(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の凸部と凹所とを有する面に第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが形成された太陽電池であって、
凹所の底部である底面を水平方向に延長した下端面から外方に向けて突出する凸部の頂部全面に、第１導電型の第１ドーピング領域および第２導電型の第２ドーピング領域のいずれか一方のドーピング領域が形成され、
凹所の底部の少なくとも一部に、凸部の下端面と頂部との間に非ドーピング領域が存在するように、もう一方のドーピング領域が形成され、
半導体基板の厚み方向において、第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸が形成されることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、
凹所形成工程で形成した凹所の底部の少なくとも一部に、もう一方のドーピング材料を含むドーピングペーストを印刷し、加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、
凹所形成工程で形成した凹所の底部において、一部が露出した状態となるようにマスキングによるパターニングを施した後、該凹所の底部のマスキングされない部分に、もう一方のドーピング材料を含む化合物を塗布して加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、
凹所形成工程で形成した凹所の底部において、一部が露出した状態となるようにマスキングによるパターニングを施した後、半導体基板のドーピング領域が形成された面全体に、もう一方のドーピング材料を含むドーピングペーストを塗布して加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項５】
凹所の底部へのマスキングによるパターニングは、
エッチングペーストを用いて行われることを特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
凹所の底部へのマスキンクによるパターニングは、
レーザ光の照射により行われることを特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
凹所の底部へのマスキングによるパターニングは、
マスキングペーストを用いて行われることを特徴とする請求項３または４に記載の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、太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種産業分野においてエネルギー源として汎用される石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料は炭素含有率が非常に高く、化石燃料を燃焼させてエネルギーを得る際に発生する二酸化炭素が地球温暖化の主因になっていることは周知の事実である。その一方で、現在から数十年後には化石燃料が枯渇するとの予測もなされており、化石燃料の代替となるエネルギー源の開発が急務となっている。化石燃料の代替エネルギー源としては種々提案されているけれども、その中でも、太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換することができる太陽電池は、処理すべき廃棄物などを殆ど排出しないことも相俟って、環境保全型の次世代エネルギー源として注目を集め、太陽光エネルギーの電気エネルギーへの変換効率の向上ひいては発電量のさらなる増大、製造コストの低減化などを目指して、多くの産業分野で研究が進められている。
【０００３】
太陽電池としては、発電量が相対的に多く、長期的な作動信頼性にも優れることから、単結晶、多結晶または非晶質シリコンからなるシリコン基板上に第１導電型の第１ドーピング領域、第２導電型の第２ドーピング領域、電極などを形成したシリコン太陽電池が主流になっている。特に、シリコン基板の受光面とは反対側の面に電極を形成した裏面電極型太陽電池は、シリコン太陽電池の中でも発電量が多く、電極形成が片面のみで済むので製造が比較的容易であり、意匠性にも優れるといった利点を有する。
【０００４】
図７は、従来技術における裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である（たとえば、特許文献１参照）。図７に示す裏面電極型太陽電池の製造方法は、工程（ａ）〜（ｋ）を含む。図７Ａに工程（ａ）〜（ｅ）を示し、図７Ｂに工程（ｆ）〜（ｊ）を示し、図７Ｃに工程（ｋ）を示す。工程（ａ）ではシリコン基板１を用意する。工程（ｂ）では、シリコン基板１を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、シリコン基板１の厚み方向の両面に、凹凸を有するランダムテクスチャ面を形成する。工程（ｃ）では、シリコン基板１を洗浄した後、リンの熱拡散を行うことにより、シリコン基板１の厚み方向の両面に第１導電型の第１ドーピング領域に相当するｎ型層２を形成する。なお、工程（ｃ）以降においては図面を簡略化するため、シリコン基板１におけるランダムテクスチャ面の凹凸の図示を省略する。工程（ｄ）では、ＡＰ−ＣＶＤ法などによって、シリコン基板１の厚み方向の両面に形成されたｎ型層２の上層としてシリコン酸化膜３を形成する。工程（ｅ）では、一方のシリコン酸化膜３の一部をフォトリソグラフィー技術により取り除き、その底部にｎ型層２の上面が露出する凹所である拡散窓４を形成する。工程（ｆ）では、シリコン基板１を水酸化ナトリウムの４０重量％水溶液に浸漬し、拡散窓４底部のｎ型層２をエッチングにより除去し、シリコン基板１を構成するシリコン結晶を露出させる。工程（ｇ）では、拡散窓４底部のシリコン結晶露出部分にボロンを拡散させて第２導電型の第２ドーピング領域に相当するｐ型層５を形成する。工程（ｈ）では、シリコン基板１をフッ酸水溶液に浸漬し、シリコン基板１の厚み方向の両面に存在するシリコン酸化膜３を除去する。工程（ｉ）では、シリコン基板１の厚み方向の両面に、プラズマＣＶＤ法などにより反射防止膜を兼ねたパッシベーション膜であるシリコン窒化膜６を形成する。工程（ｊ）では、ｎ型層２およびｐ型層３が形成された面側のシリコン窒化膜６を、フォトリソグラフィー技術により部分的に除去し、その底部にｎ型層２またはｐ型層３の上面が露出する凹所であるコンタクト用窓７，８を形成する。工程（ｋ）では、蒸着法によりコンタクト用窓７，８に電極９，１０を形成し、裏面電極型太陽電池１１が得られる。
【０００５】
