(57)【要約】  改良されたフロント接点ヘテロ接合処理を用いた太陽電池の製造方法及び得られる太陽電池が説明される。ある例では、太陽電池が、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を含む。トンネル誘電体層は、第１の受光面上に及び第２の受光面上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層が、第１の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。Ｐ型多結晶シリコン層が、第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。透明導電性酸化物層が、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に配置される。第１の組の導電性接点が、Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。第２の組の導電性接点が、Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。
2017526164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の製造方法であって、
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を用意する工程と、
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程と、
前記第１の受光面上に及び前記第２の受光面上にトンネル誘電体層を形成する工程と、
前記第１の受光面上の前記トンネル誘電体層の部分上にＮ型非晶質シリコン層を形成し、前記第２の受光面上の前記トンネル誘電体層の部分上にＰ型非晶質シリコン層を形成する工程と、
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールして、Ｎ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層をそれぞれ形成する工程と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に及び前記Ｐ型多結晶シリコン層上に透明導電性酸化物層を形成する工程と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上の前記透明導電性酸化物層の前記部分上に第１の組の導電性接点を形成し、前記Ｐ型多結晶シリコン層上の前記透明導電性酸化物層の前記部分上に第２の組の導電性接点を形成する工程と
を含む、方法。
【請求項２】
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、摂氏凡そ９００度を超す温度まで前記基板を加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られた前記Ｎ型多結晶シリコン層及び前記Ｐ型多結晶シリコン層に結晶粒界を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記トンネル誘電体層を形成する工程は、前記第１の受光面及び前記第２の受光面の湿式化学酸化を行うことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記トンネル誘電体層を形成する工程は、シリコン酸化物層を化学気相成長により堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られた前記Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板にＰ型拡散領域を形成することを含み、得られた前記Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板にＮ型拡散領域を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程は、前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方のみをテクスチャ化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程は、前記第１の受光面及び前記第２の受光面の両方をテクスチャ化することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記透明導電性酸化物層を形成する工程は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｎ型非晶質シリコン層を形成する工程は、Ｎ型非晶質シリコン層を化学気相成長により形成する工程を含み、前記Ｐ型非晶質シリコン層を形成する工程は、Ｐ型非晶質シリコン層を化学気相成長により形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法により製造された太陽電池。
【請求項１２】
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板と、
前記第１の受光面上に及び前記第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層と、
前記第１の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＮ型多結晶シリコン層であって、結晶粒界を含むＮ型多結晶シリコン層と、
前記第２の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＰ型多結晶シリコン層であって、結晶粒界を含むＰ型多結晶シリコン層と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上及び前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第１の組の導電性接点と、
前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第２の組の導電性接点とを備える太陽電池。
【請求項１３】
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記基板は、単結晶シリコン基板であり、前記トンネル誘電体層は、シリコン酸化物層である、請求項１２に記載の太陽電池。
【請求項１６】
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板と、
