KR20060064561A - 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

태양전지(100)에 있어서는 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사(照射)되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판(66)을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판(66)의 수광면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연재료로 되는 수광면측절연막(61)으로 피복되고, 상기 수광면측절연막(61)을 수소함유율이 10원자% 미만인 저수소함유무기절연막으로서 구성한다. 따라서, 패시베이션효과가 우수하고, 또 패시베이션효과의 시간경과에 따른 열화가 어려운 절연막을 가진 태양전지를 제공한다.

태양전지

Description

태양전지 및 그 제조방법{Solar cell and process for producing the same}

본 발명은 광에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 태양전지와 그 제조방법에 관한 것이다.

태양전지는 광에너지를 전력으로 변환시키는 반도체소자로서, p-n접합형, pin형, 쇼트키형 등이 있는 데, 특히, p-n접합형이 널리 쓰이고 있다. 또한, 태양전지를 그 기판 재료에 따라 분류하면, 실리콘결정계태양전지, 어모퍼스(비정질)실리콘계태양전지, 화합물반도체계태양전지의 3종류로 대별된다.

또한, 실리콘결정계태양전지는 단결정계태양전지와 다결정계태양전지로 분류된다. 태양전지용실리콘결정기판은 비교적 용이하게 제조되므로, 실리콘결정계태양전지가 가장 많이 보급되어 있다.

상기와 같은 태양전지의 출력특성은 일반적으로 솔라시뮬레이터를 이용하여 출력전류전압곡선을 측정함으로써, 평가되고, 이 곡선 상에서 출력전류 Ip와 출력전압 Vp의 곱 IpㆍVp가 최대가 되는 점 Pm을 최대출력 Pm이라 부르고, 상기 Pm을 태양전지로 입사하는 총광에너지(S×I: S는 소자면적, I는 조사하는 광의 강도)로 나눈 값:

η≡{Pm/(S×I)}×100(%) …(1)이 태양전지의 변환효율 η로서 정의된다.

변환효율 η를 높이기 위해서는 단락전류 Isc(전류전압곡선 상에서 V=0인 때의 출력전류치) 또는, 개방전압 Voc(마찬가지로 I=0인 때의 출력전압치)를 크게 하는 것과 출력전류전압곡선을 가능한한 각형에 가까운 형상으로 하는 것이 중요하다. 또한, 출력전류전압곡선의 각형의 정도는 일반적으로,

FF≡Ipm×Vpm/(Isc×Voc) …(2)로 정의되는 필팩터(곡선인자)에 의해 평가되고, 상기 FF의 값이 1에 가까울수록 출력전류전압곡선이 이상적인 각형에 근접하게 되고, 변환효율 η도 높아지는 것을 의미하게 된다.

상기 변환효율 η를 향상시키기 위해서는 캐리어(전자와 홀)의 표면재결합을 저감시키는 것이 중요하다. 구체적으로 설명하면, 단결정실리콘 또는 다결정실리콘 등을 기판으로 이용한 태양전지에 있어서는 태양광 등의 입사광에 의해 광생성한 소수 캐리어가 주로 확산에 의해 p-n접합면에 도달한 후, 수광면 및 이면에 부착된 전극으로부터 다수 캐리어로 외부로 취출되어, 전기에너지가 된다.

이 때, 전극면 이외의 기판표면에 존재하는 계면준위를 개재하여, 본래 전류로서 취출될 수 있었던 캐리어가 재결합하여 상실되는 경우가 있고, 변환효율 η의 저하로 이어진다.

그리고, 고효율태양전지에 있어서는 반도체기판의 수광면과 이면을, 전극과의 콘택트부를 제거하여 절연막으로 보호하고, 반도체기판과 각 절연막의 계면에 대한 캐리어 재결합을 억제하고, 변환효율 η의 향상이 도모되어 있다 (이른바, 표면패시베이션효과). 이러한 절연막으로서는 산화규소막이 예전부터 사용되고 있지만, 굴절률이 1.4 정도로 낮고, 수광면 측에 사용한 경우, 반사손실이 조금 크기 때문에, 근년에는 보다 고굴절률인 질화규소가 패시베이션효과 뿐만 아니라, 반사방지효과도 우수하기 때문에, 널리 사용되고 있다.

질화규소막은 종래의 열CVD, 플라즈마CVD, 또는 광CVD 등의 CVD법(Chemical Vapor Deposition: 화학기상퇴적법)에 의해 형성된다. 이 중에서 가장 일반적으로 보급되어 있는 것은 플라즈마CVD이다.

도 3은 일반적으로 다이렉트플라즈마CVD로 불리어지는 배치(batch)식 평행평판플라즈마CVD장치를 모식적으로 도시하는 것이다.

상기 장치는 배기장치(11)를 구비한 반응용기(1), 반응용기(1) 내의 소정위치에 태양전지기판(20)을 배치하기 위한 기판홀더(81), 반응성가스인 소정의 막형성용가스를 반응용기(1) 내에 도입하는 막형성용가스도입로(31, 32), 도입된 가스에 에너지를 공급하여 플라즈마를 발생시키는 고주파전원(82), 및 퇴적분위기를 일정 온도로 유지하기 위한 저항가열식히터(90)를 가진다.

상기 장치를 이용하여 박막을 퇴적하는 경우, 막형성용가스도입로(31, 32)를 통해 소정의 막형성용가스를 소정의 유량으로 반응용기(1) 내에 도입시킨 후, 고주파전원(82)을 동작시켜 고주파전계를 설정한다.

상기 조작에 의해, 기판홀더(81) 사이에서 고주파방전이 발생하여 막형성용가스가 플라즈마화되고, 상기 플라즈마에 의해 발생하는 반응을 이용하여 기판(20)의 표면에 형성되어야 하는 절연막이 제작된다.

상기 절연막을 구성하는 예를 들면, 절연막으로서 실리콘질화막을 제작하는 경우에는 막형성용가스로서 실란을 막형성용가스도입로(31)에서, 암모니아를 다른 막형성용가스도입로(32)에서 도입, 혼합 후, 반응용기(1)에 공급하고, 플라즈마 중에서의 실란의 분해 반응 등을 이용하여 실리콘질화막을 생성시킨다.

플라즈마CVD는 기판온도가 400℃ 이하의 저온이어도 비교적 높은 퇴적속도를 가지기 때문에, 태양전지용의 제조 프로세서로 이용되고 있다. 그러나, 플라즈마 중에서 생성되는 고에너지 하전입자가 퇴적한 막과 기판 표면에 손상(이른바, 플라즈마 대미지)을 주기 쉽기 때문에, 주어지는 질화규소막은 계면준위밀도가 높게 되고, 충분한 패시베이션 효과를 얻을 수 없는 문제가 있다. 또, 태양전지의 모든 특성에도 영향을 미치기 쉽다.

그리고, 플라즈마 대미지를 억제하는 방법으로서, ECR(전자 사이클로트론 공조) 플라즈마를 이용한 CVD법이 제안되고 있다.

도4는 그 장치의 일례를 모식적으로 도시한 것이다. 상기 방법은 종래의 플라즈마CVD와는 다르고, 래디칼종을 분리하여 이용하기 때문에, 처리해야 하는 기판표면을 플라즈마 영역(플라즈마 존)으로부터 떨어진 위치에 배치하는 점에 특징이 있고, 이하, 리모트플라즈마CVD로 칭한다. 구체적으로는 막형성용가스도입로(31)에 의해 소정의 막형성용가스를 소정의 유량으로 전실(101,前室) 내부로 도입한 후, 마이크로파발생장치(102)를 사용하여, 고주파전계 대신에 마이크로파를 전실(101)로 인가한다.

상기 마이크로파에 의해, 캐리어가스겸 막형성용가스가 플라즈마화하고, 반응활성종이 발생한다. 상기 반응 활성종은 처리용기 내(1)에 유입되고, 막형성용가스도입로(32)에서 공급된 다른 막형성용가스와 화학 반응을 야기하므로, 기판(20) 의 표면에 절연막이 형성된다. 절연막으로서 질화규소막을 제작하는 경우에는 캐리어가스겸 막형성용가스로서 도입로(31)에 암모니아를, 다른 도입로(32)에 실란을 각각 도입하여 혼합하고, 플라즈마에 의한 암모니아의 분해반응 등을 이용하여 질화규소막을 생성한다. 상기 리모트플라즈마CVD를 이용하면 플라즈마 대미지를 다소는 경감할 수 있다.

