特開 2024-121542 バックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121542

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】バックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0747 20120101AFI20240830BHJP

   H01L 31/0216 20140101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01L31/06 455

H01L31/04 240

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028694

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000000941

【氏名又は名称】株式会社カネカ

(74)【代理人】

【識別番号】100131705

【弁理士】

【氏名又は名称】新山 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 真悟

(72)【発明者】

【氏名】吉河 訓太

【テーマコード（参考）】

5F251

【Ｆターム（参考）】

5F251AA02

5F251AA05

5F251CB21

5F251DA07

5F251DA10

5F251GA04

5F251HA03

5F251HA07

(57)【要約】

【課題】ＦＳＦ半導体膜によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立するバックコンタクト型太陽電池を提供する。
【解決手段】バックコンタクト型太陽電池１は、受光面に凹凸構造を有する第１導電型または第２導電型の半導体基板１１と、半導体基板１１の裏面側の一部に配置された第１導電型半導体層と、半導体基板１１の裏面側の他の一部に配置された第２導電型半導体層と、半導体基板１１の受光面側の一部に配置されており、半導体基板１１と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が半導体基板１１よりも高いＦＳＦ半導体膜１４と、半導体基板１１の受光面側に配置された反射防止層とを備える。ＦＳＦ半導体膜１４は、半導体基板１１と反射防止層１５との間において、半導体基板１１の凹凸構造の谷部に配置されており、半導体基板１１の凹凸構造の頂部には配置されていない。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受光面および裏面を有し、前記受光面は凹凸構造を有する、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の前記裏面側の一部に配置された第１導電型半導体層と、
前記半導体基板の前記裏面側の他の一部に配置された第２導電型半導体層と、
前記半導体基板の前記受光面側の一部に配置されており、前記半導体基板と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が前記半導体基板よりも高いＦＳＦ半導体膜と、
前記半導体基板の前記受光面側に配置された反射防止層と、
を備え、
前記ＦＳＦ半導体膜は、前記半導体基板と前記反射防止層との間において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に配置されており、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部には配置されていない、
バックコンタクト型太陽電池。

【請求項2】

前記半導体基板の導電型および前記ＦＳＦ半導体膜の導電型はｎ型である、請求項１に記載のバックコンタクト型太陽電池。

【請求項3】

請求項１に記載のバックコンタクト型太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の前記裏面側に、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体基板の前記受光面側の全面に、前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を形成するＦＳＦ半導体材料膜形成工程と、
エッチング溶液を用いて、前記半導体基板の前記受光面側の前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を除去し、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を残して、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に前記ＦＳＦ半導体膜を形成するＦＳＦ半導体膜形成工程と、
前記半導体基板の受光面側に、前記反射防止層を形成する反射防止層形成工程と、
を含む、バックコンタクト型太陽電池の製造方法。

【請求項4】

前記ＦＳＦ半導体膜は、ｎ型アモルファスシリコン膜であり、
前記エッチング溶液は、フッ化水素酸と酸化性液体との混合溶液である、
請求項３に記載のバックコンタクト型太陽電池の製造方法。

【請求項5】

前記酸化性液体は、オゾン水、過酸化水素水および硝酸のうちのいずれかである、請求項４に記載のバックコンタクト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、バックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板を用いた太陽電池として、裏面側のみにｐｎ接合が形成されたバックコンタクト型太陽電池がある。このようなバックコンタクト型太陽電池は、半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部に形成（積層、堆積）された第１導電型半導体層と、半導体基板の裏面側の他の一部に形成（積層、堆積）された第２導電型半導体層とを備える。

【0003】

また、バックコンタクト型太陽電池は、半導体基板の受光面側に形成（積層、堆積）された反射防止層を備える。また、バックコンタクト型太陽電池および半導体基板は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有する。これらにより、受光面側の入射光の反射を防止または抑制し、半導体基板への光の入射効率を向上することができる。

