JP6160959B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。特に、本発明は、テクスチャ構造が形成された主面を有する結晶シリコン基板を備える太陽電池の製造方法に関する。

近年、環境負荷が低いエネルギー源として、太陽電池に対する注目が高まってきている。

例えば、特許文献１，２には、結晶シリコン基板を用いた結晶シリコン太陽電池が記載されている。特許文献１，２に記載の結晶シリコン太陽電池では、結晶シリコン基板への光の入射効率を高めるために、結晶シリコン基板の表面に、テクスチャ構造と呼ばれる凹凸構造を形成することが記載されている。

特許文献２には、シリコン単結晶基板にテクスチャ構造を形成する方法として、以下のような方法が記載されている。まず、シリコン単結晶基板を、約８５℃の約５質量％の水酸化ナトリウム水溶液に１０分間浸漬する第１工程を行う。この第１工程により、シリコン単結晶基板の表層の加工歪みが除去される。次に、第１工程より低濃度の約２質量％の水酸化ナトリウムとイソプロピルアルコールとを含む水溶液を用いてシリコン単結晶基板の表面を異方性エッチングする第２工程を行う。この第２工程により、シリコン単結晶基板の表面にピラミッド形状のテクスチャ構造が形成される。すなわち、特許文献２には、エッチング剤の濃度が相対的に高いエッチング液による等方性エッチングを行った後に、エッチング剤の濃度が相対的に低いエッチング液による異方性エッチングを行うことによりテクスチャ構造を形成することが記載されている。

特開平１１−２２０１４６号公報 ＷＯ９８／４３３０４号公報

特許文献２に記載のテクスチャ構造の形成方法では、高い形状精度のテクスチャ構造を短時間で形成できない。このため、太陽電池の製造に要する時間が長くなるという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池の製造に要する時間を短くすることにある。

本発明に係る太陽電池の製造方法は、テクスチャ構造が形成された主面を有する結晶シリコン基板を備える太陽電池の製造方法に関する。本発明に係る太陽電池の製造方法では、エッチング液を用いて結晶シリコン基板の主面をエッチングした後に、エッチング液よりもエッチング成分の濃度が濃い他のエッチング液を用いて、先に用いたエッチング液によるエッチングよりも低いエッチング速度で結晶シリコン基板の主面のエッチングを行うことにより、結晶シリコン基板の主面にテクスチャ構造を形成する。

本発明によれば、太陽電池の製造に要する時間を短くすることができる。

図１は、第１の実施形態において製造する太陽電池の断面図である。 図２は、エッチング前の結晶シリコン基板の一部分の断面図である。 図３は、第２のエッチング工程後の結晶シリコン基板の一部分の断面図である。 図４は、第３のエッチング工程後の結晶シリコン基板の一部分の断面図である。 図５は、実験例１において作製した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真である。 図６は、実験例２において作製した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真である。 図７は、比較例において作製した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

（第１の実施形態）
（太陽電池１の構成）
図１は、第１の実施形態において製造する太陽電池の断面図である。まず、図１を参照しながら本実施形態において製造する太陽電池の構成について説明する。

太陽電池１は、結晶シリコン基板１０を備えている。結晶シリコン基板１０は、例えば、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板により構成することができる。

なお、本実施形態では、結晶シリコン基板１０の導電型がｎ型である例について説明する。但し、本発明は、これに限定されない。結晶シリコン基板１０の導電型はｐ型であってもよい。

結晶シリコン基板１０の第１の主面１０ａの上には、結晶シリコン基板１０の導電型とは異なるｐ型半導体層１１が配されている。ｐ型半導体層１１は、例えば、ｐ型アモルファスシリコン層により構成することができる。ｐ型半導体層１１は、水素を含んでいることが好ましい。ｐ型半導体層１１の厚みは、例えば、３ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍ程度とすることができる。なお、アモルファスシリコンとは、非単結晶シリコン系半導体材料であり、微結晶シリコンをも含むものである。

結晶シリコン基板１０の第１の主面１０ａとｐ型半導体層１１との間には、実質的に真性な半導体層１２が配されている。実質的に真性な半導体層１２は、例えば、ｉ型アモルファスシリコン層により構成することができる。実質的に真性な半導体層１２は、水素を含んでいることが好ましい。実質的に真性な半導体層１２の厚みは、実質的に発電に寄与しない程度であることが好ましい。実質的に真性な半導体層１２の厚みは、例えば、３ｎｍ〜１５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍ程度とすることができる。