前記第１の受光面上に及び前記第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層と、
前記第１の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＮ型多結晶シリコン層、及び前記Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板に配置された対応するＮ型拡散領域と、
前記第２の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の前記部分上に配置されたＰ型多結晶シリコン層、及び前記Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板に配置された対応するＰ型拡散領域と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に及び前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第１の組の導電性接点と、
前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第２の組の導電性接点とを備える太陽電池。
【請求項１７】
前記Ｎ型多結晶シリコン層は、結晶粒界を含み、前記Ｐ型多結晶シリコン層は、結晶粒界を含む、請求項１６に記載の太陽電池。
【請求項１８】
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている、請求項１６に記載の太陽電池。
【請求項１９】
前記透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である、請求項１６に記載の太陽電池。
【請求項２０】
前記基板は、単結晶シリコン基板であり、前記トンネル誘電体層は、シリコン酸化物層である、請求項１６に記載の太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年９月５日に出願された米国仮特許出願第６２／０４６，７１７号の利益を主張するものであり、同仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示の実施形態は、再生可能エネルギーの分野におけるものであり、特に、改良されたフロント接点ヘテロ接合処理を用いた太陽電池の製造方法及び得られる太陽電池である。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池として公知の光起電力電池は、太陽放射を電気エネルギーに直接変換するためのデバイスとして周知である。一般的に、太陽電池は、半導体ウェハ又は基板上で、基板の表面付近にｐ−ｎ接合を形成する半導体処理技術を用いて製造される。太陽放射が基板の表面に当たって基板内に入ると、基板のバルク内に電子正孔対が生成される。電子正孔対が基板内のｐドープ領域及びｎドープ領域に移動することによって、ドープ領域間に電圧差が発生する。ドープ領域は、太陽電池の導電性領域に接続されて、太陽電池から太陽電池と接続された外部回路へと電流を導く。
【０００４】
効率は、太陽電池の発電性能に直接関係するために、太陽電池の重要な特性である。同様に、太陽電池を生産する上での効率は、そのような太陽電池の費用対効果に直接関連する。したがって、太陽電池の効率を向上させるための技術、又は、太陽電池の製造における効率を向上させるための技術が、一般的に望まれる。本開示の一部の実施形態によって、太陽電池構造体を製造するための新規な処理が提供されることにより、太陽電池の製造効率の向上が可能となる。本開示の一部の実施形態によって、新規な太陽電池構造体が提供されることにより、太陽電池の効率の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
図１〜図６は、本開示の実施形態による、太陽電池の製造における様々な段階の断面図を例示している。
【０００６】
【図１】用意された基板の図である。
【０００７】
【図２】受光面をテクスチャ化した後の、図１の構造体の図である。
【０００８】
【図３】トンネル誘電体層が形成された、図２の構造体の図である。
【０００９】
【図４】第１のシリコン層及び第２のシリコン層を形成した後の、図３の構造体の図である。
【００１０】
【図５】高温アニール及びＴＣＯ層の堆積を行った後の、図４の構造体の図である。
【００１１】
【図６】導電性接点が上に形成された、図５の構造体の図である。
【００１２】
【図７】本開示のある実施形態による、図１〜図６に対応するような太陽電池の製造方法における動作を一覧にしたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明は、本質的に単なる実例にすぎず、本主題の実施形態、あるいは、かかる実施形態の応用及び用途を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合、「例示の」という語は、「例、事例、実例としての役割を果たすこと」を意味する。本明細書で例示的として説明されるいずれの実装も、必ずしも、他の実装よりも好ましいか又は有利であると解釈されるべきではない。更には、前述の技術分野、背景技術、概要、若しくは以下の詳細な説明で提示される、明示的又は暗示的ないずれの理論によっても、束縛されることを意図するものではない。
【００１４】
本明細書には、「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及が含まれている。「一実施形態では」又は「ある実施形態では」という語句は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。特定の特徴、構造、又は特性を、本開示と矛盾しない任意の好適な方式で組み合わせることができる。
【００１５】
専門用語  以下のパラグラフは、本開示（添付の請求項を含む）で見られる用語に関する、定義及び／又はコンテキストを提供する。
【００１６】
「備える」この用語はオープンエンドである。添付の請求項で用いるように、この用語は更なる構造又はステップを排除するものではない。
【００１７】