【0004】

このようなバックコンタクト型太陽電池において、半導体基板の受光面側の全面にＦＳＦ（Front Surface Field）半導体膜を形成（積層、堆積）する技術がある（例えば、特許文献１および２を参照）。ＦＳＦ半導体膜は、半導体基板と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が前記半導体基板よりも高い。これにより、半導体基板の受光面側にキャリアが移動することを抑制し、半導体基板の裏面側からのキャリアの取り出し効率を向上することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１１８１１２号公報

【特許文献2】特開２０１７－１１２３７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、バックコンタクト型太陽電池において、半導体基板の受光面側の全面にＦＳＦ半導体膜が形成されると、受光面側の膜厚増加およびＦＳＦ半導体膜の光吸収特性により、受光面側の寄生光吸収損失が増大することが考えられる。そのため、半導体基板への光の入射が低減してしまい、寧ろ光電変換性能が低下してしまうことが考えられる。

【0007】

本発明は、ＦＳＦ半導体膜によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立するバックコンタクト型太陽電池およびバックコンタクト型太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るバックコンタクト型太陽電池は、受光面および裏面を有し、前記受光面は凹凸構造を有する、第１導電型または第２導電型の半導体基板と、前記半導体基板の前記裏面側の一部に配置された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記裏面側の他の一部に配置された第２導電型半導体層と、前記半導体基板の前記受光面側の一部に配置されており、前記半導体基板と同一の導電型であり、導電型ドーパントのドーピング濃度が前記半導体基板よりも高いＦＳＦ半導体膜と、前記半導体基板の前記受光面側に配置された反射防止層とを備える。前記ＦＳＦ半導体膜は、前記半導体基板と前記反射防止層との間において、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に配置されており、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部には配置されていない。

【0009】

本発明に係るバックコンタクト型太陽電池の製造方法は、上記のバックコンタクト型太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記裏面側に、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層を形成する半導体層形成工程と、前記半導体基板の前記受光面側の全面に、前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を形成するＦＳＦ半導体材料膜形成工程と、エッチング溶液を用いて、前記半導体基板の前記受光面側の前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記凹凸構造の頂部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を除去し、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部における前記ＦＳＦ半導体膜の材料膜を残して、前記半導体基板の前記凹凸構造の谷部に前記ＦＳＦ半導体膜を形成するＦＳＦ半導体膜形成工程と、前記半導体基板の受光面側に、前記反射防止層を形成する反射防止層形成工程とを含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、バックコンタクト型太陽電池において、ＦＳＦ半導体膜によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。

【図2】本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図である。

【図3】図２の太陽電池におけるIII-III線断面図である。

【図4A】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図である。

【図4B】本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるＦＳＦ半導体材料膜形成工程を示す図である。

【図4C】本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるＦＳＦ半導体膜形成工程を示す図である。

【図4D】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における反射防止層形成工程を示す図である。

【図4E】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図である。

【図5A】実施例１の太陽電池における半導体基板の受光面側の凹凸構造の谷部の断面のＴＥＭ画像である。

【図5B】図５Ａに示すVB部分の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

【0013】

（太陽電池モジュール）
図１は、本実施形態に係る太陽電池モジュールの一例を示す側面図である。太陽電池モジュール１００は、二次元状に配列された複数の太陽電池セル１を備える。

【0014】

太陽電池セル１は、配線部材２によって直列および／または並列に接続される。具体的には、配線部材２は、太陽電池セル１の電極層におけるバスバー部（後述）に、導電性接着部材を介して接続される。配線部材２は、例えば、タブ等の公知のインターコネクタである。導電性接着部材としては、金属微粒子を内包した樹脂フィルム等の導電性フィルム、金属微粒子を含有する導電性ペースト、または、はんだ粒子を含有するはんだペースト等が用いられる。これらの中でも、接着性および低コンタクト抵抗性の観点からはんだペーストが好ましい。

【0015】

太陽電池セル１および配線部材２は、受光面保護部材３と裏面保護部材４とによって挟み込まれている。受光面保護部材３と裏面保護部材４との間には、液体状または固体状の封止材５が充填されており、これにより、太陽電池セル１および配線部材２は封止される。受光面保護部材３は、例えばガラス基板であり、裏面保護部材４はガラス基板または金属板である。封止材５は、例えば透明樹脂である。