一方、結晶シリコン基板１０の第２の主面１０ｂの上には、結晶シリコン基板１０の導電型と同じであるｎ型半導体層１３が配されている。ｎ型半導体層１３は、例えばｎ型アモルファスシリコン層により構成することができる。ｎ型半導体層１３は、水素を含んでいることが好ましい。ｎ型半導体層１３の厚みは、例えば、３ｎｍ〜２５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍ程度とすることができる。

結晶シリコン基板１０の第２の主面１０ｂとｎ型半導体層１３との間には、実質的に真性な半導体層１４が配されている。実質的に真性な半導体層１４は、例えば、ｉ型アモルファスシリコン層により構成することができる。実質的に真性な半導体層１４の厚みは、実質的に発電に寄与しない程度であることが好ましい。実質的に真性な半導体層１４は、水素を含んでいることが好ましい。実質的に真性な半導体層１４の厚みは、例えば、３ｎｍ〜１５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍ程度とすることができる。

半導体層１１，１３の上には、透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ：ＴＣＯ）層１５，１６が配されている。ＴＣＯ層１５の上には、ｐ側集電極１７が配されている。このｐ側集電極１７によりホールが収集される。一方、ＴＣＯ層１６の上には、ｎ側集電極１８が配されている。このｎ側集電極１８により電子が収集される。

（太陽電池１の製造方法）
次に、太陽電池１の製造方法の一例について説明する。

まず、結晶シリコン基板１０を用意する。なお、結晶シリコン基板１０の作製方法に関しては後に詳述する。

次に、結晶シリコン基板１０の上に、実質的に真性な半導体層１２，１４を形成する。実質的に真性な半導体層１２，１４の形成は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の蒸着法により行うことができる。

次に、実質的に真性な半導体層１２の上にｐ型半導体層１１を形成すると共に、実質的に真性な半導体層１４の上にｎ型半導体層１３を形成する。ｐ型半導体層１１及びｎ型半導体層１３の形成は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の蒸着法により行うことができる。

次に、半導体層１１，１３の上に、ＴＣＯ層１５，１６を形成する。ＴＣＯ層１５，１６の形成は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等の蒸着法により行うことができる。

最後に、ｐ側集電極１７とｎ側集電極１８とを形成することにより太陽電池１を完成させることができる。なお、集電極１７，１８の形成は、例えば導電性ペーストの塗布や、めっき法等により行うことができる。

（結晶シリコン基板１０の作製方法）
図２は、エッチング前の結晶シリコン基板の一部分の断面図である。図３は、第２のエッチング工程後の結晶シリコン基板の一部分の断面図である。図４は、第３のエッチング工程後の結晶シリコン基板の一部分の断面図である。

次に、結晶シリコン基板１０の作製方法の詳細について、図２〜図４を主として参照しながら説明する。

まず、結晶シリコンのインゴットを用意する。例えば、単結晶シリコン基板を作製する場合は、単結晶シリコンのインゴットを用意する。結晶シリコンのインゴットは、例えば公知の方法により作製することができる。

（結晶シリコンインゴットのスライス）
次に、結晶シリコンのインゴットを、例えば、ワイヤーソー等を用いてスライスする。これにより、図２に示す結晶シリコン基板１０Ａを得る。このように結晶シリコン基板１０Ａは、インゴットを切断することによって作製される。このため、結晶シリコン基板１０Ａの主面１０Ａ１，１０Ａ２は、例えばソーマークと呼ばれるような不規則な凹凸形状を有する。

（第１及び第２のエッチング工程（等方性エッチング工程））
次に、結晶シリコン基板１０Ａに対して第１及び第２のエッチング工程を行う。具体的には、第１及び第２のエッチング工程のそれぞれにおいて、結晶シリコン基板１０Ａをエッチング液に浸漬することによって結晶シリコン基板１０Ａの主面１０Ａ１，１０Ａ２の凹凸を除去し、１０Ａ１，１０Ａ２を実質的に平坦化する。これにより、図３に示すような平坦な主面１０Ｂ１，１０Ｂ２を有する結晶シリコン基板１０Ｂを作製する。なお、主面１０Ｂ１，１０Ｂ２は、完全に平坦である必要は必ずしもなく、主面１０Ａ１，１０Ａ２よりも高い平坦度を有していればよい。また、第１のエッチング工程及び第２のエッチング工程は、完全な等方性エッチングを行う工程である必要は必ずしもなく、実質的に等方性エッチングを行う工程であればよい。

