特許 6336517 太陽電池及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6336517

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】太陽電池及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20180528BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/04 260

【請求項の数】17

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2016-96952(P2016-96952)

(22)【出願日】2016年5月13日

(65)【公開番号】特開2016-213476(P2016-213476A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2016年5月13日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0066630

(32)【優先日】2015年5月13日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2016-0041767

(32)【優先日】2016年4月5日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】チョン イント

(72)【発明者】

【氏名】ヤン チュホン

(72)【発明者】

【氏名】リ ウンチュ

(72)【発明者】

【氏名】ホ ミヒ

【審査官】 嵯峨根 多美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０７３６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００４１９１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５１３６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１１２２５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５２５６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４３１８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／０２２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板と、
前記半導体基板の一面上に形成される第１導電型領域及び第２導電型領域を含む導電型領域と、
前記導電型領域上に形成され、コンタクトホールを備えるパッシベーション膜と、
前記コンタクトホールの内部において前記導電型領域上に形成され、前記コンタクトホールの内側面の少なくとも一部及び前記パッシベーション膜のうち少なくとも一つの上に形成される保護膜と、
前記保護膜を挟んで前記コンタクトホールを介して前記導電型領域に電気的に連結される電極と、
を含み、
前記保護膜はシリコン酸化膜を含み、
前記パッシベーション膜は、前記導電型領域上に位置する第１層と、前記第１層上に位置し、前記第１層と異なる物質を含む第２層と、を含み、
前記コンタクトホールは、前記第１層に形成された第１コンタクトホール部と、前記第２層に形成され、前記第１コンタクトホール部と連通する第２コンタクトホール部とを含み、
前記第１コンタクトホール部は前記第２コンタクトホール部よりサイズが大きい部分を含むか、前記第１コンタクトホール部の内側面と前記第２コンタクトホール部の内側面との間に段差が位置する、太陽電池。

【請求項2】

前記保護膜は、前記電極と前記パッシベーション膜との間において前記電極が形成された部分に全体的に形成される、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記保護膜は、前記コンタクトホールを介して露出した前記導電型領域上、及び前記パッシベーション膜の内側面の少なくとも一部上に接触して形成される、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項4】

前記第１コンタクトホール部のサイズは、前記導電型領域に隣接した部分より前記第２層に隣接した部分でより大きい、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項5】

前記保護膜が前記パッシベーション膜の側面に接触して形成され、
前記電極が前記保護膜上で前記導電型領域と離隔する、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項6】

前記第１層のバンドギャップが前記第２層のバンドギャップより大きい、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項7】

前記保護膜の厚さが前記第１層及び前記第２層のそれぞれの厚さより薄い、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項8】

前記第１層が酸化物又は非晶質半導体を含み、
前記第２層が窒化物又は炭化物を含み、
前記保護膜が酸化物を含む、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項9】

半導体基板と、
前記半導体基板の一面上に形成される第１導電型領域及び第２導電型領域を含む導電型領域と、
前記導電型領域上に形成され、コンタクトホールを備えるパッシベーション膜と、
前記コンタクトホールの内部において前記導電型領域上に形成される保護膜と、
前記保護膜を挟んで前記コンタクトホールを介して前記導電型領域に電気的に連結される電極と、
を含み、
前記パッシベーション膜は、前記導電型領域上に位置する第１層と、前記第１層上に位置し、前記第１層と異なる物質を含む第２層と、を含み、
前記コンタクトホールは、前記第１層に形成された第１コンタクトホール部と、前記第２層に形成され、前記第１コンタクトホール部と連通する第２コンタクトホール部とを含み、
前記第１コンタクトホール部は前記第２コンタクトホール部よりサイズが大きい部分を含むか、前記第１コンタクトホール部の内側面と前記第２コンタクトホール部の内側面との間に段差が位置する太陽電池。

【請求項10】

半導体基板の一面上に第１導電型領域及び第２導電型領域を含む導電型領域を形成するステップと、
前記導電型領域上にコンタクトホールを備えるパッシベーション膜を形成するステップと、
前記コンタクトホールを介して露出した前記導電型領域上に保護膜を形成するステップと、
前記保護膜を挟んで前記パッシベーション膜の前記コンタクトホールを介して前記導電型領域に電気的に連結される電極を形成するステップと、
を含み、
前記保護膜はシリコン酸化膜を含み、
前記パッシベーション膜を形成するステップは、
前記導電型領域上に第１層を形成するステップと、
前記第１層上に位置し、前記第１層と異なる物質を含む第２層を形成するステップと、
前記第２層を貫通する第２コンタクトホール部を形成するステップと、
前記第２コンタクトホール部を形成する方法と異なる方法で前記第１層を貫通する第１コンタクトホール部を形成し、前記第２コンタクトホール部及び前記第１コンタクトホール部で構成される前記コンタクトホールを形成するステップと、
を含む、太陽電池の製造方法。

【請求項11】

前記第２コンタクトホール部を形成するステップにおいて、前記第２コンタクトホール部がレーザーエッチングによって形成され、前記第１層が残存する、請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項12】

前記第１コンタクトホール部を形成するステップにおいて、前記第１コンタクトホール部が湿式エッチングによって形成される、請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項13】

前記第１コンタクトホール部がアンダーカットを備える、請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項14】

前記保護膜は化学的酸化（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）によって形成される、請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項15】

前記保護膜を形成するステップにおいて、前記保護膜は、少なくとも前記コンタクトホールの内部において前記導電型領域上に形成される、請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項16】

前記保護膜は、前記コンタクトホールの内側面の少なくとも一部上、及び前記パッシベーション膜の外部面上のうち少なくとも一つにさらに形成される、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項17】

前記第１層及び前記第２層は、化学気相蒸着によってイン―サイチュ（ｉｎ―ｓｉｔｕ）工程によって形成され、
前記電極はスパッタリング又はめっきによって形成される、請求項１０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、太陽電池及びその製造方法に関し、より詳細には、後面電極型太陽電池及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、石油や石炭などの既存のエネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに取って代わる代替エネルギーに対する関心が高まっている。その中でも、太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代の電池として脚光を浴びている。

【0003】

このような太陽電池は、多様な層及び電極を設計によって形成することによって製造することができる。ところが、このような多様な層及び電極の設計によって太陽電池の効率を決定することができる。太陽電池の商用化のためには低い効率を克服しなければならないので、多様な層及び電極が太陽電池の効率を最大化できるように設計されることが要求される。

【0004】

光電変換部上には、パッシベーション特性、絶縁特性などを考慮して絶縁層が形成される。その後、光電変換部と電極との電気的な連結のために絶縁層にコンタクトホールを形成し、そのコンタクトホール内に電極を形成した。コンタクトホールを形成する方法としては多様な方法を適用できるが、その中でも、電極が微細化される場合は、絶縁層へのレーザー照射によってコンタクトホールを使用する方法が適用されている。ところが、レーザー照射によってコンタクトホールを形成すると、レーザーによる熱がコンタクトホールの形成部分から光電変換部の部分に直接到逹するので、熱により、該当部分の損傷又は該当部分の特性低下が発生するという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、レーザーを適用した工程を適用したときにも損傷又は特性低下の問題が発生しないので、高い効率を有する太陽電池及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施例に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板の一面上に形成される第１導電型領域及び第２導電型領域と、前記導電型領域上に形成され、コンタクトホールを備えるパッシベーション膜と、前記コンタクトホールの内部において前記導電型領域上に形成され、前記コンタクトホールの内側面上及び前記パッシベーション膜のうち少なくとも一つに形成される保護膜と、前記保護膜を挟んで前記コンタクトホールを介して前記導電型領域に電気的に連結される電極とを含む。

【0007】

本発明の実施例に係る太陽電池は、半導体基板と、前記半導体基板の一面上に形成される第１導電型領域及び第２導電型領域と、前記導電型領域上に形成され、コンタクトホールを備えるパッシベーション膜と、前記コンタクトホールの内部において前記導電型領域上に形成される保護膜と、及び前記保護膜を挟んで前記コンタクトホールを介して前記導電型領域に電気的に連結される電極と、を含む。前記パッシベーション膜は、前記導電型領域上に位置する第１層と、前記第１層上に位置し、前記第１層と異なる物質を含む第２層とを含む。前記コンタクトホールは、前記第１層に形成された第１コンタクトホール部と、前記第２層に形成され、前記第１コンタクトホール部と連通する第２コンタクトホール部とを含む。前記第１コンタクトホール部は前記第２コンタクトホール部より大きい部分を含むか、前記第１コンタクトホール部の内側面と前記第２コンタクトホール部の内側面との間に段差が位置する。

【0008】

本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板上に導電型領域を形成するステップと、前記導電型領域上にコンタクトホールを備えるパッシベーション膜を形成するステップと、前記パッシベーション膜上及び前記コンタクトホールを介して露出した前記導電型領域上に保護膜を形成するステップと、前記保護膜を挟んで前記パッシベーション膜の前記コンタクトホールを介して前記導電型領域に電気的に連結される電極を形成するステップとを含む。

【発明の効果】

【0009】

本実施例に係る太陽電池及び異意製造方法においては、保護膜を挟んで導電型領域と電極とを連結し、コンタクトホールの内部におけるパッシベーション特性を向上させることができ、導電型領域を保護することができる。そして、保護膜が後面パッシベーション膜と別個の工程で別個の層として形成され、保護膜が後面パッシベーション膜より薄い厚さで形成されることによって、導電型領域と電極との電気的連結特性を優秀に維持することができる。このとき、後面パッシベーション膜は別個の物質である第１層及び第２層を含み、第１層に形成された第１コンタクトホール部と第２層に形成された第２コンタクトホール部を別個の工程で形成し、コンタクトホールの形成時における導電型領域の損傷を効果的に防止することができる。これによって、太陽電池の効率及び生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係る太陽電池を示した断面図である。