【0016】

なお、太陽電池モジュールの態様はこれに限定されず、公知の種々の態様であってもよい。以下、太陽電池セル（以下、太陽電池という。）１について詳細に説明する。

【0017】

（太陽電池）
図２は、本実施形態に係る太陽電池を裏面側からみた図であり、図３は、図２の太陽電池におけるIII-III線断面図である。図２および図３に示す太陽電池１は、バックコンタクト型（裏面接合型、裏面電極型ともいう。）であってヘテロ接合型の太陽電池である。

【0018】

太陽電池１は、２つの主面を備える半導体基板１１を備え、半導体基板１１の主面において第１領域７と第２領域８とを有する。以下では、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の主面を受光面とし、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の主面を裏面とする。

【0019】

第１領域７は、いわゆる櫛型の形状をなし、櫛歯に相当する複数のフィンガー部７ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部７ｂとを有する。バスバー部７ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部７ｆは、バスバー部７ｂから、第１方向に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。

【0020】

同様に、第２領域８は、いわゆる櫛型の形状であり、櫛歯に相当する複数のフィンガー部８ｆと、櫛歯の支持部に相当するバスバー部８ｂとを有する。バスバー部８ｂは、半導体基板１１の一方の辺部に対向する他方の辺部に沿って第１方向（Ｘ方向）に延在し、フィンガー部８ｆは、バスバー部８ｂから、第２方向（Ｙ方向）に延在する。

【0021】

フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に設けられている。なお、第１領域７および第２領域８は、ストライプ状に形成されてもよい。

【0022】

図３に示すように、太陽電池１は、半導体基板１１の受光面側に順に形成（堆積、積層）されたパッシベーション層１３および反射防止層１５を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の受光面側の一部に形成（堆積、積層）されたＦＳＦ半導体膜１４を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の一部（第１領域７）に順に積層されたパッシベーション層２３、第１導電型半導体層２５および第１電極層２７を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２領域８）に順に積層されたパッシベーション層３３、第２導電型半導体層３５および第２電極層３７を備える。

【0023】

半導体基板１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコン等の結晶シリコン材料で形成される。半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｎ型ドーパントがドープされたｎ型の半導体基板である。なお、半導体基板１１は、例えば結晶シリコン材料にｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体基板であってもよい。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）が挙げられる。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。半導体基板１１は、受光面側からの入射光を吸収して光キャリア（電子および正孔）を生成する光電変換基板として機能する。

【0024】

半導体基板１１の材料として結晶シリコンが用いられることにより、暗電流が比較的に小さく、入射光の強度が低い場合であっても比較的高出力（照度によらず安定した出力）が得られる。

【0025】

半導体基板１１は、受光面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有する。これにより、受光面において入射光の反射が低減し、半導体基板１１における光閉じ込め効果が向上する。

【0026】

また、半導体基板１１は、裏面側に、テクスチャ構造と呼ばれるピラミッド型の微細な凹凸構造を有していてもよい。これにより、半導体基板１１に吸収されず通過してしまった光の回収効率が高まる。

【0027】

パッシベーション層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。パッシベーション層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。パッシベーション層３３は、半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。パッシベーション層１３，２３，３３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコン材料で形成される。パッシベーション層１３，２３，３３は、半導体基板１１で生成されたキャリアの再結合を抑制し、キャリアの回収効率を高める。

【0028】

第１導電型半導体層２５は、パッシベーション層２３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第１領域７に形成されている。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第１導電型半導体層２５は、例えばアモルファスシリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型の半導体層である。

【0029】

第２導電型半導体層３５は、パッシベーション層３３上に、すなわち半導体基板１１の裏面側の第２領域８に形成されている。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。第２導電型半導体層３５は、例えばアモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型の半導体層である。
なお、第１導電型半導体層２５がｎ型の半導体層であり、第２導電型半導体層３５がｐ型の半導体層であってもよい。