より具体的には、まず、第１のエッチング工程において、結晶シリコン基板１０Ａをエッチング液（第１のエッチング液）に浸漬することによって結晶シリコン基板１０Ａの主面１０Ａ１，１０Ａ２を等方性エッチングする。その後、第２のエッチング工程において、再度、結晶シリコン基板１０Ａを、第１のエッチング工程において用いた第１のエッチング液とは異なるエッチング液（第２のエッチング液）に浸漬することによって結晶シリコン基板１０Ａの主面１０Ａ１，１０Ａ２を等方性エッチングする。

第１のエッチング工程は、結晶シリコン基板１０Ａの主面１０Ａ１，１０Ａ２に付着した有機物等を除去すると共に、主面１０Ａ１，１０Ａ２をある程度まで平坦にする工程である。このため、主面１０Ａ１，１０Ａ２をそれほど高い形状精度にまでエッチングする必要はない。それに対して、第２のエッチング工程は、第１のエッチング工程である程度まで平坦化された主面１０Ａ１，１０Ａ２の平坦度を十分に高める工程である。

このため、第１のエッチング工程のエッチングレートを相対的に高くし、第２のエッチング工程のエッチングレートを相対的に低くすることが好ましい。そうすることにより、第１及び第２のエッチング工程に要する時間を短くしつつ、平坦度が高い主面１０Ｂ１，１０Ｂ２を有する結晶シリコン基板１０Ｂを得ることができる。

なお、第１のエッチング工程を行わずに、第２のエッチング工程のみを行ってもよい。その場合であっても、有機物の除去と主面１０Ａ１，１０Ａ２の平坦化とを行うことができる。しかしながら、この場合は、エッチングレートの低い第２のエッチング工程のみによって有機物の除去と主面１０Ａ１，１０Ａ２の平坦化を行う必要があるため、平坦化を目的とするエッチング工程に要する時間が長くなる傾向にある。

第１及び第２のエッチング液は、結晶シリコン基板１０Ａをエッチングできるものである限りにおいて特に限定されない。第１及び第２のエッチング液としては、例えば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの少なくとも一方を含む水溶液などのアルカリ性のエッチング液を例示することができる。第１のエッチング液の種類と、第２のエッチング液の種類とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

第１及び第２のエッチング液におけるエッチング成分（例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなど）の濃度は、第１のエッチング工程におけるエッチング速度が第２のエッチング工程におけるエッチング速度よりも高くなる限りにおいて特に限定されない。第１のエッチング液におけるエッチング成分の濃度は、第２のエッチング液におけるエッチング成分の濃度よりも低くてもよいし、同じであってもよいし、高くてもよい。通常、第１のエッチング工程においてエッチングする部分の方が、第２のエッチング工程においてエッチングする部分よりもエッチングされやすい。このため、第１のエッチング工程で用いる第１のエッチング液におけるエッチング成分の濃度が第２のエッチング工程で用いる第２のエッチング液におけるエッチング成分の濃度よりも低くても、第１のエッチング工程におけるエッチング速度を第２のエッチング工程におけるエッチング速度よりも高くし得る場合がある。第１及び第２のエッチング液におけるエッチング成分の濃度は、例えば、２質量％〜１０質量％程度とすることができる。

第１及び第２のエッチング工程のそれぞれにおけるエッチング時間は、それぞれのエッチング工程においてエッチングしようとする結晶シリコン基板１０Ａの厚み等に応じて適宜設定することができる。第１のエッチング工程におけるエッチング時間は、第２のエッチング工程におけるエッチング時間と同じであってもよいし、第２のエッチング工程におけるエッチング時間よりも短くてもよいし、長くてもよい。第１及び第２のエッチング工程のそれぞれにおけるエッチング時間は、例えば、１分〜１５分程度とすることができる。

第１及び第２のエッチング工程のそれぞれにおける温度も、特に限定されない。第１のエッチング工程における温度は、第２のエッチング工程における温度と同じであってもよいし、第２のエッチング工程における温度よりも低くてもよいし、高くてもよい。第１及び第２のエッチング工程のそれぞれにおける温度は、例えば、室温〜９５℃程度とすることができる。

