特許 7560457 太陽電池および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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】太陽電池および太陽電池の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0747 20120101AFI20240925BHJP

   H01L 31/0224 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H01L31/06 455

H01L31/04 262

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021533087

(86)(22)【出願日】2020-07-15

(86)【国際出願番号】 JP2020027527

(87)【国際公開番号】W WO2021010422

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2023-06-26

(31)【優先権主張番号】P 2019131126

(32)【優先日】2019-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】小西 克典

(72)【発明者】

【氏名】中野 邦裕

【審査官】吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１５７５２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１３６７１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０６０４３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００５６５４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／０２－３１／０７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域、および前記第１領域の第１導電型半導体層上に形成された第２導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池であって、
前記第１領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、真性半導体層を介して、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層が順に積層されており、
前記第２領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、前記第２導電型半導体層が積層されており、
前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、絶縁層、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層が順に積層されており、
前記第１領域における前記真性半導体層と、前記境界領域における前記真性半導体層と、前記第２領域における前記真性半導体層とは、連なっており、
前記第１領域における前記第１導電型半導体層と前記境界領域における前記第１導電型半導体層とは、連なっており、
前記第１領域における前記第２導電型半導体層と、前記境界領域における前記第２導電型半導体層と、前記第２領域における前記第２導電型半導体層とは、連なっており、
前記絶縁層は、前記第１領域における前記第１導電型半導体層と前記第２領域における前記第２導電型半導体層との間に介在しており、
前記第１領域における前記第１導電型半導体層の表面側には、前記第１導電型半導体層の粒子が付着している、
太陽電池。

【請求項2】

前記半導体基板の前記他方主面側は、テクスチャ構造を有する、請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記第２導電型半導体層の膜厚は、３．５ｎｍ以上である、請求項１または２に記載の太陽電池。

【請求項4】

半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域、および前記第１領域の第１導電型半導体層上に形成された第２導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、
前記半導体基板の前記他方主面側の前記第１領域および前記第２領域、並びに前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、真性半導体層を形成する真性半導体層形成工程と、
前記真性半導体層の上に絶縁性を有するリフトオフ層を形成した後、エッチング溶液を用いて前記第１領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第２領域および前記境界領域に、パターン化された前記リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、
前記第１領域における前記真性半導体層の上、および前記第２領域および前記境界領域における前記リフトオフ層の上に、前記第１導電型半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、
前記第２領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第２領域における前記第１導電型半導体層の材料膜を除去し、前記境界領域における前記リフトオフ層を残しつつ、前記第１領域および前記境界領域に、パターン化された前記第１導電型半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、
前記第１領域および前記境界領域における前記第１導電型半導体層の上、および前記第２領域における前記真性半導体層の上に、前記第２導電型半導体層を形成する第２半導体層形成工程と、
を含み、
前記第１半導体層形成工程では、剥離された前記第２領域における前記第１導電型半導体層の粒子が、前記第１領域における前記第１導電型半導体層の表面側に付着する、
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、裏面接合型（バックコンタクト型、裏面電極型ともいう。）の太陽電池および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、受光面側および裏面側の両面に半導体層が形成された例えばヘテロ接合型（以下、裏面接合型に対して両面接合型と称する。両面電極型ともいう。）の太陽電池と、裏面側のみに半導体層が形成された裏面接合型の太陽電池とがある。両面接合型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されるため、この電極により太陽光が遮蔽されてしまう。一方、裏面接合型の太陽電池では、受光面側に電極が形成されないため、両面接合型の太陽電池と比較して太陽光の受光率が高い。特許文献１には、裏面接合型の太陽電池が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の太陽電池は、光電変換層として機能する半導体基板と、半導体基板の裏面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、半導体基板の裏面側の他の一部である第２領域、および第１領域の第１導電型半導体層上に形成された第２導電型半導体層とを備える。このような太陽電池によれば、第１導電型半導体層をパターニングした後、第２導電型半導体層を半導体基板の裏面側の全面に製膜すればよいので、製造プロセスの簡略化が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－１０１１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、半導体基板の裏面近傍において第１導電型半導体層と第２導電型半導体層とが隣接するので、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層との境界近傍における半導体基板においてキャリアの再結合が生じ、太陽電池の特性が低下してしまう。