【0030】

第１導電型半導体層２５およびパッシベーション層２３と、第２導電型半導体層３５およびパッシベーション層３３とは、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第２導電型半導体層３５およびパッシベーション層３３の一部は、隣接する第１導電型半導体層２５およびパッシベーション層２３の一部の上に重なっていてもよい（図示省略）。

【0031】

第１電極層２７は、第１導電型半導体層２５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第１領域７における第１導電型半導体層２５の上に形成されている。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５に対応して、具体的には半導体基板１１の裏面側の第２領域８における第２導電型半導体層３５の上に形成されている。第１電極層２７および第２電極層３７は、透明電極層と金属電極層とで構成されていてもよいし、金属電極層のみで構成されていてもよい。

【0032】

透明電極層は、透明な導電性材料で形成される。透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムおよび酸化スズの複合酸化物）等が挙げられる。金属電極層は、例えば、銀、銅、アルミニウム等の粒子状の金属材料、絶縁性の樹脂材料および溶媒を含有する導電性ペースト材料で形成される。

【0033】

第１電極層２７および第２電極層３７は、第２方向（Ｙ方向）に延在する帯状をなしており、第１方向（Ｘ方向）に交互に並んでいる。第１電極層２７と第２電極層３７とは互いに分離されている。

【0034】

反射防止層１５は、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上に形成されている。反射防止層１５は、入射光の反射を防止または抑制し、半導体基板１１への光の入射効率を向上する。反射防止層１５は、例えば酸化珪素（ＳｉＯ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、または酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）のようなそれらの複合物等の絶縁体材料で形成される。

【0035】

ＦＳＦ半導体膜１４は、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上の一部に、例えば島状に（連続せずに）配置されている。具体的には、ＦＳＦ半導体膜１４は、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３と反射防止層１５との間において、半導体基板１１およびパッシベーション層１３の凹凸構造の谷部に配置されており、半導体基板およびパッシベーション層１３の凹凸構造の頂部には配置されていない。

【0036】

ＦＳＦ半導体膜１４は、例えばアモルファスシリコン材料で形成される。ＦＳＦ半導体膜１４は、半導体基板１１と同一の導電型である。例えば半導体基板１１がｎ型である場合、ＦＳＦ半導体膜１４は、アモルファスシリコン材料にｎ型ドーパント（例えば、上述したリン（Ｐ））がドープされたｎ型の半導体層である。一方、例えば半導体基板１１がｐ型である場合、ＦＳＦ半導体膜１４は、アモルファスシリコン材料にｐ型ドーパント（例えば、上述したホウ素（Ｂ））がドープされたｐ型の半導体層である。

【0037】

ＦＳＦ半導体膜１４の導電型ドーパントのドーピング濃度は、半導体基板１１よりも高い。これにより、半導体基板の受光面側にキャリアが移動することを抑制し、半導体基板の裏面側からのキャリアの取り出し効率を向上することができる。

【0038】

（太陽電池の製造方法）
次に、図４Ａ～図４Ｅを参照して、本実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。図４Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における半導体層形成工程を示す図であり、図４Ｂは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるＦＳＦ半導体材料膜形成工程を示す図である。図４Ｃは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるＦＳＦ半導体膜形成工程を示す図であり、図４Ｄは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における反射防止層形成工程を示す図である。図４Ｅは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における電極層形成工程を示す図である。

【0039】

まず、図４Ａに示すように、少なくとも受光面側に凹凸構造（テクスチャ構造）を有するｎ型またはｐ型の半導体基板１１の裏面側の一部に、具体的には第１領域７に、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５を形成する（半導体層形成工程）。

【0040】

例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第１導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層２３および第１導電型半導体層２５をパターニングしてもよい。なお、ｐ型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えばオゾンを含有するフッ酸や、硝酸とフッ酸の混合液のような酸性溶液が挙げられ、ｎ型半導体膜に対するエッチング溶液としては、例えば水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。

【0041】

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第１導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層２３およびｐ型半導体層２５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

【0042】

次に、半導体基板１１の裏面側の他の一部に、具体的には第２領域８に、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５を形成する（半導体層形成工程）。

