｕｎｏｒｉ  ＷＡＲＡＢＩＳＡＫＯ，  Ｔａｋａｓｈｉ  ＴＯＫＵＹＡＭＡ
【特許文献１】特開平５−３６６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みて、安価な多結晶シリコン基板の母材上に高純度光活性層を設けたタイプの太陽電池において、母材基板を低抵抗化した時にもシャント抵抗の悪化などを招くことなく良好な太陽電池特性を得ることの可能な、新たな多結晶シリコン基板の母材ならびに多結晶シリコン基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成すべく、本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材は、シリコンに対して１乃至３００原子ｐｐｍのＩＩＩ族元素が含まれた多結晶シリコンインゴットをスライスして作成した多結晶シリコン薄板に対して、ＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いて前記多結晶シリコン薄板の少なくとも片面に該ＩＩＩ族元素濃度の高い領域を設けたことを特徴とする。
また、前記ＩＩＩ族元素濃度の高い領域のＩＩＩ族元素濃度が３００原子ｐｐｍ以上であることを特徴とする。
そしてまた、前記ＩＩＩ族元素がボロン、ガリウム、アルミニウムから選ばれた少なくとも一種類以上の元素であることを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成すべく、本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板は、シリコンに対して１乃至３００原子ｐｐｍのＩＩＩ族元素が含まれた多結晶シリコンインゴットをスライスして作成した多結晶シリコン薄板に対して、ＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いて前記多結晶シリコン薄板の少なくとも片面に該ＩＩＩ族元素濃度の高い領域を設け、該ＩＩＩ族元素濃度の高い面の上に光活性層を設けたことを特徴とする。
また、前記ＩＩＩ族元素濃度の高い領域のＩＩＩ族元素濃度が３００原子ｐｐｍ以上であることを特徴とする。
そしてまた、前記ＩＩＩ族元素がボロン、ガリウム、アルミニウムから選ばれた少なくとも一種類以上の元素であることを特徴とする。
また、前記光活性層は、シリコンのエピタキシャル成長で作成されたものであることを特徴とする。
さらにまた、前記シリコンのエピタキシャル成長に液相成長法を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安価な多結晶シリコン基板の母材上に高純度光活性層を設けたタイプの太陽電池において、母材基板を低抵抗化した時にもシャント抵抗の悪化などを招くことなく良好な太陽電池特性を得ることの可能な、新たな多結晶シリコン基板の母材ならびに多結晶シリコン基板を提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（多結晶シリコン基板の母材）
まず多結晶シリコン基板の母材の作成方法について説明する。多結晶シリコン基板の母材は、一例として金属級シリコン粒を鋳型に入れ、高温で溶かした後に再凝固させることで得られる。母材上に高品質多結晶シリコンを形成するのであるから、母材は安価に出来ることが望ましく上記凝固法が好適である。なかでも一方向性凝固などの改良手段を用いれば偏析効果によって金属級シリコンが原料であるにもかかわらず得られたシリコンインゴット中の不純物は元のシリコン粒中不純物より減少し更に好適である。
【００１１】
（光活性層）
光活性層としては、ＣＶＤ法あるいは液相成長法（ＬＰＥ法）を利用して形成した高純度多結晶シリコンを用いる。ＣＶＤ法では例えばジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）ガスと水素（Ｈ2）ガスを利用した熱ＣＶＤにより、シリコンをエピタキシャル成長する。またＬＰＥ法では、シリコン等の原料をインジウム、ガリウム、錫、銅、アルミニウム等の低融点金属に溶解し冷却し過飽和にして、この中に浸漬した基板上に結晶を成長させる。ＬＰＥ法ではシリコンがメルト外に流出する事がないので、投入した原料の無駄が無く、装置のメンテナンスも容易である。ＣＶＤ法、ＬＰＥ法ともに下地基板の性質を受け継いだエピタキシャル成長が行われるので高品質の活性層が得られる。
【００１２】
（太陽電池の構成）