【0006】

本発明は、特性低下を抑制する太陽電池および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】

【0007】

本発明に係る太陽電池は、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域、および前記第１領域の第１導電型半導体層上に形成された第２導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池であって、前記第１領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、真性半導体層を介して、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層が順に積層されており、前記第２領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、前記第２導電型半導体層が積層されており、前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、絶縁層、前記第１導電型半導体層および前記第２導電型半導体層が順に積層されており、前記第１領域における前記真性半導体層と、前記境界領域における前記真性半導体層と、前記第２領域における前記真性半導体層とは、連なっており、前記第１領域における前記第１導電型半導体層と前記境界領域における前記第１導電型半導体層とは、連なっており、前記第１領域における前記第２導電型半導体層と、前記境界領域における前記第２導電型半導体層と、前記第２領域における前記第２導電型半導体層とは、連なっており、前記絶縁層は、前記第１領域における前記第１導電型半導体層と前記第２領域における前記第２導電型半導体層との間に介在する。

【0008】

本発明に係る他の太陽電池は、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域に形成された第２導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池であって、前記第１領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、真性半導体層を介して、前記第１導電型半導体層が積層されており、前記第２領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、前記第２導電型半導体層が積層されており、前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域には、前記半導体基板の前記他方主面側に、前記真性半導体層を介して、絶縁層および前記第１導電型半導体層が順に積層されており、前記第１領域における前記真性半導体層と、前記境界領域における前記真性半導体層と、前記第２領域における前記真性半導体層とは、連なっており、前記第１領域における前記第１導電型半導体層と前記境界領域における前記第１導電型半導体層とは、連なっており、前記絶縁層は、前記第１領域における前記第１導電型半導体層と前記第２領域における前記第２導電型半導体層との間に介在する。

【0009】

本発明に係る太陽電池の製造方法は、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域、および前記第１領域の第１導電型半導体層上に形成された第２導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記他方主面側の前記第１領域および前記第２領域、並びに前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、真性半導体層を形成する真性半導体層形成工程と、前記真性半導体層の上に絶縁性を有するリフトオフ層を形成した後、エッチング溶液を用いて前記第１領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第２領域および前記境界領域に、パターン化された前記リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、前記第１領域における前記真性半導体層の上、および前記第２領域および前記境界領域における前記リフトオフ層の上に、前記第１導電型半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、前記第２領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第２領域における前記第１導電型半導体層の材料膜を除去し、前記境界領域における前記リフトオフ層を残しつつ、前記第１領域および前記境界領域に、パターン化された前記第１導電型半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、前記第１領域および前記境界領域における前記第１導電型半導体層の上、および前記第２領域における前記真性半導体層の上に、前記第２導電型半導体層を形成する第２半導体層形成工程と、を含む。

【0010】

本発明に係る他の太陽電池の製造方法は、半導体基板の一方主面側と反対側の他方主面側の一部である第１領域に形成された第１導電型半導体層と、前記半導体基板の前記他方主面側の他の一部である第２領域に形成された第２導電型半導体層とを備える裏面接合型の太陽電池の製造方法であって、前記半導体基板の前記他方主面側の前記第１領域および前記第２領域、並びに前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、真性半導体層を形成する真性半導体層形成工程と、前記真性半導体層の上に絶縁性を有するリフトオフ層を形成した後、エッチング溶液を用いて前記第１領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第２領域および前記境界領域に、パターン化された前記リフトオフ層を形成するリフトオフ層形成工程と、前記第１領域における前記真性半導体層の上、および前記第２領域および前記境界領域における前記リフトオフ層の上に、前記第１導電型半導体層の材料膜を形成する第１半導体層材料膜形成工程と、前記第２領域における前記リフトオフ層を除去することにより、前記第２領域における前記第１導電型半導体層の材料膜を除去し、前記境界領域における前記リフトオフ層を残しつつ、前記第１領域および前記境界領域に、パターン化された前記第１導電型半導体層を形成する第１半導体層形成工程と、前記第１領域および前記境界領域における前記第１導電型半導体層の上、および前記第２領域における前記真性半導体層の上に、前記第２導電型半導体層の材料膜を形成する第２半導体層材料膜形成工程と、エッチング溶液を用いて少なくとも前記第１領域における前記第２導電型半導体層の材料膜を除去することにより、少なくとも前記第２領域に、パターン化された前記第２導電型半導体層を形成する第２半導体層形成工程と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、太陽電池の特性低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】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2】図１の太陽電池におけるII－II線断面図である。