こうして得られる従来の裏面電極型太陽電池は、シリコン基板の一方の面に凸部と凹所とが交互に形成され、凸部全体すなわち凸部の下端面から頂部までの全てが第１導電型の第１ドーピング領域であり、かつ凹所がその上端面まで第２導電型の第２ドーピング領域で埋められ、シリコン基板の厚み方向において、第１導電型の第１ドーピング領域の下端面と第２導電型の第２ドーピング領域の上端面とが線状に接触するように構成される。このように２つの導電型の異なるドーピング領域が部分的にでも接触すると、２つのドーピング領域の間にリーク電流が発生し、変換効率を低下させる原因になる。また、従来の裏面電極型太陽電池の製造にはフォトリソグラフィー技術が必須である。フォトリソグラフィー技術は工業的な大量生産に対応でき、パターン形成精度が高いという長所を有する反面、前処理工程、フォトレジスト塗布工程、フォトマスクを用いる露光工程、現像工程、エッチング工程、フォトレジスト除去工程といった多段階の工程を経るので製造に長い時間を要し、各工程における操作が複雑で廃棄物が多く、コストが高く生産性が低いという欠点を有する。したがって、裏面電極型太陽電池の生産性を向上させ、太陽電池の最も重要な解決課題の１つである低コスト化を実現するためには、フォトリソグラフィーと同等のパターン形成精度を有し、フォトリソグラフィーよりも工程数が少なく、操作が簡易な方法により太陽電池を製造することが求められる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６７６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、半導体基板の一方の面に、第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが接触しないように形成され、リーク電流の発生による変換効率の低下がほとんど起こらない太陽電池および該太陽電池を生産性良くかつ低コストで製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、半導体基板の凸部と凹所とを有する面に第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが形成された太陽電池であって、
凹所の底部である底面を水平方向に延長した下端面から外方に向けて突出する凸部の頂部全面に、第１導電型の第１ドーピング領域および第２導電型の第２ドーピング領域のいずれか一方のドーピング領域が形成され、
凹所の底部の少なくとも一部に、凸部の下端面と頂部との間に非ドーピング領域が存在するように、もう一方のドーピング領域が形成され、
半導体基板の厚み方向において、第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸が形成されることを特徴とする太陽電池である。
【０００９】
また本発明は、請求項１記載の太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、
凹所形成工程で形成した凹所の底部の少なくとも一部に、もう一方のドーピング材料を含むドーピングペーストを印刷し、加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１１】
また本発明は、請求項１記載の太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、
凹所形成工程で形成した凹所の底部において、一部が露出した状態となるようにマスキングによるパターニングを施した後、該凹所の底部のマスキングされない部分に、もう一方のドーピング材料を含む化合物を塗布して加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
また本発明は、請求項１記載の太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法であって、
半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、
凹所形成工程で形成した凹所の底部において、一部が露出した状態となるようにマスキングによるパターニングを施した後、半導体基板のドーピング領域が形成された面全体に、もう一方のドーピング材料を含むドーピングペーストを塗布して加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、
半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１２】
さらに本発明の太陽電池の製造方法は、
凹所の底部へのマスキングによるパターニングが、エッチングペーストを用いて行われることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の太陽電池の製造方法は、
凹所の底部へのマスキンクによるパターニングが、レーザ光の照射により行われることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の太陽電池の製造方法は、
凹所の底部へのマスキングによるパターニングが、マスキングペーストを用いて行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半導体基板の凸部と凹所とを有する面において、凹所の底部である底面を水平方向に延長した下端面から外方に向けて突出する凸部の頂部全面に、第１導電型の第１ドーピング領域および第２導電型の第２ドーピング領域のいずれか一方のドーピング領域が形成され、凹所の底部の少なくとも一部に、凸部の下端面と頂部との間に非ドーピング領域が存在するように、もう一方のドーピング領域が形成された太陽電池が提供される。本発明の太陽電池は、一方のドーピング層が凸部の頂部全面に形成されるという構造的特徴を有する。凸部は頂部のみからなるものではなく、凸部の下端面から頂部に至るまでの間に中間部を必ず有する。本発明の太陽電池は、凸部の全てがドーピング領域になるわけではなく、凸部の頂部と下端面との間に、ドーピング領域にならない部分が必ず存在する。言い換えれば、凸部のうち、ドーピング領域になる部分が頂部である。また、凹所の底部の少なくとも１部には、該底部からシリコン基板の厚み方向の内方に向けてもう一方のドーピング領域が形成され、凹所底部と凸部下端面とは水平方向の高さがほぼ同じになるように形成される。このため、一方のドーピング領域と、他方のドーピング領域が接触することなく存在する接合分離が実現される。したがって、本発明の太陽電池は、２つの異なるドーピング領域が接触することなく存在する構造を有するので、リーク電流の発生が非常に少なく、太陽光エネルギーの電気エネルギーへの変換効率が高い。また、半導体基板の厚み方向において、第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが形成された面とは反対側の面である受光面には、微細な凹凸が形成される。
【００１６】
本発明によれば、半導体基板の少なくとも一方の面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、凹所底部の少なくとも一部に、もう一方のドーピング材料を含むドーピングペーストを印刷し、加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法が提供される。
【００１７】
本発明の製造方法における最大の特徴は、凹所形成工程（すなわち拡散窓層形成工程）において、従来技術のように１回目のドーピング領域形成工程で形成されるドーピング領域のみを部分的に除去するのではなく、このドーピング領域を貫通してさらに半導体基板の非ドーピング領域が露出するように凹所を形成する点にある。このような構成を採ることによって、フォトリソグラフィー技術を利用してパターニングを行う必要がなくなり、他の簡易な方法での代替が可能になる。したがって、本発明の製造方法によれば、従来の太陽電池の製造方法よりも製造工程数の減少、製造時間の短縮化、操作の簡略化、廃棄物の低減化などを図ることができ、低コストで生産性良く太陽電池を製造できる。本発明の製造方法は、太陽電池の工業的規模での生産に非常に好適である。
