(57)【要約】【課題】互いに隣接するｐ型導電性領域とｎ型導電性領域の間の短絡の形成を阻止することができる太陽電池の製造方法。【解決手段】シリコン基板の少なくとも１つの面において、部分的に、マスキングペーストが施与され、次いで該マスキングペーストが乾燥され、そして結晶性シリコン基板の基板ドーパントの導電性のタイプと反対の導電性タイプを有するドーパントの拡散が行なわれ、引き続き行なわれる製造ステップの何れか１つのステップにおいて、複数の電極の少なくとも１つが、前記マスキングペーストによって、該複数の電極の該少なくとも１つの電極以外の電極から電気的に絶縁されるよう、複数の電極が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性シリコン製太陽電池の製造方法において、
シリコン基板の少なくとも１つの面において、部分的に、マスキングペーストが施与され、次いで該マスキングペーストが乾燥され、
前記結晶性シリコン基板の基板ドーパントの導電性タイプと反対の導電性タイプを有するドーパントの拡散が行なわれ、
引き続き行なわれる製造ステップの何れか１つのステップにおいて、複数の電極の少なくとも１つが、前記マスキングペーストによって、該複数の電極の該少なくとも１つの電極以外の電極から電気的に絶縁されるよう、複数の電極が形成されること
を特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記シリコン基板の両面において、部分的に、マスキングペーストが施与され、次いで該マスキングペーストが乾燥されること
を特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記マスキングペーストが施与された面のうちマスキングペーストが施与されていない面部分に、貫通孔が形成されること
を特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記貫通孔は、レーザによって形成されること
を特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記貫通孔は、機械的に形成されること
を特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項６】
前記マスキングペーストは、印刷技術（好ましくは、シルクスクリーン印刷又は輪転印刷）によって施与されること
を特徴とする請求項１〜５の一に記載の製造方法。
【請求項７】
前記マスキングペーストは、酸化物、好ましくは遷移金属の酸化物を含有すること
を特徴とする請求項１〜６の一に記載の製造方法。
【請求項８】
前記シリコン基板は、結晶性の層と非シリコン層とから構成されること
を特徴とする請求項１〜７の一に記載の製造方法。
【請求項９】
太陽電池の裏面における一の種類のドーパント導入領域は、前記マスキングペーストによって、他の種類のドーパント導入領域と接触する電極から分離されること
を特徴とする請求項１〜８の一に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶性シリコン製太陽電池の製造方法、並びに該方法により製造される結晶性シリコン製太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
本発明の基礎をなす問題は、従来の結晶性シリコン太陽電池の場合でも、新規な結晶性シリコン太陽電池の場合でも、ｐ型導電性ドープ層及びｎ型導電性ドープ層の（間の）電気的絶縁についてである。この問題は、本発明によって、単純で、エレガントで、かつ工業的製造においても費用がかからない態様によって解決される。
【０００３】
太陽電池のｐ型導電性層とｎ型導電性層とを電気的に分離（絶縁）するためには、短絡を阻止するための離隔的（アイソレーティングないし間隔形成的）分離（ｉｓｏｌｉｅｒｅｎｄｅ Ｔｒｅｎｎｕｎｇ）のみでは不充分である。太陽電池の効率を低下させないようにするためには、表面のｐ型領域とｎ型領域が互いに隣接する部位において再結合速度（Ｒｅｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｇｅｓｃｈｗｉｎｄｉｇｋｅｉｔ）が大き過ぎてはならない。
【０００４】
この両者は、本書において初めて紹介される方法によって解決されうる。
【０００５】