【図3A】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における真性半導体層形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図である。

【図3B】本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるリフトオフ層形成工程を示す図である。

【図3C】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層材料膜形成工程を示す図である。

【図3D】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。

【図3E】本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。

【図4】本実施形態の変形例に係る太陽電池であって、図１のII－II線断面相当の断面図である。

【図5A】本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層材料膜形成工程を示す図である。

【図5B】本実施形態の変形例に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

（太陽電池）
図１は、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１に示す太陽電池１は、裏面接合型の太陽電池である。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。

【0015】

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（Ｘ方向）に交差する第２方向（Ｙ方向）に延在する。
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。
フィンガー部７ｆとフィンガー部８ｆとは、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。

【0016】

第１領域７と第２領域８との境界には、境界領域Ｒが存在する。

【0017】

図２は、図１の太陽電池におけるII－II線断面図である。図２に示すように、太陽電池１は、半導体基板１１と、半導体基板１１の主面のうちの受光する側の一方の主面である受光面側に順に積層された真性半導体層１３および光学調整層１５を備える。また、太陽電池１は、半導体基板１１の主面のうちの受光面の反対側の他方の主面である裏面側に積層された真性半導体層２３と、半導体基板１１の裏面側の一部（第１領域７）の真性半導体層２３上に積層された第１導電型半導体層２５と、半導体基板１１の裏面側の他の一部（第２領域８）の真性半導体層２３上、および半導体基板１１の裏面側の一部（第１領域７）の第１導電型半導体層２５上に積層された第２導電型半導体層３５と、第１領域７と第２領域８との間の境界領域Ｒに形成された絶縁層４０とを備える。また、太陽電池１は、第１領域７に形成された第１電極層２７と、第２領域８に形成された第２電極層３７とを備える。

【0018】

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。ｎ型ドーパントとしては、例えばリン（Ｐ）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。
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。

【0019】

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。
また、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していてもよい。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。

【0020】

真性半導体層１３は、半導体基板１１の受光面側に形成されている。真性半導体層２３は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７、境界領域Ｒおよび第２領域８に連なって形成されている。真性半導体層１３，２３は、例えば真性（ｉ型）アモルファスシリコンを主成分とする材料で形成される。
真性半導体層１３，２３は、いわゆるパッシベーション層として機能し、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。

【0021】

光学調整層１５は、半導体基板１１の受光面側の真性半導体層１３上に形成されている。光学調整層１５は、入射光の反射を防止する反射防止層として機能するとともに、半導体基板１１の受光面側および真性半導体層１３を保護する保護層として機能する。光学調整層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。

【0022】

第１導電型半導体層２５は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７および境界領域Ｒに連なって形成されている。具体的には、第１導電型半導体層２５は、第１領域７における真性半導体層２３上、および境界領域Ｒにおける真性半導体層２３上に形成された絶縁層４０上に形成されている。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型半導体層である。

【0023】

第２導電型半導体層３５は、半導体基板１１の裏面側の第１領域７、境界領域Ｒおよび第２領域８に連なって形成されている。具体的には、第２導電型半導体層３５は、第１領域７および境界領域Ｒにおける第１導電型半導体層２５上、および第２領域８における真性半導体層２３上に形成されている。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ｐ型ドーパントがドープされたｐ型の半導体層である。ｐ型ドーパントとしては、例えばホウ素（Ｂ）が挙げられる。

【0024】

第２導電型半導体層３５の膜厚は、３．５ｎｍ以上であることが好ましい。第２導電型半導体層３５の膜厚とは、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５等の積層方向の厚さであって、第１方向（Ｘ方向）および第２方向（Ｙ方向）に交差する方向の厚さである。
また、第１領域７における第１導電型半導体層２５の表面側には、第１導電型半導体層２５の粒子２５Ａが付着していることが好ましい（詳細は後述する。）。