「〜ように構成される」様々なユニット又は構成要素は、１つのタスク又は複数のタスクを実行する「ように構成される」として、説明又は特許請求される場合がある。そのようなコンテキストでは、「〜ように構成される」は、それらのユニット／構成要素が、動作中にそれらのタスクを実行する構造を含むことを示すことによって、その構造を含意するために使用される。それゆえ、それらのユニット／構成要素は、指定のユニット／構成要素が現時点で動作可能ではない（例えば、オン／アクティブではない）場合であっても、そのタスクを実行するように構成されていると言うことができる。ユニット／回路／構成要素が、１つ以上のタスクを実行する「ように構成される」と記載することは、そのユニット／構成要素に関して、米国特許法第１１２条第６項が適用されないことを、明示的に意図するものである。
【００１８】
「第１の」、「第２の」など。本明細書で使用するとき、これらの用語は、それらが前に置かれる名詞に関するラベルとして使用されるものであり、いずれのタイプの（例えば、空間的、時間的、論理的などの）順序付けも暗示するものではない。例えば、「第１の」太陽電池への言及は、この太陽電池がシーケンス内の最初の太陽電池であることを必ずしも示唆するものではなく、その代わりに、用語「第１の」は、この太陽電池を別の太陽電池（例えば、「第２の」太陽電池）から区別するために使用される。
【００１９】
「結合される」。以下の説明は、素子又はノード又は機構が一体に「結合される」ことについて言及する。本明細書で用いる場合、特に断らない限り、「結合される」は、１つの要素／ノード／機構が別の要素／ノード／機構に、直接的若しくは間接的に接合する（又は直接的若しくは間接的に連通する）ことであって、必ずしも機械的にではないことを意味する。
【００２０】
更には、特定の用語法もまた、参照のみを目的として、以下の説明で使用される場合があり、それゆえ、それらの用語法は、限定的であることを意図するものではない。例えば、「上側」、「下側」、「上方」、及び「下方」などの用語は、参照される図面内での方向を指す。「前部」、「後方」、「後部」、「側部」、「外側」、及び「内側」などの用語は、論考中の構成要素を説明するテキスト及び関連図面を参照することによって明確にされる、一貫性はあるが任意の基準系の範囲内での、構成要素の諸部分の向き及び／又は位置を説明するものである。そのような用語法は、具体的に上述された語、それらの派生語、及び類似の意味の語を含み得る。
【００２１】
「抑制する」。本明細書で使用するとき、抑制する、とは、効果を低減又は最小化することを説明するために使用される。構成要素又は特徴が、作用、動作、若しくは条件を抑制するとして説明される場合、これらの構成要素又は特徴は、完全に、その結果若しくは成果、又は将来の状態を完全に阻止し得るものである。更には、「抑制する」はまた、通常であれば生じるであろう成果、性能、及び／又は効果を、低減若しくは減少させることにも言及し得る。したがって、構成要素、素子、又は機構が、結果若しくは状態を抑制すると言及される場合、これらの構成要素、素子、又は機構は、その結果若しくは状態を、完全に阻止若しくは排除する必要はない。
【００２２】
改良されたフロント接点ヘテロ接合処理を用いた太陽電池の製造方法及び得られる太陽電池が本明細書で説明される。以下の説明では、本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、具体的な処理フロー動作などの、多数の具体的な詳細が記載される。当業者には明らかなように、本開示の実施形態はこれらの具体的な詳細を伴わずに実施されてもよい。他の場合には、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないために、リソグラフィ及びパターニング技術などの、周知の製造技術は詳細に説明されない。更に、図に示された様々な実施形態は、例示的な表示であって、必ずしも原寸に比例して描写されたものではないことが理解されるべきである。
【００２３】
本明細書には、太陽電池の製造方法が開示される。一実施形態では、太陽電池の製造方法は、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を用意する工程を含む。方法は、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程も含む。方法は、第１の受光面上に及び第２の受光面上にトンネル誘電体層を形成する工程も含む。方法は、第１の受光面上のトンネル誘電体層の部分上にＮ型非晶質シリコン層を形成し、第２の受光面上のトンネル誘電体層の部分上にＰ型非晶質シリコン層を形成する工程も含む。方法は、Ｎ型非晶質シリコン層及びＰ型非晶質シリコン層をアニールして、Ｎ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層をそれぞれ形成する工程も含む。方法は、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に透明導電性酸化物層を形成する工程も含む。方法は、Ｎ型多結晶シリコン層上の透明導電性酸化物層の部分上に第１の組の導電性接点を形成し、Ｐ型多結晶シリコン層上の透明導電性酸化物層の部分上に第２の組の導電性接点を形成する工程も含む。
【００２４】
太陽電池もまた、本明細書に開示される。ある実施形態では、太陽電池は、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を含む。トンネル誘電体層は、第１の受光面上に及び第２の受光面上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層は、第１の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層は結晶粒界を有する。Ｐ型多結晶シリコン層は、第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。Ｐ型多結晶シリコン層は結晶粒界を有する。透明導電性酸化物層は、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に配置される。第１の組の導電性接点が、Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。第２の組の導電性接点が、Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。
【００２５】
