JP2008010746A - 太陽電池、および太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池のシリコン基板における表面再結合速度を減少させることで太陽電池の変換効率をあげる。
【解決手段】シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層が形成された太陽電池であって、前記第１導電型不純物拡散層上、前記第２導電型不純物拡散層上に、それぞれ化学組成の異なる第１パッシベーション膜および第２パッシベーション膜が形成されている太陽電池を提供する。また、該太陽電池の製造方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッシベーション膜を不純物拡散層の種類によって選択的に成膜することにより、高い太陽電池特性が得られる太陽電池およびその製造方法に関する。

近年、エネルギ資源の枯渇の問題や大気中のＣＯ₂の増加のような地球環境問題などからクリーンなエネルギの開発が望まれており、特に太陽電池を用いた太陽光発電が新しいエネルギ源として開発、実用化され、発展の道を歩んでいる。

太陽電池は、従来から、たとえば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面にシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散することによってｐｎ接合を形成し、シリコン基板の受光面とその反対側にある裏面（以下、単に裏面とも言う）にそれぞれ電極を形成して製造されたものが主流となっている。また、シリコン基板の裏面にはシリコン基板と同じ導電型の不純物を高濃度で拡散することによって、裏面電界効果による高出力化を図ることも一般的となっている。また、シリコン基板の裏面にパッシベーション膜とポイントコンタクトにより電極を形成することによって、さらなる高出力化を図る試みも行なわれている。このような試みとして、図６に示すような、ＰＥＲＬ（Ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｒｅａｒ Ｌｏｃａｌｌｙ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ）セル構造や、図７に示すようなフローティングジャンクションセルなどが挙げられる。

図６のＰＥＲＬセルはｐ型のシリコン基板６０１の受光面側にｎ電極６０７を有し、受光面表面にはｎ＋層６０５と窒化珪素膜からなる反射防止膜６０９が形成されている。窒化珪素膜は受光面のパッシベーション膜としての役割も有する。そして、裏面にはシリコン基板６０１にｐ＋層６０６が形成され、ｐ＋層６０６に接する面以外のシリコン基板６０１の表面には酸化珪素膜からなる第１パッシベーション膜６０３が形成されている。そして、ｐ＋層６０６とｐ電極６０８が直接接続されている。

図７のフローティングジャンクションセルは、ｐ型のシリコン基板７０１の受光面側にはｎ電極７０７が、裏面側にはｐ電極７０８が形成されている。受光面表面にはｎ＋層７０５と窒化珪素膜からなる反射防止膜７０９が形成されている。窒化珪素膜は受光面のパッシベーション膜としての役割も有する。また、裏面には、ｎ＋層７０５、ｐ＋層７０６が形成されており、ｐ＋層７０６とｐ電極７０８が直接接続されている。ｐ＋層７０６に接する面以外のシリコン基板７０１の表面には酸化珪素膜からなる第１パッシベーション膜７０３が形成されている。

また、シリコン基板の受光面には電極を形成せず、シリコン基板の裏面にｐｎ接合を形成したいわゆる裏面接合型太陽電池が開発されている。裏面接合型太陽電池は一般的に受光面に電極を有しないことから、電極によるシャドーロスがなく、シリコン基板の受光面および裏面にそれぞれ電極を有する上記の太陽電池と比べて高い出力を得ることが期待できる（特許文献１）。裏面接合型太陽電池は、このような特性を活かしてソーラカーや集光用太陽電池などの用途に使用されている。

また、近年不純物拡散層と誘電体膜の固定電荷の関係に注目した研究が行なわれている。一般に正の固定電荷を有する窒化珪素膜はｎ型層に対して、負の固定電荷を有する酸化アルミニウム膜はｐ型拡散層に対して高いパッシベーション性を有するという報告がなされている（非特許文献１）。
米国特許第４，９２７，７７０号公報 明細書 「ＳＵＲＦＡＣＥ ＰＡＳＳＩＶＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＩＬＩＣＯＮ ＢＹ ＭＥＡＮＳ ＯＦ ＮＥＧＡＴＩＶＥ ＣＨＡＲＧＥ ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣＳ」１９ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｏｌａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，７−１１ Ｊｕｎｅ ２００４，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ

従来の太陽電池では、不純物拡散層に対してパッシベーション膜を使い分けるという例はあまりみられない。図６、図７のように受光面側と裏面側で異なる種類のパッシベーション膜を使用する試みはあるが、あくまで受光面側、裏面側という分類でパッシベーション膜を使い分けているに過ぎない。したがって、本発明の目的は、シリコン基板表面における第１導電型不純物拡散層もしくは第２導電型不純物拡散層上に最適なパッシベーション膜を形成することで、表面再結合速度を減少させて太陽電池の変換効率をあげることである。

本発明は、シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層が形成された太陽電池であって、前記第１導電型不純物拡散層上、前記第２導電型不純物拡散層上に、それぞれ化学組成の異なる第１パッシベーション膜および第２パッシベーション膜が形成されている太陽電池に関する。

また、本発明は、前記第１パッシベーション膜は、酸化珪素および／または酸化アルミニウムを含む少なくとも１層の膜であることが好ましく、前記第２パッシベーション膜は、窒化珪素を含む少なくとも１層の膜であることが好ましい。また、本発明は、前記第２パッシベーション膜として形成される窒化珪素の屈折率が、１．９〜３．６であることが好ましく、前記シリコン基板の太陽光の入射側と反対側の面にｐｎ接合を有することが好ましい。

また、本発明の製造方法は、シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する工程、前記第１導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第１パッシベーション膜を形成する工程、第１導電型不純物拡散層の形状にあわせて、第１パッシベーション膜を残すパターニング工程、前記第２導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第２パッシベーション膜を形成する工程、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層、それぞれに電極を形成するためのパッシベーション膜のパターニング工程、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層、それぞれに電極を形成する工程を含む太陽電池の製造方法に関する。

また、本発明の製造方法は、シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する工程、前記第２導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第２パッシベーション膜を形成する工程、第２導電型不純物拡散層の形状にあわせて、第２パッシベーション膜を残すパターニング工程、前記第１導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第１パッシベーション膜を形成する工程、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層、それぞれに電極を形成するためのパッシベーション膜のパターニング工程、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層、それぞれに電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法に関する。

また、本発明の製造方法は、前記パターニング工程が、エッチングペーストを用いて行なわれることが好ましい。

また、本発明の製造方法は、シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する太陽電池の製造方法であって、シリコン基板の１表面に第２導電型不純物拡散層を形成するための第２拡散マスクを形成する工程と、第２拡散マスクをパターニングして、第２導電型不純物拡散層を形成する工程と、第２拡散マスクを除去する工程と、シリコン基板の１表面に第１導電型不純物拡散層を形成するための第１拡散マスク兼第２パッシベーション膜を形成する工程と、第１拡散マスクをパターニングして、第１導電型不純物拡散層を形成する工程と、第１導電型不純物拡散層上に第１パッシベーション膜を形成する工程と、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層、それぞれに電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法に関する。

