(57)【要約】【課題】ヘテロ接合型太陽電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明のヘテロ接合型太陽電池は、半導体基板、第一緩衝層、第二緩衝層、第二ｎ型非晶質シリコン半導体層、第二ｐ型非晶質シリコン半導体層、第一透明導電層、及び第二透明導電層を備える。製造方法は主に、第一緩衝層の第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第二緩衝層の第一ｐ型非晶質シリコン半導体層が半導体基板の第一表面及び第二表面にそれぞれ設置され、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に対してドーパントガスによりプラズマ改質処理が施される。その後、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層に第一真性非晶質シリコン半導体層が形成され、第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に第二真性非晶質シリコン半導体層が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して設置される第一表面及び第二表面を有し、且つ第一型半導体がドープされる半導体基板と、
前記第一表面に設置される第一緩衝層と、
前記第一緩衝層に設置される第二ｎ型非晶質シリコン半導体層と、
第二緩衝層に設置される第二ｐ型非晶質シリコン半導体層と、
前記第二ｎ型非晶質シリコン半導体層に設置される第一透明導電層と、
前記第二ｐ型非晶質シリコン半導体層に設置される第二透明導電層とを備え、
ここでは、前記第一緩衝層は、
前記第一表面に設置され、且つそれのｎ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである第一ｎ型非晶質シリコン半導体層と、
前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層に設置される第一真性非晶質シリコン半導体層と、
前記第二表面に設置される第二緩衝層とを更に備え、
また、前記第一真性非晶質シリコン半導体層は、
前記第二表面に設置され、且つそれのｐ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである第一ｐ型非晶質シリコン半導体層と、
前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に設置される第二真性非晶質シリコン半導体層とを更に含むヘテロ接合型太陽電池。
【請求項２】
前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層は非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される、請求項１に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項３】
前記第一真性非晶質シリコン半導体層及び前記第二真性非晶質シリコン半導体層は非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される、請求項１または２に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項４】
前記第一型半導体はｎ型半導体である、請求項１から３のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項５】
前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層の厚さは共に０．１〜１０ｎｍである、請求項１から４のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項６】
前記第一真性非晶質シリコン半導体層及び前記第二真性非晶質シリコン半導体層の厚さは共に１〜１０ｎｍである、請求項１から５のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項７】
第一型半導体がドープされる半導体基板を提供する工程（a）と、
前記半導体基板の第一表面に第一緩衝層の第一ｎ型非晶質シリコン半導体層が形成され、且つ前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層のｎ型半導体のドープ濃度が１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである工程（b）と、
前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層に前記第一緩衝層の第一真性非晶質シリコン半導体層が形成される工程（c）と、
前記半導体基板の第二表面に第二緩衝層の第一ｐ型非晶質シリコン半導体層が形成され、且つ前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層のｐ型半導体のドープ濃度が１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである工程（d）と、
前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に前記第二緩衝層の第二真性非晶質シリコン半導体層が形成される工程（e）と、
前記第一緩衝層に第二ｎ型非晶質シリコン半導体層が形成される工程（f）と、
前記第二緩衝層に第二ｐ型非晶質シリコン半導体層が形成される工程（g）と、
前記第二ｎ型非晶質シリコン半導体層及び前記第二ｐ型非晶質シリコン半導体層に第一透明導電層及び第二透明導電層がそれぞれ形成される工程（h）とを含むヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記工程（b）の後に、ドーパントガスにより前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層の処理が行われる工程（b１）を更に含む、請求項７に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記ドーパントガスは、リン化水素ガス、ヒ化水素ガス、窒素、及び水素の内の少なくとも何れか一つを含む、請求項８に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（c）の後に、ドーパントガスにより前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層の処理が行われる工程（c１）を更に含む、請求項７から９のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記ドーパントガスは、リン化水素ガス、ヒ化水素ガス、窒素、及び水素の内の少なくとも何れか一つを含む、請求項１０記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