別の実施形態では、太陽電池は、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を含む。トンネル誘電体層は、第１の受光面上に及び第２の受光面上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層は、第１の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。対応するＮ型拡散領域は、Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して基板に配置される。Ｐ型多結晶シリコン層が、第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。対応するＰ型拡散領域が、Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して基板に配置される。透明導電性酸化物層が、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に配置される。第１の組の導電性接点は、Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。第２の組の導電性接点は、Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。
【００２６】
本明細書に記述する実施形態は、改良されたフロント接点ヘテロ接合処理を対象とする。現在最新の手法では、非晶質又は微晶質シリコンの堆積が続く見掛けの熱酸化物、並びに透明導電性酸化物（ＴＣＯ）及び銅めっき手法が用いられる。以下に記述する実施形態によって、フロント多結晶シリコン接点太陽電池を製造するための、シリコン堆積処理に続く熱的操作の位置が移動させられる。
【００２７】
コンテキストを提供するために、最新の手法は、高品質の酸化物の成長を伴い、非晶質シリコン層の堆積を伴って続き得る。このような手法には、幾つかの欠点がある。酸化物は高品質であるが、接合がデバイスの表面であるので、膜が粒子又は汚染領域などに形成されないように表面前処理が重要となる。また、非晶質シリコン膜は、相当量の光を吸収する。第３に、リンドープを伴う高温処理がないので、寿命が中庸な値に限定され易くなり得る。最新の手法は、シリコン膜を微晶質として堆積させることにより非常に良好に改良され、他の問題ではなく透明度の問題を緩和する。ゲッタリングの欠如は、より高コストの高品質のシリコンを用いることにより緩和され得る。そうでなければ、表面での接合の問題には、工場及び器具を極めて清浄にすることにより対処しなければならない。
【００２８】
対照的に、本明細書に記述する１つ又は複数の実施形態によれば、フロント接点処理が、両面テクスチャ化ウェハの形成を含む。低温酸化、例えば湿式化学酸化若しくはプラズマ酸化のいずれか、及びその後のドープされたシリコン膜の両面堆積に高温処理が続く。ある実施形態では、次いで、トンネル誘電体及びシリコンの堆積の後にアニールが行われる。高温処理は、高速熱アニール又は炉アニールであってもよい。一実施形態では、処理空間は、摂氏凡そ９００度を超える。このような処理は、トンネル誘電体を多少分解し、高度にドープされた多結晶シリコン材料中に金属をゲッタリングすることにより最大の利益を達成するように、実施され得る。処理は、ＴＣＯ層を形成し、次いで、例えば銅めっきにより、接点を形成することにより完了し得る。
【００２９】
ある実施形態では、本明細書に記述する手法の利点には、より高い効率を達成する能力、及びより低い純度、よって、より低コストのシリコンを用いる能力を可能にすることが含まれ得る。結晶化後のシリコン膜のより高い透明度が、別の潜在的な利点となる。接合を下層基板へ熱的に拡散して、ウェハ表面での治金的接合を除去することが可能となり得る。記述する手法は、膜を不動態化させずに、ドープされていない表面の可能性を最小化するために実施されてもよい。ドープされたポリシリコン中に金属ゲッタリングして寿命を向上させることが、別の利点となり得る。
【００３０】
例示的なある処理フローにおいて、図１〜図６は、本開示のある実施形態による太陽電池の製造における様々な段階の断面図を例示する。図７は、本開示の実施形態による、図１〜図６に対応するような太陽電池の製造方法における動作を一覧にしたフローチャート７００である。
【００３１】
フローチャート７００の動作７０２及び対応する図１を参照すると、太陽電池の製造方法は、基板１００を用意することを含む。ある実施形態では、基板１００はＮ型単結晶シリコン基板である。ある実施形態では、基板１００は、第１の受光面１０２及び第２の受光面１０４を有する。
【００３２】
次にフローチャート７００の動作７０４及び対応する図２を参照すると、受光面１０２及び１０４のうちの一方又は両方は、テクスチャ化された第１の受光面１０６及びテクスチャ化された第２の受光面１０８をそれぞれ提供するようにテクスチャ化される（図２では、両方がテクスチャ化されて示されている）。ある実施形態では、水酸化物系のウェットエッチング液を用いて、基板１００の受光面１０２及び１０４をテクスチャ化する。
【００３３】
次にフローチャート７００の動作７０６及び対応する図３を参照すると、トンネル誘電体層１１０が、テクスチャ化された第１の受光面１０６及びテクスチャ化された第２の受光面１０８に形成される。ある実施形態では、トンネル誘電体層１１０は、例えば、テクスチャ化された第１の受光面１０６及びテクスチャ化された第２の受光面１０８のシリコンの湿式化学酸化により形成された、湿式化学シリコン酸化物層である。別の実施形態では、トンネル誘電体層１１０は、例えば、テクスチャ化された第１の受光面１０６上に及びテクスチャ化された第２の受光面１０８上に化学気相成長により形成された、堆積されたシリコン酸化物層である。別の実施形態では、トンネル誘電体層１１０は、例えば、テクスチャ化された第１の受光面１０６及びテクスチャ化された第２の受光面１０８のシリコンの熱酸化により形成された、熱シリコン酸化物層である。他の実施形態では、トンネル誘電体層は、窒素ドープされたＳｉＯ２層、又は窒化シリコン層などの他の誘電体材料である。
【００３４】
次にフローチャート７００の動作７０８及び対応する図４を参照すると、第１の導電型の第１のシリコン層１１２が、テクスチャ化された第１の受光面１０６上に形成されたトンネル誘電体層１１０の部分上に形成される。第２の導電型の第２のシリコン層１１４が、テクスチャ化された第２の受光面１０８上に形成されたトンネル誘電体層１１０の部分上に形成される。ある実施形態では、第１のシリコン層１１２は、Ｎ型非晶質シリコン層であり、第２のシリコン層１１４は、Ｐ型非晶質シリコン層である。ある実施形態では、第１のシリコン層１１２及び第２のシリコン層１１４は、化学気相成長により形成される。
【００３５】