그러나, 어쨌든 플라즈마CVD를 이용하는 한, 플라즈마 대미지가 큰 경우에, 변화는 없고, 막 중의 댕글링 본드의 형성도 현저하게 되기 때문에, 패시베이션 효과의 향상을 위해서는 다량의 수소를 막 중에 함유시켜 댕글링 본드의 밀봉을 도모할 필요가 있었다 (또, 주지의 플라즈마CVD에서는 원료가스에서 기인하는 수소가 필연적으로 다량으로 유입되는 배경도 있다).

그 결과, 형성되는 질화규소막은 최대로 40 atom%의 수소원자를 함유하고, 태양광 등 자외선을 많이 포함하는 광의 조사를 계속 받으면, 패시베이션 효과가 시간이 지남에 따라 열화(劣化)하는 문제가 있다.

또한, 플라즈마CVD에 의한 질화규소막에서는 이른바, 필드효과 패시베이션을 얻기 위해, 막 조성을 화학량론비로부터 규소과잉 측으로 상당히 크게 시프트시키고 있었다. 즉, 막 조성이 규소과잉 측으로 크게 벗어나면, 음이온 결손에 의해 생기는 전자가 반도체 기판 측으로 유출되어 양이온 측의 정전하가 고정전하를 형성하기 때문에, 밴드밴딩이 발생한다. 그러면, 접촉계면의 근방에서 반도체기판 측으로 전자가 과잉되어 반전층이 형성되므로, 이것을 이용하여 패시베이션 효과를 높일 수 있다.

그러나, 상기 구조에서는 다음과 같은 큰 결점이 있다.

① 이면전극으로서 사용하는 경우, 도5에 도시한 것처럼, p형기판(111)의 전극(64) 근방에 형성된 반전층(112)이 전극면 내에서의 단락(113)을 야기하기 쉽고, 생성된 전류의 저하가 계속된다.

② 전자유출에 의한 반전층 형성에 의해, 필드효과 패시베이션이 현저하게 되는 것은 기판의 p형층 측에 적용한 경우뿐이다. 태양전지에 있어서, 기판의 p형 영역 및 n형 영역에 광여기에 의해 생성하는 캐리어는 소수 캐리어이고, 광흡수에 기여하는 기판의 요부는, 라이프 타임이 긴 전자가 소수 캐리어가 되는 p형의 기판을 사용하는 것이 유리하지만, 이 경우에, n형 이미터층이 형성되는 수광면 측에는 충분한 패시베이션 효과를 발휘할 수 없게 된다.

또한, 이미터층 표면은 도펀트 농도가 너무 높기 때문에, 질화규소막 중의 고정전하 정도에서는 밴드밴딩이 거의 일어나지 않고, 상기 필드효과 패시베이션은 기대할 수도 없다. 따라서, 이미터층에 있어서는 플라즈마 대미지의 억제, 나아가서는, 그것에 의한 계면준위 억제가 양호한 패시베이션 특성의 열쇠를 잡게 된다. 그러나, 통상의 플라즈마CVD에서는 대미지 억제는 어렵기 때문에, 결국, 양호한 패시베이션 효과는 얻을 수 없다.

본 발명의 과제는 패시베이션 효과가 우수하고, 또한, 패시베이션 효과의 시간의 경과에 따른 열화를 어렵게 하는 절연막을 가진 태양전지와, 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 의한 태양전지의 제1은, 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판의 수광면이, 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연재료(이하, 규소계 절연재료라고 한다)로 되는 무기절연막인 수광면측절연막으로 피복되고, 상기 수광면측절연막을 수소함유율이 10원자% 미만인 저수소함유 무기절연막으로서 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「양이온 성분의 주체가 규소이다」라는 것은 무기절연재료인 양이온 성분의 50% 이상(바람직하게는 80% 이상)이 규소인 것을 의미한다. 또한, 이하에 설명하는 본 발명의 효과가 달성되는 한, 재료의 절연성이 과도하게 손상되지 않는 범위에서, 규소 이외의 양이온이 함유되어 있어도 좋다. 예를 들면, 세슘양이온 등 이온반경이 큰 알칼리 금속이온을 질화막 중에 도입하고, 막 중의 고정전하를 증대하여, 필드효과 패시베이션의 기여를 도모한다는 것도 가능하다.

상기 본 발명의 태양전지의 제1에 의하면, 수광면측절연막을, 고유전률에서 양호한 패시베이션 효과를 볼 수 있는, 규소계절연재료로 구성하고, 또한 수소함유율이 10원자% 미만인, 저수소함유 무기절연막으로서 구성한 것이므로, 수광면측절연막의 자외선에 대한 내구성을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

구체적으로는 태양광이나 형광램프 등, 자외선이 많이 포함되는 광이 장기간 조사되는 환경 하에서 사용된 경우에 있어서도, 절연막의 패시베이션 효과의 시간경과에 따른 열화가 어렵게 되고, 나아가서는 변환효율 η를 장기간에 걸쳐서 양호한 값으로 유지할 수 있다.

규소계절연막은 CVD법에 의해 형성된다. 그리고, 본 발명의 태양전지의 제조방법의 제1은, 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에, 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키기 위한 p-n접합을 가진, 반도체태양전지기판을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판의 수광면이, 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연막으로 되는, 수광면측절연막으로 피복된 태양전지의 제조방법에 있어서, 수광면측절연막을, 다음과 같이 형성된다.

반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원가스와, 얻어야 할 무기재료에 있어서 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하고, 또한, 규소원가스와 음이온원가스의 적어도 어느 한 쪽이 가스분자 중에 수소원자를 가지는 막형성용가스를 열촉매체와 접촉시키면서 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고, 상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해, 수소함유율이 10원자% 이하로 된 저수소함유무기절연막으로서 형성하는 것을 특징으로 한다.

촉매CVD법 자체는 특개 평10-83988호 공보에 의해 공지되고, 그 막형성 메카니즘에 관해서는 다음과 같이 추정되고 있다. 예를 들면, 질화규소막을 제작하는 경우, 실란(SiH₄)과 암모니아(NH₃)의 혼합가스를 막형성용가스로서 사용하여 도입한다.

열촉매체는 일정 이상의 촉매활성을 가지는 금속(또는 합금)이면 좋은 데, 예를 들면, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 티탄 또는 바나듐으로 구성할 수 있다. 도입된 실란가스가 소정온도로 가열된 열촉매체의 표면을 통과할 때, 수소분자의 흡착해리반응에 유사한 실란의 접촉분해반응이 생기고,

및

라고 하는 분해활성종이 생성된다. 상세한 메카니즘은 분명하지 않지만, 실란을 구성하는 1개의 수소가 텅스텐 표면에 흡착하는 것으로, 상기 수소와 실리콘의 결합이 약해져 실란이 분해하고, 텅스텐 표면으로의 흡착이 열에 의해 풀어져

및

라고 하는 분해활성종이 생성된다고 생각된다. 암모니아 가스에도 같은 접촉 분해 반응이 생기고,

및

라는 분해활성종이 생성된다. 그리고 이들 분해활성종이 기판에 도달하여 실리콘 질화막의 퇴적에 기여한다. 즉, 반응식으로 나타내면,

가 된다.

상기에서 g 첨자는 가스 상태, s 첨자는 고체 상태인 것을 의미한다. 이러한 촉매CVD법에 의한 막형성에서는 플라즈마 없이 막형성이 이루어지므로 플라즈마CVD장치에서 볼 수 있는 플라즈마 중의 고에너지 하전입자에 의한 기판 표면의 손상이나 하전입자의 혼입에 의한 절연막의 열화라고 하는 문제는 원리적으로 발생하지 않는다. 또한, 기판이 플라즈마에 의해 조사됨으로써 나타나는 온도상승이 없으므로, 더욱 저온 프로세서가 가능하다는 메리트도 갖게 된다.

상기와 같이 촉매CVD법을 이용하면, 절연막의 조성을 균일하게 유지하면서 계면결함이 적은 절연막을 기판 상에 퇴적시킬 수 있고, 나아가서는 패시베이션효과가 대단히 우수한 규소계 절연막을 형성시킬 수 있다.

또한, 촉매CVD법에 의하면, 촉매에 의해 반응효율을 높일 수 있기 때문에, 막형성용 가스를 수소 등의 캐리어가스로 과도하게 희석하지 않아도 양질의 절연막을 퇴적시킬 수 있다. 또, 막형성용 가스로부터 기인한 수소의 잔류량도 작게 억제할 수 있다.