【００１８】
また本発明によれば、半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、凹所形成工程で形成した凹所の底部において、一部が露出した状態となるようにマスキングによるパターニングを施した後、該凹所の底部のマスキングされない部分に、もう一方のドーピング材料を含む化合物を塗布して加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法が提供される。
また本発明によれば、半導体基板の少なくとも一面に第１導電型の第１ドーピング材料および第２導電型の第２ドーピング材料のいずれか一方のドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成する１回目のドーピング領域形成工程と、半導体基板のドーピング領域が形成された面に、該ドーピング領域を厚み方向に貫通して底部が半導体基板のドーピングされない領域に達するように凹所を形成する凹所形成工程と、凹所形成工程で形成した凹所の底部において、一部が露出した状態となるようにマスキングによるパターニングを施した後、半導体基板のドーピング領域が形成された面全体に、もう一方のドーピング材料を含むドーピングペーストを塗布して加熱することで、もう一方のドーピング材料を拡散させてもう一方のドーピング領域を形成する２回目のドーピング領域形成工程と、半導体基板のドーピング領域が形成された面とは反対側の面である受光面に、微細な凹凸を形成する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法が提供される。
本発明の製造方法における特徴は、凹所形成工程（すなわち拡散窓層形成工程）において、従来技術のように１回目のドーピング領域形成工程で形成されるドーピング領域のみを部分的に除去するのではなく、このドーピング領域を貫通してさらに半導体基板の非ドーピング領域が露出するように凹所を形成する点にある。このような構成を採ることによって、フォトリソグラフィー技術を利用してパターニングを行う必要がなくなり、他の簡易な方法での代替が可能になる。したがって、本発明の製造方法によれば、従来の太陽電池の製造方法よりも製造工程数の減少、製造時間の短縮化、操作の簡略化、廃棄物の低減化などを図ることができ、低コストで生産性良く太陽電池を製造できる。本発明の製造方法は、太陽電池の工業的規模での生産に非常に好適である。
また、本発明の太陽電池の製造方法に際し、２回目のドーピング領域形成工程におけるドーピング材料の拡散を、凹所底部にマスキングによるパターニングを施した後に行うことによって、フォトリソグラフィー技術を用いることなく半導体基板を構成する結晶質または非晶質材料を露出させ、その露出部分にドーピング材料を拡散させてドーピング領域を形成できる。
【００１９】
本発明によれば、凹所底部へのマスキングによるパターニングを施す際の、フォトリソグラフィー代替技術として、たとえば、ドーピングペーストを印刷する方法、エッチングペーストを用いる方法、レーザ光を照射する方法、マスキングペーストを用いる方法などを利用する。これらの方法は、フォトリソグラフィー技術に比べて、工程数が少なく、操作も簡易であり、処理時間も短いといった太陽電池の生産性向上に寄与する長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の実施の第１形態である太陽電池３５の構成を概略的に示す断面図である。
【００２１】
太陽電池３５は、厚み方向の一方の面２０ａに凸部２９と凹所２６とを有しかつ他方の面である受光面２０ｂが粗面化された半導体基板２０と、第１導電型の第１ドーピング領域（以後「ｐ型層」と称す）２２と、第２導電型の第２ドーピング領域（以後「ｎ型層」と称す）２８と、シリコン窒化膜３２ａ，３２ｂと、電極３４ａ，３４ｂとを含んで構成される。
【００２２】
ここで、凸部２９とは、凹所２６の底部である底面２６ａを水平方向に延長した下端面２９ａから外方に向けて突出する部分である。したがって、半導体基板２０の面２０ａの凸部２９と凹所２６とは、凸部２９の下端面２９ａと凹所２６の底面２６ａとがほぼ同じ高さになるように形成される。
【００２３】
凸部２９の頂部にはｐ型層２２が形成され、凸部２９におけるｐ型層２２と下端面２９ａとの間には、非ドーピング領域が存在する。一方、凹所２６の底部である底面２６ａの一部分には、半導体基板２０の厚み方向において、底面２６ａから半導体基板２０の中心に向う方向にｎ型層２８が形成される。ｎ型層２８の周囲には非ドーピング領域が存在する。結果的に、ｐ型層２２とｎ型層２８とは、半導体基板２０の厚み方向において、段差のある位置に形成され、さらに半導体基板２０中におけるｐ型層２２とｎ型層２８との間には非ドーピング領域が存在することになる。このため、ｐ型層２２とｎ型層２８とは部分的にでも接触することなく存在する。このように構成することによって、リーク電流の発生が著しく減少し、変換効率の低下を防止することができる。
【００２４】
本実施の形態では、凸部２９の頂部上面２９ｂおよび凹所２６の底面２６ａは水平方向においてほぼ平らに形成されるけれども、それに限定されず、種々の形状を採ることができる。要は、後述する本発明の太陽電池の製造方法により、凸部２９の頂部上面２９ｂおよび凹所２６の底面２６ａの形状に関係なく、ｐ型層２２とｎ型層２８とが接触しない状態に形成されるので、本発明の目的が達成される。
【００２５】
シリコン窒化膜３２ａ，３２ｂは、半導体基板２０の一方の面２０ａおよび他方の受光面２０ｂの表面を覆うように形成される。本実施の形態では、前述のようにシリコン窒化膜が用いられるけれども、それに限定されず、たとえば、シリコン酸化膜、チタン酸化膜なども使用できる。
【００２６】
電極３４ａは、シリコン窒化膜３２ａを貫通し、半導体基板２０の厚み方向の一端が半導体基板２０から外方に向けて露出し、他端がｐ型層２２に接するように設けられる。
【００２７】
電極３４ｂは、シリコン窒化膜３２ａを貫通し、半導体基板２０の厚み方向の一端が半導体基板２０から外方に向けて露出し、他端がｎ型層２８に接するように設けられる。
【００２８】
本発明の太陽電池３５によれば、前述した特定の構造によって、ｐ型層２２とｎ型層２８とが互いに接触することなく存在するので、リーク電流の発生に伴う変換効率の低下を防止することができ、変換効率が長期間にわたってほとんど低下することがなく、しかも製造の際にフォトリソグラフィー技術を用いる必要がなくなり、製造コストの低下を図りつつ効率良く製造を実施できる。
【００２９】
図２は、本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第１態様を概略的に示す断面工程図である。
【００３０】
図２に示す本発明の太陽電池の製造方法は、工程（ａ１）〜（ｒ１）を含み、工程（ａ１）が一般的な前処理工程、工程（ｂ１）〜（ｄ１）が１回目のドーピング領域形成工程、工程（ｅ１）〜（ｈ１）が凹所形成工程、工程（ｉ１）〜（ｋ１）が２回目のドーピング領域形成工程、工程（ｌ１）〜（ｒ１）が一般的な電極形成工程である。
【００３１】
なお、図２Ａに工程（ａ１）〜（ｆ１）、図２Ｂに工程（ｇ１）〜（ｌ１）および図２Ｃに工程（ｍ１）〜（ｒ１）を示す。