また、本発明の製造方法は、シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する太陽電池の製造方法であって、シリコン基板の１表面に第１導電型不純物拡散層を形成するための第１拡散マスクを形成する工程と、第１拡散マスクをパターニングして、第１導電型不純物拡散層を形成する工程と、第１拡散マスクを除去する工程と、シリコン基板の１表面に第２導電型不純物拡散層を形成するための第２拡散マスク兼第１パッシペーション膜を形成する工程と、第２拡散マスクをパターニングして、第２導電型不純物拡散層を形成する工程と、第２導電型不純物拡散層上に第２パッシベーション膜を形成する工程と、第２導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層、それぞれに電極を形成する工程とを含む太陽電池の製造方法である。

また、本発明の製造方法は、第１拡散マスクは、窒化珪素の単層膜、または窒化珪素を含む積層膜であることが好ましく、第２拡散マスクは、酸化珪素または／および酸化アルミニウムの単層膜、または酸化珪素または／および酸化アルミニウムを含む積層膜であることが好ましい。

本発明によれば、シリコン基板表面における第１導電型不純物拡散層もしくは第２導電型不純物拡散層上に最適なパッシベーション膜を形成することで、表面再結合速度を減少でき、変換効率の高い太陽電池を提供することができる。

＜太陽電池＞
図１に基づいて本発明の太陽電池について説明する。

図１は、本発明による太陽電池の一実施形態であって裏面接合型太陽電池を示す。図１（ｂ）は、太陽電池を受光面の反対面（以下裏面とも言う）から見た正面図である。両端に大きな集電機能を有する主電極としてのｐ電極１０８、ｎ電極１０７が形成され、これに加えて、互いに入りこむように細いｐ電極１０８、ｎ電極１０７が形成されている。裏面にアライメントマーク１０２を設けることも可能である。これは、後述する製造工程でペーストを塗布し、パターニングする際に正確に印刷するために設けてもよい。そして、図１（ｂ）をＩ−Ｉ方向に切断した断面図が、図１（ａ）である。太陽電池の裏面にｐ電極１０８、ｎ電極１０７を有し、それぞれ、シリコン基板に不純物としてボロンなどをドーピングすることで形成する高濃度のｐ型ドーピング層であるｐ＋層１０６、シリコン基板に不純物としてリンなどをドーピングすることで形成する高濃度のｎ型ドーピング層であるｎ＋層１０５と接続している。なお、シリコン基板１０１は、本図においては、ｎ型のシリコン基板を用いているが、ｐ型のシリコン基板を用いてもよい。

本発明において、たとえばｐ＋層１０６のようにシリコン基板中で多数キャリアが正孔である領域を第１導電型不純物拡散層という。一方、ｎ＋層１０５やｎ型のシリコン基板１０１のようにシリコン基板中で多数キャリアが電子である領域を第２導電型不純物拡散
層という。太陽電池にｐ型のシリコン基板を用いた場合には、そのシリコン基板は第１導電型不純物層として使用できる。

そして、図１（ａ）において、ｐ電極１０８およびｎ電極１０７と接続されている面以外のｐ＋層１０６、ｎ＋層１０５露出面は、それぞれ第１パッシベーション膜１０３、第２パッシベーション膜１０４に接している。また、ドーピングしていないｎ型のシリコン基板１０１露出部分も第２パッシベーション膜１０４を形成する。つまり、本発明の太陽電池は、シリコン基板の１表面の第１導電型不純物拡散層上に第１パッシベーション膜１０３を、シリコン基板の１表面の第２導電型不純物拡散層上に第２パッシベーション膜１０４を有する。また、受光面側には、第２パッシベーション膜としての役割も兼ねる反射防止膜１０９を形成する。

また、本発明の太陽電池は、図１に示したシリコン基板の裏面にｐｎ接合を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池であることが好ましい。本発明の太陽電池においては、導電型不純物拡散層の種類によって、その表面に形成されるパッシベーション膜を区別することから、該問題を解決することができるからである。ただし、本発明は、裏面接合型太陽電池に限定されるものではない。

≪パッシベーション膜≫
本発明の太陽電池は、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜の化学組成が異なる。第１パッシベーション膜は、シリコン基板の外部表面の第１導電型不純物拡散層に接する面の形状に合わせて形成する。第１パッシベーション膜は、酸化珪素や酸化アルミニウムを含む膜であることが好ましい。そして、第１パッシベーション膜は、１つの化学組成物からなる単層膜でもよいし、酸化珪素や酸化アルミニウムなどの膜を含む多数の化学組成物の膜からなる積層膜であってもよい。積層膜であるときは、酸化珪素あるいは酸化アルミニウムが、第１導電型不純物拡散層上に接していることが好ましい。第１パッシベーション膜の厚さは膜質にもよるが、後工程での作業性を考慮し、１０〜２００ｎｍが好ましい。また、ＣＶＤ法によって成膜されたものでも良いし、塗布剤やペースト印刷などによって形成されたものでも良い。

また、第２パッシベーション膜は、シリコン基板の外部表面の第２導電型不純物拡散層に接する面の形状に合わせて形成する。第２パッシベーション膜は、たとえば窒化珪素を含む膜であることが好ましい。そして、第２パッシベーション膜は、１つの化学組成物からなる単層膜でもよいし、窒化珪素などの膜を含む多数の膜からなる積層膜であってもよい。積層膜であるときは、窒化珪素が第２導電型不純物拡散層上に接していることが好ましい。また、窒化珪素を第２パッシベーション膜に用いるときには、その屈折率は１．９〜３．６のものを用いることが好ましい。第２パッシベーション膜としての役割も兼ねる受光面側の反射防止膜として窒化珪素を用いる場合には、光の透過性のよい屈折率２程度を用いることが好ましい。なお、このとき第２パッシベーション膜は反射防止膜としても働くため、膜厚は７０〜８０ｎｍが好ましい。一方、裏面に使用する場合には、光の透過性は悪いがパッシベーション性が高くなるように屈折率が２．６〜３．６になるように調整した膜を用いることが好ましい。

本発明の太陽電池の断面図を示す図２、図３のそれぞれに基づいて、以下、本発明の他の太陽電池の形態について説明する。

図２は本発明による太陽電池の他の実施形態であって、両面接合セル構造のものである。シリコン基板２０１はｐ型でもｎ型でも良いが、この一例において、シリコン基板２０１はｐ型である。受光面側にｎ電極２０７を有し、受光面表面にはｎ＋層２０５ｂと反射防止膜２０９が形成されている。裏面には、ｎ＋層２０５ａ、ｐ＋層２０６が形成されて
おり、シリコン基板２０１のｎ＋層２０５直下に第２パッシベーション膜２０４が形成されている。第２パッシベーション膜２０４が形成された部分以外のシリコン基板２０１露出面とｐ＋層２０６直下には、第１パッシベーション膜２０３が形成されている。従来の太陽電池において、受光面側の表面と裏面側の表面におけるパッシベーション膜の化学組成を異なるものにし、表面再結合を防止する試みがされているのは、前述のとおりである。しかし、さらに本形態の太陽電池では、裏面側にもｎ電極２０７、ｐ電極２０８を形成することによって、裏面側にもｐｎ接合を形成し、裏面側においても不純物拡散層の種類によって形成するパッシベーション膜の種類を区別している。