【0043】

例えば、上述同様に、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全てにパッシベーション膜および第２導電型半導体膜を製膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて生成するマスクまたはメタルマスクを利用したエッチング法を用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５をパターニングしてもよい。

【0044】

または、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側にパッシベーション層および第２導電型半導体層を積層する際に、マスクを用いて、パッシベーション層３３および第２導電型半導体層３５の製膜およびパターニングを同時に行ってもよい。

【0045】

このとき、半導体基板１１の受光面側の全面に、パッシベーション層１３を形成する（半導体層形成工程）。例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側にパッシベーション膜を製膜する。

【0046】

次に、図４Ｂに示すように、半導体基板１１の受光面側の全面に、すなわちパッシベーション層１３上の全面に、ＦＳＦ半導体膜の材料膜１４Ｚを形成する（ＦＳＦ半導体材料膜形成工程）。例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側にＦＳＦ半導体膜の材料膜を製膜する。

【0047】

次に、図４Ｃに示すように、エッチング溶液を用いて、半導体基板１１の受光面側のＦＳＦ半導体膜の材料膜１４Ｚをエッチングすることにより、半導体基板１１の受光面側のパッシベーション層１３上の一部にＦＳＦ半導体膜１４を形成する（ＦＳＦ半導体膜形成工程）。具体的には、半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の頂部におけるＦＳＦ半導体膜の材料膜１４Ｚを除去し、半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の谷部におけるＦＳＦ半導体膜の材料膜１４Ｚを残して、半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の谷部にＦＳＦ半導体膜１４を形成する。

【0048】

エッチング溶液としては、例えばフッ化水素酸と酸化性液体との混合溶液、或いは水酸化カリウム水溶液のようなアルカリ性溶液が挙げられる。酸化性液体としては、オゾン水、過酸化水素水および硝酸のうちのいずれかが用いられる。

【0049】

次に、図４Ｄに示すように、半導体基板１１の受光面側の全面に、すなわちパッシベーション層１３およびＦＳＦ半導体膜１４上に、反射防止層１５を形成する（反射防止層形成工程）。例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側に反射防止層を製膜する。

【0050】

次に、図４Ｅに示すように、第１導電型半導体層２５上に第１電極層２７を形成し、第２導電型半導体層３５上に第１電極層２８を形成する（電極形成工程）。例えばＣＶＤ法またはＰＶＤ法とエッチング法とを用いて、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５上に、互いに分離された透明電極層を形成する。その後、例えば印刷法または塗布法を用いて、透明電極層上に金属電極層をそれぞれ形成する。
以上の工程により、本実施形態のバックコンタクト型の太陽電池１が得られる。

【0051】

ここで、バックコンタクト型太陽電池において、半導体基板の受光面側の全面にＦＳＦ半導体膜が形成されると、受光面側の膜厚増加およびＦＳＦ半導体膜の光吸収特性により、受光面側の寄生光吸収損失が増大することが考えられる。そのため、半導体基板への光の入射が低減してしまい、寧ろ光電変換性能が低下してしまうことが考えられる。

【0052】

この点に関し、本実施形態の太陽電池１では、半導体基板１１の受光面側の一部に、半導体基板１１と同一の導電型であり、その導電型ドーパントのドーピング濃度が半導体基板１１よりも高いＦＳＦ半導体膜１４が配置されている。具体的には、半導体基板１１と反射防止層１５との間において、半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の谷部のみにＦＳＦ半導体膜１４が配置されており、半導体基板１１の受光面型の凹凸構造の頂部にはＦＳＦ半導体膜１４が配置されていない。

【0053】

このように、半導体基板１１の受光面型の凹凸構造の谷部にはＦＳＦ半導体膜１４が配置されているので、半導体基板１１の受光面側にキャリアが移動することを抑制し、半導体基板１１の裏面側からのキャリアの取り出し効率を向上することができる。