【図2】図１に示した太陽電池の部分後面平面図である。

【図3A】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3B】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3C】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3D】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3E】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3F】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3G】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3H】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3I】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3J】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3K】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3L】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3M】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図3N】本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【図4】本発明の他の実施例に係る太陽電池の部分後面平面図である。

【図5】本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。

【図6】本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。

【図7】本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。

【図8】本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下では、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明がこのような実施例に限定されることはなく、多様な形態に変形可能であることは当然である。

【0012】

図面では、本発明を明確かつ簡略に説明するために説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体にわたって同一又は極めて類似する部分に対しては同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をより明確にするために厚さ、広さなどを拡大又は縮小して図示したが、本発明の厚さ、広さなどは、図面に図示したものに限定されない。

【0013】

そして、明細書全体において、一つの部分が他の部分を「含む」としたとき、特別に反対の記載がない限り、他の部分を排除するのではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるとしたとき、これは、他の部分の「直ぐ上に」ある場合のみならず、その中間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直ぐ上に」あるとしたときは、中間に他の部分が位置しないことを意味する。

【0014】

図１は、本発明の実施例に係る太陽電池を示した断面図で、図２は、図１に示した太陽電池の部分後面平面図である。

【0015】

図１及び図２を参照すると、本実施例に係る太陽電池１００は、半導体基板１０と、半導体基板１０の一面（以下、「後面」という）上に形成されるトンネリング層２０と、トンネリング層２０上に位置する導電型領域３２、３４と、導電型領域３２上に位置し、コンタクトホール４６を備えるパッシベーション膜（以下、「後面パッシベーション膜」という）４０と、コンタクトホール４６の内部において導電型領域３２、３４上及びコンタクトホール４６の内側面（すなわち、コンタクトホール４６に隣接した後面パッシベーション膜４０の側面）上に形成される保護膜４１と、保護膜４１を挟んで後面パッシベーション膜４０のコンタクトホール４６を介して導電型領域３２、３４に電気的に連結される電極４２、４４とを含む。ここで、導電型領域３２、３４は、第１導電型を有する第１導電型領域３２と、第２導電型を有する第２導電型領域３４とを備えており、電極４２、４４は、第１導電型領域３２に連結される第１電極４２と、第２導電型領域３４に連結される第２電極４４とを備えている。そして、太陽電池１００は、半導体基板１０の前面上に位置するパッシベーション膜（以下、「前面パッシベーション膜」という）２４、反射防止膜２６などをさらに含むことができる。以下では、これをより詳細に説明する。

【0016】

半導体基板１０は、第２導電型ドーパントを相対的に低いドーピング濃度で含み、第２導電型を有するベース領域１１０を含むことができる。ベース領域１１０は、第２導電型ドーパントを含む結晶質半導体で構成することができる。一例として、ベース領域１１０は、第２導電型ドーパントを含む単結晶又は多結晶半導体（一例として、単結晶又は多結晶シリコン）で構成することができる。特に、ベース領域１１０は、第２導電型ドーパントを含む単結晶半導体（例えば、単結晶半導体ウェハー、より具体的には、半導体シリコンウェハー）で構成することができる。このように、高い結晶性のために欠陥が少ないベース領域１１０又は半導体基板１０を基盤にすると、電気的特性に優れる。

【0017】

第２導電型はｐ型又はｎ型であり得る。一例として、ベース領域１１０がｎ型を有すると、ベース領域１１０と共に、光電変換によってキャリアを形成する接合（一例として、トンネリング層２０を挟んだｐｎ接合）を形成するｐ型の第１導電型領域３２を広く形成し、光電変換面積を増加させることができる。また、この場合は、広い面積を有する第１導電型領域３２が、相対的に遅い移動速度を有する正孔を効果的に収集し、光電変換効率の向上にさらに寄与することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0018】

そして、半導体基板１０は、半導体基板１０の他面（以下、「前面」という）側に位置する前面電界領域（又は電界領域）１３０を含むことができる。前面電界領域１３０は、ベース領域１１０と同一の導電型を有しながらベース領域１１０より高いドーピング濃度を有することができる。

【0019】

本実施例においては、前面電界領域１３０が、半導体基板１０に第２導電型を有するドーパントを相対的に高いドーピング濃度でドープして形成されたドーピング領域として構成された場合を例示した。これによって、前面電界領域１３０が第２導電型を有する結晶質（単結晶又は多結晶）半導体を含み、半導体基板１０の一部を構成するようになる。一例として、前面電界領域１３０は、第２導電型を有する単結晶半導体基板（一例として、単結晶シリコンウェハー基板）の一部分を構成することができる。このとき、前面電界領域１３０のドーピング濃度は、同一の第２導電型を有する第２導電型領域３４のドーピング濃度より小さくなり得る。

【0020】

しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、半導体基板１０と別個の半導体層（例えば、非晶質半導体層、微結晶半導体層、又は多結晶半導体層）に第２導電型ドーパントをドープすることによって前面電界領域１３０を形成することもできる。又は、前面電界領域１３０は、半導体基板１０に隣接して形成された層（例えば、前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６）の固定電荷によってドープされたものと類似する役割をする電界領域として構成することもできる。例えば、ベース領域１１０がｎ型である場合は、前面パッシベーション膜２４が固定負電荷を有する酸化物（例えば、アルミニウム酸化物）で構成され、ベース領域１１０の表面に反転領域（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を形成し、これを電界領域として用いることができる。この場合は、半導体基板１０が別途のドーピング領域を備えずにベース領域１１０のみで構成され、半導体基板１０の欠陥を最小化することができる。その他の多様な方法により、多様な構造の前面電界領域１３０を形成することができる。

【0021】

本実施例において、半導体基板１０の前面はテクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）され、ピラミッドなどの形態の凹凸を有することができる。半導体基板１０に形成されたテクスチャリング構造は、半導体の特定の結晶面に沿って形成された外面を有する一定の形状（一例として、ピラミッド形状）を有することができる。このようなテクスチャリングによって半導体基板１０の前面などに凹凸が形成され、表面粗さが増加すると、半導体基板１０の前面を介して入射される光の反射率を低下させることができる。したがって、ベース領域１１０と第１導電型領域３２によって形成されたｐｎ接合まで到逹する光の量を増加させることができ、光の損失を最小化することができる。

【0022】

そして、半導体基板１０の後面は、鏡面研磨などによって前面より低い表面粗さを有する相対的に滑らかで且つ平坦な面からなり得る。本実施例のように、半導体基板１０の後面側に第１及び第２導電型領域３２、３４が共に形成される場合は、半導体基板１０の後面の特性によって太陽電池１００の特性が大きく変わり得る。これによって、半導体基板１０の後面にはテクスチャリングによる凹凸を形成しないので、パッシベーション特性を向上させることができ、これによって太陽電池１００の特性を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、場合によって、半導体基板１０の後面にテクスチャリングによる凹凸を形成することもできる。その他の多様な変形も可能である。

【0023】

半導体基板１０の後面上にはトンネリング層２０を形成することができる。一例として、トンネリング層２０は半導体基板１０の後面に接触して形成され、構造を単純化し、トンネリング効果を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0024】

トンネリング層２０は電子及び正孔に一種のバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）として作用し、少数のキャリア（ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ）が通過することを防止し、トンネリング層２０に隣接した部分で蓄積された後で一定以上のエネルギーを有する多数のキャリア（ｍａｊｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ）のみがトンネリング層２０を通過できるようにする。このとき、一定以上のエネルギーを有する多数のキャリアは、トンネリング効果によってトンネリング層２０を容易に通過することができる。また、トンネリング層２０は、導電型領域３２、３４のドーパントが半導体基板１０に拡散することを防止する拡散バリアとしての役割をすることができる。このようなトンネリング層２０は、多数のキャリアのトンネリングが可能な多様な物質を含み得るが、一例として、酸化物、窒化物、半導体、伝導性高分子などを含むことができる。例えば、トンネリング層２０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化窒化物、真性非晶質シリコン、真性多結晶シリコンなどを含むことができる。特に、トンネリング層２０は、シリコン酸化物を含むシリコン酸化物層として構成することができる。これは、シリコン酸化物層は、パッシベーション特性に優れ、キャリアのトンネリングが容易な膜であるためである。

【0025】

このとき、トンネリング層２０は、半導体基板１０の後面に全体的に形成することができ、これによって、別途のパターニングなしで容易に形成することができる。

【0026】

トンネリング効果を十分に具現できるように、トンネリング層２０の厚さは後面パッシベーション膜４０の厚さより小さくなり得る。一例として、トンネリング層２０の厚さが５ｎｍ以下（より具体的には、２ｎｍ以下、一例として、０．５ｎｍ〜２ｎｍ）であり得る。トンネリング層２０の厚さＴが５ｎｍを超えると、トンネリングが円滑に起こらないので太陽電池１００が作動しないおそれがあり、トンネリング層２０の厚さが０．５ｎｍ未満であると、所望の品質のトンネリング層２０を形成しにくいおそれがある。トンネリング効果をより向上させるためには、トンネリング層２０の厚さが２ｎｍ以下（より具体的には０．５ｎｍ〜２ｎｍ）であり得る。このとき、トンネリング効果をさらに向上させるためには、トンネリング層２０の厚さが０．５ｎｍ〜１．２ｎｍであり得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、トンネリング層２０の厚さは多様な値を有することができる。

【0027】

トンネリング層２０上には導電型領域３２、３４を含む半導体層３０が位置し得る。一例として、半導体層３０はトンネリング層２０に接触して形成され、構造を単純化し、トンネリング効果を最大化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0028】

本実施例において、半導体層３０は、第１導電型ドーパントを有して第１導電型を示す第１導電型領域３２と、第２導電型ドーパントを有して第２導電型を示す第２導電型領域３４とを含むことができる。第１導電型領域３２と第２導電型領域３４がトンネリング層２０上で同一平面上に位置し得る。すなわち、第１及び第２導電型領域３２、３４とトンネリング層２０との間に互いに同一に他の層が位置しないか、第１及び第２導電型領域３２、３４とトンネリング層２０との間に他の層が位置する場合は、他の層は同一の積層構造を有することができる。そして、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にこれらと同一平面上にバリア領域３６が位置し得る。