例えば金属級シリコンからなる多結晶シリコン基板の母材上に、高品質の多結晶シリコン活性層を成長した多結晶シリコン基板を用いて作成した太陽電池の例を図３に示す。
【００１３】
図３において、３０１は多結晶シリコン基板の母材であって、金属級シリコンインゴットをスライスした薄板などからなる。ここで多結晶シリコン基板の母材３０１の伝導型はｐ＋としている。その理由を次に記す。
【００１４】
一般的に普及している多結晶シリコン太陽電池はｐ−バルクシリコン多結晶基板を光活性層として用い光入射側にｎ＋層を設けたｐｎ接合により起電力を得る。転じて金属級シリコン基板の母材上に高品質多結晶シリコンを成長して太陽電池用基板として用いる場合においても、従来の多結晶シリコン太陽電池製造プロセスを通すことが可能な設計をおこなうことが求められ、ｐｎ接合構成順などを可能な限り従来構成に合わせる必要がある。従って活性層としては高品質の多結晶シリコン層をｐ−型として用い、母材には電極としての役割を課す、すなわち低抵抗であることが求められる。光は上部の光活性層によって充分に吸収されように設計することが望ましい。上部ｐ−層との半導体接合も考え合わせると、多結晶シリコン基板の母材はｐ＋化することが望ましく、更にｐ＋化によりバックサーフェスフィールド（ＢＳＦ）が形成され、太陽電池特性の更なる向上も期待できる。
【００１５】
次に、３０２は裏面取り出し電極である。この場合、多結晶シリコン基板の母材３０１がすでに電極として太陽電池のベース部材となっているので基本的には電力取り出しのための電極であればよいが、一般的なバルク多結晶シリコン太陽電池でおこなわれているように堅固なバックサーフェスフィールドを形成する意味で、裏面にアルミペーストなどを焼成しても良い。
【００１６】
３０３は活性層で、ＬＰＥ法、ＣＶＤ法などで形成される。基本的には多結晶シリコン基板の母材の結晶性を引き継いだエピタキシャル成長であってかつ不純物の少ない高品質層であり、この領域において実際の光キャリアが発生する。
【００１７】
３０４はｎ＋層である。ｎ＋層は一般にはＶ属元素を含むドーパント材からの熱処理による拡散などで形成される。
【００１８】
３０５は反射防止層でありＳｉＮ，ＴｉＯ2，ＭｇＦ2，ＩＴＯ等からなる材料から適宜選択し使用される。
【００１９】
３０６は表面集電電極であり、一般にはＡｇペースト等が広く用いられている。
【００２０】
ここまで説明してきたように、多結晶シリコン基板の母材は一般的にｐ＋型であることが求められ、シリコン基板の母材をｐ＋化するためには母材を作成する際にＩＩＩ族元素を添加しておく。ただし、当初から１乃至３００原子ｐｐｍのＩＩＩ族元素が含まれている場合には、必ずしも添加する必要はない。ＩＩＩ族元素を添加する場合には主原料となるシリコン粒以外にＩＩＩ族元素、具体的にはボロン、ガリウム、アルミニウムなどからなる元素の中から選ばれた金属粒を混ぜてから溶融凝固する。より低抵抗な基板を得るためにはより多くのＩＩＩ族元素を添加する必要があるが、検討の結果シリコンに対してある量以上のＩＩＩ族元素を添加すると太陽電池特性が悪化するという問題点があることは既に書いた通りである。その具体例を以下に記す。
【００２１】
表１にＩＩＩ族元素含有量と基板の抵抗、太陽電池特性の中から開放電圧（Ｖｏｃ）および暗状態でのシャント抵抗（Ｒｓｈ  ｄａｒｋ）との対応を記した。ＩＩＩ族元素として具体的にはボロンを用いた。また、ＩＩＩ族元素含有量の測定はＳＩＭＳを用いて行った。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
上記結果から実験ナンバーＡ１からＡ２、Ａ３と、ＩＩＩ族元素含有量が増えるに従いＶｏｃの向上が見られるが、実験ナンバーＡ４のケースすなわちボロン濃度５００原子ｐｐｍを添加した場合にはシャント抵抗の極端な低下が見られた。その結果太陽電池特性も悪化していた。この原因を探るために、実験ナンバーＡ１乃至Ａ４に相当する基板を顕微鏡観察したところ、実験ナンバーＡ４の基板には不純物が凝集したと思われる個所が発見された。この凝集個所の成分を分析したところＦｅとＢが観察された。原料シリコン粒に残存するＦｅと大量に添加したＢとで合金ができ、この合金が低抵抗なためシャントが発生すると考えられる。
【００２４】
したがって、ＩＩＩ族元素添加によるＶｏｃ向上の効果を維持したまま、シャント抵抗の悪化を招かない手段があれば太陽電池特性の一層の向上が期待できる。このような意味において、ＩＩＩ族元素添加量とシャント抵抗のより高次元なバランスをとるために、本発明者は鋭意研究を重ねたうえで以下に記す事実を見出し、本発明の完成に到った。