工程（h）では、まず前記第一透明導電層が形成された後に前記第二透明導電層が形成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
工程（h）では、まず前記第二透明導電層が形成された後に前記第一透明導電層が形成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
工程（h）では前記第一透明導電層及び前記第二透明導電層が同時に形成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヘテロ接合型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、ｎ型非晶質シリコン半導体層とｐ型非晶質シリコン半導体層及び真性非晶質シリコン半導体層との組み合わせを緩衝層とするヘテロ接合型太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来のヘテロ接合型太陽電池の構成を示す概略図である。図１に示すように、ヘテロ接合型太陽電池ＰＡ１００は、半導体基板ＰＡ１、第一真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ２、第二真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ３、第二ｎ型非晶質シリコン半導体層ＰＡ４、第二ｐ型非晶質シリコン半導体層ＰＡ５、第一透明導電層ＰＡ６、第二透明導電層ＰＡ７、第一導線ＰＡ８、及び第二導線ＰＡ９を備える。
【０００３】
半導体基板ＰＡ１は、例えばｎ型半導体等のような第一型半導体がドープされ、且つ半導体基板ＰＡ１は結晶シリコン半導体基板である。第一真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ２及び第二真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ３は半導体基板ＰＡ１の両側にそれぞれ形成される。
【０００４】
なお、第二ｐ型非晶質シリコン半導体層ＰＡ４は第一真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ２に形成されると共に第二ｐ型非晶質シリコン半導体層ＰＡ４は第一型半導体がドープされる。第二ｐ型非晶質シリコン半導体層ＰＡ５は第二真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ３に形成されると共にｐ型半導体等のような第二型半導体がドープされる。また、結晶シリコン半導体基板の両側には真性非晶質シリコン半導体層、及び第一型半導体或いは第二型半導体がドープされる非晶質シリコン半導体層がそれぞれ形成され、二層の異質接合層が形成され、太陽電池の光電変換効率を有効的に高める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の技術では、即ち、実際の運用では、第一真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ２及び第二真性非晶質シリコン半導体層ＰＡ３には多くの欠損があるので、電子及び電子正孔の移動に影響が出る。真性非晶質半導体層の欠損問題を解決するため、現在の技術では水素イオン改質方式を用いて、成長させて真性層を形成する際に高濃度の水素を注入して真性非晶質シリコンの界面トラップと水素イオンとを結合させ、欠損を減少させる。
【０００６】
このほか、真性層を形成する際に、微量のｎ型半導体或いはｐ型半導体がドープされるものを行い、以降ヘテロ接合型太陽電池全体の抵抗値を低下させる。微量ドープ方式では抵抗値を低下させる効果はあるが、但し界面濃度の欠損が増える。
【０００７】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
【０００８】
さらに、従来の技術では、通常結晶シリコンの半導体基板の両側には真性層及び非晶質半導体層が共に形成されてヘテロ接合構造を構成させる。真性層の効果は基板のダングリングボンド（dangling bond）の不活性化であり、且つ本体の欠損が少ないため有効的なヘテロ接合が形成され、さらに電池の開路電圧を明確に高める。然しながら、真性層に如何なるｐ型半導体やｎ型半導体もドープされないため、真性層自体の電気抵抗が高くなる。このほか、真性層が帯びる界面固定電荷が小さいため、電界効果不活性化の効果が優れず、電池の曲線因子に影響を及ぼし、ヘテロ接合型太陽電池の効果が制限された。これらの問題を改善させるため、従来の技術では微量ドープ方式により抵抗値を低下させて電界効果を増強させているが、但し界面の欠損濃度も増加してしまった。
【０００９】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、上記課題解決のため、本発明は、ヘテロ接合型太陽電池及びその製造方法を提供することを主目的とする。すなわち、ｎ型非晶質シリコン半導体層及びｐ型非晶質シリコン半導体層の微量ドープにドーパントガスによるプラズマ改質処理を組み合わせて界面欠損濃度を減少させ、抵抗値を低下させて電界効果の不活性化効果を増強させる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、対向して設置される第一表面及び第二表面を有し、且つ第一型半導体がドープされる半導体基板と、前記第一表面に設置される第一緩衝層と、前記第一緩衝層に設置される第二ｎ型非晶質シリコン半導体層と、第二緩衝層に設置される第二ｐ型非晶質シリコン半導体層と、前記第二ｎ型非晶質シリコン半導体層に設置される第一透明導電層と、前記第二ｐ型非晶質シリコン半導体層に設置される第二透明導電層とを備え、ここでは、前記第一緩衝層は、前記第一表面に設置され、且つそれのｎ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである第一ｎ型非晶質シリコン半導体層と、前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層に設置される第一真性非晶質シリコン半導体層と、前記第二表面に設置される第二緩衝層とを更に備え、また、前記第一真性非晶質シリコン半導体層は、前記第二表面に設置され、且つそれのｐ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである第一ｐ型非晶質シリコン半導体層と、前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に設置される第二真性非晶質シリコン半導体層とを更に含むヘテロ接合型太陽電池である。
【００１１】