【0029】

第１導電型領域３２は、ベース領域１１０とトンネリング層２０を挟んでｐｎ接合（又はｐｎトンネル接合）を形成し、光電変換によってキャリアを生成するエミッタ領域を構成する。

【0030】

このとき、第１導電型領域３２は、ベース領域１１０と反対の第１導電型ドーパントを含む半導体（一例として、シリコン）を含むことができる。本実施例では、第１導電型領域３２が半導体基板１０上（より明確には、トンネリング層２０上）で半導体基板１０と別個に形成され、第１導電型ドーパントがドープされた半導体層として構成される。これによって、第１導電型領域３２は、半導体基板１０上に容易に形成できるように半導体基板１０と異なる結晶構造を有する半導体層として構成することができる。例えば、第１導電型領域３２は、蒸着などの多様な方法によって容易に製造できる非晶質半導体、微結晶半導体、又は多結晶半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン）などに第１導電型ドーパントをドープすることによって形成することができる。第１導電型ドーパントは、半導体層を形成する工程で半導体層に共に含まれてもよく、又は、半導体層を形成した後で熱拡散法、イオン注入法などの多様なドーピング方法によって半導体層に含まれてもよい。

【0031】

このとき、第１導電型領域３２は、ベース領域１１０と反対の導電型を示すことができる第１導電型ドーパントを含むことができる。すなわち、第１導電型ドーパントがｐ型である場合は、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を使用することができる。第１導電型ドーパントがｎ型である場合は、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビズマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を使用することができる。一例として、第１導電型ドーパントはｐ型を有するボロン（Ｂ）であり得る。

【0032】

第２導電型領域３４は、後面電界（ｂａｃｋ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）を形成し、半導体基板１０の表面（より正確には、半導体基板１０の後面）で再結合によってキャリアが損失することを防止する後面電界領域を構成する。

【0033】

このとき、第２導電型領域３４は、ベース領域１１０と同一の第２導電型ドーパントを含む半導体（一例として、シリコン）を含むことができる。本実施例では、第２導電型領域３４は、半導体基板１０上（より明確には、トンネリング層２０上）で半導体基板１０と別個に形成され、第２導電型ドーパントがドープされた半導体層として構成される。これによって、第２導電型領域３４は、半導体基板１０上に容易に形成できるように半導体基板１０と異なる結晶構造を有する半導体層として構成することができる。例えば、第２導電型領域３４は、蒸着などの多様な方法によって容易に製造できる非晶質半導体、微結晶半導体、又は多結晶半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコン）などに第２導電型ドーパントをドープすることによって形成することができる。第２導電型ドーパントは、半導体層を形成する工程で半導体層に共に含まれてもよく、又は、半導体層を形成した後で熱拡散法、イオン注入法などの多様なドーピング方法によって半導体層に含まれてもよい。

【0034】

このとき、第２導電型領域３４は、ベース領域１１０と同一の導電型を示すことができる第２導電型ドーパントを含むことができる。すなわち、第２導電型ドーパントがｎ型である場合は、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビズマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を使用することができる。第２導電型ドーパントがｐ型である場合は、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を使用することができる。一例として、第２導電型ドーパントがｎ型を有するリン（Ｐ）であり得る。

【0035】

そして、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にバリア領域３６が位置し、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４とを互いに離隔させる。第１導電型領域３２と第２導電型領域３４が互いに接触する場合はシャント（ｓｈｕｎｔ）が発生し、太陽電池１００の性能を低下させ得る。これによって、本実施例では、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にバリア領域３６を位置させ、不要なシャントを防止することができる。

【0036】

バリア領域３６は、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間でこれらを実質的に絶縁できる多様な物質を含むことができる。すなわち、バリア領域３６には、ドープされていない（すなわち、アンドープ）絶縁物質（一例として、酸化物、窒化物）などを使用することができる。又は、バリア領域３６が真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）半導体を含むこともできる。このとき、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４とバリア領域３６は、互いに側面が接触しながら連続的に形成される同一の半導体（一例として、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン）で構成され、バリア領域３６は実質的にドーパントを含まないｉ型（真性）半導体物質であり得る。一例として、半導体物質を含む半導体層を形成した後、半導体層の一部領域に第１導電型ドーパントをドープすることによって第１導電型領域３２を形成し、他の領域の一部に第２導電型ドーパントをドープすることによって第２導電型領域３４を形成すると、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４が形成されていない領域がバリア領域３６を構成するようになる。これによると、第１導電型領域３２、第２導電型領域３４及びバリア領域３６の製造方法を単純化することができる。

【0037】

しかし、本発明がこれに限定されることはない。よって、バリア領域３６を第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４と別途に形成した場合は、バリア領域３６の厚さが第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の厚さと異なり得る。一例として、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４のショートをより効果的に防止するために、バリア領域３６が第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４より厚い厚さを有することもできる。又は、バリア領域３６を形成するための原料を節減するために、バリア領域３６の厚さを第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の厚さより小さくすることもできる。その他の多様な変形が可能であることは当然である。また、バリア領域３６の基本構成物質が第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４と異なる物質を含むこともできる。

【0038】

そして、本実施例では、バリア領域３６が第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間を全体的に離隔させる場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、バリア領域３６は、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の境界部分の一部のみを離隔させるように形成することもできる。これによると、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の境界の他の一部は互いに接触することもできる。

【0039】

ここで、ベース領域１１０と同一の導電型を有する第２導電型領域３４の面積より、ベース領域１１０と異なる導電型を有する第１導電型領域３２の面積を広く形成することができる。これによって、ベース領域１１０と第１導電型領域３２との間でトンネリング層２０を通じて形成されるｐｎ接合をより広く形成することができる。このとき、ベース領域１１０及び第２導電型領域３４がｎ型の導電型を有し、第１導電型領域３２がｐ型の導電型を有する場合、広く形成された第１導電型領域３２によって相対的に遅い移動速度を有する正孔を効果的に収集することができる。このような第１導電型領域３２、第２導電型領域３４及びバリア領域３６の平面構造は、図２を参照して後で詳細に説明する。

【0040】

半導体基板１０の後面において、第１及び第２導電型領域３２、３４及びバリア領域３６上に後面パッシベーション膜４０を形成することができる。一例として、後面パッシベーション膜４０は第１及び第２導電型領域３２、３４及びバリア領域３６に接触して形成され、構造を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0041】

後面パッシベーション膜４０は、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との電気的連結のためのコンタクトホール４６を備える。コンタクトホール４６は、第１導電型領域３２と第１電極４２との連結のための第１コンタクトホール４６１と、第２導電型領域３４と第２電極４４との連結のための第２コンタクトホール４６２とを備える。これによって、後面パッシベーション膜４０は、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４が連結されてはならない電極（すなわち、第１導電型領域３２の場合は第２電極４４、第２導電型領域３４の場合は第１電極４２）と連結されることを防止する役割をする。また、後面パッシベーション膜４０は、第１及び第２導電型領域３２、３４及び／又はバリア領域３６をパッシベートするという効果を有することができる。

【0042】

半導体層３０上で電極４２、４４が位置しない部分に後面パッシベーション膜４０が位置し得る。後面パッシベーション膜４０は、トンネリング層２０より厚い厚さを有することができる。これによって、絶縁特性及びパッシベーション特性を向上させることができる。その他の多様な変形が可能である。

【0043】

一例として、本実施例において、前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６、後面パッシベーション膜４０は、優れた絶縁特性、パッシベーション特性などを有し得るようにドーパントなどを備えなくてもよい。

【0044】

本実施例において、後面パッシベーション膜４０は、導電型領域３２、３４及びバリア領域３６（又は半導体層３０）上に位置（一例として、接触）する第１層４０ａと、第１層４０ａ上に位置し、第１層４０ａと異なる物質を含む第２層４０ｂとを含むことができる。そして、コンタクトホール４６は、第１層４０ａに形成された第１コンタクトホール部４６ａと、第２層４０ｂに形成され、第１コンタクトホール部４６ａに対応する位置に形成され、第１コンタクトホール部４６ａと連通する第２コンタクトホール部４６ｂとを含むことができる。本実施例において、第１コンタクトホール部４６ａと第２コンタクトホール部４６ｂは別個の物質を有する第１層４０ａと第２層４０ｂで別個の工程によって形成されるので、別個のサイズ、形状などを有することができる。これに対しては後で詳細に説明する。

【0045】

このとき、第２コンタクトホール部４６ｂはレーザーエッチングによって形成することができ、第１コンタクトホール部４６ａは湿式エッチングによって形成することができる。そうすると、第１層４０ａに形成される第１コンタクトホール部４６ａは、第２層４０ｂに形成される第２コンタクトホール部４６ｂより大きい部分を含むことができる。これは、湿式エッチングを行うときに等方性エッチングによってアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）が発生したためであるが、これに対しては後で詳細に説明する。アンダーカットにより、第１コンタクトホール部４６ａのサイズは、導電型領域３０に隣接した部分より第２層４０ｂに隣接した部分でより大きくなり得る。より具体的には、第１コンタクトホール部４６ａのサイズは、導電型領域３０に隣接した部分より第２層４０ｂに隣接した部分まで向かって漸次大きくなり得る。また、第１コンタクトホール部４６ａの側面が曲面からなり、第１層４０ａの側面が凹状の曲面からなり得る。これによって、第１コンタクトホール部４６ａの側面と第２コンタクトホール部４６ｂの側面との間には段差が形成され得る。すなわち、第１層４０ａの側面より第２層４０ｂの側面がコンタクトホール４６の内部に向かって突出し、第２層４０ｂの側面より第１層４０ａの側面が凹状に又は後退して位置する部分を備えることができる。このような段差により、第２層４０ｂの側面に位置（一例として、接触）した保護膜４１と電極４２、４４との間に空間Ｖが位置し得るが、これに対しては後で詳細に説明する。