【００２５】
図を用いながら本発明について詳しく説明する。
図１は本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板を用いて作成した多結晶太陽電池の例である。
【００２６】
図１において、１０１は多結晶シリコン基板の母材であって、金属級シリコンインゴットをスライスした薄板である。すでに記したように多結晶シリコン基板の母材１０１の伝導型はｐ型である。また１０７は多結晶シリコン基板の母材１０１中でＩＩＩ族元素濃度が高い領域である。本発明の特徴であるＩＩＩ族元素含有量については後に詳述する。
【００２７】
１０２は裏面取り出し電極である。
【００２８】
１０３は活性層で、ＬＰＥ法、ＣＶＤ法などで形成される。活性層１０３は、基本的にはシリコン母材１０１の結晶性を引き継いだエピタキシャル成長であってかつ不純物の少ない高品質層であり、この領域において実際の光キャリアが発生する。
【００２９】
１０４はｎ＋層である。ｎ＋層は一般にはＶ属元素を含むドーパント材からの熱処理による拡散などで形成される。
【００３０】
１０５は反射防止層でありＳｉＮ，ＴｉＯ2，ＭｇＦ2，ＩＴＯ等からなる材料から適宜選択し使用される。
【００３１】
１０６は表面集電電極であり、Ａｇペースト等で作成される。
【００３２】
本発明では多結晶シリコンインゴットをスライスして作成した多結晶シリコン薄板に対して、光活性層を設ける側に、ＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いてＩＩＩ族元素濃度の高い領域を形成することに大きな特徴がある。その詳細を以下に記す。
【００３３】
多結晶シリコン基板の母材全体としてはＩＩＩ族元素を１乃至３００原子ｐｐｍ含むことが好ましい。これは前述の実験で説明したように、３００原子ｐｐｍを超えるＩＩＩ族元素を含むように多量のＩＩＩ族元素を添加した状態で加熱凝固したシリコンインゴットには、不純物析出個所が発生し太陽電池特性の悪化を引き起こし、かつ３００原子ｐｐｍ以内であれば、多量に入っているほうが開放電圧の向上が期待できるからである。
【００３４】
このようにして作成した多結晶シリコン基板の母材は、加熱凝固の際には添加ＩＩＩ族元素量が元々少ないので不純物が凝集することなく太陽電池とした時にシャント抵抗の問題が発生しない。一旦不純物添加量が少ない条件で作成されたシリコンインゴットは、その後イオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手段を用いてＩＩＩ族元素を拡散しても不純物凝集個所が新たに発生することはない。実際にＩＩＩ族元素を拡散した基板を顕微鏡観察しても凝集個所は見つからなかった。これは、ＩＩＩ族元素添加量が少ない状態で作成されたシリコンインゴットからスライスして作成された多結晶シリコン基板の母材においては、例えばＦｅなどの不純物の位置も固体母材シリコン内での位置が定まってしまい、後からＩＩＩ族元素を追加しても溶融状態から凝固するときほど容易にはＦｅとＩＩＩ族元素が化合物を作ることが出来ないためだと考えられる。
【００３５】
このようにしてＩＩＩ族添加量の少ない状態で良質なベース部材を作った上で、その光活性層形成面側にＩＩＩ族濃度の高い領域を形成することによって、シャントの問題がなくかつ良好なＢＳＦを作成することが両立可能となり、その結果太陽電池特性が向上する。
【００３６】
光活性層を設ける側にＩＩＩ族元素のイオン注入またはＩＩＩ族元素を含むスピン・オン・ドーパント材料をコートした後の高温拡散処理のいずれかの手法を用いてＩＩＩ族元素濃度の高い領域を形成する際の望ましい不純物濃度は、検討の結果３００原子ｐｐｍ以上であることが判明した。表２にＩＩＩ族元素の拡散によってＩＩＩ族元素濃度の高い領域を作成した時に濃度の高い場所のＩＩＩ族元素含有量と基板抵抗、太陽電池特性の中から開放電圧（Ｖｏｃ）および暗状態でのシャント抵抗（Ｒｓｈ  ｄａｒｋ）を記す。ＩＩＩ族元素として具体的にはボロンを用い、スピン・オン・ドーパント材料をコートした後に高温拡散処理でボロンを薄板内に拡散した。抵抗は広がり抵抗測定法（ＳＲ法）で求めたキャリア濃度から推定したが、深さによりボロン濃度が異なっているため、最表面近傍のキャリア濃度を用いた。また、ボロン拡散前におけるボロン含有量はいずれの実験においても６０原子ｐｐｍの薄板、すなわち前述の実験における実験ナンバーＡ２の基板を用いた。