상기 효과는 수소와 결합을 일으키기 쉬운 규소원자 상의 댕글링 본드의 생성이 억제되는 조성(예를 들면, 질화규소의 경우, 화학량론비에서 규소과잉 측으로 그다지 이격되어 있지 않은 조성이다)을 선정한 때에, 특히 크게 된다. 따라서, CVD법에 의하면서도, 수소함유율이 10원자% 이하인 규소계절연막을 용이하게 실현할 수 있다. 막 중의 수소 함유율을 저감시키기 위해서는 막형성용가스를 수소희석 없이, 반응용기에 공급하는 방법을 채용하는 것이 보다 효과적이다.

본 발명에 있어서, 반도체태양전지기판은 주지의 태양전지와 마찬가지로, 단결정실리콘, 다결정실리콘, 갈륨비소, 게르마늄, 또는 그 복합재료로 구성할 수 있다. 특히, 변환효율과 가격의 밸런스를 고려하면, 단결정실리콘기판을 반도체태양전지기판으로서 사용하는 것이 바람직하다(이하의 본 발명의 태양전지의 제2 및 제3에 있어서도 동일).

본 발명의 태양전지의 제1에 있어서는 반도체태양전지기판의 제2주표면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연재료로 되는 무기절연막인 이면측절연막으로 피복되고, 상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가짐과 동시에, 상기 이면측절연막을 수소 함유율이 10원자% 미만으로 된 저수소 함유 무기절연막으로서 구성할 수 있다.

이면전극이 이면측절연막의 전체를 피복하지 않고, 이면으로부터의 입사광도 발전에 기여하는 양면수광형 태양전지에 있어서는, 상기 이면측절연막도 저수소함유 무기절연막으로서 구성하면, 수광면측절연막과 마찬가지로 내자외선 특성 나아가서는 패시베이션 효과의 경시적 안정성이 향상된다.

저수소함유 무기절연막의 수소 함유율이 10원자%를 초과하면, 자외선 조사에 의해 패시베이션 효과가 열화하기 쉽게 되고, 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다. 한편, 저수소함유 무기절연막의 수소 함유율이 1원자% 미만에서는 내자외선 특성의 향상효과가 포화되고, 공정의 번잡화 등에 의한 가격 상승을 초래하게 된다.

따라서, 저수소함유 무기절연막의 수소 함유율은 바람직하게는 1원자% 이상 10원자% 이하의 범위로 조정하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 1원자% 이상 5원자% 이하로 하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 수광면측절연막 또는 이면측절연막을 구성하는 규소계 무기절연재료는 구체적으로는 질화규소, 산화규소 및 산화질화규소 중 어느 하나로 구성된다. 이 중에서 질화규소는 패시베이션 효과가 우수하므로 본 발명에 효과적으로 사용된다. 또, 질화규소는 굴절률이 크기 때문에, 수광면측절연막에 적용한 경우, 반사 방지막으로도 겸용되는 이점이 있다(이하의 본 발명의 태양전지의 제2 및 제3에 있어서도 동일).

특히, 수광면측절연막은 굴절률이 2 이상 2.5 이하인 질화규소로 구성되는 저수소함유 무기절연막으로서 구성하는 것이 바람직하다. 굴절률이 2 미만에서는 반사방지 효과가 현저하지 않게 되고, 또, 굴절률이 2.5를 넘으면, 입사광의 전류 변환에 기여하는 파장 영역에 있어서 수광면측절연막에 광학적인 흡수를 발생시키고, 오히려 변환효율이 저하되는 현상으로 이어진다. 수광면측절연막의 바람직한 굴절률은 2 이상 2.1 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.

또, 질화규소막의 굴절률은 상기 규소/질소 원자비(Si/N 원자비)와 밀접한 관계가 있고, 규소의 원자 비율이 클수록 굴절률은 높게 되는 경향이 있다. 그리고, 굴절률을 2 이상 2.5 이하로 조정하도록 한 경우, Si/N 원자비는 본 발명자들의 검토에 의해, 0.80 이상 1.80 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직한 것을 알았다.

그리고, 상기 조성은 질화규소의 화학량론비(Si/N=0.75)에 가깝고, 종래의 플라즈마CVD법을 채용한 경우와 다르고, 규소원자 상의 댕글링 본드를 발생시키기 어려운 이점도 생긴다. 그 결과, 촉매CVD의 질화규소 생성의 반응 효율이 양호한 것과 더불어, 막형성용 가스로부터 기인하는 수소의 막 중 잔류량을 대폭으로 저감할 수 있고(10원자% 이하; 또는 5원자% 이하), 자외선이 조사된 때의 패시베이션 효과의 시간 경과에 따른 열화를 매우 효과적으로 억제할 수 있다.

형성될 무기절연막이 상기 질화규소막인 경우, 반응용기 내에 막형성용가스를 Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하의 질화규소가 얻어지도록 규소원가스와 음이온원가스를 이루는 질소원가스와의 혼합비를 조정하여 공급하면 바람직하다. 예를 들면, 규소원가스가 실란(수소화규소를 총칭하는 것으로 한다: 구체적으로는 모노실란, 지실란 등)이고, 질소원가스가 암모니아이면, 실란과 암모니아의 반응용기 내부로의 공급 유량비에 의해, 형성되는 질화규소막의 Si/N 원자비를 조정할 수 있다. 또, 규소원가스와 질소원가스의 혼합가스의 압력에 의해서도 질화규소막의 Si/N 원자비를 조정할 수 있다. 구체적으로는 규소원가스와 질소원가스와의 혼합비를 일정하게 한 경우, 가스 압력이 높은 경우에는 질소 리치가 되는 방향으로, 역으로 가스 압력이 낮은 경우에는 규소 리치가 되는 방향으로, 질화규소막의 Si/N 원자비를 조정가능하다.

또, 본 발명에 의한 태양전지의 제1에 있어서는, 반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원가스와 질소원가스를 함유하는 막형성용가스를 열촉매체와 접촉시키면서, 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고, 상기 막형성용가스의 화학 반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 상기 반도체 탱양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해, Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하로 되도록 형성된 질화규소막으로 이면측절연막을 구성할 수 있다.

또, 본 발명의 태양전지의 제2는,

제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 질화규소로 구성되는 무기절연막으로서의 이면측절연막으로 피복되고, 상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 구비함과 동시에, 이면측절연막을 구성하는 질화규소막은 반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원 가스와 질소원 가스를 함유하는 막형성용 가스를 열촉매체와 접촉시키면서 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고, 상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해, Si/N원자비 0.80 이상 1.80 이하가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 태양전지의 제조방법의 제2는,

제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 방생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 질화규소로 되는 무기절연막으로서의 이면측절연막으로 피복되고, 상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가지는 태양전지의 제조방법에 있어서,

이면측절연막을 구성하는 질화규소막을 반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원 가스와 질소원 가스를 함유하는 막형성용 가스를 열촉매체와 접촉시키면서 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고, 상기 막형성용 가스의 화학 반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해, Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하로 되도록, 규소원가스와 질소원가스의 혼합비를 조정하여 형성하는 것을 특징으로 한다. 규소원가스 및 질소원가스로서는 상기와 같은 실란 및 암모니아를 사용할 수 있다.

이면측절연막을 상기한 것처럼, 촉매CVD법에 의해, Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하의 질화규소막으로서 형성하는 것에 의해, 다음과 같은 이면측절연막 특유의 새로운 효과가 발생하게 된다. 즉, 촉매CVD법의 채용에 의해, Si/N 원자비가 상기한 것처럼 화학량론비에 가까운 조성의 질화규소막을 댕글링 본드가 적은 저결함의 막으로서 형성된다. 이러한 막은 조성이 화학량론비에 가까우므로, 규소과잉이 되는 것에 의한 전자에 기인하는 고정전하가 적고, 반도체태양전지기판의 이면에 접합한 때의 밴드밴딩을 발생하기 어렵다. 따라서, 기판측에 형성되는 반전층도 좁고, 도5에 표현한 것 같은 이면 전극면 내에서의 단락이 대폭, 생기기 어렵게 된다. 또, 표면 재결합의 사이트가 되는 댕글링 본드 등의 결함이 형성되기 어려우므로, 양호한 패시베이션 효과가 얻어진다. 또, 질화규소막의 Si/N 원자비를 0.80 이상 1.80 이하로 하는 것으로 수소 함유율도 저감되기 때문에, 이면전극이 이면측절연막의 전체를 피복하지 않고, 이면으로부터의 입사광도 발전에 기여하는 양면 수광형 태양전지에 있어서는, 수광면측절연막과 마찬가지로 내자외선 특성 나아가서는 패시베이션 효과의 시간 경과에 따른 안정성이 향상된다.