【0046】

一例として、第２コンタクトホール部４６ｂの内側面は、導電型領域３２、３４の上面又は下面に直角又はこれと類似する角度を有するように傾斜した平面を有することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0047】

このとき、導電型領域３２、３４及びバリア領域３６上で導電型領域３２、３４及びバリア領域３６と第２層４０ｂとの間に位置（一例として、接触）する第１層４０ａは、第２層４０ｂに第２コンタクトホール部４６ｂを形成するときに発生し得る導電型領域３２、３４の損傷を防止する役割をする。本実施例と異なり、第１層４０ａが存在しないと、エッチングなどによって第２層４０ｂを貫通するように第２層４０ｂの一部分を除去することによって第２コンタクトホール部４６ｂを形成するとき、第２層４０ｂの下側に位置する導電型領域３２、３４の一部も除去されたり、導電型領域３２、３４の特性が低下し得る。このように導電型領域３２、３４に損傷が発生すると、太陽電池１００の特性及び効率が低下する。これによって、本実施例では、導電型領域３２、３４上に第２層４０ｂを除去するときに除去されない第１層４０ａを位置させ、第２層４０ｂを除去する物質、物体などを第１層４０ａに接触させ、導電型領域３２、３４には接触させない。これによって、導電型領域３２、３４の損傷を根本的に防止することができる。

【0048】

コンタクトホール４６の形成時に第２層４０ｂは除去され、第１層４０ａは除去されない状態で残存しなければならない。このために多様な方法を使用できるが、一例として、コンタクトホール４６の形成時にレーザーエッチングを用いる場合は、第１層４０ａと第２層４０ｂのバンドギャップを互いに異ならせることができる。すなわち、第１層４０ａのバンドギャップが導電型領域３２、３４及び第２層４０ｂのバンドギャップより大きく、レーザーエッチングに使用されるレーザーのバンドギャップが第２層４０ｂのバンドギャップと第１層４０ａのバンドギャップとの間の値を有することができる。レーザーのバンドギャップは、レーザーの波長と関連するので、レーザー波長から換算された値を使用することができる。そうすると、レーザーのバンドギャップより小さいバンドギャップを有する第２層４０ｂはレーザーによって溶けて除去され、レーザーのバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第１層４０ａはレーザーを透過させ、そのまま残存するようになる。これによって、レーザーエッチングを行うときに第２層４０ｂにコンタクトホール４６が形成され、第１層４０ａはそのまま残存したり、レーザーエッチング跡のみが形成され得る。

【0049】

参照までに、導電型領域３２、３４が多結晶半導体層を含む場合、導電型領域３２、３４のバンドギャップは約１．１２ｅＶのバンドギャップを有し、第２層４０ｂと同じであるかこれより小さいバンドギャップを有するようになる。したがって、第１層４０ａを備えない場合は、第２層４０ｂのエッチングを行うときに導電型領域３２、３４の一部のエッチングも行われ、導電型領域３２、３４の損傷が発生し得る。その一方、本実施例では、導電型領域３２、３４より大きいバンドギャップを有する第１層４０ａを形成し、第２層４０ｂのエッチングを行うときに導電型領域３２、３４のエッチングが行われないように保護することができる。

【0050】

例えば、第１層４０ａのバンドギャップは３ｅＶ以上のバンドギャップを有することができ、第２層４０ｂは、３ｅＶより小さいバンドギャップを有することができる。より具体的に、第１層４０ａのバンドギャップは５ｅＶ以上（例えば、５ｅＶ〜１０ｅＶ）であり、第２層４０ｂのバンドギャップは０．５ｅＶ以上、３ｅＶ未満であり得る。これは、レーザーエッチングを行うときに使用されるレーザーの波長を考慮したものであるが、レーザーの波長が変わると、上述した値も変わり得る。レーザーエッチングを行うときに使用されるレーザーに対しては、製造方法でより詳細に説明する。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0051】

バンドギャップを調節する方法としては多様な方法が使用できるが、本実施例では、物質によってバンドギャップが異なることを考慮して、第１層４０ａ及び第２層４０ｂの物質を互いに異ならせることができる。例えば、第１層４０ａは、相対的に高いバンドギャップを有する酸化物（例えば、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物など）又は非晶質シリコンなどを含むことができる。酸化物は、５ｅＶ以上の高いバンドギャップ（概して８ｅＶ〜９ｅＶ）を有するので、レーザーエッチングなどがあるとしてもエッチングされない状態で残存し得る。非晶質シリコンも３ｅＶ以上のバンドギャップを有し、レーザーエッチングによってエッチングされない状態で残存し得る。第１層４０ａは、単一膜又は２個以上の膜が組み合わされた多層膜構造を有することができる。

【0052】

第２層４０ｂは、相対的に小さいバンドギャップを有する窒化物、炭化物（例えば、シリコン窒化物又はシリコン炭化物など）を使用することができる。このようなシリコン窒化物又はシリコン炭化物は、組成によって多少差はあるが、概して３ｅＶ未満（例えば、０．５ｅＶ〜３ｅＶ）のバンドギャップを有する。第２層４０ｂは、単一膜又は２個以上の膜が組み合わされた多層膜構造を有することができる。

【0053】

第１層４０ａは、第２コンタクトホール部４６ｂを形成するときにエッチング又は損傷しない厚さを有することができる。これによって、第１層４０ａは、トンネリング層２０及び保護膜４１より厚い厚さを有することができる。第１層４０ａは、第２コンタクトホール部４６ｂを形成するときにエッチング又は損傷しない厚さを有すれば十分であり、過度に大きい厚さを有すると工程時間が長くなるなどの問題がある。これを考慮して、第１層４０ａは導電型領域３２、３４より薄い厚さを有し、第２層４０ｂと同じかそれより薄い厚さを有することができる。ここで、第１層４０ａが第２層４０ｂより薄い厚さを有することができる。

【0054】

一例として、第１層４０ａの厚さが５ｎｍ〜１００ｎｍであり得る。第１層４０ａの厚さが５ｎｍ未満であると、第２コンタクトホール部４６ｂを形成するときに導電型領域３２、３４を効果的に保護しにくいおそれがある。第１層４０ａの厚さが１００ｎｍを超えると、製造工程時間が増加し、生産性が低下し得る。導電型領域３２、３４をより効果的に保護しながら工程時間を減少させるために、第１層４０ａの厚さが１０ｎｍ〜５０ｎｍ（一例として、１０ｎｍ〜３０ｎｍ）であり得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第１層４０ａが多様な厚さを有することができる。

【0055】

第１層４０ａに形成される第１コンタクトホール部４６ａは、２コンタクトホール部４６ｂを形成した後で第２コンタクトホール部４６ｂを形成する工程と異なる工程で形成することができる。上述したように、第２コンタクトホール部４６ｂを形成する工程などで導電型領域３２、３４の損傷を防止するために、第１層４０ａが一定の値以上の厚さを有するようになる。したがって、このような第２コンタクトホール部４６ｂの下部に第１層４０ａをそのまま残存させた状態で導電型領域３２、３４と電極４２、４４とを電気的に連結すると、第１層４０ａの厚さによって導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間の電気的連結特性が低下し得る。これを考慮して、本実施例では、第１層４０ａにも第２コンタクトホール部４６ｂが位置する部分に第１コンタクトホール部４６ａを形成する。導電型領域３２、３４で発生する損傷、特性の低下などを最小化するために、第１コンタクトホール部４６ａを形成する工程は第２コンタクトホール部４６ｂを形成する工程と異なる工程で行うことができる。これに対しては後で詳細に説明する。

【0056】

これによって、第１コンタクトホール部４６ａ及び第２コンタクトホール部４６ｂを含むコンタクトホール４６が後面パッシベーション膜４０を貫通して形成される。

【0057】

後面パッシベーション膜４０のコンタクトホール４６の内部では、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間に保護膜４１が位置する。後面パッシベーション膜４０にコンタクトホール４６が貫通して形成されるので、保護膜４１が位置しないと、コンタクトホール４６が形成された部分で後面パッシベーション膜４０が存在せず、その結果、パッシベーション特性が低下し得る。これを防止するために、本実施例では、コンタクトホール４６の内部において導電型領域３２、３４上に保護膜４１が位置する。これによって、コンタクトホール４６の存在によって発生し得るパッシベーション特性の低下を効果的に防止することができる。

【0058】

そして、保護膜４１は、コンタクトホール４６を形成した後で行われる多様な工程で導電型領域３２、３４が損傷することを防止することができる。例えば、コンタクトホール４６内にスパッターなどの方法で電極４２、４４を形成すると、コンタクトホール４６によって露出した表面がプラズマに露出する。このとき、本実施例と異なり、保護膜４１を備えていないと、導電型領域３２、３４がプラズマに直接露出し、表面損傷が発生し得る。その一方、本実施例のように保護膜４１を備えると、保護膜４１により、導電型領域３２、３４がプラズマに露出したり、プラズマが発生することを防止することができる。また、保護膜４１は、導電型領域３２、３４の表面をパッシベートする役割をし、パッシベーション特性を向上させることができる。

【0059】

このような保護膜４１は、第１及び第２コンタクトホール部４６ａ、４６ａを含むコンタクトホール４６を形成した後で形成され、電極４２、４４のパターニングを行うときに共にパターン化することができる。そうすると、保護膜４１は、電極４２、４４と後面パッシベーション膜４０との間で電極４２、４４が形成された部分に全体的に形成することができる。

【0060】

より具体的には、保護膜４１は、コンタクトホール４６の底面（すなわち、コンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４の表面）に位置（一例として、接触）する部分と、コンタクトホール４６の側面（すなわち、第１及び第２層４０ａ、４０ｂの側面）に位置（一例として、接触）する部分と、後面パッシベーション膜４０の外面、又は広い表面（図面の下部面）上で電極４２、４４において後面パッシベーション膜４０に対向する面と後面パッシベーション膜４０との間に位置（一例として、接触）する部分とを含むことができる。上述した保護膜４１の各部分は、互いに一体化されて連続的に形成される同一の層として構成することができる。このとき、電極４２、４４の側面と保護膜４１の側面は互いに同一の平面上に形成することができる。これは、電極４２、４４を形成するためのパターニングを行うときに保護膜４１のエッチングが共に行われ得るためである。