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２から分かる通り、ＩＩＩ族元素濃度の高い領域でのボロン濃度が１００ｐｐｍ程度では、そもそも６０ｐｐｍのボロンを含んでいる基板に対して特性向上の効果はない。しかし、３００ｐｐｍ以上のボロンを含有している場合にはＶｏｃの向上が認められる。また本検討実験においては５００ｐｐｍ以上のボロンを含有している場合においてもシャント抵抗の悪化はないと認められる。なお、ボロン濃度の高い領域のボロン濃度が５００ｐｐｍ以上であれば開放電圧の向上は顕著であるが、３００ｐｐｍ以上であれば徐々にでも特性向上が認められるので、結局、ボロン濃度の高い領域のボロン濃度は３００ｐｐｍ以上、好ましくは５００ｐｐｍ以上であればよい。
【００３９】
表２の実験ナンバーＢ３で作成した多結晶シリコン基板中のボロン濃度の分布を図２に示す。図２において縦軸はシリコン基板中のボロン濃度でありＳＩＭＳにより測定した。また横軸は深さ方向を示しグラフ右側が光活性層で左側が多結晶シリコン基板母材である。従って、グラフの右半分が光活性層中のボロン濃度を示していて、左半分がシリコン基板の母材中のボロン濃度を示している。本発明の特徴であるところの基板の母材の光活性層に近い個所のボロン濃度が高いことが認められる。
【実施例】
【００４０】
以下に本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材および太陽電池用多結晶シリコン基板の実施例を示すが、以下の実施例で本発明の内容が限定されるものではない。
【００４１】
（実施例１）
本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板を利用して多結晶シリコン太陽電池を作成した。作成プロセスは以下の通りである。
【００４２】
１．ボロンをドープした多結晶シリコン薄板を準備
［金属級シリコン粒を用意し、シリコンに対して重量比で２５ｐｐｍの金属ボロンを混入して一方向性凝固法でシリコンインゴットを作成した。このインゴットをスライスし多結晶シリコン薄板を作成した。このインゴットを分析したところボロンは約６０原子ｐｐｍ含まれていた。］
【００４３】
２．上記薄板の片面へ更にボロンを拡散して、ベース薄板より高濃度にボロンを含む領域を有する本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材を作成
［上記薄板上にボロンを含むスピン・オン・ドーパント（商品名“ＰＢＦ”）を滴下、コートし、プリベーク後拡散をおこなった。拡散条件は１１５０℃１分とした。この多結晶シリコン基板の母材のボロン濃度の高い面側を分析したところボロンは約８００原子ｐｐｍ含まれていた。］
【００４４】
３．上記太陽電池用多結晶シリコン基板の母材のボロンを高濃度に含む側に液相成長法（ＬＰＥ法）で高品質多結晶シリコン層（光活性層）を形成
［９５０℃近傍でシリコンを溶かし込んだインジウム溶媒に上記太陽電池用多結晶シリコン基板の母材を漬け込み、毎分０．３℃の速度で７５分間降温し、４５μｍ厚の高品質多結晶シリコン層（光活性層）を形成した。］
【００４５】
４．セル化
（Ａ）活性層へのリン拡散によりｎ＋層作成
［リンを含むスピンオンドーパント材（商品名“ＯＣＤ”）を滴下、コートし、プリベーク後拡散をおこなった。拡散条件は８３０℃３０分とした。］
（Ｂ）上記ｎ＋層上に反射防止膜（ＳｉＮ膜）を形成
［シラン（ＳｉＨ4）とアンモニア（ＮＨ3）ガスを利用したＣＶＤ法により８５０Å厚の反射防止膜を作成した。］
（Ｃ）裏面（多結晶シリコン基板側）へのアルミペースト塗布
（Ｄ）表面（反射防止膜上）への銀ペースト塗布
（Ｅ）ペーストの焼成
［ベルト焼成炉を使って焼成。焼成条件は８００℃２分とした。］
（Ｆ）ダイシングによるセルアイソレーション
［アイソレーションにより２ｃｍ角の太陽電池とした。］
【００４６】
なお、上記工程４（Ｄ）における銀ペーストとして上記工程４（Ｅ）でのペーストの焼成時にｎ＋層とのコンタクト可能なタイプのペーストを用いる、いわゆる「ファイヤースルー」プロセスとしている。以上のプロセスを経て太陽電池が得られた後に、太陽電池特性（ＩＶ特性）の評価をおこなった。その結果、開放電圧（Ｖｏｃ）は０．６０２ボルトであり、シャント抵抗も充分に大きく、良好なセル特性が得られた。
【００４７】
（実施例２）