次にフローチャート７００の動作７１０及び対応する図５を参照すると、第１のシリコン層１１２及び第２のシリコン層１１４を結晶化して、第１の多結晶シリコン層１１６及び第２の多結晶シリコン層１１８をそれぞれ形成するために、高温アニール処理が用いられる。ある実施形態では、第１の多結晶シリコン層１１６はＮ型多結晶シリコン層であり、第２の多結晶シリコン層１１８はＰ型多結晶シリコン層である。このような一実施形態では、結晶粒界がＮ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層に形成される。ある実施形態では、高温アニールは、摂氏９００度を超す温度で行われる。ある実施形態では、高温アニール処理によって、アニール処理中にシリコン層１１２／１１６及び１１４／１１８から部分的に基板１００へドーパントが移動する。このような一実施形態では、Ｐ型拡散領域が、基板１００のうちＰ型多結晶シリコン層に隣接する部分に形成される一方、Ｎ型拡散領域が、基板１００のうちＮ型多結晶シリコン層に隣接する部分に形成される。
【００３６】
次にフローチャート７００の動作７１２及び再び対応する図５を参照すると、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層１２０が、第１の多結晶シリコン層１１６及び第２の多結晶シリコン層１１８に形成される。ある実施形態では、ＴＣＯ層１２０はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である。
【００３７】
次にフローチャート７００の動作７１４及び対応する図６を参照すると、第１の組の導電性接点１２２が、第１の多結晶シリコン層１１６上に形成されたＴＣＯ層の部分上に形成される。第２の組の導電性接点１２４が、第２の多結晶シリコン層１１８上に形成されたＴＣＯ層の部分上に形成される。ある実施形態では、第１の組の導電性接点１２２及び第２の組の導電性接点１２４は、まず金属シード層を形成し、次いで金属シード層上に形成されたマスク内に銅などの金属を電気めっきすることにより形成される。別の実施形態では、第１の組の導電性接点１２２及び第２の組の導電性接点１２４は、印刷銀ペースト処理などの印刷ペースト処理により形成される。図６の得られた構造は、ソーラモジュールに含まれ得る、完成又はほぼ完成した太陽電池とみなすことができる。
【００３８】
全体として、特定の材料が具体的に上述されたが、いくつかの材料は、他の材料と容易に置換され得、他のそのような実施形態は、本開示の実施形態の趣旨及び範囲を逸脱しない。例えば、ある実施形態では、異なる基板材料が最終的に太陽電池基板を提供する。このような一実施形態では、第ＩＩＩ−Ｖ族材料基板が最終的に太陽電池基板を提供する。更に、Ｎ＋及びＰ＋型のドーピングが具体的に説明されているが、企図される他の実施形態は、反対の導電型、例えば、Ｐ＋及びＮ＋型のドーピングをそれぞれ含むことを理解されたい。
【００３９】
したがって、改良されたフロント接点ヘテロ接合処理を用いた太陽電池の製造方法及び得られる太陽電池が開示されてきた。
【００４０】
具体的な実施形態が上述されてきたが、これらの実施形態は、特定の特徴に関して単一の実施形態のみが説明される場合であっても、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示で提供される特徴の実施例は、別段の定めがある場合を除き、制約的であるよりもむしろ例示的であることを意図するものである。上記の説明は、本開示の利益を有する当業者にとって明らかとなるような、そのような変更、修正、及び等価物を包含することを意図するものである。
【００４１】
本開示の範囲は、本明細書で対処される問題のいずれか又はすべてを軽減するか否かにかかわらず、本明細書で（明示的又は暗示的に）開示される、あらゆる特徴又は特徴の組み合わせ、若しくはそれらのあらゆる一般化を含む。したがって、任意のそのような特徴の組み合わせについて、本出願（又は、本出願に対する優先権を主張する出願）の審査経過において新たな請求項を作ることができる。具体的には、添付の請求項を参照して、従属請求項による特徴を、独立請求項の特徴と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項による特徴を、単に添付の請求項で列挙される具体的な組み合わせのみではなく、任意の適切な方式で組み合わせることができる。
【００４２】
ある実施形態では、太陽電池の製造方法は、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を用意する工程を含む。方法は、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程も含む。方法は、第１の受光面上に及び第２の受光面上にトンネル誘電体層を形成する工程も含む。方法は、第１の受光面上のトンネル誘電体層の部分上にＮ型非晶質シリコン層を形成し、第２の受光面上のトンネル誘電体層の部分上にＰ型非晶質シリコン層を形成する工程も含む。方法は、Ｎ型非晶質シリコン層及びＰ型非晶質シリコン層をアニールして、Ｎ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層をそれぞれ形成する工程も含む。方法は、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に透明導電性酸化物層を形成する工程も含む。方法は、Ｎ型多結晶シリコン層上の透明導電性酸化物層の部分上に第１の組の導電性接点を形成し、Ｐ型多結晶シリコン層上の透明導電性酸化物層の部分上に第２の組の導電性接点を形成する工程も含む。
【００４３】
一実施形態では、Ｎ型非晶質シリコン層及びＰ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、摂氏凡そ９００度を超す温度で基板を加熱することを含む。
【００４４】
一実施形態では、Ｎ型非晶質シリコン層及びＰ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られたＮ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層に結晶粒界を形成することを含む。
【００４５】
一実施形態では、トンネル誘電体層を形成する工程は、第１の受光面及び第２の受光面の湿式化学酸化を行うことを含む。
【００４６】
一実施形態では、トンネル誘電体層を形成する工程は、シリコン酸化物層を化学気相成長により堆積させることを含む。
【００４７】
一実施形態では、Ｎ型非晶質シリコン層及びＰ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られたＰ型多結晶シリコン層に隣接して基板にＰ型拡散領域を形成し、得られたＮ型多結晶シリコン層に隣接して基板にＮ型拡散領域を形成することを含む。
【００４８】