【0061】

このとき、導電型領域３２、３４と電極４２、４４が保護膜４１を挟んで電気的に連結されるので、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との間の電気的連結特性を向上させるために保護膜４１を薄く形成することができる。すなわち、保護膜４１は、後面パッシベーション膜４０（より具体的には、第１層４０ａ及び第２層４０ｂのそれぞれ）より薄い厚さを有することができる。

【0062】

保護膜４１は、後面パッシベーション膜４０、より具体的には、第１層４０ａ及び第２層４０ｂのそれぞれより薄い厚さを有する。これは、後面パッシベーション膜４０は十分なパッシベーション特性のために相対的に厚い厚さを有しなければならない一方、保護膜４１は電気的連結特性を低下させないと共に導電型領域３２、３４を保護できる程度の薄い厚さを有すればよいためである。

【0063】

一例として、保護膜４１は、トンネリング層２０より薄い厚さを有することもできる。これによると、保護膜４１が存在するとしても導電型領域３２、３４と電極４２、４４との電気的連結特性に優れる場合がある。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、保護膜４１がトンネリング層２０と同じかこれより厚い厚さを有することもできる。

【0064】

例えば、保護膜４１の厚さが０．５ｎｍ〜２ｎｍ（一例として、０．５ｎｍ〜１．２ｎｍ）であり得る。保護膜４１の厚さが０．５ｎｍ未満であると、均一な厚さで保護膜４１を全体的に形成しにくく、保護膜４１による効果が十分でない場合がある。保護膜４１の厚さが２ｎｍを超えると、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との電気的連結特性が多少低下し得る。保護膜４１の厚さを１．２ｎｍ以下にし、電気的連結特性をより向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様な変形が可能である。

【0065】

保護膜４１は、簡単な工程によって容易に形成することができ、パッシベーション特性を向上させ、導電型領域３２、３４を保護できる物質で構成することができる。このとき、保護膜４１は、後面パッシベーション膜４０を構成する一部と異なる物質で構成することができる。本実施例において、保護膜４１は第２層４０ｂと異なる物質で構成することができる。

【0066】

一例として、保護膜４１は酸化物で構成することができる。特に、保護膜４１は、導電型領域３２、３４に含まれた半導体物質（一例として、シリコン）と酸素とが結合して形成されたシリコン酸化物で構成することができる。保護膜４１が酸化物（特に、シリコン酸化物）を含むと、優れたパッシベーション特性を有し、化学的酸化（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）工程、熱酸化工程などによって容易に形成することができる。これに対しては製造方法でより詳細に説明する。

【0067】

半導体基板１０の後面に位置する電極４２、４４は、第１導電型領域３２に電気的及び物理的に連結される第１電極４２と、第２導電型領域３４に電気的及び物理的に連結される第２電極４４とを含む。

【0068】

このとき、第１電極４２は、後面パッシベーション膜４０のコンタクトホール４６の少なくとも一部を充填しながら形成され、保護膜４１を挟んで第１導電型領域３２に連結され、第２電極４４は、後面パッシベーション膜４０のコンタクトホール４６の少なくとも一部を充填しながら形成され、第２導電型領域３４に連結される。上述したように、後面パッシベーション膜４０の第１層４０ａと第２層４０ｂの側面（すなわち、コンタクトホール４６の内側面）間に第１層４０ａのアンダーカットによる段差が位置し、化学的酸化工程などによって形成される保護膜４１が第１層４０ａ及び第２層４０ｂの側面に密着して形成される。すなわち、保護膜４１は、第１層４０ａ及び第２層４０ｂの側面に位置した段差、屈曲などをそのまま備えながら形成される。ところが、アンダーカットが形成された段差部分（すなわち、第１層４０ａの側面で凹状の部分）には電極４２、４４が完全に形成されない場合がある。したがって、第１層４０ａ及びこれに密着して形成された保護膜４１と電極４２、４４との間に空間Ｖがそのまま残存する場合もある。このような空間Ｖは特性に大きな問題を発生させなく、空間Ｖの存在により、第１層４０ａが湿式エッチングによって形成され、アンダーカットが形成されたことを確認することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。したがって、コンタクトホール４６の側面で保護膜４１と電極４２、４４との間に空間Ｖが全く形成されず、コンタクトホール４６の側面で電極４２、４４が保護膜４１上に密着（又は接触）して形成され得る。これに対しては図５を参照して詳細に説明する。

【0069】

このとき、一例として、保護膜４１は化学的酸化によって形成することができる。そして、導電型領域３２、３４、後面パッシベーション膜４０の第１層４０ａ及び第２層４０ｂがそれぞれシリコンを含むので、シリコン酸化物を含む保護膜４１は、化学的酸化によって導電型領域３２、３４上、第１層４０ａ及び第２層４０ｂの側面上、及び第２層４０ｂ上に全体的に形成することができる。このとき、第１層４０ａ及び第２層４０ｂのシリコンの比率が導電型領域３２、３４のシリコンの比率より小さいので、導電型領域３２、３４上に形成された保護膜４１の厚さが第１層４０ａの側面上、第２層４０ｂの側面上、及び第２層４０ｂの外面上に形成された部分の厚さより大きくなり得る。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、保護膜４１の厚さが均一なものも可能である。そして、化学的酸化によって保護膜４１を形成するとき、後面パッシベーション膜４０の第１層４０ａ及び／又は第２層４０ｂがシリコンを含まないと、この上には保護膜４１が形成されない場合もある。保護膜４１は、化学的酸化以外の多様な方法によって形成できるので、第１層４０ａ及び／又は第２層４０ｂがシリコンを含まないとしても、この上に均一な厚さで全体的に形成することもでき、その他の多様な変形が可能である。

【0070】

このような第１及び第２電極４２、４４には多様な金属物質を含むことができる。そして、第１及び第２電極４２、４４は互いに電気的に連結されないと共に、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４にそれぞれ連結されて生成されたキャリアを収集して外部に伝達できる多様な平面形状を有することができる。すなわち、本発明が第１及び第２電極４２、４４の平面形状に限定されることはない。

【0071】

以下では、図１及び図２を参照して、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４、バリア領域３６、そして、第１及び第２電極４２、４４の平面形状の一例を詳細に説明する。

【0072】

図１及び図２を参照すると、本実施例では、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４はそれぞれストライプ形状をなすように長く形成されながら、長さ方向と交差する方向で交互に位置している。第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間にこれらを離隔させるバリア領域３６が位置し得る。図面には示していないが、互いに離隔した複数の第１導電型領域３２を一側縁部で互いに連結することができ、互いに離隔した複数の第２導電型領域３４を他側縁部で互いに連結することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0073】

このとき、第１導電型領域３２の面積が第２導電型領域３４の面積より大きくなり得る。一例として、第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４の面積はこれらの幅を異ならせることによって調節することができる。すなわち、第１導電型領域３２の幅Ｗ１が第２導電型領域３４の幅Ｗ２より大きくなり得る。

【0074】

そして、第１電極４２が第１導電型領域３２に対応してストライプ形状に形成され、第２電極４４が第２導電型領域３４に対応してストライプ形状に形成され得る。コンタクトホール４６が第１及び第２電極４２、４４の一部のみを第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４にそれぞれ連結するように形成されることも可能であることは当然である。例えば、コンタクトホール４６を複数のコンタクトホールとして構成することができる。又は、コンタクトホール（図１の参照符号４６、以下同一）のそれぞれを第１及び第２電極４２、４４に対応して第１及び第２電極４２、４４の全体長さに形成される場合もある。これによると、第１及び第２電極４２、４４と第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４との接触面積を最大化し、キャリア収集効率を向上させることができる。その他の多様な変形が可能である。そして、図面には示していないが、第１電極４２を一側縁部で互いに連結して形成し、第２電極４４を他側縁部で互いに連結して形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0075】

再び図１を参照すると、半導体基板１０の前面上（より正確には、半導体基板１０の前面に形成された前面電界領域１３０上）に前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６が位置し得る。実施例によって、半導体基板１０上に前面パッシベーション膜２４のみを形成することもでき、半導体基板１０上に反射防止膜２６のみを形成することもでき、又は、半導体基板１０上に前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６を順次位置させることもできる。図面では、半導体基板１０上に前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６が順次形成され、半導体基板１０が前面パッシベーション膜２４と接触して形成される場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、半導体基板１０が反射防止膜２６に接触して形成されることも可能であり、その他の多様な変形が可能である。

【0076】

前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６は実質的に半導体基板１０の前面に全体的に形成され得る。ここで、全体的に形成されたことは、物理的に完璧に全て形成された場合のみならず、不可避的に一部除外された部分がある場合を含む。

【0077】

前面パッシベーション膜２４は、半導体基板１０の前面に接触して形成され、半導体基板１０の前面又はバルク内に存在する欠陥を不動態化させる。これによって、少数のキャリアの再結合サイトを除去し、太陽電池１００の開放電圧を増加させることができる。反射防止膜２６は、半導体基板１０の前面に入射される光の反射率を減少させる。これによって、ベース領域１１０と第１導電型領域３２の界面に形成されたｐｎ接合まで到達する光量を増加させることができる。これによって、太陽電池１００の短絡電流（Ｉｓｃ）を増加させることができる。このように前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６によって太陽電池１００の開放電圧と短絡電流を増加させ、太陽電池１００の効率を向上させることができる。

【0078】

前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６は多様な物質で形成することができる。一例として、前面パッシベーション膜２４及び／又は反射防止膜２６は、シリコン窒化膜、水素を含むシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン酸化窒化膜、アルミニウム酸化膜、シリコン炭化膜、ＭｇＦ₂、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂及びＣｅＯ₂からなる群から選ばれたいずれか一つの単一膜又は２個以上の膜が組み合わされた多層膜構造を有することができる。一例として、前面パッシベーション膜２４は、半導体基板１０上に形成され、シリコン酸化膜であり得る。また、反射防止膜２６は、シリコン窒化膜及びシリコン炭化膜が順次積層された構造を有することができる。