【００３２】
工程（ａ１）では、半導体基板２０を準備する。半導体基板２０の材質は特に制限されないけれども、たとえば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。これらの中でも、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどが好ましい。なお、半導体基板２０は、切り出しの際に受ける力によって表面にダメージ層が形成される場合があるので、必要に応じて酸溶液またはアルカリ溶液によってエッチングを施す。ここで用いる酸溶液およびアルカリ溶液は、この分野で常用されるものの中から選択される。
【００３３】
工程（ｂ１）では、半導体基板２０の厚み方向における一方の面２０ａに、ｐ型不純物を含むペースト材２１を塗布する。ｐ型不純物としては、たとえば、ボロン、アルミニウム、ガリウムなどの周期律表第１３族元素が挙げられる。本実施の形態ではボロンを使用する。ｐ型不純物を含むペースト材２１の塗布にはこの分野での常用手段を採用でき、たとえば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などが挙げられる。
【００３４】
工程（ｃ１）では、一方の面にｐ型不純物を含むペースト材２１を塗布された半導体基板２１を、１００〜２００℃に加熱してペースト材２１中に含まれる有機溶媒成分を蒸発させた後、さらに９００〜１０００℃に加熱してペースト材２１中のｐ型不純物を半導体基板２０中に拡散させ、ｐ型層２２を形成する。
【００３５】
なお、ｐ型層２２の形成は、工程（ｂ１）および（ｃ１）に示す方法に限定されず、塗布拡散法、ガス拡散法などによっても実施できる。塗布拡散法によれば、たとえば、ｐ型不純物を含む塗布拡散剤をスピンコート、ミスト噴霧などによって半導体基板２０の一方の面に塗布した後、１００〜２００℃程度に加熱して塗布拡散剤中の有機溶媒成分を蒸発させ、次いで７００〜１０００℃程度で熱処理してｐ型不純物を半導体基板２０中に拡散させることによって、ｐ型層２２が形成される。またガス拡散法によれば、たとえば、炉内温度９００〜１０００℃の拡散炉内に半導体基板２０を載置し、該炉内に、ＢＢｒ３溶液などのｐ型不純物含有化合物の溶液中にバブリングしたキャリアガスを導入することによって、キャリアガスに含まれるｐ型不純物が半導体基板２０中に拡散し、ｐ型層２２が形成される。ガス拡散法によりｐ型層２２を形成する場合、半導体基板２０の厚み方向の両面にｐ型層２２が形成される。これを防止するためには、ｐ型不純物の拡散を行う前に、半導体基板２０の片面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの保護膜（拡散バリア）を予め形成すればよい。また、両面にｐ型層２２を形成した後に、一方の面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの保護膜を形成しておき、保護されていない面のｐ型層２２をエッチングにより除去してもよい。エッチングには、たとえば、この分野で常用される酸溶液およびアルカリ溶液を使用できる。
工程（ｄ１）では、ペースト材２１の残渣を洗浄により除去する。
【００３６】
工程（ｅ１）では、ｐ型層２２の表面にシリコン窒化膜２３を形成する。シリコン窒化膜２３の形成にはこの分野における常用手段を利用でき、たとえば、Ｐ−ＣＶＤ法（プラズマ化学気相成長法）などが挙げられる。
【００３７】
工程（ｆ１）では、シリコン窒化膜２３の表面に、エッチングペースト２４を所望の形状パターンで塗布する。エッチングペースト２４はシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜用のエッチャントであり、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの表面にエッチングペースト２４を印刷して加熱処理することによって、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などにパターニングを施すことができる。
【００３８】
エッチングペースト２４の具体例としては、たとえば、フッ素化合物を含み、さらに必要に応じて酸、溶媒などを含むエッチングペーストを好ましく使用できる。
【００３９】
フッ素化合物としては、たとえば、アンモニウムフルオライド、アンモニウム微フルオライド、アルカリ金属フルオライド、アルカリ金属ビフルオライド、アンチモンフルオライド、カルシウムビフルオライド、アルキル化アンモニウムテトラフルオロボレート、アルキル化カリウムテトラフルオロボレートなどが挙げられる。フッ素化合物は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。フッ素化合物のエッチングペーストにおける含有割合は特に制限はないけれども、好ましくはエッチングペースト全量の２〜２０重量％、さらに好ましくは５〜１５重量％である。
【００４０】
酸としては、たとえば、塩酸、リン酸、硫酸、硝酸などの無機酸、ギ酸、酢酸、乳酸、シュウ酸などの有機酸が挙げられる。酸は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。酸のエッチングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはエッチングペースト全量の８０重量％を超えない範囲から適宜選択すれば良い。
【００４１】
溶媒としては、たとえば、水、グリセロール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−エチル−１−ヘキセノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びジプロピレングリコールなどの一価または多価アルコール類、エチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類、［２，２−ブトキシ（エトキシ）］エチルアセテートなどのエステル類、プロピレンカーボネートなどの炭酸エステル類、アセトフェノン、メチル−２−ヘキサノン、２−オクタノン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、１−メチル−２−ピロリドンなどのケトン類が挙げられる。溶媒は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。溶媒のエッチングペ−ストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはエッチングペースト全量の１０〜９０重量％、さらに好ましくは１５〜８５重量％である。
【００４２】
このエッチングペーストは、フッ素化合物、酸および溶媒以外にも、たとえば、ヒドロキシエチルセルロース（特にナトリウムカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース）、アニオン性ヘテロポリサッカライド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどの増粘剤を含むことができる。さらにこのエッチングペーストは、消泡剤、チキソトロピー剤、流動調節剤、脱気剤、接着促進剤などを含むことができる。増粘剤、消泡剤、チキソトロピー剤、流動調節剤、脱気剤、接着促進剤などの添加剤のエッチングペーストにおける含有割合は特に制限されず、このエッチングペーストの特性を損なわない範囲で適宜選択できる。