この短絡を阻止するために、従来の結晶性シリコン太陽電池では、ｐｎ接合部の絶縁（分離）は、プラズマエッチング、機械的分離加工、及びレーザ照射によって行なわれる。
【０００６】
ｐ型導電性領域とｎ型導電性領域が複雑に入り組んでいる一層複雑な幾何学的構造の太陽電池（例えば、ＥＷＴ太陽電池（非特許文献１参照）、ＰＯＷＥＲ太陽電池（非特許文献２、３、４参照））では、実験室レベルでのｐｎ接合部の絶縁（分離）は、以下のようにして行なわれる：
・　プラズマエッチング
・　（例えばウェハソー又はレーザによる）裏面エミッタの部分的除去
・　フォトリソグラフィ技術及び印刷技術並びに湿式（ウェット）化学処理ステップと組み合わせた、拡散障壁としての誘電体（絶縁）層（膜）の使用
・　蒸着被覆電極の同時的拡散
【０００７】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｍ． Ｇｅｅ， Ｗ．Ｋ． Ｓｃｈｕｂｅｒｔ， Ｐ．Ａ．Ｂａｓｏｒｅ； ”Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｗｒａｐ−Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ”； ２３ｒｄ ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏ． Ｓｐｅｃ． Ｃｏｎｆ．， １９９３， ｐ．２６５−７０
【非特許文献２】
Ｇ． Ｗｉｌｌｅｋｅ， Ｐ． Ｆａｔｈ； ”Ｔｈｅ ＰＯＷＥＲ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ ｃｏｎｃｅｐｔ”； １２ｔｈ ＥＣ ＰＶＳＥＣ， Ａｍｓｔｅｒｄａｍ， １９９４， ｖｏｌ．１ ｐ．７６６−６８
【非特許文献３】
Ｋ． Ｆａｉｋａ ｅｔ ａｌ； ”Ｎｏｖｅｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｅｄｇｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｂｙ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅａｒ ｃｏｎｔａｃｔ”； Ｐｒｏｃ． １６ｔｈ ＰＶＳＥＣ， Ｇｌａｓｇｏｗ， Ｍａｉ（５月） ２０００， ｉｎ Ｄｒｕｃｋ（印刷中）
【非特許文献４】
Ｋ． Ｆａｉｋａ ｅｔ ａｌ； ”Ｒｅｃｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ｂａｃｋ ｃｏｎｔａｃｔ ｃｅｌｌｓ”； １６ｔｈ ＰＶＳＥＣ， Ｇｌａｓｇｏｗ， ２０００， ｉｎ Ｄｒｕｃｋ（印刷中）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既知の方法には、以下に挙げるような欠点がある。
・　時間及び費用がかかる
・　表面が部分的に損傷することにより、再結合速度が増加し、そのため電池の効率が小さくなる。
【０００９】
ｐ型導電性領域とｎ型導電性領域とを分離（絶縁）するための追加の（複数の）処理ステップは、複雑な幾何学的構造を有する電池の場合にはとりわけ、工業レベルでの生産に際して大きな欠点がある。例えば裏面電極型太陽電池はモジュール回路化の際に多くの利点を有するにもかかわらずその工業的生産が成果をあげていないのは、これまでのところ、当該欠点から生じるコストがその原因の１つをなしている。
【００１０】
・　物理的欠点
１　機械的境界分離をする際に、オープンの、即ちパッシベーション化されないｐｎ接合部が生成する。
２　プラズマエッチングにより表面損傷が引き起こされる。この表面損傷は、該損傷に伴う再結合の増加により電池の品質に不利な影響を及ぼす。
３　シリコンウェハの裏面に対し部分的に機械的切削加工を行なうことにより、空間電荷（帯電）領域が、直接電池表面に生じる。表面に亘って形成されるノイズレベルにより、再結合が増加する（「ジャンクションエッジ効果：Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｅｄｇｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ」）。これはとりわけＶＯＣとＦＦにネガティブな影響を与える。
【００１１】
それゆえ、本発明の課題は、互いに隣接するｐ型導電性領域とｎ型導電性領域の間の短絡の形成を阻止することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題は、以下のようにして解決される。即ち、