本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板を利用して多結晶シリコン太陽電池を作成した。作成プロセスは以下の通りである。
【００４８】
１．ボロンをドープした多結晶シリコン薄板を準備
［実施例１で用意した薄板を利用した。］
【００４９】
２．上記薄板の片面へ更にボロンを拡散して、ベース薄板より高濃度にボロンを含む領域を有する本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材を作成
［上記薄板上にボロンのイオン注入をおこなった。エネルギー１００ｋｅＶで拡散条件はドーズ量は２×１０15（ａｔｏｍｓ／ｃｍ2）とした。その後アニールにより活性化した。この多結晶シリコン基板の母材のボロン濃度の高い面側を分析したところボロンは約２２００原子ｐｐｍ含まれていた。］
【００５０】
３．上記太陽電池用多結晶シリコン基板の母材のボロンを高濃度に含む側にＣＶＤ法で高品質多結晶シリコン層（光活性層）を形成
［ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）と水素（Ｈ2）ガスを利用したＣＶＤ法により、３０μｍ厚の高品質多結晶シリコン層（光活性層）をエピタキシャル成長した。］
【００５１】
４．セル化
［実施例１の工程４（Ａ）〜（Ｆ）とまったく同様なセル化工程を実施した。］
以上のプロセスを経て太陽電池が得られた後に、太陽電池特性（ＩＶ特性）の評価をおこなった。その結果、開放電圧（Ｖｏｃ）は０．６００ボルトであり、シャント抵抗も充分に大きく、良好なセル特性が得られた。
【００５２】
（実施例３）
本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板を利用して多結晶シリコン太陽電池を作成した。作成プロセスは以下の通りである。
【００５３】
１．ボロンをドープした多結晶シリコン薄板を準備
［金属級シリコン粒を用意し、シリコンに対して重量比で８０ｐｐｍの金属ボロンを混入して一方向性凝固法でシリコンインゴットを作成した。このインゴットをスライスし多結晶シリコン薄板を作成した。このインゴットを分析したところボロンは約２００原子ｐｐｍ含まれていた。］
【００５４】
２．上記薄板の片面へ更にガリウムを拡散して、ベース薄板より高濃度にガリウムを含む領域を有する本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板の母材を作成
［上記薄板上にガリウムを含むスピン・オン・ドーパントを滴下、コートし、プリベーク後拡散をおこなった。拡散条件は１２００℃２０分とした。この多結晶シリコン基板の母材のガリウムを拡散した側を分析したところガリウムは約１０００原子ｐｐｍ含まれていた。］
【００５５】
３．上記太陽電池用多結晶シリコン基板の母材のガリウムを高濃度に含む側に液相成長法（ＬＰＥ法）で高品質多結晶シリコン層（光活性層）を形成
［９５０℃近傍でシリコンを溶かし込んだインジウム溶媒に上記太陽電池用多結晶シリコン基板の母材を漬け込み、毎分０．３℃の速度で７５分間降温し、４５μｍ厚の高品質多結晶シリコン層（光活性層）を形成した。］
【００５６】
４．セル化
［実施例１の工程４（Ａ）〜（Ｆ）とまったく同様なセル化工程を実施した。］
以上のプロセスを経て太陽電池が得られた後に、太陽電池特性（ＩＶ特性）の評価をおこなった。その結果、開放電圧（Ｖｏｃ）は０．６０１ボルトであり、シャント抵抗も充分に大きく、良好なセル特性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板を用いて作成した多結晶太陽電池の例を示す模式図である。
【図２】本発明の太陽電池用多結晶シリコン基板中のボロン濃度の分布の例を示す図である。
【図３】従来の太陽電池用多結晶シリコン基板を用いて作成した多結晶太陽電池の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  多結晶シリコン基板の母材
１０２  裏面取り出し電極
１０３  光活性層
１０４  ｎ＋層
１０５  反射防止層
１０６  表面集電電極
１０７  多結晶シリコン基板の母材１０１中でＩＩＩ族元素濃度が高い領域
３０１  多結晶シリコン基板の母材
３０２  裏面取り出し電極
３０３  光活性層
３０４  ｎ＋層
３０５  反射防止層
３０６  表面集電電極
【図１】
2005159312.tif 000005
【図２】
2005159312.tif 000006
【図３】
2005159312.tif 000007