【0079】

本実施例に係る太陽電池１００に光が入射されると、ベース領域１１０と第１導電型領域３２との間に形成されたｐｎ接合における光電変換によって電子と正孔が生成され、生成された正孔及び電子はトンネリング層２０のトンネリングによってそれぞれ第１導電型領域３２及び第２導電型領域３４に移動した後、第１及び第２電極４２、４４に移動する。これによって電気エネルギーを生成するようになる。

【0080】

本実施例のように、半導体基板１０の後面に電極４２、４４が形成され、半導体基板１０の前面には電極が形成されない後面電極構造の太陽電池１００においては、半導体基板１０の前面におけるシェーディング損失（ｓｈａｄｉｎｇ ｌｏｓｓ）を最小化することができる。これによって太陽電池１００の効率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0081】

そして、第１及び第２導電型領域３２、３４がトンネリング層２０を挟んで半導体基板１０上に形成されるので、半導体基板１０と別個の層として構成される。これによって、半導体基板１０にドーパントをドープすることによって形成されたドーピング領域を導電型領域として使用する場合より、再結合による損失を最小化することができる。

【0082】

また、後面パッシベーション膜４０のコンタクトホール４６の内部に保護膜４１を形成し、保護膜４１を挟んで導電型領域３２、３４と電極４２、４４とを連結してコンタクトホール４６の内部におけるパッシベーション特性を向上させることができ、導電型領域３２、３４を保護することができる。そして、保護膜４１を後面パッシベーション膜４０と別個の工程で別個の層として形成し、保護膜４１を後面パッシベーション膜４０より薄い厚さに形成することができる。これによって、導電型領域３２、３４と電極４２、４４との電気的連結特性を優秀に維持することができる。このとき、後面パッシベーション膜４０が別個の物質である第１層４０ａ及び第２層４０ｂを含み、第１層４０ａに形成された第１コンタクトホール部４６ａと第２層４０ｂに形成された第２コンタクトホール部４６ｂを別個の工程で形成し、コンタクトホール４６の形成時に導電型領域３２、３４が損傷することを効果的に防止することができる。これによって、太陽電池１００の効率を向上させることができる。

【0083】

上述した構造の太陽電池１００の製造方法を図３Ａ〜図３Ｎを参照して詳細に説明する。図３Ａ〜図３Ｎは、本発明の実施例に係る太陽電池の製造方法を示した断面図である。

【0084】

まず、図３Ａに示したように、第２導電型ドーパントを有するベース領域１１０で構成される半導体基板１０を準備する。本実施例において、半導体基板１０は、ｎ型のドーパントを有するシリコン基板（一例として、シリコンウェハー）からなり得る。ｎ型のドーパントとしては、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビズマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を使用することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、ベース領域１１０がｐ型のドーパントを有することもできる。

【0085】

続いて、図３Ｂに示したように、半導体基板１０の後面にトンネリング層２０を形成する。トンネリング層２０は半導体基板１０の後面に全体的に形成することができる。

【0086】

ここで、トンネリング層２０は、一例として、熱的成長法、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ））などによって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様な方法によって第１トンネリング層２０を形成することができる。

【0087】

続いて、図３Ｃ及び図３Ｆに示したように、トンネリング層２０上に第１導電型領域３２、第２導電型領域３４及び前面電界領域１３０を形成し、半導体基板１０の前面にテクスチャリング構造を形成することができる。これをより具体的に説明すると、次の通りである。

【0088】

図３Ｃに示したように、トンネリング層２０上に半導体層３０を形成する。半導体層３０は、微結晶質、非晶質、又は多結晶半導体で構成することができる。半導体層３０は、一例として、熱的成長法、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ））などによって形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様な方法によって半導体層３０を形成することができる。

【0089】

続いて、図３Ｄに示したように、半導体層３０に第１導電型領域３２を形成する。例えば、第１導電型領域３２に該当する領域にイオン注入法、熱拡散法、レーザードーピング法などの多様な方法によって第１導電型ドーパントをドープすることによって第１導電型領域３２を形成することができる。

【0090】

続いて、図３Ｅに示したように、半導体基板１０の前面に凹凸を有するようにテクスチャすることができる。半導体基板１０の表面のテクスチャリングとしては、湿式又は乾式テクスチャリングを使用することができる。湿式テクスチャリングは、テクスチャリング溶液に半導体基板１０を浸漬することによって行うことができ、工程時間が短いという長所を有する。乾式テクスチャリングは、ダイヤモンドドリル又はレーザーなどを用いて半導体基板１０の表面を切り取ることであって、凹凸を均一に形成できる一方、工程時間が長く、半導体基板１０に損傷が発生し得る。その他に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などによって半導体基板１０をテクスチャすることもできる。このように、本発明においては、多様な方法で半導体基板１０をテクスチャすることができる。

【0091】

本実施例においては、半導体層３０を形成した後、半導体基板１０の前面をテクスチャすることを例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはない。よって、半導体層３０を形成する前に、又は更に他の工程で半導体基板１０の表面をテクスチャすることができる。

【0092】

続いて、図３Ｆに示したように、半導体層３０に第１導電型領域３２、第２導電型領域３４、及びバリア領域３６を形成し、半導体基板１０の前面に前面電界領域１３０を形成する。

【0093】

例えば、第２導電型領域３４に該当する領域にイオン注入法、熱拡散法、レーザードーピング法などによる多様な方法によって第２導電型ドーパントをドープすることによって第２導電型領域３４を形成することができる。そうすると、第１導電型領域３２と第２導電型領域３４との間に位置した領域がバリア領域３６を構成するようになる。そして、半導体基板１０の前面にイオン注入法、熱拡散法、レーザードーピング法などの多様な方法によって第２導電型ドーパントをドープすることによって前面電界領域１３０を形成することができる。一例として、熱拡散法などによって第２導電型領域３４と前面電界領域１３０を同時に形成し、工程を単純化することができる。

【0094】

しかし、本発明がこれに限定されることはなく、導電型領域３２、３４、バリア領域３６及び前面電界領域１３０を形成する方法又は順序は多様に変形可能である。そして、バリア領域３６を形成しないことも可能である。

【0095】

続いて、図３Ｇに示したように、半導体基板１０の前面にパッシベーション膜２４及び反射防止膜２６を順次形成する。すなわち、半導体基板１０の前面上にパッシベーション膜２４及び反射防止膜２６を全体的に形成する。パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６は、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷又はスプレーコーティングなどの多様な方法によって形成することができる。

【0096】

続いて、図３Ｈに示したように、半導体基板１０の後面に第１層４０ａを全体的に形成し、図３Ｉに示したように、第１層４０ａ上に第２層４０ｂを全体的に形成する。すなわち、第１層４０ａ及び第２層４０ｂを含む後面パッシベーション膜４０は、半導体基板１０の後面上に第１及び第２導電型領域３２、３４を覆うように全体的に形成される。

【0097】

第１層４０ａ及び第２層４０ｂを含む後面パッシベーション膜４０は、真空蒸着法、化学気相蒸着法、スピンコーティング、スクリーン印刷又はスプレーコーティングなどの多様な方法によって形成することができる。一例として、第１層４０ａ及び第２層４０ｂは、プラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）によって形成することができ、同一のプラズマ化学気相蒸着装置内で連続的な工程で形成することができる。

【0098】

図面及び説明においては、前面パッシベーション膜２４及び反射防止膜２６を形成した後で後面パッシベーション膜４０の第１層４０ａ及び第２層４０ｂを形成する場合を例示した。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、前面パッシベーション膜２４、反射防止膜２６、及び後面パッシベーション膜４０の第１層４０ａ及び第２層４０ｂの形成順序は多様に変形可能である。

【0099】

続いて、図３Ｊに示したように、第１層４０ａを残存させながら第２層４０ｂに第２コンタクトホール部４６ｂを形成する。第２コンタクトホール部４６ｂを形成する方法としては多様な方法を適用することができる。

【0100】

一例として、本実施例においては、レーザー２００を用いたレーザーエッチングによって第２コンタクトホール部４６ｂを形成することができる。レーザーエッチングを用いると、第２コンタクトホール部４６ｂの幅を薄く具現することができ、多様なパターンの第２コンタクトホール部４６ｂを容易に形成することができる。また、レーザーの種類、波長などにより、第１層４０ａを残存させながら第２層４０ｂのみを選択的に除去することができる。

【0101】

レーザーエッチングでは第２層４０ｂを溶かすことができ、第１層４０ａは溶かすことができないレーザー２００を使用して第１層４０ａを残存させながら第２層４０ｂの該当部分を除去し、第２コンタクトホール部４６ｂを形成する。このとき、レーザー２００は、特定波長を有するものであって、第１層４０ａのバンドギャップより小さいバンドギャップを有し、第２層４０ｂのバンドギャップより大きいバンドギャップを有することができる。すなわち、レーザー２００の波長は、バンドギャップと直接関連するので、レーザーの波長をバンドギャップに換算した値は、第１層４０ａのバンドギャップより小さいバンドギャップを有し、第２層４０ｂのバンドギャップより大きいバンドギャップを有すればよい。例えば、レーザー２００のバンドギャップは１．２４ｅＶ・μｍの値をレーザー２００の波長（μｍ）で割った値で計算することができる。しかし、これはレーザー２００の種類、特性などによって変わり得るので、本発明がこれに限定されることはない。

【0102】

このように、本実施例においては、第１層４０ａ及び第２層４０ｂのバンドギャップを調節することによって第２層４０ｂにのみ第２コンタクトホール部４６ｂを形成することができる。これによって、第１層４０ａを残存させ、第２層４０ｂのみを選択的にエッチングする工程を容易に行うことができる。