また、図３は、本発明による太陽電池の一実施形態であって、フローティングジャンクションセルの模式的な構造である。この一例においてシリコン基板３０１はｐ型であり、受光面側にはｎ電極３０７が、裏面側にはｐ電極３０８が形成されている。受光面表面には、ｎ＋層３０５ｂと反射防止膜３０９が形成されている。また、裏面には、パッシベーション性を高めるために低濃度ｎ＋層３０５ａと、背面電界（ＢＳＦ）としてのｐ＋層３０６が形成されており、ｐ＋層３０６とｐ電極３０８が直接接続されている。第１パッシベーション膜３０３がｐ＋層３０６とシリコン基板３０１露出面直下に形成されており、ｎ＋層３０５ａの直下には第２パッシベーション膜３０４が形成されている。

＜太陽電池の製造方法＞
≪製造方法１≫
以下、図４に基づいて本発明の太陽電池の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｋ）においては説明の便宜のためシリコン基板の裏面にｎ＋層とｐ＋層を１つずつ形成したものを示す。また、本発明において、第１拡散マスクとは、シリコン基板の１表面に第１導電型不純物拡散層をパターニング形成するため、第２拡散マスクとは、シリコン基板の１表面に第２導電型不純物拡散層をパターニング形成するため使用するものとする。そして、第１エッチングペーストとは、第１拡散マスクをエッチングするためのペーストであり、第２エッチングペーストとは第２拡散マスクをエッチングするためのペーストとする。

まず、図４（ａ）に示すように、ｎ型のシリコン基板４０１を用意する。ここで、シリコン基板４０１はたとえば多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどを用いることができる。シリコン基板４０１の大きさおよび形状は特に限定されないが、たとえば厚さを１００μｍ以上３００μｍ以下、１辺１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の四角形状とすることができる。

また、シリコン基板４０１は、たとえば、スライスされることにより生じたスライスダメージを除去したものなどを用いることが好ましく、シリコン基板４０１の表面をフッ化水素水溶液と硝酸の混酸または水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液などでエッチングを行なう。

次に、図４（ｂ）に示すように、ｎ型のシリコン基板４０１の裏面に酸化珪素膜などからなるテクスチャマスク４１３を形成し、シリコン基板４０１の受光面にテクスチャ構造４１０を形成する。受光面のテクスチャ構造４１０は、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したものなどを用いてエッチングすることにより形成することができる。シリコン基板４０１の裏面にテクスチャマスク４１３を形成することによって受光面のみにテクスチャ構造４１０を形成することができ、裏面は平坦にすることができる。ここで、テクスチャマスク４１３はたとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法またはＳｉＯＧ（スピンオングラス）の印刷・焼成などによって形成することができる。テクスチャマスク４１３の厚さは特に限定されないが、たとえば３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の
厚さとすることができる。

また、テクスチャマスク４１３としては、酸化珪素膜以外にも、窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜の積層体などを用いることができる。ここで、窒化珪素膜からなるテクスチャマスク４１３は、たとえばプラズマＣＶＤ法または常圧ＣＶＤ法などで形成することができ、厚さは特に限定されないが、たとえば６０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。

テクスチャマスク４１３は、テクスチャ構造４１０の形成後に一旦除去する。なお、テクスチャマスク４１３は、除去せずにそのまま第１拡散マスクとして利用することも可能である。

次に、図４（ｃ）において、まず、シリコン基板４０１の受光面と裏面の全面に、酸化珪素膜などからなる第１拡散マスク４１１を形成する。酸化珪素膜からなる第１拡散マスク４１１は、たとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法またはＳｉＯＧ（スピンオングラス）の印刷・焼成などによって形成することができる。酸化珪素膜からなる第１拡散マスク４１１の厚さは特に限定されないが、たとえば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さとすることができる。

そして、シリコン基板４０１の裏面の第１拡散マスク４１１上のみに第１エッチングペーストをたとえばスクリーン印刷法などによって所望のパターンに印刷する。第１エッチングペーストはエッチング成分としてリン酸もしくはフッ化水素アンモニウムを含み、エッチング成分以外の成分として水、有機溶媒および増粘剤を含み、スクリーン印刷に適した粘度に調整されたものを用いることができる。この第１エッチングペーストの印刷後のシリコン基板４０１を１００〜４００℃で加熱処理することにより、シリコン基板４０１の裏面に形成した第１拡散マスク４１１のうち第１エッチングペーストが印刷された部分のみエッチング、除去できる。なお、加熱処理の方法は特に限定されず、たとえばホットプレート、ベルト炉またはオーブンを用いて加熱することにより行なうことができる。

加熱処理後は、シリコン基板４０１を水中に浸し、超音波を印加して超音波洗浄を行なうことによって、加熱処理後の第１エッチングペーストを除去する。これにより、シリコン基板４０１の裏面の一部が露出し、窓４１４を形成する。なお、超音波水洗に加え、シリコン基板４０１の裏面を一般に知られているＳＣ−１洗浄（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ
Ｃｌｅａｎ−１）、ＳＣ−２洗浄（ＲＣＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ−２）、硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄、薄いフッ化水素水溶液または界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄することもできる。

なお、第１拡散マスク４１１としては、酸化珪素膜以外にも、窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜の積層体などを用いることができる。窒化珪素膜からなる第１拡散マスクは、たとえばプラズマＣＶＤ法または常圧ＣＶＤ法などで形成することができ、厚さは特に限定されないが、たとえば４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすることができる。

次に、図４（ｄ）において、シリコン基板４０１に第１導電型不純物としてのｐ型不純物であるボロンなどを気相拡散することで、シリコン基板４０１表面の図４（ｃ）窓４１４部分に第１導電型不純物拡散層としてのｐ＋層４０６を形成する。その後、シリコン基板４０１の第１拡散マスク４１１ならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。なお、ｐ＋層４０６は、シリコン基板４０１の裏面の図４（ｃ）窓４１４にボロンを含んだ溶剤を塗布した後に加熱することによって形成してもよい。

次に、図４（ｅ）において、シリコン基板４０１の受光面と裏面の全面に酸化珪素などからなる第２拡散マスク４１２を形成する。そして、シリコン基板４０１の裏面の第１拡散マスク４１２上のみに、第２エッチングペーストを所望のパターンに印刷する。第２エッチングペーストは上記の第１エッチングペーストと同一組成のものを用いることができるし、異なる組成のものであっても良い。第２エッチングペーストの印刷後のシリコン基板４０１を１００〜４００℃で加熱処理することにより、シリコン基板４０１の裏面の第２拡散マスク４１２が形成された部分のうち第２エッチングペーストが印刷された部分をエッチングし除去することができる。加熱処理後は、図４（ｃ）についての説明で前述した方法と同様に処置し、窓４１５に形成する。