【0025】

なお、第１導電型半導体層２５がｐ型半導体層であり、第２導電型半導体層３５がｎ型半導体層であってもよい。この場合、半導体基板１１は、結晶シリコン材料に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型半導体基板であってもよい。

【0026】

絶縁層４０は、境界領域Ｒに形成されている。絶縁層４０は、真性半導体層２３上において、第１領域７における第１導電型半導体層２５と第２領域８における真性半導体層２３との間に介在する。絶縁層４０は、後述するリフトオフ層材料、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性材料で形成される。以下では、絶縁層４０をリフトオフ層ともいう。

【0027】

絶縁層４０の膜厚は数十ｎｍ以上数百ｎｍであり、絶縁層４０の幅は１００μｍ以下であればよい。絶縁層４０の膜厚とは、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５等の積層方向の厚さであって、第１方向（Ｘ方向）および第２方向（Ｙ方向）に交差する方向の厚さである。絶縁層４０の幅は、第２導電型半導体層３５から第１導電型半導体層２５へ向かう第１方向（Ｘ方向）に沿う方向の幅である。

【0028】

換言すれば、第１領域７には、半導体基板１１の裏面側に、真性半導体層２３を介して、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５が順に積層されている。第２領域８には、半導体基板１１の裏面側に、真性半導体層２３を介して、第２導電型半導体層３５が積層されている。境界領域Ｒには、半導体基板１１の裏面側に、真性半導体層２３を介して、絶縁層４０、第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５が順に積層されている。

【0029】

第１電極層２７は、第１領域７における第２導電型半導体層３５上に形成されており、第２電極層３７は、第２領域８における第２導電型半導体層３５上に形成されている。
第１電極層２７は、第２導電型半導体層３５上に順に積層された透明電極層２８と金属電極層２９とを有する。第２電極層３７は、第２導電型半導体層３５上に順に積層された透明電極層３８と金属電極層３９とを有する。
透明電極層２８，３８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）、ＺｎＯ（Zinc Oxide：酸化亜鉛）が挙げられる。金属電極層２９，３９は、銀等の金属粉末を含有する導電性ペースト材料で形成される。

【0030】

（太陽電池の製造方法）
以下、図３Ａ～図３Ｅを参照して、図１および図２に示す本実施形態の太陽電池１の製造方法について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における真性半導体層形成工程およびリフトオフ層形成工程を示す図であり、図３Ｂは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法におけるリフトオフ層形成工程を示す図である。図３Ｃは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層材料膜形成工程を示す図であり、図３Ｄは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第１半導体層形成工程を示す図である。また、図３Ｅは、本実施形態に係る太陽電池の製造方法における第２半導体層形成工程を示す図である。

【0031】

まず、図３Ａに示すように、例えばＣＶＤ法（化学気相堆積法）を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、すなわち第１領域７、境界領域Ｒ、第２領域８に、真性半導体層２３を積層（製膜）する（真性半導体層形成工程）。
また、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の受光面側の全面に、真性半導体層１３および光学調整層１５を積層（製膜）する。

【0032】

次に、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、すなわち真性半導体層２３上の全面に、リフトオフ層（絶縁層）４０を積層（製膜）する（リフトオフ層形成工程）。

【0033】

次に、図３Ｂに示すように、エッチング溶液を用いて、半導体基板１１の裏面側において、第１領域７におけるリフトオフ層４０を除去することにより、第２領域８および境界領域Ｒに、パターン化されたリフトオフ層４０を形成する（リフトオフ層形成工程）。リフトオフ層４０に対するエッチング溶液としては、例えばフッ酸、またはフッ酸と他の種類の酸との混合物が用いられる。

【0034】

次に、図３Ｃに示すように、半導体基板１１の裏面側の全面に、すなわち第１領域７における真性半導体層２３上、および第２領域８および境界領域Ｒにおけるリフトオフ層４０上に、第１導電型半導体層材料膜２５Ｚを積層（製膜）する（第１半導体層材料膜形成工程）。

【0035】

次に、図３Ｄに示すように、リフトオフ層４０を用いたリフトオフ法を利用して、半導体基板１１の裏面側の第２領域８における第１導電型半導体層材料膜２５Ｚを除去し、境界領域Ｒにおけるリフトオフ層４０を残しつつ、第１領域７および境界領域Ｒに、パターン化された第１導電型半導体層２５を形成する（第１半導体層形成工程）。