一実施形態では、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程は、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方のみをテクスチャ化することを含む。
【００４９】
一実施形態では、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程は、第１の受光面及び第２の受光面の両方をテクスチャ化することを含む。
【００５０】
一実施形態では、透明導電性酸化物層を形成する工程は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層を形成することを含む。
【００５１】
一実施形態では、Ｎ型非晶質シリコン層を形成する工程は、Ｎ型非晶質シリコン層を化学気相成長により形成することを含み、Ｐ型非晶質シリコン層を形成する工程は、Ｐ型非晶質シリコン層を化学気相成長により形成することを含む。
【００５２】
ある実施形態では、太陽電池は、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を含む。トンネル誘電体層は、第１の受光面上に及び第２の受光面上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層が、第１の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層は結晶粒界を有する。Ｐ型多結晶シリコン層が、第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。Ｐ型多結晶シリコン層は結晶粒界を有する。透明導電性酸化物層が、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に配置される。第１の組の導電性接点が、Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。第２の組の導電性接点が、Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。
【００５３】
一実施形態では、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている。
【００５４】
一実施形態では、透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である。
【００５５】
一実施形態では、基板は単結晶シリコン基板であり、トンネル誘電体層はシリコン酸化物層である。
【００５６】
ある実施形態では、太陽電池が、第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を含む。トンネル誘電体層は、第１の受光面上に及び第２の受光面上に配置される。Ｎ型多結晶シリコン層が、第１の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。対応するＮ型拡散領域が、Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して基板に配置される。Ｐ型多結晶シリコン層が、第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層の部分上に配置される。対応するＰ型拡散領域が、Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して基板に配置される。透明導電性酸化物層が、Ｎ型多結晶シリコン層上に及びＰ型多結晶シリコン層上に配置される。第１の組の導電性接点が、Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。第２の組の導電性接点が、Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層の部分上に配置される。
【００５７】
一実施形態では、Ｎ型多結晶シリコン層は結晶粒界を含み、Ｐ型多結晶シリコン層は結晶粒界を含む。
【００５８】
一実施形態では、第１の受光面及び第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている。
【００５９】
一実施形態では、透明導電性酸化物層はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である。
【００６０】
一実施形態では、基板は単結晶シリコン基板であり、トンネル誘電体層はシリコン酸化物層である。
【図１】
2017526164.tif 000003
【図２】
2017526164.tif 000004
【図３】
2017526164.tif 000005
【図４】
2017526164.tif 000006
【図５】
2017526164.tif 000007
【図６】
2017526164.tif 000008
【図７】
2017526164.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月14日(2017.3.14)
【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】
太陽電池の製造方法であって、
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を用意する工程と、
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程と、
前記第１の受光面上に及び前記第２の受光面上にトンネル誘電体層を形成する工程と、
前記第１の受光面上の前記トンネル誘電体層の部分上にＮ型非晶質シリコン層を形成し、前記第２の受光面上の前記トンネル誘電体層の部分上にＰ型非晶質シリコン層を形成する工程と、
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールして、Ｎ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層をそれぞれ形成する工程と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に及び前記Ｐ型多結晶シリコン層上に透明導電性酸化物層を形成する工程と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上の前記透明導電性酸化物層の前記部分上に第１の組の導電性接点を形成し、前記Ｐ型多結晶シリコン層上の前記透明導電性酸化物層の前記部分上に第２の組の導電性接点を形成する工程と
を含む、方法。
【請求項２】