【0054】

一方、半導体基板１１の受光面型の凹凸構造の頂部にはＦＳＦ半導体膜１４が配置されていないので、受光面側の膜厚増加およびＦＳＦ半導体膜１４の光吸収特性により、受光面側の寄生光吸収損失が増大することを抑制することができ、半導体基板１１への光の入射が低減することを抑制することができる。そのため、ＦＳＦ半導体膜１４によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜１４による半導体基板への光入射低減の抑制とを両立することができる。

【0055】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。

【実施例0056】

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0057】

（実施例１）
図２および図３に示す太陽電池１を作製した。実施例１の主な特徴は以下の通りである。
・半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の谷部のみに、ＦＳＦ半導体膜１４が配置されており、
・半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の頂部には、ＦＳＦ半導体膜１４が配置されていない。

【0058】

（比較例１）
実施例１において、以下の点が異なる。
・半導体基板１１の受光面側の全面に、ＦＳＦ半導体膜１４が配置されていない。

【0059】

（比較例２）
実施例１において、以下の点が異なる。
・半導体基板１１の受光面側の全面に、ＦＳＦ半導体膜１４が配置されている。

【0060】

（実施例１の確認）
図５Ａは、実施例１の太陽電池における半導体基板の受光面側の凹凸構造の谷部の断面のＴＥＭ画像であり、図５Ｂは、図５Ａに示すVB部分の拡大図である。なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、反射防止層１５を製膜する前の状態、すなわち図４Ｃに示す反射防止層形成工程の前の状態のＴＥＭ画像を示す。また、図５Ａおよび図５Ｂでは、観察のためのコントラストを得るために、また、表面保護のために、パッシベーション層１３およびＦＳＦ半導体膜１４の上にいくつかの膜（測定のための膜）を製膜しているが、これらの膜（測定のための膜）の詳細は省略する。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、実施例１では、半導体基板１１の受光面側の凹凸構造の谷部のみに、ＦＳＦ半導体膜１４が配置されていることが確認できた。

【0061】

（評価）
ＡＭ１．５のスペクトル分布を有するパルスソーラーシミュレーターを用いて、２５℃の下で擬似太陽光を１００ｍＷ／ｃｍ^２のエネルギー密度で照射して、上記の実施例および比較例の太陽電池の性能特性（光電変換効率Ｅｆｆ、短絡電流Ｉｓｃ、開放電圧Ｖｏｃ、最大出力電力Ｐｍａｘ、曲線因子ＦＦ、直列抵抗Ｒｓおよび並列抵抗Ｒｓｈ）を測定した。測定結果を表１に示す。

【0062】

【表1】

なお、実施例１の測定結果はサンプル数１９０個の測定結果の平均値であり、比較例１の測定結果はサンプル数１８６個の測定結果の平均値であり、比較例２の測定結果はサンプル数１８７個の測定結果の平均値である。

【0063】

表１によれば、比較例２の性能が比較例１の性能よりも低下した。これは、半導体基板１１の受光面側の全面にＦＳＦ半導体膜１４が形成されたことにより、受光面側の膜厚増加およびＦＳＦ半導体膜１４の光吸収特性により、受光面側の寄生光吸収損失が増大したことによるものと考えられる。そのため、半導体基板１１への光の入射が低減してしまい、寧ろ性能が低下してしまったと考えられる。

【0064】

これに対して、実施例１の性能は比較例１および２の性能よりも向上した。これは、ＦＳＦ半導体膜１４の形成箇所を半導体基板１１の受光面側の一部に制限したことにより、ＦＳＦ半導体膜１４によるキャリア取り出し効率の向上と、ＦＳＦ半導体膜１４による半導体基板１１への光入射低減の抑制とを両立できたことによるものと考えられる。

【符号の説明】

【0065】

１ 太陽電池
２ 配線部材
３ 受光面保護部材
４ 裏面保護部材
５ 封止材
７ 第１領域
８ 第２領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
１１ 半導体基板
１３，２３，３３ パッシベーション層
１４ ＦＳＦ半導体膜
１４Ｚ ＦＳＦ半導体膜の材料膜
１５ 反射防止層
２５ 第１導電型半導体層
２７ 第１電極層
３５ 第２導電型半導体層
３７ 第２電極層
１００ 太陽電池モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5A】

【図5B】