또한, 상기한 것처럼, 촉매CVD법에 의해, Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하의 화학량론비에 가까운 조성으로 결함이 적은 고품질의 질화규소막이 얻어지므로, 반전층의 극성이 관여하는 필드효과 패시베이션에 의지하지 않고서도, 양호한 패시베이션 효과가 얻어지고, 결과적으로 상기 질화규소막은 규소과잉인 질화규소막과 다르고, 수광면측의 절연막, 이면측의 절연막, 어느 쪽으로도 활용되고, 게다가, 각각에 있어서 특유의 효과를 발휘할 수 있다.

다음으로 본 발명의 태양전지 및 그 제조방법의 제1 및 제2에 있어서, 무기절연막은 반응용기 내에 표면처리용가스를 도입하고, 상기 표면처리용가스를 열촉매체와 접촉시키면서 반도체태양전지기판의 표면에 공급하는 것으로 상기 반도체태양전지기판을 표면처리한 후, 상기 표면처리 후의 반도체태양전지기판 표면에 촉매CVD법에 의해 퇴적할 수 있다. 통상의 플라즈마CVD에서, 기판과 절연막의 계면에는 산소원자를 포함하는 천이층, 예를 들면, 질화규소막의 경우에는 질화산화규소막이 미량 형성되고, 계면 결함 형성의 요인이 될 수 있지만, 상기와 같은 표면처리를 실시하면, 천이층을 효과적으로 제거할 수 있고, 계면 결함 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있고, 표면 재결합에 의한, 태양전지의 변환효율 저하를 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 반도체태양전지기판이 실리콘 기판이고, 무기 절연막이 질화규소막인 경우, 표면처리용 가스로서는 예를 들면, 암모니아 가스를 사용하는 것이 적당하다.

또, 본 발명의 태양전지 및 그 제조방법의 제1 및 제2에 있어서는 무기절연막은 촉매CVD법에 의해 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적된 후, 반응용기 내에 후처리용 가스를 도입하고, 상기 후처리용 가스를 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기 절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 후처리된 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 태양전지의 제3은,

제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연막으로 되는 무기절연막으로서의 이면측절연막으로 피복되며, 상기 이면측 절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측 절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가짐과 동시에,

무기절연막은 반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원 가스와, 얻어야 할 무기재료에 있어서, 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하는 막형성용가스를 열촉매체와 접촉시키면서 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고, 상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 퇴적ㆍ형성한 후, 반응용기 내에 후처리용가스를 도입하고, 상기 후처리용가스를 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 후처리하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 태양전지의 제조방법의 제3은,

제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고, 상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연막으로 되는 이면측절연막으로 피복되고, 상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가지는 태양전지의 제조방법에 있어서,

무기절연막은 다음과 같이 형성한다. 반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원 가스와, 얻어야 할 무기재료에 있어서 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하는 막형성용가스를 열촉매체와 접촉시키면서 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고, 상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 퇴적ㆍ형성한 후, 반응용기 내에 후처리용 가스를 도입하고, 상기 후처리용 가스를 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 무기절연막을 후처리하는 것을 특징으로 한다.

본 발명자는 무기절연막의 퇴적 후에, 후처리용 가스에 대하여, 상기의 표면처리와 동일한 열촉매에 의해 접촉분해 반응을 야기하면서, 이것을 무기절연막 표면에 공급하여 후처리를 실행하므로, 더욱 절연막의 패시베이션 특성이 향상되는 것을 볼 수 있었다. 또한, 막 형성 후에 촉매를 이용하지 않고, 수소분위기 하에서 가열하여 실행하는 후처리는 수소아닐처리로서 주지되어 있지만, 상기 본 발명과 같은 촉매를 사용하는 방법은 이것과 비교하여 패시베이션 개선 효과가 매우 우수하다. 그 이유는 촉매반응에 의해 분해화학종을 적극적으로 처리용기 내에 생성시켜, 이 분해한 화학종이 절연막 중에 확산되어 댕글링 본드를 밀봉하기 때문이 아닌가 추측된다. 그리고, 상기 방법에 의하면, 통상의 수소아닐처리 보다도 기판온도를 내릴 수 있기 때문에, 상기 수소아닐처리와 비교하여, 전극/기판 사이의 콘택트의 특성을 손상시키지 않고, 후처리를 안정하게 실행할 수 있는 이점도 있다.

도1은 본 발명의 태양전지의 단면개략도이다.

도2는 본 발명의 태양전지의 제조방법에 사용되는 박막제작장치의 개략도이다.

도3은 배치식 평행평판 다이렉트 플라즈마CVD 장치의 개략도이다.

도4는 매엽식 리모트 플라즈마CVD 장치의 개략도이다.

도5는 이면전극 근방에서의 단락을 설명한 개략도이다.

도1은 본 발명의 태양전지를 실시하기 위한 최적의 형태를 모식적으로 도시한 단면도이다.

상기 태양전지(100)는 반도체태양전지기판으로서의 제1도전형의 실리콘 단결정 기판(66)(이하, 단지 기판(66)으로 기재한다:본 실시형태로는 p형으로 한다)의 제1주표면측에 제2도전형층의 이미터층(65)(본 실시형태에서는 n형으로 한다)이 형성되고, 기판면 내방향으로 p-n접합면(167)이 형성되어 있다.

이미터층(65)의 주표면에는 출력취출용의 전극(63)이 형성되어 있다. 이미터층(65)은 태양전지의 수광면을 형성하므로, p-n접합면(167)으로의 광의 입사효율을 높이기 위해, 전극(63)은 Al 또는 Ag 등에 의해 구성되는 데, 예를 들면 내부저항 저감을 위해 적당한 간격으로 형성된 두터운 베스바아 전극과, 상기 베스바아 전극으로부터 소정의 간격으로 빗살형으로 갈라진 핑거전극으로 구성된다. 그리고, 이미터층(65)이 전극(63)의 비형성영역이 질화규소로 형성되는 수광면측절연막(61)으로 피복된다.

한편, 기판(66)의 제2주표면(이면)은 질화규소로 형성되는 이면측절연막(62)으로 피복되고, 상기 이면측절연막(62)의 전체면이 Al 등으로 형성되는 이면전극(64)에 의해 피복된다. 상기 이면전극(64)은 상기 이면측절연막(62)을 관통하는 도통부(콘택트 홀(67))를 개재하여 기판(66)의 이면과 도통하여 구성된다.

실리콘 단결정 기판(66)은 FZ(Floating Zone Melting)법 및 CZ(Czochralski)법 중 어느 한쪽을 사용해도 좋다. 또, 실리콘 단결정 기판(66)을 대신하여 GaAs단결정기판이나 실리콘기판을 사용하는 것도 가능하다.

실리콘단결정기판(66)을 사용하는 경우, 결정제조 시에 붕소, 갈륨 등의 III족 원소가 도프된 p형 기판을 사용해도 되고, 또는 인, 비소 등의 V족 원소가 도프된 n형 기판을 사용해도 되지만, 본 실시형태에서는 상기와 같이 p형기판을 사용한다. 또한, 기판 저항은 0.1Ωㆍcm 이상 10Ωㆍcm 이하, 바람직하게는 0.5Ωㆍcm 이상 2Ωㆍcm 이하로 하는 것이 고성능의 태양전지를 실현하는 것으로 가장 적당하다. 또한, 기판의 두께에 대해서는 50㎛ 정도이면, 입사한 광을 태양전지 내부로 받아들이는 것이 가능하며, 코스트면에서도 유리하지만, 이 후, 기판의 가공에 대하여 충분한 기계적 강도를 가지기 위해서는 150 ∼ 300㎛인 것이 바람직하다.

수광면측절연막(61)은 수소 함유율이 1원자% 이상 10원자% 이하, 바람직하게는 1원자% 이상 5원자% 이하의 저수소함유무기절연막으로서 구성되어 있다. 그 굴절률은 2 이상 2.5 이하이고, 반사방지막을 겸하고 있다. 또한, Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하이다.

한편, 이면측절연막(62)도 Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하의 질화규소막 으로 되어 있다(본 실시형태에 있어서는 굴절률은 2 이상 2.5 이하이고, 수소 함유율은 1원자% 이상 10원자% 이하, 바람직하게는 1원자% 이상 5원자% 이하이다). 상기 사항은 어느 쪽도, 반응용기 내에 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소원가스와 질소원가스를 함유하는 막형성용가스를 열촉매체와 접촉시키면서 기판표면에 공급하고, 상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 기판표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 형성된 것이다.