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、摂氏凡そ９００度を超す温度まで前記基板を加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られた前記Ｎ型多結晶シリコン層及び前記Ｐ型多結晶シリコン層に結晶粒界を形成することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｎ型非晶質シリコン層及び前記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られた前記Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板にＰ型拡散領域を形成することを含み、得られた前記Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板にＮ型拡散領域を形成することを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記透明導電性酸化物層を形成する工程は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層を形成することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法により製造された太陽電池。
【請求項７】
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板と、
前記第１の受光面上に及び前記第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層と、
前記第１の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＮ型多結晶シリコン層であって、結晶粒界を含むＮ型多結晶シリコン層と、
前記第２の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＰ型多結晶シリコン層であって、結晶粒界を含むＰ型多結晶シリコン層と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上及び前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第１の組の導電性接点と、
前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第２の組の導電性接点とを備える太陽電池。
【請求項８】
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている、請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である、請求項７または８に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記基板は、単結晶シリコン基板であり、前記トンネル誘電体層は、シリコン酸化物層である、請求項７から９のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１１】
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板と、
前記第１の受光面上に及び前記第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層と、
前記第１の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＮ型多結晶シリコン層、及び前記Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板に配置された対応するＮ型拡散領域と、
前記第２の受光面上に配置された前記トンネル誘電体層の前記部分上に配置されたＰ型多結晶シリコン層、及び前記Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して前記基板に配置された対応するＰ型拡散領域と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に及び前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層と、
前記Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第１の組の導電性接点と、
前記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された前記透明導電性酸化物層の前記部分上に配置された第２の組の導電性接点とを備える太陽電池。
【請求項１２】
前記Ｎ型多結晶シリコン層は、結晶粒界を含み、前記Ｐ型多結晶シリコン層は、結晶粒界を含む、請求項１１に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている、請求項１１または１２に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の太陽電池。
【請求項１５】
前記基板は、単結晶シリコン基板であり、前記トンネル誘電体層は、シリコン酸化物層である、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の太陽電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
一実施形態では、基板は単結晶シリコン基板であり、トンネル誘電体層はシリコン酸化物層である。
［項目１］
太陽電池の製造方法であって、
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板を用意する工程と、
上記第１の受光面及び上記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程と、
上記第１の受光面上に及び上記第２の受光面上にトンネル誘電体層を形成する工程と、
上記第１の受光面上の上記トンネル誘電体層の部分上にＮ型非晶質シリコン層を形成し、上記第２の受光面上の上記トンネル誘電体層の部分上にＰ型非晶質シリコン層を形成する工程と、
上記Ｎ型非晶質シリコン層及び上記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールして、Ｎ型多結晶シリコン層及びＰ型多結晶シリコン層をそれぞれ形成する工程と、
上記Ｎ型多結晶シリコン層上に及び上記Ｐ型多結晶シリコン層上に透明導電性酸化物層を形成する工程と、