（第３のエッチング工程（異方性エッチング工程））
次に、結晶シリコン基板１０Ｂに対して第３のエッチング工程を行う。この第３のエッチング工程は、異方性エッチング工程である。第３のエッチング工程を行うことにより、図４に示す、主面１０ａ、１０ｂにテクスチャ構造が形成された結晶シリコン基板１０を完成させることができる。なお、図１においては、主面１０ａ、１０ｂのテクスチャ構造の描画を省略している。

ここで、テクスチャ構造とは、「テクスチャ構造」とは、表面反射を抑制し、太陽電池基板の光吸収量を増大させるために形成されている凹凸構造のことをいう。テクスチャ構造は、通常、略四角錐状の複数の凸部により構成されている。

異方性エッチング工程は、シリコン結晶の結晶面の種類が異なると、エッチング速度も異なる現象を利用した工程である。具体的には、例えばアルカリ水溶液をエッチング液として用いた場合は、シリコン結晶の（１００）面のエッチング速度が最も速くなり、（１１１）面のエッチング速度が最も遅くなる。このため、（１００）面が露出した結晶シリコン基板１０Ｂに対して異方性エッチング工程を行っているときにエッチング速度が遅い（１１１）面が発生すると、（１００）面が優先的にエッチングされる。その結果、（１１１）面及び（１１１）面と等価な結晶面により構成される四角錐状の突起が形成される。この減少により、テクスチャ構造が形成される。なお、（１１１）面及び（１１１）面と等価な結晶面は、（１００）面に対して５４．７°傾斜している。

この異方性エッチング工程である第３のエッチング工程では、等方性エッチング工程である第２のエッチング工程において使用する第２のエッチング液よりもエッチング成分の濃度が濃い第３のエッチング液を用いて結晶シリコン基板１０Ｂのエッチングを行う。但し、第３のエッチング工程では、第２のエッチング工程におけるエッチング速度よりも低いエッチング速度でエッチングを行う。このようにすることにより、第２及び第３のエッチング工程に要する総時間を短くしつつ、高い形状精度のテクスチャ構造を得ることができる。特にテクスチャ構造を構成している複数の突起間の形状寸法のむらを少なくすることができる。その結果、優れた出力特性を有する太陽電池１を高い製造効率で製造することができる。換言すれば、優れた出力特性の太陽電池１の製造に要する時間を短くすることができる。

この理由は、定かではないが、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、テクスチャ形成には、何らかの基点（両方位の違いによる異方性エッチングが開始されるきっかけ）が必要である。さらに、大きさの揃った形状のテクスチャ構造を形成するためには、ウエハ表面に対し、なるべく同じタイミングで基点を形成することが重要となる。つまり、等方性エッチング工程である第１のエッチング工程で面内を平坦化し、異方性エッチング工程である第２のエッチング工程で基点を形成することにより、同じタイミングで基点を形成することができたためと考えられる。また、エッチングレートが速い場合は、基点が形成されてすぐにテクスチャ構造が成長し、異方性エッチング開始のタイミングが面内でばらつき易い。一方、エッチングレートが遅い場合は、異方性エッチング開始のタイミングが多少ずれても、面内のエッチング量に大きな差が出ないため、比較的均一なテクスチャ構造を形成することができるためと考えられる。

太陽電池１の製造効率をより高める観点からは、第２のエッチング工程で用いる第２のエッチング液によるエッチングの速度に対する、第３のエッチング工程で用いる第３のエッチング液によるエッチングの速度の比（（第３のエッチング液によるエッチングの速度）／（第２のエッチング液によるエッチングの速度））を、０．１０〜０．９５の範囲内とすることが好ましく、０．５０〜０．８０の範囲内とすることがより好ましい。

第２のエッチング工程で用いる第２のエッチング液におけるエッチング成分の濃度に対する、第３のエッチング工程で用いる第３のエッチング液におけるエッチング成分の濃度の比（（第３のエッチング液におけるエッチング成分の濃度）／（第２のエッチング液におけるエッチング成分の濃度））を、１．０３〜１．７０の範囲内とすることが好ましく、１．１０〜１．３０の範囲内とすることがより好ましい。

異方性エッチング工程である第３のエッチング工程におけるエッチング速度を、等方性エッチング工程である第２のエッチング工程におけるエッチング速度よりも低くする方法は、特に限定されない。例えば、エッチング工程における温度を調節することにより、第３のエッチング工程におけるエッチング速度を、第２のエッチング工程におけるエッチング速度よりも低くしてもよい。