なお、第２拡散マスク４１２としては、酸化珪素膜以外にも、窒化珪素または酸化珪素と窒化珪素の膜からなる積層体などを用いることができることは言うまでもない。

次に、図４（ｆ）において、シリコン基板４０１に第２導電型不純物としてのｎ型不純物であるリンなどを気相拡散することで、シリコン基板４０１表面の図４（ｅ）窓４１５部分に第２導電型不純物拡散層としてのｎ＋層４０５を形成する。その後、シリコン基板４０１の受光面と裏面の第２拡散マスク４１２ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。なお、ｎ＋層４０５の形成は、シリコン基板４０１の裏面の図４（ｅ）窓４１５にリンを含んだ溶剤を塗布した後に加熱することによって形成してもよい。

次に、図４（ｇ）に示すように、シリコン基板４０１についてドライ酸化（熱酸化）を行ない、シリコン基板４０１の裏面の全面に酸化珪素膜からなる第１パッシベーション膜４０３を形成する。なお、このとき同時に受光面の全面にも酸化珪素膜４０３ａを形成することとなる。ここで、酸化珪素膜からなる第１パッシベーション膜４０３はドライ酸化の他、たとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法などによって形成することができる。また、酸化珪素膜の他、第１パッシベーション膜４０３として負の固定電荷を有する酸化アルミニウム膜を蒸着法などにより成膜することも可能である。なお、第１パッシベーション膜４０３は、酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜などからなる積層膜であってもよい。

次に、図４（ｈ）に示すように、本実施形態では、ｎ型のシリコン基板４０１を使用しているため、ｐ＋層４０６を形成した面以外のシリコン基板４０１裏面の第１パッシベーション膜４０３をエッチングペーストを利用してエッチングして除去する。このとき用いるエッチングペーストは、前述したエッチングペーストと同じものでもよい。この操作によって、裏面のｐ＋層４０６上にのみ第１パッシベーション膜４０３を形成する。

次に、図４（ｉ）に示すように、第１パッシベーション膜４０３を除去したシリコン基板４０１の表面に、第２パッシベーション膜４０４を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素を成膜することにより、ｎ型のシリコン基板４０１の表面およびｎ＋層４０５上には第２パッシベーション膜４０４として窒化珪素膜を形成する。この第２パッシベーション膜４０４は、本実施形態においては、第１パッシベーション膜４０３の上にも形成されているが、第１パッシベーション膜４０３と同等の厚さであっても良い。その場合には、第２パッシベーション膜の成膜時に第１導電型不純物拡散層上をメタルマスクなどで覆うことにより別々に成膜することができる。また、成膜する第２パッシベーション膜として使用する窒化珪素膜は、裏面側に用いる場合にはよりパッシベーション性の高い屈折率２．６〜３．６の間に調整した膜を用いることができる。

ここで、窒化珪素膜は正の固定電化を有すことから、第２パッシベーション膜４０４として適していることが知られている。一方、窒化珪素膜は第１導電型不純物拡散層に対するパッシベーション効果は大きくない。そこで第１導電型不純物拡散層に対してパッシベ
ーション効果の高い酸化珪素膜を第１パッシベーション膜４０３として選択的に成膜することにより最大限の効果を得ることになる。

次に、図４（ｊ）において、シリコン基板４０１の受光面の酸化珪素膜４０３ａをフッ化水素水溶液などを用いてすべて一旦除去し、受光面上に屈折率１．９〜２．１の窒化珪素膜などからなる反射防止膜４０９を形成する。同時に第１パッシベーション膜４０３および第２パッシベーション膜４０４の一部を除去してコンタクトホール４１６、コンタクトホール４１７を形成し、それぞれｎ＋層４０５およびｐ＋層４０６の一部を露出させる。コンタクトホール４１６、コンタクトホール４１７は、以下の方法で作成できる。まず、第２パッシベーション膜４０４上にエッチングペーストを印刷した後に、シリコン基板４０１について１００〜４００℃の加熱処理を行ない、加熱処理後は、シリコン基板４０１を水中に浸し、超音波を印加して超音波洗浄を行なうことによって、加熱処理後のエッチングペーストを除去する。なお、ここでも、超音波洗浄に加えシリコン基板４０１の裏面を一般に知られているＳＣ−１、ＳＣ−２洗浄、硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄、薄いフッ化水素水溶液または界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄することもできる。

最後に、図４（ｋ）に示すように、コンタクトホール４１６およびコンタクトホール４１７にそれぞれ銀ペーストを印刷した後に５００〜７００℃で焼成することによって、ｎ＋層４０５上にｎ電極４０７を形成し、ｐ＋層４０６上にｐ電極４０８を形成する。これにより、裏面接合型太陽電池が完成する。

なお、シリコン基板４０１はｐ型であってもよい。シリコン基板４０１がｎ型である場合にはシリコン基板４０１の裏面のｐ＋層４０６とｎ型のシリコン基板４０１とによって裏面にｐｎ接合が形成され、シリコン基板４０１がｐ型である場合にはシリコン基板４０１の裏面のｎ＋層４０５とｐ型のシリコン基板４０１とによって裏面にｐｎ接合が形成される。また、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜の成膜順は限定されるものではない。

また、印刷精度を高めるため、前述した図１（ａ）に示すように、シリコン基板４０１の裏面には、レーザーマーカーにより円状のアライメントマークを２つ形成することが好ましい。なお、アライメントマークは、裏面接合型太陽電池の性能を低下させないためにｎ＋層４０５およびｐ＋層４０６の形成箇所以外の箇所に設置することが好ましい。

≪製造方法２≫
以下、図５に基づいて本発明の太陽電池の他の製造方法について説明する。図５（ａ）〜（ｉ）においては説明の便宜のためシリコン基板の裏面にｎ＋層とｐ＋層を１つずつしか形成していないが、実際には複数形成されている。

まず、図５（ａ）に示すように、ｎ型のシリコン基板５０１を用意する。ここで、シリコン基板５０１としてはたとえば多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどを用いることができ、製造方法１において使用したものと同様のものを用いることもできる。また、シリコン基板５０１はｐ型であってもよい。なお、シリコン基板５０１をスライスすることで生じたスライスダメージは、製造方法１と同様の方法で除去する。

次に、図５（ｂ）に示すように、シリコン基板５０１の裏面に酸化珪素膜などからなるテクスチャマスク５１３を形成し、シリコン基板５０１の受光面にテクスチャ構造５１０を形成する。受光面のテクスチャ構造５１０は、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加した液をたとえば７０℃以上８０℃以下に加熱したものなどを用いてエッチングすることにより形成することがで
きる。シリコン基板５０１の裏面にテクスチャマスク５１３を形成することによって受光面のみにテクスチャ構造５１０を形成することができ、裏面は平坦にすることができる。ここで、テクスチャマスク５１３はたとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法またはＳｉＯＧ（スピンオングラス）の印刷・焼成などによって形成することができる。酸化珪素膜からなるテクスチャマスク５１３の厚さは特に限定されないが、たとえば３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の厚さとすることができる。

また、テクスチャマスク５１３は、酸化珪素膜以外にも、窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜の積層体などを用いることができる。ここで、窒化珪素膜からなるテクスチャマスク５１３は、たとえばプラズマＣＶＤ法または常圧ＣＶＤ法などで形成することができ、厚さは特に限定されないが、たとえば６０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。