촉매CVD법에 의한 박막제작의 상세한 사항은, 상기 특개 평10-83988호 공보 및 특개 평8-250438호 공보에 의해 공지되어 있기 때문에, 이하 간단하게 설명한다.

도2는 본 발명에 사용되는 박막제작장치의 개략도이다. 상기 박막제작장치(200)는 배기장치(11)에 의해 내부가 감압되는 반응용기(1)를 구비하고, 상기 반응용기(1) 내에 장착한 기판홀더(21) 상에 기판(20)이 배치된다. 또, 기판홀더(21) 상의 기판(20)은 기판히터(22)(본 실시형태에서는 기판홀더(21) 내에 조립되어 있다)에 의해 가열된다. 또한, 반응용기(1)에는 막형성용가스를 내부에 도입하기 위한 막형성용가스도입로(31, 32)와, 동일하게 표면처리용가스를 내부에 도입하기 위한 표면처리용가스도입로(33)와 기판홀더(21) 상의 기판(20)에 대향하는 형태로 용기내에 설치된 열촉매체(50)와 열촉매체(50)를 통전가열하는 열촉매체가열용전원(51)이 구성되어 있다.

배기장치(11)는 터보분자펌프와 로터리펌프 등으로 구성되는 다단의 진공펌프로 구성되고, 처리용기 내부를

정도의 압력까지 감압 가능하다. 막형 성용가스도입로(31, 32)는 막형성용가스를 처리용기 내부로 도입하기 위한 원반상의 가스도입헤드(35)에 접속되어 있다. 가스도입헤드(35)는 내부가 중공이고, 전면에 다수의 가스취출공을 가지고, 막형성용가스를 가스취출공으로부터 판(20)의 주표면(막형성면)을 향하여 공급하도록 되어 있다.

열촉매체(50)는 가스도입헤드(35)로부터 기판(20)을 향하는 막형성용가스의 유통경로 상에 배치되고, 열촉매체가열용전원(51)에 의해 촉매활성화온도, 예를 들면 170℃로 가열된다. 공급된 막형성용가스는 열촉매체(50)와 접촉하면서 기판(20)의 주표면에 도달한다. 막형성용가스는 상기 접촉에 의해 분해 등의 반응이 촉진되어 반응활성종이 생기고, 기판(20) 상에 절연재료를 퇴적시킨다. 본 실시형태에 관한 열촉매체(50)는 직경 0.5mm 정도의 텅스텐 와이어가 톱니 형상 등으로 가공된 것이며, 기판(20) 보다도 큰 면적을 커버하도록 되어 있다. 또한, 기판온도는 200℃ 이상 400℃ 이하의 비교적 저온인 경우가 좋고, 도1에 있어서, 전극(63, 64)의 형성후라도, 기판(66)과의 콘택트 특성이 손상되지 않는다.

상기와 같은, 열촉매체(50)를 사용한 촉매CVD법을 채용하는 것에 의해, 종래와 같은 플라즈마를 사용하지 않고, 막형성이 가능하므로, 플라즈마 대미지에 의한 기판 표면의 손상과 하전입자의 혼입에 의한 절연막의 열화라고 한 문제는 원리적으로 없게 된다.

또한, 상기 막형성 공정은 수광면측절연막(61) 및 이면측절연막의 어느 쪽에 대해서도 대략 동일하다. 또한, 막형성용가스도입로(31, 32)로부터 각각 도입되는 실란과 암모니아의 유량을 도시하지 않는 매스플로컨트롤러 등으로 모니터하고, 밸 브(31v, 32v)에 의해 유량비를 억제하는 것으로 질화규소막 중의 Si/N 원자비를 상기 범위로 조정할 수 있다. 또한, 실란과 암모니아는 수소가스에 의한 희석을 실행하지 않는다.

열촉매체(50)는 계면결함저감 때문에 막형성 전에 실시하는 기판의 표면처리에도 이용된다. 실리콘단결정으로 구성된 기판(20)의 경우, 통상, 기판표면은 자연산화막으로 덮여 있다. 또, 기판(20) 표면의 자연산화막을 미리 플루오르화수소산 등에 의해 제거한 경우에 있어서도, 통상 분위기하에서는 산화가 빠르게 일어나므로, 기판표층에는 산소원자가 결합한 규소원자종이 많든 적든 잔류한다. 그리고, 절연막을 막형성하기 앞서, 표면처리용가스도입로(33)에서 가스도입헤드(35)를 거쳐, 표면처리용가스로서의 암모니아가스를 반응용기(1) 안으로 도입한다. 그러면, 암모니아가스가 열촉매체(50)와의 접촉 분해 반응에 의해 활성종으로 변하고, 기판표면을 덮고 있는 자연산화막의 산소원자(표면재결합의 사이트가 될 수 있다)가 질화규소로 형성되는 절연막의 구성원자인 질소원자로 치환된다.

이후, 이미 설명한 촉매CVD법에 의해, 절연막의 막형성프로세서를 연속하여 실행한다. 이 방법에 의하면, 절연막의 조성을 균일하게 유지하면서 계면결함이 적은 절연막을 기판 상에 퇴적시킬 수 있다.

또한, 상기 표면처리를 실행하기 위해서는 표면처리용가스도입로(33)가 필요하지만, 막형성용가스가 실란(규소원가스)과 암모니아(질소원가스: 음이온원가스)의 혼합가스이고, 표면처리용가스가 암모니아가스인 경우처럼, 막형성용가스와 동종의 가스가 표면처리용가스에도 사용되는 경우, 막형성용가스도입로(31)를 표면처 리용가스도입로에 겸용할 수 있다.

또한, 질화규소막을 막형성하기 위한 질소원가스로서는 상기의 암모니아 외, 질소가스와 다른 질소화합물가스를 사용해도 된다. 그리고, 도2의 장치구성에서는 표면처리용가스도 또한 막형성용가스와 마찬가지로 가스도입헤드(35)로부터 기판(20)에 공급되고, 열촉매체(50)의 표면부근을 통과하는 것으로 상기와 같은 접촉분해반응이 발생하는 것에 의해, 기판(20)의 상기 표면처리반응이 촉진된다.

또, 열촉매체(50)는 막형성 후의 절연막의 패시밴션 특성을 향상시키기 위한 후처리로도 이용된다. 즉, 절연막의 퇴적 후에, 후처리용가스도입로(34)로부터 암모니아가스와 수소가스 등의 후처리용가스를 도입하고, 표면처리와 동일한 열촉매체(50)에 의해 접촉분해반응을 야기하여 후처리를 실행하는 것에 의해, 더욱 절연막의 특성을 개선할 수 있다.

후처리로서 주지의 수소아닐처리는 수소분위기 하에서 300 ∼ 500℃로 기판을 가열하여 실행하지만, 상기의 후처리는 열촉매체(50)에 의해 분해화학종을 적극적으로 처리용기 내에 생성시키는 점이 근본적으로 다르고, 분해한 화학종이 절연막 중에 확산되어 댕글링 본드를 밀봉하기 때문에 패시베이션 특성이 개선된다고 생각된다.

또, 상기 방법에 의하면, 통상의 수소아닐처리 보다도 기판 온도가 내려가기 때문에 (예를 들면, 200℃ 이상 400℃ 이하), 도1에 있어서, 전극(63, 64)을 형성 후에 절연막을 형성하여도, 기판(66)과 전극(63, 64)의 콘택트 특성을 손상하지 않는다. 또한, 상기 후처리 시에 막 중의 수소함유량이 약간 증가하는 경우가 있는 데, 이 증가값은 1원자% 이상 3원자% 이하의 범위로 안정되어 있는 경우가 많고, 막형성 후의 수소함유율이 5원자% 이하로 머물러 있으면, 최종적인 막 중의 수소함유율이 10원자%를 초과하는 경우는 없다.

이하, 도1의 태양전지(100)의 제조공정의 일례에 대해서 설명한다 (여기에서는 p형기판을 사용한 경우에 대해서 설명하지만, n형기판을 사용한 경우는 「n

」를 「p

」로 적용하여도 된다. 단, 물리적인 특성치는 다르다). 또, 이하의 태양전지 제작방법은 일례이고, 이것에 한정되는 것은 아니다.

우선, 기판 방위가 (100)인 단결정실리콘기판(FZ법, B도프)(66)에 대하여, 텍스쳐에치로 불리어지는 이방성 알칼리에칭에 의해, 표면에 미세한 피라미드 형상의 표면구조를 형성한다. 통상 수산화나트륨과 알콜을 혼합한 것, 또는 탄산칼륨, 탄산나트륨 등을 물에 용해시킨 것을 사용하며, 표면구조의 크기는 1 ∼ 10㎛ 정도이다. 이 구조에 의해, 수광면으로의 입사광이 복수회 반사하면서 기판 내부로 효율적으로 흡수된다.