請求項２に記載のヘテロ接合型太陽電池は請求項１において、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層は非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される。
【００１２】
請求項３に記載のヘテロ接合型太陽電池は請求項１において、第一真性非晶質シリコン半導体層及び第二真性非晶質シリコン半導体層は非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される。
【００１３】
請求項４に記載のヘテロ接合型太陽電池は請求項１において、半導体基板は結晶シリコン基板である。
【００１４】
請求項４に記載のヘテロ接合型太陽電池は請求項１において、第一型半導体はｎ型半導体である。
【００１５】
請求項５に記載のヘテロ接合型太陽電池は請求項１において、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層の厚さは共に０．１〜１０ｎｍである。
【００１６】
請求項６に記載のヘテロ接合型太陽電池は請求項１において、第一真性非晶質シリコン半導体層及び第二真性非晶質シリコン半導体層厚さは共に１〜１０ｎｍである。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明のヘテロ接合型太陽電池は、本発明により従来の技術的問題を解決させ、ヘテロ接合型太陽電池の製造方法を更に提供し、第一型半導体がドープされる半導体基板を提供する工程（a）と、前記半導体基板の第一表面に第一緩衝層の第一ｎ型非晶質シリコン半導体層が形成され、且つ前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層のｎ型半導体のドープ濃度が１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである工程（b）と、前記第一ｎ型非晶質シリコン半導体層に前記第一緩衝層の第一真性非晶質シリコン半導体層が形成される工程（c）と、前記半導体基板の第二表面に第二緩衝層の第一ｐ型非晶質シリコン半導体層が形成され、且つ前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層のｐ型半導体のドープ濃度が１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである工程（d）と、前記第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に前記第二緩衝層の第二真性非晶質シリコン半導体層が形成される工程（e）と、前記第一緩衝層に第二ｎ型非晶質シリコン半導体層が形成される工程（f）と、前記第二緩衝層に第二ｐ型非晶質シリコン半導体層が形成される工程（g）と、前記第一非晶半導体層及び前記第二非晶半導体層に第一透明導電層及び第二透明導電層がそれぞれ形成される工程（h）とを含む。
【００１８】
請求項８に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法は請求項７において、工程（b）の後に、ドーパントガスにより第一ｎ型非晶質シリコン半導体層の処理が行われる工程（b１）を更に含む。好ましくは、ドーパントガスは、リン化水素ガス、ヒ化水素ガス、窒素、及び水素の内の少なくとも何れか一つを含む。
【００１９】
請求項１０に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法は請求項７において、工程（c）の後に、ドーパントガスにより第一ｐ型非晶質シリコン半導体層の処理が行われる工程（c１）を更に含む。好ましくは、ドーパントガスは、リン化水素ガス、ヒ化水素ガス、窒素、及び水素の内の少なくとも何れか一つを含む。
【００２０】
請求項１２に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法は請求項７において、工程（h）では、まず前記第一透明導電層が形成された後に前記第二透明導電層が形成される。
【００２１】
請求項１１に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法は請求項７において、工程（h）では、まず前記第二透明導電層が形成された後に前記第一透明導電層が形成される。
【００２２】
請求項１４に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法は請求項８において、工程（h）では前記第一透明導電層及び前記第二透明導電層が同時に形成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では第一緩衝層の第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第二緩衝層の第一ｐ型非晶質シリコン半導体層のドープ、及び第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層に対するプラズマ改質処理により、全体的な電気抵抗を減らし、電界効果を有効的に高め、且つ界面欠損濃度を減少させる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のヘテロ接合型太陽電池の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に係るヘテロ接合型太陽電池の構成を示す概略図である。
【図３Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るヘテロ接合型太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の好ましい実施形態に係るヘテロ接合型太陽電池の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
＜第１実施形態＞
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。図２は本発明の好ましい実施形態に係るヘテロ接合型太陽電池の構成を示す概略図である。図２に示すヘテロ接合型太陽電池１００は半導体基板１、第一緩衝層２、第二緩衝層３、第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４、第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５、第一透明導電層６、第二透明導電層７、複数の第一導線８（図中では２つのみ示す）、及び複数の第二導線９を備える（図中では２つのみ示す）。
【００２７】
なお、半導体基板１は対向して設置される第一表面１１及び第二表面１２を有し、且つ半導体基板１には第一型半導体がドープされる。半導体基板１は結晶シリコン基板であり、第一型半導体はｎ型半導体或いはｐ型半導体である。本実施形態では、第一型半導体はｎ型半導体である。
【００２８】