【００４３】
なお、このエッチングペーストは、たとえば、特表２００３−５３１８０７号公報に記載される。このエッチングペーストによるエッチングは、たとえば、エッチングペーストをスクリーン印刷、シルクスクリーン印刷、パッド印刷、スタンプ印刷、インクジェット印刷法などによりエッチング対象物に塗布し、加熱することによって行われる。加熱温度は、エッチング対象物の組成、エッチング量などに応じて適宜選択できる。エッチング後の残渣は、水洗などにより除去できる。
【００４４】
エッチングペースト２４の塗布は、たとえば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などにより行われる。
【００４５】
工程（ｇ１）では、エッチングペースト２４が印刷された部分の下層のシリコン窒化膜２３を除去し、さらに残渣を水洗によって除去し、ｐ型層２２の上面２２ａが底面として露出する（底面に半導体基板２０を構成する材料が露出する）エッチング窓層２５を形成する。
【００４６】
工程（ｈ１）では、エッチング窓層２５の底面２２ａをさらにエッチングし、ｐ型層２２を厚み方向に貫通して底面２６ａが半導体基板２０のドーピングされない領域に達するように凹所２６を形成する。凹所２６の底面２６ａは水平方向にほぼ平らに形成され、半導体基板２０を構成する材料であってドーピングされていない材料が露出する。エッチングには、たとえば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ、混酸などを含む溶液が用いられる。エッチング終了後、たとえば、水洗などによって残渣、エッチング液などが除去される。このように、ｐ型層２２を貫通してさらに半導体基板２０の非ドーパント領域にまで達するエッチングを行うことによって、フォトリソグラフィー技術を利用することなくドーパント領域を形成できる。
【００４７】
工程（ｊ１）では、凹所２６の底面２６ａの一部に、Ｎ型不純物を含むドーピングペースト２７を印刷する。ドーピングペーストとはスクリーン印刷法などにより被塗布物に塗布することができるドーパント源であり、半導体基板上にドーピングペーストを印刷し、加熱することによってドーパントが半導体基板中に拡散し、ｎ型層またはｐ型層を形成できる。
【００４８】
ドーピングペースト２７の具体例としては、たとえば、ドーパント源化合物、シラン化合物、溶媒、増粘剤などを含むドーピングペーストが挙げられる。
【００４９】
ドーパント源化合物としては、たとえば、ホウ素塩、酸化ホウ素、ホウ酸、有機ホウ素化合物、ホウ素−アルミニウム化合物、リン塩、リン酸塩、酸化リン、五酸化リン、リン酸、有機リン化合物、有機アルミニウム化合物、アルミニウム塩などが挙げられる。ドーパント源化合物は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。ドーパント源化合物のドーピングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはドーピングペースト全量の１０重量％までの範囲で適宜選択される。
【００５０】
シラン化合物としては、たとえば、一般式
Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎ
（式中Ｒ１はメチル基、エチル基またはフェニル基を示す。Ｒ２はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖状のアルキル基を示す。ｎは０〜４の整数を示す。）で表されるシラン化合物が挙げられる。シラン化合物の具体例としては、たとえば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、それらの塩（テトラエチルオルトケイ酸塩）などが挙げられる。シラン化合物は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。シラン化合物のドーピングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはドーピングペースト全量の０．１〜５重量％である。
【００５１】
溶媒としては、たとえば、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオールなどの多価アルコール類、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランメチラールなどのエーテル類、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、Ｎ−メチルピロリドンなどが挙げられる。溶媒は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。溶媒のドーピングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはドーピングペースト全量の５０〜８０重量％である。
【００５２】
増粘剤としては、たとえば、ヒマシ油、ベントナイト、ニトロセルロース、エチルセルロースなどのセルロース化合物、ポリビニルピロリドン、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、非晶質ケイ酸、ポリビニルブチラール、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ポリアミド樹脂、有機ヒマシ油誘導体、ジアミド・ワックス、膨潤ポリアクリル酸塩、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどが挙げられる。増粘剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。増粘剤のドーピングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはドーピングペースト全量の１〜２０重量％である。
【００５３】
さらにこのドーピングペーストは、たとえば、酸、消泡剤、接着調整剤、湿潤剤、レベリング剤、シキソトロピー剤などを含むことができる。このドーピングペーストは、たとえば、スクリーン印刷法、ローラ印刷法、パッド印刷法、ステンシル印刷などによって被塗布物に塗布することができ、塗布の後、２００〜１０００℃、好ましくは７００〜１０００℃付近に加熱することによって、被塗布物にドーパントを拡散させることができる。このようなドーピングペーストは、たとえば、特表２００２−５３９６１５号公報に記載される。
【００５４】
工程（ｊ１）では、凹所２６の底面２６ａの一部分にドーピングペースト２７を塗布した半導体基板２０を、まず１００〜２００℃に加熱してドーピングペースト２７中の溶媒成分を蒸発させ、次いで７００〜１０００℃で熱処理して半導体基板２０中にｎ型不純物を拡散させ、ｎ型層２８を形成する。
【００５５】