【0103】

一例として、レーザーエッチングにおいて、レーザー２００は１０６４ｎｍ以下の波長を有することができる。これは、１０６４ｎｍを超える水準のレーザー２００を生成しにくいためである。例えば、レーザー２００は容易に生成することができ、第２層４０ｂのエッチングを容易に行えるように３００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有することができる。一例として、レーザー２００は、紫外線レーザーであり得る。そして、レーザー２００は、ピコ秒（ｐｓ）〜ナノ秒（ｎｓ）のレーザーパルス幅（ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ）を有し、レーザーエッチングを円滑に行わせることができる。特に、レーザー２００がピコ秒（ｐｓ）（すなわち、１ｐｓ〜９９９ｐｓ）のレーザーパルス幅を有し、レーザーエッチングを円滑に行わせることができる。そして、レーザー２００は、シングルショット（ｓｉｎｇｌｅ ｓｈｏｔ）又はバーストショット（ｂｕｒｓｔ ｓｈｏｔ）のレーザーショットモード（ｌａｓｅｒ ｓｈｏｔ ｍｏｄｅ）を有することができる。バーストショットは、一つのレーザーを複数のショットに分けて照射することであって、バーストショットを用いると、第１層４０ａ及び導電型領域３２、３４の損傷を最小化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、多様なレーザーを使用することができる。

【0104】

このとき、第１層４０ａは、５ｎｍ〜１００ｎｍの厚さを有し、レーザー２００より大きいバンドギャップを有するので、レーザーが通過するだけでよい。したがって、第１層４０ａがレーザーによって損傷を受けることはない。そして、第１層４０ａを通過して導電型領域３２、３４に到逹したレーザー２００の強度は非常に小さくなるので、導電型領域３２、３４にレーザー２００又はレーザーによる熱が到逹するとしても導電型領域３２、３４を溶かしたり損傷させることができない。

【0105】

続いて、図３Ｋに示したように、第２層４０ｂをマスクとして第１層４０ａの湿式エッチングを行うことによって第１コンタクトホール部４６ａを形成する。すなわち、エッチング溶液が第２層４０ｂに形成された第２コンタクトホール部４６ｂを介して第１層４０ａに接するようになり、第１層４０ａの等方性エッチングを行う。エッチング溶液としては、第１層４０ａのエッチングを行いながら第２層４０ｂのエッチングを行わないか、非常に小さい速度でエッチングを行う多様な物質を使用することができる。一例として、エッチング溶液としては、希釈されたフッ酸（ｄｉｌｕｔｅｄ ＨＦ）又はバッファ酸化エッチング溶液（ｂｕｆｆｅｒｅｄ ｏｘｉｄｅ ｅｔｃｈ、ＢＯＥ）などを使用することができる。例えば、希釈されたフッ酸は０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％のフッ酸を含むことができる。このようなエッチング溶液は、酸化物などで構成された第１層４０ａは容易にエッチングできるが、窒化物、炭化物などで構成された第２層４０ｂのエッチングは行わないか、非常に小さい速度でエッチングを行う。これによって、第１層４０ａのみのエッチングを選択的に行うことができる。

【0106】

このように、等方性エッチングによって第１コンタクトホール部４６ａが形成されるので、第１コンタクトホール部４６ａのエッチングは全体方向で同一の速度で行われる。これによって、第１コンタクトホール部４６ａの内側面又は第１層４０ａの側面は曲面からなり得る。

【0107】

そして、第１コンタクトホール部４６ａのエッチングは、第２層４０ｂに隣接した部分で相対的に大きい幅又はサイズを有するように行われ、第２層４０ｂから遠く離隔して位置した導電型領域３２、３４側では相対的に小さい幅又はサイズを有するように行われる。実際には、厚さ方向へのエッチング速度がより速いことを考慮すると、一側で第２層４０ｂに隣接した第１コンタクトホール部４６ａの幅は、導電型領域３２、３４に隣接した第１コンタクトホール部４６ａ又は第２コンタクトホール部４６ｂの幅より第１層４０ａの厚さの５０％〜１００％ほど大きくなり得る。すなわち、一側で第１層４０ａと第２層４０ｂの側面（又は第１コンタクトホール部４６ａと第２コンタクトホール部４６ｂの内側面）に第１層４０ａの厚さの５０％〜１００％程度の段差を有することができる。

【0108】

続いて、図３Ｌに示したように、コンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４上、後面パッシベーション膜４０の側面上、そして、後面パッシベーション膜４０の外面又は広い表面（図面の下部面）上に全体的に保護膜４１を形成する。このような保護膜４１は、多様な工程によって形成することができる。

【0109】

本実施例においては、化学的酸化工程によってコンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４上、後面パッシベーション膜４０の側面上、そして、後面パッシベーション膜４０の外面又は広い表面上に全体的に形成されるシリコン酸化物層を保護膜４１として使用することができる。

【0110】

一例として、太陽電池の下部面を硝酸ベースのエッチング溶液に浸漬し、化学的等方性エッチング工程によるシリコン酸化物層を形成することができる。他の例としては、太陽電池の下部面を洗浄する工程で使用する過酸化水素によって化学的酸化工程によるシリコン酸化物層を形成することもできる。一例として、過酸化水素、塩酸、超純水を含む洗浄溶液を用いて洗浄しながらシリコン酸化物層を形成することができる。そうすると、製造工程を別途に追加しなくても、シリコン酸化物層として構成される保護膜４１を形成することができる。

【0111】

このように、化学的酸化によって形成されたシリコン酸化物層を０．５ｎｍ〜２ｎｍ程度の薄い厚さでコンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４、後面パッシベーション膜４０の側面上、そして、後面パッシベーション膜４０の外面又は広い表面上に全体的に均一に形成することができる。これによって、薄く且つ均一な保護膜４１を形成することができる。

【0112】

しかし、本発明がこれに限定されることはなく、熱酸化工程などで形成されたシリコン酸化物層、又はその他の工程によって形成された多様な層又は膜を保護膜４１として使用することもできる。

【0113】

続いて、図３Ｍ及び図３Ｎに示したように、コンタクトホール４６内を充填するように第１及び第２電極４２、４４を形成する。

【0114】

より具体的には、図３Ｍに示したように、保護膜４１上に全体的にスパッタリング、めっきなどによって電極層４００を形成する。後面パッシベーション膜４０上で電極層４００は安定的に均一に形成されるが、第１層４０ａと第２層４０ｂの側面付近では段差によって一部分が形成されない場合もある。特に、第１層４０ａが第２層４０ｂより後退又は陥没した部分又は第１コンタクトホール部４６ａが第２層４０ｂに隣接して大きなサイズを有する部分を全て充填できず、第１層４０ａ及び第２層４０ｂと保護膜４１との間に空間（図１の参照符号Ｖ、以下同一）が位置する場合もある。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、空間Ｖが位置しないことも可能である。

【0115】

電極層４００は、公知の多様な物質（一例として、銀、金、銅、アルミニウムなどの金属物質）からなり得る。

【0116】

続いて、図３Ｎに示したように、電極層（図３Ｍの参照符号４００、以下同一）をパターン化できるエッチング溶液又はエッチングペーストを用いて電極層４００をパターン化する。これによって、電極４２、４４が形成される。上述したように、保護膜４１は薄い厚さを有するので、電極層４００のパターン化時に電極層４００が除去される部分では共に除去され得る。そうすると、保護膜４１は、電極４２、４４が位置した部分でのみ部分的に残るようになる。

【0117】

本実施例においては、第２コンタクトホール部４６ｂを形成するとき、レーザー２００が導電型領域３２、３４を損傷することを第１層４０ａが防止することができ、第１コンタクトホール部４６ａは、導電型領域３２、３４のエッチングを行わないエッチング溶液で形成することができる。これによって、コンタクトホール４６の形成時に発生し得る導電型領域３２、３４の損傷を最小化することができる。そして、保護膜４１を形成し、コンタクトホール４６が形成された部分をカバーし、コンタクトホール４６が位置した部分で導電型領域３２、３４のパッシベーション特性を向上させることができる。また、第１及び第２電極４２、４４又は電極層４００を形成するとき、コンタクトホール４６上に保護膜４１が位置するので、導電型領域３２、３４が外部に露出しない。よって、第１及び第２電極４２、４４を形成する工程で導電型領域３２、３４が損傷することを防止することができる。これによって、優れた特性及び効率を有する太陽電池１００を製造することができる。

【0118】

以下、図４〜図８を参照して、本発明の他の実施例に係る太陽電池及びその製造方法を詳細に説明する。上述した説明と同一又は極めて類似する部分に対しては詳細な説明を省略し、別個の部分に対してのみ詳細に説明する。上述した実施例及び変形例と後述する実施例及び変形例を結合した実施例も本発明の範囲に属する。

【0119】

図４は、本発明の他の実施例に係る太陽電池の部分後面平面図である。図４においては、後面パッシベーション膜（図１の参照符号４０）の図示を省略し、第１及び第２導電型領域３２、３４、バリア領域３６、そして、第１及び第２電極４２、４４を主に示した。別途の図示及び説明はないが、本実施例においては、後面パッシベーション膜４０は第１及び第２導電型領域３２、３４及びバリア領域３６と第１及び第２電極４２、４４との間に位置する。そして、後面パッシベーション膜４０において、第１導電型領域３２と第１電極４２が重なる部分には第１導電型領域３２との連結のためのコンタクトホール（図１の参照符号４６、以下同一）を形成し、第２導電型領域３４と第２電極４４が重なる部分には第２導電型領域３４との連結のためのコンタクトホール４６を形成することができる。

【0120】

図４を参照すると、本実施例に係る太陽電池１００においては、第２導電型領域３４がアイランド形状を有しながら互いに離隔して複数備えられ、第１導電型領域３２は、第２導電型領域３４及びこれを取り囲むバリア領域３６を除いた部分に全体的に形成することができる。