また、第３のエッチング工程において、第３のエッチング液として、エッチング速度を低くする添加剤を含むエッチング液を用いることにより、第３のエッチング工程におけるエッチング速度を、第２のエッチング工程におけるエッチング速度よりも低くしてもよい。

このような添加剤の具体例としては、カプリル酸、ラウリン酸、４−プロピル安息香酸（ＰｒＢＡ）、４−ｔ−ブチル安息香酸（ＴＢＢＡ）、４−ｎ−ブチル安息香酸（ＮＢＢＡ）、４−ペンチル安息香酸（ＰｅＢＡ）、４−ｎ−オクチルベンゼンスルホン酸（ＮＯＢＳ）等が挙げられる。これらのうちの１種の添加剤を第２のエッチング液に添加してもよいし、複数種類の添加剤を第２のエッチング液に添加してもよい。

なお、第３のエッチング工程で用いるエッチング液は、結晶シリコン基板１０Ｂを異方性エッチングできるものである限りにおいて特に限定されない。第３のエッチング工程において好ましく用いられるエッチング液としては、例えば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの少なくとも一方を含む水溶液などのアルカリ性のエッチング成分を含み、かつ、異方性エッチングを可能にする添加剤をさらに含むエッチング液を例示することができる。異方性エッチングを可能にする添加剤の具体例としては、例えば、カプリル酸、ラウリン酸、４−プロピル安息香酸（ＰｒＢＡ）、４−ｔ−ブチル安息香酸（ＴＢＢＡ）、４−ｎ−ブチル安息香酸（ＮＢＢＡ）、４−ペンチル安息香酸（ＰｅＢＡ）、４−ｎ−オクチルベンゼンスルホン酸（ＮＯＢＳ）等が挙げられる。これらの添加剤のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。

第３のエッチング工程におけるエッチング時間は、テクスチャ構造を好適に形成できる範囲であれば特に限定されない。第３のエッチング工程におけるエッチング時間は、例えば、１０分〜４５分程度とすることができる。

第３のエッチング工程における温度は、例えば、７０℃〜９０℃程度とすることができる。

（変形例）
本発明において、太陽電池は、結晶シリコン基板を備えるものである限りにおいて特に限定されない。太陽電池は、例えば、裏面接合型の太陽電池であってもよい。また、太陽電池は、ｐ型ドーパント拡散領域及びｎ型ドーパント拡散領域のうちの少なくとも一方が形成された結晶シリコン基板を備える太陽電池であってもよい。

上記実施形態では、等方性エッチング工程を２回行う例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。等方性エッチング工程を１回のみ行ってもよいし、３回以上行ってもよい。また、異方性エッチング工程を２回以上行ってもよい。

結晶シリコン基板の両主面にテクスチャ構造を形成する必要は必ずしもない。結晶シリコン基板の一方の主面にのみテクスチャ構造を形成してもよい。

（実験例１）
単結晶シリコンのインゴットを、ワイヤーソーによりスライスすることにより単結晶シリコン基板を得た。次に、その単結晶シリコン基板の表面を、下記の条件で等方性エッチングした。その後、下記の条件で異方性エッチングすることによりテクスチャ構造を形成した。図５に、実験例１において作製した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真を示す。

また、実験例１では、等方性エッチング工程におけるエッチングレートは、１．５μｍ／分であり、エッチング量は、７μｍであった。異方性エッチング工程におけるエッチングレートは、１．０μｍ／分であり、エッチング量は、２０μｍであった。

（等方性エッチングの条件）
エッチング液：ＮａＯＨを４質量％含む水溶液
エッチング液の温度：７５℃
エッチング時間：２７０秒

（異方性エッチングの条件）
エッチング液：ＮａＯＨを５質量％と、カプリル酸を０．０５ｍｏｌ／ｌ含む水溶液
エッチング液の温度：８５℃
エッチング時間：１２００秒

（実験例２）
実験例１と同様にして単結晶シリコンインゴットから作製した単結晶シリコン基板の表面を、下記の条件で２回等方性エッチングした。その後、下記の条件で異方性エッチングすることによりテクスチャ構造を形成した。図６に、実験例２において作製した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真を示す。

また、実験例２では、第１の等方性エッチング工程におけるエッチングレートは、６μｍ／分であり、エッチング量は１３μｍであった。第２の等方性エッチング工程におけるエッチングレートは、１．５μｍ／分であり、エッチング量は７μｍであった。異方性エッチング工程におけるエッチングレートは、１．０μｍ／分であり、エッチング量は、２０μｍであった。