シリコン基板の少なくとも１つの面において、部分的に、マスキングペースト（レジスト）（Ｍａｓｋｉｅｒｐａｓｔｅ）が施与され、次いで該マスキングペーストが乾燥され、そして結晶性シリコン基板の基板ドーパントの導電性タイプと反対の導電性タイプを有するドーパントの拡散が行なわれ、後続の製造ステップの何れか１つのステップにおいて、複数の電極の少なくとも１つが、前記マスキングペーストによって、該複数の電極の該少なくとも１つの電極以外の電極から電気的に絶縁されるよう、複数の電極が形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
概略して言えば、本発明の方法は、例えば裏面電極太陽電池、両面受光太陽電池及び高電圧太陽電池等の新規な太陽電池を簡単に製造するという本質的改善を提供するということができる。更に、薄いシリコンウェハを用いるコストがかからない将来の量産（工業）太陽電池の製造、及びその際に必要な部分的裏面電極形成に対し、本質的インパクトがあるであろう。更に、従来の量産（工業）太陽電池の現在の製造方法を簡単化することができる。
【００１４】
本発明には、以下のような利点がある。即ち、
・　処理操作の単純化→コストの軽減。
・　表面での再結合速度が小さいため（電池の）効率がよくなる。
【００１５】
マスキングペーストの使用により、従来の製造方法における以下の４つの処理ステップが、ただ１つの処理ステップに置き換えられる；
→　高度に平坦な誘電体（絶縁体）層（膜）の析着
→　エッチングマスク（レジスト）（Ａｅｔｚｂａｒｒｉｅｒｅ）の部分的施与
→　上記誘電体（絶縁体）層（膜）の部分的除去のための処理ステップ
→　上記エッチングマスク（レジスト）の除去
【００１６】
［非特許文献１］（上記ＥＷＴ太陽電池に関する文献）で提案された方法は、遥かにより多数のかつよりコストのかかる処理ステップを含む。また、［非特許文献２］（上記ＰＯＷＥＲ太陽電池に関する文献）に記載された方法は、構造が与えられた（ｓｔｒｕｋｔｕｒｉｅｒｔ）ウェハに対してのみ適合する。同時的拡散技術は、コストがかかる気相析着（ないし蒸着）技術によってのみ実現可能であり、その上、同時的拡散（処理）後は、更に高温処理を行なうことは最早不可能である。
【００１７】
【実施例】
本発明では、以下のような試験を行なった：
拡散バリア（阻止）ペースト（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｂａｒｒｉｅｒｅｎｐａｓｔｅ）を１０×１０ｃｍ２大の裏面電極型太陽電池に施与した。この太陽電池の効率は、１５．８％までにも達した（ＥＵ Ｊｏｉｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｉｎ Ｉｓｐｒａ， Ｉｔａｌｉｅｎが独自に確認した）。太陽電池の製造は、Ｃｚ−Ｓｉに対しても多結晶Ｓｉに対しても首尾良く試験することができた。
【００１８】
以下に、本発明の２つの実施例を詳細に説明する。
【００１９】
図１では、まず、エッチングステップ及び洗浄ステップ後、半導体基板、好ましくは結晶シリコン（１）上に、バリアペースト（Ｂａｒｒｉｅｒｅｎｐａｓｔｅ）（２）が施与される。次に、シリコン基板にｎ＋拡散を行なう。そして、ｎ電極（Ｋｏｎｔａｋｔ）及びｐ電極（４及び５）を形成する。図の太陽電池は、特に、エミッタ・ラップ・スルー（ＥＷＴ： Ｅｍｉｔｔｅｒ−Ｗｒａｐ−Ｔｈｒｏｕｇｈ）法により製造された電池が示されている、即ち、上面のｎ層が、（複数の）細孔を介して電池の裏面のｎ電極と結合している。
【００２０】
図２では、異種（ないし不純物含有）基板（非シリコン基板：Ｆｒｅｍｄｓｕｂｓｔｒａｔ）（３）上で成長形成された薄層セルは、その上面に、部分的にマスキングペースト（４）が施与され、次に、拡散が行なわれる。ｎ電極とｐ電極とがマスキングペーストによって互いに分離されるように、電極（６及び７）はセル上面に形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例。
【図２】
本発明の他の実施例。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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