工程（ｋ１）では、半導体基板２０をフッ酸などに浸漬してシリコン窒化膜２３、ドーピングペースト２７の残渣などを除去し、さらに水洗する。こうして、半導体基板２０の一方の面に凸部２９と凹所２６とが形成され、凸部２９の頂部にはｐ型層２２が形成され、凹所２６の底部である底面２６ａの一部分には半導体基板２０の厚み方向において半導体基板２０の面から中心に向う方向にｎ型層２８が形成される。凸部２９の下端面２９ａと凹所２６の底面２６ａとは、水平方向においてほぼ同じ高さになるけれども、ｐ型層２２は凸部２９の頂部のみに形成され、凸部２９におけるｐ型層２２と下端面２９ａとの間には非ドーパント領域が存在することおよびｎ型層２８が凹所２６の底面２６ａの一部分のみに形成されてｎ型層２８の周囲には非ドーピング領域が存在することから、ｐ型層２２とｎ型層２８とは部分的にでも接触することなく存在する。このように構成することによって、リーク電流の発生が著しく減少し、変換効率の低下を防止することができる。本実施の形態では、凸部２９の頂部上面２９ｂおよび凹所２６の底面２６ａは水平方向においてほぼ平らに形成されるけれども、それに限定されず、種々の形状を採ることができる。要は、工程（ｈ１）でｐ型層２２を厚み方向に貫通して非ドーパント領域に達する凹所２６が形成されるので、凸部２９の頂部上面２９ｂおよび凹所２６の底面２６ａの形状に関係なく、ｐ型層２２とｎ型層２８とが接触しない状態に形成され、本発明の目的が達成される。
【００５６】
工程（ｌ１）では、半導体基板２０のｐ型層２２およびｎ型層２８を形成した面２０ａの上層に、Ｐ−ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜３０を形成し、面２０ａを保護する。なお、ここでの面２０ａは、凸部２９の頂部上面２９ｂと、凸部２９の鉛直方向側面と、凹部２６の底面２６ａとを含んで構成される。
【００５７】
工程（ｍ１）では、半導体基板２０の厚み方向において面２０ａの反対側は受光面２０ｂであり、この受光面２０ｂに異方性エッチングを施し、微細な凹凸を付与してテクスチャ面３１とする。半導体基板２０がシリコン基板である場合は、シリコン結晶方位に沿って異方性エッチングが進行する。そして半導体基板２０が単結晶シリコン基板である場合は、受光面２０ｂに、凸部分が（１１１）面によるピラミッド形状である微細な凹凸が付与される。異方性エッチングは、たとえば、受光面２０ｂを、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリとイソプロピルアルコールとを含む高温水溶液に浸漬することにより行われる。
【００５８】
工程（ｎ１）では、面２０ａを保護するために形成されたシリコン窒化膜３０を除去する。シリコン窒化膜３０の除去は、たとえば、フッ酸などの酸に浸漬することによって行われる。
【００５９】
工程（ｏ１）では、半導体基板２０の厚み方向の両面２０ａ，３１の上層に、Ｐ−ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜３２ａ，３２ｂを形成する。
【００６０】
工程（ｐ１）では、半導体基板２０の面２０ａの上層に形成されたシリコン窒化膜３２ａに、エッチングペースト２４を用いてパターニングを行う。
【００６１】
工程（ｑ１）では、加熱を行ってエッチングペースト２４を塗布した部分のシリコン窒化膜３２ａを除去して、底面にｐ型層２２またはｎ型層２８が露出する電極形成用窓層３３ａ，３３ｂを形成し、洗浄を行ってエッチングペースト２４、シリコン窒化膜３２ａなどの残渣を除去する。
【００６２】
工程（ｒ１）では、電極形成用窓層３３ａ，３３ｂに電極３４ａ，３４ｂを形成する。電極３４ａ，３４ｂは、たとえば、銀などの電極材料金属を含む電極形成用ペーストをスクリーン印刷法などによって電極形成用窓層３３ａ，３３ｂに塗布して加熱する方法、高真空中で電子ビーム加熱を行って電極材料金属を蒸着させる蒸着法などにより形成できる。蒸着法によれば、電極３４ａ，３４ｂが同時に形成される。さらに必要に応じて、電極形成後に４００〜５００℃程度に加熱する熱処理を行うことにより、電極３４ａ，３４ｂと半導体基板２０との界面において、良好なオーム性接触が得られる。こうして、本発明の太陽電池３５が得られる。
【００６３】
本実施の形態では、第１導電型の第１ドーピング領域がｎ型層２２、および第２導電型の第２ドーピング領域がｐ型層２８として構成されるけれども、それに限定されず、第１導電型の第１ドーピング領域をｐ型層および第２導電型の第２ドーピング領域をｎ型層として構成することもできる。
【００６４】
図２に示す本発明の太陽電池の製造方法によれば、フォトリソグラフィー技術を用いることなく、それよりも簡易な方法で、半導体基板の一方の面に、第１導電型の第１ドーピング領域と第２導電型の第２ドーピング領域とが互いに接触しないように形成され、リーク電流の発生による変換効率の低下がほとんどない太陽電池を、従来法よりも低コストで製造できる。
【００６５】
図３は、本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第２態様を概略的に示す断面工程図である。
【００６６】
図３に示す本発明の太陽電池の製造方法は、工程（ａ２）〜（ｒ２）を含み、工程（ａ２）が一般的な前処理工程、工程（ｂ２）〜（ｄ２）が１回目のドーピング領域形成工程、工程（ｅ２）〜（ｈ２）が凹所形成工程、工程（ｉ２）〜（ｋ２）が２回目のドーピング領域形成工程、工程（ｌ２）〜（ｒ２）が一般的な電極形成工程である。
【００６７】
図３Ａに工程（ａ２）〜（ｆ２）、図３Ｂに工程（ｈ２）〜（ｍ２）および図３Ｃに工程（ｎ２）〜（ｒ２）を示す。なお、図３に示す本発明の太陽電池の製造方法は、図２に示す本発明の太陽電池の製造方法に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
工程（ａ２）〜（ｅ２）は、それぞれ、工程（ａ１）〜（ｅ１）と同様に実施できる。
【００６８】
工程（ｆ２）では、レーザ光を用いてシリコン窒化膜２３をパターニングする。たとえば、半導体基板２０を図示しない短波長レーザ装置のＸ−Ｙステージに保持し、シリコン窒化膜２３側から、シリコン窒化膜２３を貫通するような出力でレーザ光を照射し、底面にｐ型層２２の上面２２ａが露出するエッチング窓層２５を形成する。短波長レーザ装置には、たとえば、ＹＡＧレーザ、ＸｅＣｌエキシマレーザなどを使用できる。またレーザ光は、短波長でかつ第２高周波以上のものが好ましい。エッチング窓層２５には、次の工程（ｈ２）で工程（ｈ１）と同様にしてエッチングが施され、凹所２６が形成される。
【００６９】
なお、図３に示す製造方法では、工程（ｇ１）に対応する工程はなく、工程（ｆ２）の次工程は、工程（ｈ２）である。
【００７０】
工程（ｉ２）〜（ｒ２）は、それぞれ、工程（ｉ１）〜（ｒ１）と同様に実施でき、これによって、本発明の太陽電池３５が製造される。
【００７１】
図４は、本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第３態様を概略的に示す断面工程図である。図４に示す本発明の太陽電池の製造方法は、工程（ａ３）〜（ｒ３）を含み、工程（ａ３）が一般的な前処理工程、工程（ｂ３）〜（ｄ３）が１回目のドーピング領域形成工程、工程（ｅ３）〜（ｈ３）が凹所形成工程、工程（ｉ３）〜（ｋ３）が２回目のドーピング領域形成工程、工程（ｌ３）〜（ｒ３）が一般的な電極形成工程である。
【００７２】
図４Ａに工程（ａ３）〜（ｆ３）、図４Ｂに工程（ｇ３）〜（ｌ３）および図４Ｃに工程（ｍ３）〜（ｒ３）を示す。なお、図４に示す本発明の太陽電池の製造方法は、図２に示す本発明の太陽電池の製造方法に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