【0036】

具体的には、エッチング溶液を用いて、半導体基板１１の裏面側の第２領域８におけるリフトオフ層４０をエッチング（除去）することにより、リフトオフ層４０上の第１導電型半導体層材料膜２５Ｚを除去し、境界領域Ｒにおけるリフトオフ層４０を残しつつ、第１領域７および境界領域Ｒに第１導電型半導体層２５を形成する。リフトオフ層４０のエッチング溶液としては、例えばフッ酸等の酸性溶液が用いられる。

【0037】

また、このとき、リフトオフによって剥離された第２領域８の第１導電型半導体層の粒子２５Ａが第１領域７の第１導電型半導体層２５の表面側に付着する。

【0038】

次に、図３Ｅに示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、すなわち第１領域７および境界領域Ｒにおける第１導電型半導体層２５上、および第２領域８における真性半導体層２３上に、第２導電型半導体層３５を形成する（第２半導体層形成工程）。

【0039】

次に、半導体基板１１の裏面側に、第１電極層２７および第２電極層３７を形成する（電極層形成工程）。
具体的には、例えばスパッタリング法等のＰＶＤ法（物理気相成長法）を用いて、半導体基板１１の裏面側の全面に、透明電極層材料膜を積層（製膜）する。その後、例えばエッチングペーストを用いたエッチング法を用いて、透明電極層材料膜の一部を除去することにより、透明電極層２８，３８のパターニングを行う。透明電極層材料膜に対するエッチング溶液としては、例えば塩酸または塩化第二鉄水溶液が用いられる。
その後、例えばパターン印刷法または塗布法を用いて、透明電極層２８上に金属電極層２９を形成し、透明電極層３８の上に金属電極層３９を形成することにより、第１電極層２７および第２電極層３７を形成する。

【0040】

以上の工程により、図１および図２に示す本実施形態の裏面接合型の太陽電池１が得られる。

【0041】

以上説明したように、本実施形態の太陽電池１および太陽電池の製造方法によれば、第１導電型半導体層２５をパターニングした後、第２導電型半導体層３５を半導体基板１１の裏面側の全面に製膜すればよいので、製造プロセスの簡略化、短縮化、低コスト化が可能である。
また、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、製造プロセスの途中で、特に第１導電型半導体層２５および第２導電型半導体層３５を形成する際に、半導体基板１１の主面が露出しないので、太陽電池の高いライフタイムを維持できる。

【0042】

また、本実施形態の太陽電池１および太陽電池の製造方法によれば、半導体基板１１の裏面近傍において第１領域７の第１導電型半導体層２５と第２領域８の第２導電型半導体層３５との間に絶縁層４０が形成されているので、第１領域７の第１導電型半導体層２５と第２領域８の第２導電型半導体層３５との境界近傍における半導体基板１１においてキャリアの再結合が抑制される。そのため、太陽電池の特性低下を低減することができる。

【0043】

更に、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第１半導体層形成工程において利用するリフトオフ層４０の一部を残すことにより絶縁層４０を形成するので、製造プロセスの簡略化、短縮化、低コスト化が可能である。

【0044】

ここで、本願発明者（ら）は、半導体基板１１の裏面側がテクスチャ構造を有すると、テクスチャ構造の谷部では絶縁層が除去されるが、テクスチャ構造の頂部には絶縁層が残るとの知見を得ている。
本実施形態の太陽電池１および太陽電池の製造方法によれば、半導体基板１１の裏面側がテクスチャ構造を有するので、第１半導体形成工程において、半導体基板１１の裏面側の境界領域Ｒに、絶縁層（リフトオフ層）４０を残すことができる。

【0045】

ここで、第２領域８の第２導電型半導体層（例えば、Ｐ型半導体層）３５の性能低下を防ぐためには、第２導電型半導体層３５の膜厚を厚くする必要がある（例えば、３．５ｎｍ以上）。しかし、第２導電型半導体層３５の膜厚を厚くすると、第１領域７における第１導電型半導体層（例えば、Ｎ型半導体層）２５と第２導電型半導体層（例えば、Ｐ型半導体層）３５との間のトンネリング効率が低下し、膜厚方向の抵抗が高くなる。