テクスチャマスク５１３は、テクスチャ構造５１０の形成後に一旦除去される。なお、除去せずにそのまま第２拡散マスクとして利用することも可能である。

次に、図５（ｃ）において、シリコン基板５０１の受光面と裏面の全面に、酸化珪素膜などからなる第２拡散マスク５１２を形成する。酸化珪素膜からなる第２拡散マスク５１２は、たとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法またはＳｉＯＧ（スピンオングラス）の印刷・焼成などによって形成することができる。酸化珪素膜からなる第２拡散マスク５１２の厚さは特に限定されないが、たとえば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さとすることができる。

そして、シリコン基板５０１の裏面の第２拡散マスク５１２のみに第２エッチングペーストをスクリーン印刷法などによって所望のパターンに印刷する。第２エッチングペーストはエッチング成分としてリン酸もしくはフッ化水素アンモニウムを含み、エッチング成分以外に水、有機溶媒および増粘剤を含み、スクリーン印刷に適した粘度に調整されている。第２エッチングペーストの印刷後のシリコン基板５０１を１００〜４００℃で加熱処理することにより、シリコン基板５０１裏面の第２拡散マスク５１２のうち第２エッチングペーストが印刷された部分をエッチングし除去できる。なお、加熱処理の方法は特に限定されず、たとえばホットプレート、ベルト炉またはオーブンを用いて加熱することにより行なうことができる。

そして、加熱処理後は、シリコン基板５０１を水中に浸し、超音波を印加して超音波洗浄を行なうことによって、加熱処理後の第２エッチングペーストを除去する。これにより、窓５１５を形成する。なお、超音波洗浄に加えシリコン基板５０１の裏面を一般に知られているＳＣ−１、ＳＣ−２洗浄、硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄、薄いフッ化水素水溶液または界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄することもできる。

なお、第２拡散マスク５１２としては、酸化珪素膜以外にも、窒化珪素膜または酸化珪素膜と窒化珪素膜の積層体などを用いることができる。窒化珪素膜からなる第２拡散マスクは、たとえばプラズマＣＶＤ法または常圧ＣＶＤ法などで形成することができ、厚さは特に限定されないが、たとえば４０ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすることができる。

次に、図５（ｄ）において、シリコン基板５０１に第２導電型不純物としてのｎ型不純物であるリンなどを気相拡散することで、シリコン基板５０１表面の図５（ｃ）窓５１５部分にｎ＋層５０５を形成する。その後、シリコン基板５０１の受光面と裏面の第２拡散マスク５１２ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。なお、ｎ＋層５０５は、図５（ｃ）窓５１５にリンを含んだ溶剤を塗布した後に加熱することによって形成してもよい。

次に、図５（ｅ）において、まず、シリコン基板５０１の裏面の全面に窒化珪素膜からなる第１拡散マスク５１１を成膜する。裏面側の第１拡散マスク５１１は、たとえばプラズマＣＶＤ法または常圧ＣＶＤ法などで形成することができ、窒化珪素膜の厚さは特に限定されないが、たとえば４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さとすることができる。

ここで、シリコン基板５０１の受光面には、酸化珪素膜が形成される。受光面側の酸化珪素膜はたとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法またはＳｉＯＧ（スピンオングラス）の印刷・焼成などによって形成することができ、厚さは特に限定されないが、たとえば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さとすることができる。

そして、裏面の第１拡散マスク５１１上には、所望のパターンでエッチング可能なエッチング成分を含有する第１エッチングペーストを印刷する。ここで、第１エッチングペーストは、たとえばスクリーン印刷法などによって印刷され、ｐ＋層５０６の形成箇所に相当する部分に印刷される。印刷後、前述した方法でエッチングを行ない、窓５１４を形成する。

次に、図５（ｆ）において、シリコン基板５０１に第１導電型不純物としてのｐ型不純物であるボロンなどを気相拡散することで、シリコン基板５０１表面の窓５１４部分にｐ＋層５０６を形成する。そして、シリコン基板５０１の受光面の酸化珪素膜ならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液などを用いてすべて除去する。なお、ｐ＋層５０６は、シリコン基板５０１の裏面の窓５１４にボロンを含んだ溶剤を塗布した後に加熱することによって形成してもよい。

次に、図５（ｇ）において、ドライ酸化（熱酸化）を行なうことによって、第１パッシベーション膜５０３を、ｐ＋層５０６上に形成する。そして、受光面上には、窒化珪素膜からなる反射防止膜５０９を形成する。また、第１拡散マスク５１１として使用する窒化珪素膜は、裏面側に用いる場合にはよりパッシベーション性の高い屈折率２．６から３．６の間に調整した膜を用いることができる。この第１拡散マスク５１１は、第２パッシベーション膜として機能する。

なお、第１パッシベーション膜５０３はドライ酸化の他、たとえばスチーム酸化、常圧ＣＶＤ法などによって形成することができる。さらに、酸化珪素膜の他、第１パッシベーション膜として負の固定電荷を有する酸化アルミニウムを蒸着法などにより成膜することも可能である。

次に、図５（ｈ）において、第１パッシベーション膜５０３および第１拡散マスク５１１の一部を除去してコンタクトホール５１６、コンタクトホール５１７を形成する。ここで、コンタクトホール５１６、コンタクトホール５１７は、以下の方法で形成する。まず、エッチングペーストを印刷した後にシリコン基板５０１について加熱処理を行ない、エッチングペーストが印刷された部分を除去することにより行なうことができる。加熱処理後は、シリコン基板５０１を水中に浸し、超音波を印加して超音波洗浄を行なうことによって、加熱処理後のエッチングペーストを除去する。なお、ここでも、超音波洗浄に加えシリコン基板５０１の裏面を一般に知られているＳＣ−１、ＳＣ−２洗浄、硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄、薄いフッ化水素水溶液または界面活性剤を含む洗浄液を用いて洗浄することもできる。

最後に、図５（ｉ）において、コンタクトホール５１６およびコンタクトホール５１７それぞれに銀ペーストを印刷した後に焼成することによって、ｎ＋層５０５上にｎ電極５０７を形成し、ｐ＋層５０６上にｐ電極５０８を形成する。これにより、裏面接合型太陽
電池が完成する。

なお、第１拡散マスクと第２拡散マスクの成膜順は限定されるものではない。
以上、本発明の太陽電池の製造方法の実施の形態について例を挙げて本発明を説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。

たとえば、エッチングペーストの代わりに耐酸レジストを使用して第２導電型不純物拡散層上のみＨＦ溶液などで開口を設け、窒化珪素膜の成膜後レジストをリフトオフすることにより、第２導電型不純物拡散層上のみに窒化珪素膜を成膜することが可能である。さらに、本工程では工程簡略化のためエッチングペーストを利用して説明したが、エッチングペーストを利用した工程はすべてフォトリソグラフィ工程に置き換えることができる。

また、一例として裏面接合型太陽電池について説明したが、本発明は図２に示すような両面接合型セルや図７に示すようなフローティングジャンクションセルなど、セル片面に第１導電型不純物拡散層（ｐ層、ｐ＋層）、第２導電型不純物拡散層（ｎ層、ｎ＋層）が共存している太陽電池すべてに適用できる。