【0121】

そうすると、エミッタ領域として機能する第１導電型領域３２が最大限広い面積を有しながら形成され、光電変換効率を向上させることができる。そして、第２導電型領域３４の面積を最小化しながらも半導体基板１０に全体的に第２導電型領域３４を位置させることができる。そうすると、第２導電型領域３４によって表面再結合を効果的に防止すると共に、第２導電型領域３４の面積を最大化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、第２導電型領域３４が面積を最小化できる多様な形状を有し得ることは当然である。

【0122】

図面においては、第２導電型領域３４が円形の形状を有する場合を例示したが、本発明がこれに限定されることはない。よって、第２導電型領域３４がそれぞれ楕円形、又は、三角形、四角形、六角形などの多角形の平面形状を有し得ることも当然である。

【0123】

図５は、本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。明確且つ簡略な図示のために、図５では図１の拡大円に対応する部分のみを示した。

【0124】

図５を参照すると、本実施例においては、第１電極４２を第１コンタクトホール部４６ａ及び第２コンタクトホール部４６ｂ内で保護膜４１上に全体的に形成することができる。一例として、第１電極４２が第１コンタクトホール部４６ａ及び第２コンタクトホール部４６ｂを全体的に充填しながら形成される。これによって、第１層４０ａ及び第２層４０ｂの側面に段差、屈曲などが形成される場合にも、保護膜４１が第１導電型領域３２の表面及び第１層４０ａ及び第２層４０ｂの側面に全体的に密着（又は接触）し、保護膜４１上で第１電極４２が保護膜４１に全体的に密着（又は接触）するように形成することができる。これによって、第１電極４２とコンタクトホール４６の側面との間に空間ｖが存在しないように、第１電極４２が保護膜４１上でコンタクトホール４６を全体的に充填することができる。これは、工程条件などによって第１電極４２が保護膜４１上でコンタクトホール４６を全体的に充填するように形成できるためである。これによると、第１電極４２の体積及び密度を増加させ、抵抗を低減させることができる。そして、保護膜４１は、第２層４０ｂの外部面（第１層４０ａと反対の面）と第１電極４２との間にも位置し得る。

【0125】

図面及び上述した説明においては、第１電極４２及び第１導電型領域３２を主に説明したが、上述した内容は、第２電極（図１の参照符号４４）及び第２導電型領域（図１の参照符号３４）にもそのまま適用することができる。

【0126】

図６は、本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。明確且つ簡略な図示のために、図６では図１の拡大円に対応する部分のみを示した。

【0127】

図６を参照すると、本実施例において、保護膜４１は、第１導電型領域３２及び第１層４０ａに隣接（又は接触）した部分でのみ形成され、第２層４０ｂに隣接した部分では形成されない。

【0128】

より具体的には、保護膜４１は、コンタクトホール４６の底面（すなわち、コンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４の表面）に位置（一例として、接触）する部分と、第１層４０ａ又は第１コンタクトホール部４６ａの側面に位置（一例として、接触）する部分とを含むことができる。そして、保護膜４１は、第２層４０ｂ又は第２コンタクトホール部４６ｂの側面、第２層４０ｂの内部面（第１層４０ａ又は第１導電型領域３２に隣接した面）及び外部面（内部面の反対面）には形成されない。

【0129】

これは、第１導電型領域３２の表面は半導体（一例として、シリコン）を含んで酸素との反応によって容易に酸化できるので、保護膜４１がシリコン酸化物で構成されるときに容易に形成できるためである。そして、第１層４０ａが酸化物（一例として、シリコン酸化物）又は非晶質半導体（一例として、非晶質シリコン）を含み、保護膜４１がシリコン酸化物で構成されるとき、保護膜４１が第１層４０ａ上に容易に形成できるためである。これは、第１層４０ａがシリコン酸化物を含むと、これと同一の物質を含む保護膜４１を容易に形成でき、第１層４０ａが非晶質シリコンを含むと、酸素と容易に反応し、シリコン酸化物で構成される保護膜４１を形成できるためである。その一方、第２層４０ａは窒化物又は炭化物を含むので、シリコンを含むシリコン窒化物又はシリコン炭化物を含むとしても、既にある程度は化学的に安定化された状態であり、全く異なる物質であるシリコン酸化物で構成される保護膜４１が形成されにくいためである。

【0130】

図面及び上述した説明においては、第１電極４２及び第１導電型領域３２を主に説明したが、上述した内容は、第２電極（図１の参照符号４４）及び第２導電型領域（図１の参照符号３４）にもそのまま適用することができる。

【0131】

図７は、本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。明確で且つ簡略な図示のために、図７では図１の拡大円に対応する部分のみを示した。

【0132】

図７を参照すると、本実施例において、保護膜４１は、第１導電型領域３２に隣接した部分でのみ形成され、第１層４０ａに隣接した部分では一部のみが形成されるか又は形成されなく、第２層４０ｂに隣接した部分では形成されない。

【0133】

より具体的に、保護膜４１は、コンタクトホール４６の底面（すなわち、コンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４の表面）に位置（一例として、接触）する部分を含むことができる。そして、保護膜４１は、コンタクトホール４６の底面に接触した部分で第１層４０ａ又は第１コンタクトホール部４６ａの側面上に一部形成（一例として、接触）することができる。又は、保護膜４１がコンタクトホール４６に対応する第１導電型領域３２上でのみ局部的に形成され、第１コンタクトホール部４６ａの側面には接触しない場合がある。これによって、保護膜４１は、第１層４０ａ又は第１コンタクトホール部４６ａの側面に全体的に形成されない。そして、第２層４０ｂ又は第２コンタクトホール部４６ｂの側面、第２層４０ｂの内部面（第１層４０ａ又は第１導電型領域３２に隣接した面）及び外部面（内部面の反対面）には形成されない。

【0134】

上述したように、第１導電型領域３２の表面は、半導体（一例として、シリコン）を含んで酸素との反応によって容易に酸化され、シリコン酸化物で構成される保護膜４１を形成することができる。そして、第１層４０ａは薄い厚さで形成され、アンダーカットの存在、又は多様な工程条件によって第１層４０ａの側面に保護膜４１が形成されない場合がある。そして、第２層４０ｂ上には、図６を参照して説明した理由と同一の理由で保護膜４１が形成されない場合がある。

【0135】

図面及び上述した説明においては、第１電極４２及び第１導電型領域３２を主に説明したが、上述した内容は、第２電極（図１の参照符号４４）及び第２導電型領域（図１の参照符号３４）にもそのまま適用することができる。

【0136】

このように、本実施例において、保護膜４１は、コンタクトホール部４６の形成後に形成され、パッシベーション膜４０と導電型領域３２、３４との間には位置しない。そして、電極４２、４４は、保護膜４１を挟んで導電型領域３２、３４と離隔して位置し得る。

【0137】

上述した図面においては、保護膜４１が第１層４０ａと明確な境界を有し、保護膜４１と第１層４０ａが全く異なる層として構成された場合を示した。しかし、保護膜４１と第１層４０ａが互いに同一の物質（一例として、シリコン酸化物）を含むことができ、この場合は、保護膜４１と第１層４０ａとの間に境界が別途に備えられない場合もある。この場合は、コンタクトホール４６が形成された部分では第１層４０ａ又はシリコン酸化物層が導電型領域３２、３４に隣接（又は接触）しながら薄い厚さで形成され、コンタクトホール４６が形成されない部分では第１層４０ａ又はシリコン酸化物層がより厚い厚さで形成されると判断又は測定することもできる。図１及び図５の実施例では、追加的に第２層４０ｂと電極４２、４４との間に第１層４０ａ又はシリコン酸化物層が延長形成されたと判断又は測定することができる。

【0138】

図８は、本発明の更に他の実施例に係る太陽電池の一部を示した断面図である。簡略且つ明確な図面のために、図８では図１の拡大円に対応する部分を示した。

【0139】

図８を参照すると、本実施例において、保護膜４１は、コンタクトホール４６の底面（すなわち、コンタクトホール４６によって露出した導電型領域３２、３４の表面）に位置（一例として、接触）する部分を含む。

【0140】

本実施例において、保護膜４１は、後面パッシベーション膜４０の第２層４０ｂにおいて第１導電型領域３２に対向する面には形成されない。これは、製造工程時、第１コンタクトホール部４６ａのうち第２層４０ｂの下部に位置する部分において第１導電型領域３２に対向する第２層４０ｂの面に保護膜４１が形成されにくいためである。又は、保護膜４１は、第１コンタクトホール部４６ａのうち第２層４０ｂの下部に位置した第１導電型領域３２の表面及び／又は第１コンタクトホール部４６ａの側面に形成されない場合がある。これは、製造工程時、該当表面に保護膜４１が形成されにくいためである。このように、第１コンタクトホール部４６ａのうち第２層４０ｂの下部に位置した空間Ｖに隣接した部分では保護膜４１が形成されない場合がある。

【0141】

又は、保護膜４１は、第２層４０ｂの側面及び／又は第２層４０ｂにおいて電極（図面の第１電極４２及び／又は図１に示した第２電極４４、以下、電極４２、４４）に対向する面で形成されない場合がある。これは、電極４２、４４の形成前に保護膜４１が意図的に又は他の工程中に除去されたためでもあり、該当部分には保護膜４１が形成されないようにマスクなどを用いて保護膜４１が一定のパターンを有して形成されたためでもある。

【0142】

図面では、保護膜４１が電極４２、４４の形成部分に対応して第１導電型領域３２にのみ形成される場合を示したが、保護膜４１は、空間Ｖに隣接した部分、第２層４０ｂの側面又は表面などに一部形成されることも可能である。

【0143】

上述した特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例で例示した特徴、構造、効果などは、各実施例の属する分野で通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせたり又は変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせ及び変形と関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

【符号の説明】

【0144】

１０ 半導体基板
２０ トンネリング層
２４ 前面パッシベーション膜
２６ 反射防止膜
３０ 半導体層
４０ 後面パッシベーション膜
４２、４４ 電極
４６ コンタクトホール

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図3H】

【図3I】

【図3J】

【図3K】

【図3L】

【図3M】

【図3N】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】