【0046】

これに対して、本実施形態の太陽電池の製造方法によれば、第１半導体層形成工程においてリフトオフ法を利用するので、リフトオフによって剥離された第２領域８の第１導電型半導体層の粒子２５Ａが第１領域７の第１導電型半導体層２５の表面側に付着する。これにより、第１領域７の第１導電型半導体層２５と第２導電型半導体層３５の間に第１導電型半導体層の粒子２５Ａが介在し、第１領域７における第１導電型半導体層（例えば、Ｎ型半導体層）２５と第２導電型半導体層（例えば、Ｐ型半導体層）３５との間のトンネル伝導性が向上し、界面抵抗および膜厚方向の抵抗増加が低減される。これにより、太陽電池のＦＦ特性が上昇する。
このように、第１半導体層形成工程においてリフトオフ法を利用し、第２導電型半導体層３５の膜厚を３．５ｎｍ以上とすることにより、第２領域８における第２導電型半導体層（例えば、Ｐ型半導体層）３５の性能低下を防ぎ、第１領域７における第２導電型半導体層（例えば、Ｐ型半導体層）３５の膜厚方向の抵抗増加を低減することができる。これにより、高性能な太陽電池を実現することができる。

【0047】

（変形例）
図４は、本実施形態の変形例に係る太陽電池であって、図１のII－II線断面相当の断面図である。図４に示すように、変形例の太陽電池１では、図２に示す太陽電池１において、第２導電型半導体層３５は第１導電型半導体層２５上に存在しないようにパターニングされてもよい。

【0048】

すなわち、変形例の太陽電池１では、第１領域７には、半導体基板１１の裏面側に、真性半導体層２３を介して、第１導電型半導体層２５が積層されており、第２領域８には、半導体基板１１の裏面側に、真性半導体層２３を介して、第２導電型半導体層３５が積層されており、境界領域Ｒには、半導体基板１１の裏面側に、真性半導体層２３を介して、絶縁層４０および第１導電型半導体層２５が順に積層されていてもよい。

【0049】

この変形例の太陽電池の製造方法では、図３Ａ～図３Ｅに示す太陽電池の製造方法において、図３Ｅに示す第２半導体層形成工程に代えて図５Ａに示す第２半導体層材料膜形成工程および図５Ｂに示す第２半導体層形成工程を含めばよい。

【0050】

すなわち、変形例の太陽電池の製造方法では、図３Ｄに示す第１半導体形成工程の後、図５Ａに示すように、例えばＣＶＤ法を用いて、第１領域７および境界領域Ｒにおける第１導電型半導体層２５上、および第２領域８における真性半導体層２３上に、第２導電型半導体層材料膜３５Ｚを形成すればよい（第２半導体層材料膜形成工程）。その後、図５Ｂに示すように、エッチング溶液を用いて、少なくとも第１領域７における第２導電型半導体層材料膜３５Ｚをエッチング（除去）することにより、少なくとも第２領域８に、パターン化された第２導電型半導体層３５を形成すればよい（第２半導体層形成工程）。

【0051】

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。例えば、上述した実施形態では、図２に示すようにヘテロ接合型の太陽電池１の製造方法を例示したが、本発明の特徴は、ヘテロ接合型の太陽電池に限らず、ホモ接合型の太陽電池等の種々の太陽電池の製造方法に適用可能である。

【0052】

また、上述した実施形態では、結晶シリコン基板を有する太陽電池を例示したが、これに限定されない。例えば、太陽電池は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を有していてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 太陽電池
７ 第１領域
７ｂ，８ｂ バスバー部
７ｆ，８ｆ フィンガー部
８ 第２領域
１１ 半導体基板
１３，２３ 真性半導体層
１５ 光学調整層
２５ 第１導電型半導体層
２５Ｚ 第１導電型半導体層材料膜
２７ 第１電極層
２８，３８ 透明電極層
２９，３９ 金属電極層
３５ 第２導電型半導体層
３５Ｚ 第２導電型半導体層材料膜
３７ 第２電極層
４０ 絶縁層、リフトオフ層

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4】

【図5A】

【図5B】