그 후, n

층, 즉 이미터층(65)을 형성한다. 일반적으로는 인에 대표되는 V족원소를 열확산, 이온타입, 등의 공지된 방법으로 도프한다. n

층에 대한 도펀트의 표면불순물농도는 시트저항이 40 ∼ 200Ω/□이도록 조정하는 것이 바람직하다.

그리고, 기판 이면의 전체면에 상기의 촉매CVD법에 의해 질화규소로 형성되는 이면측절연막(62)을 형성하고, 다음으로 콘택트홀(67) 부분을 포토리소그래피, 기계연삭 또는 레이저아브레이션 등의 방법에 의해 개구시킨 후, Al 등으로 구성되는 이면 전극(64)을 진공증착법, 스패터법 등에 의해 퇴적한다. 한편, 기판(66)의 수광면측은 이미터층(65)을 형성할 때의 확산 시에 퇴적한 인글래스 등을 에칭제거한 후, 표면전극(63)을 마스크 증착 등에 의해 퇴적하며, 그 후, 질화규소로 되는 수광면측절연막(61)을 동일한 촉매CVD법에 의해 형성한다.

통상의 반도체 디바이스의 패시베이션 성능 평가는 금속/절연체/반도체의 적층구조(MIS구조)를 형성하여, 용량-전압특성(C-V특성)을 조사하는 것으로 견적하는 경우가 많다. 태양전지의 경우에는 확장 Shockley-Read-Hall 표면재결합 모델로부터 고찰되도록, 실효재결합속도는 계면준위밀도 및 막 중의 고정전하, 및 전자와 홀과의 각 포획단면적, 기판불순물농도, 캐리어주입량 등의 영향을 받는다.

또, 실험적으로는 질화규소막 중의 댕글링 본드에 의한 홀의 트랩에 의해 C-V 측정에 있어서 히스테리시스 효과가 발생하고, 또 트랩된 홀이 자외선 조사 등 외부요인으로 해방될 수도 있으므로, 기판의 이력도 측정 결과에 영향을 미친다.

따라서, 어두운 상태에서의 C-V 특성으로부터 얻어지는 계면준위밀도 및 막 중의 고정전하만으로 태양전지의 실제 동작 상황을 파악한다는 것은 어렵다.

그리고 이면의 패시베이션 성능 평가에 있어서는 바이어스광을 측정 샘플에 조사하는 것에 의해, 캐리어 주입 상태를 재현하면서, 태양전지의 동작상황을 시뮬레이션하고, 라이프 타임 스캐너를 사용하여 실효 라이프 타임을 측정하는 것에 의해, 실효표면재결합속도를 견적하는 것이 일반적으로 실시되고 있다.

한편, 수광측면, 즉 이미터층(65) 측은 고농도로 불순물이 주입되어 있기 때문에, C-V 측정 또는 DLTS 측정의 농도가 저하하고, 또 깊이 방향으로 확산 농도 분포가 있기 때문에, 실효표면재결합속도의 해석이 어렵다. 따라서, 수광면측의 패 시베이션 성능에 대해서는 실제로 태양전지를 제작하고, 그 특성으로부터 평가하는 경우가 많다.

종래의 플라즈마CVD법에서는 상기한 것처럼, 플라즈마 대미지가 크고, 적극적으로 다량의 수소를 막 중에 도입하여 댕글링 본드의 밀봉을 도모해야 할 필요가 있었다. 본 발명에 있어서는 수광면측절연막(61)을 촉매CVD에 의해 형성하는 것으로 기판(66)에 플라즈마 대미지가 가해지지 않기 때문에, 대단히 양호한 패시베이션 특성을 얻을 수 있다. 또, 플라즈마 대미지에 의한 댕글링 본드가 발생하기 어려운 경우로부터, 수소를 막 중에 적극 도입할 필요 없이, 막 조성도 질화규소의 화학량론조성(Si/N 원자비=0.75)에 가까운 것을 채용하면 좋으므로, 플라즈마CVD법에 의해 대량으로 수소를 도입한 질화규소막 보다도, 내자외선 특성이 훨씬 양호하다.

한편, 질화규소막의 조성을 화학량론비로부터 규소과잉 측에 크게 시프트시킬 필요가 없는 것은, 내자외선 특성이 수광면측만큼에서는 문제가 되지 않는 이면측절연막(64)에 적용된 경우에 있어서, 다른 관점에서의 효과를 일으킨다.

결국, 막조성이 규소과잉 측에 과잉으로 시프트되어 있지 않으므로, 상기 접촉계면 부근에서 기판(66)측에 도5와 같은 큰 반전층이 형성되는 것이 억제된다. 그 결과, 이면전극(64)을 경유한 면내의 단락이 효과적으로 방지되고, 변환효율의 향상이 초래된다.

또한, 촉매CVD법에 의한 막형성 처리에 있어서는 막형성 온도의 선정이 중요하다. 예를 들면, 수광면측절연층(61)을 반사방지막으로서 막을 형성하는 경우, 막 형성 온도는 200℃∼400℃ 정도가 바람직하고, 가능한 한 고온으로 설정하는 것이 퇴적되는 막 중의 결함을 보다 더 감소시킬 수 있기 때문에, 패시베이션의 특성인 점에서 바람직하다. 또, 기판(66)의 온도는 재료적으로도 구조적으로도 열에 의한 변성을 받는 온도 이하로 유지되는 것이 바람직하다.

또한, 도1에서는 전극(63)을 이미터층(65)과 접촉시키고 있지만, 이것을 Al전극으로서 수광면측절연층(61) 상에 MIS콘택트 형태로 형성하는 경우에는 막 형성 온도가 400℃를 초과하면, Al전극이 이미터층을 관통하는 스파이킹을 일으키고, 단락하여 성능의 저하를 초래한다. 따라서, 막 형성 온도는 400℃ 이하로 하는 것이 중요하다.

또한, 막 형성에 앞서, 상기의 표면처리를 실시하는 경우, 열촉매체(50)의 온도는 막 형성 시의 촉매온도든지, 아니면 그 이하인 것이 바람직하며, 통상 1000 ∼ 1700℃의 범위로 실시한다. 또한, 막 형성 후에 후처리를 실시하는 경우에는 열촉매체(50)의 온도는 표면처리와 동일한 조건으로 실시되는 것이 바람직하고, 통상의 수소아닐처리를 추가, 또는 대용하는 것도 기판 또는 전극과 기판 간의 콘택트의 특성을 손상하지 않는 한 가능하다.

또, 이면측절연막(62)을 통상의 열산화막으로서 형성할 수도 있다. 이 경우, 주지의 드라이 산화, 웨트 산화, 파일로제닉 산화 등의 수법이 채용된다. 이 때, 기판의 양면이 산화되기 때문에, 이면에 레지스트를 도포, 건조한 후, 희플루오르화수소산 등에 의해 수광면 측의 산화막을 제거하고, 또한 레지스트를 제거한다. 상기 공정에 의해, 이면의 절연막(62)이 형성된다.

이하, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 실시한 실험 결과에 대해서 설명한다.

(실험례1)

저항률1.5Ω㎝, 3인치 환형의 (100)단결정실리콘기판(FZ법, B도프)을 2% 플루오르화수소산으로 1분간 세정한 후, 초순수로 5분간 린스하고, 건조질소를 내뿜어 건조하였다.

그 후, 촉매CVD법에 의해 굴절률2.4(Si/N 원자비=1.48: 수소희석 없음) 막두께 80nm인 질화규소막을 양면에 퇴적하였다. 다음으로 0.5sun의 백색 바이어스광을 조사하면서, 실효 라이프타임을 라이프타임 스캐너로 측정하고, 동일 기판을 케미컬 패시베이션 처리(옥소/에타놀 처리) 하였지만, 라이프타임 측정결과를 기준으로서 표면재결합속도를 산출하였다.

또, 샘플의 편면을 400W의 메탈 할로겐 램프를 광원으로 하고, 320nm 이하의 파장성분을 필터에 의해 커트한 자외선에 32시간 및 12시간 야외에 노출시킨 후, 동일하게 표면재결합속도를 산출하였다. 또, 질화규소막 중의 수소 함유율을 FT-IR법에 의해 분석하였다.