工程（ａ３）〜（ｄ３）は、それぞれ、工程（ａ１）〜（ｄ１）と同様に実施できる。
【００７３】
工程（ｅ３）では、ｐ型層２２の表面に、ＡＰ−ＣＶＤ法（Atmospheric  Pressure  
Chemical  Vapor  Deposition、常圧化学気相成長法）によりシリコン酸化膜３６を形成する。
【００７４】
工程（ｆ３）〜（ｋ３）は工程（ｆ１）〜（ｋ１）においてシリコン窒化膜２３がシリコン酸化膜３６に変更されただけなので、それぞれ、工程（ｆ１）〜（ｋ１）と同様に実施できる。
【００７５】
工程（ｌ３）では、半導体基板２０のｐ型層２２およびｎ型層２８を形成した面２０ａの上層に、ＡＰ−ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜３７を形成し、面２０ａを保護する。
【００７６】
工程（ｍ３）〜（ｎ３）は工程（ｍ１）〜（ｎ１）においてシリコン窒化膜３０がシリコン酸化膜３７に変更されただけなので、それぞれ、工程（ｍ１）〜（ｎ１）と同様に実施できる。
【００７７】
工程（ｏ３）では、半導体基板２０の厚み方向の両面２０ａ，３１の上層に、ＡＰ−ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜３８ａ，３８ｂを形成する。
【００７８】
工程（ｐ３）〜（ｒ３）は工程（ｐ１）〜（ｒ１）においてシリコン窒化膜３２ａ，３２ｂがシリコン酸化膜３８ａ，３８ｂに変更されただけなので、それぞれ、工程（ｐ１）〜（ｒ１）と同様に実施できる。これによって、本発明の太陽電池３９が得られる。
【００７９】
図５は、本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第４態様を概略的に示す断面工程図である。図５に示す本発明の太陽電池の製造方法は、工程（ａ４）〜（ｒ４）を含み、工程（ａ４）が一般的な前処理工程、工程（ｂ４）〜（ｄ４）が１回目のドーピング領域形成工程、工程（ｅ４）〜（ｈ４）が凹所形成工程、工程（ｉ４）〜（ｋ４）が２回目のドーピング領域形成工程、工程（ｌ４）〜（ｒ４）が一般的な電極形成工程である。
【００８０】
図５Ａに工程（ａ４）〜（ｆ４）、図５Ｂに工程（ｇ４）〜（ｌ４）および図５Ｃに工程（ｍ４）〜（ｒ４）を示す。なお、図５に示す本発明の太陽電池の製造方法は、図２に示す本発明の太陽電池の製造方法に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
工程（ａ４）〜（ｈ４）は、それぞれ、工程（ａ１）〜（ｈ１）と同様に実施できる。
【００８１】
工程（ｉ４）では、工程（ｈ４）で凹所２６が形成された半導体基板２０をフッ酸に浸漬し、さらに水洗してエッチング残渣、シリコン窒化膜２３などを除去した後、半導体基板２０の凸部２９および凹所２６が形成された面２０ａを、マスキングペーストによりパターニングする。すなわち、マスキングペーストを所望形状のパターン（凹所２６の底面２６ａの一部を露出した状態で残すパターン）で面２０ａに塗布し加熱して、ドーパントの拡散を防止するためのマスク層４０を形成する。
【００８２】
マスキングペーストとは、半導体基板などの被塗布物の表面にスクリーン印刷法、インクジェット印刷法などによって印刷すなわち塗布可能なマスク剤である。マスキングペーストの具体例としては、たとえば、シラン化合物、溶媒、増粘剤などを含むマスキングペーストが挙げられる。
【００８３】
シラン化合物としては、たとえば、一般式
Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎ
（式中Ｒ１およびＲ２、ｎは上記に同じ。）で表されるシラン化合物が挙げられる。シラン化合物の具体例としては、たとえば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、それらの塩（テトラエチルオルトケイ酸塩）などが挙げられる。シラン化合物は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。シラン化合物のマスキングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはマスキングペースト全量の０．１〜５重量％である。
【００８４】
溶媒としては、たとえば、水、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオールなどの多価アルコール類、ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランメチラールなどのエーテル類、ジエチルアセタール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、Ｎ−メチルピロリドンなどが挙げられる。溶媒は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。溶媒のマスキングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはマスキングペースト全量の５０〜８０重量％である。
【００８５】
増粘剤としては、たとえば、ヒマシ油、ベントナイト、ニトロセルロース、エチルセルロースなどのセルロース化合物、ポリビニルピロリドン、デンプン、ゼラチン、アルギン酸、非晶質ケイ酸、ポリビニルブチラール、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ポリアミド樹脂、有機ヒマシ油誘導体、ジアミド・ワックス、膨潤ポリアクリル酸塩、ポリエーテル尿素−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリオールなどが挙げられる。増粘剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。増粘剤のマスキングペーストにおける含有割合は特に制限されないけれども、好ましくはマスキングペースト全量の１〜２０重量％である。
【００８６】
さらにこのマスキングペーストは、たとえば、酸、消泡剤、接着調整剤、湿潤剤、レベリング剤、シキソトロピー剤などを含むことができる。このドーピングペーストは、たとえば、スクリーン印刷法、ローラ印刷法、パッド印刷法、ステンシル印刷などによって被塗布物に塗布することができ、塗布の後、２００〜１０００℃、好ましくは７００〜１０００℃付近に加熱することによって、被塗布物にドーパントの拡散を防止するマスク層を形成することができる。このようなマスキングペーストは、たとえば、特表２００２−５３９６１５号公報に記載される。
【００８７】
工程（ｊ４）では、半導体基板２０の凸部２９および凹所２６が形成された面２０ａにおいて、マスク層４０が形成されない部分にｎ型不純物を含む化合物を塗布し、７００〜１０００℃の温度で熱処理することによって、ｎ型不純物を半導体基板２０中に拡散させ、ｎ型層２８を形成する。ｎ型不純物を含む化合物としては特に制限されず、この分野で常用されるものを使用できる。本実施の形態では、リンを含むＰＯＣｌ３が用いられる。
【００８８】
工程（ｋ４）〜（ｒ４）は、それぞれ、工程（ｋ１）〜（ｒ１）と同様に実施され、本発明の太陽電池３５が得られる。
【００８９】