上記Ｎ型多結晶シリコン層上の上記透明導電性酸化物層の上記部分上に第１の組の導電性接点を形成し、上記Ｐ型多結晶シリコン層上の上記透明導電性酸化物層の上記部分上に第２の組の導電性接点を形成する工程と
を含む、方法。
［項目２］
上記Ｎ型非晶質シリコン層及び上記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、摂氏凡そ９００度を超す温度まで上記基板を加熱することを含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
上記Ｎ型非晶質シリコン層及び上記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られた上記Ｎ型多結晶シリコン層及び上記Ｐ型多結晶シリコン層に結晶粒界を形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目４］
上記トンネル誘電体層を形成する工程は、上記第１の受光面及び上記第２の受光面の湿式化学酸化を行うことを含む、項目１に記載の方法。
［項目５］
上記トンネル誘電体層を形成する工程は、シリコン酸化物層を化学気相成長により堆積させることを含む、項目１に記載の方法。
［項目６］
上記Ｎ型非晶質シリコン層及び上記Ｐ型非晶質シリコン層をアニールする工程は、得られた上記Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して上記基板にＰ型拡散領域を形成することを含み、得られた上記Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して上記基板にＮ型拡散領域を形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目７］
上記第１の受光面及び上記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程は、上記第１の受光面及び上記第２の受光面のうちの一方のみをテクスチャ化することを含む、項目１に記載の方法。
［項目８］
上記第１の受光面及び上記第２の受光面のうちの一方又は両方をテクスチャ化する工程は、上記第１の受光面及び上記第２の受光面の両方をテクスチャ化することを含む、項目１に記載の方法。
［項目９］
上記透明導電性酸化物層を形成する工程は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層を形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目１０］
上記Ｎ型非晶質シリコン層を形成する工程は、Ｎ型非晶質シリコン層を化学気相成長により形成する工程を含み、上記Ｐ型非晶質シリコン層を形成する工程は、Ｐ型非晶質シリコン層を化学気相成長により形成することを含む、項目１に記載の方法。
［項目１１］
項目１に記載の方法により製造された太陽電池。
［項目１２］
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板と、
上記第１の受光面上に及び上記第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層と、
上記第１の受光面上に配置された上記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＮ型多結晶シリコン層であって、結晶粒界を含むＮ型多結晶シリコン層と、
上記第２の受光面上に配置された上記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＰ型多結晶シリコン層であって、結晶粒界を含むＰ型多結晶シリコン層と、
上記Ｎ型多結晶シリコン層上及び上記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層と、
上記Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された上記透明導電性酸化物層の上記部分上に配置された第１の組の導電性接点と、
上記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された上記透明導電性酸化物層の上記部分上に配置された第２の組の導電性接点とを備える太陽電池。
［項目１３］
上記第１の受光面及び上記第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている、項目１２に記載の太陽電池。
［項目１４］
上記透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である、項目１２に記載の太陽電池。
［項目１５］
上記基板は、単結晶シリコン基板であり、上記トンネル誘電体層は、シリコン酸化物層である、項目１２に記載の太陽電池。
［項目１６］
第１の受光面及び第２の受光面を有する基板と、
上記第１の受光面上に及び上記第２の受光面上に配置されたトンネル誘電体層と、
上記第１の受光面上に配置された上記トンネル誘電体層の部分上に配置されたＮ型多結晶シリコン層、及び上記Ｎ型多結晶シリコン層に隣接して上記基板に配置された対応するＮ型拡散領域と、
上記第２の受光面上に配置された上記トンネル誘電体層の上記部分上に配置されたＰ型多結晶シリコン層、及び上記Ｐ型多結晶シリコン層に隣接して上記基板に配置された対応するＰ型拡散領域と、
上記Ｎ型多結晶シリコン層上に及び上記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された透明導電性酸化物層と、
上記Ｎ型多結晶シリコン層上に配置された上記透明導電性酸化物層の上記部分上に配置された第１の組の導電性接点と、
上記Ｐ型多結晶シリコン層上に配置された上記透明導電性酸化物層の上記部分上に配置された第２の組の導電性接点とを備える太陽電池。
［項目１７］
上記Ｎ型多結晶シリコン層は、結晶粒界を含み、上記Ｐ型多結晶シリコン層は、結晶粒界を含む、項目１６に記載の太陽電池。
［項目１８］
上記第１の受光面及び上記第２の受光面のうちの一方又は両方は、テクスチャ化されている、項目１６に記載の太陽電池。
［項目１９］
上記透明導電性酸化物層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の層である、項目１６に記載の太陽電池。
［項目２０］
上記基板は、単結晶シリコン基板であり、上記トンネル誘電体層は、シリコン酸化物層である、項目１６に記載の太陽電池。
【国際調査報告】
2017526164.tif 000010
2017526164.tif 000011