［実施例］
＜第２パッシベーション膜の屈折率とｎ型のシリコン基板のライフタイムとの相関検討＞
種々の屈折率の窒化珪素膜を比抵抗２．８Ωｃｍのｎ型のシリコン基板上に７５ｎｍ成膜し、窒化珪素膜の屈折率とシリコン基板の少数キャリアの寿命、すなわちライフタイム（τ）との相関関係について検討した。このシリコン基板には、同一シリコンインゴットの隣接する場所から切り出されたウェハを使用しており、ウェハのバルクライフタイムが同程度の値を示すと考えられる。したがって、ライフタイムの値が高ければ高いほど、少数キャリアの表面再結合速度が減少していることを示す。シリコン基板は、あらかじめスライスダメージをフッ化水素水溶液と硝酸の混酸でエッチングした厚さ２００μｍのものを用いた。窒化珪素膜は、プラズマＣＶＤ法により形成し、ＳｉＨ₄／ＮＨ₃の流量比を調整することによってその屈折率を制御した。ライフタイム（τ）は、９０４ｎｍ半導体レーザを用いたμ−ＰＣＤ法（マイクロ波光導電減衰法）で測定した。なお、μ−ＰＣＤ法は、マイクロ波をシリコン基板に当て、その反射率の時間変化からライフタイムを測定する方法である。図９にその結果を示した。横軸は窒化珪素膜の屈折率、縦軸はｎ型のシリコン基板のライフタイム（τ）を示した。

窒化珪素膜の屈折率２．６からライフタイムが大きく向上することが示された。そして、屈折率３．６で屈折率に対するライフタイムの値の増加が緩やかになることが示された。また、本検討において、屈折率３．６以上の窒化珪素膜は、シリコン比率が高くなることから、安定した窒化珪素膜を形成することができなかった。以上より、屈折率を２．６〜３．６に制御した窒化珪素膜でｎ型のシリコン基板表面を成膜することで、ｎ型のシリコン基板のライフタイムは高い値となることが示された。このことから、屈折率を２．６〜３．６に制御した窒化珪素膜は、特に表面再結合速度を減少させることができる本発明の第２パッシベーション膜として利用できることが示唆された。

＜パッシベーション膜の種類と表面再結合速度との検討＞
第１導電型不純物拡散層上と第２導電型不純物拡散層上に種々のパッシベーション膜を形成し、各導電型不純物拡散層における表面再結合速度（Ｓ（ｃｍ／ｓ））を算出した。

まず、あらかじめスライスダメージをフッ酸と硝酸の混酸でエッチングした１辺１２５ｍｍ、厚さ２００μｍのｎ型のシリコン基板を５枚準備した。そして、それぞれ以下（１）〜（５）の処理を行なった。

（１）ｎ型のシリコン基板を酸素雰囲気下で９００℃、１２０分間ドライ酸化し、表面に厚さ４０ｎｍの酸化珪素膜を形成した。

（２）ｎ型のシリコン基板表面にプラズマＣＶＤ法によって厚さ７５ｎｍの屈折率３．３の窒化珪素膜を形成した。

（３）ｎ型のシリコン基板を１０００℃の雰囲気下でＢＢｒ₃を用いた気相拡散することによって、表面にｐ＋層を形成し、形成したｐ＋層上に前述（１）と同様の方法で厚さ４５ｎｍの酸化珪素膜を形成した。

（４）前述（３）におけるｎ型のシリコン基板にｐ＋層を形成したものの上に屈折率３．３の厚さ７５ｎｍの窒化珪素膜を形成した。

（５）前述（３）におけるｎ型のシリコン基板にｐ＋層を形成したものの上に蒸着法によって厚さ１００ｎｍの酸化アルミニウム膜を形成した。

各５種のシリコン基板表面における表面再結合速度（Ｓ）を上述したμ−ＰＣＤ法で測定した値から公知の方法で算出した結果を表１に示す。

表１から示されるとおり、第１導電型不純物拡散層上に酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜を形成したときの表面再結合速度は、屈折率３．３の窒化珪素膜を形成したときの約１／４程度であることが示された。また、第２導電型不純物拡散層上に屈折率３．３の窒化珪素膜を形成したときの表面再結合速度は、酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜を形成したときの１／２．５程度であることが示された。以上より、第１パッシベーション膜として酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜を、第２パッシベーション膜として窒化珪素膜を用いることで効果的に表面再結合を抑えることが可能となることが示された。

（実施例１）
本発明の実施例を、裏面接合型太陽電池を例に図４に基づいて説明する。

図４（ａ）のように、１辺１２５ｍｍ、厚さ２００μｍ程度のｎ型のシリコンウェハのスライスダメージ層をフッ酸と硝酸の混酸を用いて除去し、ｎ型のシリコン基板４０１を形成した。

続いて、図４（ｂ）のように、水酸化ナトリウム水溶液にイソプロピルアルコールを少量添加した８０℃に加熱したエッチング液を用いてシリコン基板４０１の受光面をエッチングすることによって、テクスチャ構造４１０を形成した。このときテクスチャエッチング処理前に裏面側に常圧ＣＶＤ法により酸化珪素膜からなるテクスチャマスク４１３を成膜しておくことで、受光面側のみテクスチャ構造４１０とした。また、図示はしていないが、後の印刷工程で使用するアライメントマークを、第１導電型不純物拡散層および第２
導電型不純物拡散層と重ならない位置にあらかじめレーザーマーカーにて形成した。そして、ＨＦ処理にてテクスチャマスク４１３を一旦除去した。

続いて、図４（ｃ）において、受光面側、裏面側ともに２５０ｎｍの第１拡散マスク４１１を全面に常圧ＣＶＤ法にて成膜した。前述のシリコン基板４０１裏面上の第１拡散マスク４１１のみにアライメントマークにあわせて所望の形状にリン酸を主成分とする第１エッチングペーストを印刷した。その後、シリコン基板４０１を３２０℃に加熱し、水洗することにより第１拡散マスク４１１にｐ＋拡散を行なうための窓４１４を形成した。

次に図４（ｄ）において、まず、１０００℃の雰囲気下でＢＢｒ₃を用いた気相拡散を６０分間行なうことによって、シリコン基板４０１の窓４１４によって露出した裏面に第１導電型不純物としてボロンを拡散して、シリコン基板４０１の裏面の露出部にｐ＋層４０６を形成した。その後、シリコン基板４０１の受光面と裏面の第１拡散マスクならびにボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）についてフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。

続いて、図４（ｅ）において、先程と同様に常圧ＣＶＤ法によりシリコン基板４０１両面に２５０ｎｍのシリコン酸化膜からなる第２拡散マスク４１２を成膜し、リン酸を主成分とする第２エッチングペーストをアライメントマークで位置合せをしてｎ＋層４０５の形状に印刷、加熱、水洗することで、第２拡散マスク４１２にｎ＋拡散を行なうための窓４１５を形成した。