第一緩衝層２は第一表面１１に設置されると共に第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａ及び第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂを備える。第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａは第一表面１１に設置され、且つ第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａのｎ型半導体は微量ドープされ、また、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａのダングリングボンドにドーパントガスによるプラズマ改質処理（Doping Gas Plasma Treatment）が施される。第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａ及び第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂは非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される。第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａの厚さは０．１〜１０ｎｍであり、第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂの厚さは１〜１０ｎｍである。なお、本実施形態によると、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａ及び第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂは非晶質シリコンで構成され、且つ第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａの厚さは２ｎｍであり、第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂの厚さは３ｎｍである。
【００２９】
第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａはリン化水素（PH3）ガス及び水素化ケイ素（SiH4）ガスでプラズマＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition、PECVD）を用いて第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａを堆積させて第一表面１１に形成させ、リン化水素ガス及び水素化ケイ素ガスの比率及び流量を制御することで、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａ内にｎ型半導体（リン）の微量ドープを行い、ドープ濃度が例えば１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルとなる。その後、ドーパントガスにより第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａにプラズマ改質処理を施し、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａにおいて非晶質構造が有するダングリングボンドが不活性化されることで活性を失う。ドーパントガスによるプラズマ改質は水素プラズマ改質工程、リン化水素プラズマ改質工程、ジボランプラズマ改質工程、或いは窒素プラズマ改質工程であり、本実施形態では水素プラズマ改質工程を例にする。
【００３０】
また、第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂが第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａに設置される。第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂには、水素ガス及び水素化ケイ素ガスでプラズマＣＶＤを用いて第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂを堆積させて第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａに形成させる。
【００３１】
第二緩衝層３は第二表面１２に設置されると共に第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａ及び第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂを備える。第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａは第二表面１２に設置され、且つ第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａにはｐ型半導体が微量ドープされ、且つドーパントガスにより第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａのダングリングボンドにプラズマ改質処理を施す。第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａ及び第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂは非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成され、且つ第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａの厚さは０．１〜１０ｎｍであり、第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂの厚さは１〜１０ｎｍである。また、本実施形態によれば、第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａ及び第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂは非晶質で構成され、且つ第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａの厚さは２ｎｍであり、第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂの厚さは３ｎｍである。
【００３２】