（第１の等方性エッチングの条件）
エッチング液：ＮａＯＨを３質量％含む水溶液
エッチング液の温度：８５℃
エッチング時間：１３０秒

（第２の等方性エッチングの条件）
エッチング液：ＮａＯＨを４質量％含む水溶液
エッチング液の温度：７５℃
エッチング時間：２７０秒

（異方性エッチングの条件）
エッチング液：ＮａＯＨを５質量％と、カプリル酸を０．０５ｍｏｌ／ｌ含む水溶液
エッチング液の温度：８５℃
エッチング時間：１２００秒

（比較例）
単結晶シリコンのインゴットを、ワイヤーソーによりスライスすることにより単結晶シリコン基板を得た。次に、その単結晶シリコン基板の表面を、下記の条件で等方性エッチングした。その後、下記の条件で異方性エッチングすることによりテクスチャ構造を形成した。図７に、比較例において作製した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真を示す。

また、比較例では、異方性エッチング工程におけるエッチングレートは、１．０μｍ／分であり、エッチング量は、２７μｍであった。

（異方性エッチングの条件）
エッチング液：ＮａＯＨを１６質量％と、カプリル酸を０．０５ｍｏｌ／ｌ含む水溶液
エッチング液の温度：８５℃
エッチング時間：１６２０秒

（評価）
比較例のようにして形成したテクスチャ構造は、図７で示した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真のように小さい凹凸によって構成される。一方、実施例１及び２のようにして形成したテクスチャ構造は、図５及び６で示した単結晶シリコン基板の主面の電子顕微鏡写真のように、比較例に比べて大きい凹凸で構成される。このようにテクスチャ構造を構成する一つ一つの凹凸を大きくすることができるだけでなく、比較例に比べ、凹凸の大きさの均一性を向上させることができる。

１…太陽電池
１０…結晶シリコン基板
１０Ａ…エッチング前の結晶シリコン基板
１０Ｂ…等方性エッチング後の結晶シリコン基板
１０ａ…第１の主面
１０ｂ…第２の主面
１１…ｐ型半導体層
１２，１４…実質的に真性な半導体層
１３…ｎ型半導体層
１５，１６…ＴＣＯ層
１７…ｐ側集電極
１８…ｎ側集電極

Claims (6)

1. テクスチャ構造が形成された主面を有する結晶シリコン基板を備える太陽電池の製造方法であって、
   第一のエッチング液を用いて結晶シリコン基板の主面に第一の等方性エッチングを行い、
   前記第一の等方性エッチングを行った後に、前記第一のエッチング液よりもエッチング成分の濃度が濃い第二のエッチング液を用いて、前記第一の等方性エッチングの平均エッチング速度よりも低い平均エッチング速度で前記結晶性シリコン基板の主面に第二の等方性エッチングを行い、
   前記第二の等方性エッチングを行った後に、添加剤を含む第三のエッチング液を用いて前記結晶シリコン基板の主面に異方性エッチングを行うことにより、結晶シリコン基板の主面にテクスチャ構造を形成する、太陽電池の製造方法。
2. 前記添加剤は、カプリル酸、ラウリン酸、４−プロピル安息香酸、４−ｔ−ブチル安息香酸、４−ｎ−ブチル安息香酸、４−ペンチル安息香酸及び４−ｎ−オクチルベンゼンスルホン酸の少なくともひとつである、請求項１に記載の太陽電池の製造方法。
3. 前記第一のエッチング液、前記第二のエッチング液及び前記第三のエッチング液のそれぞれとして、アルカリ性のエッチング液を用いる、請求項１又は２に記載の太陽電池の製造方法。
4. 前記第一のエッチング液、前記第二のエッチング液及び前記第三のエッチング液のそれぞれとして、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの少なくとも一方を含む水溶液を用いる、請求項３に記載の太陽電池の製造方法。
5. 前記第二のエッチング液におけるエッチング成分の濃度に対する前記第三のエッチング液におけるエッチング成分の濃度の比（（前記第三のエッチング液におけるエッチング成分の濃度）／（前記第二のエッチング液におけるエッチング成分の濃度））を、１．０３〜１．７０の範囲内とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。
6. 前記結晶シリコン基板として、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板を用いる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法。

Images