そして、図４（ｆ）のように、９００℃の雰囲気下でＰＯＣｌ₃を用いた気相拡散を３０分間行なうことによってシリコン基板４０１の窓４１５によって露出した裏面に第２導電型不純物であるリンを拡散して、シリコン基板４０１の裏面の露出部にｎ＋層４０５を形成した。その後、シリコン基板４０１の受光面と裏面の第２拡散マスクならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）についてフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。

その後、図４（ｇ）のように、９００℃の酸素雰囲気で１２０分保持することにより、シリコン基板４０１の裏面に第１パッシベーション膜４０３としての酸化珪素膜を形成した。また、同時に受光面にも酸化珪素膜を形成した。

次に、図４（ｈ）のように、ｎ＋層４０５およびｎ型のシリコン基板４０１の裏面上の第１パッシベーション膜４０３であって、シリコン基板４０１とｎ＋層４０５上に形成されたものを除去した。これは、リン酸を主成分とするエッチングペーストを印刷、加熱、水洗することにより除去できた。

そして、図４（ｉ）のように、第１パッシベーション膜４０３を形成していない部分にプラズマＣＶＤ法にて窒化珪素膜からなる第２パッシベーション膜４０４を成膜した。この第２パッシベーション膜４０４は裏面側に成膜するため、通常用いられる屈折率２程度の光の透過性の良い膜ではなく、光の透過性は悪いがパッシベーション性が高くなるように屈折率が３になるように調整した膜を用いた。

続いて、図４（ｊ）のように、ＨＦ処理により受光面側の酸化珪素膜を除去し、受光面側にはプラズマＣＶＤ法により屈折率２の窒化珪素膜からなる反射防止膜４０９を成膜した。そして、ｎ＋層４０５上、ｐ＋層４０６上に、リン酸を主成分とするペーストを同様に印刷、加熱、水洗することにより、電極コンタクト用の開口として、コンタクトホール４１６、コンタクトホール４１７を設けた。

最後に図４（ｋ）のように、コンタクトホール４１６、コンタクトホール４１７に銀ペーストを印刷、焼成することでｎ電極４０７、ｐ電極４０８を形成し、太陽電池を作製した。

（実施例２）
実施例１における図４（ｆ）の操作までは同様に行なった。その後、シリコン基板にプラズマＣＶＤ法により屈折率３の窒化珪素膜からなる第２パッシベーション膜を成膜し、受光面側には屈折率が２の窒化珪素膜からなる反射防止膜を成膜した。ｐ＋層の形状にリン酸を主成分とするエッチングペーストを印刷、加熱、水洗することで第２パッシベーション膜にｐ＋層露出部として開口を設け、その後、蒸着法により酸化アルミニウムを成膜し、ｐ＋層露出部に酸化アルミニウム膜からなる第１パッシベーション膜を形成した。そして、実施例１と同様の方法でｎ＋層、ｐ＋層上にコンタクトホールを設け、銀ペーストを印刷、焼成してｎ電極、ｐ電極を形成し、太陽電池を作製した。

（実施例３）
本発明の実施例を、裏面接合型太陽電池を例に図５に基づいて開示する。

図５（ａ）のように、１辺１２５ｍｍ、厚さ２００μｍ程度のｎ型のシリコンウェハのスライスダメージ層をフッ酸と硝酸の混酸を用いて除去し、ｎ型のシリコン基板５０１を形成した。

続いて、図５（ｂ）のように、水酸化ナトリウム水溶液にイソプロピルアルコールを少量添加した８０℃に加熱したエッチング液を用いてシリコン基板５０１の受光面をエッチングすることによって、テクスチャ構造５１０を形成した。このときテクスチャエッチング処理前に裏面側に常圧ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜からなるテクスチャマスク５１３を成膜しておくことで、受光面側のみテクスチャ構造５１０とした。その後、図示はしていないが、後の印刷工程で使用するアライメントマークを、第１導電型不純物拡散層および第２導電型不純物拡散層と重ならない位置にあらかじめレーザーマーカーにて形成した。そして、ＨＦ処理にてテクスチャマスク５１３を一旦除去した。

続いて、図５（ｃ）において、シリコン基板５０１の裏面全面と受光面全面に２５０ｎｍの酸化珪素からなる第２拡散マスク５１２を常圧ＣＶＤ法にて成膜した。続いてリン酸を主成分とする第２エッチングペーストをアライメントマークで位置合せをして裏面の第２拡散マスク５１２上のみに所望の形状に印刷した。その後、シリコン基板５０１を３２０℃に加熱し、水洗することで、第２拡散マスク５１２にｎ＋拡散を行なうための窓５１５を形成した。

そして、図５（ｄ）において、９００℃の雰囲気下でＰＯＣｌ₃を用いた気相拡散を５０分間行なうことによってシリコン基板５０１の窓５１５によって露出した裏面に第２導電型不純物であるリンを拡散して、シリコン基板５０１の裏面の露出部に第２導電型不純物拡散層であるｎ＋層５０５を形成した。その後、それぞれのシリコン基板５０１の受光面と裏面の第２拡散マスク５１２ならびにリンが拡散して形成されたＰＳＧ（リンシリケートガラス）をフッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。

その後、図５（ｅ）において、シリコン基板５０１裏面と受光面にプラズマＣＶＤ法により屈折率３の窒化珪素膜からなる第１拡散マスク５１１を成膜した。受光面側には常圧ＣＶＤ法により２５０ｎｍの保護膜としての酸化珪素膜を成膜した。続いてｐ＋層５０６の形状にリン酸を主成分とする第１エッチングペーストを印刷、加熱、水洗することにより第１拡散マスク５１１にｐ＋拡散を行なうための窓を形成した。

そして、図５（ｆ）において、１０００℃の雰囲気下でＢＢｒ₃を用いた気相拡散を６０分間行なうことによってそれぞれのシリコン基板５０１の窓５１４によって露出した裏面に第１導電型不純物であるボロンを拡散して、シリコン基板５０１の裏面の露出部にｐ＋層５０６を形成した。その後、ボロンが拡散して形成されたＢＳＧ（ボロンシリケートガラス）ならびに受光面の酸化珪素膜を、フッ化水素水溶液を用いてすべて除去した。

次に図５（ｇ）のように、常圧ＣＶＤ法により２００ｎｍの酸化珪素膜からなる第１パッシベーション膜５０３をｐ＋層５０６上に形成した。続いて受光面側にプラズマＣＶＤ法により屈折率２の窒化珪素膜からなる反射防止膜５０９を成膜した。

その後図５（ｈ）のように、ｎ＋層５０５上、ｐ＋層５０６上に、リン酸を主成分とするペーストを同様に印刷、加熱、水洗することにより、電極コンタクト用の開口として，コンタクトホール５１６、コンタクトホール５１７を設けた。

最後に図５（ｉ）のように、コンタクトホール５１６、コンタクトホール５１７それぞれに銀ペーストを印刷、焼成することでｎ電極５０７、ｐ電極５０８を形成し、太陽電池を作製した。