図６は、本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第５態様を概略的に示す断面工程図である。図６に示す本発明の太陽電池の製造方法は、工程（ａ５）〜（ｒ５）を含み、工程（ａ５）が一般的な前処理工程、工程（ｂ５）〜（ｄ５）が１回目のドーピング領域形成工程、工程（ｅ５）〜（ｈ５）が凹所形成工程、工程（ｉ５−１）〜（ｋ５）が２回目のドーピング領域形成工程、工程（ｌ５）〜（ｒ５）が一般的な電極形成工程である。
【００９０】
図６Ａに工程（ａ５）〜（ｇ５）、図６Ｂに工程（ｈ５）〜（ｌ５）および図６Ｃに工程（ｍ５）〜（ｒ５）を示す。なお、図６に示す本発明の太陽電池の製造方法は、図５に示す本発明の太陽電池の製造方法に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
工程（ａ５）〜（ｈ５）は、それぞれ、工程（ａ４）〜（ｈ４）と同様に実施できる。
【００９１】
工程（ｉ５−１）では、工程（ｈ５）で凹所２６が形成された半導体基板２０を水洗してエッチング残渣などを除去した後、半導体基板２０の凸部２９および凹所２６が形成された面２０ａを、マスキングペーストによりパターニングする。すなわち、マスキングペーストを所望形状のパターン（凹所２６の底面２６ａの一部を露出した状態で残すパターン）で面２０ａに塗布し加熱して、ドーパントの拡散を防止するためのマスク層４０を形成する。マスキングペーストとしては、図５に示す本発明の太陽電池の製造方法において用いられるものと同様のものを使用できる。
【００９２】
工程（ｉ５−２）では、パターニングせずに、マスク層４０の表面および凹所２６の底面２６ａにおいてマスク層４０が形成されずに部分的に露出する非ドーパント領域表面に、リンなどのｎ型不純物を含むドーピングペースト２７を塗布し、１００〜２００℃程度に加熱してドーピングペースト２７中の溶媒成分を蒸発させ、さらに７００〜１０００℃程度の温度で熱処理してｎ型不純物を非ドーパント領域に拡散させ、ｎ型層２８を形成する。
【００９３】
工程（ｋ５）では、半導体基板２０をフッ酸などに浸漬してマスク層４０、ドーピングペースト２７の残渣などを除去し、さらに水洗する。こうして、半導体基板２０の一方の面に凸部２９と凹所２６とが形成され、凸部２９の頂部にはｐ型層２２が形成され、凹所２６の底部である底面２６ａの一部分には半導体基板２０の厚み方向において半導体基板２０の面から中心に向う方向にｎ型層２８が形成される。
【００９４】
工程（ｌ５）〜（ｒ５）は、それぞれ、工程（ｌ４）〜（ｒ４）と同様に実施でき、これによって本発明の太陽電池３５が得られる。
【００９５】
前述した本発明の実施形態においては、第１導電型の第１ドーパント領域を形成した後に第２導電型の第２ドーパント領域を形成するけれども、それに限定されず、第２導電型の第２ドーパント領域を形成した後に、第１導電型の第１ドーパント領域を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の第１形態である太陽電池の構造を概略的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第１態様を概略的に示す断面工程図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第１態様を概略的に示す断面工程図である。
【図２Ｃ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第１態様を概略的に示す断面工程図である。
【図３Ａ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第２態様を概略的に示す断面工程図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第２態様を概略的に示す断面工程図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第２態様を概略的に示す断面工程図である。
【図４Ａ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第３態様を概略的に示す断面工程図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第３態様を概略的に示す断面工程図である。
【図４Ｃ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第３態様を概略的に示す断面工程図である。
【図５Ａ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第４態様を概略的に示す断面工程図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第４態様を概略的に示す断面工程図である。
【図５Ｃ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第４態様を概略的に示す断面工程図である。
【図６Ａ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第５態様を概略的に示す断面工程図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第５態様を概略的に示す断面工程図である。
【図６Ｃ】本発明の実施の別形態である太陽電池の製造方法の第５態様を概略的に示す断面工程図である。
【図７Ａ】従来技術における裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７Ｂ】従来技術における裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７Ｃ】従来技術における裏面電極型太陽電池の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００９７】
２０  半導体基板
２１  ペースト材
２２  ｐ型層
２３，３０，３２ａ，３２ｂ  シリコン窒化膜
２４  エッチングペースト
２５  エッチング窓層
２６  凹所
２７  ドーピングペースト
２８  ｎ型層
２９  凸部
３３ａ，３３ｂ  電極形成用窓層
３４ａ，３４ｂ  電極
３５，３９  太陽電池
３６，３７，３８ａ，３８ｂ  シリコン酸化膜
４０  マスク層
【図１】
0005201789.tif 000002
【図２Ａ】
0005201789.tif 000003
【図２Ｂ】
0005201789.tif 000004
【図２Ｃ】
0005201789.tif 000005
【図３Ａ】
0005201789.tif 000006
【図３Ｂ】
0005201789.tif 000007
【図３Ｃ】
0005201789.tif 000008
【図４Ａ】
0005201789.tif 000009
【図４Ｂ】
0005201789.tif 000010
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
0005201789.tif 000012
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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