(실험례2)

실험례1과 동일한 수순으로 실리콘기판을 세정, 건조하고, 촉매CVD법에 의해, 표면처리를 암모니아가스로 실시하고, 이어서 굴절률 2.4의 질화규소막을 양면에 퇴적시켜 동일한 측정을 하였다.

(실험례3)

실험례1과 동일한 수순으로 실리콘기판을 세정, 건조하고, 촉매CVD법에 의해, 표면처리를 암모니아 가스로 실시하고, 이어서 굴절률 2.4의 질화규소막을 양면에 퇴적한 후, 후처리를 수소가스로 실시하고, 동일한 측정을 하였다.

(비교예1)

실험례1과 동일한 수순으로 실리콘기판을 세정, 건조하고, 다이렉트 플라즈마 CVD법(주파수 100kHz: 수소희석 없음)에 의해, 굴절률 2.4의 질화규소막을 양면에 퇴적하여, 동일한 측정을 하였다.

(비교예2)

실험례1과 동일한 수순으로 실리콘기판을 세정, 건조하고, 리모트 플라즈마 CVD법(마이크로파 2.5 GHz: 수소희석 없음)에 의해, 굴절률 2.4의 질화규소막을 양면에 퇴적하여, 동일한 측정을 하였다.

이상의 결과를 표1에 나타낸다.

표1

	실효표면재결합속도(cm/s)			변화율 128시간 조사후/조사전
	자외선 조사 전	32 시간후	128 시간후
실험례1	20	30	58	2.9
실험례2	18	25	45	2.5
실험례3	17	28	40	2.4
비교예1	96	185	542	5.6
비교예2	21	45	108	5.1

이 결과에 의하면, 질화규소막을 촉매CVD로 형성한 실험례1 ∼ 실험례3의 시험품은 어느 쪽도 막 중의 수소 함유율이 5원자% 이하로 작고, 자외선 조사를 단속해도 실효표면재결합속도의 증가는 더디다. 즉, 내자외선 특성이 우수하게 되어 있는 것을 알았다. 그러나, 플라즈마CVD법을 이용한 비교예1 및 비교예2의 시험품은 막 중의 수소 함유율이 대단히 높고, 자외선 조사 단속에 의해 실효표면재결합속도는 급속히 증가하고, 실험례1 ∼ 실험례3의 결과에는 미치지 않는 것을 알았다.

(실험례4)

저항률 0.5Ω㎝, 두께 300㎛, 면치수 100mm×100mm의 모의사각형상의 (100)단결정실리콘기판(FZ법, B도프)을 농수산화나트륨수용액 중에서 대미지 에치하고, 그 후 수산화나트륨 수용액 / 이소프로패놀 혼합용액 중에서 표면 전체에 텍스쳐를 형성하였다.

기판을 RCA 세정한 후, 고온산화(1000℃)하고, 편면을 레지스트로 보호한 후, 버퍼드 플루오르화수소산 용액 중에서 산화막을 편면에만 에칭하였다. 레지스트를 제거한 후, 옥시염화인을 소스로 한 인확산을 830℃에서 실행하고, 표면의 시트저항이 100Ω/□이 되도록 확산하였다. 그 후, 표면의 인글래스를 2% 플루오르화수소산으로 제거하고, 마스크 증착에 의해 수광면전극(Ti/Pd/Ag)을 증착하였다.

이면은 기계가공에 의해 홈을 형성하고, 그 위에서부터 이면전극(Al)을 증착하였다. 그 후, 수광면측에 촉매CVD법에 의해 굴절률이 2.1(Si/N 원자비=1.04: 수소희석 없음), 막 두께가 80nm인 질화규소막을 퇴적하였다. 완성된 태양전지의 특성평가를 솔라시뮬레이터(1.5 sun)로 측정하였다.

(실험례5)

실험례4와 동일하게 이면전극까지 형성하고, 수광면 측에 촉매CVD법에 의한 표면처리를 암모니아 가스로 실시하고, 이어서 굴절률 2.1인 질화규소막을 퇴적하여, 동일한 측정을 하였다.

(실험례6)

실험례4와 동일하게 이면전극까지 형성하고, 수광면 측에 촉매CVD법에 의한 표면처리를 암모니아가스로 실행하고, 이어서 굴절률 2.1인 질화규소막을 퇴적한 후, 후처리를 수소가스로 실시하여 동일한 측정을 하였다.

(비교예3)

실험례4와 동일하게 이면전극까지 형성하고, 수광면 측에 다이렉트 플라즈마 CVD법(주파수 100kHz)에 의해, 굴절률 2.1인 질화규소막을 퇴적하여, 동일한 측정을 하였다.

(비교예4)

실험례4와 동일하게 이면전극까지 형성하고, 수광면 측에 리모트 플라즈마 CVD법(마이크로파 2.5 GHz)에 의해, 굴절률 2.1인 질화규소막을 퇴적하여, 동일한 측정을 하였다.

이상의 결과를 표2에 나타낸다.

표2

	필팩터(%)	변환효율(%)	Voc(mV)	Jsc(mA/cm²)
실험례4	80.0	19.5	650	37.5
실험례5	79.8	19.5	653	37.4
실험례6	80.5	19.9	655	37.8
비교예3	78.4	17.8	630	36.0
비교예4	79.0	18.8	642	37.0

상기 결과에 의하면, 질화규소막을 촉매CVD로 형성한 실험례4 ∼ 실험례6의 실험품은, 어느 쪽도, 변환효율을 포함한 모든 태양전지 특성에 있어서, 플라즈마CVD법을 사용한 비교예3 및 비교예4의 시험품의 결과를 능가하고 있는 것을 알았 다. 또, 실험례5 및 실험례6과 같이, 막 형성 전의 기판표면처리 및 후처리를 동일한 촉매를 사용하여 실행하면, 그 차이는 일층 현저하게 되는 것을 알았다.

(실험례7)

저항률 0.5Ω㎝, 두께 300㎛, 면두께 100㎜×100㎜의 모의사각형상의 (100)단결정실리콘기판(FZ법, B도프)을 농수산화나트륨 수용액 중에서 대미지 에치하고, 그 후, 수산화나트륨 수용액 / 이소프로페놀 혼합용액 중에서 표면전체에 텍스쳐를 형성하였다. 기판 2매가 서로 등지게 하여, 옥시염화인을 소스로 한 인의 확산을 830℃에서 실행하고, 표면의 시트저항이 100Ω/□가 되도록 확산시켰다.

그 후, 표면의 인글래스를 2% 플루오르화수소산으로 제거하고, 마스크 증착에 의해 수광면전극(Ti/Pd/Ag)을 증착하였다. 이면에는 촉매CVD법에 의한 표면처리를 암모니아가스로 실행하고, 이어서 굴절률이 2.0(Si/N 원자비=0.91 : 수소희석 없음), 막두께가 80nm인 질화규소막을 퇴적시킨 후, 기계가공에 의해 홈을 형성하고, 그 위에서 부터 이면전극(Al)을 증착하였다. 그 후, 수광면 측에 촉매CVD법에 의해 굴절률이 2.1(Si / N 원자비=1.04 : 수소희석 없음), 막 두께가 80nm인 질화규소막을 퇴적하였다. 완성된 태양전지의 특성평가를 솔라시뮬레이터(1.5sun)로 측정하였다.

(실험례8)

이면은 촉매CVD법에 의한 표면처리를 암모니아가스로 실행하고, 이어서 굴절률이 2.0, 막두께가 80nm인 질화규소막을 퇴적한 후, 후처리를 수소가스로 실행한 경우 이외는 실험례7과 동일하게 제작한 태양전지의 특성평가를 솔라시뮬레이터 (1.5sun)로 측정하였다.

(비교예5)

실험례7과 동일하게 표면전극까지를 형성하고, 다이렉트 플라즈마CVD법(주파수100kHz)에 의해, 이면에 굴절률 2.0, 수광면 측에 굴절률 2.1인 질화규소막을 퇴적한 경우 이외는 동일한 공정을 거쳐 태양전지를 측정하였다.

(비교예6)

실험례7과 동일하게 표면전극까지를 형성하고, 리모트 플라즈마CVD법(마이크로법 2.5GHz)에 의해, 이면에 굴절률 2.0, 수광면 측에 굴절률 2.1인 질화규소막을 퇴적한 경우 이외는 동일한 공정을 거쳐 태양전지를 측정하였다.

이상의 결과는 표3과 같다.