第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａはジボラン（B2H6）ガス及び水素化ケイ素（SiH4）ガスでプラズマＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition、PECVD）を用いて第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａを堆積させて第二表面１２に形成させ、且つジボランガス及び水素化ケイ素ガスの比率及び流量を制御することで、第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａ内にｐ型半導体（ホウ素）の微量ドープを行い、ドープ濃度が例えば１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルになる。その後、ドーパントガスにより第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａにプラズマ改質処理を施して、第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａにおいて非晶質構造が有するダングリングボンドが不活性化されることで活性を失う。本実施形態のドーパントガスによるプラズマ改質工程は、水素ガスによるプラズマ改質工程である。
【００３３】
第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂは第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａに設置される。第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａは水素ガス及び水素化ケイ素ガスでプラズマＣＶＤを使用して第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂを堆積させて第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａに形成させる。
【００３４】
第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４は第一緩衝層２の第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂに設置される。第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４はリン化水素ガス及び水素化ケイ素ガスでプラズマＣＶＤを用いて第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４を堆積させて第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂに形成させる。第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４のｎ型半導体のドープ濃度は、例えば１×１０１９から１×１０２１原子／立方センチメートルの間である。
【００３５】
第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５は第二緩衝層３の第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂに設置される。第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５は、ジボランガス及び水素化ケイ素ガスでプラズマＣＶＤを用いて第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５を堆積させて第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂに形成させる。第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５のｐ型半導体のドープ濃度は例えば１×１０１９から１×１０２１原子／立方センチメートルの間である。
【００３６】
第一透明導電層６は第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４に設置される。第一透明導電層６は化学気相成長法により堆積されて第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４に形成される。
【００３７】
第二透明導電層７は第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５に設置される。第二透明導電層７は化学気相成長法により堆積されて第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５に形成される。第一透明導電層６及び第二透明導電層７は透明導電金属化合物で構成され、例えば酸化インジウムスズ（ITO）、タングステンドープ酸化インジウム（IWO）、セリウムドープ酸化インジウム（ICO）、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、或いは酸化亜鉛（ZnO）であるが、但しこれらに限定されない。第一導線８は第一透明導電層６に設置され、第二導線９は第二透明導電層７に設置される。第一導線８及び第二導線９は例えばニッケル、銀、或いは銅等の高い導電率を有する金属である。
【００３８】
図３Ａ及び図３Ｂは本発明の好ましい実施形態に係るヘテロ接合型太陽電池の製造方法のフローチャートである。図に示すように、ヘテロ接合型太陽電池１００の製造方法は、以下の工程を含む。まず、工程（Ｓ１０１）では、第一型半導体がドープされる半導体基板１を提供する。
【００３９】
工程（Ｓ１０２）では、半導体基板１の第一表面１１に第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａが形成される。第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａのｎ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである。
【００４０】
工程（Ｓ１０３）では、ドーパントガスによる第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａの処理が施される。ドーパントガスはプラズマ方式により第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａのダングリングボンドの不活性化処理を施工する。
【００４１】
工程（Ｓ１０４）では、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層２ａに第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂが形成される。
【００４２】
工程（Ｓ１０５）では、半導体基板１の第二表面１２に第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａが形成される。第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａのｐ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである。