（実施例４）
実施例３における図５（ｆ）の操作までは同様に行なった。

続いて受光面側にプラズマＣＶＤ法により屈折率が２の窒化珪素膜からなる反射防止膜を成膜した。その後、蒸着法により酸化アルミニウム膜を成膜し、ｐ＋層露出部上の第１パッシベーション膜とした。そして、実施例３と同様の方法でｎ＋層、ｐ＋層上にコンタクトホールを設け、銀ペーストを印刷、焼成して、ｎ電極、ｐ電極を形成した。

（比較例）
実施例１における図４（ｆ）の操作までは同様に行なった。そして、プラズマＣＶＤ法にて窒化珪素膜からなるパッシベーション膜を裏面の全面に形成した。このときパッシベーション膜は、通常使用される屈折率２になるよう調製した窒化珪素膜とした。そして、実施例１と同様の方法でｎ＋層、ｐ＋層上に電極コンタクト用の開口としてコンタクトホールを設け、銀ペーストを印刷、焼成してｎ電極、ｐ電極を形成し太陽電池を作製した。

本比較例で製造した太陽電池の模式的な断面図を図８に示す。本太陽電池は、裏面にｐｎ接合を形成するいわゆる裏面接合型太陽電池である。ｎ型のシリコン基板８０１を用いた太陽電池で、裏面にはｎ＋層８０５、ｐ＋層８０６が形成され、それぞれｎ電極８０７、ｐ電極８０８と接続されている。そして、裏面のｎ電極８０７、ｐ電極８０８と接続された部分以外は、パッシベーション膜８１８で覆われており、受光面側は、反射防止膜８０９で覆われている。

＜性能検討＞
ここで、実施例１〜４にて作製された太陽電池と、比較例で作製した太陽電池の標準照射条件（Ａ．Ｍ．１．５Ｇ、１００ｍＷ／ｃｍ²、２５℃）セル特性を以下の表に示す。

ここで、 ｊｓｃ：短絡電流密度
Ｖｏｃ：開放電圧
Ｆ．Ｆ：曲線因子
η ：変換効率
以上の結果から、本発明の太陽電池は、比較例で製造した裏面接合型太陽電池より高い変換効率が得られることが分かった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

（ａ）は本発明による裏面接合型太陽電池の模式的な断面図であり、（ｂ）は裏面の模式的な平面図である。 本発明による太陽電池の一例（両面接合セル）の模式的な断面図である。 本発明による太陽電池の一例（フローティングジャンクションセル）の模式的な断面図である。 本発明の裏面接合型太陽電池の製造方法の製造工程の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の裏面接合型太陽電池の製造方法の製造工程の一例を示す模式的な断面図である。 従来の太陽電池の一例（ＰＥＲＬセル）の模式的な断面図である。 従来の太陽電池の他の一例（フローティングジャンクションセル）の模式的な断面図である。 比較例で作製した従来の裏面接合型太陽電池の模式的な断面図である。 第２パッシベーション膜としての窒化珪素膜の屈折率とｎ型のシリコン基板のライフタイムとの相関関係を示した図である。

符号の説明

１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１ シリコン基板、１０２ アライメントマーク、１０３，２０３，３０３，４０３，５０３ 第１パッシベーション膜、１０４，２０４，３０４，４０４，５０４ 第２パッシベーション膜、１０５，２０５ａ，２０５ｂ，３０５ａ，３０５ｂ，４０５，５０５，６０５，７０５，８０５ ｎ＋層、１０６，２０６，３０６，４０６，５０６，６０６，７０６，８０６ ｐ＋層、１０７，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７，７０７，８０７ ｎ電極、１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８，７０８，８０８ ｐ電極、１０９，２０９，３０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９ 反射防止膜、４０３ａ 酸化珪
素膜，４１０，５１０ テクスチャ構造、４１１，５１１ 第１拡散マスク、４１２，５１２ 第２拡散マスク、４１３，５１３ テクスチャマスク、４１４，４１５，５１４，５１５ 窓、４１６，４１７，５１６，５１７ コンタクトホール、８１８ パッシベーション膜。

Claims (12)

1. シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層が形成された太陽電池であって、前記第１導電型不純物拡散層上、前記第２導電型不純物拡散層上に、それぞれ化学組成の異なる第１パッシベーション膜および第２パッシベーション膜が形成されていることを特徴とする太陽電池。
2. 前記第１パッシベーション膜は、酸化珪素および／または酸化アルミニウムを含む少なくとも１層の膜であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記第２パッシベーション膜は、窒化珪素を含む少なくとも１層の膜であることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池。
4. 前記第２パッシベーション膜として形成される窒化珪素の屈折率が、１．９〜３．６であることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池。
5. 前記シリコン基板の太陽光の入射側と反対側の面にｐｎ接合を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池。
6. シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する工程と、
   前記第１導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第１パッシベーション膜を形成する工程と、
   第１導電型不純物拡散層の形状にあわせて、第１パッシベーション膜を残すパターニング工程と、
   前記第２導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第２パッシベーション膜を形成する工程と、
   第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層のそれぞれに電極を形成するためのパッシベーション膜のパターニング工程と、
   第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層のそれぞれに電極を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
7. シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する工程と、
   前記第２導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第２パッシベーション膜を形成する工程と、
   第２導電型不純物拡散層の形状にあわせて、第２パッシベーション膜を残すパターニング工程と、
   前記第１導電型不純物拡散層を含む、シリコン基板の１表面に第１パッシベーション膜を形成する工程と、
   第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層のそれぞれに電極を形成するためのパッシベーション膜のパターニング工程と、
   第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層のそれぞれに電極を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
8. 前記パターニング工程が、エッチングペーストを用いて行なわれることを特徴とする請求項６または７に記載の太陽電池の製造方法。
9. シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する太陽電池の製造方法であって、
   シリコン基板の１表面に第２導電型不純物拡散層を形成するための第２拡散マスクを形成する工程と、
   第２拡散マスクをパターニングして、第２導電型不純物拡散層を形成する工程と、
   第２拡散マスクを除去する工程と、
   シリコン基板の１表面に第１導電型不純物拡散層を形成するための第１拡散マスク形成する工程と、
   第１拡散マスクをパターニングして、第１導電型不純物拡散層を形成する工程と、
   第１パッシベーション膜を形成する工程と、
   第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層のそれぞれに電極を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
10. シリコン基板の１表面に、第１導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層を形成する太陽電池の製造方法であって、
    シリコン基板の１表面に第１導電型不純物拡散層を形成するための第１拡散マスクを形成する工程と、
    第１拡散マスクをパターニングして、第１導電型不純物拡散層を形成する工程と、
    第１拡散マスクを除去する工程と、
    シリコン基板の１表面に第２導電型不純物拡散層を形成するための第２拡散マスクを形成する工程と、
    第２拡散マスクをパターニングして、第２導電型不純物拡散層を形成する工程と、
    第２パッシベーション膜を形成する工程と、
    第２導電型不純物拡散層と第２導電型不純物拡散層のそれぞれに電極を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
11. 第１拡散マスクは、窒化珪素の単層膜、または窒化珪素を含む積層膜であることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
12. 第２拡散マスクは、酸化珪素または／および酸化アルミニウムの単層膜、または酸化珪素または／および酸化アルミニウムを含む積層膜であることを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池の製造方法。

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