표3

	필팩터(%)	변환효율(%)	Voc(mV)	Jsc(mA/㎠)
실험례7	79.5	18.5	645	36.2
실험례8	79.6	18.8	649	36.3
비교예5	77.3	16.1	628	33.1
비교예6	78.0	17.2	635	34.7

이 결과에 의하면, 질화규소막을 촉매CVD로 형성한 실험례7 및 실험례8의 시험품은, 어느 쪽도, 변환효율을 포함한 모든 태양전지 특성에 있어서, 플라즈마CVD법을 이용한 비교예5 및 비교예6의 시험품의 결과를 능가하고 있는 것을 알 수 있다.

또, 실험례5 및 실험례6과 같이 막형성 전의 기판표면처리 및 후처리를 동일한 촉매를 사용하여 실행하면, 그 차는 일층 현저하게 되는 현상을 알 수 있다. 또, 이면측에 질화규소막을 형성하는 경우, 촉매CVD를 사용한 실험례7 및 실험례8의 결과는 표2의 결과와 동일하게 양호하지만, 플라즈마CVD법을 사용한 비교예5 및 비교예6은 이면측에 질화규소막을 형성하는 것에 의해 특성이 오히려 악화되고 있는 것을 알 수 있다.

이것은 비교예의 질화규소막이 필드효과 패시베이션이 되기 때문에, 기판 측의 반전층이 크게 되고, 도5의 단락이 현저하게 되었기 때문이라고 생각된다.

Claims (23)

1. 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고,

   상기 반도체태양전지기판의 상기 수광면이, 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연재료로 되는 무기절연막으로서의 수광면측절연막으로 피복되고,

   상기 수광면측절연막을 수소함유율이 10원자% 미만인 저수소함유무기절연막으로서 구성한 것을 특징으로 하는 태양전지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연재료로 되는 무기절연막으로서의 이면측절연막으로 피복되고,

   상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 상기 반도체태양전기기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가짐과 동시에, 상기 이면측절연막은 수소함유율이 10원자% 미만으로 된 저수소함유무기절연막으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 저수소함유무기절연막의 수소함유율이 5원자% 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 수광면측절연막이 굴절률이 2 이상 2.5 이하인 질화규소로 되는 상기 저수소함유무기절연막으로 된 것을 특징으로 하는 태양전지.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 무기절연막은, 반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고,

   규소원가스와, 얻어야 할 무기재료에 있어서 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하고,

   또한, 상기 규소원가스와 상기 음이온원가스의 적어도 어느 한 쪽이 가스분자 중에 수소원자를 가지는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전기기판의 표면에 공급하고,

   상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 저수소함유무기절연막은 Si/N 원자비가 0.80 이상, 1.80 이하가 되도록 형성된 질화규소막인 것을 특징으로 하는 태양전지.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 질화규소막의 굴절률이 2 이상 2.5 이하인 것을 특징으로 하는 태양전지.
8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 이면측절연막이,

   반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고,

   규소원가스와 질소원가스를 함유하는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고,

   상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 상기 반도체태양전기기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 Si/N 원자비가 0.80 이상, 1.80 이하가 되도록 형성된 질화규소막인 것을 특징으로 하는 태양전지.
9. 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고,

   상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 무기절연재료로서의 질화규소로 되는 무기절연막인 이면측절연막으로 피복되고,

   상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 상기 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가짐과 동시에,

   상기 이면측절연막을 구성하는 질화규소막은,

   반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고,

   규소원가스와 질소원가스를 함유하는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고,

   상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해, Si/N원자비가 0.80 이상 1.80 이하가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
10. 제 1 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 무기절연막은 상기 반응용기 내에 표면처리용가스를 도입하고,

    상기 표면처리용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하는 것에 의해 표면처리한 후, 상기 표면처리 후의 반도체태양전지기판표면에 상기 촉매CVD법에 의해 퇴적된 것을 특징으로 하는 태양전지.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 반도체태양전지기판이 실리콘기판이고,

    상기 무기절연막이 질화규소막이고,

    상기 표면처리용가스가 암모니아가스인 것을 특징으로 하는 태양전지.
12. 제 1 항 내지 제 11 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 무기절연막은 상기 촉매CVD법에 의해 상기 반도체태양전지기판표면에 퇴적된 후, 상기 반응용기 내에 후처리용가스를 도입하고, 상기 후처리용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 후처리된 것을 특징으로 하는 태양전지.
13. 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고,

    상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연막으로 되는 이면측절연막으로 피복되고,

    상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 상기 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가짐과 동시에,

    상기 무기절연막은 반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고,

    규소원가스와 얻어야 할 무기재료에 있어서, 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고,

    상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 퇴적ㆍ형성한 후, 상기 반응용기 내에 후처리용가스를 도입하고,

    상기 후처리용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 후처리하여 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
14. 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고,

    상기 반도체태양전지기판의 상기 수광면이, 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연막으로 되는 수광면측절연막으로 피복된 태양전지의 제조방법에 있어서,

    상기 수광면측절연막을,

    반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고,

    규소원가스와 얻어야 할 무기재료에 있어서, 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하고,

    또한, 상기 규소원가스와 상기 음이온원가스의 적어도 어느 한 쪽이 가스분자 중에 수소원자를 가지는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고,

    상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해, 수소함유율이 10원자% 미만으로 된 저수소함유무기절연막으로서 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 막형성용가스를 수소희석하는 것 없이 상기 반응용기에 공급하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,

    얻어야 할 상기 무기절연막이 질화규소막이고,

    상기 반응용기 내에 상기 막형성용가스를 Si/N 원자비가 0.80 이상, 1.80 이하인 질화규소가 얻어지도록 상기 규소원가스와 상기 음이온원가스를 형성하는 질소원가스와의 혼합비를 조정하여 공급하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
17. 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고,

    상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 질화규소로 되는 무기절연막인 이면측절연막으로 피복되고,

    상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 상기 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가지는 태양전지의 제조방법에 있어서,

    상기 이면측절연막을 구성하는 질화규소막을,

    반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고, 규소 원가스와 질소원가스를 함유하는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고,

    상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 질화규소를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 Si/N 원자비가 0.80 이상 1.80 이하가 되도록 상기 규소원가스와 상기 질소원가스의 혼합비를 조정하여 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 규소원가스 및 상기 질소원가스로서 실란 및 암모니아를 사용하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
19. 제 14 항 내지 제 18 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 무기절연막을,

    상기 반응용기 내에 표면처리용가스를 도입하고,

    상기 표면처리용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하는 것에 의해 표면처리한 후, 상기 표면처리 후의 반도체태양전지기판표면에 상기 촉매CVD법에 의해 퇴적하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 반도체태양전지기판이 실리콘기판이고,

    상기 무기절연막이 질화규소막이고,

    상기 표면처리용가스가 암모니아가스인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
21. 제 14 항 내지 제 20 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 무기절연막을,

    상기 촉매CVD법에 의해 상기 반도체태양전지기판표면에 퇴적한 후, 상기 반응용기 내에 후처리용가스를 도입하고,

    상기 후처리용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 상기 무기절연막을 후처리하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
22. 제1주표면에 수광면이 형성됨과 동시에, 상기 수광면에 조사되는 광에 기인하여 광기전력을 발생시키는 반도체태양전지기판을 구비하고,

    상기 반도체태양전지기판의 제2주표면이 양이온 성분의 주체가 규소인 무기절연막으로 되는 이면측절연막으로 피복되고,

    상기 이면측절연막을 피복하는 이면전극이 상기 이면측절연막을 관통하는 도통부를 개재하여 상기 반도체태양전지기판의 이면과 도통하여 되는 구조를 가지는 태양전지의 제조방법에 있어서,

    상기 무기절연막을 반응용기 내에 상기 반도체태양전지기판과 함께 열촉매체를 배치하고,

    규소원가스와 얻어야 할 무기재료에 있어서 규소와 결합하는 음이온 성분을 생성하는 음이온원가스를 함유하는 막형성용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 반도체태양전지기판의 표면에 공급하고,

    상기 막형성용가스의 화학반응에 기인하여 생성하는 무기절연재료를 상기 반도체태양전지기판의 표면에 퇴적시키는 촉매CVD법에 의해 퇴적ㆍ형성한 후, 상기 반응용기 내에 후처리용가스를 도입하고,

    상기 후처리용가스를 상기 열촉매체와 접촉시키면서 상기 무기절연막의 표면에 공급하는 것에 의해 상기 무기절연막을 후처리하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,

    상기 반도체태양전지기판이 실리콘기판이고,

    상기 무기절연막이 질화규소막이고,

    상기 후처리용가스가 암모니아가스, 수소가스 또는 이들의 혼합가스인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.

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