【００４３】
工程（Ｓ１０６）では、ドーパントガスにより第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａの処理が施される。ドーパントガスはプラズマ方式により第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａのダングリングボンドの不活性化処理が施工される。
【００４４】
工程（Ｓ１０７）では、第一ｐ型非晶質シリコン半導体層３ａに第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂが形成される。
【００４５】
工程（Ｓ１０８）では、第一真性非晶質シリコン半導体層２ｂに第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４が形成される。
【００４６】
工程（Ｓ１０９）では、第二真性非晶質シリコン半導体層３ｂに第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５が形成される。
【００４７】
工程（Ｓ１１０）では、第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４及び第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５に第一透明導電層６及び第二透明導電層７がそれぞれ形成される。なお、工程（Ｓ１１０）に代えて、工程（Ｓ１０８）においてさらに第二ｎ型非晶質シリコン半導体層４に第一透明導電層６が形成され、工程（Ｓ１０９）においてさらに第二ｐ型非晶質シリコン半導体層５に第二透明導電層７が形成されてもよい。また、工程（Ｓ１１０）では、まず第一透明導電層６が形成された後に第二透明導電層７が形成されるか、或いは先に第二透明導電層７が形成された後に第一透明導電層６が形成される。さらには、第一透明導電層６及び第二透明導電層７が同時に形成されてもよい。
【００４８】
工程（Ｓ１１１）では、第一透明導電層６及び第二透明導電層７に第一導線８及び第二導線９がそれぞれ設置される。
【００４９】
上述のように、工程（Ｓ１０２）及び工程（Ｓ１０５）の順序は実際の需要に応じて変更可能である。同様に、工程（Ｓ１０４）及び工程（Ｓ１０７）の順序も実際の需要に応じて変更可能であるが、但し工程（Ｓ１０３）及び工程（Ｓ１０４）は必ず工程（Ｓ１０２）の後に行い、工程（Ｓ１０６）及び工程（Ｓ１０７）は必ず工程（Ｓ１０５）の後に行う。このほか、工程（Ｓ１０８）及び工程（Ｓ１０９）の順序も変更可能である。然しながら、実際には、主要な工程は半導体基板１の同一面で且つワークステーションも同じ順序で行うのが主であり、例えば工程（Ｓ１０２）、工程（Ｓ１０４）、及び工程（Ｓ１０８）は半導体基板１の同一面に、且つ工程方式は共にプラズマＣＶＤにより堆積を行う。
【００５０】
結論として、従来の技術では水素イオン改質方式により真性層の界面欠損濃度を減少させるか、或いは微量ドープ方式により抵抗値を減少させているが、本発明では第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層が設置され、微量ドープされるｎ型半導体及びｐ型半導体により抵抗値を低下させて電界効果の不活性化効果を増強させ、且つ第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層が形成された後に、ドーパントガスにより第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層のダングリングボンドにプラズマ改質処理を施すことで界面欠損濃度を減少させている。これにより、従来の技術に比べて本発明は微量ドープされる第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層により全体的な電気抵抗を低下させて電界効果の不活性化能力を高めるのみならず、さらには、第一ｎ型非晶質シリコン半導体層及び第一ｐ型非晶質シリコン半導体層にドーパントガスによるプラズマ改質処理が施されるため、第一緩衝層及び第二緩衝層の界面欠損濃度が減少し、ヘテロ接合型太陽電池全体の転換効率が高まる。
【００５１】
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５２】
ＰＡ１００  ヘテロ接合型太陽電池
ＰＡ１  半導体基板
ＰＡ２  第一真性非晶質シリコン半導体層
ＰＡ３  第二真性非晶質シリコン半導体層
ＰＡ４  第二ｎ型非晶質シリコン半導体層
ＰＡ５  第二ｐ型非晶質シリコン半導体層
ＰＡ６  第一透明導電層
ＰＡ７  第二透明導電層
ＰＡ８  第一導線
ＰＡ９  第二導線
１００  ヘテロ接合型太陽電池
１  半導体基板
１１  第一表面
１２  第二表面
２  第一緩衝層
２ａ  第一ｎ型非晶質シリコン半導体層
２ｂ  第一真性非晶質シリコン半導体層
３  第二緩衝層
３ａ  第一ｐ型非晶質シリコン半導体層
３ｂ  第二真性非晶質シリコン半導体層
４  第二ｎ型非晶質シリコン半導体層
５  第二ｐ型非晶質シリコン半導体層
６  第一透明導電層
７  第二透明導電層
８  第一導線
９  第二導線
【図１】
2016149514.tif 000003
【図２】
2016149514.tif 000004
【図３Ａ】
2016149514.tif 000005
【図３Ｂ】
2016149514.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月7日(2016.6.7)
【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】
対向して設置される第一表面及び第二表面を有し、且つ第一型半導体がドープされる半導体基板と、
前記第一表面に設置される第一緩衝層と、
前記第二表面に設置される第二緩衝層と、
前記第一緩衝層に設置されるｎ型非晶質シリコン半導体層と、
前記第二緩衝層に設置されるｐ型非晶質シリコン半導体層と、
前記ｎ型非晶質シリコン半導体層に設置される第一透明導電層と、
前記ｐ型非晶質シリコン半導体層に設置される第二透明導電層とを備え、
前記第一緩衝層は、
前記第一表面に設置され、且つそれのｎ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである非晶質シリコン半導体層と、
前記ｎ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層に設置される第一真性非晶質シリコン半導体層と、を含み、
前記第二緩衝層は、
前記第二表面に設置され、且つそれのｐ型半導体のドープ濃度は１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである非晶質シリコン半導体層と、
前記ｐ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層に設置される第二真性非晶質シリコン半導体層と、を含み、
前記ｎ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層のドープ濃度は、前記第一真性非晶質シリコン半導体層のドープ濃度とは異なり、
前記ｐ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層のドープ濃度は、前記第二真性非晶質シリコン半導体層のドープ濃度とは異なる、ヘテロ接合型太陽電池。
【請求項２】
前記ｎ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層及び前記ｐ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層は非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される、請求項１に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項３】
前記第一真性非晶質シリコン半導体層及び前記第二真性非晶質シリコン半導体層は非晶質シリコン、非晶質窒化シリコン、非晶質酸化シリコン、或いは非晶質酸化アルミニウムで構成される、請求項１または２に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項４】
前記第一型半導体はｎ型半導体である、請求項１から３のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項５】
前記ｎ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層及び前記ｐ型半導体がドープされた前記非晶質シリコン半導体層の厚さは共に０．１〜１０ｎｍである、請求項１から４のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項６】
前記第一真性非晶質シリコン半導体層及び前記第二真性非晶質シリコン半導体層の厚さは共に１〜１０ｎｍである、請求項１から５のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池。
【請求項７】
第一型半導体がドープされる半導体基板を提供する工程（a）と、
前記半導体基板の第一表面に第一緩衝層の非晶質シリコン半導体層が形成され、且つ前記非晶質シリコン半導体層のｎ型半導体のドープ濃度が１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである工程（b）と、
前記非晶質シリコン半導体層に前記第一緩衝層の第一真性非晶質シリコン半導体層が形成される工程（c）と、
前記半導体基板の第二表面に第二緩衝層の非晶質シリコン半導体層が形成され、且つ前記第二緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層のｐ型半導体のドープ濃度が１×１０１４から１×１０１６原子／立方センチメートルである工程（d）と、
前記第二緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層に前記第二緩衝層の第二真性非晶質シリコン半導体層が形成される工程（e）と、
前記第一緩衝層にｎ型非晶質シリコン半導体層が形成される工程（f）と、
前記第二緩衝層にｐ型非晶質シリコン半導体層が形成される工程（g）と、
前記ｎ型非晶質シリコン半導体層及び前記ｐ型非晶質シリコン半導体層に第一透明導電層及び第二透明導電層がそれぞれ形成される工程（h）とを含み、
前記第一緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層のドープ濃度は、前記第一真性非晶質シリコン半導体層のドープ濃度とは異なり、
前記第二緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層のドープ濃度は、前記第二真性非晶質シリコン半導体層のドープ濃度とは異なる、ヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記工程（b）の後に、ドーパントガスにより前記第一緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層の処理が行われる工程（b１）を更に含む、請求項７に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記ドーパントガスは、リン化水素ガス、ヒ化水素ガス、窒素、及び水素の内の少なくとも何れか一つを含む、請求項８に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（c）の後に、ドーパントガスにより前記第二緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層の処理が行われる工程（c１）を更に含む、請求項７から９のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記ドーパントガスは、リン化水素ガス、ヒ化水素ガス、窒素、及び水素の内の少なくとも何れか一つを含む、請求項１０記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
工程（h）では、まず前記第一透明導電層が形成された後に前記第二透明導電層が形成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
工程（h）では、まず前記第二透明導電層が形成された後に前記第一透明導電層が形成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
工程（h）では前記第一透明導電層及び前記第二透明導電層が同時に形成される、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
工程（b）では、前記第一緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層内にｎ型半導体のドープを行い、
工程（d）では、前記第二緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層内にｐ型半導体のドープを行う、請求項７に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
工程（b）の後、前記第一緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層にプラズマ改質処理を施し、
工程（d）の後、前記第二緩衝層の前記非晶質シリコン半導体層にプラズマ改質処理を施す、請求項１５に記載のヘテロ接合型太陽電池の製造方法。